Nothing Special   »   [go: up one dir, main page]

RU2829526C2 - Box-like monolithic structure from composite material for aircraft fuselages and wings and method of making said structure - Google Patents

Box-like monolithic structure from composite material for aircraft fuselages and wings and method of making said structure Download PDF

Info

Publication number
RU2829526C2
RU2829526C2 RU2021104565A RU2021104565A RU2829526C2 RU 2829526 C2 RU2829526 C2 RU 2829526C2 RU 2021104565 A RU2021104565 A RU 2021104565A RU 2021104565 A RU2021104565 A RU 2021104565A RU 2829526 C2 RU2829526 C2 RU 2829526C2
Authority
RU
Russia
Prior art keywords
auxiliary tools
walls
mould
auxiliary
shaped
Prior art date
Application number
RU2021104565A
Other languages
Russian (ru)
Other versions
RU2021104565A (en
Inventor
Джузеппе КОРВАЛЬЯ Стефано
ГАЛЛО Никола
ФУГГИАНО Данила
Original Assignee
ЛЕОНАРДО С.п.А.
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by ЛЕОНАРДО С.п.А. filed Critical ЛЕОНАРДО С.п.А.
Publication of RU2021104565A publication Critical patent/RU2021104565A/en
Application granted granted Critical
Publication of RU2829526C2 publication Critical patent/RU2829526C2/en

Links

Abstract

FIELD: aviation.
SUBSTANCE: invention relates to aircraft engineering. Method of making a box-like monolithic structure for aircraft fuselages and wings includes a step of using two or more auxiliary tools (15), having a shape that complements the shape of cavities (18), and a composition based on a reinforcing material and a polymer. Auxiliary tools (15) allow direct lamination of their outer walls (16) with prepreg material and are made to achieve a flexible elastic state at a temperature below curing temperature and above 50 °C. During curing, curing pressure is applied both outside the formed structure and inside auxiliary tools (15), walls (16) of which become flexible, providing pressure on material of curable prepreg.
EFFECT: simplified manufacturing and higher quality of surface finishing.
9 cl, 7 dwg

Description

ПЕРЕКРЕСТНАЯ ССЫЛКА НА РОДСТВЕННЫЕ ЗАЯВКИCROSS-REFERENCE TO RELATED APPLICATIONS

Эта патентная заявка испрашивает приоритет итальянской патентной заявки №102020000003976, поданной 26 февраля 2020 г., полное изложение которой включено в настоящий документ в виде ссылки.This patent application claims priority from Italian Patent Application No. 102020000003976, filed on February 26, 2020, the entire disclosure of which is incorporated herein by reference.

ОБЛАСТЬ ТЕХНИКИAREA OF TECHNOLOGY

Настоящее изобретение относится к коробчатой монолитной конструкции из композитного материала для фюзеляжей и крыльев летательного аппарата, в частности для горизонтального стабилизатора самолета, на который в последующем описании будут даны прямые ссылки без потери применимости.The present invention relates to a box-shaped monolithic structure made of composite material for aircraft fuselages and wings, in particular for an aircraft horizontal stabilizer, to which direct references will be made in the following description without loss of applicability.

Настоящее изобретение также относится к способу изготовления вышеупомянутой коробчатой монолитной конструкции.The present invention also relates to a method for manufacturing the above-mentioned box-shaped monolithic structure.

УРОВЕНЬ ТЕХНИКИLEVEL OF TECHNOLOGY

Как известно, горизонтальный стабилизатор представляет собой конструктивный элемент с неподвижными поверхностями, который, как правило, является элементом хвостовой части фюзеляжа самолета.As is known, the horizontal stabilizer is a structural element with fixed surfaces, which, as a rule, is an element of the tail section of the aircraft fuselage.

Стабилизатор внутри имеет коробчатую монолитную конструкцию из композитного материала и, по существу, содержит:The stabilizer inside has a box-shaped monolithic structure made of composite material and, in essence, contains:

- верхнюю стенку;- the top wall;

- нижнюю стенку, обращенную к верхней стенке и расположенную на ненулевом расстоянии от последней; и- a lower wall facing the upper wall and located at a non-zero distance from the latter; and

- множество соединительных элементов или лонжеронов, продолжающихся между верхней и нижней стенками и ограничивающих их, вместе с тем вышеупомянутые верхние и нижние стенки соответствующих удлиненных полостей, каждая из которых продолжается между передним и задним отверстиями, расположенными в поперечных по отношению к самим стенкам и к лонжеронам плоскостях.- a plurality of connecting elements or spars, continuing between the upper and lower walls and limiting them, together with the aforementioned upper and lower walls of the corresponding elongated cavities, each of which continues between the front and rear openings located in planes transverse with respect to the walls themselves and to the spars.

Применение композитного материала позволяет уменьшать общий вес летательного аппарата и получать при этом очень прочные конструкции.The use of composite material allows us to reduce the overall weight of the aircraft while still producing very strong structures.

Верхняя и нижняя стенки приблизительно параллельны, а более точно - немного сходятся между собой в направлении передних или задних отверстий.The upper and lower walls are approximately parallel, or more precisely, they converge slightly towards the front or rear openings.

Лонжероны представлены перегородками, которые, по существу, перпендикулярны или, в более общем случае, поперечны по отношению к верхней и нижней стенкам.The spars are represented by partitions that are essentially perpendicular or, more generally, transverse to the top and bottom walls.

Описанная конструкция изготавливается с помощью известного способа, который содержит указанные ниже этапы, начиная с нанесения препрега термореактивной матрицы (смола), армированного волокнами различной природы, например углеродными волокнами, арамидными волокнами, стекловолокнами и т.д.The described structure is manufactured using a known method that includes the following steps, starting with the application of a prepreg of a thermosetting matrix (resin), reinforced with fibers of various natures, such as carbon fibers, aramid fibers, glass fibers, etc.

Прежде всего, каждый лонжерон в состоянии покрытия препрегом предварительно формуют с применением подходящих инструментов для предварительного формования путем изготовления двух удлиненных фасонных стержней с С-образными профилями, сформированных из тыльной стороны и двух крыльев, выступающих перпендикулярно из противоположных торцевых кромок тыльной стороны; для формовки лонжерона два фасонных стержня соединяются вместе вдоль соответствующих тыльных сторон для образования противоположных вогнутых поверхностей.First of all, each spar in the prepreg coated state is preformed using suitable preforming tools by producing two elongated shaped rods with C-shaped sections formed from the back side and two wings projecting perpendicularly from opposite end edges of the back side; to form the spar, the two shaped rods are joined together along their respective back sides to form opposite concave surfaces.

В частности, каждый фасонный стержень с С-образным профилем ламинируют на трех плоских поверхностях инструмента для предварительного формования с, по существу, профилем в виде параллелепипеда; первая поверхность инструмента полностью покрыта препрегом, в то время как две прочие поверхности, примыкающие к первой поверхности, перпендикулярны последней и взаимно параллельны, покрыты только для растяжения.In particular, each C-shaped rod is laminated onto three flat surfaces of a preforming tool with essentially a parallelepiped-shaped profile; the first surface of the tool is completely covered with prepreg, while the other two surfaces adjacent to the first surface, perpendicular to the latter and mutually parallel, are covered only for tension.

После необходимого вакуумирования и в условиях предварительно заданной температуры фасонные стержни с С-образным профилем соединяются по два, как это описано выше, для изготовления необходимого количества лонжеронов, которые удерживаются на месте и на предварительно заданном расстоянии для последующего этапа отверждения соответствующими жесткими вспомогательными инструментами в форме удлиненных штифтов.After the required vacuum and under predetermined temperature conditions, the C-shaped bars are joined two by two as described above to produce the required number of side members, which are held in place and at a predetermined distance for the subsequent curing step by suitable rigid auxiliary tools in the form of elongated pins.

Операция предварительного формования представляет собой процесс применения вакуума и температуры, обеспечивающий материалу препрега достижение отвержденной формы без выполнения полимеризации.Preforming is a process of applying vacuum and temperature to allow the prepreg material to achieve a cured shape without polymerization.

