Совершенствование качества изготовления радиопрозрачных стеклокерамических обтекателей летательных аппаратов

• Автор: Неповинных, Виктор Иванович
• Шифр специальности: 05.07.02, 05.02.23
• Научная степень: Кандидатская
• Год защиты: 2006
• Место защиты: Самара
• Количество страниц: 159 с. : ил.

СОДЕРЖАНИЕ
ВВЕДЕНИЕ
Глава 1. СОСТОЯНИЕ ВОПРОСА В ОБЛАСТИ УПРАВЛЕНИЯ КАЧЕСТВОМ ИЗГОТОВЛЕНИЯ РАДИОПРОЗРАЧНЫХ СТЕКЛОКЕРАМИЧЕСКИХ ОБТЕКАТЕЛЕЙ ЛЕТАТЕЛЬНЫХ АППАРАТОВ

1.1. Условия эксплуатации и требования к головным обтекателям

1.2. Анализ конструкционных материалов, используемых в головных обтекателях летательных аппаратов

1.3. Особенности технологии получения стеклокерамических материалов и изделий из них

1.4. Методы вероятностного прогнозирования качества изготовления обтекателей

1.5. Стандартизация и статистические методы в обеспечении качества при изготовлении обтекателей

1.6. Выводы по главе. Цель и задачи исследования

Глава 2. ВЕРОЯТНОСТНЫЕ И СТАТИСТИЧЕСКИЕ МЕТОДЫ УПРАВЛЕНИЯ КАЧЕСТВОМ СТЕКЛОКЕРАМИЧЕСКИХ ОБТЕКАТЕЛЕЙ
2.1. Вероятностное прогнозирование качества и себестоимости изготовления керамических радиопрозрачных обтекателей летательных аппаратов
2.1.1. Формализованное представление преобразования полуфабриката в последовательной цепи технологических операций и постановка задачи вероятностного прогнозирования
2.1.2. Математическая модель и алгоритмы определения ожидаемого числа и себестоимости годной продукции в последовательной
цепи технологических операций
2.1.2.1 .Формализованное представление решений и алгоритм определения ожидаемого числа годной продукции в последовательной цепи технологических операций
Д 2.1.2.2. Рскурентные соотношения взаимосвязи входных и
выходных параметров элемента ТС
2.1.2.3. Математическая модель и алгоритм определения параметров
Ф продукции в последовательной цепи технологических операций
2.1.3. Анализ условий минимизации брака в том элементе ТС
2.1.4. Анализ результатов численного моделирования в системе последовательно соединенных элементов ТС
2.2. Разработка программы учета влияния вероятностных характеристик технологического процесса на себестоимость и ожидаемое число
годной продукции
2.3. Статистические методы управления качеством стеклокерамических радиопрозрачных обтекателей
2.3.1. Особенности использования статистических методов на различных
этапах производства РПО
2.4. Выводы по главе
Глава 3 ОБЕСПЕЧЕНИЕ КАЧЕСТВА В ТЕХНОЛОГИЧЕСКОМ ПРОЦЕССЕ ИЗГОТОВЛЕНИЯ ОБТЕКАТЕЛЕЙ, ПРИЕМОСДАТОЧНЫХ И ПЕРИОДИЧЕСКИХ ИСПЫТАНИЙ, ОТРАБОТКИ
НОВЫХ КОНСТРУКЦИЙ
3.1. Определение принципов построения контроля качества в ходе технологического процесса и приемосдаточных испытаний
3.1.1. Исследования характера распределения скорости УЗколебаний
по высоте и толщине стенки заготовок и оболочек РПО
3.1.2. Исследования по определению корреляционных зависимостей диэлектрической проницаемости, плотности и прочности от
скорости УЗколебаний
3.1.3. Исследования по оценке точности измерений толщины стенки оболочек различными методами
3.1.4. Исследования применимости цветной капиллярной
дефектоскопии для контроля трещин и поверхностных дефектов .
Ф 3.1.5. Исследования применимости рентгеноконтроля несплошностей
в материале, качества узлов соединения обтекателей
3.1.6. Исследования по оценке качества изготовления отдельных Ф деталей и собранных обтекателей методами контроля герметичности .
3.2. Организация и научнометодическое обеспечение наземной отработки новых конструкций при проведении ОКР и ресурсных
испытаний
ф 3.2.1. Научнометодическое обеспечение испытаний для оценки
технических решений при разработке новых конструкций .
3.2.2. Научнометодическое обеспечение исследовательских и предварительных испытаний опытных образцов
3.2.3. Научнометодическое обеспечение испытаний РПО по подтверждению гарантированного срока хранения и
эксплуатации в составе изделия
3.3. Организация и научнометодическое обеспечение испытаний
серийных изделий
3.4. Выводы по главе
Глава 4. ТЕХНЖОЭКОНОМИЧЕСКАЯ ЭФФЕКТИВНОСТЬ ОТ ВНЕДРЕНИЯ РЕЗУЛЬТАТОВ РАБОТЫ
4.1. Внедрение средств автоматизации в процессы контроля и программного управления технологическими операциями
4.1.1. Автоматизация контроля дефектов радиационными методами .
4.1.2. Программноуправляемая радиодоводка оболочек на основе
ф контроля электрической толщины стенки УЗметодом
4.2. Построение автоматизированных программноуправляемых испытательных комплексов
4.2.1. Разработка систем автоматизированного управления комплексами испытаний на воздействие механических и климатических факторов .
4.2.2. Система автоматизированного управления комплексом статических испытаний
ф 4.3. Создание комплексной системы контроля и испытаний
радиопрозрачных стеклокерамических обтекателей
4.3.1. Внедрение контроля качества обтекателей визуальнооптическим Ф методом с применением СТЗ, УЗметодом и цветной капиллярной
дефектоскопии
4.3.2. Контроль качества деталей обтекателей методами
рентгеноскопии
4.3.3. Опрессовка и проверка на герметичность обтекателей
4.3.4. Контроль показателей качества в ходе испытаний на воздействие механических и климатических факторов, статических испытаний .
4.4. Выводы по главе
ОСНОВНЫЕ РЕЗУЛЬТАТЫ И ВЫВОДЫ ПО РАБОТЕ
СПИСОК ИСПОЛЬЗОВАННЫХ ИСТОЧНИКОВ


