Крышка для отверстия доступа летательного аппарата

Изобретение относится к области авиастроения, более конкретно к крышке для отверстия доступа в конструкции летательного аппарата. Крышка для отверстия доступа в конструкции летательного аппарата из композиционного материала содержит наружную крышку (18), размещенную на наружной части обшивки (28) летательного аппарата, причем слои (14) из углеродного волокна, образующие обшивку (28), деформированы в направлении внутренней части конструкции летательного аппарата, оставляя достаточное пространство между конструкцией летательного аппарата и наружной частью обшивки (28) для посадки наружной крышки (18). Крышка также содержит пластину (15) из композиционного материала, размещенную в наружной части обшивки (28) и окружающую область для установки наружной крышки (18), внутреннюю крышку (27), размещенную на внутренней части обшивки (28) летательного аппарата. Технический результат заключается в улучшении крепления крышки для отверстия доступа летательного аппарата. 5 з.п. ф-лы, 11 ил.

 

ОБЛАСТЬ ТЕХНИКИ, К КОТОРОЙ ОТНОСИТСЯ ИЗОБРЕТЕНИЕ

Настоящее изобретение относится к крышке для отверстия доступа в конструкции летательного аппарата из композиционного материала.

ПРЕДПОСЫЛКИ СОЗДАНИЯ ИЗОБРЕТЕНИЯ

Отверстия доступа для топливных баков летательного аппарата и крышки упомянутых отверстий доступа в авиационных конструкциях необходимы как для сборки, так и для последующих задач обслуживания и осмотра летательного аппарата в течение всей жизни такого летательного аппарата. Требования к этим доступам различаются в зависимости от типа доступа, который они должны обеспечивать, и частоты их использования.

В конкретном случае крыльев и стабилизаторов летательного аппарата этот доступ обычно выполняется через крышки доступа, которые должны соответствовать следующим требованиям:

- размер должен соответствовать требованиям доступности;

- крышка должна быть уплотнена для предотвращения потерь топлива;

- должны быть соблюдены требования сопротивления удару;

- крышки должны собираться и разбираться настолько быстро и легко, насколько это возможно;

- крышки должны быть заменяемыми.

Существует несколько известных решений для этого типа крышек для отверстий доступа, расположенных в нижней части конструкций стабилизаторов и крыльев. Конструкции стабилизаторов и крыльев летательного аппарата до настоящего времени обычно были металлическими. Однако эти конструкции в настоящее время изготавливаются из композиционных материалов, в основном, из углеродного волокна, следовательно, проект и концепция крышек для отверстий доступа должны быть другими.

Свойства углеродного волокна и металла различаются, более того, возможность механической обработки у углеродного волокна гораздо ниже, чем у металла. Известное решение для крышек отверстий доступа в металлических авиационных конструкциях, которое содержит изготовление углублений в обшивках для последующей установки крышек отверстий доступа, таким образом, невыполнимо в обшивках, изготовленных из углеродного волокна. Следовательно, необходим новый проект крышки для отверстий доступа в авиационных конструкциях из углеродного волокна, который не содержит углублений в обшивках. К тому же, в обычном проекте, основанном на конструкциях из углеродного волокна, обшивка просверливается в нескольких местах для установки винтов, которые закроют крышку отверстия доступа. Эти просверленные отверстия в обшивке для случая конструкций из углеродного волокна не являются удобными и простыми для выполнения. К тому же, факт необходимости использования просверленных отверстий для прикрепления крышки к обшивке усложняет заменяемость элемента. При попытке приспособить обычную крышку отверстия доступа металлических конструкций летательного аппарата к аэродинамическим конструкциям из углеродного волокна основной проблемой, требующей решения при приспособлении крышки к обшивке из волокна, является способ размещения наружной крышки внутри аэродинамического контура стабилизатора или профиля крыла, принимая во внимание, как было упомянуто, что углеродное волокно является трудным для механической обработки.

Настоящее изобретение направлено на удовлетворение этой потребности.

КРАТКОЕ ИЗЛОЖЕНИЕ СУЩНОСТИ ИЗОБРЕТЕНИЯ

Настоящее изобретение относится к крышке для отверстия доступа в конструкции летательного аппарата из композиционного материала, в частности, выполненного из углеродного волокна. Такой тип крышек, в основном, используется в стабилизаторах и крыльях летательного аппарата, обычно, в областях топливных баков, и обеспечивает возможность полного доступа для всего тела человека к внутренней конструкции данного компонента летательного аппарата.

