Пристрій для випробування обшивок корпусу

1. Пристрій для випробування обшивок корпусу, в якому випробувальний зразок приєднаний до доповнюючої конструкції із секціями, що мають Uподібну форму в поперечному перерізі, і на кінцях секцій розміщені поздовжні фланці в поздовжньому напрямі доповнюючої конструкції, оснащені засобами для приєднання обшивки корпусу до доповнюючої конструкції і для прикладення і сприймання коригуючих зусиль, а на границі доповнюючої конструкції встановлені в поздовжньому напрямі поперечні фланці для прикладення і сприймання випробувальних зусиль в шести ступенях свободи, який відрізняється тим, що доповнююча конструкція (1) виконана у вигляді м'якого модуля з композиційних матеріалів, а також тим, що U-подібний переріз доповнюючої конструкції (1) складається з горизонтального прямого сегмента (11) і двох еліпсоїдних сегментів (12), що примикають до нього з кожного кінця, з утворенням секції (3) U-подібної доповнюючої конструкції (1). 2. Пристрій за п. 1, який відрізняється тим, що еліпсоїдні сегменти (12) виконані у вигляді чверті еліпсів. 2 (19) 1 3 94257 4 довжини, а також тим, що внутрішня секція (20) додатково з'єднана за допомогою шарнірного елемента (25) з передньою частиною (22) шпангоута, а також тим, що на внутрішній секції (20) паралельно встановлений коригувальний привід (17), шток поршня якого через шарнірний елемент (26) з'єднаний з передньою частиною (22) шпангоута, виконаний з можливістю забезпечення компенсації місцевого ексцентричного прикладення тангенціальних зусиль і підтримання сталого відносного кута між передніми частинами (22) шпангоута або його гіперкоригування при навантаженні обшивки (14) корпусу з використанням кута або згинального моменту як регульованої величини. 12. Пристрій для випробування обшивок корпусу, в якому декілька випробувальних зразків, що включають обшивки корпусу, які є лише деякими з множини сегментів корпусу, приєднують до доповнюючої конструкції, яка включає декілька елементів зв'язку обшивки, які утворюють разом еквівалентний переріз, який менший перерізу корпусу і оснащений засобом для приєднання обшивок корпусу до доповнюючої конструкції, який відрізняється тим, що еквівалентний поперечний переріз утворений з N обшивок (14) корпусу, які мають повний переріз, який менше поперечного переріза, з N елементами (13) зв'язку обшивки, де N є цілим числом, більшим від 1. 13. Пристрій за п. 12, який відрізняється тим, що доповнююча конструкція виконана у вигляді елементів (13) зв'язку обшивки з V-подібним поперечним перерізом, а також тим, що V-подібний поперечний переріз складається з двох прямих секцій, з'єднаних за допомогою заокруглювального елемента, при цьому заокруглювальний елемент містить контактні поверхні для прикладення коригуючих зусиль за допомогою елементів (19) передачі навантаження. 14. Пристрій за п. 12, який відрізняється тим, що доповнююча конструкція виконана у вигляді елементів (13) зв'язку обшивки з Y-подібним поперечним перерізом, а також тим, що Y-подібний поперечний переріз складається з двох прямих секцій, з'єднаних за допомогою спільного прямого подовжувача, при цьому подовжувач містить засоби для прикладення дискретних коригуючих зусиль, за допомогою натяжних анкерів(16). 15. Пристрій за п. 12, який відрізняється тим, що еквівалентний переріз складається з двох або трьох, або чотирьох обшивок (14) корпусу і відповідної кількості елементів (13) зв'язку обшивки. 16. Пристрій за п. 12, який відрізняється тим, що засоби (5) для приєднання обшивки (14) корпусу до доповнюючої конструкції (1, 13) складається з лійкоподібного поглиблення (6) і затискного диска (7) з відповідною формою, а також гвинтів і гайок, при цьому на верхній стороні затискного диска (7), оберненого у бік обшивки (14) корпусу, виконано рифлення у вигляді зрізаних пірамід (8). 17. Пристрій за п. 12, який відрізняється тим, що доповнююча конструкція виконана з епоксидної смоли, армованої скловолокном. 18. Пристрій за п. 12, який відрізняється тим, що обшивки (14) корпусу виконані у вигляді посилених шпангоутами обшивок корпусу, оснащеними пасивними розпірками (10), що мають внутрішню і зовнішню секції (20, 21), з'єднані компенсатором (18) довжини, причому пасивні розпірки (10) шпангоута виконані зі здатністю компенсування локального ексцентричного прикладення тангенціальних зусиль, причому відносний кут між передніми частинами шпангоута залишається приблизно постійним при навантаженні обшивки корпусу. 