本發(fā)明屬于機(jī)翼設(shè)計(jì)，具體涉及一種翼身融合機(jī)翼及制造方法。

背景技術(shù)：

1、常規(guī)機(jī)翼的設(shè)計(jì)通常分為左機(jī)翼和右機(jī)翼，通過螺栓實(shí)現(xiàn)左、右機(jī)翼與機(jī)身的連接固定。然而，機(jī)翼與機(jī)身上的對接接頭通常為復(fù)雜的機(jī)械加工結(jié)構(gòu)，加工流程較長，不利于整個(gè)產(chǎn)品的成本控制及生產(chǎn)周期縮短。此外，采用常規(guī)結(jié)構(gòu)方案的機(jī)翼結(jié)構(gòu)形式復(fù)雜，拆裝過程較繁瑣，且需要較大的操作空間，零件及緊固件數(shù)量較多，加工流程較長，且結(jié)構(gòu)重量較大，無法滿足目前無人機(jī)等領(lǐng)域亟需的對于機(jī)體結(jié)構(gòu)的低成本制造、快速換裝以及結(jié)構(gòu)輕量化等要求。

2、采用整體化成型技術(shù)對于減少復(fù)合材料部件結(jié)構(gòu)數(shù)量、降低使用和維護(hù)費(fèi)用、節(jié)約成本、提高效率具有重要的作用。該技術(shù)在小型無人機(jī)輕載舵面中已得到較為廣泛應(yīng)用，但在承載較大的大型結(jié)構(gòu)部件，尤其是翼身融合左右翼一體成型結(jié)構(gòu)件，因?yàn)槌尚唾|(zhì)量和變形控制等原因，該技術(shù)尚未得到廣泛應(yīng)用。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)思路

1、本發(fā)明的目的在于提供一種翼身融合機(jī)翼及制造方法，采用左右翼一體設(shè)計(jì)成型結(jié)構(gòu)，機(jī)翼結(jié)構(gòu)簡單，零件數(shù)量少，拆裝容易。

2、本發(fā)明實(shí)現(xiàn)上述目的采用的技術(shù)方案如下：

3、本發(fā)明提供了一種翼身融合機(jī)翼，包括主翼、副翼和舵機(jī)整流罩，所述主翼為左右翼一體成型的對稱結(jié)構(gòu)，包括依次連接的左翼段、連接中段、右翼段，所述連接中段形狀與機(jī)身匹配，用于與機(jī)身連接；兩個(gè)所述副翼活動安裝在左翼段、右翼段后緣處，所述副翼在一定范圍內(nèi)擺動；兩個(gè)所述副翼靠近機(jī)身的一側(cè)安裝有舵機(jī)整流罩。

4、進(jìn)一步地，所述主翼包括主翼骨架、蒙皮、輕質(zhì)泡沫組件；所述主翼骨架包括梁組件、肋組件、翼身接頭、副翼安裝座和舵機(jī)整流罩安裝座；所述梁組件沿主翼翼展方向布置，所述肋組件垂直于梁組件、與梁組件搭接；所述翼身接頭與梁組件連接，位于主翼連接中段內(nèi)部，所述翼身接頭與梁組件上設(shè)置翼身安裝通孔；所述副翼安裝座、舵機(jī)整流罩安裝座連接在梁組件上，朝向主翼后方；所述蒙皮覆蓋在主翼骨架上，所述輕質(zhì)泡沫組件填充在蒙皮與主翼骨架之間。

5、進(jìn)一步地，所述副翼包括副翼蒙皮、副翼輕質(zhì)泡沫、副翼安裝接頭，所述副翼蒙皮內(nèi)填充副翼輕質(zhì)泡沫，所述副翼蒙皮從翼根到翼稍厚度逐漸減小，所述副翼蒙皮翼根設(shè)置副翼安裝接頭，用于與主翼連接；

