ZASTOSOWANIE NARZĘDZI CAD/CAM W TECHNIKACH WYTWARZANIA ELEMENTÓW PŁATOWCOWYCH MINIATUROWEGO SAMOLOTU BEZZAŁOGOWEGO

Prof. dr hab. inż. Aleksander OLEJNIK Dr inż. Robert ROGÓLSKI Mgr inż. Tomasz ŁĄCKI Mgr inż. Przemysław GUNIA Inż. Tomasz MOSIEJ Wojskowa Akademia Techniczna ZASTOSOWANIE NARZĘDZI CAD/CAM W TECHNIKACH WYTWARZANIA ELEMENTÓW PŁATOWCOWYCH MINIATUROWEGO SAMOLOTU BEZZAŁOGOWEGO Streszczenie: W pracy opisano procesy technologiczne zastosowane w wytwarzaniu kompozytowych elementów konstrukcyjnych BSP klasy mini. Zademonstrowano możliwości zaawansowanych narzędzi projektowych oraz obrabiarek CNC w zastosowaniu do wykonania negatywowych i pozytywowych form kształtowych przeznaczonych do laminowania skorupowych struktur pokryciowych. Przedstawiono przykład konstrukcji cienkościennej wykonanej z elementów bezpośrednio wycinanych precyzyjnym ploterem frezującym. Opisano proces laminowania elementów płatowcowych z zastosowaniem techniki próżniowej oraz zaprezentowano efekt realizacji tej technologii w postaci płatowca minisamolotu Rybitwa. CAD/CAM TOOLS APPLICATIONS IN MANUFACTURING OF MINI-UAV AIRFRAME PARTS 1. WPROWADZENIE Abstract: In the paper, some technological processes applied to mini-uav composite airframe parts manufacturing were described. Some capabilities of advanced design tools and CNC machines were demonstrated in manufacturing application for negative or positive moulds used then in laminating monocoque skin structures. A sample of thin-walled structure was presented assembled from predesigned parts directly cut from pattern plate with numerically-controlled milling cutter. The process of laminate airframe parts moulding with application of vacuum techniques was described also, and the final product of that process newly designed and manufactured mini-uav Rybitwa. Słowa kluczowe: projektowanie i wytwarzanie płatowców, systemy CAD/CAM, konstrukcje laminatowe Keywords: design and manufacture of airframe, CAD / CAM, laminate structures W latach 2010-2012 w Instytucie Techniki Lotniczej Wydziału Mechatroniki i Lotnictwa WAT oraz Katedrze Robotyki i Mechatroniki AGH realizowano konsorcyjny projekt badawczo-rozwojowy pt. Autonomiczne bezzałogowe statki powietrzne wyposażone w środki monitorowania i nadzorowania wspomagające działania policji i straży pożarnej. W ramach pracy badawczej opracowano projekty i zbudowano demonstratory technologii małych 553