19. Пристрій за п. 12, який відрізняється тим, що обшивки (14) корпусу виконані у вигляді посилених шпангоутами обшивок корпусу, оснащених активними розпірками (9), що мають внутрішню і зовнішню секції (20, 21), з'єднані компенсатором (18) довжини, а також тим, що внутрішня секція (20) додатково з'єднана за допомогою шарнірного елемента (25) з передньою частиною (22) шпангоута, а також тим, що на внутрішній секції (20) паралельно встановлений коригувальний привід (17), шток поршня якого через шарнірний елемент (26) з'єднаний з передньою частиною (22) шпангоута, виконаний з можливістю забезпечення компенсації місцевого ексцентричного прикладення тангенціальних зусиль і підтримання сталого відносного кута між передніми частинами (22) шпангоута або його гіперкоригування при навантаженні обшивки (14) корпусу з використанням кута або згинального моменту як регульованої величини. Винахід відноситься до пристрою для випробування обшивок корпусу і, зокрема, призначений для динамічного випробування обшивок корпусу. В основному під обшивкою корпусу мається на увазі двовимірний об'єкт, що піддається різним навантаженням за допомогою пристрою для випробування і накладеним поєднанням навантажень в цілях проведення випробувань для визначення властивостей конструкційних деталей. Обшивка корпусу як випробувальний зразок зазвичай є частиною складної несучої системи, яка зважаючи на її габарити, наприклад, у разі фюзеляжу літака, не може бути повністю піддана ефек тивному випробуванню для визначення властивостей її конструкційних деталей. Вказані пристрої для випробувань такого роду використовують для дослідження окремих деталей, які необхідно піддавати близькому до реального навантаженню з метою успішної демонстрації конструкційних характеристик, необхідних для отримання дозволів на випробування або аналогічних документів. Крім того, пристрої для випробувань використовують при проведенні статичних і динамічних досліджень фюзеляжу літака, наприклад, під час процесу розробки. Обшивку корпусу виготовляють, наприклад, із композиційних матеріалів, зокрема, волоконно 5 композиційних структур. Під композиційними матеріалами і, зокрема, під волоконними композиційними матеріалами розуміють, наприклад, вуглепластик або пластик, армований скловолокном, а також композиційні матеріали, що складаються з пластика, армованого скловолокном і алюмінію. Зразки для випробувань зазвичай є геометрично, тобто конструктивно, а також з точки зору матеріалу анізотропними плоскими несучими конструкціями. Вони характеризуються багатоосьовими епюрами розподілу навантажень у поперечному перерізі і результуючими багатоосьовими станами напруження. Для того, щоб піддати зразки близькому до реального випробуванню, необхідно досліджувати, як мінімум, три осі вантаження, а саме: лінійне розширення, окружне розширення і границя текучості при зсуві. Крім того, місцеві параметри впливу моделюються виходячи з надлишкового внутрішнього тиску всередині фюзеляжу літака, що відображає дію розподілу жорсткості конструкції фюзеляжу при польотах на великих висотах. В області пристроїв для випробування конструктивних деталей для обшивок фюзеляжу, що далі іменуються обшивками корпусу, відомі різні концепції. Наприклад, відповідно до патенту DE 103 44 855 В4 відома схема тиск-зсув для прикладення високих навантажень зсуву, в якій навантаження при стисненні і зсуві діють в одному і тому ж напрямі і можуть бути прикладені за допомогою окремих регульованих елементів. Недолік вказаного пристрою полягає в тому, що двовимірне аеродинамічне вантаження або альтернативне накладення розтягуючого зусилля не може бути здійснене за допомогою вказаного пристрою. Пристрої для випробування обшивок корпусу відомого рівня техніки забезпечують аеродинамічне навантаження обшивок корпусу. Так, в патенті DE 197 027 754 А1 пропонується пристрій для фіксації і проведення випробувань об'єктів, зокрема, деталей обшивок фюзеляжу. В даному випадку обшивки корпусу одночасно піддаються різним динамічним навантаженням. Зокрема, забезпечується розтягуюче навантаження в поздовжньому напрямі обшивки корпусу і двовимірне аеродинамічне навантаження, що створюється перепадом тиску між внутрішньою частиною