RU2685743C1 - Shipborne hydroacoustic station antenna keel fairing - Google Patents
Shipborne hydroacoustic station antenna keel fairing Download PDFInfo
- Publication number
- RU2685743C1 RU2685743C1 RU2018113882A RU2018113882A RU2685743C1 RU 2685743 C1 RU2685743 C1 RU 2685743C1 RU 2018113882 A RU2018113882 A RU 2018113882A RU 2018113882 A RU2018113882 A RU 2018113882A RU 2685743 C1 RU2685743 C1 RU 2685743C1
- Authority
- RU
- Russia
- Prior art keywords
- plastic
- layers
- reinforced
- fabric
- fairing
- Prior art date
Links
Images
Classifications
-
- G—PHYSICS
- G01—MEASURING; TESTING
- G01S—RADIO DIRECTION-FINDING; RADIO NAVIGATION; DETERMINING DISTANCE OR VELOCITY BY USE OF RADIO WAVES; LOCATING OR PRESENCE-DETECTING BY USE OF THE REFLECTION OR RERADIATION OF RADIO WAVES; ANALOGOUS ARRANGEMENTS USING OTHER WAVES
- G01S3/00—Direction-finders for determining the direction from which infrasonic, sonic, ultrasonic, or electromagnetic waves, or particle emission, not having a directional significance, are being received
- G01S3/80—Direction-finders for determining the direction from which infrasonic, sonic, ultrasonic, or electromagnetic waves, or particle emission, not having a directional significance, are being received using ultrasonic, sonic or infrasonic waves
- G01S3/801—Details
Landscapes
- Physics & Mathematics (AREA)
- Engineering & Computer Science (AREA)
- General Physics & Mathematics (AREA)
- Radar, Positioning & Navigation (AREA)
- Remote Sensing (AREA)
- Laminated Bodies (AREA)
Abstract
Description
Сокращения, принятые в тексте описания изобретения:Abbreviations used in the text of the description of the invention:
ПО - подкильный обтекатель;ON - under fairing;
ГАС - гидроакустическая станция;GUS - hydroacoustic station;
ПКМ - полимерный композиционный материал;PCM is a polymer composite material;
СП - синтактный пенопласт;SP - syntactic foam;
ТЗО - трехслойная звукопрозрачная оболочка;TZO - three-layer sound-transparent shell;
ДП - диаметральная плоскость;DP - diametrical plane;
НО - нейтральная осьBUT - neutral axis
Изобретение относится к судостроению, в частности, к вопросам конструирования подкильных обтекателей (ПО) антенных устройств судовых гидроакустических станций (ГАС).The invention relates to shipbuilding, in particular, to the design of the under fairings (SW) antenna devices ship hydroacoustic stations (GUS).
Известен ПО антенны судовой ГАС, включающий приборный отсек с расположенной в нем антенной ГАС и наружной обшивкой, подкрепленной набором ребер жесткости [1].Known software antenna ship GAS, including the instrument compartment with the antenna GAS located in it and the outer casing, supported by a set of stiffeners [1].
Недостаток этого ПО в том, что подкрепляющие наружную обшивку его приборного отсека ребра жесткости вызывают рассеяние энергии звуковой волны, проходящей через наружную обшивку ПО, что приводит к снижению дальности и точности пеленгования.The disadvantage of this software is that stiffening ribs that reinforce the outer casing of its instrument compartment cause scattering of the energy of the sound wave passing through the outer casing of the software, which leads to a decrease in the range and accuracy of direction finding.
С целью снижения величины эффекта рассеяния звуковой волны на некоторых судах применяются ПО, обшивка приборного отсека которых, выполненная из металла с повышенной удельной прочностью (например, из титана) подкреплена "ажурным" ферменным набором [2], [3].In order to reduce the magnitude of the sound wave scattering effect, on some ships, software is used, whose instrument panel sheathing, made of metal with increased specific strength (for example, titanium) is backed by an openwork truss set [2], [3].
Такое техническое решение, благодаря уменьшению поверхностной плотности наружной обшивки звукопрозрачной части ПО и поперечных размеров элементов подкрепляющего ее набора, позволяет существенно повысить дальность и точность пеленгования. Однако, оно характеризуется относительно низкой технологичностью и относительно высокой стоимостью при реализации.Such a technical solution, by reducing the surface density of the outer skin of the acoustic translucent part of the software and the transverse dimensions of the elements of its supporting set, can significantly increase the range and accuracy of direction finding. However, it is characterized by relatively low manufacturability and relatively high cost during implementation.
Известен ПО антенны судовой ГАС с безнаборной звукопрозрачной оболочкой приборного отсека, подкрепленной всего лишь поперечной переборкой, отделяющей приборный отсек от расположенного кормовее "сухого" отсека с незвукопрозрачной наружной обшивкой, подкрепленной, в свою очередь, поперечным набором и килевой балкой [4].Known software antenna ship GAS with non-selector sound-transparent shell of the instrument compartment, supported only by a transverse bulkhead, separating the instrument compartment from the feed compartment “dry” compartment with a non-transparent transparent skin, supported, in turn, by the transverse set and the keel beam [4].
Полное отсутствие ребер жесткости на звукопрозрачной оболочке приборного отсека данного ПО способствует повышению эффективности судовой ГАС. Однако, неподкрепленная набором ребер жесткости звукопрозрачная оболочка приборного отсека ПО быстроходного судна должна иметь достаточно большую толщину, чтобы успешно противостоять высоким внешним нагрузкам, воздействующим на ПО в процессе эксплуатации судна. Это существенно увеличивает массу и стоимость ПО. Данное обстоятельство усугубляется, если антенна ГАС размещена в носовом бульбе корпуса быстроходного судна, который в процессе своего движения "на волнении" испытывает очень высокие внешние нагрузки, вследствие "слеминга".The complete absence of stiffeners on the sound-transparent shell of the instrument compartment of this software contributes to the increase in the efficiency of the shipboard GAS. However, the sound-transparent shell of the instrument compartment of a high-speed vessel that is not supported by a set of stiffeners must be large enough to successfully withstand high external loads acting on the software during operation of the vessel. This significantly increases the mass and cost of software. This circumstance is aggravated if the GAS antenna is placed in the forward bullet of the hull of a high-speed vessel, which in the course of its movement “on the sea” experiences very high external loads, due to “slamming”.
Известен ПО антенны ГАС судна, конструкция которого позволяет обеспечить необходимую прочность и жесткость безнаборной звукопрозрачной оболочки ПО антенны судовой ГАС, расположенной в носовом бульбе корпуса судна. В соответствии с изобретением [5] звукопрозрачную оболочку обтекателя выполняют в виде стеклопластиковой вставки, охватывающей антенну ГАС в горизонтальной плоскости спереди и с обоих бортов, вплоть до поперечной переборки, расположенной сзади антенны. Снизу и сверху звукопрозрачная вставка опирается на прочные металлические конструкции корпуса судна, соединенные между собой, с помощью двух съемных пиллерсов, проходящих через антенное устройство.Known software antenna GAS of the vessel, the design of which allows to provide the necessary strength and rigidity of the non-selector sound-transparent shell software antenna ship GAS, located in the bow Bulba ship hull. In accordance with the invention [5], the sound-transparent shell of the fairing is made in the form of a fiberglass insert covering the HAC antenna in a horizontal plane at the front and on both sides, up to a transverse bulkhead located at the back of the antenna. From above and below, the sound-transparent insert rests on the solid metal structures of the ship's hull, interconnected by means of two removable pillers passing through the antenna device.
Такая конструкция ПО позволяет в значительной степени изолировать его звукопрозрачную оболочку от высоких вертикальных усилий, воздействующих на носовую часть корпуса быстроходного судна в результате "слеминга", замкнув их на конструкции прочного металлического корпуса. Благодаря этому толщина звукопрозрачной стеклопластиковой вставки может быть назначена, исходя лишь из условия обеспечения ее прочности и жесткости под действием, гораздо меньших по величине, горизонтальных гидродинамических сил, создаваемых набегающим потоком воды и статическим давлением воды, находящейся внутри ПО. Это способствует достижению относительно высокой звукопрозрачности оболочки ПО, несмотря на высокие внешние нагрузки, воздействующие на него в процессе эксплуатации судна.This software design allows you to largely isolate its sound-transparent shell from the high vertical forces acting on the bow of the body of a high-speed vessel as a result of slamming, closing them on the design of a durable metal hull. Due to this, the thickness of a sound-transparent fiberglass insert can be assigned based only on the condition of ensuring its strength and rigidity under the action, much smaller in magnitude, of the horizontal hydrodynamic forces created by the oncoming flow of water and the static pressure of water inside the software. This contributes to the achievement of a relatively high sound transparency of the software shell, despite the high external loads acting on it during the operation of the vessel.
