×
20.03.2015
216.013.3204

ИНТЕГРИРОВАННЫЙ КРЫЛЬЕВОЙ ТОПЛИВНЫЙ БАК САМОЛЁТА

Вид РИД

Изобретение

Юридическая информация Свернуть Развернуть
№ охранного документа
0002544279
Дата охранного документа
20.03.2015
Краткое описание РИД Свернуть Развернуть
Аннотация: Изобретение относится к области авиации, к крыльевым топливным бакам летательных аппаратов. Топливный бак/баки имеют вид расположенных во внутренней полости крыла герметичных цилиндров или конусов и выполняет/выполняют функцию продольного несущего элемента конструкции крыла. Внутри бака располагается вертикальная негерметичная перегородка плоского, Т-образного поперечного сечения, или в виде фермы, швеллера, двутавра. Бак также может быть выполнен от конца одной консоли до конца другой. Технический результат заключается в повышении прочности конструкции крыла. 9 з.п. ф-лы, 4 ил.
Реферат Свернуть Развернуть

Изобретение относится к крыльевым топливным бакам летательных аппаратов.

Известны топливные баки самолетов, расположенные в крыльях, см. а.с. СССР №146651. Их недостатком является то, что они имеют значительный вес. Известны также баки-кессоны, но они также имеют свой недостаток - их герметичность часто нарушается из-за деформаций крыла при полетных нагрузках. А их ремонт очень затруднителен. Известны также применяемые в качестве силовых элементов профили круглого сечения (трубы), см. патент России №2033940.

В настоящее время экологические и экономические соображения делают целесообразным использование газообразного топлива - сжиженного пропана или сжатого метана. В технике емкости для них называют баллонами, но в дальнейшем мы будем называть их авиационным термином «баки». Особенность таких баков еще и в том, что они не могут иметь произвольную форму. Из-за достаточно большого внутреннего давления они должны иметь круглую в сечении форму - сфера, цилиндр, эллипсоид вращения.

Использование таких баков весьма проблематично - из-за достаточно большого внутреннего давления их стенки должны быть достаточно толстыми и, следовательно, их масса будет неприемлемой для самолета.

Задача изобретения - сделать экономически и технически целесообразной постройку и эксплуатацию самолетов на газовом топливе.

Технический результат изобретения заключается в использовании прочной конструкции бака (баков) в качестве продольного несущего элемента конструкции крыла - в качестве лонжерона (лонжеронов). А также при наличии нескольких баков возможен второй технический результат - использование связки соединенных между собой и с обшивкой баков в качестве элемента поперечной прочности крыла - в качестве заменителя нервюр.

Для этого данный бак/баки имеют вид расположенных во внутренней полости крыла герметичных цилиндров (в крыле постоянной хорды), или прямых или оживальных конусов (в трапециевидном и эллиптическом крыльях), см. фиг.1. Баки могут быть изготовлены из легких сплавов или из композитного материала.

Такой бак, представляющий собой, например, коническую трубу (т.е. усеченный круглый конус), хорошо выдерживает изгибающую нагрузку. В профиле крыла могут располагаться несколько таких баков разного размера, что еще более увеличит несущую способность такой конструкции.

Прочность на изгиб прямой или конической трубы повышает наличие внутреннего давления в ней (повышая прочностную устойчивость).

Для повышения прочности бака на изгиб в продольном направлении внутри бака может располагаться вертикальная поперечная негерметичная перегородка плоского, Т-образного поперечного сечения, или в виде фермы, швеллера, двутавра (во всех случаях сочетания данного альтернативного признака с любым из основных признаков достигается идентичный технический результат), (все направления здесь и далее даны относительно прямого горизонтального положения самолета). Если баков несколько, то перегородку могут иметь все баки, но наиболее рационально будет работать перегородка в баке наибольшего размера, расположенного по толщине хорды (этот вариант показан на фиг.1). А также - для уменьшения вероятности флаттера - в переднем баке.

Для повышения прочностной устойчивости плоская перегородка может иметь в средней части вертикальное гофрирование.

Если перегородка имеет Т-образный вид, или вид швеллера или двутавра, то ее горизонтальные полки должны иметь закругление по радиусу, соответствующему радиусу данного бака в данном сечении.

