RU2796302C1 - Method for manufacturing a sound-absorbing device for a turbojet engine - Google Patents
Method for manufacturing a sound-absorbing device for a turbojet engine Download PDFInfo
- Publication number
- RU2796302C1 RU2796302C1 RU2022122268A RU2022122268A RU2796302C1 RU 2796302 C1 RU2796302 C1 RU 2796302C1 RU 2022122268 A RU2022122268 A RU 2022122268A RU 2022122268 A RU2022122268 A RU 2022122268A RU 2796302 C1 RU2796302 C1 RU 2796302C1
- Authority
- RU
- Russia
- Prior art keywords
- sound
- section
- absorbing
- blank
- prepreg
- Prior art date
Links
Images
Abstract
Description
Изобретение относится к области авиадвигателестроения, а именно к звукопоглощающим устройствам турбореактивных двигателей.The invention relates to the field of aircraft engine building, namely to sound-absorbing devices for turbojet engines.
Известны способы изготовления звукопоглощающего устройства турбореактивного двигателя, включающие изготовление звукопоглощающего заполнителя отдельными секциями с последующим соединением его с трактовой и внетрактовой оболочками - патент РФ №2320881, МПК F02C/24, патент РФ №2684292, МПК F02C/24. Данные способы имеют общие признаки и включают изготовление звукопоглощающего заполнителя отдельными секциями в виде расположенных изолированных друг от друга профилей в форме четырехугольника, при этом профили звукопоглощающего заполнителя получают путем намотки ленты из композиционного материала на формообразующие упругодеформируемые элементы, например, резиновые, полученные секции полимеризуют, извлекают из них формообразующие элементы, после чего на формообразующую оправку наматывают лентами или нитями из композиционного материала трактовую оболочку, укладывают на нее по окружности с примыканием друг к другу и совмещением профилей секции звукопоглощающего заполнителя, наматывают на них аналогично трактовой наружную оболочку, образованный пакет полимеризуют, снимают с оправки и выполняют перфорацию в трактовой оболочке и обращенных к ней стенках профилей.Known methods for manufacturing a sound-absorbing device for a turbojet engine, including the manufacture of a sound-absorbing filler in separate sections, followed by its connection with the duct and extra-tract shells - RF patent No. 2320881, IPC F02C / 24, RF patent No. 2684292, IPC F02C / 24. These methods have common features and include the production of a sound-absorbing filler in separate sections in the form of profiles located isolated from each other in the shape of a quadrangle, while the profiles of the sound-absorbing filler are obtained by winding a tape from a composite material on forming elastically deformable elements, for example, rubber, the resulting sections are polymerized, removed of these, forming elements, after which a tract shell is wound on the shaping mandrel with tapes or threads of composite material, the tract shell is laid on it around the circumference with adjoining each other and matching the profiles of the section of the sound-absorbing filler, the outer shell is wound on them similarly to the tract outer shell, the formed package is polymerized, removed from the mandrel and perform perforation in the tract shell and the walls of the profiles facing it.
Недостатком известных способов является извлечение формообразующих упругодеформируемых элементов из профилей звукопоглощающего заполнителя на стадии его изготовления отдельными секциями до момента укладки секций на поверхность трактовой оболочки, что обусловливает недостаточную прочность сцепления слоев препрега трактовой и внетрактовой оболочек как между собой, так и с предварительно отвержденным звукопоглощающим заполнителем по поверхностям контакта с пустотелыми профилями и, как следствие, снижает прочность и надежность конструкции. Кроме этого, совместное отверждение трактовой, внетрактовой оболочек и расположенного между ними предварительно отвержденного звукопоглощающего заполнителя приводит к снижению прочностных характеристик композиционного материала звукопоглощающего заполнителя вследствие повторного теплового воздействия на него при отверждении в составе звукопоглощающего устройства, что может привести к потере устойчивости пустотелых профилей, необратимым деформациям звукопоглощающего заполнителя и, как следствие, отбраковке звукопоглощающего устройства в целом.The disadvantage of the known methods is the extraction of forming elastically deformable elements from the profiles of the sound-absorbing filler at the stage of its manufacture in separate sections until the sections are laid on the surface of the tract shell, which causes insufficient adhesion of the prepreg layers of the tract and extra-tract shells both to each other and to the pre-cured sound-absorbing filler along contact surfaces with hollow profiles and, as a result, reduces the strength and reliability of the structure. In addition, the joint curing of the tract, extra-tract shells and the pre-cured sound-absorbing filler located between them leads to a decrease in the strength characteristics of the composite material of the sound-absorbing filler due to repeated thermal exposure to it during curing as part of the sound-absorbing device, which can lead to loss of stability of hollow profiles, irreversible deformations sound-absorbing filler and, as a result, the rejection of the sound-absorbing device as a whole.