К недостатку данного ПО можно отнести лишь то, что его конструкция накладывает дополнительные требования на конструкцию антенного устройства ГАС, с точки зрения прохождения сквозь него прочных связей корпуса судна. А также то, что при монтаже и демонтаже антенного устройства, например, в процессе его ремонта, необходимо то же самое делать и с упомянутыми выше связями прочного корпуса судна.The disadvantage of this software is the fact that its design imposes additional requirements on the design of the antenna device GUS, in terms of passing through it strong ties of the hull. And also the fact that during installation and dismantling of the antenna device, for example, in the process of its repair, it is necessary to do the same with the above-mentioned connections of the strong hull of the vessel.
В качестве наиболее близкого аналога к предлагаемому, принят ПО антенны судовой ГАС, выполненный в виде хорошо обтекаемого тела с наружной оболочкой, подкрепленной поперечной переборкой, отделяющей носовой приборный отсек ПО со звукопрозрачной оболочкой от расположенного кормовее его "сухого" отсека с незвукопрозрачной оболочкой. "Сухой" отсек снабжен по всей своей длине килевой балкой, проходящей через поперечную переборку и консольно выступающей в нижнюю часть приборного отсека. При этом килевая коробчатая балка имеет переменное поперечное сечение, а боковые стенки ее участка, расположенного в пределах приборного отсека, выполнены, параллельными плоскостям, ограничивающим рабочую зону антенны ГАС [6].As the closest analogue to the proposed, adopted software antenna ship GAS, made in the form of a well-streamlined body with an outer shell, supported by a transverse bulkhead separating the bow instrument compartment software with a sound-transparent membrane from its “dry” compartment with non-transparent membrane. The “dry” compartment is provided along its entire length with a keel beam passing through the transverse bulkhead and cantileverly protruding into the lower part of the instrument compartment. When this keel box-shaped beam has a variable cross-section, and the side walls of its section, located within the instrument compartment, are made parallel to the planes, limiting the working area of the antenna GUS [6].
Преимущество данного ПО над другими аналогичными конструкциями в том, что нижний участок оболочки его приборного отсека, расположенный вне пределов рабочей зоны антенны ГАС, использован для размещения килевой коробчатой балки, подкрепляющей безнаборную звукопрозрачную оболочку ПО. Это позволяет уменьшить ее толщину и за счет этого повысить звукопрозрачность и снизить массу ПО.The advantage of this software over other similar structures is that the lower section of the shell of its instrument compartment, located outside the working area of the HAC antenna, is used to accommodate the keel box girder supporting the non-selector acoustic translucent software shell. This allows you to reduce its thickness and due to this increase the sound transparency and reduce the mass of software.
Целью изобретения является дальнейшее повышение акустических характеристик и снижение массы ПО судовой ГАС, как в варианте его расположения под днищем средней части корпуса судна, так и в носовом бульбе.The aim of the invention is to further increase the acoustic characteristics and reduce the mass of software shipboard gas, as in the variant of its location under the bottom of the middle part of the hull, and in the bow Bulba.
Указанная цель достигается тем, что в конструкцию ПО антенны судовой ГАС, выполненного в виде хорошо обтекаемого тела с наружной оболочкой, подкрепленной поперечной переборкой, отделяющей носовой приборный отсек ПО со звукопрозрачной оболочкой от расположенного кормовее его сухого отсека с незвукопрозрачной оболочкой, снабженного по всей своей длине килевой балкой, проходящей через поперечную переборку и консольно выступающей в нижнюю часть приборного отсека, внесено изменение, заключающееся в том, что:This goal is achieved by the fact that the design of the software antenna ship GAS, made in the form of a well-streamlined body with an outer shell supported by a transverse bulkhead separating the bow instrument compartment software with a sound-transparent shell from the rear of its dry compartment with non-transparent sheath, provided along its entire length the keel beam passing through the transverse bulkhead and cantilever serving in the lower part of the instrument compartment, a change was made that:
- звукопрозрачная оболочка приборного отсека ПО выполнена из полимерного композиционного материала (ПКМ) трехслойной конструкции с несущими слоями из высокопрочного армированного пластика и расположенным между ними средним слоем пониженной прочности, выполненным из синтактного пенопласта (СП), усиленного расположенными эквидистантно наружным поверхностям трехслойной звукопрозрачной оболочки (ТЗО) ПО слоями пластика, армированного тканью плоского плетения, чередующимися со слоями пластика, армированного тканью объемного плетения.- the sound-transparent membrane of the instrument compartment of the software is made of a polymer composite material (PCM) of a three-layer structure with bearing layers of high-strength reinforced plastic and a middle layer of reduced strength located between them made of syntactic foam plastic (SP) reinforced by equidistant external surfaces of a three-layer acoustic-transparent shell ) ON layers of plastic, reinforced with a fabric of flat weaving, alternating with layers of plastic, reinforced with a fabric of volumetric weaving.
При этом:Wherein:
- в качестве ткани объемного плетения, армирующей слои пластика, усиливающего СП среднего слоя ТЗО обтекателя, используется способное к растяжению трикотажное ластичное полотно, микроструктура которого представляет собой систему переплетенных между собой незамкнутых упругих колец из непрерывной нити или жгута, плоскости которых направлены, по отношению к поверхности полотна, под углом, и которые соединены между собой, в местах своего незамыкания, участками нити или жгута, направленными поперек, по отношению к плоскостям их незамкнутых упругих колец;- as a fabric of volumetric weaving, reinforcing layers of plastic, reinforcing the joint venture of the middle layer of the TPO fairing, a stretchable knitted elastic fabric is used, the microstructure of which is a system of interlocking unclosed elastic rings interwoven with a continuous thread or rope, the planes of which are directed relative to the surface of the canvas, at an angle, and which are interconnected, in places of their non-closure, by sections of a thread or tow, directed across, with respect to the planes of their unclosed elastic rings;
- в качестве слоев пластика, усиливающих СП среднего слоя ТЗО, армированных тканью объемного плетения, используются слои пластика, армированные плоско растянутой тканью объемного плетения;- as layers of plastic, reinforcing the joint venture of the middle layer of TZO, reinforced with a fabric of volumetric weaving, are used layers of plastic, reinforced with a flat-stretched fabric of volumetric weaving;
- количество одинаковых, по толщине, слоев СП, усиленных пластиком, армированным плоско растянутой тканью объемного плетения, расположенных между каждыми двумя соседними слоями пластика, армированного тканью плоского плетения, по мере приближения к нейтральной оси поперечного сечения ТЗО, постепенно увеличивается;- the number of identical JV layers, reinforced with plastic reinforced with flat stretched fabric of volumetric weaving, located between each two adjacent layers of plastic reinforced with flat weaving fabric, gradually approaches the neutral axis of the cross section of the TPO;
- в качестве слоев пластика, усиливающих СП среднего слоя ТЗО, армированных тканью объемного плетения, используются слои пластика, армированные пространственно растянутой тканью объемного плетения;- as layers of plastic, reinforcing the joint venture of the middle layer of TZO, reinforced with a fabric of volumetric weaving, are used layers of plastic reinforced with a spatially stretched fabric of volumetric weaving;
- в качестве слоев пластика, усиливающих СП среднего слоя ТЗО, армированных пространственно растянутой тканью объемного плетения, используются слои пластика, выполненные в виде непрерывного пространственного полотнища, снабженного направленными в одну сторону стаканообразными высадками, боковые поверхности которых имеют форму трубчатых оболочек с осями, направленными нормально к наружной поверхности пространственного полотнища, образованной его участками, расположенными между упомянутыми стаканообразными высадками;- as layers of plastic, reinforcing the joint venture of the middle layer of TZO, reinforced with volumetric weaving with a spatially stretched fabric, layers of plastic are used, made in the form of a continuous spatial panel, equipped with stacking-shaped landings directed to one side, the lateral surfaces of which have the shape of tubular shells with axes directed normally to the outer surface of the spatial panel formed by its sections located between the said glass-like landings;
- соотношение между диаметром (d) круглых, в плане, стаканообразных высадок пространственного полотнища слоев пластика, усиливающих СП среднего слоя ТЗО, армированных тканью объемного плетения, и расстоянием (a) между осями соседних стаканообразных высадок, при их гексагональной упаковке в плане, выбрано из условия:- the ratio between the diameter (d) of circular, in plan, glass-like disembarking of a spatial panel of plastic layers, reinforcing the joint venture of the middle layer of TPO reinforced with fabric weaving, and the distance (a) between the axes of the adjacent glass-shaped disembarkings, with their hexagonal packing in the plan, is selected from conditions:
- высота (h) стаканообразных высадок пространственного полотнища слоев пластика, усиливающих СП среднего слоя ТЗО, армированных тканью объемного плетения, расположенных между каждыми двумя соседними слоями пластика, армированного тканью плоского плетения, по мере приближения к нейтральной оси поперечного сечения ТЗО, постепенно увеличивается;- the height (h) of the glass-like outlines of the spatial panel of plastic layers, reinforcing the joint venture of the middle layer of thermal protection, reinforced with bulk fabric, located between every two adjacent layers of plastic reinforced with flat weaving, gradually approaches the neutral axis of the cross section of the solid thermal protection;
- наружная оболочка, расположенного в пределах приборного отсека участка килевой балки с трапецеидальным поперечным сечением, образована продолжениями наружного и внутреннего несущих слоев ТЗО приборного отсека ПО;- the outer shell, located within the instrument compartment of the keel beam section with trapezoidal cross-section, is formed by continuations of the outer and inner carrier layers of the OTD instrument compartment software;
- участки наружного и внутреннего несущих слоев ТЗО приборного отсека ПО, охватывают собой один или несколько ориентированных вдоль продольной оси ПО и примыкающих друг к другу своими боковыми поверхностями пенопластовых оформителей, обформованных, каждый, поперек пластиком, армированным тканью плоского плетения;- sections of the outer and inner bearing layers of the TZO of the instrument compartment of the software cover one or more oriented along the longitudinal axis of the software and the foam decorators adjacent to each other with their lateral surfaces, each formed transversely with plastic reinforced with a flat weave fabric;
- между верхними и(или) нижними участками обформовок пенопластовых оформителей килевой балки и примыкающими к ним участками, соответственно, внутреннего и(или) наружного несущих слоев ТЗО приборного отсека ПО расположены дополнительные слои пластика, армированные однонаправленным, в направлении продольной оси килевой балки, высокопрочным и(или) высокомодульным армирующим материалом;- between the upper and (or) lower portions of the moldings of the foam decorators of the keel beam and adjacent areas, respectively, of the inner and (or) outer bearing layers of the TPO of the instrument compartment of the software, there are additional plastic layers, reinforced unidirectional, in the direction of the longitudinal axis of the keel beam, high strength and (or) high modulus reinforcing material;
- в качестве ткани плоского плетения, армирующей слои пластика, усиливающего СП среднего слоя ТЗО приборного отсека ПО, используется та же ткань, что и для армирования пластика ее несущих слоев;- as the fabric of flat weaving, the reinforcing layers of plastic, the reinforcing joint venture of the middle layer TZO of the instrument compartment of software, the same fabric is used as for the reinforcement of plastic of its bearing layers;
- пластики несущих слоев ТЗО приборного отсека ПО, слои пластика, усиливающего СП ее среднего слоя, армированные тканью плоского плетения, а также дополнительные слои пластика, расположенные между верхними и(или) нижними участками обформовок пенопластовых оформителей килевой трапецеидальной, в поперечном сечении, балки и примыкающими к ним участками, соответственно, внутреннего и(или) наружного несущих слоев ТЗО приборного отсека ПО, выполнены на основе армирующей ткани из углеродных волокон; слои пластика, усиливающего СП среднего слоя ТЗО, армированные тканью объемного плетения, выполнены на основе армирующей ткани из стеклянных волокон; а в качестве наполнителя СП среднего слоя ТЗО ПО используются полые стеклянные микросферы.- plastics of the load-bearing layers of the TZO instrument compartment of the software, layers of plastic reinforcing the joint venture of its middle layer, reinforced with flat weave fabric, as well as additional layers of plastic located between the upper and (or) lower sections of the shapings of the foam decorators keel trapezoidal, in cross section, beams and adjacent areas, respectively, of the inner and (or) outer carrier layers of the TZO instrument compartment software, made on the basis of a reinforcing fabric made of carbon fibers; layers of plastic, reinforcing the joint venture of the middle layer of the TPO, reinforced with a fabric of volumetric weaving, are made on the basis of a reinforcing fabric of glass fibers; hollow glass microspheres are used as the filler of the middle layer joint venture TZO PO.
Применение СП, представляющего собой ПКМ на основе отвергающегося связующего, наполненного полыми микросферами, в качестве среднего слоя ТЗО ПО является оптимальным с точки зрения удачного сочетания его физико-механических, акустических и технологических свойств.The use of the joint venture, which is a PCM on the basis of a rejecting binder filled with hollow microspheres, as the middle layer of TZO PO is optimal from the point of view of a successful combination of its physicomechanical, acoustic and technological properties.
Благодаря усилению СП среднего слоя ТЗО ПО расположенными эквидистантно ее наружным поверхностям слоями пластика, армированными тканью плоского плетения, чередующимися со слоями пластика, армированного тканью объемного плетения, обеспечивается повышение механических характеристик ПКМ среднего слоя ТЗО, снижение ее массы, а также повышение ее технологичности, способствующей более точному соблюдению заданной акустическим расчетом толщины ее среднего слоя, а, следовательно, и общей толщины ТЗО ПО.Due to the reinforcement of the middle layer joint venture TZO PO, equidistantly located its outer surfaces with layers of plastic reinforced with flat weaving fabric alternating with layers of plastic reinforced with volumetric weaving fabric, the mechanical characteristics of the middle layer PCM of the TZO are reduced, its weight is reduced, and its technological effectiveness increases more accurate compliance with a given acoustic calculation of the thickness of its middle layer, and, consequently, the total thickness of the TSO.
При этом усиление СП слоями пластика, армированного тканью плоского плетения, обеспечивает повышение прочности и жесткости ПКМ среднего слоя ТЗО ПО под действием нормальных напряжений, а усиление слоями пластика, армированного тканью объемного плетения, обеспечивает повышение прочности и жесткости ТЗО под действием касательных напряжений.At the same time, the reinforcement of the joint venture with layers of plastic reinforced with flat weaving provides increased strength and stiffness of the PCM of the middle layer TZO under normal stresses, while the reinforcement with layers of plastic reinforced with volume woven provides an increase in the strength and stiffness of the tse under tangent stresses.
Обычно при изготовлении ТЗО криволинейной формы со средним слоем из СП, особую сложность представляет задача обеспечения постоянства заданной толщины ее среднего слоя по всей поверхности ТЗО ПО. Причина в том, что желеобразная масса связующего, наполненного микросферами, в момент ее нанесения на наклонные участки внутренней поверхности наружного несущего слоя ТЗО стекает вниз, вследствие чего к моменту ее отверждения толщина среднего слоя ТЗО становится неконтролируемо переменной по ее поверхности. В то же время, от решения этой задачи существенно зависит дальность и точность пеленгования цели, обеспечиваемого бортовой ГАС.Usually, in the manufacture of a curved shape TZO with a middle layer of the joint venture, it is particularly difficult to ensure the constancy of a given thickness of its middle layer over the entire surface of the TZO SO. The reason is that the gelatinous mass of the binder filled with microspheres at the time of its application to the inclined sections of the inner surface of the outer carrier layer of the TPO flows downwards, as a result of which, by the time of its curing, the thickness of the middle layer of TPO becomes uncontrollable variable across its surface. At the same time, the range and accuracy of the direction finding of the target provided by the onboard HAC significantly depends on the solution of this task.
В предлагаемой конструкции ПО заданная толщина каждого слоя СП, расположенного в среднем слое его ТЗО, между смежными слоями пластика, армированного тканью плоского плетения, с достаточной степенью точности обеспечивается на стадии формовании среднего слоя ТЗО ПО путем заполнения связующим, наполненным полыми микросферами, внутреннего объема сетчатой структуры предварительно отвержденного пластика, армированного тканью объемного плетения. Так как сетчатая структура пластика, армированного плоско растянутой тканью объемного плетения, например, трикотажным ластичным полотном, представляет собой систему переплетенных между собой незамкнутых упругих колец из непрерывной нити или жгута, плоскости которых направлены, по отношению к условной поверхности полотна, под углом, она имеет определенную постоянную по всей своей поверхности толщину, которая и задает толщину соответствующего слоя СП.In the proposed software design, a given thickness of each layer of the joint venture located in the middle layer of its TZO between adjacent layers of plastic reinforced with flat weaving fabric is provided with a sufficient degree of accuracy at the stage of forming the middle layer of TZO PO by filling the internal volume with a binder filled with hollow microspheres structures of pre-cured plastic, reinforced with bulk fabric weaving. Since the mesh structure of plastic reinforced with flat stretched fabric of volumetric weaving, for example, a knitted elastic fabric, is a system of unclosed elastic rings interlaced between a continuous filament or a rope, the planes of which are directed relative to the conditional surface of the fabric, at an angle, it has a certain constant across its surface thickness, which sets the thickness of the corresponding layer of the joint venture.