Следует иметь ввиду, что жесткость перегородки больше, чем трубы (цилиндрической или конусной), и разрушение начнется с нее. Поэтому применяемые для перегородки материалы должны иметь меньший модуль упругости или намного больший предел прочности на сжатие и растяжение. Критерий оценки - разрушение при одинаковой деформации.

Увеличение прочности трубы на изгиб может быть достигнуто и кольцеобразными внутренними подкреплениями, расположенными с определенным шагом. А также в наиболее нагруженных местах, например в месте крепления подкосов.

А для лучшей совокупной прочностной работы трубчатого бака, вертикальной перегородки и обшивки крыла бак может соединяться с обшивкой через ложементы соответствующего профиля (позиция 4 на фиг.2). Ложементы могут быть выполнены из композитного или вспененного материала.

Таким же образом для повышения общей прочности и жесткости могут соединяться между собой и боковые стенки нескольких баков (ложементы 5 на фиг.3).

Перегородка к баку, бак к ложементам, баки между собой и ложементы к обшивке крыла могут крепиться, например, клеем, пайкой или другим способом в зависимости от применяемых материалов.

Торцы баков должны иметь конусные, полукруглые или полуэллиптические законцовки. Причем, чтобы избежать утяжеления и ослабления конструкции в местах крепления баков к центроплану, имеет смысл сделать бак сплошным от конца одной консоли до другой. В этом случае бак будет иметь вид комбинации двух усеченных конусов или комбинации двух усеченных конусов и цилиндра между ними (далее «цельнокрыльевой» бак).

Бак крыла постоянной хорды в этом случае будет иметь вид цилиндрической трубы постоянного диаметра. Но нагрузки такая труба будет испытывать неравномерные - чем ближе к центроплану, тем больше. Поэтому такой бак должен иметь неодинаковую толщину стенки - в районе центроплана толщина стенки должна плавно увеличиваться. Увеличенную толщину стенки должна иметь труба (и не только цилиндрическая) в районе крепления подкосов.

Чтобы избежать неконтролируемого перетекания сжиженного газа при эволюциях самолета, цельнокрыльевой бак должен иметь внутри одну или несколько поперечных мембран с обратными клапанами, направленным к центроплану (желательно, в нижней части мембраны), где и будет отбираться топливо.

Заправочные штуцера, учитывая V-образность крыла самолета, желательно сделать вблизи концов консолей крыла. Причем, чтобы обеспечить полную заправку и чтобы не порвать мембраны перепадом давления, в мембранах должны быть перепускные клапаны, открывающиеся при заданном перепаде давления (желательно, в верхней части мембраны).

На фиг.1 показано в поперечном сечении крыло 1 со встроенными трубчатыми баками 2, являющимися лонжеронами, причем в самом большом баке имеется вертикальная двутавровая перегородка 3.

На фиг.2 увеличенно показан стык перегородки 3, бака 2, ложементов 4 и обшивки крыла 1. Все соединения склеены или спаяны.

На фиг.3 увеличенно показан стык боковых поверхностей двух баков 2, которые склеены или спаяны между собой и с ложементами 5.

На фиг.4 показано пунктиром расположение баков 2 в крыле 1 трапециевидного профиля, где 6 - фюзеляж.

Работает бак (баки) следующим образом: через заправочные штуцера бак заправляется сжиженным или сжатым газом. Причем для цельнокрыльевого бака желательна одновременная заправка с двух концов консолей крыла (чтобы не перегружать перепускные клапаны). При первой заправке желательно поставить самолет в положение небольшого крена и заправлять бак с нижней консоли, стравливая воздух с верхней консоли.

Отбор топлива для двигателей следует осуществлять с нижней точки бака, то есть в районе центроплана.