Каждый вспомогательный инструмент состоит из, по существу, жесткого и твердого удлиненного тела в форме параллелепипеда, ограниченного плоскими поверхностями, а его поперечное сечение соответствует форме удлиненных полостей изготавливаемой конструкции.Each auxiliary tool consists essentially of a rigid and solid elongated body in the form of a parallelepiped, limited by flat surfaces, and its cross-section corresponds to the shape of the elongated cavities of the structure being manufactured.

Перед размещением каждого лонжерона, на этапе предварительного формования препрегом, между двумя вспомогательными инструментами, последние подвергаются правке, состоящей из следующих последовательных этапов:Before placing each side member, during the pre-forming stage with prepreg, between two auxiliary tools, the latter are subjected to straightening, consisting of the following successive stages:

- нанесение слоя изолирующего средства, например в виде пленки, на каждый вспомогательный инструмент для облегчения последующего извлечения самого вспомогательного инструмента из соответствующей удлиненной полости;- applying a layer of insulating material, for example in the form of a film, to each auxiliary instrument to facilitate subsequent removal of the auxiliary instrument itself from the corresponding elongated cavity;

- установка на каждом полученном таким образом вспомогательном инструменте мешка из рукавной пленки, с обеспечением избыточного количества последнего на каждом конце самого вспомогательного инструмента для последующей операции уплотнения;- installation of a bag made of tubular film on each auxiliary tool obtained in this way, with provision of an excess amount of the latter at each end of the auxiliary tool itself for the subsequent compaction operation;

- обертывание каждого вспомогательного инструмента и наружной части мешка из рукавной пленки тканью для обеспечения вентиляции, с фиксацией загнутых краев ткани герметиком;- wrapping each auxiliary tool and the outer part of the bag made of tubular film with fabric to ensure ventilation, fixing the folded edges of the fabric with a sealant;

- установка на каждом полученном таким образом вспомогательном инструменте разделительной рукавной пленки, с обеспечением в этом случае избыточного количества последнего на каждом конце самого вспомогательного инструмента для последующей операции уплотнения;- installation of a separating sleeve film on each auxiliary tool obtained in this way, ensuring in this case an excess amount of the latter at each end of the auxiliary tool itself for the subsequent compaction operation;

- уплотнение концов мешка из рукавной пленки и разделительной рукавной пленки герметиком;- sealing the ends of the bag made of tubular film and separating tubular film with a sealant;

- применение вакуума и выдержка для усадки правки разделительной рукавной пленкой соответствующего вспомогательного инструмента.- application of vacuum and holding for shrinkage of the straightening with separating sleeve film of the corresponding auxiliary tool.

На этом месте предварительно сформованные лонжероны, каждый из которых представлен двумя фасонными стержнями с С-образным профилем, соединенными вместе вдоль соответствующих тыльных сторон, размещаются между ранее подвергнутыми вышеописанной операции правки вспомогательными инструментами; в частности, каждый предварительно сформованный лонжерон устроен таким образом, чтобы:At this point, preformed side members, each of which is represented by two C-shaped profile bars joined together along their respective back sides, are placed between auxiliary tools previously subjected to the straightening operation described above; in particular, each preformed side member is arranged so that:

- тыльные стороны соответствующей пары фасонных стержней с С-образным профилем, которые составляют лонжерон, были расположены между двумя обращенными друг к другу плоскими поверхностями двух смежных вспомогательных инструментов; и- the back faces of the respective pair of C-shaped bars that make up the spar were positioned between two facing flat surfaces of two adjacent auxiliary tools; and

- крылья каждого фасонного стержня находились на соответствующих плоских поверхностях соответствующего вспомогательного инструмента, параллельно друг другу и, по существу, перпендикулярно плоской поверхности, которая поддерживает тыльную сторону самого фасонного стержня.- the wings of each shaped rod were located on the corresponding flat surfaces of the corresponding auxiliary tool, parallel to each other and, in essence, perpendicular to the flat surface that supports the back side of the shaped rod itself.

Сформированный таким образом узел, представленный предварительно формованными лонжеронами и предварительно правлеными вспомогательными инструментами, устанавливают в форму для формования, включающую в себя нижнюю пластину, верхнюю пластину и две противоположные боковые стенки, соединяющие нижнюю и верхнюю пластины.The assembly thus formed, represented by pre-formed side members and pre-straightened auxiliary tools, is installed in a mold for forming, which includes a lower plate, an upper plate and two opposite side walls connecting the lower and upper plates.

В частности, каждая из двух верхних и нижних пластин ламинируется одним или несколькими слоями материала препрега, которые предназначены для формирования верхнего и нижнего наружных покрытий, которые после этапа отверждения представляют собой верхнюю и нижнюю стенки изготовляемой коробчатой конструкции.In particular, each of the two upper and lower plates is laminated with one or more layers of prepreg material, which are intended to form the upper and lower outer skins, which, after the curing stage, represent the upper and lower walls of the manufactured box structure.

Более точно, на нижней пластине формы для формования, несущей нижнее наружное покрытие, расположены предварительно отформованные лонжероны, удерживаемые на месте соответствующими вспомогательными инструментами; впоследствии верхняя пластина формы для формования, несущая верхнее наружное покрытие, закрывается боковыми стенками самой формы и узлом, представленным предварительно сформованными лонжеронами и вспомогательными инструментами.More precisely, on the lower plate of the mold for molding, bearing the lower outer covering, pre-formed spars are arranged, held in place by appropriate auxiliary tools; subsequently, the upper plate of the mold for molding, bearing the upper outer covering, is closed by the side walls of the mold itself and the assembly represented by the pre-formed spars and auxiliary tools.

На этом месте разделительная пленка, ткань обеспечения вентиляции и пленка мешка размещаются последовательно по всей форме для формования; пленка мешка уплотняется с помощью герметика в основании формы для формования.At this point, the release film, ventilation fabric and bag film are placed sequentially throughout the mold; the bag film is sealed with a sealant at the base of the mold.

Открытая на концах разделительная рукавная пленка размещается на каждом вспомогательном инструменте; избыточная часть по длине относительно соответствующего вспомогательного инструмента отрезается.The open-ended separating sleeve film is placed on each auxiliary tool; the excess portion in length relative to the corresponding auxiliary tool is cut off.

Рукавные мешки на соответствующих вспомогательных инструментах разматываются на концах и уплотняются.The sleeve bags are unwound at the ends and compacted using the appropriate auxiliary tools.

Таким образом, так называемый мешок-конверт формируется путем уплотнения кромки пленки внешнего мешка, расположенного на форме для формования, и концов рукавных мешков вспомогательных инструментов, а также путем уплотнения концов смежных рукавных мешков.Thus, the so-called envelope bag is formed by sealing the edge of the film of the outer bag located on the mold and the ends of the sleeve bags of the auxiliary tools, as well as by sealing the ends of the adjacent sleeve bags.

На этом месте внутри мешка-конверта формируется вакуум до усадки материала внешнего мешка по направлению к внешней поверхности формы для формования.At this point, a vacuum is created inside the envelope bag until the material of the outer bag shrinks towards the outer surface of the mold.

Затем концы рукавных мешков открываются, и в условиях продолжения формирования вакуума сами рукавные мешки снимают с соответствующих вспомогательных инструментов, минимизируя объем внутри мешка-конверта.The ends of the sleeve bags are then opened and, while the vacuum continues to form, the sleeve bags themselves are removed from the corresponding auxiliary instruments, minimizing the volume inside the envelope bag.

На этом месте вспомогательные инструменты извлекаются и сформованный таким образом узел помещается в автоклав для проведения процедуры отверждения при заранее определенных значениях давления и температуры (например, для эпоксидных смол температура отверждения составляет около 180°С, а давление отверждения находится в диапазоне 6-7 бар).At this point, the auxiliary tools are removed and the unit formed in this way is placed in an autoclave for the curing procedure to be carried out at predetermined pressure and temperature values (for example, for epoxy resins the curing temperature is about 180°C and the curing pressure is in the range of 6-7 bar).

Описанный способ и используемые инструменты позволяют правильно размещать заготовки и сохранять их положение во время процедур закрытия формы для формования и изготовления мешка-конверта.The described method and the tools used allow the blanks to be correctly positioned and their position to be maintained during the mold closing procedures for forming and manufacturing the envelope bag.