В некотором узком интервале толщину слоя СП, усиленного пластиком, армированным плоско растянутой тканью объемного плетения, можно изменять с целью получения ее заданной величины, путем увеличения или уменьшения степени предварительного плоского растяжения трикотажного ластичного полотна, пропитанного связующим, перед его отверждением.In a certain narrow interval, the thickness of the joint venture layer reinforced with plastic, reinforced with flat weaving fabric of volumetric weaving, can be changed in order to obtain its specified value by increasing or decreasing the degree of preliminary flat stretching of the knitted elastic fabric impregnated with a binder before curing.
В более широком интервале толщину слоя СП, усиленного пластиком, армированным тканью объемного плетения, можно изменять с целью получения ее заданной величины, если в качестве слоев пластика, усиливающих СП среднего слоя ТЗО, применить пластик, армированный пространственно растянутой тканью объемного плетения, например, пластик в виде непрерывного пространственного полотнища, снабженного направленными в одну сторону стаканообразными высадками, боковые поверхности которых имеют форму трубчатых оболочек с осями, направленными нормально к наружной поверхности пространственного полотнища, образованной его участками, расположенными между упомянутыми стаканообразными высадками. Для этого необходимо предварительно отформовать и отвердить упомянутое выше пространственное полотнище со стаканообразными высадками требуемой высоты (h), а затем его использовать для формования самого слоя СП.In a wider interval, the thickness of the joint venture reinforced with plastic reinforced with volume weaving fabric can be changed to obtain its specified value if plastic reinforced with spatially stretched fabric volumetric weaving is used as plastic layers reinforcing the middle joint venture in the form of a continuous spatial panel, equipped with one-sided glass-like landings, the lateral surfaces of which have the shape of tubular shells with axes directed normal on the outer surface of the spatial webs formed by its regions located between said cup-shaped disembarkation. To do this, it is necessary to pre-form and cure the above-mentioned spatial panel with glass-like landings of the required height (h), and then use it to form the SP layer itself.
При этом, если соотношение между диаметром (d) круглых, в плане, стаканообразных высадок пространственного полотнища слоев пластика, усиливающих СП среднего слоя ТЗО, армированных тканью объемного плетения, и расстоянием (a) между осями соседних стаканообразных высадок, при их гексагональной упаковке в плане, выбрано из условия:At the same time, if the ratio between the diameter (d) is circular, in plan, glass-like landings of a spatial panel of plastic layers, reinforcing the joint venture of the middle layer of thermal protection, reinforced with fabric weaving, and distance (a) between the axes of adjacent glass-like landings, with their hexagonal packing in the plan , selected from the condition:
то обеспечивается равенство суммарных площадей донышек стаканообразных высадок пространственного полотнища, выходящих на поверхность соответствующего слоя СП с одной его стороны, с суммарной площадью промежутков между ними, выходящих на поверхность слоя СП с другой его стороны. Это способствует достижению равной прочности адгезионного или когезионного соединения рассматриваемого слоя СП с обеих его сторон со смежными слоями ПКМ среднего слоя ТЗО ПО, армированными тканью плоского плетения.This ensures the equality of the total areas of the bottoms of the glass-like landings of the spatial panel that extend to the surface of the corresponding layer of the joint venture on one side, with the total area of gaps between them that go to the surface of the layer of joint venture from the other side. This contributes to the achievement of equal strength of the adhesive or cohesive connection of the considered layer of joint venture on both sides with adjacent layers of PCM of the middle layer of TZO PO, reinforced with flat weaving fabric.
Постепенное увеличение количества одинаковых, по толщине, слоев СП, усиленных пластиком, армированным плоско растянутой тканью объемного плетения, расположенных между каждыми двумя соседними слоями пластика, армированного тканью плоского плетения, по мере приближения к нейтральной оси (НО) поперечного сечения ТЗО ПО, а также постепенное увеличение высоты стаканообразных высадок пространственного полотнища слоев пластика, усиливающих СП среднего слоя ТЗО, армированных тканью объемного плетения, расположенных между каждыми двумя соседними слоями пластика, армированного тканью плоского плетения, по мере приближения к НО поперечного сечения ТЗО ПО, обеспечивается наиболее рациональное использование армирующего стекловолокна, в виде стеклотканей плоского и объемного плетений, в слоях СП среднего слоя ТЗО ПО.A gradual increase in the number of identical in thickness of layers of the joint venture, reinforced with plastic, reinforced with flat stretched volumetric weaving fabric, located between each two adjacent layers of plastic, reinforced with flat weaving fabric, as the neutral axis (BUT) approaches the cross section of TZO PO, and a gradual increase in the height of the staccano-shaped landings of a spatial panel of plastic layers that reinforce the joint venture of the middle layer of the TZO, reinforced with volumetric weaving fabric, located between every two sos two layers of reinforced plastic flat woven cloth, as it approaches the cross-sectional DK TZO software provides the most efficient use of the reinforcing glass fibers in the form of glass fabrics plane and surround tangles in SP medium layers TZO layer software.
С одной стороны, такая структура армирования СП ТЗО соответствует треугольнообразной эпюре распределения внутренних нормальных напряжений по поперечному сечению среднего слоя ТЗО, возникающих в ней при изгибе под действием эксплуатационной внешней нагрузки на ПО. Чем ближе слой СП находится к НО поперечного сечения ТЗО, тем ниже уровень нормальных напряжений, возникающих в нем под действием внешнего изгибающего момента -тем меньше потребность в усилении его с помощью пластика, армированного тканью плоского плетения, имеющего значительно более высокую прочность при растяжении-сжатии, чем пластик, армированный тканью объемного плетения.On the one hand, such a structure of reinforcement of the joint venture TS of TZO corresponds to a triangular diagram of the distribution of internal normal stresses over the cross section of the middle layer of the TZO arising in it during bending under the action of operating external load on software. The closer the joint venture layer is to the BUT of the cross section of the TZO, the lower the level of normal stresses arising in it under the action of an external bending moment - the less need is to strengthen it with the help of plastic, reinforced with a flat weave fabric, having a significantly higher tensile-compression strength than plastic, reinforced with fabric weave surround.
С другой стороны, если учесть, что чем больше толщина слоя СП, усиленного одним слоем пластика, армированного тканью объемного плетения, тем меньше его объемная плотность, то плавный характер изменения толщины слоев СП, усиленных пластиком, армированным тканью объемного плетения, обеспечивает плавность изменения объемной плотности ПКМ среднего слоя ТЗО ПО по ее толщине. При этом, отсутствие резко выраженных скачков плотности ПКМ среднего слоя ТЗО на границах отдельных слоев СП способствует существенному снижению коэффициента отражения акустической волны при ее прохождении через ТЗО ПО.On the other hand, if we consider that the greater the thickness of the joint venture layer reinforced with a single layer of plastic, reinforced with a fabric of volume weaving, the lower its bulk density, then the smooth nature of changes in the thickness of layers of joint ventures reinforced with plastic reinforced with a fabric of volumetric weaving ensures a smooth change in volume the PCM density of the middle layer of TZO ON through its thickness. At the same time, the absence of sharply pronounced PCM density jumps in the middle layer of the TPO at the boundaries of individual layers of the joint venture contributes to a significant decrease in the reflection coefficient of the acoustic wave as it passes through the TSO PO.
В дополнение к этому, следует отметить, что сама возможность регулирования объемной плотности и модуля нормальной упругости ПКМ среднего слоя ТЗО ПО путем изменения толщины слоев СП, усиленных слоями пластика, армированного тканью объемного плетения, обеспечивает возможность придания ПКМ всей ТЗО ПО усредненного акустического сопротивления, максимально приближающегося к акустическому сопротивлению морской воды. Это также способствует повышению акустических характеристик и снижению массы ПО судовой ГАС.In addition to this, it should be noted that the very possibility of regulating the bulk density and the modulus of normal elasticity of the PCM of the middle layer of TZO SO by changing the thickness of the layers of the joint venture reinforced by layers of plastic reinforced with the fabric of volumetric weaving makes it possible to PCM the whole TZO PO approaching the acoustic impedance of sea water. It also contributes to an increase in acoustic characteristics and a reduction in the mass of the shipboard gas.