Известные способы ограничивают возможность применения при изготовлении звукопоглощающих устройств из препрегов, разнородных по химическому составу входящих в него компонентов, а именно, наполнителя и/или связующего, с отличающимися теплофизическими свойствами в силу причин как технического, так и экономического характера. Так, подобное ограничение имеет место при изготовлении звукопоглощающих устройств с повышенными эксплуатационными требованиями по теплостойкости трактовой оболочки, что предопределяет использование для ее изготовления теплостойких препрегов, температура отверждения которых значительно превышает температуру отверждения препрегов, используемых для изготовления звукопоглощающего заполнителя. Так, например, использование для изготовления трактовой оболочки препрегов на основе полиимидных связующих с температурой отверждения до 350°С при одновременном использовании для изготовления предварительно отвержденных секций звукопоглощающего заполнителя широко распространенных препрегов на основе эпоксидных связующих с температурой отверждения до 170°С при совместном формовании приведет к деформации звукопоглощающего заполнителя, потере тепловой устойчивости звукопоглощающего устройства в целом, а использование теплостойких препрегов для изготовления профилей звукопоглощающего заполнителя - к неоправданным экономическим затратам вследствие высокой стоимости компонентов, входящих в состав теплостойких препрегов, и энергозатратам на их переработку.Known methods limit the possibility of using in the manufacture of sound-absorbing devices from prepregs that are heterogeneous in chemical composition of its constituent components, namely, filler and/or binder, with different thermophysical properties due to both technical and economic reasons. Thus, a similar limitation occurs in the manufacture of sound-absorbing devices with increased operational requirements for the heat resistance of the duct shell, which predetermines the use of heat-resistant prepregs for its manufacture, the curing temperature of which is significantly higher than the curing temperature of the prepregs used to manufacture the sound-absorbing filler. So, for example, the use of prepregs based on polyimide binders with a curing temperature of up to 350°C for the manufacture of a tract shell, while the use of widely used prepregs based on epoxy binders with a curing temperature of up to 170°C for the manufacture of pre-cured sections of sound-absorbing filler with a curing temperature of up to 170°C during co-molding will lead to deformation of the sound-absorbing filler, loss of thermal stability of the sound-absorbing device as a whole, and the use of heat-resistant prepregs for the manufacture of sound-absorbing filler profiles - to unjustified economic costs due to the high cost of the components that make up the heat-resistant prepregs, and energy costs for their processing.
Наиболее близким по технической сущности к заявленному способу является способ изготовления звукопоглощающего устройства турбореактивного двигателя по патенту РФ №2560639, МПК F02C/24, при котором звукопоглощающее устройство выполняют сборным из трех и более автономных звукопоглощающих секций, скрепленных по окружности друг с другом поперечными фланцами на кольцевых шпангоутах и/или накладками между смежными секциями,, при изготовлении которых в полость корпуса сборочного приспособления укладывают препрег трактовой или внетрактовой стенки заготовки секции с прилеганием к днищу и торцам полости корпуса сборочного приспособления с образованием из концов препрега поперечных фланцев, затем на препрег уложенной стенки заготовки секции в один или несколько ярусов укладывают заполнители в виде эластичных оправок с препрегом на них трубчатых элементов, а на последние и части поперечных фланцев укладывают препрег другой стенки заготовки секции, на который устанавливают крышку сборочного приспособления, зажимают препреги поперечных фланцев с частичным обжатием при этом яруса(ов) заполнителей между крышкой и корпусом сборочного приспособления, затем полученную сборку устанавливают в печь, нагревают и после отверждения препрега охлаждают, извлекают из печи, а полученную заготовку секции - из сборочного приспособления, удаляют эластичные оправки из трубчатых элементов, выполняют механическую обработку торцов фланцев заготовки секции с открытием стыковочных отверстий в них и боковых сторон заготовки секции с установкой на них П-образных накладок с клеевым составом и с примыканием полок накладок к наружным участкам трактовой и внетрактовой стенок заготовки секции, а стенок накладок - к торцам трактовой и внетрактовой стенок и торцам трубчатых элементов заготовки секции с последующим отверждением клеевого состава и выполняют перфорацию трактовой стенки заготовки секции с прилегающими к ней трубчатыми элементами - патент РФ №2560639, МПК 02С/24.The closest in technical essence to the claimed method is a method for manufacturing a sound-absorbing device for a turbojet engine according to the patent of the Russian Federation No. frames and/or overlays between adjacent sections, during the manufacture of which a prepreg of the tract or out-of-tract wall of the section blank is laid in the cavity of the body of the assembly device with contact with the bottom and ends of the cavity of the body of the assembly device with the formation of transverse flanges from the ends of the prepreg, then on the prepreg of the laid wall of the workpiece sections in one or several tiers are laid fillers in the form of elastic mandrels with a prepreg on them of tubular elements, and on the last and parts of the transverse flanges, a prepreg of the other wall of the section blank is laid, on which the cover of the assembly device is installed, prepregs of the transverse flanges are clamped with partial compression of the tiers (s) fillers between the cover and the body of the assembly fixture, then the resulting assembly is placed in the oven, heated and after curing the prepreg is cooled, removed from the oven, and the resulting section blank is removed from the assembly fixture, the elastic mandrels are removed from the tubular elements, the flange ends are machined section blanks with the opening of docking holes in them and the sides of the section blank with the installation of U-shaped overlays with adhesive composition on them and with the adjoining of the overlay shelves to the outer sections of the tract and extra-tract walls of the section blank, and the walls of the overlays - to the ends of the tract and extra-tract walls and ends of the tubular elements of the section blank, followed by curing of the adhesive composition, and perforation of the tract wall of the section blank with tubular elements adjacent to it is performed - patent of the Russian Federation No. 2560639, IPC 02C / 24.
Этот способ позволяет увеличить надежность конструкции за счет обеспечения достаточной прочности сцепления слоев препрега трактовой и внетрактовой оболочек как между собой, так и с препрегом профилей трубчатых элементов звукопоглощающего заполнителя по поверхностям контакта, решает проблему сохранения устойчивости звукопоглощающего заполнителя при одновременном отверждении элементов конструкции за счет наличия эластичных оправок в процессе совместного отверждения внутри профилей трубчатых элементов звукопоглощающего заполнителя.This method makes it possible to increase the reliability of the structure by ensuring sufficient adhesion of the prepreg layers of the tract and extra-tract shells both to each other and to the prepreg profiles of the tubular elements of the sound-absorbing filler along the contact surfaces, solves the problem of maintaining the stability of the sound-absorbing filler while simultaneously curing structural elements due to the presence of elastic mandrels in the process of co-curing inside the profiles of the tubular elements of the sound-absorbing filler.