Извлечение вспомогательных инструментов перед циклом отверждения предотвращает ненадлежащую деформацию инструментов в условиях наличия необходимых для отверждения давления и температуры, а также обеспечивает равномерное приложение давления ко всем деталям из композитного материала.Removing the auxiliary tools before the cure cycle prevents undue deformation of the tools under the required curing pressure and temperature conditions and ensures that pressure is applied evenly to all composite parts.

Вместо этого рукавные мешки позволяют равномерно прикладывать давление к композитным деталям, с которыми они контактируют.Instead, sleeve bags allow pressure to be applied evenly to the composite parts they come into contact with.

Тем не менее заявитель заметил, что описанный способ и полученную в результате его применения коробчатую конструкцию можно усовершенствовать. В частности, в этой области имеется потребность в упрощении способа для повышения его эффективности и снижения стоимости; кроме того, качество отделки поверхностей, в частности поверхностей внутри коробчатой конструкции, требует дальнейших улучшений.However, the applicant noted that the described method and the resulting box-shaped structure could be improved. In particular, there is a need in this area to simplify the method in order to increase its efficiency and reduce the cost; in addition, the quality of the surface finish, in particular the surfaces inside the box-shaped structure, requires further improvement.

ЗАДАЧА И СУЩНОСТЬ ИЗОБРЕТЕНИЯOBJECTIVE AND ESSENCE OF THE INVENTION

Цель настоящего изобретения заключается в предоставлении высоконадежного дешевого способа изготовления коробчатой монолитной конструкции из композитного материала для фюзеляжа летательного аппарата, позволяющего удовлетворять по меньшей мере одно из указанных выше требований, связанных со способами изготовления коробчатых монолитных конструкций из композиционных материалов известного типа.The aim of the present invention is to provide a highly reliable, low-cost method for manufacturing a box-shaped monolithic structure made of composite material for an aircraft fuselage, which allows satisfying at least one of the above requirements associated with methods for manufacturing box-shaped monolithic structures made of composite materials of a known type.

В соответствии с настоящим изобретением, эта цель достигается в способе изготовления коробчатой монолитной конструкции из композитного материала для фюзеляжа летательного аппарата, заявленном в п. 1 формулы изобретения.In accordance with the present invention, this objective is achieved in a method for manufacturing a box-shaped monolithic structure from a composite material for an aircraft fuselage, as claimed in paragraph 1 of the formula of the invention.

Еще одна цель настоящего изобретения - изготовление коробчатой монолитной конструкции из композитного материала для фюзеляжа летательного аппарата, имеющей высокое качество отделки поверхностей и удовлетворяющей указанные выше требования.Another object of the present invention is to manufacture a box-shaped monolithic structure made of composite material for an aircraft fuselage that has a high quality surface finish and satisfies the above requirements.

В соответствии с настоящим изобретением, эта цель достигается коробчатой монолитной конструкцией из композитного материала для фюзеляжа летательного аппарата, заявленной в п. 9 формулы изобретения.In accordance with the present invention, this objective is achieved by a box-shaped monolithic structure made of composite material for the fuselage of an aircraft, as claimed in paragraph 9 of the claims.

КРАТКОЕ ОПИСАНИЕ ЧЕРТЕЖЕЙBRIEF DESCRIPTION OF DRAWINGS

Для лучшего понимания настоящего изобретения ниже исключительно в качестве не ограничивающего его примера описан предпочтительный вариант его осуществления со ссылками на прилагаемые чертежи, на которых:For a better understanding of the present invention, a preferred embodiment of the invention is described below, solely as a non-limiting example, with reference to the accompanying drawings, in which:

- фиг. 1 - это вид в перспективе хвостовой части летательного аппарата, внутри которой установлена коробчатая монолитная конструкция из композитного материала, изготовленная в соответствии с принципами настоящего изобретения;- Fig. 1 is a perspective view of the tail section of an aircraft, inside which a box-shaped monolithic structure made of composite material is installed, manufactured in accordance with the principles of the present invention;

- фиг. 2 отображает вид в перспективе, в увеличенном масштабе, с удаленными для ясности частями коробчатой монолитной конструкции на фиг. 1;- Fig. 2 shows a perspective view, on an enlarged scale, with parts of the box-shaped monolithic structure in Fig. 1 removed for clarity;

- фиг. 3 - это вид в перспективе вспомогательного инструмента в последовательных этапах во время процедуры ламинирования части лонжерона конструкции на фиг. 1 и 2;- Fig. 3 is a perspective view of the auxiliary tool in successive stages during the lamination procedure of the side member portion of the structure in Figs. 1 and 2;

- фиг. 4 - развернутый вид в перспективе с уменьшенным масштабом целого ряда вспомогательных инструментов, показанных на фиг. 3, во время сборки множества лонжеронов конструкции, отображенной на фиг. 1 и 2;- Fig. 4 is a detailed perspective view with a reduced scale of a number of auxiliary tools shown in Fig. 3 during the assembly of a plurality of side members of the structure shown in Figs. 1 and 2;

- фиг. 5 - развернутый вид в перспективе формы для формования, которая используется для изготовления конструкции, показанной на фиг. 1 и 2 и в которую для этой цели планируется установить целый ряд вспомогательных инструментов, показанных на фиг. 3; и- Fig. 5 is an expanded perspective view of a mold used to produce the structure shown in Fig. 1 and 2 and in which a number of auxiliary tools shown in Fig. 3 are planned to be installed for this purpose; and

- фиг. 6 и 7 представляют собой виды в перспективе с увеличенным масштабом формы для формования по фиг. 5 во время последовательных этапов способа изготовления конструкции по фиг. 1 и 2.- Fig. 6 and 7 are perspective views on an enlarged scale of the mould for forming according to Fig. 5 during successive stages of the method for producing the structure according to Fig. 1 and 2.

ПОДРОБНОЕ ОПИСАНИЕDETAILED DESCRIPTION

Со ссылкой на фиг. 1 и 2 позиция 1 в целом обозначает коробчатую монолитную конструкцию из композитного материала для фюзеляжа летательного аппарата, в частности для горизонтального стабилизатора 2 фюзеляжа 3 самолета, например самолета 4.With reference to Fig. 1 and 2, position 1 generally denotes a box-shaped monolithic structure made of composite material for the fuselage of an aircraft, in particular for a horizontal stabilizer 2 of a fuselage 3 of an aircraft, for example an aircraft 4.

Конструкция 1 (фиг. 2), по существу, содержит:Construction 1 (Fig. 2) essentially contains:

- верхнюю стенку 5;- top wall 5;

- нижнюю стенку 6, обращенную, вдоль своей поверхности с большей протяженностью, к поверхности с большей протяженностью верхней стенки 5 и расположенную на ненулевом расстоянии от последней; и- a lower wall 6 facing, along its surface with greater extension, towards the surface with greater extension of the upper wall 5 and located at a non-zero distance from the latter; and

- множество соединительных элементов или лонжеронов 7, продолжающихся между верхней 5 и нижней 6 стенками и ограничивающих их, ряд удлиненных полостей 8 на вышеупомянутой верхней 5 и нижней 6 стенке, каждые из которых продолжаются между соответствующими передними и задними отверстиями 9 (на фиг. 2 видны только передние отверстия), расположенными в поперечных по отношению к самим стенкам 5, 6 плоскостях и лонжеронам 7.- a plurality of connecting elements or side members 7, continuing between the upper 5 and lower 6 walls and limiting them, a number of elongated cavities 8 on the above-mentioned upper 5 and lower 6 wall, each of which continues between the corresponding front and rear openings 9 (only the front openings are visible in Fig. 2), located in planes transverse with respect to the walls 5, 6 themselves and the side members 7.

Верхняя 5 и нижняя 6 стенки в показанном примере приблизительно параллельны друг другу. В возможном альтернативном не показанном варианте верхняя 5 и нижняя 6 стенки также могут немного сходиться в направлении передних или задних отверстий 9.The upper 5 and lower 6 walls in the example shown are approximately parallel to each other. In a possible alternative embodiment not shown, the upper 5 and lower 6 walls may also converge slightly in the direction of the front or rear openings 9.