Благодаря тому, что наружная оболочка, расположенного в пределах приборного отсека участка килевой балки с трапецеидальным поперечным сечением, образована продолжениями наружного и внутреннего несущих слоев ТЗО приборного отсека ПО, обеспечивается надежное соединение основных силовых элементов ТЗО и килевой балки без применения каких-либо соединительных элементов, что способствует минимизации массы ПО.Due to the fact that the outer shell, located within the instrument compartment of the keel beam section with a trapezoidal cross section, is formed by continuations of the outer and inner bearing layers of the TZO instrument compartment of the software, a reliable connection of the main power elements of the TSO and the keel beam without the use of any connecting elements, which helps to minimize the mass of software.
Благодаря тому, что участки наружного и внутреннего несущих слоев ТЗО приборного отсека ПО, охватывают собой один или несколько ориентированных вдоль продольной оси ПО и примыкающих друг к другу своими боковыми поверхностями пенопластовых оформителей, обформованных, каждый, поперек пластиком, армированным тканью плоского плетения, трапецеидальный профиль килевой балки получает, в дополнение к своим двум боковым стенкам, еще одну или несколько вертикальных стенок из высокопрочного армированного пластика. Это способствует повышению прочности и жесткости килевой балки при сдвиге в продольной вертикальной плоскости, что, в свою очередь, позволяет существенно снизить уровень внешних нагрузок, приходящихся на ТЗО ПО, уменьшить ее толщину и массу ПО.Due to the fact that the sections of the outer and inner bearing layers of the TZO instrument compartment of the software cover one or several software oriented along the longitudinal axis and adjacent to each other with their lateral surfaces foam designers, shaped, each, across with plastic, reinforced with flat weave fabric, trapezoidal profile The keel beam receives, in addition to its two side walls, one or more vertical walls of high-strength reinforced plastic. This contributes to increasing the strength and stiffness of the keel beam in shear in the longitudinal vertical plane, which, in turn, allows to significantly reduce the level of external loads falling on TZO PO, reduce its thickness and PO mass.
Благодаря тому, что между верхними и(или) нижними участками обформовок пенопластовых оформителей килевой балки и примыкающими к ним участками, соответственно, внутреннего и(или) наружного несущих слоев ТЗО приборного отсека ПО расположены дополнительные слои пластика, армированные однонаправленным, в направлении продольной оси килевой балки, высокопрочным и(или) высокомодульным армирующим материалом, обеспечивается существенное увеличение приведенного момента инерции поперечного сечения трапецеидального профиля килевой балки. Это способствует повышению прочности и жесткости килевой балки при изгибе в продольной вертикальной плоскости, что в свою очередь, также позволяет существенно снизить уровень внешних нагрузок, приходящихся на ТЗО ПО, уменьшить ее толщину и массу ПО.Due to the fact that between the upper and (or) lower parts of the moldings of foam decorators of the keel beam and adjacent areas, respectively, of the inner and (or) outer bearing layers of the SIZ of the instrument compartment PO, there are additional layers of plastic, reinforced unidirectional, in the direction of the longitudinal axis of the keel beams, high strength and (or) high modulus reinforcing material, provides a significant increase in the reduced moment of inertia of the cross section of the trapezoidal profile of the keel beam. This helps to increase the strength and stiffness of the keel beam in bending in the longitudinal vertical plane, which in turn, also allows to significantly reduce the level of external loads falling on TZO PO, reduce its thickness and PO weight.
Благодаря тому, что пластики несущих слоев ТЗО приборного отсека ПО, слои пластика, усиливающего СП ее среднего слоя, армированные тканью плоского плетения, а также дополнительные слои пластика, расположенные между верхними и(или) нижними участками обформовок пенопластовых оформителей килевой трапецеидальной, в поперечном сечении, балки и примыкающими к ним участками, соответственно, внутреннего и(или) наружного несущих слоев ТЗО приборного отсека ПО, выполнены на основе армирующей ткани из углеродных волокон, слои пластика, усиливающего СП ее среднего слоя, армированные тканью объемного плетения, выполнены на основе армирующей ткани из стеклянных волокон, а в качестве наполнителя СП среднего слоя ТЗО ПО используются полые стеклянные микросферы, обеспечивается возможность максимальной реализации несущей способности и звукопрозрачности ПКМ ТЗО приборного отсека ПО.Due to the fact that the plastics of the bearing layers of the TZO device compartment software, plastic layers that reinforce the joint venture of its middle layer, reinforced with flat weaving fabric, as well as additional plastic layers located between the upper and (or) lower sections of the foam styler decorators are keel trapezoidal in cross section , the beams and the adjacent areas, respectively, of the inner and (or) outer bearing layers of the TZO of the instrument compartment of the software, are made on the basis of a reinforcing fabric made of carbon fibers, plastic layers that reinforce of SP its middle layer reinforced with fabric netting surround, made on the basis of the reinforcing fabric of glass fibers and a filler in SP medium TZO layer software uses hollow glass microspheres, it is possible to implement a maximum carrying capacity and PCM sound transparency TZO the firmware compartment.
Максимальная реализация механических характеристик основных элементов ТЗО ПО: несущих слоев из углепластика и жесткого заполнителя из СП на основе полых стеклянных микросфер, обусловлена тем, что относительные удлинения этих материалов наиболее близки между собой, по сравнению с другими сочетаниями указанных выше материалов, например, стеклопластик - СП на основе стеклянных микросфер или органопластик - СП на основе стеклянных микросфер.The maximum realization of the mechanical characteristics of the main elements of the TZO PO: carbon fiber carrier layers and rigid aggregate from the joint venture based on hollow glass microspheres is due to the fact that the relative elongations of these materials are closest to each other, compared to other combinations of the above materials, for example, fiberglass - SP based on glass microspheres or organoplastic - SP based on glass microspheres.
Более низкая плотность углепластика в сочетании с более высокой его удельной прочностью, по сравнению со стеклопластиком, предоставляют конструктору больше возможностей для создания, в сочетании с СП, ТЗО с акустическим сопротивлением, максимально приближающимся к акустическому сопротивлению морской воды, что также способствует повышению звукопрозрачности ТЗО ПО.The lower density of carbon fiber in combination with its higher specific strength, compared with fiberglass, gives the designer more opportunities to create, in combination with SP, TZO with acoustic impedance as close as possible to the acoustic impedance of seawater, which also contributes to increasing the sound transparency of TZO PO .