Однако, известный способ, как и вышеописанные способы изготовления звукопоглощающего устройства турбореактивного двигателя имеют ограничченные технологические возможности в части обеспечения надежности и прочности конструкции в случае использования для изготовления элементов звукопоглощающего устройства препрегов, разнородных по химическому составу входящих в них компонентов, а именно, наполнителя и/или связующего и/или имеющих различную температуру отверждения, т.к. в процессе одновременного совместного отверждения на этапе перехода связующих в нетекучее (неплавкое) состояние с образованием пространственной сетки, вследствие диффузии молекул компонентов связующего одного химического состава в молекулы компонентов связующего другого химического состава могут произойти негативные процессы по поверхности сопряжения контактирующих элементов секции, течению конкурентных реакций, альтернативным путям роста полимерных цепей вследствие перераспределения электронных плотностей при взаимодействии отдельных реакционных групп атомов молекул компонентов одного связующего с диффундирующими через границу раздела группами атомов молекул компонентов другого связующего, приводящие к не гомогенному отверждению препрегов с образованием новой фазы, неоднородности свойств на границе между двумя контактирующими элементами, формированию областей с избыточными внутренними напряжениями, снижению физико-механических характеристик на границе раздела контактирующих элементов, что в конечном итоге негативно сказывается на монолитности их соединения на этапе отверждения автономной звукопоглощающей секции, показателях прочности и надежности звукопоглощающего устройства турбореактивного двигателя в целом.However, the known method, as well as the above-described methods for manufacturing a sound-absorbing device for a turbojet engine, have limited technological capabilities in terms of ensuring the reliability and strength of the structure in the case of using prepregs for the manufacture of elements of a sound-absorbing device that are heterogeneous in chemical composition of their constituent components, namely, filler and / or binder and/or having different curing temperatures, because in the process of simultaneous co-curing at the stage of transition of the binders to a non-fluid (non-melting) state with the formation of a spatial network, due to the diffusion of molecules of the binder components of one chemical composition into the molecules of the binder components of another chemical composition, negative processes can occur on the mating surface of the contacting elements of the section, the course of competitive reactions, alternative ways of growing polymer chains due to redistribution of electron densities during the interaction of individual reactive groups of atoms of molecules of components of one binder with groups of atoms of molecules of components of another binder diffusing through the interface, leading to non-homogeneous curing of prepregs with the formation of a new phase, inhomogeneity of properties at the boundary between two contacting elements , the formation of areas with excessive internal stresses, the reduction of physical and mechanical characteristics at the interface of the contacting elements, which ultimately negatively affects the solidity of their connection at the stage of curing the autonomous sound-absorbing section, the strength and reliability indicators of the sound-absorbing device of the turbojet engine as a whole.
Например, подобные ситуации будут иметь место при совместном отверждении эпоксиаминных и фенолформальдегидных связующих, когда часть аминного отвердителя может остаться в пластике в виде не прореагировавшего балласта в силу нарушения стехиометрического отношения в системе «эпоксидная смола-аминный отвердитель» после частичного взаимодействия эпоксидной и фенолформальдегидной смолы. Также возможны ограничения и частичное блокирование реакций отверждения, не исключены участки, полностью лишенные возможности вступать в реакции с образованием пространственно сшитых полимеров, обусловленные диффузией и частичным перекрытием реакционных центров на границе раздела разнородных по химическому составу связующих, что негативно скажется на адгезии и физико-механических характеристиках конструкции в целом.For example, such situations will occur during the joint curing of epoxyamine and phenol-formaldehyde binders, when a part of the amine hardener may remain in the plastic in the form of unreacted ballast due to a violation of the stoichiometric ratio in the “epoxy resin-amine hardener” system after partial interaction of the epoxy and phenol-formaldehyde resin. Restrictions and partial blocking of curing reactions are also possible, areas that are completely deprived of the ability to enter into reactions with the formation of spatially cross-linked polymers due to diffusion and partial overlap of reaction centers at the interface of chemically dissimilar binders are not excluded, which will negatively affect adhesion and physical and mechanical properties. characteristics of the structure as a whole.
Формирование областей с избыточными внутренними напряжениями по границе раздела контактирующих пар элементов секции звукопоглощающего устройства происходит также вследствие использования в качестве наполнителей материалов различного химического состава, например, стекло - и углеродные наполнители, обладающих различными коэффициентами линейного расширения, упругими характеристиками, что в конечном итоге так же негативно сказывается на монолитности соединения элементов автономной звукопоглощающей секции, показателях прочности и надежности звукопоглощающего устройства турбореактивного двигателя в целом.The formation of areas with excessive internal stresses along the interface between the contacting pairs of elements of the sound-absorbing device section also occurs due to the use of materials of different chemical composition as fillers, for example, glass and carbon fillers, which have different coefficients of linear expansion, elastic characteristics, which ultimately also negatively affects the solidity of the connection of the elements of the autonomous sound-absorbing section, the strength and reliability of the sound-absorbing device of the turbojet engine as a whole.
