RU2329183C1 - Installation method of airplane wing console - Google Patents

Abstract

FIELD: building, transportation.

SUBSTANCE: method includes jointing a basic structure, consisting of a wing rib and a longeron, the boards of which have holes, to the upper and lower fiberglass panels by means of gluing in and riveting the basic structure, firstly, in the upper fiberglass panel, and then, gluing in and riveting the produced structure in the lower fiberglass panel, with simultaneous glued jointing of the fiberglass panels along the front and rare edges. Before gluing in and riveting, the jointed surfaces are preliminary processed. Gluing in and riveting the basic structure in the upper fiberglass panel is made simultaneously, by applying adhesive compound in the form of a braid through a dosing device on the external surface of the wing rib boards and longeron. Then, regular pressing of the glued surfaces is made. During this process, an adhesive compound, through the holes in the boards, creates glue rivets on the inner surface of the boards and glue chamfers adjusting to the boards. After that, the adhesive compound is solidified. Then, likewise produced structure is jointed to the lower fiberglass panel along the front and rare edges; the latter is preliminary processed. The edges are jointed by means of a similar glue compound.

EFFECT: improved durability of airplane wing; improved joint strength.

3 dwg

Description

Изобретение относится к области самолетостроения и может быть использовано для сборки консоли крыла легких самолетов - высокопланов, предназначенных для учебных и тренировочных полетов, для авиатуризма, для химической обработки посевных площадей, патрулирования, аэросъемки и др. полетов.The invention relates to the field of aircraft construction and can be used to assemble the wing console of light aircraft — high-wing planes intended for training and training flights, for air tourism, for chemical treatment of sown areas, patrolling, aerial photography, and other flights.

Крыло самолета обычно представляет собой конструкцию из лонжеронов и нервюр, соединенную с обшивкой крыла металлическими заклепками или винтами.The wing of an aircraft is usually a spar and rib structure connected to the wing skin with metal rivets or screws.

Известен способ сборки агрегатов летательного аппарата, включающий соединение силового каркаса, т.е. набора силовых элементов (лонжеронов, нервюр) с панелями (обшивкой) путем сверления отверстий под металлические заклепки и последующей клепки силового каркаса с панелями (патент РФ №2179136, B64F 5/00, 2002 г./.A known method of assembling aircraft assemblies, including connecting the power frame, i.e. a set of power elements (spars, ribs) with panels (casing) by drilling holes for metal rivets and subsequent riveting of the power frame with panels (RF patent No. 2179136, B64F 5/00, 2002 /.

Известен способ выполнения операций по сборке на раме крыла и/или обшивке самолета, предназначенный для сборки крыла самолета, включающий крепление силового каркаса (рамы крыла), состоящего из лонжеронов и нервюр, к верхней и нижней обшивке крыла посредством крепежных изделий в виде винтов (патент РФ №2230687, B64F 5/00, 2004 г.).A known method of performing assembly operations on the wing frame and / or skin of the aircraft, designed to assemble the wing of the aircraft, comprising mounting a power frame (wing frame), consisting of spars and ribs, to the upper and lower wing skin by means of fasteners in the form of screws (patent RF No. 2230687, B64F 5/00, 2004).

Недостатком известных технических решений является соединение силового каркаса крыла с панелями большим количеством крепежных изделий, требующих подготовки отверстий и постановки крепежа, что увеличивает трудоемкость сборочных работ.A disadvantage of the known technical solutions is the connection of the power frame of the wing with the panels with a large number of fasteners requiring the preparation of holes and setting the fasteners, which increases the complexity of assembly work.

Наиболее близким к заявляемому относится способ сборки консоли крыла самолета, включающий соединение силового каркаса, состоящего из нервюр крыла и лонжерона, полки которых имеют отверстия, с верхней и нижней стеклопластиковыми панелями путем вклейки и клепки силового каркаса сначала в верхнюю стеклопластиковую панель, затем вклейки и клепки полученной конструкции в нижнюю стеклопластиковую панель с одновременным клеевым смыканием стеклопластиковых панелей по передней и задней кромкам (технологический процесс сборки консоли крыла серийного самолета «Элитар-Сигма», Самара, 2003 г.).Closest to the claimed one relates to a method of assembling an aircraft wing console comprising connecting a power frame consisting of wing ribs and a spar, the shelves of which have holes, with upper and lower fiberglass panels by gluing and riveting the power frame first into the upper fiberglass panel, then gluing and riveting the resulting design into the lower fiberglass panel with simultaneous adhesive closing of the fiberglass panels along the front and rear edges (the technological process of assembling the wing console The serial aircraft "Elitar Sigma", Samara, 2003).