Предлагаемая конструкция ПО судовой ГАС проиллюстрирована чертежами, на которых изображено:The proposed design of the shipboard gas is illustrated by drawings, which depict:
Фиг. 1 - продольный разрез ПО, располагаемого под днищем средней, по длине, части корпуса судна;FIG. 1 is a longitudinal section of the software located under the bottom of the middle, along the length, part of the hull of the vessel;
Фиг. 2 - поперечный разрез: А-А (см. фиг. 1,) ПО в районе приборного отсека;FIG. 2 is a cross-sectional view: А-А (see FIG. 1,) software in the area of the instrument compartment;
Фиг. 3 - поперечные сечения: Б(a) и Б(б) (см. фиг. 2), вариантов конструкции килевой балки ПО в районе приборного отсека;FIG. 3 - cross-section: B (a) and B (b) (see Fig. 2), options for the design of the keel beam PO in the area of the instrument compartment;
Фиг.4 - продольный разрез ПО, располагаемого в носовом бульбе корпуса4 is a longitudinal section of software located in the forward bulba of the body
судна;vessel;
Фиг. 5 - поперечный разрез: В-В (см. фиг.4), ПО в районе приборного отсека;FIG. 5 - cross section: BB (see figure 4), software in the area of the instrument compartment;
Фиг. 6 - поперечные сечения: Г(a) и Г(б) (см. фиг. 5), вариантов конструкции килевой балки ПО в районе приборного отсека;FIG. 6 - cross sections: G (a) and G (b) (see Fig. 5), variants of the keel beam design of the software in the area of the instrument compartment;
Фиг. 7 - фрагмент микроструктуры (в сильном увеличении) усиливающего СП среднего слоя ТЗО ПО пластика (кривизна условных наружных поверхностей условно не показана), армированного плоско растянутой тканью объемного плетения;FIG. 7 - a fragment of the microstructure (in high magnification) of the reinforcing joint venture of the middle layer TZO ON plastic (the curvature of the conditional outer surfaces is conventionally not shown) reinforced with flat weave fabric of volumetric weaving;
Фиг. 8 - разрез Д-Д (см. фиг. 7);FIG. 8 - section DD (see Fig. 7);
Фиг. 9 - фрагмент микроструктуры (в сильном увеличении) усиливающего СП среднего слоя ТЗО ПО пластика (кривизна условных наружных поверхностей условно не показана), армированного плоско растянутой тканью объемного плетения, при ее более интенсивном растяжении;FIG. 9 - a fragment of the microstructure (in high magnification) of the reinforcing joint venture of the middle layer TZO ON plastic (the curvature of the conditional outer surfaces is conventionally not shown), reinforced with a flat weave fabric of volumetric weaving, with its more intense stretching;
Фиг. 10 - поперечное сечение (схематично) ТЗО ПО (кривизна наружных поверхностей условно не показана) со средним слоем из СП, усиленного слоями пластика, армированными тканью плоского плетения и плоско растянутой тканью объемного плетения;FIG. 10 - cross-section (schematically) TZO PO (curvature of the outer surfaces conventionally not shown) with a middle layer of SP, reinforced with plastic layers, reinforced with flat weaving fabric and flat stretched weaving fabric;
Фиг. 11 - фрагмент усиливающего СП среднего слоя ТЗО пластика (кривизна наружных поверхностей условно не показана), армированного пространственно растянутой тканью объемного плетения;FIG. 11 - a fragment of the reinforcing joint venture of the middle layer of TZO plastic (the curvature of the outer surfaces is conventionally not shown), reinforced with spatial weave fabric spatially stretched;
Фиг. 12 - поперечное сечение фрагмента пластика (см. фиг. 11) в плоском (см. фиг. 12(a)) и изогнутом (см. фиг. 12(б)) состояниях;FIG. 12 is a cross section of a piece of plastic (see FIG. 11) in flat (see FIG. 12 (a)) and bent (see FIG. 12 (b)) states;
Фиг. 13 - фрагмент ТЗО ПО (кривизна наружных поверхностей условно не показана) со средним слоем из СП, усиленного чередующимися слоями пластика, армированного тканью плоского плетения, и пластика, армированного тканью объемного плетения;FIG. 13 - fragment TZO ON (curvature of the outer surfaces conventionally not shown) with a middle layer of SP, reinforced by alternating layers of plastic, reinforced with flat weave fabric, and plastic, reinforced with bulk weaving fabric;
Фиг. 14 - поперечное сечение (схематично) ТЗО ПО (кривизна наружных поверхностей условно не показана) со средним слоем из СП, усиленного слоями пластика, армированными тканью плоского плетения, и пластика, армированного пространственно растянутой тканью объемного плетения;FIG. 14 is a cross-section (schematic) of TSD (the curvature of the outer surfaces conventionally not shown) with a middle layer of SP, reinforced with layers of plastic, reinforced with a flat weave fabric, and plastic, reinforced with a spatially stretched volume weave fabric;
Фиг. 15 - фотография опытного образца ПО, изготовленного с использованием предлагаемого изобретения.FIG. 15 is a photograph of a prototype of software manufactured using the present invention.
ПО (фиг.: 1-6) судовой ГАС выполнен в виде хорошо обтекаемого тела, внутренний объем которого с помощью поперечной переборки 1 разделен, как минимум, на два отсека: заполненный водой носовой приборный отсек 2, внутри которого расположена антенна 3 судовой ГАС 4, и расположенный кормовее его "сухой" отсек 5.The software (FIG. 1-6) of the shipboard HAS is designed as a well-streamlined body, the internal volume of which is divided into at least two compartments by means of a transverse bulkhead 1: a nose-
ТЗО 6 приборного отсека 2 ПО выполнена из ПКМ с несущими слоями 7 (см. фиг.: 3, 6) из высокопрочного армированного пластика и расположенным между ними средним слоем 8, выполненным из СП.
Незвукопрозрачная оболочка 9 (см. фиг.: 1, 5) "сухого" отсека 5 ПО может быть выполнена как из ПКМ (см. фиг.1), так и из конструкционного материала основного корпуса судна, например, из стали (см. фиг. 4). Первый вариант характерен для ПО, располагаемого под днищем средней, по длине, части корпуса судна. Второй вариант характерен для ПО, располагаемого в носовом бульбе корпуса судна.A non-transparent casing 9 (see FIG. 1, 5) of the “dry”
ПО (см. фиг.: 1, 2), или его звукопрозрачная часть (см. фиг.: 4, 5), соединены с основным корпусом 10 судна с помощью крепежных элементов 11, пропущенных через фланцы 12 своей наружной оболочки 6, 9 и соответствующие им фланцы 13 основного корпуса 10 судна.The software (see FIG. 1, 2), or its sound-transparent part (see FIG. 4, 5), is connected to the vessel’s
Незвукопрозрачная наружная оболочка 9 "сухого" отсека 5 ПО подкреплена шпангоутами 14 и расположенной в диаметральной плоскости (ДП) судна килевой балкой 15. Наружная оболочка 6 ПО в районе приборного отсека 2 выполнена по всей поверхности безнаборной и подкреплена лишь снизу килевой балкой 15, проходящей сквозь поперечную переборку 1 и выступающей в приборный отсек 2 ПО. По крайней мере, в приборном отсеке килевая балка 15 имеет, в поперечном сечении, трапецеидальную форму (см. фиг.: 2, 5).The non-transparent outer shell 9 of the
Килевая балка 15, на всем своем протяжении в "сухом" отсеке 5 жестко соединена с упомянутыми шпангоутами 14, а на выходе в приборный отсек 2, с поперечной переборкой 1, С учетом этого она может считаться жестко заделанной на поперечной переборке 1, а ее консольно выступающая в приборный отсек часть может являться хорошим подкреплением ослабленной отсутствием набора, с целью обеспечения максимальной звукопрозрачности, ТЗО 6 приборного отсека 2 ПО.
Наружная оболочка 16 килевой балки (см. фиг. 2, 3, 5, 6) может быть образована продолжениями несущих слоев 7 ТЗО 6 приборного отсека 2 ПО, которые охватывают собой один (см. фиг. 3(a)) или несколько (см. фиг.: 3(б), 6(a), 6(б)) ориентированных вдоль продольной оси ПО и примыкающих друг к другу своими боковыми поверхностями пенопластовых оформителей 17, обформованных, каждый, поперек пластиком 18, армированным тканью плоского плетения.The outer shell of the 16 keel beam (see Figs. 2, 3, 5, 6) can be formed by continuations of the carrier layers 7 of the
Участки этого пластика 18, соответствующие боковым поверхностям пенопластовых оформителей 17, в том числе, и совместно с соответствующими участками наружной оболочки 16 килевой балки образуют плоские продольные вертикальные ребра жесткости, надежно соединяющие между собой верхние и нижние участки наружной оболочки 16 килевой балки.The portions of this plastic 18 corresponding to the side surfaces of the
Между верхними и(или) нижними участками обформовок 18 пенопластовых оформителей 17 килевой балки и примыкающими к ним участками ее наружной оболочки 16 расположены дополнительные слои пластика 19, армированные однонаправленным, в направлении продольной оси килевой балки, высокопрочным и(или) высокомодульным армирующим материалом.Between the upper and / or lower portions of the
Несущие слои 7 ТЗО ПО могут быть выполнены, например, из полиэфирного или эпоксидного стеклопластика, армированного тканью плоского плетения, например, марки Т-11-ГВС-9 или Т-10(ВМП) по ГОСТ 19170-2001. Дополнительные слои 19 (см. фиг. 6(б)), обеспечивающие максимальное повышение изгибной жесткости расположенной в приборном отсеке консольной части килевой балки, могут быть выполнены, например, из углепластика, армированного, например, углеродной лентой марки ЛУ-П или Элур-П по ГОСТ 28006-88.Bearing layers 7 TZO ON can be performed, for example, from polyester or epoxy fiberglass reinforced with flat weave fabric, for example, brand T-11-GVS-9 or T-10 (VMP) according to GOST 19170-2001. Additional layers 19 (see Fig. 6 (b)), providing the maximum increase in bending stiffness of the cantilevered beam located in the instrument compartment, can be made, for example, of carbon-fiber reinforced plastic, for example, with carbon tape LU-P or Eur- P according to GOST 28006-88.
ТЗО ПО, кроме указанных выше несущих слоев, содержит также расположенный между ними средний слой жесткого заполнителя пониженной прочности и объемной плотности из СП, усиленного расположенными эквидистантно наружным поверхностям ТЗО слоями пластика, армированного тканью плоского плетения, чередующимися со слоями пластика, армированного тканью объемного плетения.In addition to the above-mentioned bearing layers, the TSE also contains an intermediate layer of rigid aggregate of reduced strength and bulk density from the joint venture, reinforced by layers of plastic reinforced with flat weave fabric reinforced by fabric of bulk weave that is equidistant to the outer surfaces of the TSE, located between them.