Лонжероны 7 представлены перегородками, которые, по существу, перпендикулярны или, в более общем случае, поперечны по отношению к верхней 5 и нижней 6 стенкам и удлинены в продольном направлении, по существу, параллельно верхней 5 и нижней 6 стенкам.The spars 7 are represented by partitions which are essentially perpendicular or, more generally, transverse in relation to the upper 5 and lower 6 walls and are extended in the longitudinal direction, essentially parallel to the upper 5 and lower 6 walls.

Конструкция 1 изготовлена препрегом с полимерной матрицей, например термореактивной смолой, армированной волокнами, которые могут иметь различную природу, например, углеродными волокнами и/или арамидными волокнами, и/или стекловолокнами и т.д.Construction 1 is made of a prepreg with a polymer matrix, for example a thermosetting resin, reinforced with fibers, which can be of different nature, for example carbon fibers and/or aramid fibers and/or glass fibers, etc.

В качестве альтернативы конструкция 1 может также быть выполнена из матричного препрега, изготовленного из термопластичной смолы, армированного волокнами указанного выше типа.Alternatively, structure 1 may also be made from a matrix prepreg made from a thermoplastic resin reinforced with fibres of the type specified above.

В обоих случаях верхняя 5 и нижняя 6 стенки выполнены начиная с соответствующих наружных покрытий 5а, 6а (фиг. 5) вышеупомянутым армированным волокном препрегом, нанесенным на соответствующие плоские поверхности, как это будет более детально описано ниже.In both cases, the upper 5 and lower 6 walls are made starting from the corresponding outer coverings 5a, 6a (Fig. 5) with the above-mentioned fibre-reinforced prepreg applied to the corresponding flat surfaces, as will be described in more detail below.

Со ссылкой на фиг. 3 и 4 каждый лонжерон 7 изготавливается из двух фасонных стержней 11, удлиненных в указанном продольном направлении, имеет С-образные секции и состоит из тыльной стороны 12 и двух торцевых выступов 13, выступающих в поперечном направлении, по существу, перпендикулярном направлении от противоположных торцевых кромок самой тыльной стороны 12 и расположенных на одной стороне лонжерона. В частности, для формирования лонжерона 7 два фасонных стержня 11 соединяют вместе вдоль соответствующих тыльных сторон 12 так, чтобы они имели противоположные вогнутости.With reference to Fig. 3 and 4, each spar 7 is made of two shaped rods 11, extended in the said longitudinal direction, has C-shaped sections and consists of a back side 12 and two end projections 13, protruding in the transverse direction, essentially perpendicular to the direction from the opposite end edges of the rear side 12 itself and located on one side of the spar. In particular, to form the spar 7, two shaped rods 11 are connected together along the corresponding back sides 12 so that they have opposite concavities.

Предпочтительно фасонные стержни 11 в вышеупомянутом материале препрега наложены на соответствующие вспомогательные инструменты 15, удлиненные в указанном продольном направлении, которые впоследствии предназначены для удержания лонжеронов 7 в предварительно определенных положениях внутри конструкции 1 во время этапа изготовления и имеют состав на основе армирующего материала и соответствующего полимера для обеспечения перехода из жесткого состояния в гибкое упругое состояние и наоборот под влиянием нагревания и, соответственно, охлаждения, т.е. под влиянием температурного воздействия.Preferably, the shaped rods 11 in the above-mentioned prepreg material are applied to corresponding auxiliary tools 15, extended in the said longitudinal direction, which are subsequently intended to hold the side members 7 in predetermined positions inside the structure 1 during the manufacturing stage and have a composition based on a reinforcing material and a corresponding polymer to ensure a transition from a rigid state to a flexible elastic state and vice versa under the influence of heating and, accordingly, cooling, i.e. under the influence of temperature exposure.

Полимер, составляющий вспомогательные инструменты 15, предпочтительно представляет собой термореактивный или термопластичный полимер с памятью формы известного типа. Полимером может быть, например, эпоксидный полимер с памятью формы, полимер на основе цианатного эфира с памятью формы, полиуретановый полимер с памятью формы, виниловый полимер с памятью формы, полиамидный полимер с памятью формы, малеимидный полимер с памятью формы или их комбинации, включая сополимеры.The polymer constituting the auxiliary tools 15 is preferably a thermosetting or thermoplastic polymer with shape memory of a known type. The polymer can be, for example, an epoxy polymer with shape memory, a polymer based on a cyanate ester with shape memory, a polyurethane polymer with shape memory, a vinyl polymer with shape memory, a polyamide polymer with shape memory, a maleimide polymer with shape memory or combinations thereof, including copolymers.

Благодаря свойствам полимера с памятью формы вспомогательные инструменты 15 могут восстанавливать свою исходную жесткую форму, несмотря на чрезмерное многократное применение и после многочисленных циклов нагрева и охлаждения.Due to the properties of the shape memory polymer, the auxiliary tools 15 can regain their original rigid shape despite excessive repeated use and after numerous heating and cooling cycles.

Армирующий материал вспомогательных инструментов 15 включает в себя одно или несколько эластичных волокон.The reinforcing material of the auxiliary tools 15 includes one or more elastic fibers.

В частности, армирующий материал может также содержать нейлоновые волокна, волокна лайкры, полиэфирные волокна, углеродные волокна, стекловолокна, арамидные волокна, борные волокна, базальтовые волокна, полимерные волокна, рубленые волокна, сетки, трехмерные заготовки волокон, нормальные уточные ткани, саржевые ткани или другие типы тканей и их комбинации. Подходящим коммерческим примером нейлоновых волокон является нейлон, производимый компанией Invista (г. Уичито, шт. Канзас).In particular, the reinforcing material may also comprise nylon fibers, lycra fibers, polyester fibers, carbon fibers, glass fibers, aramid fibers, boron fibers, basalt fibers, polymer fibers, chopped fibers, meshes, three-dimensional fiber preforms, normal weft fabrics, twill fabrics or other types of fabrics and combinations thereof. A suitable commercial example of nylon fibers is nylon manufactured by Invista (Wichita, Kansas).

Вспомогательные инструменты 15 в некоторых вариантах осуществления могут содержать два или более различных типа армирующих материалов.The auxiliary tools 15 in some embodiments may comprise two or more different types of reinforcing materials.

Как показано на фиг. 3-7, каждый вспомогательный инструмент 15 имеет форму параллелепипеда, который удлинен в указанном продольном направлении и имеет полость в том же направлении. В частности, каждый вспомогательный инструмент 15 имеет поперечное сечение с внешним многоугольным профилем, дополняющим профиль соответствующей полости 8, которая должна формироваться в конструкции 1. В показанном примере каждый вспомогательный инструмент 15 ограничен четырьмя боковыми стенками 16, параллельными по две, при этом каждая перпендикулярна двум смежным стенкам 16.As shown in Fig. 3-7, each auxiliary tool 15 has the shape of a parallelepiped, which is extended in the indicated longitudinal direction and has a cavity in the same direction. In particular, each auxiliary tool 15 has a cross-section with an external polygonal profile, complementary to the profile of the corresponding cavity 8, which must be formed in the structure 1. In the example shown, each auxiliary tool 15 is limited by four side walls 16, parallel to two, wherein each is perpendicular to two adjacent walls 16.

Стенки 16 соединены друг с другом посредством скошенных кромок 17 и ограничивают продольную сквозную полость 18 соответствующего вспомогательного инструмента 15.The walls 16 are connected to each other by means of beveled edges 17 and limit the longitudinal through cavity 18 of the corresponding auxiliary tool 15.

Каждый фасонный стержень 11 ламинируют снаружи на трех смежных стенках 16 соответствующего вспомогательного инструмента 15 в жестком состоянии после нанесения адгезивного вещества на основе смолы (известного как «вещество, повышающее клейкость»).Each shaped rod 11 is laminated externally on three adjacent walls 16 of the corresponding auxiliary tool 15 in a rigid state after applying a resin-based adhesive substance (known as a "tackifier").

В частности, стенка 16 вспомогательного инструмента 15 в жестком состоянии полностью покрыта препрегом соответствующего фасонного стержня 11, а две другие смежные с ней стенки 16 покрыты только для заданного растяжения.In particular, the wall 16 of the auxiliary tool 15 in the rigid state is completely covered with the prepreg of the corresponding shaped rod 11, and the other two walls 16 adjacent to it are covered only for the given tension.

