Диафрагма топливных баков

Полезная модель относится к конструкции планера летательного аппарата, в частности к конструкции топливного бака. Технический результат, на достижение которого направлена заявляемая полезная модель, заключается в повышении прочности диафрагмы топливного бака. Диафрагма 3 выполнена в виде гофрированного листа. Гофрированная диафрагма имеет отверстия 4 и 5 для перетекания топлива и воздуха вдоль бака. Благодаря высоким прочностным и жесткостным характеристикам гофрированного листа, при нагружении диафрагмы нормальным давлением от продольной нагрузки, не произойдет разрушения и появления остаточных деформаций конструкции топливного бака.

3 з.п., 4 илл.

Полезная модель относится к конструкции планера летательного аппарата, в частности к конструкции топливного бака.

Известны диафрагмы внешних дополнительных баков вертолета Ми-8МТВ-1. Дополнительный бак сварной конструкции с обечайками, выполненными из алюминиевого сплава толщиной 1,5 мм. В конструкцию бака входит набор диафрагм, три из которых силовые, расположены в местах крепления бака к пилону. В силовых диафрагмах имеются отверстия для прохода топлива и воздуха вдоль бака и выштамповки (Дополнение к руководству по технической эксплуатации и регламенту технического обслуживания вертолета Ми-8МТ; (для вертолетов Ми-8МТВ-1, оборудованных внешними дополнительными топливными баками); 8МТВ1-0007-ООРЭ, РО.Д104, г.Казань, 1995 г. 028.70.00, стр.3) - [1].

Для сравнительного анализа с заявляемой полезной моделью взята диафрагма подвесных топливных баков вертолета Ми-8МТ. В конструкцию каждого бака входит набор диафрагм, четыре из которых силовые, расположены в местах крепления бака к фюзеляжу. Диафрагмы представляют собой тонкие листы, в которых имеются выштамповки и отверстия для прохода топлива и воздуха вдоль бака. Пространство между диафрагмами может заполняться пенополиуретановым наполнителем.

Топливо при продольных перегрузках перемещается вдоль бака, а пенополиуретановый наполнитель препятствует быстрому перемещению топлива (Вертолет Ми-8МТ. Руководство по технической эксплуатации. 8МТ-0007-00 РЭ. Вертолетные системы. Издание третье. Авиаэкспорт. СССР, г.Москва, 1989 г. 28.10.00 стр.1) - [2].

Недостатком этой диафрагмы является то, что она имеет большие отверстия, не препятствующие проходу топлива вдоль бака, а пенополиуретановый наполнитель, препятствующий быстрому перемещению топлива, имеет ограниченный срок службы. Быстрое перемещение топлива из отсека в отсек смещает центр тяжести вертолета и может привести к аварийной ситуации. При уменьшении же площади отверстий, диафрагма будет нагружаться нормальным давлением от продольной нагрузки, что приведет к появлению остаточных деформаций диафрагмы и разрушению топливного бака.

Технический результат, на достижение которого направлена заявляемая полезная модель, заключается в повышении прочности диафрагмы топливного бака.

Технический результат достигается тем, что в диафрагме топливного бака с отверстиями для прохода топлива и воздуха вдоль бака в нижней и верхней частях, новым является то, что диафрагма выполнена в виде гофрированного листа.

Гофрированный лист имеет форму волны в виде прямоугольного, полукруглого и трапециевидного гофра.

Сущность полезной модели поясняется на Фиг.1 - Фиг.4, где

Фиг.1 - Топливный бак с диафрагмами.

Фиг.2 - Прямоугольный гофр.

Фиг.3 - Полукруглый гофр.

Фиг.4 - Трапециевидный гофр.

Здесь: 1 - днище топливного бака; 2 - обечайка бака; 3 - диафрагма топливного бака; 4 - отверстие для перетекания топлива; 5 - отверстие для перетекания воздуха.

В конструкцию бака с обечайкой 2 из сплава АМцП и днища 1 из сплава АМцП входит набор диафрагм 3. Диафрагма выполнена из гофрированного листа из сплава АМцП. В нижней части диафрагмы имеется отверстие 4 для перетекания топлива. В верхней части - отверстие 5 для перетекания воздуха.

Для выбора оптимальной конструкции диафрагмы сравнивались массы плоского листа, прямоугольного и полукруглого гофра длиной L=100 мм и толщиной =1,5 мм, нагружаемых продольной нагрузкой.

Площадь сечения плоского листа F=·L=1,5·100=150 мм², где - толщина листа (1,5 мм), L - длина листа (100 мм).

Момент сопротивления плоского листа

Отношение момента сопротивления к площади сечения плоского листа (М.Ф.Астахов. Справочная книга по расчету самолета на прочность, г.Москва. Государственное издательство оборонной промышленности. 1954 г., стр.78.) - [3].

Площадь сечения прямоугольного гофра (см. фиг.2) F=2·L=2·1,5·100=300 мм².

Момент сопротивления прямоугольного гофра W=1,334·H²=1,334·1,5·50²=5002,5 мм³, где Н - высота гофра (Н=L=50 мм), [3, стр.95].

Отношение момента сопротивления к площади сечения прямоугольного гофра

Площадь сечения полукруглого гофра (см. фиг.3) F=·H=·1,5·50=235,6 мм², где Н - высота гофра (Н=L=50 мм).

Момент сопротивления полукруглого гофра W=0,784·H²=0,784·1,5·50²=2940 мм³ [3, стр.95].

Отношение момента сопротивления к площади сечения прямоугольного гофра

Изучение указанных вариантов показало, что наилучшими соотношениями изгибной прочности к массе обладают сечения прямоугольного и полукруглого гофров, при этом соотношение изгибной прочности к массе плоского листа составило всего

Благодаря высоким прочностным и жесткостным характеристикам гофрированного листа, при нагружении диафрагмы нормальным давлением от продольной нагрузки, не произойдет разрушения и появления остаточных деформаций конструкции топливного бака.

1. Диафрагма топливного бака с отверстиями для прохода топлива и воздуха вдоль бака в нижней и верхней частях, отличающаяся тем, что диафрагма выполнена в виде гофрированного листа.

2. Диафрагма по п.1, отличающаяся тем, что гофрированный лист имеет форму волны в виде прямоугольного гофра.

3. Диафрагма по п.1, отличающаяся тем, что гофрированный лист имеет форму волны в виде полукруглого гофра.

4. Диафрагма по п.1, отличающаяся тем, что гофрированный лист имеет форму волны в виде трапециевидного гофра.