ФЮЗЕЛЯЖНЫЕ СЕКЦИИ ГРАЖДАНСКИХ САМОЛЕТОВ ИЗ ПОЛИМЕРНЫХ КОМПОЗИЦИОННЫХ МАТЕРИАЛОВ (конструктивно-технологические аспекты)
Аннотация
В статье концептуально рассмотрены достижения и пути дальнейшего развития конструктивно-технологических решений (КТР) (преимущественно из углепластика) фюзеляжных секций (КФС) гражданских самолетов, с целью повышения их транспортной эффективности. Приведены примеры КФС и технологии их изготовления. Выделены преимущества и недостатки двух распространенных конструктивно-технологических схем. Это панельно сборные и альтернативные к ним однокусковые (one-piece) корпусные оболочки. Последние получены посредством кругового наслоения препрегов в вариантах как тонколистовой подкрепленной, так и трехслойной обшивок.
Обоснована необходимость новых подходов при создании и производстве КФС, максимально переходя от традиционных металлических конструктивно силовых схем (концепция «Black metal design»), к альтернативным КТР более эффективно реализующих свойства композитов в силовых элементах конструкций.
В этом плане предложена инновационная концепция долгомерной цилиндрической КФС, в которой традиционное стрингерное подкрепление отсутствует и тем самым устранено пересечение шпангоутов с продольным силовым набором.
Эта и другие новации осуществлены путем лучшего использования трехслойной цельной оболочки КФС с продольным повышенной эффективности трубчато-ребристым заполнителем (внутренние стрингеры); новационным сквозным технологическим процессом ее производства включительно со шпангоутным набором, и, обеспечивающим процесс технологическим оснащением.
Выделены и обоснованы преимущества данной концепции.
Ключевые слова
Полный текст:
>PDF
Литература
Aviatsionnyie pravila. Chast 25. Normyi letnoy godnosti samoleta transportnoy kategorii s popravkoy 7. – 2014 – P. 73-74.
Aleksandrov A.Ya. Ob opredelenii privedennyih uprugih parametrov rebristyih zapolniteley V sb. «Raschetyi elementov aviatsionnyih konstruktsiy». Vyipusk 3 – M.: Mashinostroenie, 1965, p. 3 – 46.
Babushkin A.I. Metodyi sborki samoletnyih konstruktsiy. – M.: Mashinostroenie, 1985, 247 p.
Batrakov V.V. i dr. Povyishenie nesuschey sposobnosti integralnyih konstruktsiy iz kompozitsionnyih materialov // Cb. trudov mezhdunarodnoy nauchno-prakticheskoy konferentsii «AKTO 2014», Kazan, 2014, t.2, p. 169-173.
Belyanin P.N. Proizvodstvo shirokofyuzelyazhnyih samoletov. – M.: Mashinostroenie, 1979, 356 p.
Berezyuk A.V. i dr. Primenenie ugleplastikovyih kompozitsionnyih materialov v agregatah planera grazhdanskih samoletov PAO «Tupolev» // Problemyi mashinostroeniya i avtomatizatsii. 2016, #3, p. 4-8.
Bokler N. Novyie tehnologicheskie dostizheniya // Aviation week, v. 168, #21, 26, 05.008, p. 58
Bokler N. Ugleplastik predpolagaetsya ispolzovat v konstruktsii samoleta, kotoryiy pridet na smenu A-320 // Air&Cosmos, 2006.01.12, #2055, p. 32-33.
Bokler N. Kompozityi brosayut vyizov passazhirskoy aviatsii // Air&Cosmos, 2007.28.03, #2118, r.24-27. Preimuschestva ugleplastika i skorostnyih tehnologicheskih metodov // Air&Cosmos, 2005.10.06, #1987, p. 130-133.
Buyanov I.A. Mehanizmyi ischerpaniya nesuschey sposobnosti silovyih obolochek iz polimernyih kompozitsionnyih materialov // Klei. Germetiki. Tehnologii, 2012, #8, p. 36-41.
Vasilev V.V. i dr. Anizogridnaya kompozitnaya setchataya sektsiya fyuzelyazha passazhirskogo samoleta //Kompozityi i nanostrukturyi, 2012, #3, p. 5-14.
Vigdorchik S.A. Tehnologicheskie osnovyi proektirovaniya i konstruirovaniya samoletov. M.: MAI, Ch1 –Ch2, 1975, 129 p. i Ch3,1976, 103 p.
