Студопедия — Примеры использования композитов в конструкциях ЛА
Студопедия Главная Случайная страница Обратная связь

Разделы: Автомобили Астрономия Биология География Дом и сад Другие языки Другое Информатика История Культура Литература Логика Математика Медицина Металлургия Механика Образование Охрана труда Педагогика Политика Право Психология Религия Риторика Социология Спорт Строительство Технология Туризм Физика Философия Финансы Химия Черчение Экология Экономика Электроника

Примеры использования композитов в конструкциях ЛА






Материальный облик ЛА Российского производства определяют более 120 конструкционных и функциональных материалов, разработанных в рамках выполнения президентской программы " Развитие гражданской авиационной техники России" и внедренных в самолетах Ил-96М, Ту-204, Ил-114, Бе-200, последних модификациях Ту-154М, Ил-86идр. Благодаря применению новых алюминиевых сплавов, полимерных композиционных материалов, титановых сплавов, конструкционных сталей, комплекса неметаллических материалов — лакокрасочных покрытий, клеев, герметиков обеспечено повышение срока эксплуатации изделий (в 1, 5...2 раза), ресурса в (1, 5...2 раза), пожаробезопасности интерьера, межремонтного срока при эксплуатации. Структура потребления конструкционных материалов в авиастроении показана на рис. 17.

 

 

Рис.17. Структура потребления материалов в авиастроении: ВТСП - материалы высокотемпературной сверхпроводимости; УЧЭ - материалы для упругих чувствительных элементов.

 

Несмотря на то, что композиты всё шире применяются с самолётостроении, основным конструкционным материалом для планера остаются алюминиевые сплавы. В 2000...2015гг. их доля в структуре применения сохраняется на уровне 50%. Задача повышения надежности, улучшения характеристик трещиностойкости, повышения усталостных свойство сплавов для фюзеляжа, крыла и силового набора решалась путем значительного повышения чистоты сплавов (уменьшение содержания примесей кремния и железа, количества избыточных фаз), разработки новых режимов термообработки, улучшения качества полуфабрикатов.

Благодаря существенным преимуществам по удельной прочности и жесткости, исключительному сочетанию конструкционных, теплофизических, специальных свойств композиты все в большем объеме применяются в конструкциях ЛА. Если в конструкции планера и в интерьере самолета Ту-204 объем применения композитов составил 14% от массы, то в перспективных пассажирских аэробусах (типа А380) он достигнет 25%. Применение композитов в конструкции ЛА иллюстрировано рис. 18.

Опыт АНТК им. А.Н.Туполева по применению органопластиков на предыдущих самолетах для изготовления сотовых и монолитных панелей стабилизатора с рабочей температурой выше 100°С показал их высокую надежность в эксплуатации, особенно при техническом обслуживании. В деталях интерьера и обтекателей радиолокационных станций применен высокотехнологичный материал сферотекстолит, разработанный в Всероссийском Институте Авиационных Материалов (ВИАМ). Широко используются угле- и стеклопластики, изготовленные по препреговой технологии (слоистые наполнители (стеклоткани, углеродные ткани), пропитанные термореактивным связующим, частично отвержденные. Используют в производстве изделий средних и больших габаритов и перерабатывают на гидравлических прессах с большими размерами плит, оснащенных выдвижными смолами). Панели пола выполнены из органопластика в сочетании с сотами на основе полимерной бумаги. Для изготовления обтекателей радиолокационных станций применены стеклопластики на основе эпоксидно-фенольного связующего. При изготовлении агрегатов самолета из угле- и органопластиков использовано эпоксидное универсальное связующее ЭДТ-69Н с рабочей температурой 120...130°С.

Рис. 18. Применение композиционных материалов в конструкции планера самолета Ту-204: 1- элементы механизации крыла; 2 - пилон; 3 - мотогондола (носовая часть, створка); 4 -ВЗК; 5 - створки шасси; 6 - зализ крыла; 7 - элементы оперения: киль, стабилизатор; 8 - обтекатель носовой; 9 - створки ВСУ; 10 - Сотовые панели; 11 -панели пола; 12 - монолитные детали.

