專利名稱：飛機(jī)機(jī)身用復(fù)合蒙皮結(jié)構(gòu)及其制備工藝的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種用于飛機(jī)的復(fù)合蒙皮結(jié)構(gòu)及其制備工藝。
技術(shù)背景現(xiàn)有的飛機(jī)機(jī)身，大都采用合金材料制成，由于密度大，重量重，無法用于制 造大型飛機(jī)。復(fù)合材料由于其密度小、比強(qiáng)度、比模量高等諸多優(yōu)異力學(xué)性能而在許多領(lǐng)域 得到應(yīng)用。先進(jìn)復(fù)合材料在飛機(jī)上的應(yīng)用將顯著提高飛機(jī)的性能和市場競爭力。機(jī)身 結(jié)構(gòu)是整個飛機(jī)結(jié)構(gòu)用材量最大的部件，復(fù)合材料若能應(yīng)用于機(jī)身將很大程度上提高 飛機(jī)的性能。發(fā)明內(nèi)容本發(fā)明根據(jù)現(xiàn)有技術(shù)中的不足，提供一種重量輕，抗沖擊性好的復(fù)合蒙皮結(jié)構(gòu)。為實(shí)現(xiàn)上述目的，本發(fā)明通過以下技術(shù)方案實(shí)現(xiàn) 飛機(jī)機(jī)身用復(fù)合蒙皮結(jié)構(gòu)，其特征在于，依次包括，內(nèi)壁層、內(nèi)碳纖維增強(qiáng)塑料 層、泡沬芯層、外碳纖維增強(qiáng)塑料層和外保護(hù)層。其中，所述的內(nèi)壁層為芳綸纖維層或玻璃纖維增強(qiáng)的富樹脂層。 其中，所述的泡沫芯層為為高性能結(jié)構(gòu)泡沬層。其中，所述的高性能結(jié)構(gòu)泡沫層選自聚甲基丙烯酰亞氨泡沫層、聚醚酰亞胺泡沫層。其中，所述的泡沫芯層中設(shè)置有長桁。其中，所述的外保護(hù)層為芳綸纖維或玻璃纖維與環(huán)氧樹脂組成的材料層。 其中，所述的復(fù)合蒙皮結(jié)構(gòu)圍成空腔體結(jié)構(gòu)。其中，所述的復(fù)合蒙皮結(jié)構(gòu)圍成空腔體結(jié)構(gòu)，空腔內(nèi)設(shè)置有桁梁和隔框。 制備飛機(jī)機(jī)身用復(fù)合蒙皮結(jié)構(gòu)的工藝，其特征在于，將內(nèi)壁層、內(nèi)碳纖維增強(qiáng)塑料層、泡沫芯層、外碳纖維增強(qiáng)塑料層和外保護(hù)層依次粘接在一起，將整個機(jī)身的蒙皮分段整體成型，每段采用纏繞工藝或自動鋪放技術(shù)制造。其中，所述的復(fù)合蒙皮結(jié)構(gòu)圍成空腔體結(jié)構(gòu)，空腔內(nèi)設(shè)置有隔框，蒙皮與桁梁、隔框的連接，采用粘接工藝、機(jī)械連接方式或粘接工藝與機(jī)械連接方相結(jié)合進(jìn)行連接， 在連接處的桁梁、隔框及芯層中，釆用實(shí)體復(fù)合材料或預(yù)先置入其它材料。 肋條采用拉擠工藝等成型肋條，并把泡沫芯層材料與之結(jié)合好。 桁梁和隔框的成型，采用真空輔助液體模塑工藝、熱壓罐成型等進(jìn)行。 本發(fā)明的有益效果是重量輕，抗沖擊性好，制造方便、成本低，適合用于制造 大型飛機(jī)的機(jī)身。制作工藝容易實(shí)施。


圖l為本發(fā)明結(jié)構(gòu)示意圖；具體實(shí)施方式

