一種膜結(jié)構(gòu)機翼的制作方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及飛行器領(lǐng)域，特別涉及一種膜結(jié)構(gòu)機翼。
【背景技術(shù)】
[0002]臨近空間長航時飛行技術(shù)近年來備受關(guān)注，該類型的飛行器因其獨特的飛行高度，特別適合于地面持久監(jiān)測、通信中繼等任務(wù)。飛行器其中一個核心技術(shù)難點在于大型輕質(zhì)機翼結(jié)構(gòu)的構(gòu)建，從而形成超大展弦比、超輕質(zhì)、具有足夠強度和剛度的飛行器結(jié)構(gòu)。
[0003]現(xiàn)有的機翼結(jié)構(gòu)雖然大量采用復(fù)合材料，但骨架多采用實體的管梁等結(jié)構(gòu)，較少采用殼、夾層等結(jié)構(gòu)，而且一般采用硬式蒙皮，機翼結(jié)構(gòu)重量面密度較大，帶來大的能量消耗，無法滿足高空長航時飛行的需求。另一方面，若按照傳統(tǒng)的結(jié)構(gòu)方式獲得低面密度機翼結(jié)構(gòu)時，其強度剛度又明顯不足。因而有必要發(fā)展一種新的機翼構(gòu)型，使其具有低面密度特性，同時又滿足較高的強度和剛度要求。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0004]本發(fā)明需解決的技術(shù)問題是提供一種機翼結(jié)構(gòu)，以減小機翼結(jié)構(gòu)重量面密度、增強機翼結(jié)構(gòu)剛度。
[0005]為了解決上述問題，本發(fā)明提供一種膜結(jié)構(gòu)機翼，其采用的技術(shù)方案如下:
[0006]所述膜結(jié)構(gòu)機翼包括:多個前緣殼體、主梁、多個機翼肋板、后緣結(jié)構(gòu)以及聚酯膜蒙皮;
[0007]多個機翼肋板平行放置形成肋板陣列，在所述機翼肋板的最大厚度處開設(shè)有主梁孔；
[0008]所述主梁穿過肋板陣列的主梁孔，其形狀為管狀夾層結(jié)構(gòu)，中間夾層為蜂窩狀；
[0009]相鄰兩個機翼肋板的前緣之間固定有前緣殼體，所述前緣殼體的截面形狀為“D”型，其弧形輪廓與機翼肋板的前緣輪廓保持一致；所述前緣殼體的材料為泡沫；
[0010]所述后緣結(jié)構(gòu)為夾心梁結(jié)構(gòu)，其截面輪廓的上下面與翼型后緣輪廓保持一致，側(cè)面為平面；所述后緣結(jié)構(gòu)的側(cè)面與多個機翼肋板的后緣固定；
[0011]所述多個前緣殼體、主梁、多個機翼肋板以及后緣結(jié)構(gòu)形成骨架；所述聚酯膜蒙皮包裹在骨架結(jié)構(gòu)的表面。
[0012]優(yōu)選的，所述多個機翼肋板等間距平行放置；
[0013]或者，多個機翼肋板放置間距與其對應(yīng)的載荷分布相適應(yīng)。
[0014]優(yōu)選的，所述機翼肋板的側(cè)面開設(shè)有多個減重孔。
[0015]優(yōu)選的，所述機翼肋板為夾層結(jié)構(gòu)，其中間層為泡沫、兩側(cè)面覆蓋有纖維鋪層。
[0016]優(yōu)選的，所述主梁的內(nèi)、外層為纖維鋪層。
[0017]優(yōu)選的，所述后緣結(jié)構(gòu)的內(nèi)部為泡沫材料，外部包裹有纖維鋪層。
[0018]本發(fā)明的有益效果是:
[0019]本發(fā)明通過大量采用復(fù)合材料，以及采用殼、夾層、蜂窩等構(gòu)型，結(jié)合骨架與柔性蒙皮結(jié)構(gòu)，有效降低了結(jié)構(gòu)質(zhì)量面密度，提高了結(jié)構(gòu)剛度及強度；本發(fā)明提供的機翼結(jié)構(gòu)其組成簡單、質(zhì)量輕、力學(xué)性能合理，適用于高空長航時低速無人機的構(gòu)建。
【附圖說明】
[0020]圖1為本發(fā)明一實施例的一種膜結(jié)構(gòu)機翼的整體不意圖；
[0021]圖2為本發(fā)明一實施例的機翼肋板示意圖
[0022]圖3為本發(fā)明一實施例的機翼肋板陣列示意圖；
[0023]圖4為本發(fā)明一實施例的骨架結(jié)構(gòu)示意圖；
[0024]圖5為本發(fā)明一實施例的主梁截面示意圖
[0025]圖6為本發(fā)明一實施例的后緣結(jié)構(gòu)截面示意圖。
【具體實施方式】
[0026]下面結(jié)合附圖和實施例，對本發(fā)明的【具體實施方式】作進一步詳細描述。