 

На рис. 18 показано применение композитов в конструкции планера дальнего магистрального широкофюзеляжного самолета Ил-96-300 (КБ им. С.В.Ильюшина). В конструкции самолета нашло применение большое количество композитов (1650 кг), что позволило уменьшить его массу на 520 кг. Особенность применения композитов в планере самолета Ил-96-300 состоит в том, что все элементы конструкции изготовлены с использованием гибридных материалов. В тонких обшивках на поверхность из пропитанных углеродных лент наформовывается за единый технологический процесс слой органической ткани, обеспечивающий эрозионную стойкость и защиту

хрупких слоев углепластика от повреждений в процессе эксплуатации. В более нагруженных конструкциях слои органопластика расположены равномерно по толщине обшивок (25% слоев органопластика от общего количества слоев), что обеспечивает более высокую трещиностойкость гибридных конструкций по сравнению с углепластиковыми. Кроме того, применены дополнительные слои из стеклоткани, исключающие контакт коррозионноактивного углепластика с алюминиевыми и стальными деталями. Таким образом, снижается трудоемкость выполнения сборочных работ и подгонки деталей при сборке, так как в этом случае сверление и резка производятся по слоям стеклоткани, что более технологично. Большое внимание при изготовлении самолета Ил-96-300 уделено коррозионной стойкости композитов.

 

Рис. 19. Применение композиционных материалов в конструкций планера самолета ИЛ - 96 - 300: 1 - элементы механизации крыла; 2 - пилон; 3 - мотогондола; 4 - воздухозаборник; 5 - служебные люки; 6 - створки шасси; 7 - зализ крыла, бортовой щиток; 8 - сотовые панели и монослойные выклейки; 9 - сотовые панели пола; 10 - панели хвостовой части крыла.

 

Впервые в Российской практике создания пассажирских магистральных самолетов в конструкции планера самолета Ил-96-300 широко использованы композиты для элементов механизации крыла, створок шасси, пилонов, мотогондол и других, а также в сотовых панелях полов, интерьера. В конструкции используются композиционные материалы (в основном гибридные углеорганопластики) на основе универсального связующего ЭДТ-69Н (с применением эпоксидных смол КДА. ЭТФ, УП- 631У), не уступающие но своим характеристикам зарубежным аналогам. В самолете Ил-96-300 широкое применение нашли высокопрочные пленочные клеи ВК-51 и ВК-51А (армированный), которые позволили создать высокоэффективные клееные элементы конструкции, обеспечив повышение надежности и снижение массы силовых агрегатов планера.

Проведенные работы по модификации материалов интерьера - декоративной пленки ПДОАЗ-25, органита 7ТЛК, искусственной кожи АИКос, напольного материала " Авилин-2", прорезиненной ткани 51-ЗТ-1Н для гибких трубопроводов СКВ и других позволили довести их до соответствия требованиям «Норм лётной годности» по горючести, дымообразованию, токсичности.

Разработаны, созданы, внедрены материаловедческо-технологические и конструкторско-технологические решения по изготовлению элементов системы кондиционирования из стеклопластика СТП-97КП, багажных полок из микросферотекстолита МСТ-7П; в целях снижения трудоемкости изготовления конструкций сложной конфигурации разработан трикотажный заполнитель, используемый в конструкциях вместо сотопласта; разработан литьевой термопласт ПА-610 декоративно-конструкционного назначения, отработана технология окраски деталей в процессе их изготовления методом литья под давлением с применением суперконцентратов пигментов; разработана новая огнестойкая комплексная нить " Тогилен" для огнеблокирующей ткани и др. Материалы обеспечивающие повышение массовой эффективности, надежности и долговечности конструкций, комфортности пассажирских салонов.

На основе синтеза конструктивно компоновочных и технологических решений композиты находят все более широкое применение, в том числе при создании крупногабаритных высоконагруженных агрегатов, в вертолетах КБ им. Н.И.Камова. Так, масса конструкций из композитов в вертолете Ка-26 составляла 6%, Ка-27 (Ка-32) - 15%, Ка-126 (Ка-226) - 17%, Ка-50 - 35%, Ка- 62 - 55%. Спроектировано четыре поколения лопастей несущего винта из композитов. В настоящее время изготовляются серийно и находятся в эксплуатации лопасти вертолетов Ка-26, Ка-27 (Ка-32), Ка-50. Применение композитов на вертолетах КБ им. Н.И.Камова обеспечивает: снижение массы на 15...35%, увеличение ресурса в 1, 5...3 раза, повышение живучести, снижение трудоемкости и цикла изготовления вертолета в 1, 5...3 раза.

