×
10.08.2015
216.013.6e0e

УЗЕЛ КРЕПЛЕНИЯ КЕРАМИЧЕСКОЙ ОБОЛОЧКИ АНТЕННОГО ОБТЕКАТЕЛЯ С МЕТАЛЛИЧЕСКИМ ШПАНГОУТОМ

Вид РИД

Изобретение

Юридическая информация Свернуть Развернуть
Краткое описание РИД Свернуть Развернуть
Аннотация: Изобретение относится к области авиационной и ракетной техники, преимущественно к разработке и производству радиопрозрачных обтекателей летательных аппаратов. Технический результат - повышение прочности узла соединения керамической оболочки с металлическим шпангоутом при теплопрочностных нагрузках и улучшение технологии изготовления. Узел крепления керамической оболочки антенного обтекателя с металлическим шпангоутом содержит керамическую оболочку и металлический шпангоут, соединенный с керамической оболочкой по сопрягаемым поверхностям слоем эластичного термостойкого адгезива. В шпангоуте выполнены равномерно расположенные по окружности отверстия, плотность распределения которых в осевом направлении для области соединения оболочки со шпангоутом пропорциональна величине распорных усилий, передаваемых от шпангоута к оболочке, при этом радиусы описанных окружностей отверстий выбираются из условия: R≥5H, где R - радиус описанной окружности, Н - толщина адгезив. 3 ил.
Основные результаты: Узел крепления керамической оболочки антенного обтекателя с металлическим шпангоутом, включающий керамическую оболочку и металлический шпангоут, соединенный с керамической оболочкой по сопрягаемым поверхностям слоем эластичного термостойкого адгезива, отличающийся тем, что в шпангоуте выполнены равномерно расположенные по окружности отверстия, плотность распределения которых в осевом направлении для области соединения оболочки со шпангоутом пропорциональна величине распорных усилий, передаваемых от шпангоута к оболочке, при этом радиусы описанных окружностей отверстий выбираются из условия:R≥5H,где R - радиус описанной окружности,Н - толщина адгезива.
Реферат Свернуть Развернуть

Изобретение относится к области авиационной и ракетной техники, преимущественно к разработке и производству радиопрозрачных обтекателей летательных аппаратов.

Из опубликованных источников известен узел крепления керамического обтекателя с металлическим шпангоутом соединения по патенту РФ №2231875, МПК 7 НО1 Q/42, опубл. 27.06.2004, в котором соединенный компаундом металлический элемент с неметаллическим выполнен в виде аккумуляторов тепла, жестко связанных между собой или выполненных как одно целое и равномерно расположенных по периметру, между которыми расположены термокомпенсирующие перемычки зетового профиля.

В такой конструкции, когда геометрические размеры площади склейки в местах соединения аккумуляторов тепла с внутренней поверхностью оболочки много больше толщины клеевого соединения, упругий клей ведет себя как несжимаемая жидкость, так как выход клея, выталкиваемого при сжатии, прекращается от свободного края шпангоута на расстоянии 3-5 толщин клеевого слоя, а влияние перемычек на снижение напряжений в оболочке за счет выталкивания в них избытка клея незначительно. Это недостаток всех замкнутых клеевых соединений с упругими адгезивами.

Наиболее близким к заявляемому изобретению является узел крепления керамического обтекателя с металлическим корпусом летательного аппарата согласно патенту РФ №2258283 МПК 7 H01 Q/42, опубл. 10.08.2005. Указанная конструкция включает металлический шпангоут, в котором равномерно по окружности выполнены сквозные металлические пазы, соединенные с керамической оболочкой эластичным термостойким клеем.

К недостаткам данной конструкции относится то, что расстояние между пазами значительно превышает толщину клеевого слоя. По этой причине происходит неравномерное распределение воздействия упругого клея на шпангоут. В местах отсутствия прорезей из-за того, что площадь соединения клеевого слоя со стороны шпангоута достаточно большая, клей работает как несжимаемая жидкость, а в прорезях сила воздействия шпангоута на оболочку практически равна нулю. Вследствие этого, а также вследствие уменьшения жесткости шпангоута в окружном направлении, такая конструкция обладает достаточно большой неустойчивостью при одновременном воздействии силовой и тепловой нагрузок.

Задачей предлагаемого технического решения является повышение прочности узла соединения керамической оболочки с металлическим шпангоутом при теплопрочностных нагрузках и улучшение технологии изготовления.