6、所述舵機(jī)整流罩包括上罩和下罩，所述上罩、下罩內(nèi)側(cè)機(jī)械安裝點(diǎn)處填充填料，形成安裝平臺，所述上罩、下罩通過連接螺栓與舵機(jī)整流罩安裝座連接固定；

7、所述翼身融合機(jī)翼采用連接螺栓旋入機(jī)身上的預(yù)埋螺紋襯套內(nèi)，實(shí)現(xiàn)機(jī)翼與機(jī)身的連接。

8、進(jìn)一步地，所述副翼安裝座包括內(nèi)側(cè)副翼安裝座、外側(cè)副翼安裝座，均為帶孔的支座；

9、所述副翼安裝接頭包括內(nèi)副翼安裝接頭和外副翼安裝接頭；

10、所述內(nèi)副翼安裝接頭包括插槽及垂直貫穿插槽的定位孔，副翼的舵機(jī)連桿穿過內(nèi)側(cè)副翼安裝座后插入內(nèi)側(cè)副翼安裝接頭插槽，采用銷釘固定連接在內(nèi)副翼安裝接頭定位孔中；

11、所述外副翼安裝接頭包括轉(zhuǎn)軸，所述外副翼安裝接頭轉(zhuǎn)軸穿過外側(cè)副翼安裝座。

12、進(jìn)一步地，所述梁組件包括前梁和后梁，所述前梁、后梁截面為c字型，二者開口相對設(shè)置，所述前梁、后梁的上、下端面貼合于蒙皮內(nèi)側(cè)面；兩組所述肋組件對稱設(shè)置在主翼兩側(cè)，包括設(shè)置在主翼根部的根肋、主翼翼稍的端肋、以及處于后梁轉(zhuǎn)折處的加強(qiáng)肋，所述根肋包括三段，分別位于前后梁之間、以及前后梁外側(cè)。

13、本發(fā)明還提供了一種翼身融合機(jī)翼的制造方法，包括如下步驟

14、主翼蒙皮分為上翼面蒙皮、下翼面蒙皮，均采用左右翼段對稱鋪層，在下模具上鋪貼上翼面蒙皮若干鋪層，在上模具上鋪貼下翼面蒙皮若干鋪層，上翼面蒙皮或下翼面蒙皮的鋪層前緣預(yù)留一定長度的交接區(qū)；

15、將梁組件、肋組件、輕質(zhì)泡沫、翼身接頭、舵機(jī)整流罩安裝座按照相應(yīng)位置布置在上翼面蒙皮上，在相鄰零件之間鋪貼膠膜；翼身安裝孔處采用不同孔徑和不同形狀的小孔進(jìn)行定位；

16、主翼上模具與下模具合模，進(jìn)行預(yù)壓；

17、起模，將下翼面蒙皮與上翼面蒙皮前緣區(qū)域利用交接區(qū)以逐層交替搭接的方式進(jìn)行銜接，搭接過程中控制溫度進(jìn)行鋪層壓實(shí)；

18、上模具與下模具再次合模，控制合模間隙在第一閾值內(nèi)，采用第一升溫速率加熱，保溫一定時(shí)間，調(diào)節(jié)合模間隙，重復(fù)保溫過程直至合模間隙降到第二閾值以內(nèi)，完成共固化成型；