фюзеляжу літака і зовнішнім повітрям. Недолік вказаних пристроїв для випробування полягає в тому, що кожен з них сам по собі дозволяє створити поєднання навантажень, які могли б охопити повною мірою проведення тільки ізольованих випробувань всіх циліндричних зон фюзеляжу, тобто з наближенням до експлуатаційних навантажень при їх сумісному застосуванні. Проте пропоновані способи для проведення випробувань навіть при внесенні модифікацій є дуже обмеженими з фізичної точки зору. По-друге, слід зазначити, що пристрої відповідно до патенту DE 197 027 754 А1 у випадку з навантаженням надлишкового тиску зважаючи на їх основоположний принцип дозволяють лише частково змоделювати симетрію сектора, тобто ство 94257 6 рюється розподіл згинальних моментів, що є прийнятним для тонкої обшивки фюзеляжу. Таким чином, традиційно використовують пристрої, в яких обшивки корпусу встановлюють без фіксації і в яких частим недоліком є розподіл напруження, що сильно коливається. Більш того, прикладення окружних і зсувних навантажень окремо призводить до зниження міри достовірності випробувань. Таким чином, випробування на визначення межі текучості при зсуві в цілому є нездійсненними або недостовірними, при цьому у відомих багатоосьових пристроях для випробування використовують встановлені без фіксації обшивки і, крім того, також недостатньою мірою моделюється накладення навантажень. Із рівня техніки відомі також пристрої для випробувань, які дозволяють усунути вищезазначені недоліки, і які відомі в технічних кругах як Dмодулі. У роботі Ambur, D., Rouse, M.: Design and Evaluation of Composite Fuselage Panels Subjected to Combined Loading Conditions в Journal of Aircraft, Vol. 42, No. 4, July-August 2005, описаний Dмодуль, що ілюструє поперечний переріз для доповнюючої структури у формі сегменту дуги кола. Конфігурація D-модуля з поперечним перерізом у формі сегменту дуги кола пов'язана з різними недоліками. Зокрема, необхідно відзначити, що переважно жорсткий зв'язок між обшивкою і доповнюючою конструкцією зважаючи на співвідношення жорсткості не є можливим без значних порушень навантажень. Результатом цього є шарнірна конструкція кромок у поздовжньому краї. Така конструкція реалізується за допомогою дискретних шарнірів між окремими балками. Наслідком цього є обмеження можливих випробувальних завдань, зокрема, в основному проведення досліджень високої напруги зсуву і залишкової міцності. Обмеження є результатом конструктивно обумовлених концентрацій напруження в дискретній конструкції. Коригуючі засоби у напрямі січної еквівалентного поперечного перерізу можуть бути встановлені лише в одній робочій точці циклів навантаження - пасивні розпірки. Додатковий недолік полягає в тому, що для форми сегменту дуги кола в поперечному перерізі D-модуля відомого рівня техніки потрібний великий простір. Загалом, D-модуль є конструкцією, що має Dподібну форму в поперечному перерізі, при якій так званий «м'який модуль» утворює доповнюючу структуру до обшивки корпусу - комплементарну структуру. Для проведення випробування обшивку корпусу механічно дискретно і шарнірно з'єднують з «м'яким модулем». Проте, інший недолік полягає в тому, що не забезпечується дослідження композиційних матеріалів при режимі належної безпеки і надійності в пристроях для випробувань, оснащених виконаним з металу «м'яким модулем», оскільки метал має границю текучості, не характерну для композиційних матеріалів і, отже, не забезпечується досягнення необхідного діапазону випробувань. Додатковий недолік відомих пристроїв для випро 7 бувань полягає в тому, що не забезпечується прикладення затискного зусилля. Задачею винаходу є розробка пристрою для ефективного проведення випробувань елементів обшивки, що забезпечує проведення близьких до реальних вимірювань напружень передачі зусиль зсуву, а також накладення декількох видів напружень, при цьому пристрій для випробувань має бути економічним в експлуатації. Задача вирішена у пристрої для випробувань обшивок корпусу, в якому випробуваний зразок з'єднаний з доповнюючою конструкцією. Згідно з першою формою виконання винаходу, відомою як м'який модуль усередині D-модуля, доповнююча конструкція має в поперечному перерізі U-подібну форму і оснащена опорами - поздовжніми фланцями - на кінцях секцій у поздовжньому напрямі доповнюючої конструкції, оснащеними