SE444802B - Brensletank for flygplan - Google Patents

Description

8101593-5 beklädnad inte bidrar till att göra tanken hållfast.

Förut kända är dessutom s.k. integrala tankar. Dessa bildas av av- delningar som begränsas av beklädnadsplåt och vingbågar och som med hjälp av tätningsmassor nitats till vätsketäta tankar. De integrala tankarna är för närvarande de mest allmänna tankarna i trafik- och militärplan med relativt tjocka skal. Fördelar med dessa tankar är att de utnyttjar utrymmet utomordentligt väl och är lätta. Brister hos de íntegrala tankarna är att de är relativt svåra att underhålla, eftersom de inte kan lösmonteras, och att tätningsmassorna måste för- nyas i samband med reparationer. Denna tank är även känslig för läckor förorsakade av lösa stenar e.d. i småplan med tunt skal. Det erfordras stor omsorgsfullhet i byggnadsskedet för att uppnå vätsketät- het, men i övrigt behöver den inre konstruktionen inte vara slät.

Förut kända är även flygplanstankar bestående av gumipåsar. Vid an- vändning av sådana tankar förses vingen med ett utrymme med släta väggar som konstruktivt ansluter sig till den yttre beklädnaden och bågarna.

Utrymmet behöver inte vara vätskctätt. I utrymmet inläggs genom en servieeöppning en tunn stiftförsedd gummipåse. Stiften trycks in i hål i den fasta innertanken. Denna tanktyp har sedan 1950-talet varit all- män i både militär- och småplan. Fördelar med tankar av gumipåsar är att de utnyttjar utrymmet relativt väl och är säkra både mot skador av lösa stenar och vid störtning e.d. Tanken är även hållbar eftersom det inre utrymmet och den omgivande konstruktionen fungerar som en helhet.

Brister som kan nämnas är att gummipåsarna måste förnyas med bestämda mellanrum, att gummipåsarna måste tillverkas i specialformar och«att gummipåsarna medför extra vikt.

Förutom de ovannämnda är även olika slags tankar av blandkonstruktion förut kända. Hlandformer av exempelvis en integral och en svetsad tank är nuförtiden relativt allmänna i småplan. I typiska fall har en sådan tank svetsad konstruktion och den kan genom att den är fäst med skruvar lösgöras från den omgivande konstruktionen. Någon yta på tanken bildar en del av vingens aerodynamiska yttre yta. Fördelarna och nackdelarna hos sådana tankar är i huvudsak desama som hos integrala tankar och svetsade tankar. 8101593-5 3 Beträffande teknikens ståndpunkt hänvisas dessutom till US-patent- skriften 3.b20.b77 som beskriver en bränsletank för flygplan. Enligt denna kända konstruktion uppvisar bränsletanken en mångskiktsvägg som sammanfaller med vingens beklädnad. Vingens och samtidigt även bränsletankens vägg är dock i konstruktionen enligt denna patentskrift inte en skiktad skivkonstruktion i samma mening som vid uppfinningen enligt denna ansökan, ty inne i vingen erfordras flera förstärkningar och förstyvningar som gör det besvärligt att tillverka tanken, exempel- vis därför att nitförband måste användas på svåra ställen. Sådana tankar kan på grund av de ovannämnda flera förstärkningarna och för- styvningarna inne i tanken inte tillverkas enligt det synnerligen för- delaktiga förfarandet enligt föreliggande uppfinning. En brist är även att förstyvningarna för sin del stjäl bränsleutryme. En annan brist är att de nämnda nitförbanden kan medföra fara för bränsleläckor.

