Спосіб виготовлення пустотілої композитної лопаті повітряного гвинта
Призначення: виготовлення лопатей повітряних гвинтів із композитів на основі тканих та ниткових армуючих наповнювачів та полімерних сполучних для мотодельтапланів та легкомоторних літаків. Сутність винаходу: елементи заготовки виконують у вигляді половинок лопаті з комлевою частиною набору тканинних пелюсток укладанням їх один на одного. На ділянках, що формують при складанні передню кромку 2 лопаті, між пелюстками поміщають розділову плівку. При збиранні послідовно пелюстки обох половинок укладають з нахлестом один на одного, видаляючи розділювальну плівку. Потім комлеву частину з'єднують з металевими втулками, а порожнину заготовки з боку задньої кромки 3 лопаті заводять герметичний мішок 10 і затискають його край між заготовками половинок лопаті. Далі здійснюють тремо-пневмоформування в прес-формі, при цьому кромку мішка 10 затискають між напівформ II прес-форми. 5 іл.
Винахід відноситься до авіаційної техніки, зокрема, способів виготовлення лопатей повітряних гвинтів з композитів на основі тканих і стрічкових армуючих наповнювачів і полімерних сполучних і може бути використане для мотодельтапланів і легкомоторних літаків.
Відомий спосіб виготовлення композитної лопаті повітряного гвинта шляхом формування в окремих напівформах верхньої і нижньої половинок лопаті з повною їх термообробкою і подальшою склейкою готових напівлопатей [1] Найбільш близьким по технічній сутності є відомий спосіб виготовлення попередньо просоченого сполучного матеріалу, складання їх у заготівлю просторової форми з можливістю ковзання елементів відносно один одного, розміщення герметичного мішка в порожнинізаготівлі, термопневмоформування та оформлення комлевої частини [2] До недоліків відомих способів можна віднести неможливість виготовлення надійної конструкції лопаті, неможливість одночасного формування її комля.
Лопата, виготовлена за першим способом, ненадійна через круговий клейовий шв, що з'єднує половинки лопаті, що є концентратором напруг.
Лопаті, виготовлені відповідно до іншого способу, більш надійні, але не забезпечують точного формування порожнини лопаті, особливо в зоні носіння, через неможливість заведення герметичного мішка в цю зону, а також через наявність стиків елементів заготовок у готовій конструкції.
Крім того, жодним із цих способів не можна одночасно з виготовленням пера лопаті сформувати її комель.
Технічним завданням, на вирішення якої спрямовано винахід, є розробка надійного способу виготовлення лопатей порожнистих повітряних гвинтів з оптимальним рівномірним розподілом армуючого матеріалу по передній кромці і формуванням комля, інтегрально пов'язаного з пером лопаті.
Технічним результатом, який може бути отриманий при здійсненні винаходу, є підвищення якості виробів, що досягається за рахунок відповідного крою елементів заготівлі, технології їх збирання, а також за рахунок фіксації кромки герметичного мішка заготівлі перед термопневмоформуванням.
Для досягнення зазначеного технічного результату в способі виготовлення пустотілої композитної лопаті повітряного гвинта, що включає виготовлення елементів заготовки з тканого попередньо просоченого сполучним матеріалу, складання їх в заготовку просторової форми з можливістю ковзання елементів відносно один одного, розміщення герметичного мішка в порожнині заготовкитермопневмоформування з оформленням комля, згідно винаходу елементи заготовки виконують у вигляді половинок лопаті з комлевою частиною з наборів тканинних пелюсток укладанням їх один на одного з чергуванням з розділювальною плівкою, наприклад, фторопластової, на ділянках, що формують при складанні передню кромку лопаті, половинок лопаті через розділювальну плівку на ділянці задньої кромки і шляхом почергового видалення розділової плівки і подальшого нахльостування пелюсток обох половинок один на одного на ділянці передньої кромки, комлеву частину заготовки перед термопневмоформуванням з'єднують з металевими зовнішньою і внутрішньою внутрішньої, розміщення герметичного мішка виробляють через розкріплення в задній кромці з затисканням його краю між половинками лопаті, при цьому розмір тканинних пелюсток по ширині ділянки, що формує передню кромку лопаті, обраний з урахуванням гарантованого залишкового нахльостування після термопневмоформування.
