L международная выставка-презентация
научных, технических, учебно-методических и литературно-художественных изданий
КАРКАС ФОНАРЯ НОСОВОЙ ЧАСТИ ВЕРТОЛЕТА
| Название | КАРКАС ФОНАРЯ НОСОВОЙ ЧАСТИ ВЕРТОЛЕТА |
|---|---|
| Разработчик (Авторы) | Зайцев Владислав Андреевич, Перевалов Алексей Васильевич, Филиппова Ксения Анатольевна, Бохоева Любовь Александровна, Рогов Виталий Евдокимович |
| Вид объекта патентного права | Полезная модель |
| Регистрационный номер | 144175 |
| Дата регистрации | 28.11.2013 |
| Правообладатель | Общество с ограниченной ответственностью "Малое инновационное предприятие "Байкальский научный центр прочности" |
| Область применения (класс МПК) | B64C 1/14 (2006.01) |
Описание изобретения
Предложена конструкция каркаса остекления носовой части вертолета, изготовленная из композиционных материалов. Данная конструкция может быть использована при производстве летательных аппаратов. Каркас фонаря носовой части вертолета, представляет собой цельную конструкцию, имеющую различный профиль в поперечных сечениях, изготовленную из полимерного слоистого композиционного материала армированного пучками волокон, направление которых соответствует направлению обтекания воздушным потоком. Преимущества предлагаемой полезной модели - повышение жесткостных и прочностных характеристик, снижение трудозатрат и уменьшение массы конструкции.
Предлагаемая полезная модель относиться к области авиационной техники и может быть использована при производстве летательных аппаратов.
Переднюю сферу носовой части вертолета образует конструкция, называемая фонарем носовой части вертолета, служащая для обеспечения обзора экипажу. Вертикально взлетающий и садящийся вертолет, имеющий возможность зависать в воздухе для выполнения монтажных и других видов работ, должен обеспечивать возможность экипажу круговой обзор. Поэтому в конструкции фюзеляжа вертолета, фонарь является непременной составной частью.
Носовые части фюзеляжей вертолетов бывают самой разнообразной формы и могут быть по-разному остеклены, в связи, с чем фонари имеют различные конструкции [И.П. Братухин. Проектирование и конструкции вертолетов. - М.: Государственное издание оборонной промышленности. 1955, С. 17-39.].
Фонарь носовой части вертолета состоит обычно из металлического каркаса в виде комплекта металлических рам, на которых крепится остекление.
Известны каркасы металлических фонарей, выполненные из штампованных и цельнофрезерованных стальных листов [Конструкция и прочность самолетов и вертолетов. Воскобник М.С., и др. - М.: Транспорт. 1972, С. 279.].
Например, на самолете Ан-2 фонарь кабины пилотов состоит из стального трубчатого каркаса и заделанных в нем панелей из плексигласа. Для крепления панелей в каркасе имеются приваренные ребра и впаянные в трубки резьбовые самоконтрящиеся втулки [Совшин В.М. Самолет Ан-2. - Самара: СГАУ им. академика СП. Королева, 2007, С. 34.].
В конструкции носовой части вертолета Ми-2 фонарь усиливается обшивкой и набором ребер жесткостей, вследствие чего имеет небольшую поверхность остекления и ограниченный обзор для пилота [В.Н. Романчук, В.В. Красильников. Вертолет Ми-2. - М.: Транспорт, 1972, С. 14.].
На вертолете Ка-26 остекление закрепляется в двух лобовых клепаных профилях, коробчатого сечения, усиленных диафрагмами [А.Ф. Махитов. Вертолет Ка-26. - М.: Транспорт, 1973, С. 48.].
Недостатком применения металлических каркасов фонарей (штампованных, цельнофрезерованных и сварных конструкций) является, большая масса и высокие трудозатраты на их изготовление. В случае сборного каркаса имеются трудности при взаимной увязке рам.
Наиболее близким по конструктивной сущности к заявленной полезной модели является каркас фонаря многоцелевого вертолета Ми-8 и его модификаций, собранный из комплекта магниевых рам, к которым остекление прижато через дюралюминиевые облицовки винтами со специальными гайками. Рамная конструкция имеет различный профиль в поперечных сечениях, содержащий внешний и внутренний фланец. [В.А. Данилов. Вертолет Ми-8. Устройство и техническое обслуживание. - М.: Транспорт, 1988. - С. 14.].
К недостаткам конструкции фонаря из магниевых рам можно отнести недостаточную жесткость конструкции, высокую стоимость металла и достаточно высокую массу.
Технический результат полезной модели заключается в выполнении каркаса фонаря носовой части вертолета цельной конструкцией, изготовленной из полимерного слоистого композиционного материала, что позволяет значительно уменьшить массу конструкции, повысить жесткостные и прочностные характеристики и снизить трудозатраты.
Указанный технический результат достигается тем, что каркас фонаря носовой части вертолета выполнен неразъемным из слоистого полимерного композиционного материала, армированного пучками волокон, направление которых соответствует направлению обтекания воздушного потока.
Каркас фонаря (Рис. 1-3) выполнен как цельная конструкция и имеет различный профиль в поперечных сечениях, содержащий внешний фланец и внутренний фланец. Внутренний фланец предназначен для соединения каркаса фонаря с несущей конструкцией вертолета. Остекление опирается на внешний фланец и крепится при помощи клеевого соединения. Выбор профиля сечений переплета обуславливается конструктивными особенностями носовой части вертолета и воздействием внешних нагрузок.
В качестве материала каркаса фонаря, используют слоистый полимерный композиционный материал, на основе угле-, стекло-пластика с эпоксидным связующим. Слоистый композиционный материал армируют пучками волокон из этого же материала в соответствие с направлением действия максимальных аэродинамических нагрузок
Заявленная конструкция предполагает производить остекление каркаса фонаря снаружи, что позволит также уменьшить массу конструкции и увеличить жесткость, поскольку при таком расположении давление скоростного напора будет передаваться от остекления непосредственно на внешний фланец каркаса фонаря и в данном случае можно не использовать винтовые соединения. При клеевой фиксации стекол на фонаре дополнительно повышается герметичность кабины.
Произведенные расчеты показали, что каркас фонаря, выполненный из полимерного слоистого материала, обладает повышенной прочностью и жесткостью по сравнению с прототипом.
Применение цельной конструкции каркаса фонаря сокращает возможность возникновения погрешностей при сборке, что повышает степень взаимозаменяемости остекления, снижает номенклатуру входящих деталей.
Цельную конструкцию каркаса фонаря можно изготовить путем формования в закрытых штампах или методом автоклавного формования.
Каркас фонаря носовой части вертолета, выполненный из полимерных слоистых композиционных материалов может использоваться как при создании новых марок вертолетов, так и при реконструкции существующих.
Формула полезной модели
Каркас фонаря носовой части вертолета, имеющий различный профиль в поперечных сечениях, выполнен из полимерного слоистого композиционного материала, армированного пучками волокон, направление которых соответствует направлению обтекания воздушного потока.
Медаль Альфреда Нобеля