Поставленная задача достигается тем, что узел крепления керамической оболочки антенного обтекателя с металлическим шпангоутом включает керамическую оболочку и металлический шпангоут, соединенный с керамической оболочкой по сопрягаемым поверхностям слоем эластичного термостойкого адгезива, отличающийся тем, что в шпангоуте выполнены равномерно расположенные по окружности отверстия, плотность распределения которых в осевом направлении для области соединения оболочки со шпангоутом пропорциональна величине распорных усилий, передаваемых от шпангоута к оболочке, при этом радиусы описанных окружностей отверстий выбираются из условия:

R≥5H,

где R - радиус описанной окружности,

Н - толщина адгезива.

Общий вид узла крепления керамической оболочки с металлическим шпангоутом представлен на фигуре 1, на котором керамическая оболочка 1 и металлический шпангоут 2 соединены термостойким адгезивом 3. В шпангоуте выполнены отверстия 4 и 5 различной формы.

Работоспособность узла крепления керамической оболочки со шпангоутом при прогреве последнего определяется неравенством:

где K - коэффициент податливости адгезива; Δ - изменение толщины клеевого упругого слоя; Тщ, Тк - температура шпангоута и керамической оболочки; αш, αк - КТЛР материала шпангоута и керамики; δ - толщина керамической оболочки в зоне склейки; h - ширина клеевого слоя; [σк] - предел прочности керамики при растяжении; Sk=2×π×R×h - проекция участка клеевого слоя протяженностью h на плоскость, проходящую через ось вращения обтекателя, где R - внутренний радиус оболочки в области соединения с шпангоутом.

Из неравенства вытекает, что при уменьшении Sk запас прочности по растягивающим напряжениям увеличивается (условие выполнения неравенства удовлетворяется при меньших значениях [σк]), если при этом не изменится температурный режим металлической части шпангоута. При этом Sk можно уменьшить за счет снижения площади соединения со стороны шпангоута. Самым простым способом ее уменьшения является выполнение в шпангоуте отверстий различной формы в шпангоуте в области соединения с оболочкой, при этом с учетом условий нагружения обтекателя, отверстия должны быть выполнены осесимметрично и, либо равномерно по высоте шпангоута, либо с переменным шагом, при котором количество распределения отверстий в поперечных сечениях по высоте шпангоута пропорционально величине механических напряжений в керамической оболочке в области склейки. Вместе с тем, оптимальный шаг между отверстиями определяется диаметром отверстий, изгибной жесткостью металлического шпангоута и толщиной слоя клея-адгезива.

Температурное поле шпангоута с выполненными в нем отверстиями меняется незначительно, так как количество тепла, которое передается шпангоуту при одностороннем нагреве, определяется площадью зоны склейки и тепло-массовыми характеристиками каждого из материалов конструкции.

Наличие отверстий в полке шпангоута приводит к тому, что при склейке шпангоута с керамической оболочкой отверстия заполняются адгезивом, теплопроводность которого более чем на порядок ниже теплопроводности металла, что дает основание сделать допущение о наличии условий адиабатности на внутренних поверхностях отверстий в металле.

Для подтверждения вышесказанного были проведены предварительные расчеты типовой конструкции узла соединения, в которых было проведено исследование зависимостей уровня снижения растягивающих напряжений в керамической оболочке, определяющих общую несущую способность конструкции, от вариаций выполнения отверстий - диаметра их окружности, расстояния между ними как по окружности, так и по высоте металлического шпангоута. Результаты расчетов показаны на фигурах 2 и 3, где представлены графики зависимостей растягивающих напряжений в керамической оболочке от расстояния по окружному и осевому направлениям.

Таким образом, расчетным путем было показана возможность снижения максимальных растягивающих напряжений, возникающих в керамической оболочке от распора внутренним металлическим шпангоутом, более чем в 2 раза.

Другой аспект предлагаемого изобретения заключается в том, что равномерное распределение отверстий в шпангоуте дает возможность применять упругие клеи-эластомеры с меньшей адгезионной способностью к металлу шпангоута или, например, при частичной или полной деструкции подслоев, наносимых на склеиваемые поверхности. Адгезив, заполняющий отверстия, образовывает своего рода полимерные заклепки, являющиеся соединительными элементами между слоем адгезива в целом и стенками отверстий в шпангоуте вплоть до полной деструкции адгезива. Кроме того, предложенное техническое решение позволяет применить более жесткие герметики или их композиции.

Варианты реализации способа для случая двухкратного уменьшения площади Sk металлического шпангоута приведены в таблице. Отверстия на поверхности шпангоута располагались в шахматном порядке.

Внедрение данного технического решения позволит модернизировать конструкции уже разработанных обтекателей с минимальными затратами.

Экспериментальная отработка способа подтвердила повышение термостойкости существующих керамических обтекателей.