Сам СП может быть выполнен на основе, например, полиэфирного или эпоксидного связующего, наполненного, например, стеклянными микросферами марки МС-А9 по ТУ 6-48-108-94. В качестве ткани плоского плетения, армирующей слои пластика, усиливающие СП среднего слоя ТЗО ПО, могут быть использованы, например, те же армирующие материалы, что и для армирования несущих слоев ТЗО ПО.The JV itself can be made on the basis of, for example, a polyester or epoxy binder, filled, for example, with glass microspheres of grade МС-А9 according to TU 6-48-108-94. As a fabric of flat weaving, reinforcing plastic layers, reinforcing the joint venture of the middle layer of the TZO PO, for example, the same reinforcing materials can be used as for reinforcing the carrier layers of TZO PO.
В качестве ткани объемного плетения, армирующей слои пластика, усиливающие СП среднего слоя ТЗО ПО, может быть использовано, например, полотно стеклотрикотажное ластичное марки ЛО-0,5 по ТУ 5952-223-18087444-2014, микроструктура которого (фиг.: 7-9) представляет собой систему переплетенных между собой незамкнутых упругих колец 20 из непрерывной нити или жгута, плоскости 21 которых направлены, по отношению к условным наружным поверхностям 22 полотна, проходящим через его крайние точки 23, по толщине (f), под углом, и которые соединены между собой, в местах своего незамыкания, участками 24 нити или жгута, направленными поперек по отношению к плоскостям 21 их незамкнутых упругих колец 20.As a fabric of volumetric weaving, reinforcing plastic layers, reinforcing the joint venture of the middle layer TZO PO, for example, a stretch-fiberglass elastic band of the grade LO-0.5 according to TU 5952-223-18087444-2014, whose microstructure (fig .: 7- 9) is a system of interconnected unclosed
Такая микроструктура трикотажного полотна обеспечивает ему достаточно хорошую растяжимость в процессе формования пластика, усиливающего СП среднего слоя ТЗО ПО, позволяя ему, с одной стороны, покрывать без складок криволинейную поверхность любой сложной кривизны, а с другой стороны, придавать ему заданную толщину (t), путем регулирования степени его плоского растяжения (см. фиг. 9).Such a microstructure of the knitted fabric provides it with sufficiently good tensile properties in the process of molding plastic, which reinforces the joint venture of the middle layer TZO PO, allowing it, on the one hand, to cover the curvilinear surface of any complex curvature without folds, and on the other hand, to give it a given thickness (t), by regulating the degree of its flat stretch (see Fig. 9).
Слои пластика, усиливающие СП среднего слоя ТЗО высоко нагруженного ПО, могут быть армированы плоско растянутой тканью объемного плетения (фиг. 10). При этом, возможны варианты чередования слоев пластика, армированных тканью плоского плетения 25, и одинаковых между собой, по толщине (f), слоев пластика, армированных плоско растянутой тканью объемного плетения 26.The layers of plastic that reinforce the joint venture of the middle layer of the high-voltage device of highly loaded software can be reinforced with flat weaving fabric of volumetric weaving (Fig. 10). At the same time, variants of alternation of plastic layers reinforced with
На фиг. 10(a) схематично изображена структура среднего слоя ТЗО ПО из СП 27, усиленного одинаковым количеством слоев пластика с толщиной (t), армированных плоско растянутой тканью объемного плетения 26, расположенных между каждыми двумя соседними слоями пластика, армированными тканью плоского плетения 25. ПКМ такого среднего слоя ТЗО имеет одинаковые физико-механические характеристики по всей своей толщине.FIG. 10 (a) schematically shows the structure of the middle layer of TZO PO from
На фиг. 10(б) схематично изображена структура среднего слоя ТЗО ПО из СП 27, усиленного слоями пластика на тканой основе с иным чередованием слоев. В этом случае количество одинаковых, по толщине (t), слоев пластика, армированных плоско растянутой тканью объемного плетения 26, расположенных между каждыми двумя соседними слоями пластика, армированного тканью плоского плетения 25, по мере приближения к НО поперечного сечения ТЗО ПО, постепенно увеличивается. ПКМ такого среднего слоя ТЗО имеет переменные физико-механические характеристики по всей своей толщине. Объемная плотность, прочность и жесткость ПКМ среднего слоя такой ТЗО изменяется пропорционально изменению величины внутренних нормальных напряжений, возникающих в ПКМ среднего слоя ТЗО под действием эксплуатационных нагрузок, воздействующих на ПО. В некоторой степени реализуется идея конструкции равного сопротивления изгибу, имеющей, по сравнению с ее традиционным вариантом, более низкую массу при равной прочности.FIG. 10 (b) schematically shows the structure of the middle layer of TZO PO from
Для усиления СП среднего слоя ТЗО менее нагруженного внешней эксплуатационной нагрузкой ПО, могут быть использованы слои пластика, армированные пространственно растянутой тканью объемного плетения,. В этом случае для усиления СП среднего слоя ТЗО ПО в промежутках между слоями пластика, армированными тканью плоского плетения, могут быть применены слои пластика (фиг. 11-13), выполненные в виде непрерывного пространственного полотнища 28, снабженного направленными в одну сторону стаканообразными высадками 29, боковые поверхности 30 которых имеют форму трубчатых оболочек с осями 31, направленными нормально к наружной поверхности 32 пространственного полотнища 28, образованной его участками 33, расположенными между упомянутыми стаканообразными высадками 29.To reinforce the JV of the middle layer of the TZO less loaded with external operating load software, plastic layers can be used, reinforced with volumetric weaving spatially stretched fabric. In this case, layers of plastic (Fig. 11-13), made in the form of a continuous
Особенностью формы указанного пространственного полотнища 28 является то, что со стороны промежутков 33 между стаканообразными высадками 29 оно имеет сплошную наружную поверхность с отверстиями в местах расположения стаканообразных высадок 29, а с противоположной стороны - сплошной наружной поверхности нет. Условная наружная поверхность с этой стороны образована отделенными друг от друга донышками 34 стаканообразных высадок 29. Благодаря этому, несмотря на свою значительную толщину (h), ему легко может быть придана значительная цилиндрическая кривизна и, в несколько меньшей степени, даже сферическая кривизна (см. фиг. 12).A feature of the form of the said
Это позволяет при формовании среднего слоя ТЗО, имеющей переменную, по длине ПО, криволинейную наружную поверхность, использовать одинаковые плоские заготовки рассматриваемого непрерывного пространственного полотнища 28, изготавливаемые с помощью достаточно простой, по конструкции, универсальной пресс-формы. Способность к значительной вытяжке пропитанной связующим ткани объемного плетения позволяет с помощью упомянутой пресс-формы формовать из нее непрерывное пространственное полотнище, неразворачивающееся на плоскость.This allows when forming the middle layer TZO, which has a variable, along the length of the software, a curved outer surface, to use the same flat blanks of the considered continuous
При этом, для обеспечения равной прочности адгезионного или когезионного соединения рассматриваемого слоя СП 27 с обеих его сторон со смежными слоями 25 ПКМ среднего слоя ТЗО ПО, армированными тканью плоского плетения, соотношение между диаметром (d) круглых, в плане, стаканообразных высадок 29 пространственного полотнища 28 слоев пластика, усиливающих СП 27 среднего слоя его ТЗО, армированных тканью объемного плетения, и расстоянием (а) между осями 31 соседних стаканообразных высадок 29, при их гексагональной упаковке в плане (см. фиг. 11, 13), должно быть выбрано из условия:At the same time, in order to ensure equal strength of the adhesive or cohesive joint of the considered
которое обеспечивает равенство суммарных площадей донышек 34 стаканообразных высадок 29 пространственного полотнища 28, выходящих на поверхность 35 соответствующего слоя СП с одной его стороны, с суммарной площадью промежутков между ними 33, выходящих на поверхность 32 слоя СП с другой его стороны, так как по поверхностям контакта именно этих площадей с соседними слоями пластика 25, армированного тканью плоского плетения, происходит передача наибольших внутренних трансверсальных напряжений, возникающих в среднем слое ТЗО ПО, под действием внешней эксплуатационной нагрузки.which ensures the equality of the total areas of the
Использование показанного выше непрерывного пространственного полотнища 28 для усиления слоев СП 27 среднего слоя ТЗО ПО, расположенных между соседними слоями пластика 25, армированного тканью плоского плетения, позволяет увеличивать расстояние между ними, по мере приближения к НО поперечного сечения ТЗО (фиг. 14), не прибегая, как это показано выше (см. фиг. 10(б)), к дополнительным слоям пластика, армированного тканью объемного плетения. Для этого достаточно, по мере приближения к НО поперечного сечения ТЗО ПО, для усиления СП 27 в промежутках между слоями пластика 25, армированного тканью плоского плетения, использовать рассматриваемое непрерывное полотнище 28 с увеличенной высотой (h) его стаканообразных высадок 29 (h1<h2<h3) (см. фиг. 14(б)).The use of the continuous
Использованные источникиUsed sources
1. А.Л. Простаков. Гидроакустические средства флота. М., Военгиз, 1974,1. A.L. Prostakov. Hydroacoustic means of the fleet. M., Voengiz, 1974,
рис. 5.rice five.
