СПОСОБ ИЗГОТОВЛЕНИЯ КОМПОЗИЦИОННЫХ ЛОПАСТЕЙ ВОЗДУШНОГО ВИНТА

Изобретение относится к авиационной технике, в частности к способам изготовления лопастей воздушного винта из композиционных материалов из стекло-, угле- или бороволокна, используемых на летательных аппаратах, судах на воздушной подушке и т.д. Цель изобретения - повышение надежности лопасти и технологичности ее изготовления путем упрочнения кромок в пресс-форме сердечника лопасти. Способ изготовления лопастей 1 воздушного винта, заключается в формовании в пресс-формах лонжерона , пера лопасти, вкладышей 3 кроме пера лопасти посредством послойной укладки слоев наполнителя, с последующей пропиткой связующим и полимеризацией. В пресс-форме 4 сердечника лопасти 1, в зоне кромок лопасти располагают слои 6 стеклоткани с нанесенным на них слоем клея, формообразуют и полимеризуют на нем вкладыши 3 передних кромок и задних кромок лопасти, пастообразным стеклоровингом, не размыкая пресс-форму, формуют из пенопласта передние вкладыши 9 и задние вкладыши 10 лопасти, собирают верхний и нижний пакеты 11 оболочки лопасти, располагают между ними заготовку лопасти, в пресс-форме лопасти формуют лопасть. 5 ил.

Способ изготовления композиционных лопастей воздушного винта, заключающийся в предварительном изготовлении заготовки лопасти путем последовательного формования в пресс-формах лонжерона, вкладышей кромок пера, и передних и задних вкладышей лопасти, помещении заготовки лопасти между верхним и нижним пакетами оболочки лопасти, полимеризации, установки вспомогательных элементов и проведении отделочных работ, отличающийся тем, что, с целью повышения надежности лопасти и технологичности изготовления путем упрочнения кромок в пресс-форме сердечника лопасти, формование вкладышей кромок лопасти осуществляют путем помещения в пресс-форме сердечника лопасти слоев стеклоткани с нанесенным на них слоем клея, на которые наносят в виде валика пастообразный заполнитель по периметру пера лопасти и, не размыкая пресс-форму, формуют передние и задние вкладыши лопасти.

Изобретение относится к авиационной технике, в частности к способам изготовления лопастей воздушного винта из композиционных материалов с наполнителем из стекло-, угле- или бороволокна, используемых на летательных аппаратах, судах на воздушной подушке, экранопланах и т.п.

Известны способы изготовления лопастей воздушного винта из композиционных материалов, основанные на послойной выкладке или намотке слоев композиционного наполнителя, пропитанного связующим, последующей полимеризацией при повышенной температуре.

Недостаток указанного способа изготовления лопастей состоит в том, что он не обеспечивает повышение надежности пера лопасти.

Известен также способ изготовления лопастей воздушного винта из композиционных материалов, основанный на послойной выкладке слоев композиционного наполнителя, с последующим формированием и полимеризацией в пресс-форме.

Недостаток указанного способа изготовления лопастей воздушного винта состоит в том, что он не обеспечивает необходимое повышение технологичности при изготовлении, например, саблевидных лопастей воздушного винта.

Известен наиболее близкий по технической сущности и решаемой задаче способ изготовления лопастей воздушного винта летательного аппарата из композиционных материалов, основанный на послойной выкладке с угловым армированием наполнителя лонжерона или ошибки лопасти, а также вкладышей кромок лопасти с последующей пропиткой связующим, полимеризацией при повышенной температуре.

Недостатками указанного выше способа изготовления лопастей являются:
недостаточная надежность при работе в составе винта на летательном аппарате кромок лопастей, особенно передних:
недостаточная технологичность при изготовлении вкладышей кромок лопасти из композиционных жгутов;
высокие напряжения в кромках лопасти.

Цель изобретения повышение надежности и технологичности изготовления путем упрочнения кромок лопасти в пресс-форме сердечника-лопасти.

Указанная цель достигается тем, что формование вкладышей кромок лопасти осуществляют путем помещения в пресс-форме заготовки лопасти, слоев стеклоткани с нанесением на них слоев клея, на которые наносят в виде валика пастообразный заполнитель по периметру пера лопасти и, не размыкая пресс-форму, формуют передние и задние кромки лопасти.

На фиг.1 изображена изометрия элементов лопасти; на фиг.2 матрица пресс-формы с размещенным лонжероном и вкладышами кромок лопастей; на фиг.3 - пастообразный стеклоровинговый валик (сечение); на фиг.4 элемент обшивки лопасти (пакет обшивки); на фиг.5 отформованная лопасть.