ИНТЕГРИРОВАННЫЙ КРЫЛЬЕВОЙ ТОПЛИВНЫЙ БАК САМОЛЁТА
ИНТЕГРИРОВАННЫЙ КРЫЛЬЕВОЙ ТОПЛИВНЫЙ БАК САМОЛЁТА
ИНТЕГРИРОВАННЫЙ КРЫЛЬЕВОЙ ТОПЛИВНЫЙ БАК САМОЛЁТА
ИНТЕГРИРОВАННЫЙ КРЫЛЬЕВОЙ ТОПЛИВНЫЙ БАК САМОЛЁТА
Источник поступления информации: Роспатент

Показаны записи 1-10 из 18.
20.08.2014
№216.012.eb91

Система управления вращающимся парашютом

Изобретение относится к парашютам. Система управления вращающимся парашютом содержит купол вращающегося парашюта и стропы. Стропа/стропы парашюта, соединенные с передней/передними частями купола или его нервюр, имеют два режима фиксации к спускаемой нагрузке - основной и более длинный....
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002526113
Дата охранного документа: 20.08.2014
10.09.2014
№216.012.f173

Система парашютирования и способ её работы

Группа изобретений относится к парашютным системам летательных аппаратов. Система парашютирования содержит купол/купола основного парашюта, вытяжной парашют и капсулу, в которой расположены купол/купола основного парашюта и тормозной парашют. Фал вытяжного парашюта имеет крепление к грузу. В...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002527633
Дата охранного документа: 10.09.2014
27.09.2014
№216.012.f734

Двухступенчатая аэрокосмическая система /варианты/

Изобретение относится к многоразовым космическим системам и касается аэрокосмической системы горизонтального взлета продольной компановки. Двухступенчатая аэрокосмическая система содержит первую и вторую ступень с крыльями, воздушно-реактивные двигатели на первой ступени. Первая и вторая...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002529121
Дата охранного документа: 27.09.2014
20.11.2015
№216.013.92db

Парашют-трансформер (варианты)

Парашют состоит из двух лопастей, расположенных под углом атаки к поступающему снизу потоку, соединенных с грузом стропами, соединенных между собой постоянными гибкими креплениями и одним управляемым размыкаемым креплением. Каждая лопасть симметрична относительно своей середины, а длины ее...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002569213
Дата охранного документа: 20.11.2015
10.12.2015
№216.013.95e3

Вращающийся парашют с двухстадийным торможением

Изобретение относится к вращающимся парашютам. Купол парашюта состоит из центральной части, имеющей треугольную, квадратную форму или форму многогранника, к которой управляемым креплением прикреплены в сложенном состоянии три или более лопасти. Дальние от центра парашюта стропы лопастей...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002569991
Дата охранного документа: 10.12.2015
20.12.2015
№216.013.9c54

Технология склейки /варианты/

Изобретение относится к технологии склейки, то есть к способам склейки и подготовки к склейке поверхностей, ориентированных преимущественно ортогонально и работающих преимущественно на разрыв. Технология склейки, заключающаяся в том, что в клеевом соединении приклеиваемый элемент имеет по краям...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002571645
Дата охранного документа: 20.12.2015
10.03.2016
№216.014.be62

Система парашютирования - 4 и способ её работы

Группа изобретений относится к спасательным парашютным системам. Система парашютирования содержит купол/куполы основного парашюта, вытяжной и тормозной парашюты. Парашютная система расположена в хвостовой части фюзеляжа в двух последовательно расположенных управляемых обтекателях. Фалы...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002576852
Дата охранного документа: 10.03.2016
27.03.2016
№216.014.c65c

Стенд для испытания самолётов на прочность

Изобретение относится к испытательной технике, в частности к стендам для прочностных испытаний летательных аппаратов, например крыльев самолетов. Устройство представляет собой конструкцию для крепления консоли/консолей крыла, расположенную на траверсе, на которой также расположена эластичная...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002578512
Дата охранного документа: 27.03.2016
20.05.2016
№216.015.3f58

Узел крепления крыла самолета

Изобретение относится к конструкциям крепления крыла самолета к силовым элементам фюзеляжа и касается самолетов из композиционных материалов. Узел крепления крыла самолета состоит из двух перпендикулярно скрепленных краями пластин, соединенных по другим краям двумя параллельными треугольными...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002584294
Дата охранного документа: 20.05.2016
25.08.2017
№217.015.9acb

Стенд - 2 для испытания самолётов на прочность

Изобретение относится к испытательной технике, в частности к устройствам для испытания на прочность крыльев самолетов. Стенд представляет собой конструкцию в виде ложемента для крепления центроплана самолета, или в виде имитатора центроплана - его конструктивного эквивалента с аналогичным...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002610005
Дата охранного документа: 07.02.2017
Показаны записи 1-10 из 19.
20.08.2014
№216.012.eb91