bezzałogowych aparatów latających przeznaczonych do realizacji rozpoznania powietrznego na potrzeby formacji MSWiA. Powstały demonstracyjne bezzałogowe statki powietrzne klasy mini (mini-bsp) zbudowane w konfiguracjach zupełnie odmiennych ze względu na własności aeromechaniczne i użytkową funkcjonalność. Bezzałogowy mały wiropłat opracowano w KRiM AGH, natomiast ITL WAT był odpowiedzialny za projekt i budowę mini-bsp rozwijanego w wariancie miniaturowego samolotu ze skrzydłem o stosunkowo dużej powierzchni nośnej i z klasycznym układem ogonowym. W toku prac projektowo-badawczych wykonano i testowano kilka egzemplarzy minisamolotu, zaprojektowanego w konfiguracji górnopłata z płatem nośnym o dużym wydłużeniu, smukłym belkowym kadłubem i usterzeniem typu T (rys. 1 i 2). Charakterystyczną cechą przyjętej konfiguracji płatowcowej jest podwieszany pod kadłubem zasobnik przeznaczony do zabudowy pokładowego systemu awionicznego (autopilot MP 2128 g, głowica wideo) oraz akumulatorowych pakietów zasilania. Zastosowano napęd elektryczny. Do sterowania powierzchniami sterowymi wykorzystano miniaturowe serwomechanizmy elektryczne. Przewidziano start z ręki, lądowanie spadochronowe lub ślizgiem na brzuch w trybie kontrolowanego przeciągnięcia. Płatowce minisamolotów bezzałogowych muszą spełniać pewne określone z góry wymagania, umożliwiające ich użytkowanie w warunkach zmiennych i różnorodnych obciążeń aeromechanicznych, zróżnicowanych oddziaływań atmosferycznych oraz cykliczności procesów eksploatacyjnych (pakowanie i rozwijanie systemu, starty, lądowania, montaże i demontaże elementów). Do wymagań najistotniejszych z punktu widzenia użytkownika można zaliczyć: odporność na obciążenia w locie (aerodynamiczne, masowe), odpowiednie sztywności zespołów płatowcowych wykluczające wystąpienie zjawisk aerosprężystych, odporność na chwilowo występujące gwałtowne przeciążenia w fazach lądowania (wyhamowanie spadochronowe, przyziemienie), odporność elementów na obciążenia związane z brutalną obsługą (przypadkowe szarpnięcia, uderzenia, naciski na powierzchnie pokryciowe), sztywność i powtarzalność niepogorszonego funkcjonowania połączeń montażowych (w szczególności brak tendencji do wyrabiania luzów). Przyjmuje się że płatowiec bezzałogowego samolotu klasy mini powinien być zdatny do użytkowania w cyklu kilkuset (zwykle od 100 do 400) startów i lądowań. W toku tak określonych założeń płatowiec mini-bsp na pewno nie może być konstrukcją stricte modelarską, która z racji maksymalnie możliwego odciążenia masowego jest zwykle dość delikatna. Struktura samolotu bezzałogowego musi być sztywna i odporna mechanicznie. Potencjalny użytkownik niekoniecznie będzie się cechował wysoką kulturą techniczną, w związku z czym brutalność w operowaniu i codziennej obsłudze jest bardzo prawdopodobna. Mały samolot bezzałogowy najlepiej zatem wykonać w technologii laminowania, jako twardą i sztywną strukturę kompozytową. W niniejszym opracowaniu zademonstrowano technologie projektowo-obróbkowe opisane m.in. w pracach [1-5] w zastosowaniu do wykonania strukturalnych elementów płatowcowych zarówno konstrukcyjnych, jak i pomocniczych. Opisano poszczególne procesy związane z przygotowaniem wzorcowych foremników kształtowych (negatywowych lub pozytywowych), wycinaniem płytowych elementów cienkościennych oraz samym laminowaniem płatowcowych struktur pokryciowych. Zaproponowane metodyka została w pełni wdrożona w toku przygotowywania płatowców mini-bsp Rybitwa. Opierając się na zaawansowanym oprogramowaniu CAD/CAM oraz dysponując precyzyjnymi obrabiarkami 554

CNC, przetrenowano cykl technologiczny umożliwiający zbudowanie stosunkowo lekkiej, sztywnej i trwałej konstrukcji. Rys. 1. Model mini-bsp Rybitwa opracowany w środowisku CAD (Siemens NX) Rys. 2. Podstawowe wymiary minisamolotu 2. TECHNOLOGIA WYKONANIA POZYTYWOWYCH FORM STRUKTURY Fragmenty struktury płatowcowej pokazane jako technologicznie odrębne elementy na rys. 3, wykonano w technologii laminowania. Na potrzeby przygotowania foremników zaprojektowano formy pozytywowe odwzorowujące rzeczywiste kształty zewnętrzne elementów oraz opracowano technologię ich wykonania. Metodę przedstawiono na przykładzie formy usterzenia poziomego. Trójwymiarowy model CAD elementu posłużył jako podstawa do projektowania formy. Uwzględniono miejsca na nadmiarową żywicę wydzielaną z łączonej kompozycji warstwowej oraz elementy ustalające dwie symetryczne połówki. Oprócz tego, że usterzenie jest symetryczne względem osi samolotu, posiada także symetryczny profil. W efekcie dodatkowa symetria pokryć względem płaszczyzny cięciw pozwala na wykonanie tylko dwóch form połówkowych odwzorowujących zarówno powierzchnię dolną, jak i górną. Rys. 3. Podział technologiczny płatowca mini-bsp Rybitwa 555