Крышка такого типа для отверстия доступа в конструкции летательного аппарата из композиционного материала содержит следующие элементы:

- наружную и внутреннюю крышку;

- регулировочную шайбу между внутренней крышкой и обшивкой;

- уплотнительные профили между внутренней крышкой и регулировочной шайбой и между наружной крышкой и обшивкой;

- пластину между обшивкой и наружной крышкой.

Другие признаки и преимущества настоящего изобретения будут лучше поняты из последующего подробного описания иллюстративного варианта осуществления его объекта со ссылкой на прилагаемые фигуры.

ОПИСАНИЕ ЧЕРТЕЖЕЙ

На фиг.1 изображена крышка для отверстия доступа известной металлической конструкции летательного аппарата.

На фиг.2 изображена деталь установки крышки для отверстия доступа известной металлической конструкции летательного аппарата.

На фиг.3 изображена крышка для отверстия доступа известной конструкции летательного аппарата из композиционного материала.

На фиг.4 изображена деталь установки крышки для отверстия доступа известной конструкции летательного аппарата из композиционного материала.

На фиг.5 изображена деформация слоев из композиционного материала для приспособления к поверхности конструкции летательного аппарата при установке крышки для отверстия доступа конструкции летательного аппарата из композиционного материала согласно изобретению.

На фиг.6 изображен подробный вид пластины, используемой для установки крышки для отверстия доступа конструкции летательного аппарата из композиционного материала согласно изобретению.

На фиг.7 изображена деталь линии отверстий доступа и размещения пластины крышки для отверстия доступа конструкции летательного аппарата из композиционного материала согласно изобретению.

На фиг.8 изображен подробный вид регулировочной шайбы крышки для отверстия доступа конструкции летательного аппарата из композиционного материала согласно изобретению.

На фиг.9 изображена деталь размещения регулировочной шайбы крышки для отверстия доступа конструкции летательного аппарата из композиционного материала согласно изобретению.

На фиг.10 изображена деталь сборки крышки для отверстия доступа конструкции летательного аппарата из композиционного материала согласно изобретению.

На фиг.11 изображена в разобранном виде крышка для отверстия доступа конструкции летательного аппарата из композиционного материала согласно изобретению.

ПОДРОБНОЕ ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

Как видно на фиг.1, одно из обычно используемых решений для крышек отверстия доступа металлических конструкций летательного аппарата, в частности в нижней поверхности крыльев аэродинамических конструкций, содержит две отдельные крышки, внутреннюю крышку 1 и наружную крышку 2, причем внутренняя крышка 1 расположена внутри топливного бака, а наружная крышка 2 расположена на аэродинамической поверхности. Крышки 1 и 2, заключающие между собой металлическую панель 3 обшивки, размещены вместе посредством привинчивания. Закрывающие уплотнительные профили 4 размещены на концах крышек 1 и 2. Для того чтобы сохранить аэродинамическую поверхность, для установки наружной крышки 2 на наружной стороне обшивки 3 посредством механической обработки выполнено углубление 5.

Как может быть видно на фиг.2, две крышки 1 и 2 привинчены друг к другу. Достигнутое таким образом давление уплотняет крышку посредством действия двух уплотнительных профилей 4, причем один профиль размещен во внутренней крышке 1, а другой профиль размещен между обеими крышками 1 и 2.

Как видно на фиг.3 и 4, известное решение для конструкций летательного аппарата из композиционного материала, в основном, выполненных из углеродного волокна, отличается от решения, описанного выше, для металлических конструкций летательного аппарата.

В этом известном решении для конструкций летательного аппарата из композиционного материала крышка такого типа для отверстия доступа, таким образом, содержит следующие элементы:

- внутреннюю крышку 7, привинченную к обшивке 8 конструкции летательного аппарата из композиционного материала посредством винтов 9 с утопленной головкой, уплотнительный профиль 10 между внутренней крышкой 7 и регулировочной шайбой 11, иногда необходимый для предотвращения утечек;

- регулировочную шайбу 11, прикрепленную к внутренней стороне обшивки 8 для достижения подходящей плоской поверхности для правильного уплотнения крышки;

- наружную крышку 12, привинченную к внутренней крышке 7, дающую сборке необходимую аэродинамическую поверхность;

- электрические заземления 13.

При попытке приспособить обычную крышку отверстия доступа металлических аэродинамических конструкций для аэродинамических конструкций из углеродного волокна основной проблемой, требующей решения при приспособлении крышки к обшивке из волокна, является способ размещения наружной крышки внутри аэродинамического контура стабилизатора или профиля крыла, принимая во внимание, как было упомянуто, что углеродное волокно является трудным для механической обработки. Решение, предложенное в настоящем изобретении, содержит включение углубления 5, описанного в металлических конструкциях (фиг.1 и 2), в его первоначальной форме, с модификацией проекта и процесса изготовления обшивки 28 для ее приспособления к новой крышке.

