專利名稱：一種大展弦比翼型結(jié)構(gòu)及制造方法
技術領域：
本發(fā)明涉及飛行器翼型結(jié)構(gòu)，特別涉及一種大展弦比翼型結(jié)構(gòu)及制造方法。
背景技術：
飛行器的翼面主要是產(chǎn)生升力，平衡飛行器慣性載荷以實現(xiàn)機動飛行。傳統(tǒng)的大 展弦比翼型一般為單梁式或雙梁式結(jié)構(gòu)，由(前、后)主梁、翼肋、蒙皮等構(gòu)件組成，主梁、翼 肋為主要承力構(gòu)件，蒙皮承受小部分的載荷。這種傳統(tǒng)的結(jié)構(gòu)模式主要有以下缺點通常翼 型剖面比較薄，零件數(shù)目多，裝配空間小，在工藝和裝配的技術水平上要求很高；翼型彎矩 主要由主梁承受，結(jié)構(gòu)利用效率較低，重量重，材料強度要求高，根部應力集中較大，且連接 接頭設計困難；單閉室或開口剖面的抗扭剛度小，易發(fā)生扭轉(zhuǎn)發(fā)散和顫振等氣動彈性問題。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的是大展弦比翼型主梁采取前、中、后三梁布置，并在翼型內(nèi)腔填充 發(fā)泡膠和蜂窩夾心，提高翼型的結(jié)構(gòu)強度和剛度，減輕結(jié)構(gòu)重量，同時三梁與蒙皮形成的雙 閉室結(jié)構(gòu)有效提高翼型的抗彎抗扭剛度，非主承力部位采用玻璃鋼材料易于成型，且重量 輕。為實現(xiàn)上述目的，本發(fā)明采用的技術方案是一種大展弦比翼型結(jié)構(gòu)，包括前 梁、中梁、后梁、接頭、蜂窩夾心、發(fā)泡膠、上蒙皮、下蒙皮、前緣、后緣、墊塊，其特征在于，前 緣、前梁、中梁、后梁、后緣依順排列，且上面和下面分別敷設有上蒙皮、下蒙皮，前緣與前梁 之間、后梁與后緣分別填充有發(fā)泡膠，前梁、中梁、后梁之間固定膠接有蜂窩夾心，翼型根部 的前梁、中梁、后梁連接接頭，翼型的翼尖固定有墊塊。一種大展弦比翼型制造方法，工藝過程如下
1)制作好模具；
2)按零件的擺放位置在模具上并刻好前緣、前梁、中梁、后梁、后緣的軸線；
3)制作需要組裝的翼型前梁、中梁、后梁、接頭、蜂窩夾心、發(fā)泡膠、上蒙皮、下蒙皮、前 緣、后緣、墊塊；
4)鈦合金材料接頭制作完工后，需在<4h進行膠接表面吹砂并進行混酸陽極化處理；
5)將前梁、中梁、后梁、蜂窩夾心、發(fā)泡膠按安裝順序擺放于模具上，并將接頭、墊塊插 入前梁、中梁、后梁中，組合面均用粘接劑在室溫下膠接組合固定> 24h固化后將多余膠鏟 除干凈；
6)將上蒙皮、下蒙皮內(nèi)表面貼上一層高溫膠膠膜，加溫至75士5°C，保溫2— 2. 5h，然后 冷卻至室溫，將前梁、中梁、后梁、接頭、前緣、后緣、墊塊的膠接面分別放于上、下蒙皮之間， 將位置固定并置于模具中；
7)將組合模放于壓床上，升溫至115°C時停頓加壓合模，然后迅速升溫至175°C 185 °C，保溫保壓 2-2. 5h ；
8)待組合模隨爐溫保壓冷卻至室溫后，卸壓起模。
所述的粘接劑為J-81膠，含A組份與B組份，配比為A =B=IOO :25。本發(fā)明所取得的有益效果是
1、與傳統(tǒng)的結(jié)構(gòu)模式比，本發(fā)明的結(jié)構(gòu)更為簡潔、采用碳纖維復合材料無釘成型技術， 結(jié)構(gòu)無翼肋構(gòu)件，裝配工藝簡單、方便，可進一步減輕翼型結(jié)構(gòu)重量；
