12Volume 3 | TSTU Conference 1 | 2022 Prospects for Training International
^^pecialists^n^heFieldoimeSmePmem
ЭКСПЛУАТАЦИОННЫЕ СВОЙСТВА ПОВЕРХНОСТНОГО СЛОЯ ОБШИВОК ВОЗДУШНЫХ СУДОВ
Нуриддин Анварович Абдужабаров
Джонибек Кобилович Тахиров Адилбек Маккамбаевич Ниязбаев Хожиакбар Тофик угли Халилов
Ташкентский Государственный транспортный университет abdujabarov.n@gmail.com
В машинастроении проводится большая работа по совершенствованию конструкции деталей и узлов машин, разрабатываются новые конструкционные материалы, технологические процессы изготовления заготовок и их обработка; внедряются различные методы ненесения защитных покрытий и др.
Обеспечение заданного ресурса и его дальнейшее увелечение основная задача конструкторов, технологов, металловедов на производстве. Технологические методы являются наиболее эффективными в решении этой проблемы. Они позволяют повысить оптимальное (для данных условий эксплуатации) состояние поверхности слоя [1].
Поверхностный слой детали в условиях эксплуатации подвергается наиболее сильному механичекому, тепловому, магнитно-электрическому, светому и другим воздействиям. Потеря деталью своего служебных свойств и её разрушение в большенстве случаев начинается с поверхностного слоя, например, возникновение и развитие усталостных трещин, коррозии, эррозии, износа и др.
Свойства поверхностного слоя это быстро развивающаяся и весьма переспективная область исследования физики и химии, которая привлекает внимание ученых и практиков различных отраслей промышленности, в том числе авиастроенияв области эксплуатации воздушных судов.
В процессе изготовления и эксплуатации детали на её поверхности возникают неравности в слое металла, прилегающем к ней, изменяются структура, фазовый и химический состав. В детали возникают остаточные напряжения [2].
Наружный слой детали с изменными стуктурой, фазовым и химическим составом по сравнению с основным металлом, из которого изготовлена деталь,называется поверхностьным слоем. Внешняя поверхность слоя граничит с окружающей средой или с сопряженной деталью.
В поверхностном слое (рис.1) можно выделить следующие основные зоны:
April 21-22
787
Volume 3 | TSTU Conference 1 | 2022 Prospects for Training International
^^pecialists^n^heFieldoimeSmePmem
зону 1 адсорбированных из окружающей среды молекул и атомов
Л
органических и неорганических веществ, её толщина составляет 1....10 нм;
зону 2 продуктов химического взаимодействия металла с окружающей
-5
средой (обычно оксидов), тольщиной мкм;
граничную зону 3 толщиной в неколько межатомных расстяний; металл в этой зоне имеет иные, чем в объёме кристаллическую и электронную структуру;
зону 4 с измененной структурой, фазовым и химическим составом, она возникает в процессе изготовления и эксплуатации детали, её тольщина обычно ~0,01...0,1 мм;
зону 5-основной металл.
Рис.1. Схема поверхностьного слоя обшивки планера самолета.
1-адсорбированная зона; 2-зона оксидов; 3-граничная зона металла; 4- зона металла с измененной структурой, фазовым и химическим составом; 5-основной металл
Неравности на поверхности детали, структура, фазовый и химический состав поверхностного слоя влияют на её физико-химические и эксплуатационные свойства.
Поверхностный слой оказывает существенное влияние на надёжность работы детали, узла и машины в целом, а в случае воздушного судна - высокие эксплуатационные свойства обшивки фюзеляжа, крыльев, хвостового оперения и других частей самолета, являются гарантией безопастности полета и жизнь пассажиров [3].
Взаимосвязь поверхностного слоя с физико-химическими и эксплуатационными свойствами обшивкипоказана на (рис.2.)
Как видно большое количество факторов, влияющих на эксплуатационные свойства поверхностного слоя обшивки самолета, которые очевидны и систематически действуют от
April 21-22
788
Volume 3 | TSTU Conference 1 | 2022 Prospects for Training International ^^peciaUstsjnJh£FedofTrampor^
условия эксплуатации самолета. Диапазон этих условий весьме широк: высота от 2000 м до 7500 м; перепад амосферного давления от 730 мм до 770 мм;
о о
температура от +45 С до -50 С; экстремальный режим работы (взлет, крейсерская скорость, посадка); на обшивку действуют механические нагрузки - изгиб, растяжение, сжатие, вибрации,удар; взаимодействие агрессивной воздушной массой; механическое воздействие взвещенных в воздухе твердых частиц.
Визуальный осмотр внешней поверхности обшивки самолета показываетналичие различных видов дефектов: риски, царапины, задиры, трещины, вмятины, выбоины, отслоения обшивки от сотового заполнителя,коррозия, износ, ослабление заклёпок и др.
Рис. 2. Взаимосвязь поверхностного слоя с эксплуатационными свойствами обшивки
планера самолета.