Рис. Рис. Ввиду необходимости ограничения температуры газовой среды, окружающей радиотехническую аппаратуру в носовом отсеке ЛА, материалы обтекателей должны обладать хорошими теплоизолирующими свойствами, в частности, низкой теплопроводностью, прочностью и термостойкостью в широком диапазоне температур. Транспортировка Л А воздушного базирования классов В В и В П на внешней подвеске самолта приводит к тому, что головные обтекатели подвергаются интенсивной пылевой и дождевой эрозии во время взлтов и посадок самолтов. Это может существенно изменить качество антенных обтекателей за счт изменения толщины их стенки, а также вследствие накопления влаги в порах, что ухудшает радиотехнические характеристики и при резком охлаждении может привести к разрушению обтекателя. Материалы обтекателей ЛА в условиях совместного полета испытывают динамические, вибрационные и стационарные сжимающие, растягивающие, изгибающие и скручивающие нагрузки. При сверхзвуковых скоростях полта имеют место термоциклические нагрузки, которые в совокупности с указанными выше явлениями создают дополнительные знакопеременные напряжения в материалах конструкций ЛЛ. В связи с этим особое значение приобретают влагозащитные и антиэрозионные покрытия, физикомеханические свойства которых необходимо подбирать путм согласования их диэлектрических характеристик, теплопроводности, термостойкости и коэффициента температурного линейного расширения. При полте ЛА на гиперзвуковых скоростях интенсивно протекает процесс тепловой эрозии обтекателя, вследствие чего изменяются его радиотехнические и теплопрочностные свойства. Поэтому при проектировании обтекателя необходимо учитывать это явление путм соответствующего выбора материалов и прогнозирования изменения их свойств в полете. Анализируя весь комплекс требований, предъявляемых к современным антенным обтекателям высокоскоростных ЛА, можно установить иерархический характер их потребительских свойств требований рис. Эти свойства обеспечиваются, прежде всего, материалом, технологией изготовления и конструкцией обтекателя. Анализ конструкционных материалов, используемых в головных обтекателях летательных аппаратов. Повышение тактикотехнических характеристик ЛА, особенно по широкополосности и аэродинамическим нагрузкам, предъявляет повышенные требования и к обтекателям. При скоростях полета 8 М анализ теплонапряженного состояния конструкции заставляет искать новые решения по обеспечению работоспособности обтекателя. I на цель. Главной проблемой при разработке конструкций обтекателей является выбор его материала и конструктивной схемы, которые, с одной стороны, должны обеспечить нормальное функционирование системы наведения для выполнения основных задач ЛА, а с другой стороны материалы должны быть доступными, технологичными и обладать минимальной плотностью , , . В современных ЛА используются головные обтекатели, созданные на базе стеклопластиков, керамических материалов, ситаллов и углепластиков. В качестве радиопрозрачных используются только первые три группы , . В таблице 1. Поиск основных конструкционных материалов для обтекателей радиоантенн ЛА в силу требований к их эксплуатационным характеристикам рис. В период с по г. М 5, обтекатели радиоантен изготавливались из стеклопластиков. При этом главным ограничителем в высокотемпературном применении стеклопластиков является недостаточная температурная стойкость вследствие термоокислителыюй деструкции органических полимеров. Даже наиболее термостойкие полимеры кремнийорганические, полиамидные начинают деструктировать при Ь0в С и не способны обеспечивать длительную работу стеклопластиков при умеренных температурах. Замена матрицы в полимерных стеклопластиках на неорганическую позволяет поднять температурный потолок работоспособности стеклопластиков. В качестве материалов матрицы неорганических стеклопластиков могут быть использованы соединения с высокой температурой устойчивости плавления на основе окислов i А0 солей силикатов, фосфатов, алюминатов смешанных систем в виде цементов.