RU2535780C2

RU2535780C2 - Assembly for attachment of hardware to structural cellular structure from polymer composites

Info

Publication number: RU2535780C2
Application number: RU2013110144/11A
Authority: RU
Inventors: Елена Георгиевна Пацкова; Андрей Викторович Жуков; Станислав Владимирович Авкельгин; Вячеслав Васильевич Савицкий
Original assignee: Открытое акционерное общество "Информационные спутниковые системы" имени академика М.Ф. Решетнёва"
Priority date: 2013-03-06
Filing date: 2013-03-06
Publication date: 2014-12-20
Also published as: RU2013110144A

Abstract

FIELD: aircraft engineering.

SUBSTANCE: invention relates to attachment of spacecraft hardware at its load-bearing structure made of polymer composites. This assembly consists of fastening and bearing straps secured with load-bearing structure element. Straps are interconnected, their guide faces being inclined at the angle aligned with that of load-bearing structure ribs. Bearing strap rests on the load-bearing structure crosshair to secure said fastening strap that makes the spacecraft hardware location surface and fixing point.

EFFECT: accurate positioning of hardware, ruled out destructive effects at cellular structure.

5 cl, 5 dwg

Description

Настоящее изобретение относится к области машиностроения, в частности к космической отрасли, а именно к узлам и элементам крепления оборудования космического аппарата (КА) на его силовой конструкции из полимерных композиционных материалов.The present invention relates to the field of engineering, in particular to the space industry, and in particular to nodes and elements of fastening equipment of a spacecraft (SC) on its power structure made of polymer composite materials.

Известен узел соединения элементов планера самолета из полимерных композиционных материалов (Патент RU 2412860 С1), в котором один элемент, закрепленный на силовой каркасной конструкции соединением типа "ласточкин хвост", скрепляется с другим элементом с помощью болтового соединения. Недостатками известной конструкции являются ее высокая масса, низкая технологичность и низкая надежность работы крепежа.A known assembly of the elements of an airplane glider made of polymer composite materials (Patent RU 2412860 C1), in which one element mounted on a power frame structure with a dovetail connection, is fastened to another element using a bolted connection. The disadvantages of the known design are its high mass, low manufacturability and low reliability of the fasteners.

Наиболее близким к заявляемому техническому решению по технической сущности и достигаемому техническому результату является устройство и способ асимметричного скрепления накладками деталей, изготовленных из углерода и металла (Патент RU 2352497 С1), в котором накладка и контрнакладка обеспечивают прочное скрепление конструктивных элементов, размещаемых между накладкой и контрнакладкой, при этом контрнакладка имеет меньшее, чем накладка количество точек крепления. Данное техническое решение принято за прототип изобретения. Недостатками известной конструкции являются низкая технологичность и надежность работы крепежа, а также крепление конструктивных элементов исключительно на плоских поверхностях.The closest to the claimed technical solution according to the technical essence and the technical result achieved is a device and method for asymmetric bonding of parts made of carbon and metal with patches (Patent RU 2352497 C1), in which the pad and counter pad provide a strong bond of structural elements placed between the pad and the tab while counter-overlay has a smaller number of attachment points than the overlay. This technical solution is taken as a prototype of the invention. The disadvantages of the known design are the low adaptability and reliability of the fasteners, as well as the fastening of structural elements exclusively on flat surfaces.

Задачей, на решение которой направлено заявляемое изобретение, является создание высокотехнологичной конструкции узла закрепления оборудования КА на его сетчатой силовой конструкции любой пространственной формы с повышенной надежностью работы крепежа.The task to be solved by the claimed invention is directed is the creation of a high-tech design of the spacecraft equipment fixing unit on its mesh power structure of any spatial shape with increased reliability of the fasteners.

Поставленная задача решается тем, что узел закрепления оборудования к силовой сетчатой конструкции из полимерных композиционных материалов (например, изогридного углепластика) состоит из крепежной и опорной накладок, скрепленных с элементом силовой сетчатой конструкции, причем накладки выполнены с углом наклона направляющих граней, совпадающим с углом наклона ребер силовой сетчатой конструкции, причем опорная накладка упирается в перекрестие силовой сетчатой конструкции и служит для крепления крепежной накладки, которая, в свою очередь, создает плоскость и точку фиксации для установки оборудования КА. Рекомендуется использовать накладки, выполненные из металла, скрепленные между собой при помощи клея и металлического винтового крепления, например, из титана.The problem is solved in that the unit for fixing the equipment to the power mesh structure made of polymer composite materials (for example, carbon fiber reinforced plastic) consists of fastening and supporting plates attached to an element of the power mesh structure, and the plates are made with an angle of inclination of the guiding faces coinciding with the angle of inclination ribs of the power mesh structure, and the support plate rests against the crosshairs of the power mesh structure and serves to fasten the mounting plate, which, in its turn ed, creates a plane and fixing point for installation of spacecraft equipment. It is recommended to use pads made of metal, bonded together with glue and a metal screw mount, for example, of titanium.