Rys. 4. Pozytywowa forma usterzenia poziomego w trzech rzutach Rys. 5. Model formy docelowej oraz płyty bazowej z przygotówką (Siemens NX) Jako materiału na formy użyto pianki poliuretanowej firmy AXON Prolab 65. Płyta poliuretanowa została zamodelowana w oprogramowaniu CAM jako przygotówka do wycięcia docelowej formy. Proces definiowania operacji obróbkowych wykonano w module Manufacturing systemu Siemens NX. Kolejne fazy skrawania zdefiniowane w preprocesorze dla wirtualnego modelu płyty zapisywano w pliku tekstowym. Przygotowane w ten sposób kody maszynowe (tab. 1) wykorzystywano następnie jako dane sterujące maszyną skrawającą w procesach obróbkowych kolejno wykrawanych form. Ze względu na kształt frezowanego elementu wybrano operacje obróbki dwu- i trzyosiowej. W pierwszej kolejności wykonano operację obróbki zgrubnej, w której usunięto większość materiału, pozostawiając niewielki naddatek. Dzięki temu wyeliminowano ewentualne wady powierzchni pozostawione po frezie, jednocześnie zmniejszono ryzyko zniekształcenia formy w wyniku samoczynnego odprężenia materiału. Operacja wykonana została frezem z czołem płaskim o dużej średnicy. Po obróbce zgrubnej uzyskano powierzchnię z charakterystycznymi stopniowanymi warstwami (rys. 6-8). Tab. 1. Fragment zbioru z kodem numerycznym do sterowania obrabiarką Haas VF 4 % N0010 G40 G17 G90 N0020 G54 N0030 G91 G28 Z0.0 N0040 T07 M06 N0050 G43 H07 N0060 G0 G90 X0.0 Y31.449 S5000 M03 N0070 Z10.01 N0080 Z-32.32 N0090 G1 Y31.52 Z-33.1 F500. M08 N0100 Y31.791 Z-33.835 556

N0110 N0120 N0130 N0140 N0150 N0160 N0170 N0180 N0190 N0200 N0210 N0220 N0230 N0240 N0250 N0260 N0270 N0280 N0290 N0300 Y32.243 Y32.846 Y33.557 Y34.329 Y36.129 Y37.929 Y39.729 Y41.529 Y43.329 Y45.129 Y46.929 Y48.729 Y50.529 Y52.329 Y54.129 Y55.929 Y57.729 Y59.529 Y61.329 Y63.129 Z-34.474 Z-34.975 Z-35.303 Z-35.435 Z-35.506 Z-35.576 Z-35.647 Z-35.717 Z-35.788 Z-35.858 Z-35.929 Z-35.999 Z-36.07 Z-36.14 Z-36.211 Z-36.282 Z-36.352 Z-36.423 Z-36.493 Z-36.564 Rys. 6. Ścieżki narzędzia dla obróbki zgrubnej Rys. 7. Widok frezowanej formy po operacji obróbki zgrubnej Rys. 8. Frezowana płyta po obróbce zgrubnej Kolejna operacja obróbka półwykańczająca, została zdefiniowana w celu zmniejszenia wielkości pozostawionych naddatków. Operacja miała na celu przygotowanie frezowanej powierzchni do ostatecznej obróbki wykańczającej. Wykorzystano frez z czołem kulistym o względnie dużej średnicy. Zmniejszenie wielkości naddatków pozwoliło na późniejsze wykorzystanie frezu o małym promieniu bez obawy o jego zniszczenie. Na rysunkach 9 i 10 przedstawiono prognozowane ścieżki narzędzia dla operacji obróbki półwykańczającej oraz model po symulacji obróbki. 557

Rys. 9. Ścieżki narzędzia zasymulowane w fazie obróbki półwykańczającej Rys. 10. Wizualizacja obrabianej płyty po symulacji obróbki półwykańczającej Ostatnia operacja posłużyła do precyzyjnego wykończenia powierzchni frezowanej formy. W operacji tej wykorzystując frez z czołem kulistym o małej średnicy oraz bardzo gęste wierszowanie definiowanych przesunięć, uzyskano zadowalająco gładką powierzchnię modelu. Ze względu na zastosowanie frezu z czołem kulistym, ostre granice pomiędzy stopniowanymi powierzchniami zostały wyfrezowane jako zaokrąglone promieniem równym promieniowi czoła frezu. Chcąc jak najwierniej odwzorować powierzchnię formy, w końcowych operacjach wykonano kosmetyczne modyfikacje. Wykorzystując frez z czołem płaskim, wykonano przejazdy narzędziem wzdłuż pionowych ścianek formy. Dzięki temu w miejscach, w których frez z czołem kulistym pozostawił zaokrąglenia, uzyskano przejścia pod kątem 90. Ostatnią czynnością było nawiercenie otworów na kołki ustalające. Rys. 11. Zagęszczone ścieżki narzędzia wygenerowane dla operacji obróbki wykańczającej Rys. 12. Powierzchnia modelu po symulacji obróbki wykańczającej 558