2. А.А. Митько. Гидроакустические средства связи и наблюдения. Л., Судостроение, 1982, стр. 113-118.2. A.A. Mitko. Hydroacoustic communications and surveillance. L., Shipbuilding, 1982, pp. 113-118.
3. Патент РФ №2056318. Обтекатель судовой гидроакустической станции. Заявл.: 07.02.1992. Опубл.: 20.03.1996.3. RF patent №2056318. Fairing ship hydroacoustic station. App .: 07.02.1992. Publ .: 20.03.1996.
4. Авторское свидетельство СССР №917445. Подкильный обтекатель гидролокатора судна. Заявл.: 21.03.1980.4. USSR author's certificate №917445. Podkilny fairing sonar vessel. Appl .: 21.03.1980.
5. Патент РФ №2265549. Подкильный обтекатель гидроакустической станции корабля. Заявл.: 20.04.2004. Опубл.: 10.12.2005.5. RF patent №2265549. Podkilny fairing hydroacoustic station ship. Appl .: 20.04.2004. Publ .: 10.12.2005.
6. Авторское свидетельство СССР №999404. Подкильный обтекатель гидролокатора. Заявл.: 09.03.1981 (прототип).6. USSR author's certificate №999404. Podkilny fairing sonar. App .: 09.03.1981 (prototype).
Claims (15)
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| RU2018113882A RU2685743C1 (en) | 2018-04-16 | 2018-04-16 | Shipborne hydroacoustic station antenna keel fairing |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| RU2018113882A RU2685743C1 (en) | 2018-04-16 | 2018-04-16 | Shipborne hydroacoustic station antenna keel fairing |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| RU2685743C1 true RU2685743C1 (en) | 2019-04-23 |
Family
ID=66314504
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| RU2018113882A RU2685743C1 (en) | 2018-04-16 | 2018-04-16 | Shipborne hydroacoustic station antenna keel fairing |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| RU (1) | RU2685743C1 (en) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| RU2762541C1 (en) * | 2020-11-24 | 2021-12-21 | Российская Федерация, От Имени Которой Выступает Министерство Промышленности И Торговли Российской Федерации | High-strength reinforcing element for hydroacoustic coatings |
Citations (8)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| RU2056299C1 (en) * | 1992-05-19 | 1996-03-20 | Геннадий Алексеевич Павлов | Three-ply panel of reinforced plastic |
| UA8927A1 (en) * | 1980-04-04 | 1996-09-30 | Феодосійське Виробниче Об'Єднання "Море" | Ship three-layer panel and method of its manufacture |
| RU2250824C1 (en) * | 2003-04-08 | 2005-04-27 | Открытое Акционерное Общество Феодосийская Судостроительная Компания "Море" | Method of production of a trilaminar panel out of a reinforced plastic and a filler out of tubular elements |
| EP1412162B1 (en) * | 2001-07-30 | 2005-09-21 | Lockheed Martin Corporation | Method of making a filled honeycomb core composite structure |
| RU2439222C2 (en) * | 2006-06-21 | 2012-01-10 | Снекма Пропюльсьон Солид | Fibrous reinforcing structure of complex satin weave for making detail from composite material |
| RU2461925C2 (en) * | 2010-10-21 | 2012-09-20 | Российская Федерация, от имени которой выступает Министерство промышленности и торговли Российской Федерации (Минпромторг России) | Non-ribbed hydroacoustic station antenna dome |
| RU2510923C2 (en) * | 2010-10-21 | 2014-04-10 | Российская Федерация, от имени которой выступает Министерство промышленности и торговли Российской Федерации (Минпромторг России) | Non-ribbed hydroacoustic station antenna dome |
| RU160053U1 (en) * | 2015-04-29 | 2016-02-27 | Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего профессионального образования Балтийский государственный технический университет "ВОЕНМЕХ" им. Д.Ф. Устинова (БГТУ "ВОЕНМЕХ") | HYDROACOUSTIC STATION ANTENNA FLOW |
-
2018
- 2018-04-16 RU RU2018113882A patent/RU2685743C1/en active
Patent Citations (8)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| UA8927A1 (en) * | 1980-04-04 | 1996-09-30 | Феодосійське Виробниче Об'Єднання "Море" | Ship three-layer panel and method of its manufacture |
| RU2056299C1 (en) * | 1992-05-19 | 1996-03-20 | Геннадий Алексеевич Павлов | Three-ply panel of reinforced plastic |
| EP1412162B1 (en) * | 2001-07-30 | 2005-09-21 | Lockheed Martin Corporation | Method of making a filled honeycomb core composite structure |
| RU2250824C1 (en) * | 2003-04-08 | 2005-04-27 | Открытое Акционерное Общество Феодосийская Судостроительная Компания "Море" | Method of production of a trilaminar panel out of a reinforced plastic and a filler out of tubular elements |
| RU2439222C2 (en) * | 2006-06-21 | 2012-01-10 | Снекма Пропюльсьон Солид | Fibrous reinforcing structure of complex satin weave for making detail from composite material |
| RU2461925C2 (en) * | 2010-10-21 | 2012-09-20 | Российская Федерация, от имени которой выступает Министерство промышленности и торговли Российской Федерации (Минпромторг России) | Non-ribbed hydroacoustic station antenna dome |
| RU2510923C2 (en) * | 2010-10-21 | 2014-04-10 | Российская Федерация, от имени которой выступает Министерство промышленности и торговли Российской Федерации (Минпромторг России) | Non-ribbed hydroacoustic station antenna dome |
| RU160053U1 (en) * | 2015-04-29 | 2016-02-27 | Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего профессионального образования Балтийский государственный технический университет "ВОЕНМЕХ" им. Д.Ф. Устинова (БГТУ "ВОЕНМЕХ") | HYDROACOUSTIC STATION ANTENNA FLOW |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| RU2762541C1 (en) * | 2020-11-24 | 2021-12-21 | Российская Федерация, От Имени Которой Выступает Министерство Промышленности И Торговли Российской Федерации | High-strength reinforcing element for hydroacoustic coatings |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| US5062589A (en) | Fiber reinforced pressure bulkhead with integrated frame | |
| JP3506709B2 (en) | Water sports board | |
| US6086968A (en) | Two- and three-dimensional shaped woven materials | |
| CA2763113C (en) | Structural component and production method for a structural component | |
| JP6636462B2 (en) | Pressure-resistant bulkhead for aircraft fuselage | |
| US9359055B2 (en) | Composite paddles | |
| RU2685743C1 (en) | Shipborne hydroacoustic station antenna keel fairing | |
| TR201803031T4 (en) | A wolf mouth attachment to a watercraft. | |
| US3078202A (en) | Type of construction | |
| JPS60233254A (en) | Wall element | |
| EP3466668A1 (en) | Sheet and rod-shaped member | |
| JP2023554637A (en) | Composite materials and structures | |
| RU161080U1 (en) | RADAR TRANSPARENT WITH GRADIENT FILLER | |
| CN207904753U (en) | A kind of anti-collision unit structure of composite pier anticollision device, collision-prevention device | |
| Wahrhaftig et al. | Analysis of a new composite material for watercraft manufacturing | |
| US3696452A (en) | Hull construction for vessels and the like | |
| CN104973222A (en) | Composite material elastomer navigation mark floating drum | |
| US20030196581A1 (en) | Multi-beam panel structures | |
| Ertuğ | Advanced fiber-reinforced composite materials for marine applications | |
| RU2510923C2 (en) | Non-ribbed hydroacoustic station antenna dome | |
| US1933860A (en) | Truss weld system | |
| Rout et al. | An overview of advanced fiber reinforced polymer composites and it’s applications | |
| US3431878A (en) | Fluidfoil ringcraft | |
| RU2403167C1 (en) | Body and structure elements of transport facilities and method for their manufacturing | |
| Eksik et al. | Experiments on Top-Hat–Stiffened Panels of Fiber-Reinforced–Plastic Boat Structures |