Сущность изобретений поясняется чертежом, где на фиг.1 представлен узел закрепления оборудования к силовой сетчатой конструкции из полимерных композиционных материалов 2, который включает опорную накладку 1 и крепежную накладку 3, выполненные с радиусами поверхности R1 (внутренний), R2 (внешний), совпадающими с радиусами R1 (внутренний), R2 (внешний) силовой сетчатой конструкции. Накладки 1 и 3 упираются в перекрестие силовой сетчатой конструкции и выполнены с углом наклона направляющих граней, совпадающим с углом наклона ребер силовой сетчатой конструкции 2. Крепежная накладка 3 закрепляется с опорной накладкой 1 с помощью винта 4, обеспечивая поверхность под установку оборудования КА с точкой фиксации, обеспечивая однозначное место в пространстве. Накладка 3 имеет выступающие поверхности Б (бобышки) под механическую обработку (фиг.1). Все контактные поверхности и зазоры между деталями поз.1, 2, 3 и 4 для упрочнения заполняются клеем. Взаимное положение накладок 1 и 3 может варьироваться в зависимости от местоположения оборудования на силовой сетчатой конструкции. Подробно силовая сетчатая конструкция из полимерных композиционных материалов представлена на фиг.3.The invention is illustrated by the drawing, where Fig. 1 shows a unit for fixing equipment to a power mesh structure made of polymer composite materials 2, which includes a support pad 1 and a mounting pad 3 made with surface radii R1 (internal), R2 (external), coinciding with radii R1 (internal), R2 (external) of the power mesh structure. The pads 1 and 3 abut the crosshairs of the power mesh structure and are made with an angle of inclination of the guiding faces coinciding with the angle of inclination of the ribs of the power mesh structure 2. The fixing plate 3 is fixed to the support plate 1 with a screw 4, providing a surface for the installation of the spacecraft equipment with a fixation point providing an unambiguous place in space. The pad 3 has a protruding surface B (boss) for machining (figure 1). All contact surfaces and gaps between the parts pos. 1, 2, 3 and 4 for hardening are filled with glue. The relative position of the pads 1 and 3 may vary depending on the location of the equipment on the power mesh structure. The power mesh structure of polymer composite materials is shown in detail in FIG. 3.

Узел закрепления оборудования устанавливается на сетчатую силовую конструкцию следующим образом.The equipment fixing unit is mounted on the mesh power structure as follows.

На поверхности накладок, в местах соприкосновения с гранями сетчатой силовой конструкции 2, наносится клей, в свою очередь поверхности сетчатой силовой конструкции 2 обезжириваются. Накладки 1 и 3 устанавливаются на силовую сетчатую конструкцию, закрепляются винтовым креплением 4 (фиг.1). После окончательной полимеризации клея, перед установкой оборудования производится механическая обработка выступающих поверхностей - бобышек (плоскость Б), обеспечивая необходимую плоскостность, и обработка отверстий под необходимые крепежные элементы. Если оборудование необходимо установить с внутренней стороны (фиг.2), то опорная накладка 1 устанавливается по внешнему радиусу силовой сетчатой конструкции, а крепежная накладка 3 - с внутренней.On the surface of the linings, in places of contact with the faces of the mesh power structure 2, glue is applied, in turn, the surfaces of the mesh power structure 2 are degreased. The pads 1 and 3 are installed on the power mesh structure, are fixed by screw fastening 4 (figure 1). After the final polymerization of the glue, before installing the equipment, the protruding surfaces - bosses (plane B) are machined, providing the necessary flatness, and processing holes for the necessary fasteners. If the equipment needs to be installed from the inside (Fig. 2), then the support pad 1 is installed along the outer radius of the power mesh structure, and the mounting pad 3 from the inside.

Техническим результатом, обеспечиваемым приведенной совокупностью признаков, является обеспечение точного положения оборудования КА на силовой сетчатой конструкции любой пространственной формы, например цилиндрической, за счет универсальных элементов закрепления. При этом разрушающего воздействия на волокнистую структуру силовой сетчатой конструкции не оказывается.The technical result provided by the given set of features is to ensure the exact position of the spacecraft equipment on the power mesh structure of any spatial shape, for example, cylindrical, due to universal fastening elements. In this case, there is no destructive effect on the fibrous structure of the power mesh structure.

Claims

1. The site of fixing the equipment to the power mesh structure made of polymer composite materials, consisting of mounting and supporting plates attached to the element of the power mesh structure, characterized in that the plates connected to each other are made with an angle of inclination of the guiding faces coinciding with the angle of inclination of the ribs power structure, and the support plate rests against the crosshairs of the power structure and serves to fasten the mounting plate, which, in turn, creates a plane and a fixing point for installation ovki equipment.

2. The assembly according to claim 1, characterized in that the fastening and supporting plates are fastened together and with a power structure element by a metal screw fastening.

3. The node according to claim 1, characterized in that the supporting and mounting plates metal.

4. The node according to claim 1, characterized in that all contact surfaces and the gaps between the plates and the power structure are filled with glue.

5. The node according to claim 1, characterized in that the lining can be installed both from the inside and from the outside of the power mesh structure.