Технологический раздел.

1. Технологическая проработка конструкции.

1.1 Понятие и требования технологичности.

Технологичность – это совокупность свойств изделия, определяющих приспособленность его конструкции к достижению оптимальных затрат ресурсов при его производстве, ремонте и утилизации.

Технологичность самолетов в значительной степени определяется рациональным выбором аэродинамических обводов, к которым применяются следующие основные требования:

- Простота аэродинамических форм агрегатов планера и всех входящих в его конструкцию элементов.

- Максимальное применение поверхностей одинарной кривизны, т. е. поверхностей с прямолинейными образующими.

- Обеспечение высокой преемственности аэродинамических форм и других агрегатов планера для новых модификаций самолетов.

1.2 Обоснование формы поверхности самолета.

Пассажирский самолет Ту-154 представляет собой свободнонесущий цельнометаллический моноплан с низкораположенным стреловидным крылом и стреловидным Т-образным хвостовым оперением. Силовая установка состоит из трех ТРДД, расположенных в хвостовой части фюзеляжа. Аэродинамическая компоновка и увеличенная тяговооруженность позволяют самолету развивать высокую дозвуковую крейсерскую скорость, одновременно обеспечивая хорошие характеристики устойчивости и управляемости во всем высотно-скоростном диапазоне полета.

1.3 Обоснование выбора материалов и используемые технологические процессы обработки.

Для получения минимальной массы конструкции планера многие его

конструктивные элементы имеют переменное сечение, полученное методом

программного и химического фрезерования, используются также сотовые конструкции. Химическое фрезерование наиболее широко применяется для обработки листов обшивки планера. При этом методе часть металла удаляется с листа химическим путем до получения расчетной толщины.

Широко применены в конструкции планера элементы, изготовленные путем штамповки и прессования. Эти высокопроизводительные технологические процессы обеспечивают высокое качество изделий.

Силовые элементы конструкции планера изготовлены в основном из алюминиевых сплавов Д16, В95, АК6, АЛ 19; магниевых сплавов МЛ5, МА8; сталей ЗОХГСА,ЗОХГСНА.

Дуралюмин Д16 используется для изготовления обшивки, стрингеров, поясов и стенок лонжеронов, шпангоутов, нервюр и других силовых элементов. Этот материал при небольшой плотности, равной 2,8 г/см3, имеет значительный предел прочности, достигающий 46 кгс/мм2. Сплав Д16 хорошо обрабатывается механическим путем, в свежезакаленном и отожженном состоянии достаточно пластичен для изготовления листовых деталей холодной штамповкой. Сплав Д16 является надежным конструктивным материалом, проверенным длительной эксплуатацией на самолетах различных типов.

Алюминиевый сплав В95 применяется так же, как и дуралюмин Д16, для изготовления обшивки, стрингеров и некоторых других силовых деталей. Этот сплав при такой же примерно плотности, как и у сплава Д16, имеет более высокий предел прочности, достигающий 52 кгс/мм2, поэтому более выгоден в отношении массы. Технологические свойства сплава В95 близки к технологическим свойствам дуралюмина Д16. Существенным недостатком сплава В95 является его повышенная чувствительность к концентрации напряжений, что может вызвать появление усталостных трещин у отверстий,

в местах резкого перехода сечений детали, царапин, забоин и пр. В процессе эксплуатации детали из сплава В95 требуют более тщательного осмотра.

Марки алюминиевых сплавов Д16 и В95 могут содержать буквы «А», «Т», «Н» и «В», например, Д16А, Д16А-Т, В95А-Т1НВ. Буква «А» указывает на пониженное количество в сплаве вредных примесей (высококачественный сплав), «Т» — сплав в закаленном состоянии (твердый); «Н» нагартованный; «В» — лист высокого качества проката (выкатки).

Алюминиевый сплав АК6 используется для изготовления деталей методом горячей штамповки (ковки). Он применяется прежде всего для изготовления кронштейнов, фитингов и других деталей стыковых соединений планера. Сплав АК6 имеет в своем составе меньше легирующих элементов, чем дуралюмин Д16, поэтому более пластичен, но и менее

прочен - его предел прочности составляет 36-38 кгс/мм2.

Алюминиевый сплав АЛ19 применяется для литых деталей стыковых соединений, имеющих сложную конфигурацию и несущих относительно небольшие нагрузки.

Магниевый сплав МЛ5 применяется для изготовления деталей литьем. Основным преимуществом магниевых сплавов (электронов) является их низкая плотность, составляющая 1,85 г/см3. Предел прочности сплава МЛ5 21—22 кгс/мм2.

Недостатком магниевых сплавов является низкая коррозионная стойкость, поэтому в процессе эксплуатации за деталями из магниевых сплавов требуется систематическое наблюдение для обнаружения и устранения коррозии.

Стали ЗОХГСА (хромансиль) и ЗОХГСНА (никелевый хромансиль) используются для изготовления высоконагруженных деталей и узлов, выполненных механической обработкой, сваркой или горячей штамповкой. Никелевый хромансиль при одинаковой со сталью ЗОХГСА вязкостью может быть закален до более высокой прочности, поэтому его применение более выгодно в массовом отношении. Недостатком стали ЗОХГСНА по сравнению со сталью ЗОХГСА является повышенная чувствительность к концентрации напряжений; возникающих у царапин, забоин, отверстий и резких переходов сечений деталей. Концентрация напряжений в этих местах может вызвать появление усталостных трещин.

Листы алюминиевых сплавов, используемые для изготовления обшивки и других элементов конструкции планера, имеют с обеих сторон тонкие слои чистого алюминия. Такие листы называются плакированными; они получаются в процессе изготовления листа горячей прокаткой.

Толщина слоев чистого алюминия в плакированном листе составляет около 4% общей толщины листа. Тонкие листы имеют слой чистого алюминия до 8% толщины листа.

Чистый алюминий значительно более стоек к коррозии в атмосферных условиях, чем дуралюминовые сплавы, поэтому является достаточно надежной защитой от коррозии.

Обшивка и все другие детали планера, изготовленные из алюминиевых сплавов, анодируются. В процессе анодирования на поверхности детали образуется плотная пленка окиси алюминия, не пропускающая атмосферный кислород к металлу. Меняя состав и температуру электролита, в котором проводится анодирование детали, плотность пропускаемого через электролит тока, а также время выдержки детали в ванне, получают пленку различной толщины и цвета.

В качестве третьего защитного от коррозии слоя применяются лакокрасочные покрытия. Вся наружная поверхность самолета покрывается бесцветным лаком. Внутренняя поверхность обшивки и каркаса в нижней части фюзеляжа покрыты антикоррозийными эмалями, а места, особо подверженные действию коррозии, дополнительно покрыты герметиком.

Все три защитных слоя — слой чистого алюминия, пленка окиси алюминия и лакокрасочное покрытие — создают надежную защиту планера от коррозии в атмосферных условиях, но имеют недостаточную механическую прочность и легко могут быть повреждены. В местах повреждений покрытий возникает коррозия, которая особенно интенсивно развивается в зонах скопления воды и грязи, а также в местах, подверженных воздействию паров кислоты, выхлопных газов и других агрессивных сред.