засобами для приєднання обшивки корпусу до доповнюючої конструкції, а також для прикладення коригуючих зусиль і передачі випробувальних зусиль. Засоби для приєднання обшивки корпусу характеризуються спеціальним поєднанням геометричного і силового замикання в смислі взаємозамінності зміни випробуваних зразків. Засоби для приєднання обшивки корпусу до доповнюючої конструкції призначені для підведення і сприймання випробувальних зусиль в перерізі у поперечному і поздовжньому напрямі. На обмежувачах доповнюючої конструкції в поздовжньому напрямі розташовані поперечні фланці, призначені для прикладення і сприйманнявипробувальних зусиль в окружному напрямі, а також допоміжних зусиль в поздовжньому напрямі. Вони дозволяють навантажувати еквівалентний поперечний переріз - напірні труби - в шести ступенях свободи. Доповнююча конструкція виконана у вигляді м'якого модуля з композиційних матеріалів, іншими словами, вона є анізотропною як з точки зору геометрії, так і з точки зору матеріалу, що додатково усуває небажані значення границі текучості, які виникають у пристроях для випробувань з виконаними з металу доповнюючими конструкціями. Границі напруження, зокрема, на розрив при розтягуванні, встановлюють понад значення для випробувальних зразків з вуглепластика. Згідно з переважною формою виконання винаходу доповнююча конструкція виконана з епоксидної смоли, армованої скловолокном. Поздовжні фланці на кінцях секцій у прикладі здійснення винаходу орієнтовані під кутом SW=22° до лінії з'єднання між двома секціями. Загалом дійсне співвідношення: SW=pü-0,5°, при цьому індекс "SW" позначає шарувату конструкцію (Sandwich), а "pü" - окружний сегмент, що піддається дії надлишкового тиску. Доповнююча конструкція переважно виконана на послідовно розміщених в ряд U-подібних профілях, в результаті чого утворюється хвилеподібний поздовжній переріз. Товщина матеріалу доповнюючої конструкції, виконаної з композитних матеріалів, переважно складає 13,6 мм для першого типу випробувальної обшивки - випробувальної обшивки з шаруватого матеріалу на основі вуглепластика, причому композитний матеріал 94257 8 доповнюючої конструкції виконаний з 23 окремих шарів. Крім того, альтернативно задача винаходу вирішена тим, що пристрій для випробування обшивок корпусу з доповнюючою конструкцією конфігурований так, що еквівалентний поперечний переріз утворений з N обшивок корпусу з N елементами зв'язку обшивки, де N є цілим числом двоелементний, триелементний і чотириелементний модуль. Концепція винаходу базується на формуванні еквівалентного поперечного перерізу, що складається з однієї або декількох обшивок корпусу і доповнюючої конструкції, при цьому доповнююча конструкція утворена всіма елементами еквівалентного поперечного перерізу, що не є обшивками корпусу. Еквівалентний поперечний переріз сам по собі є замкнутим з метою моделювання герметично замкнутої напірної посудини. Перевага відповідної винаходові концепції полягає в тому, що використовують доповнюючу конструкцію, яка відрізняється механічними властивостями, винятковою мірою залежними від напряму. Завдяки цьому забезпечується регулювання розмірів і, таким чином, досягнення якості експерименту за рахунок габаритів експериментального стенду. При цьому потрібно, щоб забезпечувалася виключно висока опірність місцевим і глобальним видовженням. Пристрій згідно з винаходом забезпечує передачу або прикладення окружних руйнівних навантажень або зсувних руйнівних навантажень, а також накладених часток обох компонентів з перекриттям близько 75%. При цьому між обшивками корпусу і доповнюючою конструкцією є роз'ємне з'єднання, завдяки чому забезпечується повторне використання доповнюючих конструкцій. Відповідно до іншого прикладу здійснення винаходу доповнююча конструкція виконана пропорційно шляхом суміжного розташування випробувальних зразків для формування випробувального зразка, що приводить до істотного підвищення ефективності часу і економічності випробувального процесу, оскільки забезпечується одночасне проведення випробувань декількох зразків за один випробувальний цикл. Пристрій відповідно до винаходу загалом призначений для випробування пластиків, армованих волокном, таких як пластики, армовані скловолокном або пластики, армовані вуглецевим волокном. Шляхом створення еквівалентного поперечного перерізу з метою