De ovannämnda bristerna undviks med en bränsletank enligt uppfinningen som i huvudsak kännetecknas därav, att bränsletankens väggar består av en genom limning åstadkommen, utan inre eller yttre förstärkningar tillräckligt styv och hållfast skiktad skivkonstruktion, vars inner- skikt utgörs av en tätsvetsad innertank av tunn aluminiumplåt eller liknande oeh vars mellanskikt utgörs av ett kärnmaterialskikt av skum- plast, lämpligt cellmaterial eller annat liknande och vars ytterskikt ut- görs av ett skalskikt av aluminiumplåt eller liknande, som samtidigt * bildar en aerodynamisk yttre yta på flygplanets vinge eller på en del av denna. x Förfarandet enligt uppfinningen för tillverkning av en bränsletank för flygplan är huvudsakligen känneteeknat därav, att förfarandet som kom- bination innefattar följande steg: en tät innertank av aluminiumplåt eller liknande tillverkas, nämnda innertank omsluts med ett kärnmaterialskikt av skumplast, lämp- ligt eellmaterial eller annat liknande, nämnda kärnmaterialskikt omsluts med ett skalskikt, 8101593-5 limskikt mellan nämnda tre skikt utbreds i ett eller olika steg, tankämnet placeras i ett formverktyg med ett formrum vars inneryta motsvarar formen av den färdiga tankens ytteryta, och i den skiktade skivkonstruktionens limningsskede eller -skeden åstadkoms ett erforderligt limningstryek genom att trycksätta nämnda innertank, varvid den yttre formen ger tanken exakt rätt form och vid behov lim- ningstemperatur.

Formverktyget för tillverkning av en bränsletank enligt uppfinningen är i sin tur huvudsakligen kännetecknat därav, att formverktyget innefattar en stomdel som inom sig begränsar ett formrum, som motsvarar den färdiga bränsletankens yttre form och som är tillslutbart med ändstyeken och att värmerör eller elmotstånd är anordnade inne i formverktygets stomdel för reglering av formtemperaturen.

Ett väsentligt drag hos tanken enligt uppfinningen är uttryckligen att bränsletankens väggar bildas av en sådan skiktad skivkonstruktion som är tillräckligt styv och hållfast utan inre eller yttre förstärkningar.

Först detta möjliggör tillverkningen av den uppfinningsenliga tanken en- ligt det ovan beskrivna fördelaktiga förfarandet, vid vilket erforderligt limningstryck åstadkoms genom trycksättning av den inre tanken, medan den yttre formen ger tanken rätt form. Om inre förstärkningar eller för- styvningar måste användas medför dessa att ovannämnda trycksättning inte kan ge ett jämnt limningstryck. Vid förstyvningarna uppkommer härvid ojämnheter i limningstrycket, vilket försvagar den skiktade skivkonstruk- tionen. Frånvaron av inre förstärkningar och förstyvningar medför ökad bränslevolym, enklare konstruktion och bättre tanktäthet.

Med en tank enligt uppfinningen åstadkoms bättre utnyttjande av utrymmet än med en gummipåstank och nästan lika bra utnyttjande av utrymmet som med en integral tank. Tanken enligt uppfinningen är lätt och synnerligen hållfast. Den totala massan av en uppfinningsenlig tank av skiktad skiv- konstruktion är mindre än massan av en gumipåstank och säkerheten är större än förut. Kända svetsade tankar har likaså - om motsvarande par- tier av vingens beklädnadsskiva medräknas - vanligtvis större total massa, 'zs o o 8101593-5 men är vad hñllfastheten oen säkerheten ankommer betydligt sämre än tankar enligt uppfinningen. Taek vare sin styvhet och hållfasthet kan en tank enligt uppfinningen utan några förstärkningar tjänstgöra som trampunderlag, vilket annars endast är möjligt med en tankkonstruk- tion med gummipåsar.

Den uppfinningsenliga rankens säkerhet grundar sig på att den skiktade skivkonstruktíonens kärnmaterial och yttre skal dämpar stötarna från lösa stenar och förhindrar stora bristningar i innertanken vid stöttning e.d.

Den uppfinningsenligatankens täthet är inte beroende av tätningskitt.

Den aerodynamiska formen av vingens yttre yta som uppnås med uppfinningen är på grund av den skiktade skivkonstruktionen bättre än i samband med kända tankar. d Det är svårt att reparera större skador i tanken enligt uppfinningen på grund av den skiktade skivkons;ruktionen. Tanken är därför fäst med skruvar och kan_i sin helhet lösgöras och utbytas mot en ny. Små läckor kan dock repareras med likadana tätningsmassor som används i integrala tankar. Limningen av tanken enligt uppfinningen kräver en viss omsorgs- fullhet och renlighet i tillverkningsskedet.

Uppfinningen beskrivs härefter i detalj under hänvisning till en i figurerna på den bifogade ritningen visad utföringsform, men uppfinnin- gen är dock inte på något sätt begränsad till detaljerna av denna ut- föringsform.