Узел крепления керамической оболочки антенного обтекателя с металлическим шпангоутом, включающий керамическую оболочку и металлический шпангоут, соединенный с керамической оболочкой по сопрягаемым поверхностям слоем эластичного термостойкого адгезива, отличающийся тем, что в шпангоуте выполнены равномерно расположенные по окружности отверстия, плотность распределения которых в осевом направлении для области соединения оболочки со шпангоутом пропорциональна величине распорных усилий, передаваемых от шпангоута к оболочке, при этом радиусы описанных окружностей отверстий выбираются из условия:R≥5H,где R - радиус описанной окружности,Н - толщина адгезива.
УЗЕЛ КРЕПЛЕНИЯ КЕРАМИЧЕСКОЙ ОБОЛОЧКИ АНТЕННОГО ОБТЕКАТЕЛЯ С МЕТАЛЛИЧЕСКИМ ШПАНГОУТОМ
УЗЕЛ КРЕПЛЕНИЯ КЕРАМИЧЕСКОЙ ОБОЛОЧКИ АНТЕННОГО ОБТЕКАТЕЛЯ С МЕТАЛЛИЧЕСКИМ ШПАНГОУТОМ
УЗЕЛ КРЕПЛЕНИЯ КЕРАМИЧЕСКОЙ ОБОЛОЧКИ АНТЕННОГО ОБТЕКАТЕЛЯ С МЕТАЛЛИЧЕСКИМ ШПАНГОУТОМ
Источник поступления информации: Роспатент

Showing 1-10 of 77 items.
10.02.2013
№216.012.23a8

Устройство для пропитки движущегося волокнистого материала связующим (варианты)

Изобретение относится к устройствам для получения препрегов путем пропитки волокнистого материала связующим, может быть использовано в судо-, авиа- и машиностроении, включает в себя емкость, имеющую не менее одной щели для подачи связующего на волокнистый материал. Вдоль щели выполнено...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002474630
Дата охранного документа: 10.02.2013
10.02.2013
№216.012.24d6

Антенный обтекатель

Заявленное изобретение относится к области авиационной и ракетной техники и преимущественно может быть использовано при изготовлении антенных обтекателей скоростных ракет из керамики. Техническим результатом настоящего изобретения является улучшение радиотехнических характеристик керамических...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002474932
Дата охранного документа: 10.02.2013
27.02.2013
№216.012.2c28

Способ взвешивания крупногабаритных грузов со смещенным центром тяжести

Изобретение относится к весоизмерительной технике и может быть использовано для взвешивания крупногабаритных грузов со смещенным центром тяжести, в частности накладок и шпангоутов двойной кривизны. При реализации способа, который включает установку груза на площадку напольных весов, сначала...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002476831
Дата охранного документа: 27.02.2013
20.06.2013
№216.012.4c19

Способ получения многофункционального покрытия на органическом стекле

Изобретение относится к области изготовления оптически прозрачных тонкопленочных покрытий из жидкой фазы на поверхности прозрачных материалов, например изделий из органических стекол, использующихся в остеклении авиационной техники. Способ получения многофункционального покрытия на органическом...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002485063
Дата охранного документа: 20.06.2013
10.07.2013
№216.012.53ed

Устройство для гнутья листового стекла

Изобретение относится к получению гнутых крупногабаритных стеклоизделий с цилиндрической кривизной поверхности со стрелой прогиба, равной радиусу кривизны. Технический результат изобретения заключается в предотвращении разрушения стеклозаготовок при получении крупногабаритных стеклоизделий с...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002487088
Дата охранного документа: 10.07.2013
10.07.2013
№216.012.53ee

Способ изгибания листового стекла

Изобретение относится к способу получения гнутых крупногабаритных стеклоизделий с цилиндрической кривизной поверхности со стрелой прогиба, равной радиусу кривизны. Технический результат изобретения заключается в улучшении оптических показателей и уменьшении механических дефектов гнутых...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002487089
Дата охранного документа: 10.07.2013
10.07.2013
№216.012.53ef

Способ моллирования листового стекла

Изобретение относится к производству гнутого стекла, используемого для отражателей различного назначения. Технический результат изобретения заключается в уменьшении механических дефектов на поверхности изделий, контактирующей в процессе изгибания с формующей поверхностью формы. Нагревают печь...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002487090
Дата охранного документа: 10.07.2013
10.07.2013
№216.012.53f0

Способ изготовления гнутых изделий из стекла

Изобретение относится к производству гнутого стекла, используемого в качестве отражателей различного назначения, в частности для аэродромных прожекторов. Технический результат изобретения заключается в улучшении геометрических и оптических показателей гнутого стекла. Стеклозаготовку размещают в...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002487091
Дата охранного документа: 10.07.2013
20.08.2013
№216.012.600c