зниження необхідних прикладень навантажень - у порівнянні зі встановленими без фіксації випробувальними обшивками - забезпечується досягнення численних переваг, наприклад, переріз істотно зменшений у порівнянні з бочкоподібним фюзеляжем. Таким чином, пристрої відповідно до винаходу дозволяють проводити випробування, які інших випадках внаслідок розмірів і порядків величин випробуваних елементів могли б бути реалізовані лише з вкрай високими витратами для випробувального стенду. У переважному прикладі здійснення винаходу елемент зв'язку обшивки і доповнюючої конструкції має V-подібну форму в поперечному перерізі і складається з двох прямих секцій, з'єднаних між 9 собою з допомогою заокруглювального елемента. Заокруглювальний елемент має контактні поверхні для прикладення коригувальних зусиль за допомогою натискних елементів. У іншому прикладі здійснення винаходу елемент зв'язку обшивки доповнюючої конструкції має Y-подібну форму в поперечному перерізі і складається з двох прямих секцій, з'єднаних разом за допомогою спільного прямого подовжувача. Подовжувач має засоби для дискретного прикладення коригувальних зусиль за допомогою натяжних язичків або натяжних анкерів. Відповідно до винаходу еквівалентний переріз принципово утворений однією, двома, трьома або чотирма обшивками корпусу і м'яким напірним модулем згідно з відповідною кількістю елементів зв'язку обшивки. Засоби для приєднання обшивки корпусу до доповнюючої конструкції переважно складаються з воронкоподібного поглиблення і затискного диска з відповідною формою, а також гвинтів і гайок, при цьому на верхній стороні затискного диска, оберненого у бік обшивки корпусу, виконано рифлення у вигляді зрізаних пірамід. М'який модуль або елементи зв'язку обшивки переважно виконані з епоксидної смоли, армованої скловолокном, і можуть бути використані для проведення експериментів на руйнування вуглепластиків. У переважній формі здійснення винаходу забезпечується випробування обшивок корпусу, посилених шпангоутами, з підвищеною точністю у разі застосування пасивних чи активних шпангоутних розпірок. Розпірка шпангоута містить внутрішню і зовнішню секції, сполучені з пристроєм регулювання довжини, причому пасивна розпірка шпангоута виконана так, щоб забезпечувалася компенсація місцевого ексцентричного прикладення тангенціальних зусиль. Як перевагу слід зазначити, що відносний кут між передніми частинами шпангоута залишається приблизно сталим при навантаженні обшивки корпусу. Активна розпірка шпангоута теж містить внутрішню і зовнішню секції, з'єднані з пристроєм регулювання довжини, але на противагу пасивній розпірці шпангоута, внутрішня секція з'єднана за допомогою шарнірного елемента з передньою частиною шпангоута і, крім того, коригувальний привід встановлений на внутрішній секції паралельно і його шток поршня через шарнірний елемент з'єднаний з передньою частиною шпангоута так, щоб місцеве ексцентричне прикладення тангенціальних зусиль компенсується активною розпіркою шпангоута. Відносний кут між передніми частинами шпангоута залишається постійним або гіперкоригованим при навантаженні обшивки корпусу. Або кут, або згинальний момент використовують як регульовану величину, і кожного разу здійснюють регулювання залежного параметра. Переваги відповідного винаходові пристрою можна узагальнити таким чином: - зменшення активного прикладення навантажень, - безперервне крайове приєднання - якомога кращий розподіл зусиль, 94257 10 - взаємозамінна конструкція не зважаючи на жорсткий зв'язок випробувальних зразків, - використання змінної товщини шаруватої структури випробувальних зразків, - збільшення швидкості проведення випробування, - оптимізована симетрія сектора при навантаженнях надлишковим тиском, - вища якість розподілу напруження, - пасивне прикладення навантаження до шпангоутів, тобто зниження систематичної похибки, - випробування всіх циліндричних сегментів фюзеляжу методом експериментального моделювання, - менше споживання енергії в порівнянні з експериментами на бочкоподібних фюзеляжах - використання меншої кількості зразків для отримання аналогічного об'єму інформації при меншій кількості браку, - швидше отримання даних, що дає зменшення споживання палива завдяки краще оптимізованим обшивкам корпусу, - скорочення часу загального процесу розробки, що веде до підвищення конкурентоспроможності. Особливо