'以下結(jié)合附圖本發(fā)明進(jìn)一步說明。如圖1所示，飛機(jī)機(jī)身用復(fù)合蒙皮結(jié)構(gòu)，依次包括，內(nèi)壁層l、內(nèi)碳纖維增強(qiáng)塑料層2、泡沫芯層3、外碳纖維增強(qiáng)塑料層4和外保護(hù)層5。所述的內(nèi)壁層1為芳綸纖維層或玻璃纖維增強(qiáng)的富樹脂層。可滿足內(nèi)飾、防火、 防滲、防沖等有關(guān)功能要求。所述的泡沫芯層3為高性能結(jié)構(gòu)泡沫層，選自聚甲基丙烯酰亞氨泡沬層或聚醚酰 亞胺泡沫層。所述的泡沫芯層中設(shè)置有一定數(shù)量的長桁。長桁數(shù)量可根據(jù)具體要求確定。內(nèi)碳 纖維增強(qiáng)塑料層2、泡沫芯層3和外碳纖維增強(qiáng)塑料層具有足夠的強(qiáng)度和剛度，承擔(dān) 部分縱向載荷，并承受機(jī)艙內(nèi)壓力、外壓力以及機(jī)身受彎扭時產(chǎn)生的剪力流，并具有 較好的抗沖擊性能。其中，所述的外保護(hù)層5為芳綸纖維或玻璃纖維與環(huán)氧樹脂組成的材料層。除具 有耐大氣老化、環(huán)境污染等功能外，還應(yīng)具有減小沖擊帶來的對結(jié)構(gòu)層影響的功能。 復(fù)合蒙皮結(jié)構(gòu)圍成空腔體結(jié)構(gòu)，空腔內(nèi)設(shè)置有桁梁和隔框。 飛機(jī)機(jī)身用復(fù)合蒙皮結(jié)構(gòu)的制造工藝將內(nèi)壁層、內(nèi)碳纖維增強(qiáng)塑料層、泡沫芯 層、外碳纖維增強(qiáng)塑料層和外保護(hù)層依次粘接在一起，將整個機(jī)身的蒙皮分段整體成 型，每段采用纏繞工藝或自動鋪放技術(shù)制造。其中，所述的復(fù)合蒙皮結(jié)構(gòu)圍成空腔體結(jié)構(gòu)，空腔內(nèi)設(shè)置有桁梁和隔框，蒙皮與 桁梁和隔框的連接，采用粘接工藝或機(jī)械連接方式進(jìn)行連接。在連接處的桁梁、隔框及芯層中，可采用實(shí)體復(fù)合材料或預(yù)先置入其它材料。肋條采用拉擠工藝等成型肋條，并把泡沫芯層材料與之結(jié)合好。 桁梁和隔框的成型，采用真空輔助液體模塑工藝、熱壓罐成型等進(jìn)行。本發(fā)明中的飛機(jī)機(jī)身用復(fù)合蒙皮結(jié)構(gòu)，剪力和扭矩引起的剪力流全部由蒙皮承 擔(dān)，彎曲引起的軸向力主要由桁梁和隔框承擔(dān)，蒙皮只承擔(dān)一部分。在采用本結(jié)構(gòu)的機(jī)身上布置大開口窗門，通過開口補(bǔ)強(qiáng)，也可在補(bǔ)強(qiáng)位置的芯 層中預(yù)先置入實(shí)體復(fù)合材料，不會顯著降低機(jī)身的強(qiáng)度和剛度，同時開口補(bǔ)強(qiáng)引起的 重量增加較少。上述實(shí)施例僅用于對本發(fā)明進(jìn)行說明，并不構(gòu)成對權(quán)利要求范圍的限制，本領(lǐng)域 技術(shù)人員可以想到的其他實(shí)質(zhì)等同手段，均在本發(fā)明權(quán)利要求范圍內(nèi)。
權(quán)利要求
1.飛機(jī)機(jī)身用復(fù)合蒙皮結(jié)構(gòu)，其特征在于，依次包括，內(nèi)壁層、內(nèi)碳纖維增強(qiáng)塑料層、泡沫芯層、外碳纖維增強(qiáng)塑料層和外保護(hù)層。