2、適用范圍較廣，適用于各種大展弦比翼型，根據(jù)機型使用目的和受力情況，通過碳纖 維復合材料鋪層優(yōu)化設計，更換翼型接頭結(jié)構(gòu)材料，改善翼型的結(jié)構(gòu)強度和剛度；
3、結(jié)構(gòu)布局傳力簡單、直接，雙閉室剖面有效提高了翼型抗彎和抗扭強、剛度，簡化了 與翼型接頭的連接形式，改善了大展弦比翼型的氣動彈性問題。


圖1是本發(fā)明的結(jié)構(gòu)平面示意圖。圖2是圖1中A— A向結(jié)構(gòu)剖視圖。圖3是圖1中B— B向結(jié)構(gòu)剖視圖。圖4是圖1中B—B向另一結(jié)構(gòu)形式剖視圖。圖中1-前梁、2-中梁、3-后梁、4-接頭、5-蜂窩夾心、6-發(fā)泡膠、7-上蒙皮、8-下 蒙皮、9-前緣、10-后緣、11-墊塊。
具體實施例方式現(xiàn)結(jié)合附圖和實施例對本發(fā)明作進一步說明，參見圖1、圖2和圖3，一種大展弦比 翼型結(jié)構(gòu)，包括前梁1、中梁2、后梁3、接頭4、蜂窩夾心5、發(fā)泡膠6、上蒙皮7、下蒙皮8、前 緣9、后緣10、墊塊11，前緣9、前梁1、中梁2、后梁3、后緣10依順排列，且上面和下面分別 敷設有上蒙皮7、下蒙皮8，前緣9與前梁1之間、后梁3與后緣10分別填充有發(fā)泡膠6，前 梁1、中梁2、后梁3之間固定膠接有蜂窩夾心5，翼型根部的前梁1、中梁2、后梁3連接接頭 4，翼型的翼尖固定有墊塊11。一種大展弦比翼型制造方法，工藝過程如下
1)制作好模具；
2)按零件的擺放位置在模具上并刻好前緣9、前梁1、中梁2、后梁3、后緣10的軸線；
3)制作需要組裝的翼型前梁1、中梁2、后梁3、接頭4、蜂窩夾心5、發(fā)泡膠6、上蒙皮7、 下蒙皮8、前緣9、后緣10、墊塊11 ；前梁1和后梁3截面為“U”字型，中梁2截面為“工”字 型；
4)鈦合金材料接頭4制作完工后，需在<4h進行膠接表面吹砂并進行混酸陽極化處
理；
5)將前梁1、中梁2、后梁3、蜂窩夾心5、發(fā)泡膠6按安裝順序擺放于模具上，并將接頭 4、墊塊11插入前梁1、中梁2、后梁3中，組合面均用粘接劑在室溫下膠接組合固定> 24h 固化后將多余膠鏟除干凈；
6)將上蒙皮7、下蒙皮8內(nèi)表面貼上一層高溫膠膠膜，加溫至75士 5 °C，保溫2 — 2. 5h， 然后冷卻至室溫，將前梁1、中梁2、后梁3、接頭4、前緣9、后緣10、墊塊11的膠接面分別放 于上、下蒙皮之間，將位置固定并置于模具中；
7)將組合模放于壓床上，升溫至115°C時停頓加壓合模，然后迅速升溫至175°C 185 °C，保溫保壓 2-2. 5h ；
8)待組合模隨爐溫保壓冷卻至室溫后，卸壓起模。所述的粘接劑是J-81膠，含A組份與B組份，配比為A =B=IOO :25。高溫膠膠膜為SY-14。發(fā)泡膠6為SP-I。實施例1
大展弦比翼型為復合材料制作的整體式結(jié)構(gòu)，其中前梁1、中梁2、后梁3與上蒙皮7、 下蒙皮8的一部分形成碳纖維層合板雙閉室結(jié)構(gòu)，接頭4為鈦合金結(jié)構(gòu)，前緣9、后緣10、墊 塊11為玻璃鋼結(jié)構(gòu)；前梁1和后梁3截面為“U”字型，中梁2截面為“工”字型。如圖2、圖 3 ；
其工藝過程如下
1)制作好模具；