слід зазначити, що відповідний винаходові пристрій також дозволяє відтворювано використовувати розподілені навантаження при проведенні випробувань, тоді як при використанні D-модуля відомого рівня техніки забезпечується тільки прикладення рівномірних окружних навантажень. Крім того, в діапазон характеристик були включені статичні випробування на залишкову міцність при руйнівному навантаженні всіх навантажуваних компонентів. Інші деталі, ознаки і переваги винаходу очевидні з наведеного нижче опису прикладів здійснення з посиланнями на відповідні креслення. На них зображено: Фіг. 1 - Вигляд в перспективі доповнюючої конструкції, сконфігурованої у вигляді м'якого модуля; Фіг. 2 - Вид спереду доповнюючої конструкції, сконфігурованої у вигляді м'якого модуля; Фіг. 3 - Схематичний вигляд еквівалентного перерізу, конфігурованого у вигляді двоелементного модуля; Фіг. 4 - Схематичний вигляд еквівалентного перерізу, конфігурованого у вигляді триелементного модуля; Фіг. 5 - Форми виконання еквівалентного перерізу у вигляді а) двоелементного модуля, b) триелементного модуля і с) чотириелементного модуля з коригувальними приводами, розташованими всередині конструкції; Фіг. 6а - Вигляд у перспективі елемента зв'язку обшивки у вигляді Y-подібної натяжної пластини; Фіг. 6b - Вигляд у перспективі елемента зв'язку обшивки у вигляді V-подібної натяжної пластини; Фіг. 6с - Вид збоку елемента зв'язку обшивки у вигляді V-подібної натяжної пластини; Фіг. 6d - Вид зверху елемента зв'язку обшивки у вигляді V-подібної натяжної пластини; Фіг. 7 - Вигляд у перспективі елемента зв'язку обшивки у вигляді мембрани з натяжним анкером; 11 Фіг. 8а - Вид затискного диска в поперечному перерізі; Фіг. 8b - Вигляд у перспективі затискного диска, Фіг. 8с - З'єднання м'якого модуля або елемента зв'язку обшивки з обшивкою корпусу за допомогою затискного диска, Фіг. 9 - Пасивна розпірка шпангоута в системі перерізу бочкоподібного корпусу і еквівалентного перерізу, Фіг. 10 - Схематичний вид пасивної розпірки шпангоута, Фіг. 11 - Схематичний вид активної розпірки шпангоута На фіг 1 представлений вигляд у перспективі відповідної винаходові доповнюючої конструкції, сконфігурованої у формі м'якого модуля У поздовжньому напрямі вона складається з множини встановлених почергово один за іншим зі зміщенням U-подібних профілів, причому кінці секцій 3 профілів виконані у формі поздовжніх фланців 4 для установки обшивки 14 корпусу (не показано) Профілі відповідно до вибраної схеми розташування отворів мають відстані між торцями від 21 мм до 49 мм Крім того, поздовжні фланці 4 є обмежувачами доповнюючої конструкції 1 в поперечному напрямі для прикладення і сприймання коригуючих зусиль Поздовжні фланці 4 орієнтовані під кутом SW=22° до лінії, що з'єднує кінці секцій 3, і утримують випробувальний зразок за допомогою своїх кронштейнів Поздовжні фланці 4 оснащені засобами 5 для приєднання обшивки 14 корпусу до доповнюючої конструкції 1 На границі доповнюючої конструкції встановлені в поздовжньому напрямі поперечні фланці 2 Через поперечний фланець 2 здійснюють прикладення зусилля до еквівалентного перерізу, тобто до доповнюючої конструкції 1 і обшивки 14 корпусу, яка приєднана до неї і далі іменується загалом як випробувальний зразок Поперечний фланець 2 забезпечує під'єднування м'якого модуля 1 до пристрою для випробувань так, щоб чинити тиск на утворений внутрішній простір доповнюючої конструкції, з'єднаної з обшивкою 14 корпусу, з метою реального моделювання градієнта тиску для літаків на великих висотах На фіг 2 зображений вид спереду доповнюючої конструкції, виконаної у вигляді м'якого модуля 1 Форма поперечного перерізу м'якого модуля 1 утворена двома чвертями еліпса 12, з'єднаними між собою горизонтальним сегментом 11 в їх нижній головній вершині При цьому поперечні фланці 2 призначені для прикладення і сприймання випробувальних зусиль в шести степенях свободи Верхні кінці еліпсоїдних сегментів 12 утворюють секції 3, на кінцях яких встановлені поздовжні фланці 4, призначені для утримання обшивок 14 корпусу У представленій формі виконання зображено кут SW=22° Кути SW=22° взаємопов'язані з контуром випробуваного зразка і перебувають у співвідношенні b=Rref2sinpü з відстанню між двома секціями 3, де Rref=1978, а pü=22,5° Індекси "SW" "ref і "pü" позначають шарувату