Тканевая обшивка самолета
Тканевое покрытие самолета — термин, обозначающий как используемый материал, так и процесс покрытия открытых конструкций самолета. Применяется также для армирования закрытых фанерных конструкций. De Havilland Mosquito является примером этой техники, как и новаторские цельнодеревянные монококовые фюзеляжи некоторых немецких самолетов времен Первой мировой войны, таких как LFG Roland C.II, с обернутыми Wickelrumpf полосами фанеры и тканевой обшивкой.
такие как хлопок и целлюлозы нитрат Первые самолеты использовали органические материалы , ; в современных конструкциях с тканевым покрытием в качестве клея обычно используются синтетические материалы, такие как дакрон и бутират . Современные методы часто используются при реставрации старых типов, которые изначально были покрыты традиционными методами.
Цель/требования
[ редактировать ]Целями тканевой обшивки самолета являются:
- Для обеспечения легкой воздухонепроницаемой обшивки подъемных и управляющих поверхностей.
- Чтобы обеспечить структурную прочность слабым конструкциям.
- Для прикрытия других ненесущих частей самолета для уменьшения лобового сопротивления, иногда образуя обтекатель .
- Для защиты конструкции от непогоды.
История
[ редактировать ]Раннее использование
[ редактировать ]
новаторы Авиаторы- , такие как Джордж Кэли и Отто Лилиенталь, использовали летающие поверхности, покрытые хлопком, для своих пилотируемых планеров. Братья Райт также использовали хлопок для покрытия своего флаера Райт . В других ранних самолетах использовались различные ткани, шелк и лен обычно использовались . Некоторые ранние самолеты, такие как первые машины А.В. Роу , даже использовали бумагу в качестве обшивочного материала. До изобретения пряжи на основе целлюлозы в 1911 году использовались различные методы отделки ткани. [1] Наибольшей популярностью пользовалось использование прорезиненных тканей, например, производства компании «Континенталь». Другие методы включали использование крахмала саго . [2] Появление целлюлозных присадок, таких как «Emaillite», стало важным шагом вперед в производстве практичных самолетов, позволивших получить поверхность, которая оставалась натянутой (устраняя необходимость частого повторного покрытия летающих поверхностей). [3]
Первая мировая война/послевоенное время
[ редактировать ]В воздушных боях Первой мировой войны в основном использовались бипланы с тканевой обшивкой , которые были уязвимы для возгорания из-за горючих свойств тканевой обшивки и нитроцеллюлозного раствора. [4] Национальные знаки различия, нанесенные на ткань, часто вырезались из сбитых самолетов и использовались в качестве военных трофеев . Немецкий авиаконструктор Хуго Юнкерс считается одним из пионеров металлических самолетов; его дизайн положил начало отходу от тканевого покрытия.Легковоспламеняющаяся смесь ткани, марихуаны и газообразного водорода стала причиной гибели «Гинденбург» дирижабля .
Вторая мировая война
[ редактировать ]
К началу Второй мировой войны во многих конструкциях самолетов использовались металлические конструкции -монококи из-за их более высоких рабочих скоростей , хотя покрытые тканью поверхности управления все еще использовались на ранних моделях Spitfires и других типах. У Hawker Hurricane был фюзеляж, обтянутый тканью, а также крылья, обтянутые тканью до 1939 года. Многие транспортные самолеты, бомбардировщики и учебно-тренировочные самолеты все еще использовали ткань, хотя легковоспламеняющийся нитратный раствор был заменен вместо него бутиратным раствором, который горит труднее. [4] Mosquito — это пример самолета из фанеры с тканевой обшивкой ( мадаполлам ). В Vickers Wellington использовалась ткань поверх геодезического планера , что обеспечивало хорошую устойчивость к боевым повреждениям.
Интересным примером изобретательности в условиях военного времени стал планер Colditz Cock . В этом самодельном самолете, предназначенном для побега, в качестве укрывного материала использовались тюремные постельные принадлежности; самодельный клей и дурман из вареного проса При его строительстве заключенные также использовали .