Общими существенными признаками для прототипа и заявленного способа изготовления кольцевого звукопоглощающего устройства турбореактивного двигателя является то, что кольцевое звукопоглощающее устройство турбореактивного двигателя выполняют сборным из трех и более автономных звукопоглощающих секций, скрепленных по окружности друг с другом фланцами на кольцевых шпангоутах и/или накладками между смежными секциями, при изготовлении которых в полость корпуса сборочного приспособления укладывают препрег трактовой или внетрактовой стенки заготовки секции с прилеганием к днищу и торцам полости корпуса сборочного приспособления с образованием из концов препрега поперечных фланцев, заготовку секции звукопоглощающего заполнителя в виде трубчатых элементов с эластичными оправками внутри, а на последнюю и части поперечных фланцев - другую стенку заготовки секции, на которую устанавливают крышку сборочного приспособления, зажимают по поперечным фланцам между крышкой и корпусом сборочного приспособления, затем полученную сборку устанавливают в печь, нагревают и после отверждения охлаждают, извлекают из печи, а полученную заготовку секции - из сборочного приспособления, удаляют эластичные оправки из трубчатых элементов, выполняют механическую обработку торцов фланцев заготовки секции с открытием стыковочных отверстий в них и боковых сторон заготовки секции с установкой на них П-образных накладок с клеевым составом и с примыканием полок накладок к наружным участкам трактовой и внетрактовой стенок заготовки секции, а стенок накладок - к торцам трактовой и внетрактовой стенок и торцам трубчатых элементов заготовки секции с последующим отверждением клеевого состава и выполняют перфорацию трактовой стенки заготовки секции с прилегающими к ней трубчатыми элементами.Common essential features for the prototype and the claimed method of manufacturing an annular sound-absorbing device of a turbojet engine is that the annular sound-absorbing device of a turbojet engine is assembled from three or more autonomous sound-absorbing sections fastened around the circumference to each other by flanges on the annular frames and / or linings between adjacent sections , during the manufacture of which a prepreg of the tract or extra-tract wall of the section blank is placed in the cavity of the body of the assembly device with adjoining to the bottom and ends of the cavity of the body of the assembly device with the formation of transverse flanges from the ends of the prepreg, the blank of the sound-absorbing filler section in the form of tubular elements with elastic mandrels inside, and on the last and parts of the transverse flanges - the other wall of the section blank, on which the cover of the assembly device is installed, is clamped along the transverse flanges between the cover and the body of the assembly device, then the resulting assembly is installed in the oven, heated and, after curing, cooled, removed from the oven, and the resulting section blank - from the assembly device, the elastic mandrels are removed from the tubular elements, the ends of the section blank flanges are machined with the opening of the docking holes in them and the sides of the section blank with the installation of U-shaped overlays with adhesive composition on them and with the adjoining of the overlay shelves to the outer sections of the duct and the extra-tract walls of the section blank, and the lining walls - to the ends of the tract and extra-tract walls and the ends of the tubular elements of the section blank, followed by curing of the adhesive composition and perforation of the tract wall of the section blank with tubular elements adjacent to it.
Технической задачей, на решение которой направлено заявляемое изобретение, является разработка способа изготовления звукопоглощающего устройства турбореактивного двигателя, обеспечивающего прочность и надежность конструкции, при изготовлении элементов которой используются препреги, разнородные по химическому составу входящих в них компонентов, а именно, наполнителя и/или связующего, и/или имеющие различную температуру отверждения.The technical problem to be solved by the claimed invention is the development of a method for manufacturing a sound-absorbing device for a turbojet engine, which ensures the strength and reliability of the structure, in the manufacture of elements of which prepregs are used that are heterogeneous in the chemical composition of their components, namely, filler and / or binder, and/or having different curing temperatures.
При решении поставленной задачи достигаются следующие технические результаты:When solving the problem, the following technical results are achieved:
- расширение технологических возможностей способа - появилась возможность применения при изготовлении элементов звукопоглощающего устройства турбореактивного двигателя препрегов с разнородными по химическому составу входящих компонентов и/или температуре отверждения (с различными физико-механическими, физико-химическими параметрами, теплофизическиими свойствами) с обеспечением прочности и надежности конструкции звукопоглощающего устройства;- expansion of the technological capabilities of the method - it became possible to use in the manufacture of elements of the sound-absorbing device of a turbojet engine prepregs with heterogeneous chemical composition of the constituent components and / or curing temperature (with different physical-mechanical, physical-chemical parameters, thermophysical properties) with ensuring the strength and reliability of the structure sound absorbing device;
- исключение негативного влияния свойств разнородных по химическому составу препрегов, используемых для изготовления отдельных элементов секции звукопоглощающего устройства на процессы окончательного формирования конструкции при отверждении, нивелирования разницы коэффициентов линейного температурного расширения разнородных по химическому составу наполнителей препрегов путем использования адгезивов, укладываемых по поверхности контакта сопрягаемых элементов конструкции, что обеспечивает надежность и качество готовой конструкции;- exclusion of the negative influence of the properties of chemically heterogeneous prepregs used for the manufacture of individual elements of the sound-absorbing device section on the processes of the final formation of the structure during curing, leveling the difference in the coefficients of linear thermal expansion of prepreg fillers of dissimilar chemical composition by using adhesives laid on the contact surface of the mating structural elements , which ensures the reliability and quality of the finished structure;
- повышение эксплуатационных характеристик конструкции и расширение диапазона ее использования за счет возможности применения в конструкции различных по физико-химическим и физико-механическим характеристикам полимерных композиционных материалов.- improving the operational characteristics of the structure and expanding the range of its use due to the possibility of using polymer composite materials with different physicochemical and physical-mechanical characteristics in the structure.
- снижение себестоимости изготовления конструкции звукопоглощающего устройства с повышенными эксплуатационными характеристиками за счет использования комбинации препрегов различного ценового сегмента, что позволяет изготавливать наиболее адаптированные к поставленным задачам конструкции звукопоглощающих устройств турбореактивных двигателей.- reducing the cost of manufacturing a design of a sound-absorbing device with improved performance characteristics due to the use of a combination of prepregs of various price segments, which makes it possible to manufacture the designs of sound-absorbing devices of turbojet engines that are most adapted to the tasks set.