Так, унифицированные лопасти несущего винта вертолетов Ми-17 и Ми-38 из композиционных материалов с планируемым летным ресурсом 5000 ч по материальным затратам и трудоемкости изготовления в серийном производстве имеют равные показатели с аналогичными затратами на производство цельнометаллических лопастей с летным ресурсом 2500 ч.

С учетом более высоких эксплуатационных свойств, качеств (снижение вибраций, увеличение грузоподъемности на 300 кг, повышение живучести и надежности), увеличения летного ресурса для лопастей из композитов до 5000 ч и выше, освоение производства лопастей несущего винта из композитов на Казанском вертолетном заводе является экономически эффективным мероприятием по модернизации вертолета Ми-17 и важным направлением в освоении производства вертолета Ми-38. По сравнению с вертолетами Ми-8, Ми-17 в вертолете Ми-38 предусмотрено дальнейшее значительное увеличение использования композитов в конструкции фюзеляжа, киля, стабилизатора и других элементах конструкции вертолета.

В конструкции Ан-124 " Руслан" широко применены полимерные композиционные материалы на основе высокопрочных и высокомодульных углеродных, органических и стеклянных наполнителей в объемах, превышающих зарубежные аналоги. Европейским консорциумом " Эрбас индастри" в аэробусе А380 применяется композиционные материалы для гондол двигателей, крыльевых обшивок и хвостового оперения (рис. 20).

 

 

 

Рис. 20. Композиционные материалы, Применение конструкций из КМ

используемые в самолете Ан-124 самолете А 380 " Эрбас Индастри"

 







Дата добавления: 2014-11-12; просмотров: 3174. Нарушение авторских прав; Мы поможем в написании вашей работы!



Важнейшие способы обработки и анализа рядов динамики Не во всех случаях эмпирические данные рядов динамики позволяют определить тенденцию изменения явления во времени...

ТЕОРЕТИЧЕСКАЯ МЕХАНИКА Статика является частью теоретической механики, изучающей условия, при ко­торых тело находится под действием заданной системы сил...

Теория усилителей. Схема Основная масса современных аналоговых и аналого-цифровых электронных устройств выполняется на специализированных микросхемах...

Логические цифровые микросхемы Более сложные элементы цифровой схемотехники (триггеры, мультиплексоры, декодеры и т.д.) не имеют...

Приложение Г: Особенности заполнение справки формы ву-45   После выполнения полного опробования тормозов, а так же после сокращенного, если предварительно на станции было произведено полное опробование тормозов состава от стационарной установки с автоматической регистрацией параметров или без...

Измерение следующих дефектов: ползун, выщербина, неравномерный прокат, равномерный прокат, кольцевая выработка, откол обода колеса, тонкий гребень, протёртость средней части оси Величину проката определяют с помощью вертикального движка 2 сухаря 3 шаблона 1 по кругу катания...

Неисправности автосцепки, с которыми запрещается постановка вагонов в поезд. Причины саморасцепов ЗАПРЕЩАЕТСЯ: постановка в поезда и следование в них вагонов, у которых автосцепное устройство имеет хотя бы одну из следующих неисправностей: - трещину в корпусе автосцепки, излом деталей механизма...

Концептуальные модели труда учителя В отечественной литературе существует несколько подходов к пониманию профессиональной деятельности учителя, которые, дополняя друг друга, расширяют психологическое представление об эффективности профессионального труда учителя...

Конституционно-правовые нормы, их особенности и виды Характеристика отрасли права немыслима без уяснения особенностей составляющих ее норм...

Толкование Конституции Российской Федерации: виды, способы, юридическое значение Толкование права – это специальный вид юридической деятельности по раскрытию смыслового содержания правовых норм, необходимый в процессе как законотворчества, так и реализации права...

Studopedia.info - Студопедия - 2014-2024 год . (0.01 сек.) русская версия | украинская версия