Внедрение современных материалов
[ редактировать ]С развитием современных синтетических материалов после Второй мировой войны хлопчатобумажные ткани были заменены в гражданской авиации полиэтилентерефталатом , известным под торговым названием дакрон или цеконит . Эту новую ткань можно было бы приклеить к планеру, а не пришить, а затем подвергнуть термоусадке по размеру. Хлопок сорта А обычно служит от шести до семи лет, когда самолет хранится на открытом воздухе, тогда как цеконит, который не гниет, как хлопок, может прослужить более 20 лет. [4] [5]
Ранние попытки использовать эти современные ткани с бутиратом показали, что раствор вообще не прилипает и отслаивается листами. Вместо этого нитратный наркотик был возрожден в качестве первоначальной системы выбора, хотя он также был вытеснен новыми материалами. [4]
Одна тканевая система, разработанная Рэем Ститсом в США и одобренная FAA в 1965 году, продается под торговой маркой Poly-Fiber . При этом используются три плотности ткани Dacron, продаваемые под торговой маркой Ceconite , а также тканевый клей для крепления к планеру (Poly-Tak), герметизирующая смола для подготовки ткани (Poly-Brush) и краска (Poly-Tone). Эта система не является наркотиком и вместо этого использует химикаты на основе винила . [4] Цеконит 101 сертифицирован на плотность 3,5 унции/ярд. 2 (119 г/м 2 ) ткани, тогда как Ceconite 102 имеет плотность 3,16 унции на ярд. 2 (107 г/м 2 ) ткань. Также имеется несертифицированный легкий цеконит плотностью 1,87 унции/ярд. 2 (63 г/м 2 ) предназначен для сверхлёгких самолётов . Этот метод требует физического прикрепления ткани к планеру с помощью реберной строчки, заклепок или полосок, которые затем обычно покрываются тканевыми лентами. [5] [6] [7]
Помимо Poly-Fiber, ряд других компаний производят процессы обшивки сертифицированных и отечественных самолетов . Randolph Products и Certified Coatings Products производят присадки на основе бутирата и нитрата для использования с тканью Dacron. [8] [9]
В системах Superflite и Air-Tech используется аналогичная ткань, но в качестве отделки используются продукты на основе полиуретана с добавлением эластичных добавок. Эти покрытия дают очень блестящие результаты. [4]
Компания Falconar Avia из Эдмонтона, Альберта , Канада, разработала систему Hipec в 1964 году для использования с тканью Dacron. В нем используется специальный солнцезащитный барьер Hipec, который приклеивает ткань непосредственно к конструкции самолета за один этап, устраняя необходимость в клепании, сшивании ребер и наклеивании ленты, используемых в традиционных процессах изготовления ткани. Затем последняя краска наносится поверх солнцезащитного барьера, чтобы завершить процесс. [10] [11]
Новые системы были разработаны и распространены компанией Stewart Systems из Кашемира, Вашингтона и Блу-Ривер (Ceconite 7600). В этих двух системах используются те же сертифицированные лавсановые материалы, что и в других системах, но не используются летучие органические соединения , а вместо этого используется вода в качестве носителя, что делает их более безопасными в использовании и менее вредными для окружающей среды. [4] [12]
Многие сверхлегкие самолеты покрыты заранее сшитыми оболочками из дакрона плотностью 3,9 унции, которые просто привинчиваются, прикручиваются болтами или шнуруются на место. Они производятся в самых разных цветах и узорах и обычно летают необработанными или с анти- ультрафиолетовым покрытием для защиты от солнечных лучей. [13]
В 2001 году компания Lanitz Aviation представила новый процесс, производимый в Германии под торговым названием Oratex6000. [14] Компания Oratex получила европейский EASA дополнительный сертификат типа (STC). [15] Канадские СТС, [16] [17] и STC США. [18] Oratex отличается от предыдущих систем, которые требуют нанесения многих слоев специальных покрытий (многие из которых токсичны), а также времени, навыков, оборудования и мер безопасности, необходимых для их нанесения. Oratex6000 просто приклеивается к планеру, затем плотно усаживается и не требует никаких покрытий. [19]
Процессы покрытия
[ редактировать ]Традиционные методы
[ редактировать ]
Традиционные методы покрытия используют органические материалы, такие как хлопок . [20] После того как конструкция самолета подготовлена путем шлифовки, на нее наносится материал с использованием пасты в качестве клея. Ребристая строчка используется на более быстрых типах самолетов, особенно на профилях с недогнутым профилем , чтобы ткань повторяла структуру самолета. Расстояние между стежками уменьшается в местах, подверженных смывке пропеллера. Затем покрытие обрабатывалось стягивающей пастой для удаления морщин и повышения прочности конструкции, а финишные покрытия, часто содержащие алюминиевый порошок, служили для защиты поверхности от ультрафиолетового света . Большие тканевые панели самолетов времен Первой мировой войны часто соединялись вместе через проушины , чтобы облегчить доступ к внутренней конструкции для обслуживания. Некоторыми недостатками по сравнению с современными методами являются относительно короткий срок службы покрытия из-за биологических эффектов, таких как плесень, и трудозатраты, необходимые для достижения конечного результата. [21]
Современные методы
[ редактировать ]Современные методы покрытия следуют традиционному методу с небольшими отличиями. Используются синтетические материалы, покрытие приклеивается к конструкции с помощью специальных клеев. Процесс усадки достигается применением электрического утюга или тепловой пушки . Как только покрытие станет плотным, для более тяжелых или быстрых самолетов снова используется ребристая строчка. Обычно наносятся косметические отделочные покрытия, за исключением Oratex, на который обычно покрытия не наносятся. Побочным эффектом использования современных облицовочных материалов на самолетах с деревянной конструкцией является то, что из-за гораздо более длительного срока службы конструкция остается закрытой и непроверенной в течение гораздо более длительных периодов времени, что привело к необходимости проведения специальных периодических проверок со стороны авиационных регулирующих органов. [4] [22]
При использовании обоих методов покрытия воздушное судно обычно приходится повторно взвешивать после замены ткани, чтобы определить любое изменение массы и центра тяжести. [23]
См. также
[ редактировать ]- Самолетный наркотик
- Самодельный самолет
- Радиоуправляемый самолет , на котором в качестве обшивочного материала может использоваться либо легированная ткань, либо подготовленная при помощи утюга ткань (с использованием тепла утюга для приклеивания и усадки).