19、副翼通過模壓共固化成型；

20、舵機(jī)整流罩通過熱壓共固化成型；

21、將主翼固定于裝配型架上，對翼身安裝孔處小孔進(jìn)行擴(kuò)孔，裝配副翼安裝座、副翼、舵機(jī)整流罩。

22、進(jìn)一步地，所述副翼的模壓共固化成型具體包括如下步驟

23、副翼蒙皮分為副翼上蒙皮、副翼下蒙皮，分別在副翼下模具、上模具中鋪層，副翼上蒙皮、副翼下蒙皮的鋪層前緣預(yù)留一定長度的交接區(qū)；

24、將輕質(zhì)泡沫、副翼安裝接頭按照相應(yīng)位置布置于副翼上蒙皮上，并在相鄰零件之間鋪貼膠膜；

25、副翼上模具與下模具合模，進(jìn)行預(yù)壓；

26、起模，將副翼上蒙皮、副翼下蒙皮前緣區(qū)域利用交接區(qū)逐層交替搭接，合模共固化成型；

27、所述舵機(jī)整流罩的熱壓共固化成型具體為：上、下罩體在各自模具上完成鋪層后熱壓固化成型，在機(jī)械安裝區(qū)域設(shè)置填充材料。

28、進(jìn)一步地，所述梁組件、肋組件為復(fù)合材料零件，在模具上鋪貼預(yù)壓實(shí)定型；

29、所述輕質(zhì)泡沫、翼身接頭、舵機(jī)整流罩安裝座、副翼安裝座、副翼安裝接頭機(jī)加成型；

30、所述梁組件、肋組件、輕質(zhì)泡沫、翼身接頭、舵機(jī)整流罩安裝座、副翼安裝座通過定位結(jié)構(gòu)實(shí)現(xiàn)左右對稱布置。

31、進(jìn)一步地，在上、下翼面蒙皮鋪貼過程中，上翼面蒙皮或下翼面蒙皮鋪層交接區(qū)之間貼隔離層，對應(yīng)的下翼面蒙皮或上翼面蒙皮鋪層前緣貼隔離層；

32、所述主翼蒙皮從翼根到翼稍鋪層數(shù)量遞減，丟層長度取值范圍為10～20mm；

33、所述第一閾值為0.5mm～1mm，所述第二閾值為0～0.2mm；

34、所述第一溫升速率為鋪層固化曲線的50％～80％，所述主翼共固化成型升溫速率、降溫速率為鋪層固化曲線的50％～80％。

35、進(jìn)一步地，所述翼身安裝孔包括前后布置的四個(gè)，擴(kuò)孔后，靠近機(jī)身頭部的兩個(gè)安裝孔一個(gè)為與螺栓尺寸配合的精度孔，另一個(gè)為沿展向延伸的長圓孔；靠近機(jī)身尾部的兩個(gè)孔尺寸大于螺栓直徑。

36、本發(fā)明與現(xiàn)有技術(shù)相比的有益效果：

37、本發(fā)明提供了一種翼身融合機(jī)翼，采用左右翼一體設(shè)計(jì)成型結(jié)構(gòu)，機(jī)翼結(jié)構(gòu)簡單，零件數(shù)量少，拆裝容易。

38、本發(fā)明根據(jù)翼身融合氣動外形特征和大載荷受載特點(diǎn)，合理布局蒙皮、梁、肋等承力部件，設(shè)計(jì)左右翼一體成型結(jié)構(gòu)，并合理控制成型過程工藝參數(shù)，實(shí)現(xiàn)大載荷工況下，較大結(jié)構(gòu)部件的一體化成型。

39、本發(fā)明提供了一種翼身融合機(jī)翼制造方法，機(jī)翼承力組件主翼和副翼均采用整體模壓共固化成型方式將各零件組裝在一起，減少了機(jī)翼結(jié)構(gòu)零件數(shù)量，提升了機(jī)翼結(jié)構(gòu)承載性能，簡化了生產(chǎn)流程，縮短了機(jī)翼結(jié)構(gòu)制造周期，降低了成本。

40、本發(fā)明機(jī)翼結(jié)構(gòu)和制造方法，能夠有效提升結(jié)構(gòu)承載性能，解決傳統(tǒng)裝配式機(jī)翼結(jié)構(gòu)零件數(shù)量多、制造工序復(fù)雜、生產(chǎn)周期長和成本高的問題，適用于無人機(jī)等飛行器的機(jī)翼設(shè)計(jì)及制造。