Pig. 1 visar sehematiskt ett formverktyg som används vid tillverkning av en bränsletank enligt uppfinningen.

Fig. 2 visar ett första limningssteg vid tillverkningen av bränsletanken enligt uppfinningen, varvid ett inre tankskal limmas ihop med ett kärn- material.

Fig. 3 visar ett andra limningssteg vid tillverkningen av tanken enligt uppfinningen, varvid ett yttre skal limmas på kärnmaterialet.

I fíg. 1 visas ett formverktyg 10, som inom sig begränsar ett formrum 12, 8101593-5 vars form fullständigt motsvarar en aerodynamisk ytteryta på en flyg- plansvinge. Formverktyget innefattar löstagbara väggstycken 13,16 och 15, som fästs medelst skruvar 11 eller andra liknande fästorgan för att till- sluta formverktyget. Verktyget 10 kan naturligtvis även stängas med hjälp av de mest olika andra, i och för sig kända organ eller stödkon- struktioner. I fig. 1 visas schematiskt en tryckbehållare 50, från vil- ken tryck po leds genom en ventil S1 in i ett i formverktyget 10 inlagt bränsletanksämne 40.

I fig. 1 visas schematiskt ett inne i formverktyget 10 anordnat rör 62, genom vilket en temperaturreglerad vätska circkuleras för att hålla form- verktyget 10 på en viss temperatur under de olika uppfinningsenliga lim- ningsstegen. Delarna 60 och 61 avser en värmeanordning, en cirkulations- pump och reglerventiler för vätskan.

Enligt fig. 2 innefattar bränsletanken en tätsvetsad innertank 20 av tunn aluminiumplåt, på vilken limmas ett kärnmaterialskikt av styv skum- plast, lämpligt cellmaterial eller annat liknande. Kärnmaterialskiktet består av plana väggstycken 22,23 och 24 samt ett förbockat kärnmaterial- stycke 21. Kärnmaterialskiktet kan exempelvis bestå av c. 12 mm tjock, styv och lätt skumplast.

Enligt det uppfinningsenliga förfarandet limas de i fig. 2 visade kärn- materialstyckena 21,22,23 och 24 i ett första limningssteg på inner- behållarens 20 yta genom att använda formverktyget 10 enligt fig. 1 för åstadkommande av limningstryck och genom att i stället för ett i fig. 3 visat yttre skal 31 använda en lämplig-skiva (icke visad) av I samma tjocklek och form. Skivan läggs omkring kärnmaterialstycket 21.

I det första limningssteget tillverkas ett tankämne 30, på vilket i ett andra limningssteg limmas tunna, förstärkta skalskivor 31,32,33 och 34 (exempelvis aluminiumplåtar med färdigt fästa nödvändiga öron 35 och 36).

I det andra limningssteget placeras ett enligt fig. 3 hopsatt tankäme i formverktyget_10, som tillsluts, varefter tryckmedium, exempelvis tryckluft leds in i tanken 20. Vid inledandet av tryck i tanken kan exempelvis användas ett på innertanken 20 färdigt fastsvetsat luftrör.

Den i formverktyget 10 inlagda tanken 20 trycksätts med exempelvis ett tryck på c. 1 bar. Genom rörledningen 62 leds vätska med lämplig tem- -n 8101593-5 peratur.

De ovan beskrivna två skilda limningsstegen kaniförenas till ett enda arbetssteg, varvid de båda limskikten utsätts för límningstryck i ett enda formpressningsstcg. l Väsentligt vid uppfinningen är att tryck leds in i innertanken 20 efter stängningen av formverktyget 10, varvid tankämnets ytterväggar strävar att utvidga sig mot formens väggar och härvid erhålls en noggrann yttre form som bestäms av formverktyget. Trycket och temperaturen regleras på det sätt som de använda yt- och kärnmaterialen samt limmet kräver.

Formverktyget 10 tillverkas av exempelvis stålbetong, gjutplast eller annat liknande och värmerören 62 eller motsvarande elvärmeledningar in- går i konstruktionen som ingjutna fasta delar. Till stegen vid tillverk- ningen av den uppfinningsenliga tanken hör även olika mellanarbetssteg och slutliga bearbetningssteg. Dessa är dock inte väsentliga med avseende på den huvudsakliga uppfinningstanken.

