Кесон аеродинамічної поверхні літального апарату з композиційних матеріалів

Изобретение относится к авиационной технике и может быть использовано при создании конструкций крыла, киля и стабилизатора самолета. Целью изобретения является снижение массы и повышение живучести путем уменьшения продольной жесткости панелей до 10-30% от их максимальной жесткости, совпадающей с поперечным направлением. На фиг.1 приведен кессон аэродинамической поверхности, общий вид; на фиг.2 - узел I на фиг.1 с указанием схемы армирования и сравнительной величины жесткости панели; на фиг.3 - сечение А-А на фиг.1; на фиг.4 - сечение Б-Б на фиг.1; на фиг.5 - сечение Д-Д на фиг.4; на фиг.6 -сечение Б-Б на фиг.1 для случая трехслойных стенок лонжеронов с трубчатым заполнителем; на фиг.7 - сечение Е-Е на фиг.6; на фиг.8 сечение В-В на фиг.1; на фиг.9 - сечение Г-Г на фиг.1; на фиг.10 - сечение Г-Г на фиг.1 для панели с треугольным трубчатым заполнителем. Кессон аэродинамической поверхности летательного аппарата из композиционных материалов состоит из многослойных панелей 1 и 2 и лонжеронов 3, 4, 5 с присоединенными к нему концевой 6 и корневой 7 нервюрами. Многослойные панели 1 и 2 выполнены с внешними 8, 9 и внутренними 10 - 13 обшивками, переходящими в обшивки стенок лонжеронов 14 - 16 и образующими непрерывные замкнутые контуры внутренних отсеков кессона (фиг.3). Обшивки 8-13 армированы волокнами под углами 90° и ±45° к продольной оси кессона, что позволяет обеспечить уменьшение жесткости вдоль панели и повышение жесткости в поперечном направлении. Между внешними 8, 9 и внутренними 10-13 обшивками многослойных панелей установлен заполнитель в виде трубок прямоугольного 17 или треугольного 18 поперечного сечения. Трубки выполнены с углами армирования ±45° и ориентированы поперек кессона, что обеспечивает соответствующее понижение и повышение жесткостей заполнителя в аналогичных с обшивками направлениях. Лонжероны 3, 4, 5 имеют типовое поперечное сечение полок, которые выполнены из двух поясов, армированных волокнами, направленными преимущественно вдоль осей лонжеронов. При этом вкладыши 19 и 20 поясов охватываются слоями внутренних обшивок 10-13 каждого внутреннего контура кессона и соединяются ими либо непосредственно, либо через заполнитель и накладки 21. Стенки лонжеронов 14, 15, 16 выполняются либо сплошными из пакета слоев сопряженных внутренних обшивок 10-11, 11-12, 12-13 с подкреплением в виде набора рифтов жесткости 22 с легким заполнителем 23, либо трехслойными (15) с заполнителем между обшивками в виде трубок 21. Стенки лонжеронов 14, 15, 16 выполняются либо сплошными из пакета слоев сопряженных внутренних обшивок 10-11, 11-12, 12-13 с подкреплением в виде набора рифтов жесткости 22 с легким заполнителем 23, либо трехслойными (15) с заполнителем между обшивками в виде трубок 24. На внешней поверхности внутренних обшивок 10-13 установлены непрерывные силовые пояса 25-28, соединенные с ними и трубчатым заполнителем или 18 по сопряженным поверхностям. Силовые пояса расположены перпендикулярно к продольной оси кессона и служат для навески узлов креплений рулей, элеронов и других агрегатов. Такая схема выполнения панелей позволяет выполнить кессон без типовой конфигурации нервюр, заменив часть из них силовыми поясами. Присоединение к внутренним обшивкам 10-13 полок лонжеронов и силовых поясов 25-28 позволяет разгрузить наружные обшивки и выполнить их более тонкими в 1,5 - 2 раза. При этом наружные обшивки и заполнитель 17 играют роль защиты основного силового контура конструкции от повреждений в процессе эксплуатации. Предложенная конструкция позволяет снизить массу и повысить живучесть кессона.