сотовая конструкция

Рис. 1. Сотовая конструкция.

со́товая констру́кция — многослойная конструкция, состоящая из двух обшивок — несущих слоев, соединённых сотовым заполнителем и окантованных по периметру элементами каркаса (рис. 1). Название «сотовый» заполнитель получил за наиболее распространённую шестигранную структуру, сходную с пчелиными сотами. С. к. применяются, в основном в авиа- и ракетостроении и предназначены для восприятия и передачи распределенных нагрузок, действующих на элементы конструкции летательного аппарата. С. к. выполняют также и специальные функции: звукоизоляционные, демпфирующие, теплозащитные, радиопрозрачные, аэродинамические (гладкость обшивки), декоративные и др. С. к. используются для изготовления следующих элементов летательного аппарата: фюзеляжа, оперения, крыла (в том числе носовые и хвостовые части крыла, закрылки, тормозные щитки, рули, лонжероны, нервюры), обтекателей антенн, воздухозаборников, перегородок, панелей пола, стеллажей, багажных полок, кресел, декоративных панелей, дверей, лопастей несущего винта вертолётов и др.

Принципы работы С. к.: при нагружении жёсткий на сдвиг и лёгкий сотовый заполнитель воспринимает поперечный сдвиг и предохраняет тонкие несущие слои от потери устойчивости при продольном сжатии, обеспечивая в то же время их совместную работу. Несущие слои воспринимают растяжение-сжатие, сдвиг в плоскости слоев и поперечный изгиб и предохраняют от внешнего воздействия сотовый заполнитель. Такое взаимодействие элементов С. к. обеспечивает большую жёсткость и высокую несущую способность С. к. при малой массе. С. к. по принципу работы относятся к слоистым (трёхслойным) конструкциям, а по конструктивному исполнению заполнителя (в виде сотовых ячеек) являются ячеистыми конструкциями. С. к. различают: по форме в плане — прямоугольные, параллелограммные, трапециевидные, круглые; по толщине — постоянной толщины и переменной; по структуре поперечного сечения — симметричного строения и несимметричного; по кривизне поверхности — плоские, пологие криволинейные панели, оболочки; по материалам несущих слоев — металлические, неметаллические, композиционные, комбинированные, по форме ячеек сотового заполнителя — четырёхгранные, шестигранные, шахматные, специальные гибкие формы (рис. 2); по типу соединения обшивок с сотовым заполнителем — клеёные, паяные, сварные. На рис. 3 показана схема изготовления сотового заполнителя.

В 1940-е гг. тонкие фанерные обшивки крыла и фюзеляжа со сплошным и сотовым заполнением были использованы в конструкции английского самолёта Де Хэвилленд «Москито» (рис. 4). В 1944 после появления фенольного клея «ридакс» были изготовлены первые цельнометаллические клеёные слоистые панели с сотовым (ячеистым) заполнителем.

В начале 50-х гг. С. к. из лёгких сплавов начинают использоваться в самолётах американских фирм. Фирма «Авро» (Великобритания) построила экспериментальный самолёт «Авро-720», в котором масса С. к. составляла около 85% массы всей конструкции. С конца 50-х гг. С. к. начали применяться в конструкциях лопастей несущих винтов вертолётов, в дальнейшем — в других элементах летательных аппаратов.

Ю. А. Гладков.

Рис. 2. Формы ячеек заполнителя.

Рис. 3. Схема изготовления сотового заполнителя.

Рис. 4. Трёхслойные панели крыла самолёта «Москито».