Силовая обечайка топливного бака и способ ее изготовления
Изобретения относятся к ракетной и авиационной технике, а точнее к силовым обечайкам топливных баков, используемых в этих и других областях, где изготавливаются или используются подобные баки. Силовая обечайка топливного бака содержит внутреннюю гладкую с равномерной толщиной оболочку из алюминиевых сплавов и наружную оболочку из углепластика, скрепленную с гладкой оболочкой через слой пенопласта. Способ изготовления силовой обечайки топливного бака на основе оболочки из алюминиевых сплавов заключается в том, что оболочку из алюминиевого сплава изготавливают гладкой с равномерной толщиной, достаточной лишь для обеспечения герметичности оболочки. Напыляют пенопласт. Обрабатывают его поверхность механически до создания ровной круглой поверхности пенопласта. Отформовывают листы углепластика и приклеивают их к подготовленной поверхности пенопласта при комнатной температуре, создавая необходимое давление прижима вакуумным мешком или бандажами. При этом напыляют пенопласт из пенополиуретана. Технический результат - уменьшение веса и объема силовой обечайки, а вместе с ней и топливного бака. 2 н. и 3 з.п. ф-лы, 2 ил.
Изобретения относятся к ракетной и авиационной технике, а точнее к силовым обечайкам топливных баков, используемых в этих и других областях, где изготавливаются или используются подобные баки.
Из литературы известны силовые обечайки топливного бака, содержащие оболочки из алюминиевых сплавов (см., например, книгу "Ракеты-носители" /Под ред. С.О.Осипова. М.: Воениздат МО СССР, 1981 г., стр.181-182).
Из того же источника известен способ изготовления силовой обечайки топливного бака на основе оболочки из алюминиевых сплавов.
Однако такого рода оболочки и способы их изготовления получаются значительными по весу и объему, т.к. выполняются или с переменной толщиной, определяемой из условия обеспечения прочности бака при работе на кольцевые напряжения от действия внутреннего давления, или вафельной конструкции.
Задачей данных изобретений является получение силовой обечайки топливного бака и способа ее изготовления с достижением технического результата в виде уменьшения веса и объема, а также расширения арсенала технических средств.
Решение данной задачи достигается тем, что в силовой обечайке топливного бака, содержащей оболочку из алюминиевых сплавов, в соответствии с изобретением, оболочка из алюминиевого сплава выполнена гладкой с равномерной толщиной с добавлением наружной оболочки из углепластика, скрепленного с гладкой оболочкой через слой пенопласта.
Решение данной задачи достигается также и тем, что в способе изготовления силовой обечайки топливного бака на основе панелей оболочки из алюминиевых сплавов, в соответствии с изобретением, оболочку из алюминиевого сплава изготавливают гладкой с равномерной толщиной, достаточной лишь для обеспечения герметичности оболочки, напыляют пенопласт, обрабатывают его поверхность механически до создания ровной круглой поверхности пенопласта, отформовывают листы углепластика и приклеивают их к подготовленной поверхности пенопласта при комнатной температуре, создавая необходимое давление прижима.
При этом на оболочку из алюминиевого сплава напыляют пенопласт из пенополиуретана, а давление прижима осуществляют вакуумным мешком или бандажами.
На прилагаемых чертежах показана обечайка топливного бака:
на фиг.1 - известная из уровня техники;
на фиг.2 - предлагаемая по данному изобретению.
Предлагаемая силовая обечайка топливного бака содержит оболочку из алюминиевого сплава 1 - внутреннюю обшивку минимальной толщиной порядка одного миллиметра, т.е. толщиной, достаточной и необходимой лишь для обеспечения герметичности обечайки, внутреннюю обшивку с наружной стороны покрывает наружная обшивка-оболочка из углепластика 2, выполняющая в основном теплозащитную функцию и скрепленная с гладкой оболочкой 1 через слой пенопласта 3 - наполнитель из пенополиуретана (см., например, книгу А.Я.Александров, М.Я.Бородин, В.В.Павлов "Конструкции с заполнителями из пенопласта", Оборонгиз, 1962 г., стр.52) с прочностными и жесткостными характеристиками, превышающими вышеназванные характеристики обычного теплоизоляционного пенопласта в 5-10 раз (уплотненный пенополиуретан с увеличенным объемным весом порядка 200-300 кг/см2).
Изготавливают предлагаемую силовую обечайку следующим образом.
Изготавливают внутреннюю обшивку - панель из алюминиевого сплава минимальной толщины, достаточной для обеспечения лишь ее герметичности - порядка 1 мм и проверяют ее на герметичность. Выравнивают ее, т.е. делают ее гладкой. На гладкие панели (т.к. внутренняя обшивка выполняется, как правило, из нескольких панелей) напыляют пенопласт из пенополиуретанового наполнителя. Обрабатывают его поверхность механически для создания ровной круглой (в соответствии с диаметром бака) поверхности пенопласта. Заранее отформовывают листы углепластика и приклеивают их к подготовленной поверхности пенопласта при комнатной температуре, создавал давление прижима вакуумным мешком или бандажами. Собранную в составе бака обечайку спрессовывают и проверяют на герметичность, а, при необходимости, и на осевое сжатие.
Предлагаемый способ радикально упрощает технологию, повышает качество и площадь приклейки обшивок к заполнителю и, обладая требуемой герметичностью, уменьшает вес и объем силовой обечайки и, естественно, и самого топливного бака, что подтверждается соответствующими расчетами и проведенными экспериментальными работами.
Формула изобретения
1. Силовая обечайка топливного бака, содержащая оболочку из алюминиевых сплавов, отличающаяся тем, что оболочка из алюминиевого сплава выполнена гладкой с равномерной толщиной с добавлением наружной оболочки из углепластика, скрепленной с гладкой оболочкой через слой пенопласта.
2. Способ изготовления силовой обечайки топливного бака на основе оболочки из алюминиевых сплавов, отличающийся тем, что оболочку из алюминиевого сплава изготавливают гладкой с равномерной толщиной, достаточной лишь для обеспечения герметичности оболочки, напыляют пенопласт, обрабатывают его поверхность механически до создания ровной круглой поверхности пенопласта, отформовывают листы углепластика и приклеивают их к подготовленной поверхности пенопласта при комнатной температуре, создавая необходимое давление прижима.
3. Способ по п.2, отличающийся тем, что на оболочку из алюминиевого сплава напыляют пенопласт из пенополиуретана.
4. Способ по пп.2 и 3, отличающийся тем, что давление прижима осуществляют вакуумным мешком.
5. Способ по пп.2 и 3, отличающийся тем, что давление прижима осуществляют бандажами.