Система управления вращающимся парашютом

Изобретение относится к парашютам. Система управления вращающимся парашютом содержит купол вращающегося парашюта и стропы. Стропа/стропы парашюта, соединенные с передней/передними частями купола или его нервюр, имеют два режима фиксации к спускаемой нагрузке - основной и более длинный....
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002526113
Дата охранного документа: 20.08.2014
10.09.2014
№216.012.f173

Система парашютирования и способ её работы

Группа изобретений относится к парашютным системам летательных аппаратов. Система парашютирования содержит купол/купола основного парашюта, вытяжной парашют и капсулу, в которой расположены купол/купола основного парашюта и тормозной парашют. Фал вытяжного парашюта имеет крепление к грузу. В...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002527633
Дата охранного документа: 10.09.2014
27.09.2014
№216.012.f734

Двухступенчатая аэрокосмическая система /варианты/

Изобретение относится к многоразовым космическим системам и касается аэрокосмической системы горизонтального взлета продольной компановки. Двухступенчатая аэрокосмическая система содержит первую и вторую ступень с крыльями, воздушно-реактивные двигатели на первой ступени. Первая и вторая...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002529121
Дата охранного документа: 27.09.2014
20.11.2015
№216.013.92db

Парашют-трансформер (варианты)

Парашют состоит из двух лопастей, расположенных под углом атаки к поступающему снизу потоку, соединенных с грузом стропами, соединенных между собой постоянными гибкими креплениями и одним управляемым размыкаемым креплением. Каждая лопасть симметрична относительно своей середины, а длины ее...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002569213
Дата охранного документа: 20.11.2015
10.12.2015
№216.013.95e3

Вращающийся парашют с двухстадийным торможением

Изобретение относится к вращающимся парашютам. Купол парашюта состоит из центральной части, имеющей треугольную, квадратную форму или форму многогранника, к которой управляемым креплением прикреплены в сложенном состоянии три или более лопасти. Дальние от центра парашюта стропы лопастей...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002569991
Дата охранного документа: 10.12.2015
20.12.2015
№216.013.9c54

Технология склейки /варианты/

Изобретение относится к технологии склейки, то есть к способам склейки и подготовки к склейке поверхностей, ориентированных преимущественно ортогонально и работающих преимущественно на разрыв. Технология склейки, заключающаяся в том, что в клеевом соединении приклеиваемый элемент имеет по краям...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002571645
Дата охранного документа: 20.12.2015
10.03.2016
№216.014.be62

Система парашютирования - 4 и способ её работы

Группа изобретений относится к спасательным парашютным системам. Система парашютирования содержит купол/куполы основного парашюта, вытяжной и тормозной парашюты. Парашютная система расположена в хвостовой части фюзеляжа в двух последовательно расположенных управляемых обтекателях. Фалы...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002576852
Дата охранного документа: 10.03.2016
27.03.2016
№216.014.c65c

Стенд для испытания самолётов на прочность

Изобретение относится к испытательной технике, в частности к стендам для прочностных испытаний летательных аппаратов, например крыльев самолетов. Устройство представляет собой конструкцию для крепления консоли/консолей крыла, расположенную на траверсе, на которой также расположена эластичная...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002578512
Дата охранного документа: 27.03.2016
20.05.2016
№216.015.3f58

Узел крепления крыла самолета

Изобретение относится к конструкциям крепления крыла самолета к силовым элементам фюзеляжа и касается самолетов из композиционных материалов. Узел крепления крыла самолета состоит из двух перпендикулярно скрепленных краями пластин, соединенных по другим краям двумя параллельными треугольными...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002584294
Дата охранного документа: 20.05.2016
25.08.2017
№217.015.9acb

Стенд - 2 для испытания самолётов на прочность

Изобретение относится к испытательной технике, в частности к устройствам для испытания на прочность крыльев самолетов. Стенд представляет собой конструкцию в виде ложемента для крепления центроплана самолета, или в виде имитатора центроплана - его конструктивного эквивалента с аналогичным...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002610005
Дата охранного документа: 07.02.2017
+ добавить свой РИД