Rys. 13. Gotowa forma pozytywowa usterzenia poziomego Rys. 14. Otwór na kołek ustalający Formy wykonano na frezarce trójosiowej Haas VF4. Dzięki wykorzystaniu obrabiarki sterowanej numerycznie uproszczono i skrócono proces wykonywania formy w porównaniu do metody ręcznej zwornikowej. Możliwe stało się dokładne odwzorowanie powierzchni skrzydła, przede wszystkim kształtu profilu, co przełożyło się na uzyskanie osiągów modelu zgodnych z zaprognozowanymi po obliczeniach projektowych. Wykorzystanie obrabiarki sterowanej numerycznie pozwala wykonać powierzchnię o dowolnym stopniu komplikacji, dzięki temu projekt płatowca nie jest ograniczany technologicznymi barierami. Rys. 15. Obrabiarka Haas VF4; wgląd w komorę roboczą w toku frezowania 3. TECHNOLOGIA WYKONANIA ELEMENTÓW POMOCNICZYCH Wyposażenie samolotu wymagało w wielu przypadkach zaprojektowania i wykonania dodatkowych elementów osłonowych. Przykładem takich elementów jest dokręcana osłona autopilota MP2128g oraz wewnątrzkadłubowa komora pakowania spadochronu. Modele geometryczne obu detali pokazano na rys. 16. Rys. 16. Modele CAD wzorcowych brył geometrycznych osłony AP i komory spadochronu 559

Podobnie jak w przypadku płatowca samolotu, do wykonania formy wykorzystano oprogramowanie CAM (NX Manufacturing) oraz obrabiarkę CNC. W przypadku obudowy autopilota wykonano formę negatywową, czyli wzornik bezpośredni do wylaminowania pojemnika osłonowego. Formę wykonano jak poprzednio z materiału AXON Prolab 65. Rys. 17. Model geometryczny formy obudowy autopilota W pierwszej kolejności opracowano operację obróbki zgrubnej, w której usunięto większość materiału z wnętrza formy, pozostawiając po tej operacji formę z widocznymi warstwami obróbki. Kolejne operacje odwzorowywały kolejne ściany modelu. W pierwszej kolejności obrobiono powierzchnie boczne formy i podstawę. W kolejnych operacjach wykonano powierzchnie zaokrągleń. Kolejne stadia symulacji obróbkowej oraz końcowy efekt ich fizycznej realizacji pokazano na rysunkach. Rys. 18. Symulacja obróbki zgrubnej ścieżki narzędzia skrawającego oraz model po zebraniu naddatku Rys. 19. Symulacja obróbki wykańczającej (widoczne zagęszczenie śladów przejazdu narzędzia po wewnętrznych ściankach wstępnie przygotowanego modelu) oraz efekt końcowy 560