Slutligen skall ännu betonas att vid uppfinningen med en skiktad skivkon- struktion avses en sådan konstruktion som utan inre eller yttre, i syn- nerhet yttre, förstärkningar är tillräckligt styv och hållfast. Uppfin- ningstanken hos föreliggande uppfinning kan således inte förverkligas med avseende på både bränsletanken och tillverkningsförfarandet om en så tunn skiktad skivkonstruktion används att även särskilda förstärk- ningar och förstyvningar, i synnerhet inre förstyvningar, måste använ- das. Mångskiktade konstruktioner med förstärkningar och/eller förstyvnin- gar är inte skiktade skivkonstruktioner i den mening som avses med denna benämning i denna ansökan.

Bränsletanken enligt uppfinningen anordnas lämpligen vid inre änden av flygplanets båda vingar och vid framkanten av dessa. Tankens kontur är_ lämpligen trapetsformig sedd i en riktning vinkelrätt mot flygplansvin- gens huvudplan. Denna form är ägnad att ytterligare öka tankens hållfast- het. 8101593-5 ._ __ Uppfinnínguns olika detaljer kan variera inom ramen för den i de vídståundu putcntkruvcn definierade uppfinníngstunken.

Claims (5)

1. IO 15 20 25 30 8101593-5 Patentkrav l. Bränsletank för flygplan, som bildar en konstruktiv del av flyg- planets vinge och vars yttre yta bildar en aerodynamisk yttre yta på flygplanets vinge eller på en del av denna, k ä n n e t e e k n a d därav, att bränsletankens väggar består av en genom limning åstadkom- men, utan inre eller yttre förstärkningar tillräckligt styv och håll- fast skiktad skivkonstruktion, vars innerskikt utgörs av en tätsvetsad innertank (20) av tunn aluminiumplåt eller liknande och vars mellanskikt utgörs av ett kärnmaterialskikt (21,22,23,24) av skumplast, lämpligt eellmaterial eller annat liknande och vars ytterskikt utgörs av ett skalskikt (31,32,33,34) av aluminiumplåt eller liknande, som samtidigt bildar en aerodynamisk yttre yta på flygplanets vinge eller på en del av denna.

2. Förfarande för tillverkning av en bränsletank för flygplan enligt patentkravet 1, k ä n n e t e c k n a t därav, att förfarandet som kombination innefattar följande steg: en tät innertank (20) av aluminiumplåt eller liknande tillverkas, nämnda innertank (20) omsluts med ett kärnmaterialskikt (21,22,23,24) av skumplast, lämpligt eellmaterial eller annat liknande, nämnda kärnmaterialskikt (2l,22,23,24) omsluts med ett skalskikt (3l,32,33,34), limskikt mellan nämnda tre skikt utbreds i ett eller olika steg, tankämnet placeras i ett formverktyg (10) med ett formrum (12) vars inneryta motsvarar formen av den färdiga tunkens ytteryta, och i den skiktade skivkonstruktionens limningsskede eller -skeden åstad- koms ett erforderligt limningstryek genom att trycksätta nämnda inner- tank (20), varvid den yttre formen (10) ger tanken exakt rätt form och vid behov limningstemperatur. 10 15 8101593-5 * 10

3. Förfnrnnde enligt pntentkrnvet 2, k ä n n e t e c k n a t därav, att nämnda kärnmaterinlskikt hopsätts av väsentligen plana ändstycken _(22,23,2b) och ett förbocknt, i tvärsektion väsentligen V- eller U-for- migt kärnmuterínlstyeke (21), vilka placeras omkring innertanken (20).

4. Förfarande enligt patentkravet 2 eller 3, k ä n n e t e c k n a t därav, att det yttre skalskiktet hopsätts av väsentligen plana ändstycken (32,33,34) och ett förbockut plåtstycke (31).

5. Formverktyg«för tillverkning av en bränsletank enligt patentkravet 1 enligt ett förfarande enligt patentkravet 2,3 eller 4, k ä n n e - t e c k n a t därav, att formverktyget (10) innefattar en stomdel som inom sig begränsar ett formrum (12), som motsvarar den färdiga bränsle- tankens yttre form och som är tillslutburt med ändstycken (13,14,15) och att värmerör (62) eller elmotstånd är anordnade inne i formverktygets stomdel för reglering av formtemperaturen.