Указанные выше технические результаты при осуществлении изобретения достигаются за счет того, что в способе изготовления звукопоглощающего устройства турбореактивного двигателя, включающем изготовление автономных звукопоглощающих секций, скрепление их по окружности друг с другом фланцами на кольцевых шпангоутах и/или накладками между смежными секциями, при изготовлении секций в полость корпуса сборочного приспособления укладывают препрег трактовой или внетрактовой стенки заготовки секции с прилеганием к днищу и торцам полости корпуса сборочного приспособления с образованием из концов препрега поперечных фланцев, заготовку секции звукопоглощающего заполнителя в виде трубчатых элементов с эластичными оправками внутри, а на последнюю и части поперечных фланцев - другую стенку заготовки секции, на которую устанавливают крышку сборочного приспособления, зажимают по поперечным фланцам между крышкой и корпусом сборочного приспособления, затем полученную сборку устанавливают в печь, нагревают и после отверждения охлаждают, извлекают из печи, а полученную заготовку секции - из сборочного приспособления, удаляют эластичные оправки из трубчатых элементов, выполняют механическую обработку торцов фланцев заготовки секции с открытием стыковочных отверстий в них и боковых сторон заготовки секции с установкой на них П-образных накладок с клеевым составом и с примыканием полок накладок к наружным участкам трактовой и внетрактовой стенок заготовки секции, а стенок накладок - к торцам трактовой и внетрактовой стенок и торцам трубчатых элементов заготовки секции с последующим отверждением клеевого состава и выполняют перфорацию трактовой стенки заготовки секции с прилегающими к ней трубчатыми элементами согласно предлагаемого изобретения по меньшей мере один из элементов заготовки звукопоглощающей секции, а именно, трактовая или внетрактовая стенки и/или звукопоглощающий заполнитель и/или другая стенка заготовки секции, препрег которого по химическому составу входящих компонентов и/или температуре отверждения отличается от химического состава компонентов и/или температуре отверждения препрега, используемого для изготовления другого/других элементов секции, изготавливают отдельно путем укладки препрега в полость корпуса приспособления с последующим отверждением, а соединение его с другим/другими элементами звукопоглощающей секции в полости корпуса сборочного приспособления осуществляют через адгезив, укладываемый по поверхностям контакта предварительно отвержденного элемента и сопрягаемых с ним другого/других элементов звукопоглощающей секции. Для изготовления отдельно заготовки звукопоглощающего заполнителя и/или заготовки другой стенки секции может быть использовано другое формующее приспособление.The above technical results in the implementation of the invention are achieved due to the fact that in the method of manufacturing a sound-absorbing device of a turbojet engine, including the manufacture of autonomous sound-absorbing sections, fastening them around the circumference to each other with flanges on the annular frames and / or linings between adjacent sections, in the manufacture of sections in the cavity of the body of the assembly device is laid with a prepreg of the tract or out-of-line wall of the section blank with contact with the bottom and ends of the cavity of the body of the assembly device with the formation of transverse flanges from the ends of the prepreg, the blank of the sound-absorbing filler section in the form of tubular elements with elastic mandrels inside, and on the last part of the transverse flanges - the other wall of the section blank, on which the cover of the assembly device is installed, is clamped along the transverse flanges between the cover and the body of the assembly device, then the resulting assembly is installed in the oven, heated and after curing cooled, removed from the oven, and the resulting section blank - from the assembly device, elastic mandrels are removed from the tubular elements, machining of the ends of the flanges of the section blank is performed with the opening of the docking holes in them and the sides of the section blank with the installation of U-shaped overlays with adhesive composition on them and with the adjoining of the lining shelves to the outer sections of the tract and extra-tract walls of the section blank , and the walls of the overlays - to the ends of the tract and extra-tract walls and the ends of the tubular elements of the section blank, followed by curing of the adhesive composition, and perforation of the tract wall of the section blank with tubular elements adjacent to it is performed according to the present invention, at least one of the elements of the sound-absorbing section blank, namely , duct or extra-duct walls and/or sound-absorbing filler and/or other wall of the section preform, the prepreg of which differs in the chemical composition of the constituent components and/or the curing temperature from the chemical composition of the components and/or the curing temperature of the prepreg used to manufacture the other/other elements of the section , are made separately by laying the prepreg in the cavity of the device body with subsequent curing, and its connection with other / other elements of the sound-absorbing section in the cavity of the body of the assembly device is carried out through an adhesive laid on the contact surfaces of the pre-cured element and the other / other elements of the sound-absorbing section mating with it . A different forming tool may be used to produce the sound-absorbing core blank and/or the blank of the other wall of the section separately.
Возможны следующие варианты осуществления предлагаемого способа изготовления звукопоглощающего устройства турбореактивного двигателя в зависимости от заданных эксплуатационных характеристик конструкции, ее массовых характеристик и себестоимости изготовления:The following embodiments of the proposed method for manufacturing a sound-absorbing device for a turbojet engine are possible, depending on the specified operational characteristics of the structure, its mass characteristics and manufacturing cost:
- вариант, при котором в полость корпуса сборочного приспособления укладывают в один или несколько ярусов эластичные оправки с препрегом трубчатых элементов звукопоглощающего заполнителя на них, компоненты которого отличаются по химическому составу входящих компонентов, а именно, наполнителя и/или связующего, от компонентов препрега других элементов секции, но имеющих температуру отверждения не ниже температуры их отверждения, отверждают одним из известных способов, извлекаю из приспособления. При изготовлении заготовки звукопоглощающего заполнителя путем укладки эластичных оправок с препрегом на них трубчатых элементов с последующим отверждением может быть использовано формующее приспособление, формующие поверхности которого идентичны сопрягаемым с ними поверхностями трактовой или внетрактовой и другой стенок автономной секции при укладке в корпус сборочного приспособления. Далее, в полость корпуса сборочного приспособления укладывают препрег трактовой или внетрактовой стенки заготовки секции с прилеганием к днищу и торцам полости корпуса сборочного приспособления и образованием из концов препрега поперечных фланцев, затем на уложенный препрег трактовой или внетрактовой стенки заготовки