Golubev i dr. Konstruktsiya i proektirovanie LA. – M.: Mashinostroenie, 1995, 448p .
Gryunder M. Buduschee prinadlezhit fyuzelyazhu chernogo tsveta // Air&Cosmos, 2002, #1837, p. 26-28.
Dveyrin A.Z., Karpov Ya.S. i dr. Proektirovanie agregatov fyuzelyazha samoletov iz kompozitov // Tehnologicheskie sistemyi, 2014, #1, p. 38-41.
Dudchenko A.A. i dr. Ratsionalnoe proektirovanie konstruktsiy otsekov fyuzelyazha iz kompozitsionnyih materialov // Konstruktsii iz kompozitsionnyih materialov, 2011, #2, p. 21-24.
Elpatevskiy A.I., Vasilev V.V. Prochnost tsilindricheskih obolochek iz armirovannyih materialov. - M.: Mashinostroenie, 1972, 168 p.
Ershov E.I. i dr. Tehnologiya sborki samoletov. - M.: Mashinostroenie, 1986, 455 p.
Zabashta V.F. Sozdanie fyuzelyazhey bolshih samoletov iz polimernyih kompozitsionnyih materialov – revolyutsionnyiy etap v samoletostroenii // V sb. «Kompozitsionnyie materialyi v promyishlennosti» Materialyi 27y mezhdunarodnoy konferentsii, 28 maya – 1 iyunya 2007 g., Yalta, p. 451.
Zabashta V.F., Krivov G.A. i dr. Polimernyie kompozitsionnyie materialyi konstruktsionnogo naznacheniya. – K.: TehnIka, 1993, 157 p.
Zabashta V.F. Integralnyie konstruktsii iz polimernyih kompozitsionnyih materialov: tehnologicheskie aspektyi // Tehnologicheskie sistemyi, 2017, #4, s. 16-36; #3, p. 46-65.
Kan S.I.,Sverdlov I.A. Raschet samoleta na prochnost. - M.: Mashinostroenie,1966, 343 p.
Kalgin A.V. i dr. Perspektivyi razvitiya proizvodstva aviatsionnyih detaley iz kompozitsionnyih materialov // Vestnik Voronezhskogo gosudarstvennogo tehnicheskogo universiteta, 2011, 7, #11, ch.2, p. 146-145.
Kanter G.G., Bragilevskiy V.Z., Zabashta V.F. i dr. Razrabotka, osvoenie i vnedrenie tehnologicheskogo protsessa i sredstv mehanizatsii dlya izgotovleniya krupnogabaritnogo otseka iz KM. Nauchno-issledovatelskiy, tehnicheskiy otchet KMZ. GR #0981. Kiev, 1980, 56 p.
Karpov Ya.S., Simonov V.S. Novaya konstruktivno-silovaya shema fyuzelyazha iz kompozitsionnyih materialov // V sb. «Kompozitsionnyie materialyi v promyishlennosti» Materialyi 27y mezhdunarodnoy konferentsii, 28 maya – 1 iyunya 2007 g., Yalta, p. 401-404.
Karpov Ya.S. Realizatsiya informatsionnyih tehnologiy v proektirovanii i konstruirovanii agregatov samoleta. Elektronnyiy resurs // https://www.khai.edu/csp/nauchportal/Arhiv/VPPKLA/2012/VPPKLA412/Karpov.pdf p. 7-14.
Kashtanov V.A., Medvedev A.I. Teoriya nadezhnosti slozhnyih sistem. M.: Fizmatlit, 2010, 608 p.
Kiva D.S., Dveyrin A.Z. i dr. Metodyi remonta agregatov planera samoletov iz kompozitsionnyih materialov s trubchatyim zapolnitelem // Tehnologicheskie sistemyi, 2013, #2, p. 57-64.
Kiva D.S., Tsarikovskiy V.I. i dr. Issledovanie vliyaniya trubchatogo zapolnitelya na prochnost trehsloynyih paneley ih
KM // V sb.: «Kompozitsionnyie materialyi v promyishlennosti». Materialyi 29 mezhdunarodnoy konferentsii. 2009 g., Yalta, p. 64-66.
Kiva D.S., Grebenikov A.G. i dr. Modelirovanie paneley hvostovoy chasti fyuzelyazha, vyipolnennogo iz kompozitsionnogo materiala pri pomoschi sistem SAD/SAM/SAE// Otkryityie informatsionnyie i kompyuternyie tehnologii. – H.: NAKU «HAI» – 2005. – Vyip. 27. – p. 31-41.