структуру, довідковий параметр (наприклад, радіус інструме 94257 12 нта) і круглий бегмент, що піддається дії надлишкового тиску. Загалом дійсне співвідношення SW=pü-0,5°. Особливу перевагу має виконання, при якому завдяки доцільному моделюванню жорсткості напірного модуля при навантаженні відбувається лише незначна зміна кута SW. На фіг. 3 схематично зображений еквівалентний переріз форми виконання у вигляді двоелементного модуля. За допомогою двох елементів 13 зв'язку обшивок, відповідних доповнюючій конструкції 1 в м'якому модулі на фіг. 1 і фіг. 2, дві обшивки 14 корпусу з'єднані у напірну трубу. Кутові співвідношення у багатокутних модулях в загальному випадку можуть бути описані таким чином: - SW=pü-0,5° однакова довжина перекриття LÜ=f(Мx;М;Мx; 0 затискний диск) кут між проміжними елементами/додатковими елементами =180°- 360/N°+2SW Мінімальна відстань між двома обшивками корпусу вибрана у розмірі bmin=300 для зручності доступу в процесі складання. Збільшення просвіту має сенс тільки в тому випадку, якщо виникають труднощі при складанні або виникає просторове зіштовхування засобів для прикладення зусиль. На фіг. 4 схематично зображений поперечний переріз доповнюючої конструкції у формі триелементного модуля. В даному випадку за допомогою трьох елементів 13 зв'язку три обшивки 14 корпусу з'єднують разом і утворюють напірну трубу. Вказаний принцип теоретично може бути розширений до повного перерізу. Прилеглий до з'єднувальної лінії кут в триелементному модулі становить 60 градусів. Кутові співвідношення для елементного модуля відповідають загальному опису, як і для фіг. 3. На фіг. 5а, фіг. 5b і фіг. 5с представлені конфігурації еквівалентних перерізів з доповнюючими конструкціями у вигляді двоелементного, триелементного і чотириелементного модулів з коригувальними приводами 17, розташованими всередині конструкції. Коригувальні приводи 17 забезпечують підведення коригуючих зусиль до обшивок 14 корпусу через елементи 13 зв'язку обшивок. Відносно чотириелементного модуля, наведеного на фіг. 5с, виконуються ті ж самі функції, що і для триелементного модуля, але прилеглий до з'єднувальної лінії кут збільшений з 60 градусів до 90 градусів. На фіг. 6а і 6b показані елементи 13 зв'язку обшивок у вигляді натяжної пластини в різних формах виконання. На фіг. 6а елемент 13 зв'язку обшивок має Y-подібну форму. Елемент 13 зв'язку обшивок на фіг. 6b має V-подібну форму в поперечному перерізі і з'єднаний з обшивкою 14 корпусу вільними кінцями секцій за допомогою приєднувального засобу 5, наприклад, з використанням затискного диска 7. При гострому куті відповідно до фіг. 6а натяжні анкери 16 вступають в зачеплення з елементом 13 зв'язку обшивки, завдяки чому коригуючі зусилля вводяться ззовні до доповнюючої конструкції 13 і обшивок 14 корпусу. При прикладенні коригуючого зусилля зсередини гострий 13 кут на фіг. 6b заокруглений і оснащений дискретними елементами 19 для передачі зусилля, аналогічними елементам в напірній моделі D-модуля. На фіг. 6с і фіг. 6d наведений вид збоку і вид зверху елемента 13 зв'язку обшивок. На фіг. 7 наведений елемент 13 зв'язку обшивок у вигляді мембрани 15 з натяжним анкером 16. Обшивки 14 корпусу приєднують як до мембрани 15, так і до натяжних кронштейнів, що є частиною натяжного анкера, за допомогою приєднувального засобу 5. У цьому зміненому прикладі здійснення елемента зв'язку обшивки випробувальні зусилля передаються за допомогою мембрани, тоді як коригуючі зусилля підводяться виключно за допомогою натяжних анкерів 16. На фіг. 8а наведений вид у поперечному перерізі затискного диска 7 з виступами 8 у вигляді зрізаних пірамід. Як варіант, можна виконати рифлення, але цей варіант не показаний. Затискний диск 7 має конічну форму, відповідну отворам у поздовжніх фланцях 4, завдяки чому затискний диск 7 з геометричним замиканням установлюється в отворі. Зрізані піраміди 8 виконані так, щоб істотно підвищити коефіцієнт тертя і підтримувати поверхневий тиск, обумовлений монтажним зусиллям, на достатньо низькому рівні. Воронкоподібна форма заглибини 6 додатково зменшує або обмежує нестабільність отворів. На фіг. 8b наведений затискний диск 7 у перспективі. На фіг. 8с проілюстрований вид у поперечному перерізі переважного прикладу здійснення засобу 5 для приєднання м'якого модуля 1 або елемента 13 зв'язку обшивок до обшивок 