секции по поверхности контакта с заготовкой звукопоглощающего заполнителя укладывают адгезив, например, пленочный клей, температура отверждения которого не превышает температуру отверждения препрегов трактовой или внетрактовой стенок, устанавливают отвержденную заготовку звукопоглощающего заполнителя, совмещая ее контактную поверхность с идентичной по профилю поверхностью трактовой или внетрактовой стенки, укладывают по поверхности заготовки звукопоглощающего заполнителя адгезив, например, пленочный клей, и укладывают аналогично трактовой или внетрактовой стенке препрег другой стенки заготовки секции, идентичный по температуре отверждения и химическому составу входящих в него компонентов, а именно, наполнителя и/или связующего или отличный от него по химическому составу по меньшей мере одного их входящих в него компонентов. При использовании для другой стенки секции звукопоглощающего устройства препрега, отличного по химическому составу наполнителя и/или связующего, дополнительно укладывают адгезив на поверхность контакта поперечных фланцев. Далее, устанавливают крышку сборочного приспособления, зажимают препрег поперечных фланцев с частичным обжатием препрега трактовой или внетрактовой и другой стенки между корпусом сборочного приспособления и звукопоглощающим заполнителем, крышкой сборочного приспособления и звукопоглощающим заполнителем соответственно, отверждают, извлекают заготовку автономной секции из полости корпуса сборочного приспособления, после чего удаляют эластичные оправки из трубчатых элементов звукопоглощающего заполнителя.- a variant in which elastic mandrels with a prepreg of tubular elements of a sound-absorbing filler on them, the components of which differ in the chemical composition of the incoming components, namely, the filler and / or binder, from the components of the prepreg of other elements, are placed in one or several tiers in the cavity of the body of the assembly fixture sections, but having a curing temperature not lower than their curing temperature, are cured by one of the known methods, removed from the device. In the manufacture of a blank of sound-absorbing filler by laying elastic mandrels with prepreg on them of tubular elements with subsequent curing, a forming device can be used, the forming surfaces of which are identical to the surfaces of the duct or extra-duct and other walls of the autonomous section mating with them when laid in the body of the assembly device. Next, a prepreg of the tract or extra-duct wall of the section blank is laid in the cavity of the body of the assembly device with contact with the bottom and ends of the cavity of the body of the assembly device and the formation of transverse flanges from the ends of the prepreg, then on the laid prepreg of the tract or extra-tract wall of the section blank along the contact surface with the workpiece of the sound-absorbing filler an adhesive is laid, for example, a film adhesive, the curing temperature of which does not exceed the curing temperature of the prepregs of the tract or extra-tract walls, the cured blank of the sound-absorbing filler is installed, combining its contact surface with the surface of the tract or extra-tract wall, which is identical in profile, the adhesive is laid on the surface of the blank of the sound-absorbing filler, for example , film adhesive, and similarly to the tract or extra-tract wall, the prepreg of the other wall of the section blank is laid, identical in curing temperature and chemical composition of its constituent components, namely, filler and / or binder, or different from it in chemical composition of at least one of their constituents. components in it. When using a prepreg with a different chemical composition of the filler and/or binder for the other wall of the section of the sound-absorbing device, the adhesive is additionally laid on the contact surface of the transverse flanges. Next, the cover of the assembly fixture is installed, the prepreg of the transverse flanges is clamped with partial compression of the prepreg of the duct or extra-duct wall and the other wall between the body of the assembly fixture and the sound-absorbing filler, the cover of the assembly fixture and the sound-absorbing filler, respectively, the blank of the autonomous section is removed from the cavity of the body of the assembly fixture, after which remove the elastic mandrels from the tubular elements of the sound-absorbing filler.
- вариант, при котором в полость корпуса сборочного приспособления укладывают препрег трактовой стенки с формированием поперечных фланцев автономной звукопоглощающей секции температура отверждения и/или химический состав входящих в него компонентов, а именно, наполнителя и/или связующего, которого отличны от аналогичных параметров препрегов других элементов звукопоглощающей секции, отверждают, после чего на контактную с другими сопрягаемыми элементами заготовки звукопоглощающей секции поверхность отвержденной трактовой стенки укладывают адгезив, например, пленочный клей, температура отверждения которого не превышает температуру отверждения препрегов других элементов заготовки звукопоглощающего заполнителя, укладывают в один или несколько ярусов эластичные оправки с препрегом трубчатых элементов звукопоглощающего заполнителя на них, на поверхность которых укладывают препрег другой стенки секции звукопоглощающего устройства, аналогичный по химическому составу и температуре отверждения составляющих его компонентов препрегу трубчатых элементов звукопоглощающего заполнителя, отверждают, извлекают из полости корпуса сборочного приспособления, удаляют эластичные оправки из трубчатых элементов звукопоглощающего заполнителя. При использовании для формирования другой стенки секции звукопоглощающего устройства препрега, отличного по химическому составу составляющих его компонентов от препрега трубчатых элементов звукопоглощающего заполнителя, дополнительно укладывают адгезив на поверхность трубчатых элементов.- a variant in which a prepreg of the tract wall is placed in the cavity of the body of the assembly device with the formation of transverse flanges of an autonomous sound-absorbing section; of the sound-absorbing section is cured, after which an adhesive is placed on the surface of the cured tract wall that is in contact with other mating elements of the sound-absorbing section blank, for example, film glue, the curing temperature of which does not exceed the curing temperature of prepregs of other elements of the sound-absorbing filler blank, elastic mandrels are placed in one or several tiers with the prepreg of the tubular elements of the sound-absorbing filler on them, on the surface of which the prepreg of the other wall of the section of the sound-absorbing device is laid, similar in chemical composition and curing temperature of its components to the prepreg of the tubular elements of the sound-absorbing filler, is cured, removed from the cavity of the body of the assembly device, the elastic mandrels are removed from the tubular sound-absorbing filler elements. When using a prepreg that is different in chemical composition of its constituent components from the prepreg tubular elements of the sound-absorbing filler to form the other wall of the section of the sound-absorbing device, the adhesive is additionally laid on the surface of the tubular elements.