Устройство для гнутья листового стекла

Изобретение относится к изготовлению гнутого стекла и может быть использовано в стекольной промышленности при получении защитных стекол для бортовых аэронавигационных огней самолетов. Технический результат изобретения заключается в снижении брака гнутых изделий со сложной кривизной поверхности...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002490220
Дата охранного документа: 20.08.2013
20.09.2013
№216.012.6acb

Специальный станок с чпу

Изобретение относится к области машиностроения и может быть использовано в станках с ЧПУ для обработки шлифованием деталей в виде тела вращения с криволинейным профилем из керамических материалов. Станок содержит станину с направляющими, переднюю бабку для установки обрабатываемой детали,...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002492990
Дата охранного документа: 20.09.2013
Showing 1-10 of 110 items.
10.02.2013
№216.012.23a8

Устройство для пропитки движущегося волокнистого материала связующим (варианты)

Изобретение относится к устройствам для получения препрегов путем пропитки волокнистого материала связующим, может быть использовано в судо-, авиа- и машиностроении, включает в себя емкость, имеющую не менее одной щели для подачи связующего на волокнистый материал. Вдоль щели выполнено...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002474630
Дата охранного документа: 10.02.2013
10.02.2013
№216.012.24d6

Антенный обтекатель

Заявленное изобретение относится к области авиационной и ракетной техники и преимущественно может быть использовано при изготовлении антенных обтекателей скоростных ракет из керамики. Техническим результатом настоящего изобретения является улучшение радиотехнических характеристик керамических...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002474932
Дата охранного документа: 10.02.2013
27.02.2013
№216.012.2c28

Способ взвешивания крупногабаритных грузов со смещенным центром тяжести

Изобретение относится к весоизмерительной технике и может быть использовано для взвешивания крупногабаритных грузов со смещенным центром тяжести, в частности накладок и шпангоутов двойной кривизны. При реализации способа, который включает установку груза на площадку напольных весов, сначала...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002476831
Дата охранного документа: 27.02.2013
20.06.2013
№216.012.4c19

Способ получения многофункционального покрытия на органическом стекле

Изобретение относится к области изготовления оптически прозрачных тонкопленочных покрытий из жидкой фазы на поверхности прозрачных материалов, например изделий из органических стекол, использующихся в остеклении авиационной техники. Способ получения многофункционального покрытия на органическом...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002485063
Дата охранного документа: 20.06.2013
10.07.2013
№216.012.53ed

Устройство для гнутья листового стекла

Изобретение относится к получению гнутых крупногабаритных стеклоизделий с цилиндрической кривизной поверхности со стрелой прогиба, равной радиусу кривизны. Технический результат изобретения заключается в предотвращении разрушения стеклозаготовок при получении крупногабаритных стеклоизделий с...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002487088
Дата охранного документа: 10.07.2013
10.07.2013
№216.012.53ee

Способ изгибания листового стекла

Изобретение относится к способу получения гнутых крупногабаритных стеклоизделий с цилиндрической кривизной поверхности со стрелой прогиба, равной радиусу кривизны. Технический результат изобретения заключается в улучшении оптических показателей и уменьшении механических дефектов гнутых...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002487089
Дата охранного документа: 10.07.2013
10.07.2013
№216.012.53ef

Способ моллирования листового стекла

Изобретение относится к производству гнутого стекла, используемого для отражателей различного назначения. Технический результат изобретения заключается в уменьшении механических дефектов на поверхности изделий, контактирующей в процессе изгибания с формующей поверхностью формы. Нагревают печь...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002487090
Дата охранного документа: 10.07.2013
10.07.2013
№216.012.53f0

Способ изготовления гнутых изделий из стекла

Изобретение относится к производству гнутого стекла, используемого в качестве отражателей различного назначения, в частности для аэродромных прожекторов. Технический результат изобретения заключается в улучшении геометрических и оптических показателей гнутого стекла. Стеклозаготовку размещают в...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002487091
Дата охранного документа: 10.07.2013
20.08.2013
№216.012.600c

Устройство для гнутья листового стекла

Изобретение относится к изготовлению гнутого стекла и может быть использовано в стекольной промышленности при получении защитных стекол для бортовых аэронавигационных огней самолетов. Технический результат изобретения заключается в снижении брака гнутых изделий со сложной кривизной поверхности...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002490220
Дата охранного документа: 20.08.2013
20.09.2013
№216.012.6acb

Специальный станок с чпу

Изобретение относится к области машиностроения и может быть использовано в станках с ЧПУ для обработки шлифованием деталей в виде тела вращения с криволинейным профилем из керамических материалов. Станок содержит станину с направляющими, переднюю бабку для установки обрабатываемой детали,...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002492990
Дата охранного документа: 20.09.2013
+ добавить свой РИД