Недостатком прототипа является клепанно-клеевое соединение металлического силового каркаса со стеклопластиковыми панелями, при котором используют металлические заклепки, а в качестве клея используют клей на основе эпоксидианового связующего. При таком соединении необходимо сверлить и зенковать отверстия под головки заклепок непосредственно в стеклопластике, что чревато образованием в последнем микротрещин, ведущих материал к разрушению. Используемый клей не обладает достаточно прочностными свойствами, не устойчив к вибрации и т.д. Кроме того, данное соединение достаточно трудоемкое в исполнении, поскольку требует дополнительных операций: сверления и зенковки отверстий, процесса клепки, обрезки и зачистки заклепок и пр.The disadvantage of the prototype is the riveted-glue connection of the metal power frame with fiberglass panels, which use metal rivets, and as glue use glue based on an epoxy binder. With this connection, it is necessary to drill and countersink the holes for the rivet heads directly in fiberglass, which is fraught with the formation of microcracks in the latter, leading to destruction of the material. The adhesive used does not have sufficient strength properties, is not resistant to vibration, etc. In addition, this connection is quite time-consuming to perform, as it requires additional operations: drilling and countersinking holes, the process of riveting, trimming and stripping rivets, etc.

Задачей настоящего изобретения является устранение недостатков прототипа.The present invention is to eliminate the disadvantages of the prototype.

Поставленная задача решается за счет того, что в способе сборки консоли крыла самолета, включающем соединение силового каркаса, состоящего из нервюр крыла и лонжерона, полки которых имеют отверстия, с верхней и нижней стеклопластиковыми панелями путем вклейки и клепки силового каркаса сначала в верхнюю стеклопластиковую панель, затем вклейки и клепки полученной конструкции в нижнюю стеклопластиковую панель с одновременным клеевым смыканием стеклопластиковых панелей по передней и задней кромкам, перед вклейкой и клепкой соединяемые поверхности одновременно подвергают предварительной обработке, вклейку и клепку силового каркаса в верхнюю стеклопластиковую панель производят одновременно путем нанесения клеевого состава в виде жгута через дозирующее приспособление на наружную поверхность полок нервюр крыла и лонжерона, затем обеспечивают равномерную запрессовку склеиваемых поверхностей, в процессе которой клеевой состав через отверстия в полках образует клеевые заклепки на внутренней поверхности полок и примыкающие к полкам клеевые фаски, после чего клеевой состав отверждают, потом аналогичным образом соединяют полученную конструкцию с нижней стеклопластиковой панелью, при этом перед смыканием стеклопластиковых панелей по передней и задней кромкам последние подвергают также предварительной обработке, а смыкание кромок осуществляют с использованием аналогичного клеевого состава.The problem is solved due to the fact that in the method of assembling an aircraft wing console, comprising connecting a power frame consisting of wing ribs and a spar, the shelves of which have openings, with upper and lower fiberglass panels by gluing and riveting the power frame first into the upper fiberglass panel, then gluing and riveting the resulting design into the lower fiberglass panel with simultaneous adhesive closing of the fiberglass panels along the front and rear edges, before gluing and riveting are joined the surfaces are pretreated at the same time, gluing and riveting the power frame into the upper fiberglass panel is carried out simultaneously by applying the adhesive composition in the form of a bundle through a dosing device to the outer surface of the shelves of the wing ribs and the spar, then they provide uniform pressing of the surfaces to be glued, during which the adhesive composition through the holes in the shelves forms glue rivets on the inner surface of the shelves and adjacent to the shelves glue chamfers, after which the glue They are cured, then the obtained structure is similarly connected to the lower fiberglass panel, while before closing the fiberglass panels along the front and rear edges, the latter are also pretreated, and the edges are closed using the same adhesive composition.

Технический результат достигается за счет замены клепанно-клеевого соединения металлического силового каркаса со стеклопластиковыми панелями на полностью клеевое. При этом стеклопластиковые панели не подвергаются сверлению, зенковке и механической клепке, что позволило исключить образование в них микротрещин, существенно ухудшающих прочность крыла самолета. Используемый другой клеевой состав образует монолит со стеклопластиковой поверхностью благодаря хорошей адгезии. Это обстоятельство усиливает с одной стороны прочность соединения со стеклопластиком, а с другой стороны с металлическими полками силового каркаса, поскольку на полках образуется клеевая «шляпка» - головка заклепки. Очевидно, сборка консоли крыла с использованием только клеевого соединения уменьшает трудоемкость процесса при обеспечении необходимой прочности.The technical result is achieved by replacing the riveted-glue connection of the metal power frame with fiberglass panels with a completely adhesive. At the same time, fiberglass panels are not subjected to drilling, countersinking and mechanical riveting, which eliminated the formation of microcracks in them, which significantly impair the strength of the wing of the aircraft. The other adhesive used forms a monolith with a fiberglass surface due to good adhesion. This circumstance strengthens the strength of the connection with fiberglass on the one hand, and on the other hand with the metal shelves of the power frame, since an adhesive “hat” is formed on the shelves - the rivet head. Obviously, the assembly of the wing console using only adhesive bonding reduces the complexity of the process while providing the necessary strength.