В области, окружающей отверстие доступа, слои 14 из углеродного волокна, таким образом, деформированы в направлении внутренней части кессона, оставляя достаточное пространство между аэродинамической поверхностью и наружной стороной обшивки 28 для посадки крышки 18 (см. фиг.5).

Поскольку уклоны деталей 14 из углеродного волокна ограничены, деформированная область является большей, чем это необходимо для правильной посадки крышки 18. Пластина 15 из углеродного волокна может отверждаться вместе с основой обшивки 28 для покрытия этих областей.

Так как отверстия доступа обычно не изолированы, и обычно необходима полная линия вдоль стабилизатора или размаха крыла, непрерывная пластина 15 должна проходить вдоль линии отверстий доступа.

Внутренним сторонам обшивок 28 кессона обычно придается жесткость посредством установки стрингеров 16. Интервал между этими элементами жесткости 16, как правило, оптимизирован для определенной типологии. Для разработки изобретения был принят во внимание самый крайний и сложный случай, когда интервал между стрингерами 16 настолько мал, что расстояние между отверстием доступа и основанием стрингера 16 является очень маленьким или нулевым. В этом случае необходимо устанавливать регулировочную шайбу 31 для достижения правильной посадки внутренней крышки 27.

В более общей ситуации, когда расстояние между основанием стрингера 16 и отверстием доступа является достаточным, регулировочная шайба 31 может не устанавливаться, если внутренняя сторона является достаточно плоской и обеспечивает возможность правильной посадки крышки.

Уплотнительный профиль 30 может быть размещен между этой регулировочной шайбой 31 и внутренней крышкой 27 для того, чтобы обеспечить, таким образом, уплотнение и предотвратить любую утечку.

Как только будет подготовлена область для правильной посадки наружной крышки 18 и внутренней крышки 27, может быть выполнена установка посредством привинчивания обеих деталей 18 и 27 с заключением обшивки 28 и, где необходимо, регулировочной шайбы 31 между ними. Это может быть видно на фиг.10 и 11.

Как может быть видно на фиг.11, крышка для отверстия доступа в конструкции летательного аппарата из композиционного материала согласно изобретению содержит следующие элементы в целом:

- наружную 18 и внутреннюю 27 крышку;

- регулировочную шайбу 31;

- уплотнительные профили (не изображено);

- пластину 15.

В вариантах осуществления, которые были только что описаны, могут быть сделаны модификации, не выходящие за рамки объема изобретения, определенного в прилагаемой формуле изобретения.

1. Крышка для отверстия доступа в конструкции летательного аппарата из композиционного материала, отличающаяся тем, что она содержит следующие элементы: наружную крышку (18), размещенную на наружной части обшивки (28) летательного аппарата, причем слои (14) из углеродного волокна, образующие обшивку (28), деформированы в направлении внутренней части конструкции летательного аппарата, оставляя достаточное пространство между конструкцией летательного аппарата и наружной частью обшивки (28) для посадки наружной крышки (18), пластину (15) из композиционного материала, размещенную в наружной части обшивки (28) и окружающую область для установки наружной крышки (18), внутреннюю крышку (27), размещенную на внутренней части обшивки (28) летательного аппарата.

2. Крышка для отверстия доступа в конструкции летательного аппарата из композиционного материала по п.1, отличающаяся тем, что пластина (15) из композиционного материала отверждается вместе с основой обшивки.

3. Крышка для отверстия доступа в конструкции летательного аппарата из композиционного материала по любому из предшествующих пунктов, отличающаяся тем, что она содержит регулировочную шайбу (31) между внутренней крышкой (27) и нижней частью обшивки (28) для обеспечения возможности правильной посадки внутренней крышки (27).

4. Крышка для отверстия доступа в конструкции летательного аппарата из композиционного материала по п.3, отличающаяся тем, что она содержит уплотнительный профиль (30) между регулировочной шайбой (31) и внутренней крышкой (27) для обеспечения правильного уплотнения внутренней крышки (27) и предотвращения утечек.

5. Крышка для отверстия доступа в конструкции летательного аппарата из композиционного материала по п.1, отличающаяся тем, что она содержит уплотнительный профиль (17) в наружной крышке (18), причем этот профиль уплотняет упомянутую наружную крышку (18) с наружной частью обшивки (28).

6. Крышка для отверстия доступа в конструкции летательного аппарата из композиционного материала по п.1, отличающаяся тем, что крышка устанавливается посредством привинчивания наружной (18) и внутренней (27) крышек друг к другу, при этом обшивка (28) заключена между ними.