Таким образом, каждый вспомогательный инструмент 15 может поддерживать на противоположных сторонах два покрытых препрегом фасонных стержня 11 с С-образным профилем.In this way, each auxiliary tool 15 can support on opposite sides two prepreg-coated shaped rods 11 with a C-shaped profile.

Благодаря его жесткому состоянию на каждый вспомогательный инструмент 15 можно наносить один или несколько слоев препрега; кроме того, благодаря их составу нет необходимости правки вспомогательных инструментов 15 перед ламинированием фасонных стержней 11.Due to its rigid state, one or more layers of prepreg can be applied to each auxiliary tool 15; in addition, due to their composition, there is no need to straighten the auxiliary tools 15 before laminating the shaped rods 11.

Разместив фасонные стержни 11 на соответствующих стенках 16 каждого вспомогательного инструмента 15, последние закрывают и уплотняют во внешнем мешке (хорошо известен и не отображается), в котором затем формируют вакуум известным способом для получения уплотнения самих фасонных стержней 11.Having placed the shaped rods 11 on the corresponding walls 16 of each auxiliary tool 15, the latter are closed and sealed in an outer bag (well known and not shown), in which a vacuum is then formed in a known manner to obtain a seal of the shaped rods 11 themselves.

На этом месте, приближая или размещая в один ряд в боковом направлении друг к другу вспомогательные инструменты 15, несущие снаружи соответствующие уплотненные фасонные стержни 11, покрытые препрегом (фиг. 4), можно соединять сами фасонные стержни 11 по два вдоль соответствующих тыльных сторон 12 для формирования лонжеронов 7, которые затем удерживаются на желаемом расстоянии друг от друга с помощью вспомогательных инструментов 15.At this point, by bringing together or placing in one row in the lateral direction to each other the auxiliary tools 15, carrying on the outside the corresponding compacted shaped rods 11, covered with prepreg (Fig. 4), it is possible to connect the shaped rods 11 themselves in pairs along the corresponding back sides 12 to form the side members 7, which are then held at the desired distance from each other with the help of the auxiliary tools 15.

В частности, каждый покрытый препрегом лонжерон 7 устроен таким образом, чтобы:In particular, each prepreg-coated spar 7 is designed in such a way that:

- тыльные стороны 12 соответствующей пары фасонных стержней 11, которые ее формируют, были размещены между двумя лицевыми стенками 16 двух смежных вспомогательных инструментов 15; и- the back sides 12 of the corresponding pair of shaped rods 11 that form it were placed between two front walls 16 of two adjacent auxiliary tools 15; and

- торцевые выступы 13 каждого фасонного стержня 11 находились на соответствующих стенках 16 соответствующего вспомогательного инструмента 15, по существу, параллельно друг другу и, по существу, перпендикулярно стенке 16, которая поддерживает тыльную сторону 12 самого фасонного стержня 11.- the end projections 13 of each shaped rod 11 were located on the corresponding walls 16 of the corresponding auxiliary tool 15, essentially parallel to each other and essentially perpendicular to the wall 16 that supports the back side 12 of the shaped rod 11 itself.

Так как плоские стенки 16 каждого вспомогательного инструмента 15 соединены скошенными кромками 17, фасонные стержни 11 принимают внешнюю форму, аналогичную самим стенкам 16, на которые они уложены, а также форму скошенной кромки 17, которая их соединяет.Since the flat walls 16 of each auxiliary tool 15 are connected by beveled edges 17, the shaped rods 11 take on an external shape similar to the walls 16 themselves on which they are laid, as well as the shape of the beveled edge 17 that connects them.

Таким образом, между каждой парой смежных копланарных торцевых выступов 13 формируется углубление 19, которое имеет приблизительно клиновидное поперечное сечение. Углубления 19 заполнены соответствующими заполнительными сферами 20 препрега или нитями (фиг. 4 и 5), которые имеют профиль, дополняющий профиль самих углублений 19.Thus, between each pair of adjacent coplanar end projections 13, a recess 19 is formed, which has an approximately wedge-shaped cross-section. The recesses 19 are filled with corresponding filling spheres 20 of prepreg or threads (Figs. 4 and 5), which have a profile complementary to the profile of the recesses 19 themselves.

Сформированный таким образом узел, представленный покрытыми препрегом лонжеронами 7, вспомогательными инструментами 15, удерживающими лонжероны на месте, и заполнительными сферами 20, вставляют в форму 21 для формования, включающую в себя нижнюю пластину 22, верхнюю пластину 23 и две противоположные боковые пластины 24, соединяющие нижнюю пластину 22 и верхнюю пластину 23 (фиг. 5).The unit formed in this manner, represented by prepreg-coated spars 7, auxiliary tools 15 holding the spars in place, and filler spheres 20, is inserted into a mold 21 for molding, including a lower plate 22, an upper plate 23 and two opposite side plates 24 connecting the lower plate 22 and the upper plate 23 (Fig. 5).

В частности, форма 21 для формования полая внутри и, следовательно, имеет спереди и сзади соответствующие торцевые отверстия 25 (на фиг. 5 показано только переднее), ограниченные соответствующими передними 27 и задними 28 поверхностями рамы, определенными противоположными верхними кромками нижней, верхней и боковых пластин 22, 23, 24.In particular, the mold 21 for molding is hollow inside and, therefore, has at the front and at the back corresponding end openings 25 (only the front one is shown in Fig. 5), limited by the corresponding front 27 and rear 28 surfaces of the frame, defined by the opposite upper edges of the lower, upper and side plates 22, 23, 24.

Более подробно, на каждой из двух нижних и верхних пластин 22, 23 наносят один или несколько слоев (называемых «слоями») армированного волокнами материала препрега описанного выше типа, предназначенного для определения верхнего 5а и нижнего 6а наружных покрытий, которые после этапа отверждения будут представлять собой верхнюю 5 и нижнюю 6 стенки изготавливаемой конструкции 1.In more detail, on each of the two lower and upper plates 22, 23 one or more layers (called "layers") of fibre-reinforced prepreg material of the type described above are applied, intended to define the upper 5a and lower 6a outer coverings, which after the curing step will constitute the upper 5 and lower 6 walls of the structure 1 being manufactured.

Более точно, на каждую из нижней и верхней пластин 22, 23 заранее наносится адгезивное вещество на основе смолы (известное как «вещество, повышающее клейкость»), а затем наносятся различные слои армированного волокнами материала препрега. Это адгезивное вещество наносится по меньшей мере на части нижней и верхней пластин 22, 23, предназначенные для размещения армированного волокнами материала препрега.More specifically, a resin-based adhesive (known as a "tackifier") is applied to each of the lower and upper plates 22, 23 in advance, and then various layers of fiber-reinforced prepreg material are applied. This adhesive is applied to at least parts of the lower and upper plates 22, 23 intended to accommodate the fiber-reinforced prepreg material.

Предпочтительно, после ламинирования предварительно заданного количества слоев, например каждых четырех слоев, этап вакуумного уплотнения осуществляется путем обертывания соответствующей нижней 22 или верхней пластины 23 и препрега в герметичный мешок (хорошо известен и не показан), внутри которого известным способом формируется вакуум.Preferably, after laminating a predetermined number of layers, for example every four layers, the vacuum sealing step is carried out by wrapping the respective bottom 22 or top plate 23 and the prepreg in a sealed bag (well known and not shown), inside which a vacuum is formed in a known manner.

На этом месте предварительно сформованные лонжероны 7 и заполнительные сферы 20, удерживаемые на месте соответствующими вспомогательными инструментами 15, располагаются на нижней пластине 22 формы 21 для формования, несущей нижнее наружное покрытие 6а.At this point, the pre-formed side members 7 and the filling spheres 20, held in place by the corresponding auxiliary tools 15, are positioned on the lower plate 22 of the mould 21 for forming, which carries the lower outer covering 6a.

Затем верхняя пластина 23 формы 21 для формования, несущая нижнее наружное покрытие 5а, закрывается со стороны боковых пластин 24 самой формы 21 для формования и со стороны узла, представленного предварительно сформованными лонжеронами 7, заполнительными сферами 20 и вспомогательными инструментами 15.Then the upper plate 23 of the mold 21 for molding, bearing the lower outer covering 5a, is closed from the side of the side plates 24 of the mold 21 itself for molding and from the side of the unit represented by pre-formed side members 7, filling spheres 20 and auxiliary tools 15.