Rys. 20. Formy negatywowe do laminowania osłony AP i połówki komory spadochronu 4. WYKONANIE KONSTRUKCJI TRENINGOWEJ GŁOWICY OBSERWACYJNEJ Wyposażeniem zapewniającym podstawową funkcjonalność mini-bsp w toku realizacji misji jest głowica z sensorem optoelektronicznym. Do wstępnych testów minisamolotu z ukompletowanym wyposażeniem misyjnym zastosowano treningową głowicę własnej konstrukcji oznaczoną roboczym symbolem DGO-1. Urządzenie zaprojektowano i wykonano jako tani zamiennik głowicy docelowej MicroPilot DayviewPTZ, aby zminimalizować ryzyko uszkodzenia lub zniszczenia drogiego sprzętu w pierwszych lotach testowych. Głowica DGO-1 to prosta cienkościenna konstrukcja wręgowo-ściankowa złożona z płytkowych elementów wyciętych wg rozrysowanych szablonów (rys. 21). We wnętrzu zmontowanej struktury nośnej ulokowano miniaturową kamerę wideo (Sony FCB-IX 11AP) wraz z serwonapędem sterującym pochyleniem osi obiektywu (ruch w płaszczyźnie pionowej). Dodatkowo zamontowano niezbędne moduły i złącza elektryczne. Całość jest osłonięta stosownie wyprofilowaną powłoką pokryciową z nasadzonym pleksiglasowym wziernikiem osłaniającym obiektyw kamery (rys. 22). Wycinanie kształtek przeprowadzono w dwóch operacjach. W pierwszej fazie wycięto ulżenia w każdej z kształtek, następnie wyfrezowano zewnętrzne kontury elementów. Krawędzie wyfrezowanych elementów zostały załagodzone poprzez przetarcie papierem ściernym. Gotowe kształtki zmontowano i sklejono. Rys. 21. Płaskie wzorniki geometryczne zastosowane jako szablony do wycięcia wręg i ścianek struktury głowicy DGO-1; cięcie wykonano na ploterze frezującym Coner MCut 1015 Rys. 22. Głowica DGO-1 struktura wewnętrzna, wyposażenie i zmontowane urządzenie 561

5. WYKONANIE FOREMNIKÓW NEGATYWOWYCH Formy pozytywowe skrzydła i usterzenia zostały wyfrezowane z pianki poliuretanowej Prolab 65 według technologii opisanej w punkcie 2. Natomiast w przypadku kadłuba, steru kierunku i zasobnika, formy wykonano techniką modelarską, wykorzystując dostępne elementy: rury z tworzywa sztucznego (kształt zasobnika), sklejkę modelarską, styrodur, gips, jak również: tkaniny szklane i żywice epoksydowe. Opracowane formy szpachlowano w celu usunięcia wad powierzchni, szlifowano papierem ściernym o różnych granulacjach oraz zabezpieczano lakierem. Wcześniej przygotowane formy i modele pozytywowe pokryto kilkukrotnie separatorem BLUE WAX HL603 i wypolerowano. Z uwagi na pożądaną gładkość powierzchni laminowanych potem elementów płatowcowych, na pierwszą warstwę zastosowano żelkot epoksydowy RENEGEL SW 56 z utwardzaczem REN HY 5159. Tak przygotowaną warstwę przeszlifowano w celu polepszenia przyczepności laminatowej struktury formy. Laminatowa część form została wykonana w tkanin szklanych AEROGLASS. Zastosowano po dwie warstwy tkanin o gramaturze 80 g/m2, 160 g/m2 i 220 g/m2. Po zżelowaniu formę wyszlifowano na mokro drobnym papierem ściernym i wypolerowano. Niesztywną laminatową formę wzmocniono kształtownikami wykonanymi ze stali i drewna, w kilku miejscach zastosowano też przekładki poliuretanowe. Po wykonaniu drugiej połówki formy obie spasowano na wykonanych wcześniej otworach, wykorzystując kołki stalowe φ = 3 mm. Wykonano dodatkowe otwory do ściskania form za pomocą śrub imbusowych M6, do jednej z połówek form laminowano nakrętki M6. Rys. 23. Formy negatywowe centropłata i ucha skrzydłowego Rys. 24. Zewnętrzna strona negatywowej formy górnego pokrycia centropłata widoczne stalowo-drewniane kształtowniki usztywniające 6. TECHNOLOGIA LAMINOWANIA ELEMENTÓW PŁATOWCOWYCH Struktury płatowcowe zostały wylaminowane według wcześniej przygotowanych planów nakładania poszczególnych warstw z uwzględnieniem zalecanej metodyki [6] i własnych doświadczeń. Laminowane kompozycje (głównie tkaninowo-żywicowe lub przekładkowe) 562