2)按零件的擺放位置在模具上并刻好前緣9、前梁1、中梁2、后梁3、后緣10的軸線；
3)制作需要組裝的翼型前梁1、中梁2、后梁3、接頭4、蜂窩夾心5、SP-1發(fā)泡膠6、上蒙 皮7、下蒙皮8、前緣9、后緣10、墊塊11 ；
4)鈦合金材料接頭4制作完工后池進行膠接表面吹砂并進行混酸陽極化處理；
5)將前梁1、中梁2、后梁3、蜂窩夾心5、SP-I發(fā)泡膠6按安裝順序擺放于模具上，并 將接頭4、墊塊11插入前梁1、中梁2、后梁3中，組合面均用J-81膠粘接劑在室溫下膠接組 合固定24h固化后將多余膠鏟除干凈；
6)將上蒙皮7、下蒙皮8內(nèi)表面貼上一層SY-14高溫膠膠膜，加溫至75°C，保溫2h，然 后冷卻至室溫，將前梁1、中梁2、后梁3、接頭4、前緣9、后緣10、墊塊11的膠接面分別放于 上、下蒙皮之間，將位置固定并置于模具中；
7)將組合模放于壓床上，升溫至115°C時停頓加壓合模，然后迅速升溫至180°C，保溫 保壓2h ；
8)待組合模隨爐溫保壓冷卻至室溫后，卸壓起模；
所述的粘接劑是J-81膠，含A組份與B組份，配比為A =B=IOO 25 ； 高溫膠膠膜為SY-14。發(fā)泡膠6為SP-I ； 實施例2
大展弦比翼型為復合材料制作的整體式結(jié)構(gòu)，其中前梁1、中梁2、后梁3與上蒙皮7、下 蒙皮8的一部分形成碳纖維層合板雙閉室結(jié)構(gòu)，接頭4為鈦合金結(jié)構(gòu)，前緣9、后緣10、墊塊 11為玻璃鋼結(jié)構(gòu)；前梁1、后梁3、中梁2截面均為“工”字型。如圖4 ； 其工藝過程如下
1)制作好模具；
2)按零件的擺放位置在模具上并刻好前緣9、前梁1、中梁2、后梁3、后緣10的軸線；
3)制作需要組裝的翼型前梁1、中梁2、后梁3、接頭4、蜂窩夾心5、SP-1發(fā)泡膠6、上蒙 皮7、下蒙皮8、前緣9、后緣10、墊塊11 ；
4)鈦合金材料接頭4制作完工后2.5h進行膠接表面吹砂并進行混酸陽極化處理；
5)將前梁1、中梁2、后梁3、蜂窩夾心5、SP-I發(fā)泡膠6按安裝順序擺放于模具上，并 將接頭4、墊塊11插入前梁1、中梁2、后梁3中，組合面均用J-81膠粘接劑在室溫下膠接組合固定Mh固化后將多余膠鏟除干凈；粘接劑含A組份與B組份，配比為A =B=IOO 25 ；
6)將上蒙皮7、下蒙皮8內(nèi)表面貼上一層SY-14高溫膠膠膜，加溫至75°C，保溫2.5h， 然后冷卻至室溫，將前梁1、中梁2、后梁3、接頭4、前緣9、后緣10、墊塊11的膠接面分別放 于上、下蒙皮之間，將位置固定并置于模具中；
7)將組合模放于壓床上，升溫至115°C時停頓加壓合模，然后迅速升溫至178°C，保溫 保壓2. 5h ；
8)待組合模隨爐溫保壓冷卻至室溫后，卸壓起模。 粘接劑、及其組份配比、高溫膠膠膜、發(fā)泡膠6均與實施例1相同；
大展弦比復合材料翼型采用無肋三梁式結(jié)構(gòu)方案，三梁與蒙皮通過模壓二次膠接整體 化成型，整個翼型成為一個整體式承力結(jié)構(gòu)，同時三梁與蒙皮形成了兩個閉室結(jié)構(gòu)，有效提 高翼型的抗扭剛度。采取在翼型內(nèi)腔填充發(fā)泡膠和蜂窩夾心的措施，提高翼型的結(jié)構(gòu)強度 和剛度，減輕結(jié)構(gòu)重量，同時充分利用發(fā)泡劑與蜂窩夾心的支撐剛度，將其作為陽模進行一 起成型，減少了取陽模困難的問題。翼型前緣和后緣為非主承力部位，采用玻璃鋼材料易于 成型，且重量輕。