Изобретение поясняется графическими материалами, где на фиг.1 изображен разрез по нервюре крыла; на фиг.2 изображен разрез по клеевому соединению нервюры крыла и лонжерона со стеклопластиковой панелью; на фиг.3 изображен разрез по клепанно - клеевому соединению нервюры крыла и лонжерона со стеклопластиковой панелью (прототип).The invention is illustrated by graphic materials, where in Fig.1 shows a section along the rib of the wing; figure 2 shows a section along the adhesive connection of the ribs of the wing and the spar with a fiberglass panel; figure 3 shows a section through a riveted-glue connection of the ribs of the wing and the spar with a fiberglass panel (prototype).

Крыло самолета содержит нервюру крыла 1, состоящую из диафрагмы 2 и нервюры 3, лонжерон 4, верхнюю стеклопластиковую панель 5, нижнюю стеклопластиковую панель 6, заполнитель (пенопласт) 7, клеевую заклепку 8, клеевую фаску 9, зоны «А» - «замок» стыковки панелей по передней кромке крыла, зоны «Б» - шов смыкания панелей по задней кромке крыла. На фиг.3 (прототип) крыло самолета содержит металлическую заклепку 10, клеевой шов 11.An airplane wing contains a wing rib 1, consisting of a diaphragm 2 and rib 3, a spar 4, an upper fiberglass panel 5, a lower fiberglass panel 6, a filler (foam) 7, an adhesive rivet 8, an adhesive chamfer 9, zone “A” - “lock” joining panels along the leading edge of the wing, zone “B” - a seam for joining the panels along the trailing edge of the wing. In Fig.3 (prototype), the wing of the aircraft contains a metal rivet 10, an adhesive joint 11.

Осуществление способа сборки консоли крыла самолета.The implementation of the method of assembly of the wing console of the aircraft.

Предварительно собранный металлический силовой каркас из одного лонжерона и шести нервюр крыла подвергают доработке под склейку. Для этого производят разделку отверстий с шагом 70 мм по полкам лонжерона и нервюр крыла.A pre-assembled metal power frame of one spar and six wing ribs is subjected to refinement for gluing. To do this, cut holes with a pitch of 70 mm along the shelves of the side member and wing ribs.

Затем производят склеивание консоли крыла в два этапа.Then gluing the wing console in two stages.

На первом этапе одновременно производят подготовку склеиваемых поверхностей силового каркаса и верхней стеклопластиковой панели.At the first stage, the glued surfaces of the power frame and the upper fiberglass panel are simultaneously prepared.

Для этого на склеиваемые поверхности каркаса (полки лонжерона и нервюр) наносят защитное покрытие, обезжиривают последовательно 2 раза бензином «Калоша» с промежуточной сушкой 15 мин и один раз ацетоном с сушкой 5 мин. Потом осуществляют сушку каркаса при температуре 40°С в течение одного часа и немедленно подают на вклейку.To do this, a protective coating is applied to the glued surfaces of the frame (spar shelves and ribs), degreased successively 2 times with Kalosha gasoline with intermediate drying for 15 minutes and once with acetone with drying for 5 minutes. Then carry out the drying of the frame at a temperature of 40 ° C for one hour and immediately served on the paste.

Поверхность верхней стеклопластиковой панели подготавливают в ее матрице. Сначала подгоняют и шлифуют сопрягаемые поверхности и удаляют пыль. Затем их обезжиривают два раза бензином «Калоша» с промежуточной сушкой 15 мин, производят разметку маркером. Потом осуществляют сушку при температуре 40°С в течение одного часа и немедленно подают на вклейку.The surface of the upper fiberglass panel is prepared in its matrix. First, the mating surfaces are adjusted and ground, and dust is removed. Then they are degreased twice with Kalosha gas with intermediate drying for 15 minutes, marking is made with a marker. Then carry out drying at a temperature of 40 ° C for one hour and immediately served on the paste.

На подготовленные поверхности каркаса и панели одновременно наносят клеевой состав в виде жгута диаметром 8 мм через фильеры дозирующего приспособления. Причем на поверхность полок лонжерона и нервюр клеевой состав наносят по оси полок, а на поверхность стеклопластиковой панели - по оси разметки.On the prepared surface of the frame and panel simultaneously apply the adhesive composition in the form of a bundle with a diameter of 8 mm through the dosing device dies. Moreover, on the surface of the shelves of the spar and ribs, the adhesive composition is applied along the axis of the shelves, and on the surface of the fiberglass panel - along the axis of the marking.

