Особенности материалов для изготовления деталей самолетов

Конструктивно-технологические особенности самолетов

Самолет, как объект производства обладает рядом конструктивно-технических особенностей:

1. Большая номенклатура деталей. Данная особенность обуславливает необходимость применения многочисленных технологических процессов и усложняет планирование, контроль и технологическую подготовку производства.
2. Большая номенклатура используемых материалов. Многие материалы, которые используются в самолетостроении, трудно поддаются обработке традиционными технологическими методами, что обуславливает необходимость разработки специфических технологических процессов для изготовления необходимых деталей.
3. Сложность пространственных форм составляющих конструкции.
4. Малая жесткость большинства составляющих конструкции. Малой жесткости современных самолетов способствуют предъявляемые требования по ограничению массы. Поэтому в самолетостроении характерно применение монтажных, сборочных и прочих приспособлений, которые обеспечивают точные размеры в процессе сборки агрегатов, узлов, а также использование специальных технологических методов.
5. Большая трудоемкость сборочных работ. Главная особенность сборочных работ в самолетостроении заключается в получении большого количества неразъемных и разъемных соединений при помощи клепки, склеивания, запрессовки, сварки и т. п.
6. Большая трудоемкость испытательных работ. Высокие требования в области надежности к самолетам обуславливают большой комплекс испытательных работ по проверке надежности обеспечения различных эксплуатационных параметров его отдельных составляющих.
7. Высокие требования к качеству самолета и его отдельным составляющим. Качество самолета представляет собой комплекс тактико-технических характеристик и показателей, которые характеризуют его надежность в процессе эксплуатации.
8. Особенности технологической документации. Чтобы обеспечить высокие требования к надежности, качеству и точности самолетов проводится большое количество испытаний, что вызывает необходимость в разработке и оформлении соответствующей документации.

Материалы для изготовления деталей самолетов

Для изготовления основных силовых элементов планера самолета, таких как хвостовое оперение, фюзеляж, агрегаты коробки крыльев, образующие каркасную группу, используется сплав алюминия - дюралюминий. Сплавы алюминия маркируются набором цифр и букв. Буква Д в начале марки означает, что сплав типа дюралюминий, буква А - технически чистый алюминий. После условного номера для группы сплава следуют буквенные обозначения, которые характеризуют вид предварительной обработки:

• М - мягкое состояние, сплав отожжен,
• T - сплав термически обработан,
• T1 - сплав закаленный или искусственно состаренный,
• Н - сплав нагартован,
• П - сплав нагартован на половину,
• В - повышенное качество выкатки.

Совокупность перечисленных обозначений характеризует марку сплава дюралюминий Д16 - 4,3 % меди, 1,5 % магния, 0,6 % - марганца, 0,5 % - кремния, остальное алюминий. Данный сплав используется для изготовления силовых элементов самолета: обшивка, лонжероны, шпангоуты, нервюры. Чтобы увеличить коррозионную стойкость, полуфабрикаты сплава Д16 выпускаются плакированными - покрываются тонкими слоями чистого защитного алюминия, который обладает более высокой химической стойкостью, чем дюралюминий. Самым распространенными сплавом для ковки является сплав АК-6: 2,2 % меди, 0,6 % магния, 0,6 % марганца, 0,9 % силиция. Его предел прочности почти равен Д16, но он более пластичен в горячем состоянии. Он предназначен для изготовления деталей сложной формы: фитинги, рычаги, кронштейны, передаточные качалки.

В самолетостроении используются также сплавы с кремнием - силумины. Они прочны, легки, коррозионно-устойчивы и обладают лучшими литейными свойствами. Например, сплав АЛ2, содержащий от 10 до 12 % кремниям, используется для мелкого и тонкостенного литья. Сплавы АЛ9 и АЛ4 с меньшим содержанием кремния обладают высокой прочностью. Сплав АЛ4 используется для литья крупных составляющих, которые подвергаются большим нагрузкам, АЛ9 обладает самыми лучшими литейными свойствами, используется в производстве сложных деталей, подвергающихся средним нагрузкам. В самолетостроении используются сплавы для холодной штамповки и сварных конструкций, которые не упрочняются предварительно. К таким сплавам относятся алюминемарганцевые сплавы, магналий и технический алюминий.