В этом состоянии (фиг. 6 и 7) вспомогательные инструменты 15 выступают с соответствующих передних и задних торцевых частей 15а (на фиг. 6 и 7 видны только передние части) из передних и задних отверстий 25 формы 21 для формования.In this state (Fig. 6 and 7), the auxiliary tools 15 protrude from the respective front and rear end portions 15a (only the front portions are visible in Fig. 6 and 7) from the front and rear openings 25 of the mold 21 for forming.

Ткань обеспечения вентиляции (хорошо известна сама по себе и не показана) и рукавный мешок 30, выступающий спереди и сзади от самого вспомогательного инструмента 15, затем устанавливаются внутрь каждого вспомогательного инструмента 15.A ventilation fabric (well known per se and not shown) and a sleeve bag 30 protruding from the front and back of the auxiliary tool 15 itself are then installed inside each auxiliary tool 15.

На каждой из передней 27 и задней 28 поверхностей рамы осевой конец 31 дополнительного внешнего рукавного мешка 32, пригодного для размещения при применении вокруг соответствующих передних 15а или задних торцевых частей 15 вспомогательных инструментов 15, уплотняется герметиком.On each of the front 27 and rear 28 surfaces of the frame, the axial end 31 of the additional outer sleeve bag 32, suitable for placement during use around the corresponding front 15a or rear end parts 15 of the auxiliary tools 15, is sealed with a sealant.

На этом месте концы рукавных мешков 30, выступающих впереди соответствующих вспомогательных инструментов 15, уплотняются герметиком к осевому концу 33 соответствующего внешнего рукавного мешка 32, противоположного осевому концу 31; аналогичная операция уплотнения выполняется между соответствующим внешним рукавным мешком 32, уплотненным в задней части формы 21 для формования, и концами рукавных мешков 30, выступающими сзади соответствующих вспомогательных инструментов 15.At this point, the ends of the sleeve bags 30 projecting in front of the corresponding auxiliary tools 15 are sealed with a sealant to the axial end 33 of the corresponding outer sleeve bag 32 opposite the axial end 31; a similar sealing operation is performed between the corresponding outer sleeve bag 32 sealed in the rear part of the mold 21 for molding, and the ends of the sleeve bags 30 projecting behind the corresponding auxiliary tools 15.

Затем все концы смежных рукавных мешков 30 закрываются и уплотняются вместе.Then all ends of adjacent sleeve bags 30 are closed and sealed together.

Таким образом, формируются так называемые мешки-конверты, передняя и задняя часть, каждая из которых обозначена ссылочным номером 35.In this way, so-called envelope bags are formed, the front and back parts, each of which is designated by the reference number 35.

Изготовленная таким образом форма 21 для формования вместе со вспомогательными инструментами 15, верхними и нижними наружными покрытиями 5а, 6а, лонжеронами 7, заполнительными сферами 20 и мешками-конвертами 35 подается в автоклав для выполнения операции отверждения в условиях заданных значений давления и температуры (например, для эпоксидных смол температура отверждения составляет около 180 С, а давление отверждения находится в диапазоне 6-7 бар).The mold 21 produced in this manner for molding together with the auxiliary tools 15, the upper and lower outer coverings 5a, 6a, the spars 7, the filling spheres 20 and the envelope bags 35 is fed into an autoclave to perform the curing operation under conditions of specified pressure and temperature values (for example, for epoxy resins the curing temperature is about 180 C, and the curing pressure is in the range of 6-7 bar).

На этапе отверждения стенки 16 вспомогательных инструментов 15 в связи с температурным воздействием переходят из жесткого состояния в гибкое эластичное состояние. Фактически вспомогательные инструменты 15 выполнены для достижения гибкого эластичного состояния при температуре ниже температуры отверждения и выше 50 С.Давление отверждения действует и снаружи формируемой конструкции 1, и внутри вспомогательных инструментов 15, и, следовательно, внутри полостей 8 самой конструкции 1 через рукавные мешки 30, которые, таким образом, давят на стенки 16, которые становятся гибкими в связи с изменением состояния. В результате давления отверждения стенки 16 затем равномерно давят на полимеризующийся материал препрега.During the curing stage, the walls 16 of the auxiliary tools 15 change from a rigid state to a flexible elastic state due to the temperature effect. In fact, the auxiliary tools 15 are designed to achieve a flexible elastic state at a temperature below the curing temperature and above 50 C. The curing pressure acts both outside the structure 1 being formed and inside the auxiliary tools 15, and therefore inside the cavities 8 of the structure 1 itself through the sleeve bags 30, which thus press on the walls 16, which become flexible due to the change in state. As a result of the curing pressure, the walls 16 then press uniformly on the polymerizing prepreg material.

После завершения этапа отверждения вспомогательные инструменты 15 повторно нагревают для перехода в гибкое эластичное состояние для обеспечения их извлечения из полостей 8 только что сформованной конструкции 1.After completion of the curing stage, the auxiliary tools 15 are reheated to transition to a flexible elastic state to ensure their removal from the cavities 8 of the newly formed structure 1.

В результате описанного выше способа и, в частности, применения вспомогательных инструментов 15, которые переходят из жесткого состояния в гибкое эластичное состояние во время операции отверждения, существует возможность получения конструкции 1, имеющей на всех поверхностях, находящихся между верхней стенкой 5 и нижней стенкой 6, шероховатость поверхности со средним значением, меньшим или равным 2 микронам.As a result of the above-described method and, in particular, the use of auxiliary tools 15, which change from a rigid state to a flexible elastic state during the curing operation, it is possible to obtain a structure 1 having, on all surfaces located between the upper wall 5 and the lower wall 6, a surface roughness with an average value less than or equal to 2 microns.

Этот результат особенно важен, поскольку он позволяет получить гладкие поверхности на конструкции 1, обеспечивающие точный и стабильный упор для соединения устройств или других конструкций фюзеляжа 3 самолета 4.This result is particularly important since it allows obtaining smooth surfaces on the structure 1, providing an accurate and stable stop for connecting devices or other structures of the fuselage 3 of the aircraft 4.

Описанный способ проще и производительнее известных, поскольку фасонные стержни 11 ламинируются непосредственно на вспомогательных инструментах 15, а не на специальных инструментах для предварительного формования, а затем переносятся на вспомогательные инструменты. Кроме того, нет необходимости извлекать вспомогательные инструменты 15 перед этапом отверждения, поскольку эти инструменты обеспечивают достижение гибкого эластичного состояния во время процедуры отверждения, таким образом обеспечивая равномерное давление на материал препрега.The described method is simpler and more productive than the known ones, since the shaped rods 11 are laminated directly on the auxiliary tools 15, and not on special tools for preliminary molding, and then transferred to the auxiliary tools. In addition, there is no need to remove the auxiliary tools 15 before the curing stage, since these tools ensure that a flexible elastic state is achieved during the curing procedure, thus ensuring uniform pressure on the prepreg material.

Понятно, что в описанные и проиллюстрированные здесь способ и конструкцию 1 могут быть внесены изменения, не выходящие тем не менее за пределы объема защиты, определенные формулой изобретения.It is clear that changes may be made to the method and design 1 described and illustrated here, without, however, going beyond the scope of protection defined by the claims.