Способ изготовления композиционных лопастей воздушного винта заключается в предварительном изготовлении заготовки 1 лопасти 2 путем последовательного формирования в пресс-формах 3 лонжерона 4, вкладышей 5 кромок 6 пера 8 и передних и задних вкладышей 9 лопасти, помещения заготовки 1 лопасти между верхним и нижним пакетами 10 оболочки 11 лопасти, полимеризации, установки вспомогательных элементов и проведения отделочных работ.

Формование вкладышей 5 кромок 6 лопасти 2 осуществляют путем помещения в пресс-форме 3у заготовки 1 лопасти, слоев 12 стеклоткани с нанесенным на них слоем клея, на которые наносят в виде валика пастообразный заполнитель по периметру пера 8 лопасти 2 и, не размыкая пресс-форму 3, формуют передние и задние вкладыши 5 кромок 6 лопасти 2.

Дополнительными позициями обозначены сердечник 13 лонжерона из пенопласта, оболочка 14 лонжерона 4.

Изготовление композиционных лопастей происходит следующим образом.

Предварительно формуют сердечник 13 лонжерона, укладывают наполнитель оболочки 14 лонжерона, формуют лонжерон 4 в соответствующих пресс-формах.

В пресс-форме 3 заготовки лопасти 2, в зоне кромок 6 лопасти располагают слои стеклоткани 12 с нанесенным на них слоем клея, смыкают пресс-форму, формуют и полимеризуют на нем вкладыши 5 передних и задних кромок.

Нанесенный клей на стеклоткань увеличивает прочность соединения пастообразного стеклоровинга с отвержденными вкладышами 5 кромок лопасти. Для уменьшения времени полимеризации вкладышей кромок производят подогрев пресс-формы 3.

На слой стеклоткани 12 наносится стеклоровинг в виде валика. Пастообразный стеклоровинг наносится по периметру пера 8 лопасти 2 по передней и задней кромкам 6, например, специальным пистолетом с треугольным соплом в сечении, что позволяет стеклоровинг наложить валиком, конусом к кромкам пера лопасти (см. фиг.3), что при смыкании пресс-формы, т.е. матрицы с пуансоном, позволяет получить оптимальное формообразование кромок 6 (см. фиг.1).

Нанесение стеклоровинга специальным пистолетом существенно повышает производительность труда по сравнению с изготовлением вкладышей 5 кромок из стекложгутов и их формований в отдельной пресс-форме.

Не размыкая пресс-форму, формуют из пенопласта передние и задние вкладыши 9 лопасти, при условии, что лонжерон 4, отформованный ранее, помещен в пресс-форму 3 (см. фиг.2).

На других рабочих местах собирают верхний и нижний пакет 10 оболочки 11 лопасти с угловым армированием слоев ± α например 30^o (см. фиг.4), располагают между ними заготовку 1 лопасти. Для ускорения техпроцесса лонжерон 4, вкладыши 5 кромок лопастей могут быть полимеризованы частично, что при формировании вкладышей 9 лопасти увеличит прочность их соединения, так с вкладышами кромок лопасти, так и с лонжероном за счет дополнительного проникновения связующего. Располагают между пакетами 10 заготовку лопасти в пресс-форме лопасти, пропитывают связующим под давлением, формуют окончательно, полимеризуют, устанавливают вспомогательные элементы, проводят отделочные операции.

Отформованные стеклоровинговые вкладыши, связанные связующим и отформованные совместно с обшивкой 11 лопасти, которая имеет четное или нечетное число слоев с угловым армированием, существенно повышают прочность кромок лопасти 2.

За счет использования вкладышей 5 кромок лопасти, скругляющих углы сечения обшивки 11, снимается концентрация напряжений в наиболее слабом месте, в острых углах, а сам материал композиционных вкладышей 5, обладая более высокой прочностью при сдвиге, чем обшивка 11, воспринимает касательные напряжения и повышает прочность лопасти при действии поперечных сил и скручивающего момента и, как следствие, надежность.

Изготовление лопастей может производиться из следующих материалов: армирующего наполнителя ткани Т-25; (ВМ)-73 ТУ-6-11-380-70, связующее ВС-2561С ТУ-585-25-278-89, материал с пониженным удельным весом ПУ-107 инструкции ВИАМ ПИ 1.2.219-82, клей ВК-50 ТУ-1-595-24-201-85, стеклоровинг стеклорубленка ГОСТ 17139-79, пастообразный стеклоровинг клей ВК-50, заполненный стклоровингом.

С точки зрения технико-экономического эффекта, создаваемого при использовании данного изобретения, можно отметить, что использование данного изобретения дает следующие преимущества: большая надежность лопастей в составе винта, в частности передних кромок лопастей; большая технологичность при изготовлении вкладышей кромок лопастей, чем из композиционных жгутов; меньше напряжения в кромках лопастей.