- вариант, при котором из препрега, отличного по химическому составу наполнителя и/или связующего и/или температуре отверждения от других элементов секции звукопоглощающего устройства, отдельно изготавливают заготовку звукопоглощающего заполнителя. Затем, в полость корпуса сборочного приспособления укладывают препрег трактовой стенки с формированием поперечных фланцев, температура отверждения которого превышает температуру отверждения препрега других элементов звукопоглощающей секции и/или отличается от него о химическому составу входящих компонентов, отверждают, после чего на поверхность отвержденной трактовой стенки укладывают адгезив, например, пленочный клей, температура отверждения которого не превышает температуру отверждения композиционного материала звукопоглощающего заполнителя, укладывают предварительно отвержденную заготовку звукопоглощающего заполнителя, на поверхность которого укладывают адгезив, например, пленочный клей, а затем укладывают препрег другой стенки заготовки секции звукопоглощающего устройства, температура отверждения которого, не превышает температуру отверждения препрега звукопоглощающего заполнителя, отверждают, извлекают из сборочного приспособления, после чего удаляют эластичные оправки из трубчатых элементов звукопоглощающего заполнителя.- a variant in which a sound-absorbing core preform is separately made from a prepreg that differs in the chemical composition of the filler and/or binder and/or curing temperature from other elements of the sound-absorbing device section. Then, a prepreg of the tract wall is placed in the cavity of the body of the assembly device with the formation of transverse flanges, the curing temperature of which exceeds the curing temperature of the prepreg of other elements of the sound-absorbing section and / or differs from it in the chemical composition of the incoming components, is cured, after which an adhesive is laid on the surface of the cured tract wall , for example, film adhesive, the curing temperature of which does not exceed the curing temperature of the sound-absorbing core composite material, a pre-cured sound-absorbing core preform is laid on the surface of which an adhesive, such as film adhesive, is laid, and then a prepreg of the other wall of the preform of the sound-absorbing device section is laid, the curing temperature of which is , does not exceed the curing temperature of the sound-absorbing core prepreg, is cured, removed from the assembly fixture, after which the elastic mandrels are removed from the tubular elements of the sound-absorbing core.
- вариант, при котором каждый элемент секции звукопоглощающего устройства изготавливают отдельно с последующим соединением в полости корпуса сборочного приспособления через адгезив, например, пленочный клей.- a variant in which each element of the section of the sound-absorbing device is made separately with subsequent connection in the cavity of the body of the assembly device through an adhesive, for example, film glue.
Заявленная совокупность существенных признаков, общих и отличительных, характеризуется новой совокупностью признаков, позволяющих решить поставленные изобретением задачи с достижением новых технических результатов по сравнению с выявленными ближайшими аналогами.The claimed set of essential features, common and distinctive, is characterized by a new set of features that make it possible to solve the problems posed by the invention with the achievement of new technical results in comparison with the identified closest analogues.
Ниже приводится конкретный технологический процесс, который поясняется представленными рисунками 1, 2, 3, 4, 5.Below is a specific technological process, which is explained by the presented figures 1, 2, 3, 4, 5.
На эластичную оправку 1 из резины 51-2110, наматывают ленту 2 из препрега на основе эпоксидного связующего ЭНФБ-2М и наполнителя на основе стеклоткани Т-45 с полыми волокнами (рис. 1), формируя трубчатый элемент 3 (рис. 2). Затем, на формующую поверхность приспособления 4 в два яруса укладывают эластичные оправки 1 с трубчатыми элементами 3 на них (рис. 2), формируют дренажный пакет (на рис. 2 не показано), отверждают известным способом при температуре 160°-Н70°С, извлекают из приспособления 4. Затем, в полость корпуса сборочного приспособления 5 (рис. 3) выкладывают трактовую стенку 6 из препрега на основе полиимидного связующего СП-97к и арамидной ткани с прилеганием к днищу и торцам и образованием поперечных стыковочных фланцев 7, устанавливают в полость корпуса сборочного приспособления 5 на днище с прилеганием к торцам термокомпрессионный вкладыш из резины 51-2110 (на рис. 3 не показано), крышку сборочного приспособления 5 (на рис. 3 не показано) зажимают по поперечным стыковочным фланцам 7 с обжатием препрега трактовой стенки 6 между полостью корпуса сборочного приспособления 5 и термокомпрессионным вкладышем (на рис. 3 не показано), отверждают при температуре 250°÷270°С, удаляют крышку сборочного приспособления 5 и термокомпрессионный вкладыш. Затем, на поверхности отвержденной трактовой стенки букладывают пленочный клей 8 марки ВКВ-36, предварительно отвержденную заготовку секции звукопоглощающего заполнителя из трубчатых элементов 3 с эластичными оправками 1 внутри, совмещая внутреннюю поверхность секции звукопоглощающего заполнителя с идентичной поверхностью трактовой стенки 6. На уложенную заготовку звукопоглощающего заполнителя укладывают пленочный клей 8, и выкладывают другую стенку (наружную) 9 с поперечными стыковочными фланцами 7 из препрега на основе эпоксидного связующего ЭНФБ-2М и наполнителя на основе конструкционной стеклоткани Т-10-14 аналогично трактовой стенке 6 (см. рис. 3), устанавливают крышку сборочного приспособления 5 (на рис. 3 не показано), зажимают по поперечным стыковочным фланцам 7 с обжатием препрега наружной стенки 9, отверждают при температуре отверждения пленочного клея 8 при температуре - t=150°C. После отверждения заготовку автономной звукопоглощающей секции извлекают из полости корпуса сборочного приспособления 5, удаляют эластичные оправки 1 из трубчатых элементов 3 (рис. 3). Выполняют механическую обработку торцевых частей поперечных стыковочных фланцев 7 заготовки секции (рис. 4, 5), открывают в них стыковочные отверстия 10, обрабатывают боковые стенки заготовки секции 11, на которые устанавливают П-образные накладки 12 с клеевым составом К-300-61 с примыканием полок накладок 13 к наружным поверхностям трактовой и внетрактовой стенок заготовки секции, а стенок накладок 14 - к торцам трактовой и внетрактовой стенок и торцам трубчатых элементов заготовки секции с последующим отверждением клеевого состава (рис. 4). Далее, выполняют перфорацию 15 в трактовой оболочке и обращенных к ней стенках профилей (см. рис. 4, 5).On an
Затем, собирают кольцевое звукопоглощающее устройство, базируя поперечные стыковочные фланцы 7 звукопоглощающих секций 16 (рис. 5) на кольцевых шпангоутах 17, закрепляя их с помощью крепежных элементов, устанавливаемых в отверстия 10, скрепляя смежные секции между собой с помощью накладок 18.Then, an annular sound-absorbing device is assembled, basing
Заявленный способ в качестве изобретения по сравнению с прототипом позволяет изготовить надежную и качественную конструкцию устройства из полимерных композиционных материалов с различными физико-химическими и физико-механическими характеристиками и теплофизическими свойствами, снизить себестоимость изготовления конструкции и расширить диапазон ее применения. Способ использован при изготовлении изделия ПС-90А, технический результат достигнут.The claimed method as an invention compared with the prototype makes it possible to manufacture a reliable and high-quality device design from polymer composite materials with different physicochemical and physicomechanical characteristics and thermal properties, reduce the cost of manufacturing the structure and expand the range of its application. The method was used in the manufacture of PS-90A product, the technical result was achieved.