zostały zaprojektowane w toku przeprowadzonych wcześniej sprawdzających obliczeń wytrzymałościowych. Zastosowano tkaninę węglową i szklaną o różnych gramaturach, wypełniacz piankowy typu Herex, pasma rowingu węglowego w szczególnie wytężonych strefach konstrukcji (duże wartości składowych normalnych wyliczanych uprzednio napreżeń). W charakterze pomocniczych dodatków konstrukcyjnych wykorzystano również drobne elementy metalowe, drewniane lub balsowe. Rys. 25. Przykładowy plan laminowania struktura pokryciowa ucha skrzydłowego Laminowanie każdego elementu skrzydła zrealizowano wg schematu zilustrowanego na rys. 24. Przygotowane negatywowe formy przed ułożeniem tkanin pokryto warstwą rozdzielacza, który po wyschnięciu został wypolerowany. Pierwszą, zewnętrzną warstwę stanowi biały lakier POLREN z utwardzaczem PU-1 (1). Na tak przygotowaną powierzchnię naniesiono pędzlem żywicę epoksydową L285 z utwardzaczem 285 wymieszanymi w proporcji wagowej 100 : 40. Pierwszą warstwą laminatu jest tkanina szklana o gramaturze 50 g/m 2 (2); po przesączeniu nałożono kolejną warstwę tkaniny węglowej o gramaturze 90 g/m 2 (3). Na laminowane warstwy tkaninowe nałożono piankę HEREX o grubości 2 mm (4). Zestawiony stos warstw materiałowych utwardzany był technologią próżniową (rys. 27). Na formę z ułożonym stosem nałożono perforowaną folię oraz matę odsysającą. Całość przykryto specjalną folią uszczelniającą. Powietrze pod folią Vakum odsysano pompą próżniową (Vototechnika VTS2). Wykorzystana perforowana folia ułatwia odsysanie powietrza, dodatkowa mata pozwala usunąć nadmiar żywicy. Technologia wykonania przewiduje czas dociskania 6 godzin w temperaturze pokojowej podciśnieniem 0,8-0,9 MPa. Po utwardzeniu i usunięciu warstw technologicznych folii Vakum, maty rozdzielającej i folii perforowanej, naddatki technologiczne pianki Herex doszlifowano do krawędzi formy. W piance wzdłuż przewidzianej projektem linii wycięto rowek o szerokości pasa dźwigara. 563

Rys. 26. Schemat laminowania elementów skrzydłowych minisamolotu Rybitwa: 1. forma z naniesionym separatorem i warstwą białego lakieru poliuretanowego, 2. tkanina szklana o gęstym splocie 50 g/m2, 3. tkanina węglowa 90 g/m2, 4. pianka przekładkowa Herex gr. 2 mm, 5. tkanina szklana 50 g/m2, 6. tkanina węglowa 90 g/m2, 7. pas dźwigara 2x10 mm złożony z 10 pasm rowingu węglowego TEX 1600 (1,6 g/mb), 8. pasma wzmacniające rowing węglowy TEX 1600 po 2 pasma, 9. wypełnienie balsa gr. 8 mm, 10. ścianki dźwigara z tkaniny węglowej 90 g/m2 oraz tkaniny szklanej 110 g/m2, 11. ścianka tylna balsowa gr. 4 mm, 12. ścianka balsowa klapy gr. 4 mm, 13. zawias strukturalny z tkaniny aramidowej 100 g/m2, 14. żebra wzmacniające piankowe gr. 6 mm oklejone dwustronnie tkaniną węglową Rys. 27. Technologia próżniowa w zastosowaniu do laminowania struktury usterzenia poziomego W wyciętym rowku ułożono 10-warstwowy pas rowingu węglowego 1,6 g/m (7). Całość, formę wraz z pasem dźwigara wyłożono tkaniną szklaną o gramaturze 50 g/m2 (5), a następnie tkaniną węglową o gramaturze 90 g/m2 (6). Dla potrzeb montażowo564