Claims (31)

1. Способ изготовления коробчатой монолитной конструкции (1) для фюзеляжей (3a) и крыльев (3b) летательного аппарата (4) с применением армированного волокном материала препрега с полимерной матрицей, содержащей1. A method for manufacturing a box-shaped monolithic structure (1) for fuselages (3a) and wings (3b) of an aircraft (4) using a fiber-reinforced prepreg material with a polymer matrix containing - верхнюю стенку (5);- the top wall (5); - нижнюю стенку (6), обращенную к упомянутой верхней стенке (5) и расположенную на расстоянии от верхней стенки (5); и- a lower wall (6) facing the said upper wall (5) and located at a distance from the upper wall (5); and - по меньшей мере один соединительный элемент (7), проходящий поперечно между упомянутыми верхней (5) и нижней (6) стенками, соединенный с ними и ограничивающий соответствующие удлиненные полости (8) верхней (5) и нижней (6) стенок;- at least one connecting element (7) extending transversely between the said upper (5) and lower (6) walls, connected to them and delimiting the corresponding elongated cavities (8) of the upper (5) and lower (6) walls; при этом способ включает этапыthe method includes the steps a) получение по меньшей мере двух удлиненных вспомогательных инструментов (15), каждый из которых имеет поперечное сечение с внешним многоугольным профилем, дополняющим профиль полостей (8), формируемых в упомянутой конструкции (1);a) obtaining at least two elongated auxiliary tools (15), each of which has a cross-section with an external polygonal profile complementary to the profile of the cavities (8) formed in the said structure (1); b) размещение снаружи на трех смежных стенках (16) каждого вспомогательного инструмента (15) удлиненного фасонного стержня (11), выполненного из упомянутого материала препрега, имеющего С-образное поперечное сечение и имеющего тыльную сторону (12) и два торцевых выступа (13), выступающих в поперечном направлении из упомянутой тыльной стороны (12) и расположенных на той же тыльной стороне(12);b) placing on the outside, on three adjacent walls (16) of each auxiliary tool (15), an elongated shaped rod (11), made of the said prepreg material, having a C-shaped cross-section and having a back side (12) and two end projections (13) protruding in the transverse direction from the said back side (12) and located on the same back side (12); c) соединение указанных фасонных стержней (11) вдоль соответствующих тыльных сторон (12) с размещением в ряд указанных вспомогательных инструментов (15) так, что сами фасонные стержни (11) имеют противоположные вогнутости;c) connecting the said shaped rods (11) along the corresponding back sides (12) with the placement of the said auxiliary tools (15) in a row so that the shaped rods (11) themselves have opposite concavities; d) нанесение одного или нескольких слоев упомянутого материала препрега на нижней пластине (22) формы (21) для формования и создания нижнего наружного покрытия (6a), посредством которого формируют упомянутую нижнюю стенку (6) упомянутой конструкции (1);d) applying one or more layers of said prepreg material on the bottom plate (22) of the mould (21) for forming and creating a bottom outer covering (6a), by means of which said bottom wall (6) of said structure (1) is formed; e) вставку образованного упомянутыми вспомогательными инструментами (15) и упомянутыми фасонными стержнями (11) узла на этапе c) на упомянутое нижнее наружное покрытие (6a), удерживаемое упомянутой нижней стенкой (6) упомянутой формы (21) для формования, и между соответствующими боковыми пластинами (24), ограничивающими саму форму (21) для формования; при этом упомянутые фасонные стержни (11) выполнены с соответствующими торцевыми выступами (13), копланарными в контакте с упомянутым нижним наружным покрытием (6а);e) inserting the assembly formed by said auxiliary tools (15) and said shaped rods (11) in step c) onto said lower outer covering (6a) supported by said lower wall (6) of said mould (21) for moulding, and between the corresponding side plates (24) limiting the mould (21) itself for moulding; wherein said shaped rods (11) are provided with corresponding end projections (13) coplanar in contact with said lower outer covering (6a); f) нанесение одного или нескольких слоев упомянутого предварительно пропитанного материала на верхнюю пластину (23) упомянутой формы (21) для формования и создания верхнего наружного покрытия (5a), посредством которого формируют упомянутую верхнюю стенку (5) упомянутой конструкции (1);f) applying one or more layers of said pre-impregnated material to the top plate (23) of said mould (21) to form and create an upper outer covering (5a) by means of which said upper wall (5) of said structure (1) is formed; g) установку упомянутой верхней пластины (23) на упомянутые боковые пластины (24) упомянутой формы (21) для формования в положении, обращенном к упомянутой нижней пластине (22), так, чтобы указанное верхнее наружное покрытие (5а) находилось в контакте с торцевыми выступами (13) упомянутых фасонных стержней (11), противоположных торцевым выступам (13), контактирующим с нижним наружным покрытием (6а);g) placing said upper plate (23) on said side plates (24) of said mould (21) for moulding in a position facing said lower plate (22), so that said upper outer covering (5a) is in contact with the end projections (13) of said shaped rods (11) opposite the end projections (13) in contact with the lower outer covering (6a); h) перенос в автоклав подготовленной таким образом и заполненной верхним и нижним наружными покрытиями (5а, 6а) и фасонными стержнями (11) формы (21) для формования для отверждения при заданных параметрах температуры и давления отверждения;h) transferring the mould (21) prepared in this way and filled with the upper and lower outer coatings (5a, 6a) and shaped rods (11) into an autoclave for curing at the specified parameters of temperature and curing pressure; отличающийся тем, чтоcharacterized in that - упомянутые вспомогательные инструменты (15) являются полыми внутри и имеют композицию на основе армирующего материала и полимера, подходящую для перехода из жесткого состояния в гибкое эластичное состояние и, наоборот, при нагревании и, соответственно, охлаждении;- the said auxiliary tools (15) are hollow inside and have a composition based on a reinforcing material and a polymer, suitable for transition from a rigid state to a flexible elastic state and vice versa, upon heating and, accordingly, cooling; - упомянутые вспомогательные инструменты (15) выполнены с возможностью достижения гибкого эластичного состояния при температуре ниже температуры отверждения и выше 50°C;- the said auxiliary tools (15) are designed with the possibility of achieving a flexible elastic state at a temperature below the curing temperature and above 50°C; - этап b) осуществляют посредством нанесения упомянутого препрега непосредственно на внешнюю поверхность стенок (16) упомянутых вспомогательных инструментов (15) в жестком состоянии; и- step b) is carried out by applying said prepreg directly to the outer surface of the walls (16) of said auxiliary tools (15) in a rigid state; and - на этапе h) давление отверждения прикладывают и внутри формы (21) для формования, и внутри упомянутых вспомогательных инструментов (15), стенки (16) которых становятся гибкими за счет перехода из жесткого состояния в гибкое эластичное состояние, прижимаются самим давлением отверждения и прилипают к упомянутым фасонным стержням (11) и к упомянутой нижнему (6а) и верхнему (5а) наружным покрытиям.- in step h) the curing pressure is applied both inside the mould (21) for forming and inside the said auxiliary tools (15), the walls (16) of which become flexible due to the transition from a rigid state to a flexible elastic state, are pressed by the curing pressure itself and adhere to the said shaped rods (11) and to the said lower (6a) and upper (5a) outer coverings. 2. Способ по п. 1, отличающийся тем, что он дополнительно включает перед этапом h) этапы2. The method according to paragraph 1, characterized in that it additionally includes, before step h), the steps i) вставки внутрь каждого вспомогательного инструмента (15) по меньшей мере одного рукавного мешка (30), выступающего из соответствующих противоположных передних и задних торцевых частей (15а) самого вспомогательного инструмента (15);i) inserting into each auxiliary tool (15) at least one sleeve bag (30) protruding from the respective opposite front and rear end portions (15a) of the auxiliary tool (15) itself; l) уплотнения на каждом противоположном переднем и заднем конце (27, 28) формы (21) для формования первого осевого конца (31) соответствующего внешнего рукавного мешка (32), подходящего для размещения и применения вокруг соответствующей передней или задней торцевой части (15а) вспомогательных инструментов (15), выступающих из самой формы (21) для формования; иl) seals at each opposite front and rear end (27, 28) of the mould (21) for moulding the first axial end (31) of a corresponding outer sleeve bag (32) suitable for receiving and applying around the corresponding front or rear end portion (15a) of auxiliary tools (15) protruding from the mould (21) itself for moulding; and m) уплотнения смежных концов рукавных мешков (30), выступающих от соответствующих вспомогательных инструментов (15), друг к другу и к соответствующим вторым осевым концам (33) соответствующих внешних рукавных мешков (32), противоположных первым осевым концам (31);m) sealing the adjacent ends of the sleeve bags (30) protruding from the respective auxiliary tools (15) to each other and to the respective second axial ends (33) of the respective outer sleeve bags (32) opposite the first axial ends (31); при этом упомянутое давление отверждения прикладывают внутри указанных рукавных мешков (30).wherein said curing pressure is applied inside said sleeve bags (30). 3. Способ по п. 1 или 2, отличающийся тем, что этапу b) предшествует этап n) нанесения первого адгезивного вещества на основе смолы по меньшей мере на части стенок (16) вспомогательных инструментов (15) в жестком состоянии для получения упомянутого материала препрега.3. The method according to claim 1 or 2, characterized in that step b) is preceded by step n) of applying a first resin-based adhesive substance to at least parts of the walls (16) of the auxiliary tools (15) in a rigid state to obtain the said prepreg material. 4. Способ по любому из предшествующих пунктов, отличающийся тем, что этапам d) и f) предшествует этап o) нанесения второго адгезивного вещества на основе смолы по меньшей мере на часть упомянутых нижней (22) и верхней (23) пластин формы (21) для формования, и приема упомянутого материала препрега.4. A method according to any one of the preceding claims, characterized in that steps d) and f) are preceded by a step o) of applying a second resin-based adhesive substance to at least part of said lower (22) and upper (23) plates of the mold (21) for molding, and receiving said prepreg material. 5. Способ по любому из предшествующих пунктов, отличающийся тем, что полимер упомянутых вспомогательных инструментов (15) представляет собой термореактивный или термопластичный полимер с памятью формы.5. A method according to any of the preceding claims, characterized in that the polymer of said auxiliary tools (15) is a thermosetting or thermoplastic polymer with shape memory. 6. Способ по любому из предшествующих пунктов, отличающийся тем, что армирующий материал упомянутых вспомогательных инструментов (15) содержит одно эластичное волокно или несколько эластичных волокон.6. A method according to any of the preceding claims, characterized in that the reinforcing material of the said auxiliary tools (15) contains one elastic fiber or several elastic fibers. 7. Способ по любому из предшествующих пунктов, отличающийся тем, что формируют по меньшей мере два соединительных элемента (7), на упомянутом этапе7. A method according to any of the preceding claims, characterized in that at least two connecting elements (7) are formed at said stage а) предусматривают по меньшей мере три упомянутых удлиненных вспомогательных инструмента (15); и на упомянутом этапе b) на стенках (16) по меньшей мере одного из упомянутых вспомогательных инструментов (15) два упомянутых фасонных стержня (11) ламинируют непосредственно на противоположных сторонах.a) at least three said elongated auxiliary tools (15) are provided; and at said step b) on the walls (16) of at least one of said auxiliary tools (15) two said shaped rods (11) are laminated directly on opposite sides. 8. Способ по любому из предшествующих пунктов, отличающийся тем, что он дополнительно включает после этапа h), этап p) нагревания вспомогательных инструментов (15) для приведения их в гибкое эластичное состояние и их извлечения из соответствующих полостей (8) сформованной конструкции (1).8. A method according to any of the preceding claims, characterized in that it additionally comprises, after step h), step p), heating the auxiliary tools (15) to bring them into a flexible elastic state and to remove them from the corresponding cavities (8) of the molded structure (1). 9. Коробчатая монолитная конструкция (1) для фюзеляжей (3a) и крыльев (3b) летательного аппарата (4), изготовленная способом по любому из предшествующих пунктов, отличающаяся тем, что на всех поверхностях, находящихся между упомянутой верхней стенкой (5) и упомянутой нижней стенкой (6), среднее значение шероховатости поверхности, меньше или равно 2 микронам.9. A box-shaped monolithic structure (1) for fuselages (3a) and wings (3b) of an aircraft (4), manufactured by the method according to any of the preceding claims, characterized in that on all surfaces located between said upper wall (5) and said lower wall (6), the average value of surface roughness is less than or equal to 2 microns.
RU2021104565A 2020-02-26 2021-02-24 Box-like monolithic structure from composite material for aircraft fuselages and wings and method of making said structure RU2829526C2 (en)