權(quán)利要求
1.一種大展弦比翼型結(jié)構(gòu)，包括前梁[1]、中梁[2]、后梁[3]、接頭W]、蜂窩夾心[5]、發(fā)泡膠[6]、上蒙皮[7]、下蒙皮[8]、前緣[9]、后緣[10]、墊塊[11]，其特征在于，前 緣[9]、前梁[1]、中梁[2]、后梁[3]、后緣[10]依順排列，且上面和下面分別敷設有上蒙皮 [7]、下蒙皮[8]，前緣[9]與前梁[1]之間、后梁[3]與后緣[10]分別填充有發(fā)泡膠[6], 前梁[1]、中梁[2]、后梁[3]之間固定膠接有蜂窩夾心[5]，翼型根部的前梁[1]、中梁[2]、 后梁[3]連接接頭W]，翼型的翼尖固定有墊塊[11]。
2.一種大展弦比翼型制造方法，其特征在于，工藝過程如下1)制作好模具；2)按零件的擺放位置在模具上并刻好前緣[9]、前梁[1]、中梁[2]、后梁[3]、后緣[10] 的軸線；3)制作需要組裝的翼型前梁[1]、中梁[2]、后梁[3]、接頭W]、蜂窩夾心[5]、發(fā)泡膠[6]、上蒙皮[7]、下蒙皮[8]、前緣[9]、后緣[10]、墊塊[11]；4)鈦合金材料接頭[4]制作完工后，需在進行膠接表面吹砂并進行混酸陽極化處理；5)將前梁[1]、中梁[2]、后梁[3]、蜂窩夾心[5]、發(fā)泡膠[6]按安裝順序擺放于模具 上，并將接頭W]、墊塊[11]插入前梁[1]、中梁[2]、后梁[3]中，組合面均用粘接劑在室溫 下膠接組合固定> 24h固化后將多余膠鏟除干凈；6)將上蒙皮[7]、下蒙皮[8]內(nèi)表面貼上一層高溫膠膠膜，加溫至75士5°C，保溫2— 2. 5h，然后冷卻至室溫，將前梁[1]、中梁[2]、后梁[3]、接頭[4]、前緣[9]、后緣[10]、墊塊 [11]的膠接面分別放于上、下蒙皮之間，將位置固定并置于模具中；7)將組合模放于壓床上，升溫至115°C時停頓加壓合模，然后迅速升溫至175°C 185 °C，保溫保壓 2-2. 5h ；8)待組合模隨爐溫保壓冷卻至室溫后，卸壓起模。
3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的制造方法，其特征在于，所述的粘接劑為J-81膠，含A組份與 B組份，配比為Α:Β=100 :25ο
全文摘要
本發(fā)明涉及一種大展弦比翼型結(jié)構(gòu)及制造方法。其特征在于，前緣、前梁、中梁、后梁、后緣依順排列，且上面和下面分別敷設有上蒙皮、下蒙皮，前緣與前梁之間、后梁與后緣分別填充有發(fā)泡膠，前梁、中梁、后梁之間固定膠接有蜂窩夾心，翼型根部的前梁、中梁、后梁連接接頭，翼型的翼尖固定有墊塊。采取在翼型內(nèi)腔填充發(fā)泡膠和蜂窩夾心的措施，提高翼型的結(jié)構(gòu)強度和剛度，減輕結(jié)構(gòu)重量，同時充分利用發(fā)泡劑與蜂窩夾心的支撐剛度，將其作為陽模進行一起成型，減少了取陽模困難的問題，且重量輕。
文檔編號B64F5/00GK102069919SQ20101060270
公開日2011年5月25日 申請日期2010年12月23日 優(yōu)先權(quán)日2010年12月23日
發(fā)明者劉慧慧, 孫啟星, 李玉亮, 毛端華, 洪厚全, 皇東亞, 陳雷 申請人:江西洪都航空工業(yè)集團有限責任公司