Opublikowano: 30 sierpnia 2018

Producenci samolotów i śmigłowców średniej wielkości (o masie startowej do 10 ton), wciąż poszukują m.in. alternatywnych metod łączenia metalowych cienkościennych struktur lotniczych, mając na uwadze zapewnienie odpowiedniej wytrzymałości połączenia, zmniejszenie masy konstrukcji, obniżenie pracochłonności oraz obniżenie kosztów produkcji.

Jacek Andres, Tomasz Gałaczyński, Grzegorz Luty, Waldemar Łogin

Charakterystyka obecnie wykorzystywanych metod łączenia

Metody łącznikowe – nitowanie

Jedną z metod łączenia struktur lotniczych są metody wykorzystujące różnego rodzaju łączniki. W każdym przypadku zastosowania łączników istnieje potrzeba zapewnienia szczelności konstrukcji w miejscu montażu, nie tylko elementów struktury, ale również łącznika, przed przedostawaniem się wody do wnętrza struktury płatowca.

Przykładowe połączenia w strukturze statku powietrznego

Najprostszymi i najbardziej ekonomicznymi, ze względu na koszt łącznika, jak i czas montażu oraz oprzyrządowanie, są metody wykorzystujące do łącznia elementów struktur lotniczych nity pełne. Metody te obarczone są możliwością wystąpienia wielu wad powstających w trakcie wykonywania tzw. szwów nitowych oraz wymagają zdobycia dużego doświadczenia przez operatorów wykonujących te połączenia. Błędy popełnione przy nitowaniu mają wpływ na zmianą charakteru pracy złącza, co może skutkować uszkodzeniem połączonych elementów, a nawet prowadzić do katastrofy statku powietrznego.

Nitowanie charakteryzuje się dużą prostotą wykonania i stosuje się je bardzo szeroko. Zakres stosowania połączeń nitowych w konstrukcjach lotniczych jest znaczący. Nituje się przede wszystkim konstrukcje cienkościenne (pokrycia, ścianki dźwigarów i żeber, wsporniki itp.) zespołów płatowca, takich jak kadłub, usterzenie, skrzydła i zespoły mechanizacji skrzydeł. W montażu tych zespołów nitowanie stanowi około 80% pracochłonności. Zakuwki nitów kształtuje się sposobem udarowym, za pomocą młotka pneumatycznego i podtrzymki, lub sposobem bezudarowym, za pomocą pras pneumatycznych [1, 4, 6].

W odniesieniu do powierzchni nitowanych pakietów (blachy pokryciowe, ścianki zespołów itp.) nitowanie dzieli się na zwykłe i gładkie. Nitowanie zwykłe (Rys. 1) stosuje się wtedy, gdy nie jest wymagana gładkość powierzchni zespołów nitowanych, to znaczy łby i zakuwki nitów mogą wystawać poza kontur nitowanych elementów. Nitowanie gładkie jednostronnie i obustronne (Rys. 2) stosuje się wtedy, gdy jest wymagana gładkość powierzchni zespołów nitowanych (np. zewnętrznych powierzchni szybkich samolotów), bowiem wystawanie łbów nitów powoduje wzrost oporów aerodynamicznych. Na gładko nituje się również połączenia wewnętrzne konstrukcji płatowca, gdzie brak jest miejsca na wystające łby nitów lub wymagają tego inne względy konstrukcyjne [1, 4-6].

cały artykuł dostępny jest w wydaniu 7/8 (130/131) lipiec/sierpień 2018