Одноко металл обшивки самолета, состоящий из листов панелей, имеет первоначальные несовершенства кристаллического строения как точечные дефекты, линейные дефекты, примесные элементы, зародышевые макротрещины. Следовательно, такие факторы как механические нагрузки, вибрации, перепад давлений, меняющийся температурный градиент, воздушная среда, посредством диффузионных процессов воздействуют на неравновесную структуру металла и способствуют образованию новых дислокаций, их движению разветвлению, их скоплению и др. [4].
April 21-22
789
Volume 3 | TSTU Conference 1 | 2022 Prospects for Training International ^^peciaUstsjnJh£FedofTrampor^
В настоящее время установлено, что в процессе зарождения любых трещин, в том числе и хрупких, решающее значение имеет пластическая деформация. Существуют и получили экспериментальное подтверждение многочисленные дислокационные модели образования хрупких трещин, причём во всех них без исключения предполагается, что в зарождении трещены учавствуют дислокации, которое создают скопления с высокими локальными напряжениями, релаксирующими путем зарождения микротрешины.
Таким образом, разрушение металла общивки происходит, как со стороны поверхностного слоя, так и изнутри, в массе основного металла, и следовательно, для решения задач повышения эксплуатационных характеристик обшивки воздушных судов необходимо проведение комплексных исследований. Это предполагает рассмотрение известных и очевидныхдефектов на внешней поверхности обшивкипланера самолета, так и внутренних, имеющихся в массе металла обшивки (точечные дефекты, дислокации, зародышимикротрещин и др). Что даст возможность определить рекомендации по повышению эксплуатационной надежности обшивки планера самолёта.
Выявление дефектов и повреждений в ходе визуального осмотра практически невозможно. Поэтому, при проведении периодических обслуживаний планера воздушного судна необходимо примениение придоров для проведения неразрушающего конроля поверхностного слоя обшивок и других элементов каркаса самолёта.
Существуют следующие виды неразрушающего контроля: магнитные, вихретоковые, электрические, радиоволновые, тепловые, оптические, радиационные, акустические методы неразрушающего контроля. Для конструкций воздушных судов наиболее подходящим является электрические или радиоволновые методы неразрушающего контроля. Принцип применения в каждом случае отдельный.
Электрические МНК основаны на регистрации и анализе параметров электрического поля, которое взаимодействует с объектом контроля или возникает в нём в результате воздействия извне. Первичными информативными параметрами служат потенциал и ёмкость.
Рассмотрим суть электрических методов на примере электропотенциального метода, основанного на регистрации и анализе падения потенциала.
Рис. 3. Электропотенциальный метод неразрушающего контроля. 1-трещина, 2-линия тока, 3-эквипотенциальные линии.
April 21-22
790
Tashkent State Transport University Volume 3 | TSTU Conference 1 | 2022
Google Scholar indexed Prospects for Training International
DOI: 10.24412/2181-1385-2022-1-787-791 Specialists in the Field of Transport
Если к телу из металла (оно изображено на рис. 3) приложить электрическое напряжение, то в нём возникнет электрическое поле, причём точки с одинаковым потенциалом образуют эквипотенциальные линии. В местах дефектов возникнет падение напряжения, которое можно измерить с помощью электродов и сделать выводы о характере и масштабе повреждений.
Для применения электропотенциального метода неразрушающего контроля потребует применения электродов, которые не повредили бы поверхность защитного или лакокрасочного покрытия обшивки.
REFERENCES
1. Ганиев М.М. Ремонт АТ. Учебное пособие КГТУ. Казань. 2008 г. С. 70.
2. Кучеров В.П. Основы технологии производства самолёта Ил-114. Учебное пособие. Тошкент. «Фан», 2007 г. С. 3 - 4.
3. Матуразов И.С. Ремонт летательных аппаратов и авиадвигателей. Учебно-методический комплекс. ТГТУ. Ташкент. 2015. 353 С.
4. Кучеров В.П. Совершенствование системы подготовка производства в самолётостроении. Тошкент: «Фан», 2004 г. С. 5 - 10.
5. Nuriddin Abdujabarov, Jonibek Takhirov, Rakhimjon Shokirov Repair of an Unmanned Aerial Vehicle Airframe with a Composite Material. Vol. 4 (2022): European Multidisciplinary Journal of Modern Science. ISSN Online: 2750-6274. P. 886-890.
6. Shokirov, Rakhimjon; Abdujabarov, Nuriddin; Jonibek, Takhirov; Saytov, Kadamboy; and Bobomurodov, Saidbek (2020) "PROSPECTS OF THE DEVELOPMENT OF UNMANNED AERIAL VEHICLES (UAVs)," Technical science and innovation: Vol. (2020): Iss. 3, Article 5. DOI: https://doi.org/10.51346/tstu-01.20.3-77-0069 .
7. Abdujabarov N., Takhirov J., Shokirov R. USING FLIGHT CONTROL SYSTEMS IN UNMANNED AERIAL VEHICLES // Universum: технические науки : электрон. научн. журн. 2022. 4(97).
8. Abdujabarov N., Takhirov J., Shokirov R. Current status and tendencies of use of new materials and technologies in the design of unmanned aircraft vehicle (UAV) // Universum: технические науки: электрон. научн. журн. 2021. № 12(93). Pages 78 -81.
April 21-22
791