Kiva D.S. Etapyi stanovleniya i nachala razvernutogo primeneniya polimernyih kompozitsionnyih materialov v konstruktsiyah passazhirskih i transportnyih samoletov (1970-1995 gg.) // Aviatsionno-kosmicheskaya tehnika i tehnologiya. Harkov, HAI, 2014, #6, p. 5-16.
Kiva D.S., Zabashta V.F. O fundamentalnom svoystve polimernyih kompozitsionnyih materialov v kontekste sozdaniya i proizvodstva effektivnyih konstruktsiy. // Tehnologicheskie sistemyi. 2015, #3. p. 48-56.
KIva D.S. ta In. Shlyahi rozvitku ta praktichnogo zastosuvannya v avIabuduvannI trisharovih paneley Iz polImernih kompozitsIynih materIalIv // Tehnologicheskie sistemyi, 2017, #2, p. 55-69.
Kolesnikov B. i dr. Konstruktivno-silovaya shema i tehnologii izgotovleniya fyuzelyazha passazhirskogo samoleta iz ugleplastika // Trudyi mezhdunarodnoy konferentsii «Teoriya i praktika tehnologiy proizvodstva iz kompozitsionnyih materialov i novyih metallicheskih splavov». 27-30 avgusta 2003. – M.: Znanie, 2007. – p. 736-741.
Kolesnikov B., Herrmann A.S. “Flugzeug, insbesondere Passagierflugzeug, mit einem Rumpf, der eine tragende Primdrstruktur und einen Frachtraum umfasst”, Patentanmeldung DE 10145276 von 14.09.2001.
Krivov G.A., Byichkov S.A. i dr. Tehnologicheskoe proektirovanie sbornyih chastey planera samoleta iz polimernyih kompozitsionnyih materialov // Tehnologicheskie sistemyi, 2014, #1, p. 23-30.
Krivtsov A.S. i dr. Metod avtomatizirovannoy konveernoy sborki planera samoleta. Elektronnyiy resurs// https://www.khai.edu/csp/nauchportal/Arhiv/OIKIT/2012/OIKIT55/p5-13.pdf
Lizin A.T, Lizin V.T., Pyatkin V.A. Proektirovanie tonkostennyih konstruktsiy. - M.: Mashinostroenie, 1975, 408 p.
Mitrofanov O.V. K voprosu o proektirovanii mnogozamknutyih konstruktsiy iz kompozitnyih materialov s uchetom osobennostey zakriticheskogo povedeniya obshivki // Tehnika vozdushnogo flota, 2001, 75, #1, p. 52-58.
Murashov V.V., Rumyantsev A.F. Defektyi monolitnyih detaley i mnogosloynyih konstruktsiy iz polimernyih kompozitsionnyih materialov i metodyi ih vyiyavleniya. Chasti 1 i 2// Kontrol. Diagnostika, 2007 #4 i #5.
Obraztsov I.F. i dr. Stroitelnaya mehanika letatelnyih apparatov. – M.: Mashinostroenie, 1986, 536 p.
Obolochki// Elektronnyiy resurs. https// www.soprotmat.ru/edts.progest/gtm.
Patent 105688 UkraYina MPK kl. V29S 43/02, V29S 69/00, V64S 1/00, V64S 3/26, opubl. 10.06.2014.
Patent 2393095 Rossiya, MPK kl. V 32 V27/12, V24S 1/40, opubl. 27.06.2010, byul. #18.
Patent 2391208 Rossiya, MPK kl. V29S65/48, SO915/00 opubl. 10.06.2010.
Patent 2472670 Rossiya, MPK kl. V64S1/10.
Patent 2587709 Rossiya, MPK kl. V29D23/00D1.
Patent 2467919 s2 Rossiya, MPK kl. V64F5, B64C1/12.
Patent 2286253 Rossiya, MPK kl. V29S43/20 opubl. 27.10.2006.
Zayavka 0941922 EPV, MPK6 kl. V64S 1/06, #97941782.7, opubl. 15.09.1999.
Patent 5.694.690 SShA, MPK kl. V23Q17/00 opubl. 9.12.1997.
Patent 7.459.048.V2 SShA, MPK kl. V65H81/100 opubl. 2.12.2008.
Patent 8.919.696 SShA, MPK kl. 64S 1/00, V29D99/00 opubl. 30.12.2014.