Claims (2)
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| RU2796302C1 true RU2796302C1 (en) | 2023-05-22 |
Family
ID=
Citations (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US20030072920A1 (en) * | 2001-10-17 | 2003-04-17 | Klinger Jacob F. | Composite wall structure and method of manufacturing same |
| RU2320881C1 (en) * | 2006-07-05 | 2008-03-27 | Открытое акционерное общество Научно-производственное объединение "Искра" | Mode of manufacturing of sound absorbing arrangement of turbojet engine |
| RU2560639C1 (en) * | 2014-10-20 | 2015-08-20 | Открытое Акционерное Общество "Уральский научно-исследовательский институт композиционных материалов" | Method of manufacturing of sound absorber in turbo-jet engine |
| RU2684292C1 (en) * | 2017-11-28 | 2019-04-05 | Акционерное общество "Пермский завод "Машиностроитель" | Method of manufacturing the sound-absorbing device of a turbojet engine |
Patent Citations (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US20030072920A1 (en) * | 2001-10-17 | 2003-04-17 | Klinger Jacob F. | Composite wall structure and method of manufacturing same |
| RU2320881C1 (en) * | 2006-07-05 | 2008-03-27 | Открытое акционерное общество Научно-производственное объединение "Искра" | Mode of manufacturing of sound absorbing arrangement of turbojet engine |
| RU2560639C1 (en) * | 2014-10-20 | 2015-08-20 | Открытое Акционерное Общество "Уральский научно-исследовательский институт композиционных материалов" | Method of manufacturing of sound absorber in turbo-jet engine |
| RU2684292C1 (en) * | 2017-11-28 | 2019-04-05 | Акционерное общество "Пермский завод "Машиностроитель" | Method of manufacturing the sound-absorbing device of a turbojet engine |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| RU2438866C2 (en) | Method of producing structural component from composite material reinforced by fibres for aerospace engineering, moulding core for production of said component, and component thus produced and/or by means of said core | |
| US8263205B2 (en) | Method of molding complex composite parts using pre-plied multi-directional continuous fiber laminate | |
| EP2768658B1 (en) | High pressure molding of composite parts | |
| US8715560B2 (en) | Method to control thickness in composite parts cured on closed angle tool | |
| EP2038100B1 (en) | Method and moulding core for producing a fibre composite component for aviation and spaceflight | |
| EP2052846B1 (en) | Method of forming a T-shaped composite structure comprising a radius filler and radius filler | |
| JP2011523990A (en) | Turbine blade half manufacturing method, turbine blade half, turbine blade manufacturing method, and turbine blade | |
| RU2796302C1 (en) | Method for manufacturing a sound-absorbing device for a turbojet engine | |
| US11002148B2 (en) | Method for forming a composite part of a gas turbine engine | |
| US7527757B2 (en) | Method of producing polyimide matrix composite parts | |
| US2872865A (en) | High strength fiber glass-metal construction and process for its manufacture | |
| JP7199940B2 (en) | Composite aircraft part and manufacturing method thereof | |
| US20150375481A1 (en) | Multi-component composite structures | |
| RU2348570C1 (en) | Method of making aircraft engine air intake from laminar composite materials and aircraft engine air intake | |
| CN110104202A (en) | Use the compound aircraft manufacturing tool of radial type mandrel | |
| US20170284099A1 (en) | Composite structural element and method of producing the same | |
| RU2722886C1 (en) | Mandrel for winding shells from composite material | |
| RU2669499C1 (en) | Method of manufacturing products of three-layer integral-type structure from polymer composite materials | |
| RU2527224C1 (en) | Method for making of solid-propellant rocket engine combustion chamber heat insulation coat | |
| RU2412053C1 (en) | Method of producing aircraft reticular airframe floor beam from polymer composite materials | |
| RU2793800C1 (en) | Method for applying layered heat-shielding composite materials to large-sized structures | |
| RU2793800C9 (en) | Method for applying layered heat-shielding composite materials to large-sized structures | |
| RU2782763C1 (en) | Method for manufacturing the inlet nozzle for the inlet device of gas turbine engines of gas pumping units | |
| RU2742301C1 (en) | Method of making model accessories for moulding articles from polymer composite materials (embodiments) | |
| JPH10146904A (en) | Fiber reinforced plastic honeycomb core and manufacture thereof |