2. 根據(jù)權(quán)利要求l所述的飛機(jī)機(jī)身用復(fù)合蒙皮結(jié)構(gòu)，其特征在于，所述的內(nèi)壁層為芳綸纖維 層或玻璃纖維增強(qiáng)的富樹脂層。
3. 根據(jù)權(quán)利要求l所述的飛機(jī)機(jī)身用復(fù)合蒙皮結(jié)構(gòu)，其特征在于，所述的泡沫芯層為為高性 能結(jié)構(gòu)泡沫層。
4. 根據(jù)權(quán)利要求3所述的飛機(jī)機(jī)身用復(fù)合蒙皮結(jié)構(gòu)，其特征在于，所述的高性能結(jié)構(gòu)泡沫層 選自聚甲基丙烯酰亞氨泡沬層、聚醚酰亞胺泡沫層。
5. 根據(jù)權(quán)利要求l、 3或4所述的飛機(jī)機(jī)身用復(fù)合蒙皮結(jié)構(gòu)，其特征在于，所述的泡沫芯層 中設(shè)置有長桁。
6. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的飛機(jī)機(jī)身用復(fù)合蒙皮結(jié)構(gòu)，其特征在于，所述的外保護(hù)層為芳綸纖 維或玻璃纖維與環(huán)氧樹脂組成的材料層。
7. 根據(jù)權(quán)利要求5任一權(quán)利要求所述的飛機(jī)機(jī)身用復(fù)合蒙皮結(jié)構(gòu)，其特征在于，所述的復(fù)合 蒙皮結(jié)構(gòu)圍成空腔體結(jié)構(gòu)。
8. 根據(jù)權(quán)利要求7所述的飛機(jī)機(jī)身用復(fù)合蒙皮結(jié)構(gòu)，其特征在于，所述的復(fù)合蒙皮結(jié)構(gòu)圍成 空腔體結(jié)構(gòu)，空腔內(nèi)設(shè)置有桁梁和隔框。
9. 制備飛機(jī)機(jī)身用復(fù)合蒙皮結(jié)構(gòu)的工藝，其特征在于，將內(nèi)壁層、內(nèi)碳纖維增強(qiáng)塑料層、泡 沫芯層、外碳纖維增強(qiáng)塑料層和外保護(hù)層依次粘接在一起，將整個機(jī)身的蒙皮分段整體成 型，每段采用纏繞工藝或自動鋪放技術(shù)制造。
10. 根據(jù)權(quán)利要求9所述的制備飛機(jī)機(jī)身用復(fù)合蒙皮結(jié)構(gòu)的工藝，其特征在于，所述的復(fù)合蒙 皮結(jié)構(gòu)圍成空腔體結(jié)構(gòu)，空腔內(nèi)設(shè)置有桁梁和隔框，蒙皮與桁梁、隔框的連接，采用粘接 工藝、機(jī)械連接方式或粘接工藝與機(jī)械連接方相結(jié)合進(jìn)行連接。
全文摘要
本發(fā)明公開了一種飛機(jī)機(jī)身用復(fù)合蒙皮結(jié)構(gòu)，其特征在于，依次包括，內(nèi)壁層、內(nèi)碳纖維增強(qiáng)塑料層、泡沫芯層、外碳纖維增強(qiáng)塑料層和外保護(hù)層。本發(fā)明還公開了一種制備飛機(jī)機(jī)身用復(fù)合蒙皮結(jié)構(gòu)的工藝。本發(fā)明的有益效果是重量輕，抗沖擊性好，適合用于制造大型飛機(jī)的機(jī)身。
文檔編號B32B5/18GK101219587SQ2007101735
公開日2008年7月16日 申請日期2007年12月28日 優(yōu)先權(quán)日2007年12月28日
發(fā)明者周仕剛, 薛元德 申請人:同濟(jì)大學(xué)