Узел закрепления оборудования к силовой сетчатой конструкции из полимерных композиционных материалов

Изобретение относится к космической отрасли и касается узлов и элементов крепления оборудования космического аппарата (КА) на его силовой конструкции из полимерных композиционных материалов (ПКМ). Узел закрепления оборудования состоит из крепежной и опорной накладок, скрепленных с элементом силовой сетчатой конструкции. Накладки соединены между собой и выполнены с углом наклона направляющих граней, совпадающим с углом наклона ребер силовой конструкции. Опорная накладка упирается в перекрестие силовой конструкции и служит для крепления крепежной накладки, которая создает плоскость и точку фиксации для установки оборудования. Достигается обеспечение точного положения оборудования КА на силовой сетчатой конструкции любой формы, отсутствие разрушающего воздействия на волокнистую структуру силовой сетчатой конструкции. 4 з.п. ф-лы, 5 ил.

 

Настоящее изобретение относится к области машиностроения, в частности к космической отрасли, а именно к узлам и элементам крепления оборудования космического аппарата (КА) на его силовой конструкции из полимерных композиционных материалов.

Известен узел соединения элементов планера самолета из полимерных композиционных материалов (Патент RU 2412860 С1), в котором один элемент, закрепленный на силовой каркасной конструкции соединением типа "ласточкин хвост", скрепляется с другим элементом с помощью болтового соединения. Недостатками известной конструкции являются ее высокая масса, низкая технологичность и низкая надежность работы крепежа.

Наиболее близким к заявляемому техническому решению по технической сущности и достигаемому техническому результату является устройство и способ асимметричного скрепления накладками деталей, изготовленных из углерода и металла (Патент RU 2352497 С1), в котором накладка и контрнакладка обеспечивают прочное скрепление конструктивных элементов, размещаемых между накладкой и контрнакладкой, при этом контрнакладка имеет меньшее, чем накладка количество точек крепления. Данное техническое решение принято за прототип изобретения. Недостатками известной конструкции являются низкая технологичность и надежность работы крепежа, а также крепление конструктивных элементов исключительно на плоских поверхностях.

Задачей, на решение которой направлено заявляемое изобретение, является создание высокотехнологичной конструкции узла закрепления оборудования КА на его сетчатой силовой конструкции любой пространственной формы с повышенной надежностью работы крепежа.

Поставленная задача решается тем, что узел закрепления оборудования к силовой сетчатой конструкции из полимерных композиционных материалов (например, изогридного углепластика) состоит из крепежной и опорной накладок, скрепленных с элементом силовой сетчатой конструкции, причем накладки выполнены с углом наклона направляющих граней, совпадающим с углом наклона ребер силовой сетчатой конструкции, причем опорная накладка упирается в перекрестие силовой сетчатой конструкции и служит для крепления крепежной накладки, которая, в свою очередь, создает плоскость и точку фиксации для установки оборудования КА. Рекомендуется использовать накладки, выполненные из металла, скрепленные между собой при помощи клея и металлического винтового крепления, например, из титана.

Сущность изобретений поясняется чертежом, где на фиг.1 представлен узел закрепления оборудования к силовой сетчатой конструкции из полимерных композиционных материалов 2, который включает опорную накладку 1 и крепежную накладку 3, выполненные с радиусами поверхности R1 (внутренний), R2 (внешний), совпадающими с радиусами R1 (внутренний), R2 (внешний) силовой сетчатой конструкции. Накладки 1 и 3 упираются в перекрестие силовой сетчатой конструкции и выполнены с углом наклона направляющих граней, совпадающим с углом наклона ребер силовой сетчатой конструкции 2. Крепежная накладка 3 закрепляется с опорной накладкой 1 с помощью винта 4, обеспечивая поверхность под установку оборудования КА с точкой фиксации, обеспечивая однозначное место в пространстве. Накладка 3 имеет выступающие поверхности Б (бобышки) под механическую обработку (фиг.1). Все контактные поверхности и зазоры между деталями поз.1, 2, 3 и 4 для упрочнения заполняются клеем. Взаимное положение накладок 1 и 3 может варьироваться в зависимости от местоположения оборудования на силовой сетчатой конструкции. Подробно силовая сетчатая конструкция из полимерных композиционных материалов представлена на фиг.3.

Узел закрепления оборудования устанавливается на сетчатую силовую конструкцию следующим образом.

На поверхности накладок, в местах соприкосновения с гранями сетчатой силовой конструкции 2, наносится клей, в свою очередь поверхности сетчатой силовой конструкции 2 обезжириваются. Накладки 1 и 3 устанавливаются на силовую сетчатую конструкцию, закрепляются винтовым креплением 4 (фиг.1). После окончательной полимеризации клея, перед установкой оборудования производится механическая обработка выступающих поверхностей - бобышек (плоскость Б), обеспечивая необходимую плоскостность, и обработка отверстий под необходимые крепежные элементы. Если оборудование необходимо установить с внутренней стороны (фиг.2), то опорная накладка 1 устанавливается по внешнему радиусу силовой сетчатой конструкции, а крепежная накладка 3 - с внутренней.

Техническим результатом, обеспечиваемым приведенной совокупностью признаков, является обеспечение точного положения оборудования КА на силовой сетчатой конструкции любой пространственной формы, например цилиндрической, за счет универсальных элементов закрепления. При этом разрушающего воздействия на волокнистую структуру силовой сетчатой конструкции не оказывается.

1. Узел закрепления оборудования к силовой сетчатой конструкции из полимерных композиционных материалов, состоящий из крепежной и опорной накладок, скрепленных с элементом силовой сетчатой конструкции, отличающийся тем, что накладки, соединенные между собой, выполнены с углом наклона направляющих граней, совпадающим с углом наклона ребер силовой конструкции, причем опорная накладка упирается в перекрестие силовой конструкции и служит для крепления крепежной накладки, которая, в свою очередь, создает плоскость и точку фиксации для установки оборудования.

2. Узел по п.1, отличающийся тем, что крепежную и опорную накладки скрепляют между собой и с элементом силовой конструкции металлическим винтовым креплением.

3. Узел по п.1, отличающийся тем, что опорные и крепежные накладки металлические.

4. Узел по п.1, отличающийся тем, что все контактные поверхности и зазоры между накладками и силовой конструкцией заполнены клеем.

5. Узел по п.1, отличающийся тем, что накладки можно устанавливать как с внутренней, так и с наружной стороны силовой сетчатой конструкции.