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
IT102020000003976 2020-02-26

Publications (2)

Publication Number Publication Date
RU2021104565A RU2021104565A (en) 2022-08-24
RU2829526C2 true RU2829526C2 (en) 2024-10-31

Family

ID=

Citations (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
SU207789A1 (en) * Н. И. Климов DEVICE FOR THE MANUFACTURE OF THIN WALLS SPATIAL ARMOCEMENT STRUCTURES
EP0582160A1 (en) * 1992-08-03 1994-02-09 FINMECCANICA S.p.A., RAMO AZIENDALE ALENIA System for the manufacturing of carbon fibre structures and relevant manufacturing process, suitable for aeronautic applications
RU2466871C2 (en) * 2008-04-15 2012-11-20 Эирбус Операсьон Гмбх Manufacturing method of core structure equipped with protective layer on both sides, as well as core structure itself
RU2505453C2 (en) * 2008-05-16 2014-01-27 Эйрбас Оперейшнз, С.Л. Integral aircraft airframe from composite
WO2014184814A1 (en) * 2013-05-17 2014-11-20 Alenia Aermacchi S.P.A A method of manufacturing a single piece multi-spar box of composite material in a closed mould

Patent Citations (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
SU207789A1 (en) * Н. И. Климов DEVICE FOR THE MANUFACTURE OF THIN WALLS SPATIAL ARMOCEMENT STRUCTURES
EP0582160A1 (en) * 1992-08-03 1994-02-09 FINMECCANICA S.p.A., RAMO AZIENDALE ALENIA System for the manufacturing of carbon fibre structures and relevant manufacturing process, suitable for aeronautic applications
RU2466871C2 (en) * 2008-04-15 2012-11-20 Эирбус Операсьон Гмбх Manufacturing method of core structure equipped with protective layer on both sides, as well as core structure itself
RU2505453C2 (en) * 2008-05-16 2014-01-27 Эйрбас Оперейшнз, С.Л. Integral aircraft airframe from composite
WO2014184814A1 (en) * 2013-05-17 2014-11-20 Alenia Aermacchi S.P.A A method of manufacturing a single piece multi-spar box of composite material in a closed mould

Similar Documents

Publication Publication Date Title
US5368807A (en) Method for vacuum bag molding fiber reinforced resin matrix composites
US3962393A (en) Method for making a hollow laminated article
US4397048A (en) Reinforced plastics artificial limb component and method for making same
EP2886311A1 (en) Three-dimensional reuseable curing caul for use in curing integrated composite components and methods of making the same
CA1247318A (en) Method of forming a fiber reinforced composite article of complex configuration
US12006041B2 (en) Box-shaped monolithic structure in composite material for fuselages and wings of aircraft and method for manufacturing said structure
WO1995020104A1 (en) Fabrication of aerodynamic profiles
RU2484319C1 (en) Method to manufacture drawbar from composite material
CN108688200A (en) Method and shaping jig for the mould component for manufacturing proximate matter reinforcing
RU2829526C2 (en) Box-like monolithic structure from composite material for aircraft fuselages and wings and method of making said structure
US20240067359A1 (en) Method of manufacturing monolithic structure in composite material for wings or empennages of aircraft
EP1109657B2 (en) Method for producing closed composite structures and moulding apparatus to be used by the method
CN110914046B (en) Multi-stage resin delivery
WO1996007534A1 (en) Two-stage co-cure method for fabricating a composite article
JPH02155633A (en) Preparation of truss structure made of fiber reinforced plastic
CN106976253A (en) A kind of many beam box section co-curing moulding process of composite
CN113001834A (en) Recyclable core mold for molding composite material part with complex structure
EP4122682A1 (en) Method of manufacturing a composite box structure
RU2021104565A (en) BOX-SHAPED MONOLITHIC STRUCTURE FROM COMPOSITE MATERIAL FOR AIRCRAFT FUSELAGES AND WINGS AND METHOD OF MANUFACTURING THE SPECIFIED STRUCTURE
US20240375366A1 (en) Method for manufacturing a box-shaped structure in composite material for aircraft
CN107150420A (en) A kind of composite many beam box section co-curing shaping beam mould assembly forming frock and manufacture crafts
KR102324411B1 (en) Method for making torsion box having assembled multi-spars and the torsion box made by the method
CN117734217A (en) Co-cementing and co-curing integral forming method for unmanned aerial vehicle composite material fuselage
CN106976252A (en) A kind of composite many beam box section co-curing shaping beam mould component locating support and packaging technologies
CN118927662A (en) Method for producing a box-shaped structure for an aircraft from a composite material