Pletnikova E.D. K raschetu germeticheskih kabin // Trudyi TsAGI. 1948, #668, 26 p.
Smotrova S.A. i dr.Effektivnyie tehnologii formovaniya vyisokonagruzhennyih aviatsionnyih konstruktsiy iz polimernyih kompozitsionnyih materialov // Konstruktsii iz kompozitsionnyih materialov, 2016, #3, p.15-24.
Startsev V.S. Mehanicheskie svoystva i vlagostoykost PKM s povrezhdeniyami // Aviatsionnyie materialyi i tehnologii, 2015, 51, p.49-55.
Strelnikov S.V., Postnov V.I. i dr. Vliyanie tehnologii skleivaniya na prochnost trehsloynyih paneley // Klei. Germetiki. Tehnologii. #7, 2013, p. 23-29.
SShA. Proekt legkogo administrativnogo samoleta Adam Eyrkraft // Ekspress-informatsiya. Aviatsionnaya i raketnaya tehnika. TsAGI. 2002, #52, p. 2-3.
Takahasi G. Plenki iz polimerov – L.: Himiya, 1971, 151 p.
Tehnologiya samoletostroeniya (Pod redaktsiey A.L. Abibova). – M. Mashinostroenie, 1982, 551 p.
Tsarikovskiy V.I. i dr. Kontrol strukturyi kompozitsionnyih materialov i elementov konstruktsii iz KM sredstvami opticheskoy metallografii // V sb.: «Kompozitsionnyie materialyi v promyishlennosti». Materialyi 28 mezhdunarodnoy konferentsii. 26-30 maya 2008 g., Yalta, p. 182-184.
Chernyishev S.L. Novyiy etap primeneniya kompozitsionnyih materialov v aviastroenii // Problemyi mashinostroeniya i avtomatizatsii, 2013, #1, p. 3-10.
Shanyigin A.N. Osobennosti proektirovaniya pro-kompozitnyih konstruktsiy. Prochnost aviatsionnyih konstruktsiy. – M.: 2011, p. 63-69.
Shekunov E.P. Osnovyi tehnologicheskogo chleneniya konstruktsiy samoleta. M.: Mashinostroenie, 1968, 166 p.
Shulzhenko M.N. Konstruirovanie samoleta. M. Mashinostroenie, 413 p.
Baker A., Dutton S., Kelly D. Composite materials for aircraft structures. AIAA education series. 2004. – 597 p.
Collasible mandrel enables full-barrel fiber placement // Internet-publication. – July 2005.- 5 p.
CNC fiber placement builds lighter, larger fuselage // Advanced material and processes. – 1998. – 153. #3. – p. 12-13.
Fuel-efficient carbon fiber aircraft completes first flight // Plastic Design and Processing, 81, 21, #2, p. 7-8.
Internet publications.
Puccini G. Fuselage One piece Barrel. History of product technology revolution // 2nd International Conference “Supply on the Wings”. October 24-25, 2007, Frankfurt, Germany, 11 p.
Steve Fosse. All – composite Virgin Atlantic Global flyer set two reloads //High Performance Composites. #3, t.14, 2006, p.19.
Very Light Jets creating a demand for composites // High Performance Composites. #1, t.14, 2006, p.34.
Whitener Phillip C. Double-lobe fuselage composite airplane [The Boeing Co]. Patent SShA, kl. V64S 1/00 #4674712.
Izgotovlenie fyuzelyazha iz KM administrativnogo samoleta Jetcruiser 500. Fuselage helps keep costs down on corporate project// Adv. Compos. Bull. 2001, Apr., p.67.
DOI: http://dx.doi.org/10.29010/082.7
Ссылки
- На текущий момент ссылки отсутствуют.
| КОНТАКТЫ | СОБЫТИЯ | ПРАВОВАЯ ИНФОРМАЦИЯ |
| ул. Кирилловская, 19-21, Киев, 04080, Украина Тел./факс: +3 8 (044) 455-93-92 Е-mail: iiii@ukrniat.com, ukrniat@ukrniat.com |
| Некоммерческое использование материалов сайта technological-systems.com.ua (в том числе цитирование и сокращенное изложение) разрешается при условии размещения прямой ссылки на цитируемый материал или на главную страницу technological-systems.com.ua. Любое коммерческое использование, а также перепечатка материалов возможны только с письменного разрешения редакции. |