Конструктивные особенности решётчатых поверхностей (РП)

Жесткие требования к ракетам, в частности, к их массе и габаритам, привели к появлению рулей, имеющих шарнирные моменты существенно меньше, чем у рулей традиционной плоской формы в плане. Одним из таких рулей является руль решетчатой конструкции.

Решетчатый руль представляет собой несущую пространственную систему, состоящую из большого числа профилированных или плоских планов, соединенных между собой боковинами.

Решетчатые крылья, как и любые другие конструкции, могут изготовляться различными методами, т. е. путем использования принципиально разных технологических процессов. Наряду с ме­тодами холодной обработки, такими как клепка, склеивание, ре­зание — механическое и электроэрозионное, могут быть использо­ваны и методы горячей обработки — сварка, пайка, литье. Кроме того, не исключена возможность применения комбинированных ме­тодов (сочетание различных технологических процессов). Следо­вательно, в общем случае выбор рационального метода изготовле­ния решетчатых крыльев относится к числу задач с многозначны­ми решениями.

Известно, что меньшая стоимость изделия обычно достигается применением процесса с меньшей трудоемкостью, меньшими рас­ходами на конструкционный материал, что, в свою очередь, свя­зано с коэффициентом его использования. Следует стремиться к

сокращению технологического цикла изготовления изделия, вслед­ствие чего изменяются и накладные расходы.

На рациональный метод изготовления решётчатых крыльев влияет достаточно большое количество факторов, таких как марка материала, методы соединения и изготовления деталей и др.

Планы РП, соответствующим образом спрофилированные, позволяют получить плавное обтекание до углов атаки 40-50°. На сверхзвуковых скоростях планы решётки можно расположить достаточно близко друг от друга без их взаимного влияния и получить большую суммарную площадь решётчатого крыла в малом объёме. Поэтому подъёмная сила РП оказывается в несколько раз больше, чем подъёмная сила обычной поверхности при равных объёмах. Кроме того, решётчатые рулевые поверхности уменьшают величину шарнирных моментов, в результате чего снижается мощность рулевого привода и его вес. При одинаковой прочности с моноплановой РП намного легче и существенно жёстче последнего. РП могут воспринимать значительные нагрузки, что предполагает достаточную жёсткость и прочность конструктивных элементов при их малой толщине, и высокие механические свойства соединения конструкции при малой массе. Решетчатые рули характеризуются малой металлоемкостью, т.е. отношением объёма металла в конструкции к объёму изделия. Решётчатые крылья являются технологичными изделиями в условиях серийного производства и при изготовлении их достигается высокий уровень коэффициента использования материалов – выше 0,5.

Было установлено, что наиболее вероятными заготовками могут быть полосы, листовой материал различной толщины или поковки прямоугольного сечения.

Поскольку характер заготовок решающим образом влияет на степень использования материала в изделии, то для оценки различ­ных методов изготовления решетчатых крыльев выбирается коэф­фициент использования материала Ки.м, под которым понимается отношение чистой массы изделия т к норме расхода материала N:

Наиболее технологичными методами соединения деталей, как показывает анализ применяемых технологических процессов, являются пайка, контактная сварка и аргонно дуговая сварка отдельных элементов РП.

Решётчатая поверхность (рис. 5.8) представляет собой сборно-паянную конструкцию, состоящую из однотипных элементов изготовленных из листовой стали ЭИ-835 (ст. 12Х25Н16Г7АР). Этот материал отличается высокой коррозионной стойкостью, хорошо обрабатывается любым видом холодной и горячей обработки, включая различные способы сварки и пайки.

Рис.5.8

Планы, силовой кронштейн и боковины изготавливаются холодной штамповкой. Радиуса галтелей 0,2+0,2 выполняются чеканкой в штампах. Заострения кромок толщиной 0,2-0,1мм. (рис. 5.8) получают методом шлифования в специальных угловых оправках.