-inspekcyjnych w wylaminowanych pokryciach wycięto wzierniki eksploatacyjne. Otwory wzmocniono na obrzeżach tkaniną węglową. W miejscach klejenia ścianek zamykających keson i ster ułożono rowing węglowy (8). W połączeniach ruchomych przewidziano zawiasy strukturalne wykonane z tkaniny aramidowej (14). Podobnie jak w przypadku pierwszego etapu, tutaj także zastosowano technologię próżniową. W wykonane struktury pokrycia dolnego i górnego wklejono ścianki (9, 10, 11, 12) oraz żebra (14). W końcowych odcinkach struktur dźwigarowych ze sklejki lotniczej 0,8 mm i listew bukowych wykonano kieszenie mocujące końce bagnetów tzw. skrzynki bagnetowe. Z uwagi na utrudniony dostęp do wnętrza płata po sklejeniu obu powierzchni (górnej i dolnej), przed ostatecznym scaleniem struktur wykonano montaż przewodów i złączy elektrycznych oraz gniazd mocowania serwomechanizmów. Przygotowane w ten sposób struktury pokryciowe sklejano w formach zaciśniętych, skręconych śrubami od strony krawędzi natarcia oraz stalowymi listwami ściskającymi od strony krawędzi spływu. Tę samą technologię zastosowano do wykonania struktur usterzeniowych. Połączenia eksploatacyjne elementów konstrukcyjnych płata nośnego zrealizowano poprzez łączniki bagnetowe. Bagnet główny mocowania lewego i prawego centropłata wykonano ze 120 pasm rowingu węglowego TEX 1600. Ukształtowano go w długą prostokątną płytkę o wymiarach 25 x 480 mm i grubości 6 mm. Bagnety mocowania części doczepnych skrzydeł (uch) wykonano z 80 pasm rowingu węglowego; wymiary tychże bagnetów: 4 x 25 x 200 mm. Kadłub i podczepiany zasobnik wykonano także jako strukturę węglowo-epoksydową, jednakże ze względu na znaczne krzywizny laminowanych powierzchni nie stosowano techniki próżniowej. Zastosowana technologia przewiduje kilkakrotne nakładanie cienkiej warstwy rozdzielacza w formach negatywowych. Przygotowana forma zostaje polakierowana natryskowo białym chemoutwardzalnym lakierem poliuretanowym POLREN z utwardzaczem PU-1. Na utwardzony lakier naniesiono żywicę zagęszczoną krzemionką koloidalną AEROSIL. Zastosowano lotniczą żywicę epoksydową L285 z utwardzaczem 285 mieszaną w proporcji wagowej 100 : 40. Na strukturę kadłuba przewidziano dwie warstwy tkaninowe. Pierwszą warstwę stanowi cienka tkanina szklana o gramaturze 80 g/m2, przesączenie rzadką żywicą. Druga zbudowana jest z węglowej tkaniny 90 g/m2 o splocie płóciennym. Do wzmocnienia kadłuba w miejscach szczególnie obciążonych zastosowano dodatkowo pasma rowingu węglowego TEX 1600. Rys. 28. Laminowanie połówkowej struktury zasobnika (gondoli) cienką strukturę węglowo-epoksydową wzmocniono podklejonymi półpierścieniami piankowymi 565

Naddatki połówek wyrobów laminatowych po zżelowaniu żywicy zostały przycięte do krawędzi powierzchni podziałowych. Następnie po całkowitym utwardzeniu połówki wyrobów zostały połączone paskami tkaniny szklanej i żywicą E52 z utwardzaczem Z1. Po wyjęciu z form laminatowe wyroby zostały odtłuszczone i zmatowione, a następnie polakierowane lakierem poliuretanowym. Rys. 29. Laminatowe elementy płatowcowe samolotu nr 4; zespół kadłubowo-zasobnikowy z zamontowanym zespołem napędowym (silnik, śmigło, pakiety zasilające) oraz z założonym bagnetem do montażu połówek centropłata LITERATURA [1] Augustyn K.: NX CAM. Programowanie ścieżek dla obrabiarek CNC, Helion, 2010. [2] Kalpakjian S.: Manufacturing Engineering and Technology, Prentice Hall, 2006. [3] Murphy D., Nanfara D., Ucello D.: The CNC Workshop Version 2 A Multimedia Introduction to Computer Numerical Contro, May 1, 2002. [4] Rao P.N.: CAD/CAM: Principles and Applications, Tata McGraw-Hill Education Pvt. Ltd., 2010 (Third Edition). [5] Rao P.N., Tewari N.K., Kundra T.K.: Computer Aided Manufacturing, Tata McGrawHill Publishing Company Limited, 1993. [6] Rzepczyńska K.: Podstawowe informacje dotyczące materiałów i procesu laminowania konspekt szkoleniowy, http://stamodra.za.pl/wp-content/uploads/2013/03/instrukcja_kon_lam.pdf [7] Ziętarski S.: Programowanie w systemie Pout-APT, Oficyna Wydawnicza PW, 1996. 566