Ссылки
[ редактировать ]Примечания
[ редактировать ]- ^ Ратбан, Джон Б. (1919). «Строительство крыла». Конструкция и эксплуатация самолетов . Чикаго: Стэнтон и Ван Влит . Проверено 20 мая 2021 г.
- ^ Пенроуз, Харальд Британская авиация: годы пионеров , Лондон: Патнэм, 1967, стр.323
- ^ «Некоторые заметки о лаке для ткани» . Полет . Том. 3, нет. 32. 12 августа 1911. с. 707 . Проверено 20 мая 2021 г.
- ^ Jump up to: а б с д и ж г час Голденбаум, Джон: Авиационные ткани — Подведем итоги , AeroCrafter — Справочник по самодельным самолетам, стр. 31–34. БАИ Коммуникации. ISBN 0-9636409-4-1
- ^ Jump up to: а б Авиационная ель и специальность (2009). «Поливолоконная ткань» . Проверено 8 августа 2009 г.
- ^ Авиационная ель и специальность (2009). «Цеконит» . Проверено 8 августа 2009 г.
- ^ Авиационная ель и специальность (2009). «Укрывной материал – Полифайбер» . Проверено 8 августа 2009 г.
- ^ Авиационная ель и специальность (2009). «Покровный материал — Randolph Coatings» . Проверено 8 августа 2009 г.
- ^ Авиационная ель и специальность (2009). «Покровный материал – сертифицированные покрытия» . Проверено 8 августа 2009 г.
- ^ Фальконар Авиа (июль 2008 г.). «Современный метод покрытия и отделки» . Архивировано из оригинала 26 марта 2009 г. Проверено 8 августа 2009 г.
- ↑ Хант, Адам и Рут Меркис-Хант: Завершение с Hipec , Kitplanes, июнь 2001 г., страницы 70–74. Публикации Бельвуара. ISSN 0891-1851
- ^ Стюарт Системы (2010). «Стюарт Системс» . Архивировано из оригинала 27 июля 2010 г. Проверено 14 июля 2010 г.
- ^ Авиационная ель и специальность (2009). «Материал покрытия — Сверхлегкие паруса — Ртуть» . Проверено 8 августа 2009 г.
- ^ Ланиц-Прена (2013). «Ланиц-Прена» . Архивировано из оригинала 2 декабря 2013 г. Проверено 15 ноября 2013 г.
- ^ Дополнительный сертификат типа Европейского агентства авиационной безопасности 10045970.
- ^ Транспорт Канады . «НИКО: Сертификат SA 1468» . wwwapps.tc.gc.ca . Проверено 4 февраля 2019 г. .
- ^ Транспорт Канады . «НИКО: Сертификат SP 0003» . wwwapps.tc.gc.ca . Проверено 4 февраля 2019 г. .
- ^ Федеральное управление гражданской авиации (20 марта 2017 г.). «Дополнительный сертификат типа SA03898NY» . www.airweb.faa.gov . Проверено 4 февраля 2019 г. .
- ^ Ланиц-Прена2 (2013). «Ланиц-Прена2» . Архивировано из оригинала 3 декабря 2013 г. Проверено 15 ноября 2013 г.
{{cite web}}: CS1 maint: числовые имена: список авторов ( ссылка ) - ^ Судья Артур В. (1921). Материалы конструкции самолетов и автомобилей . Серия специалистов. Том. 2. Лондон: Сэр Исаак Питман и сыновья. стр. 339–344 . Проверено 20 мая 2021 г. В частности, хлопок сорта А или В.
- ^ ФАУ AC.43.13, с. 81-9
- ^ ФАУ AC.43.13, с. 84.
- ^ ФАУ AC.43.13, с. 243.
Библиография
[ редактировать ]- Федеральное управление гражданской авиации , Приемлемые методы, методы и практика - Проверка и ремонт самолетов, AC43.13.1A, Изменение 3. Министерство транспорта США, Типография правительства США, Вашингтон, округ Колумбия, 1988.
- Тейлор, Джон В.Р. Знания о полете , Лондон: Universal Books Ltd., 1990. ISBN 0-9509620-1-5 .
Дальнейшее чтение
[ редактировать ]- Пирс, Эндрю (2004). Как избежать ощущения сжатия: использование химически нестабильного материала для консервации . Большие дела. Канберра, Австралия.
- Регель, Бенджамин М. (март 2019 г.). Сохранение самолетов с легированной тканью в Музее науки в Лондоне (Диссертация). Имперский колледж Лондона . Проверено 5 марта 2021 г.
- Регель, Бен; Лангфельдт, Яннике; Берден, Луиза; Райан, Мэри (5 августа 2016 г.). «Допинг в Музее науки: проблема сохранения самолетов из легированной ткани в летной галерее» . Журнал группы музеев науки . 6 (6). дои : 10.15180/160605 . Проверено 5 марта 2021 г.
Внешние ссылки
[ редактировать ]