Сутність винаходу пояснюється кресленнями, де на фіг. 1 представлений загальний вигляд лопаті, на фіг. 2 схема розкрою тканинних пелюсток, на фіг. 3 - формування заготовок пелюсток у напівформі, на фіг. 4 складання заготовки, поперечний розріз, на фіг. 5 розміщення заготівлі лопаті та герметичного мішка в прессформе.
Лопата повітряного гвинта з композиту містить перо 1 з передньої 2 і задньої кромками 3 і комель 4 із зовнішньою 5 і внутрішньою 6 металевими втулками.
Пропонований спосіб може бути здійснений в такий спосіб.
З попередньо просоченої, наприклад, епоксидної смолою з затверджувачем, скло, вугле- або органотканини вирізають пелюстки 7 (фіг. 2), за профілем напівлопаті з комлевою частиною і зперевищенням ширини ділянки передньої кромки для забезпечення гарантованого залишкового нахльостування після термопневмоформування. Величина перевищення визначається експериментальним шляхом і залежить від властивостей матеріалів, розмірів готової лопаті і т.д. На фіг. 2 вона позначена літерою "а". Потім роблять укладання необхідного (для отримання заданої товщини стінки) числа пелюсток 7 в окремі напівформи, прокладаючи між сусідніми пелюстками 7 на ділянках, що формують передню кромку 2 лопаті, розділювальну плівку 8, наприклад, фторопластову (фіг. 3). Після цього в одну з напівформ поміщають пінопластовий вкладиш 9 (фіг. 4), що має форму порожнини лопаті, розміщують смужку розділової плівки по краю задньої кромки 3, що формується, і зверху укладають іншу заготовку, поєднуючи ділянки задньої кромки 3. Передню кромку 2 формують розділової плівки та загортання всередину кромок протилежних пелюсток 7, починаючи з внутрішніх. Потім видаляють вкладиш, заводять у порожнину з боку задньої кромки мішок герметичний 10 (фіг. 5) і затискають край мішка між половинками лопаті. Після цього комлеву частину заготівлі лопаті заводять внутрішньо зовнішньої металевої втулки 5 і фіксують її положення за допомогою внутрішньої втулки 6, яку заводять з торця. Виробляють збірку прес-форми з затискачем виступаючої кромки герметичного мішка 10 між напівформами 11 (фіг. 5), створюють тиск для роздування мішка, нагрівають до заданої температури, витримують при температурі і тиску, охолоджують, вилучають виріб, видаляють герметичний видалення.
Приклад конкретного способу здійснення.
Була виготовлена лопатка повітряного гвинта мотодельтаплана зі склопластику, для чого склотканина, попередньо просоченаепоксидної смолою марки ЭХД-Ф, зробили розкрій пелюсток, їх укладання напівформи з чергуванням на зазначених вище ділянках з фторопластовой плівкою, збірку заготовки як було описано вище, виробили термопневмоформування, використавши герметичний мішок з поліаміду марки ПК4.
Випробування за умов експлуатації підтвердили надійність запропонованого способу, високу якість конструкції, її високі аеродинамічні властивості.
Таким чином, це технічне рішення дозволяє підвищити якість та експлуатаційну надійність готового виробу, що відповідає критерію "промислова застосовність", тобто. рівнем винаходу.
Спосіб виготовлення пустотілої композитної лопаті повітряного гвинта, що включає виготовлення елементів заготовки з тканого, попередньо просоченого сполучним, матеріалу, складання їх в заготовку просторової форми з можливістю ковзання елементів відносно один одного, розміщення герметичного мішка в порожнині заготовки, термопневмоформування що елементи заготовки виконують у вигляді половинок лопаті з комлевою частиною з наборів тканинних пелюсток укладанням їх один на одного з чергуванням з розділювальною плівкою, наприклад фторопластової, на ділянках, що формують при складанні передню кромку лопаті, збірку заготовки проводять з'єднанням половинок задньої кромки і шляхом почергового видалення розділової плівки і наступного нахльосту пелюсток обох половинок один на одного на ділянці передньої кромки, комлеву частину заготовки перед термопневмоформуванням з'єднують з металевими зовнішньою і внутрішньою втулками шляхом заведення її всередину зовнішньої і фіксуваннярозкріплення в задній кромці із затисканням його краю між половинками лопаті, при цьому розмір тканинних пелюсток по ширині ділянки, що формує передню кромку лопаті, обраний з урахуванням гарантованого залишкового нахльостування після термомневмоформування.