14 корпусу. Обшивка 14 корпусу притискається до затискного диска 7 навколо наскрізних отворів, призначених для гвинтового з'єднання, при цьому диск розміщений таким чином, що його протилежний конічний кінець встановлений у воронкоподібному поглибленні 6 в поздовжньому фланці 4 м'якого модуля 1 або елемента 13 зв'язку обшивок. На фіг. 9 зображена пасивна розпірка 10 шпангоута в системі перерізу бочкоподібного фюзеляжу і еквівалентного перерізу. Поперечний переріз бочкоподібного фюзеляжу 24 проілюстровано схематично з метою ілюстрації дії за рахунок використання еквівалентного перерізу з доповнюючою конструкцією 1. З фігури виразно видно, що система еквівалентного перерізу з доповнюючими конструкціями веде до істотного зниження потреби в площі для проведення таких випробувань. Отже, випробування матеріалів для великогабаритних конструкцій стає економічним. Вказана доповнююча конструкція 1 служить опорою для випробувального зразка - обшивки 14 корпусу з шпангоутом 23 - і утворює з останнім еквівалентний переріз. Відхилення еквівалентного перерізу від поперечного перерізу 24 бочкоподібного фюзеляжу призводить до обумовлених геометрією небажаних побічних ефектів, які негативно впливають на репрезентативність вимірювань. В цілях усунення вказаних ефектів, наприклад, використовують пасивну розпірку 10 шпангоута. Пасивна розпірка 10 шпангоута проілюстрована на фіг. 10, на якій представлено ескіз конструкції. Підпірка 10 шпангоута насамперед є засобом 94257 14 для урівноваження локального ексцентричного прикладення тангенціальних зусиль. її ефект базується на запобіганні взаємному скручуванню передніх частин шпангоута. Таким чином, в пасивній конфігурації згинальна жорсткість розпірки 10 шпангоута має бути приблизно на порядок вище, ніж згинальна жорсткість комбінації обшивки і шпангоута. При цьому плавна телескопічна зміна довжини забезпечується за рахунок компенсатора 18 довжини внутрішньої секції 20 і зовнішньої секції 21 пасивної розпірки 10 шпангоута. Таким чином, забезпечується компенсація змін дугового розміру обшивки 14 корпусу в окружному напрямі. Кожну внутрішню секцію 20 і зовнішню секцію 21 приєднують за допомогою передньої частини 22 до шпангоута 23, який, у свою чергу, приєднується до обшивки 14 корпусу. Принцип дії активної розпірки 9 шпангоута проілюстрований на фіг. 11. Це відповідає розширенню пасивної розпірки 10 шпангоута. В даному випадку внутрішня секція 20 рухомо з'єднана за допомогою шарніра 25 з передньою частиною 22 шпангоута. Крім того, коригуючий привід 17 розташований на внутрішній секції 20 паралельно їй, і його поршневий шток входить в зачеплення з шарніром 26, який також розташований на передній частині 22 шпангоута. При виникненні напруження в окружному напрямі обшивки корпусу під дією надлишкового тиску внутрішня секція 20 висувається із компенсатора 18 довжини. З метою ефективного запобігання скручуванню передньої частини 22 шпангоута незалежно від згинальної жорсткості підпірок шпангоута згинальний момент регулюється відповідно до кута або гіперкоригується через шарніри 25 і 26 шляхом створення стягувального або розтискного зусилля коригувальним приводом 17. Перелік позиційних позначень 1 - доповнююча структура «гнучкий напірний модуль» 2 - поперечний фланець 3 - секція 4 - поздовжній фланець 5 - приєднувальний засіб 6 - воронкоподібне поглиблення 7 - затискний диск 8 - зрізана піраміда 9 - активна розпірка шпангоута 10 - пасивна розпірка шпангоута 11 - горизонтальний сегмент 12 - еліпсоїдний сегмент, чверть еліпса 13 - елемент зв'язку обшивки і доповнюючої структури 14 - обшивка корпусу 15- мембрана 16 - натяжний анкер 17 - коригувальний привід 18 - компенсатор довжини 19 - елемент передачі зусилля 20 - внутрішня секція 21 - зовнішня секція 22 - передня частина шпангоута 23 - шпангоут 24 - поперечний переріз бочкоподібного фюзеляжу 15 25 - шарнір внутрішньої секції передньої частини шпангоута 94257 16 26 - шарнір коригувального приводу передньої частини шпангоута 17 94257 18 19 94257 20 21 94257 22 23 94257 24 25 Комп’ютерна верстка А. Крижанівський 94257 Підписне 26 Тираж 23 прим. Міністерство освіти і науки України Державний департамент інтелектуальної власності, вул. Урицького, 45, м. Київ, МСП, 03680, Україна ДП “Український інститут промислової власності”, вул. Глазунова, 1, м. Київ – 42, 01601