В качестве клеевого состава используют конструкционный полиуретановый клей марки АДВ-11-3 (ТУ 2252-034-22736960-98).As the adhesive composition used structural polyurethane adhesive brand ADV-11-3 (TU 2252-034-22736960-98).

После ориентирования каркаса и панели относительно друг друга соединяют склеиваемые поверхности, производят их фиксацию с обеспечением равномерной запрессовки, при которой клеевой состав создает «заклепочный эффект», т.е. образует головки заклепок. При этом выступающий клеевой состав из-под кромок полок образует примыкающие клеевые «фаски». Отверждение клеевого состава производят под усилием в течение 24 часов при температуре 20°С.After orienting the frame and the panel relative to each other, the glued surfaces are connected, they are fixed to ensure uniform pressing, in which the adhesive composition creates a “rivet effect”, i.e. forms rivet heads. In this case, the protruding adhesive composition from under the edges of the shelves forms adjacent glue "chamfers". Curing of the adhesive composition is carried out under effort for 24 hours at a temperature of 20 ° C.

На втором этапе аналогичным образом производят подготовку склеиваемых поверхностей и вклейку полученной конструкции в нижнюю стеклопластиковую панель, находящуюся в своей матрице. Одновременно и таким же образом подготавливали к склеиванию сопрягаемые «замковые» поверхности «А» и шов смыкания «Б» (передней и задней кромок) обоих стеклопластиковых панелей.At the second stage, the glued surfaces are prepared in the same way and the resulting structure is pasted into the lower fiberglass panel in its matrix. At the same time and in the same way, the mating “locking” surfaces “A” and the seam of closing “B” (the front and rear edges) of both fiberglass panels were prepared for gluing.

Через технологические лючки осуществляли контроль за равномерностью выступания клеевого состава через отверстия полок, а также за образованием прилегающих к полкам «фасок».Through technological hatches, the uniformity of the protrusion of the adhesive composition through the openings of the shelves was controlled, as well as the formation of “chamfers” adjacent to the shelves.

Отверждение клеевого состава на втором этапе проводили в течение 3 часов при температуре 70°С.The curing of the adhesive composition in the second stage was carried out for 3 hours at a temperature of 70 ° C.

Технический результат от использования изобретения выражается в увеличении срока службы крыла самолета, снижении трудоемкости сборки консоли крыла при сохранении прочности соединения.The technical result from the use of the invention is expressed in increasing the service life of the wing of the aircraft, reducing the complexity of the assembly of the wing console while maintaining the strength of the connection.

Claims (1)

Способ сборки консоли крыла самолета, включающий соединение силового каркаса, состоящего из нервюр крыла и лонжерона, полки которых имеют отверстия, с верхней и нижней стеклопластиковыми панелями путем вклейки и клепки силового каркаса сначала в верхнюю стеклопластиковую панель, затем вклейки и клепки полученной конструкции в нижнюю стеклопластиковую панель с одновременным клеевым смыканием стеклопластиковых панелей по передней и задней кромкам, отличающийся тем, что перед вклейкой и клепкой соединяемые поверхности одновременно подвергают предварительной обработке, вклейку и клепку силового каркаса в верхнюю стеклопластиковую панель производят одновременно путем нанесения клеевого состава в виде жгута через дозирующее приспособление на наружную поверхность полок нервюр крыла и лонжерона, затем обеспечивают равномерную запрессовку склеиваемых поверхностей, в процессе которой клеевой состав через отверстия в полках образует клеевые заклепки на внутренней поверхности полок и примыкающие к полкам клеевые фаски, после чего клеевой состав отверждают, потом аналогичным образом соединяют полученную конструкцию с нижней стеклопластиковой панелью, при этом перед смыканием стеклопластиковых панелей по передней и задней кромкам последние подвергают также предварительной обработке, а смыкание кромок осуществляют с использованием аналогичного клеевого состава.A method of assembling an aircraft wing console, comprising connecting a power frame consisting of wing ribs and a spar, the shelves of which have openings, with upper and lower fiberglass panels by gluing and riveting the power frame first into the upper fiberglass panel, then pasting and riveting the resulting structure into the lower fiberglass panel with simultaneous adhesive closing of fiberglass panels along the front and rear edges, characterized in that before gluing and riveting the joined surfaces are simultaneously under they are pretreated, gluing and riveting the power frame into the upper fiberglass panel is carried out simultaneously by applying the adhesive composition in the form of a bundle through a dosing device to the outer surface of the shelves of the wing ribs and the spar, then they provide uniform pressing of the surfaces to be glued, during which the adhesive composition through the holes in the shelves forms glue rivets on the inner surface of the shelves and glue chamfers adjacent to the shelves, after which the glue composition is cured, then analog ary manner connected with the lower structure of the resulting FRP panel, the front panels of fiberglass by closing the front and rear edges of the latter are also subjected to a pretreatment, and closing of the edges is carried out using a similar adhesive composition.

Images