[0027]如圖1所示，本發(fā)明提供了一種膜結(jié)構(gòu)機翼，所述機翼包括:多個前緣殼體1，主梁2，多個機翼肋板3，后緣結(jié)構(gòu)4以及聚酯膜蒙皮5 ;
[0028]結(jié)合圖2和圖3，多個機翼肋板3平行放置形成肋板陣列，在所述機翼肋板3的最大厚度處開設(shè)有主梁孔31 ;
[0029]結(jié)合圖1和圖5，所述主梁2穿過肋板陣列的主梁孔31并粘接，其形狀為管狀夾層結(jié)構(gòu)，中間夾層21為蜂窩狀，內(nèi)、外層22為纖維鋪層，可以為碳纖維鋪層或者玻璃纖維鋪層，主梁2中間夾層采用蜂窩狀的結(jié)構(gòu)，增強了主梁2的抗彎剛度，所述中間夾層通常為有機復(fù)合材料，本發(fā)明不作限制。
[0030]相鄰兩個機翼肋板3的前緣之間固定有前緣殼體1，所述前緣殼體1的截面形狀為“D”型，其弧形輪廓與機翼肋板3的前緣輪廓保持一致；所述前緣殼體1的端面與相鄰機翼肋板3的側(cè)面粘接；所述前緣殼體1的材料為泡沫，有效的降低了重量，并保證了前緣形狀，保證了氣動效果。
[0031]如圖6所示，所述后緣結(jié)構(gòu)4為夾心梁結(jié)構(gòu)，其截面輪廓的上下面與翼型后緣輪廓保持一致，側(cè)面為平面；所述后緣結(jié)構(gòu)4的側(cè)面與多個機翼肋板3的后緣粘接固定；
[0032]優(yōu)選的，所述后緣結(jié)構(gòu)4的內(nèi)部41為輕質(zhì)材料，如:泡沫，輕木等；優(yōu)選為泡沫材料，其密度小，強度高；所述后緣結(jié)構(gòu)4的外部42包裹有纖維鋪層，所述纖維鋪層可以為碳纖維鋪層或者玻璃纖維鋪層。
[0033]所述多個前緣殼體1、主梁2、多個機翼肋板3以及后緣結(jié)構(gòu)4形成骨架；所述聚酯膜蒙皮5包裹在骨架結(jié)構(gòu)的表面，與后緣結(jié)構(gòu)4的兩個表面、機翼肋板3的弧形側(cè)面、前緣殼體1的弧形面貼合并粘接，形成張緊的膜結(jié)構(gòu)。
[0034]優(yōu)選的，所述多個機翼肋板3等間距平行放置；或者，多個機翼肋板3放置間距與其對應(yīng)的載荷分布相適應(yīng)，如:在掛有載荷艙的部位，減小機翼肋板3的放置間距，增強結(jié)構(gòu)強度。
[0035]為了進一步減輕機翼結(jié)構(gòu)的重量，所述機翼肋板3的側(cè)面開設(shè)有多個減重孔32，如圖2所示。
[0036]優(yōu)選的，所述機翼肋板3為夾層結(jié)構(gòu)，其中間層為泡沫、兩側(cè)面覆蓋有纖維鋪層，所述纖維鋪層可以為碳纖維鋪層或者玻璃纖維鋪層。
[0037]本發(fā)明通過大量采用復(fù)合材料，以及采用殼、夾層、蜂窩等構(gòu)型，結(jié)合骨架與柔性蒙皮結(jié)構(gòu)，有效降低了結(jié)構(gòu)質(zhì)量面密度，提高了結(jié)構(gòu)剛度及強度；本發(fā)明提供的機翼結(jié)構(gòu)其組成簡單、質(zhì)量輕、力學(xué)性能合理，適用于高空長航時低速無人機的構(gòu)建。
[0038]以上實施方式僅用于說明本發(fā)明，而并非對本發(fā)明的限制，有關(guān)技術(shù)領(lǐng)域的普通技術(shù)人員，在不脫離本發(fā)明的精神和范圍的情況下，還可以做出各種變化和變型，因此所有等同的技術(shù)方案也屬于本發(fā)明的范疇，本發(fā)明的專利保護范圍應(yīng)由權(quán)利要求限定。
【主權(quán)項】
1.一種膜結(jié)構(gòu)機翼，其特征在于，所述機翼包括:多個前緣殼體(1)、主梁(2)、多個機翼肋板(3)、后緣結(jié)構(gòu)(4)以及聚酯膜蒙皮(5); 多個機翼肋板(3)平行放置形成肋板陣列，在所述機翼肋板(3)的最大厚度處開設(shè)有主梁孔(31); 所述主梁(2)穿過肋板陣列的主梁孔(31)，其形狀為管狀夾層結(jié)構(gòu)，中間夾層(21)為蜂窩狀； 相鄰兩個機翼肋板(3)的前緣之間固定有前緣殼體(1)，所述前緣殼體(1)的截面形狀為“D”型，其弧形輪廓與機翼肋板(3)的前緣輪廓保持一致；所述前緣殼體(1)的材料為泡沫； 所述后緣結(jié)構(gòu)(4)為夾心梁結(jié)構(gòu)，其截面輪廓的上下面與翼型后緣輪廓保持一致，側(cè)面為平面；所述后緣結(jié)構(gòu)(4)的側(cè)面與機翼肋板(3)的后緣固定； 所述多個前緣殼體(1)、主梁(2)、多個機翼肋板(3)以及后緣結(jié)構(gòu)(4)形成骨架；所述聚酯膜蒙皮(5)包裹在骨架結(jié)構(gòu)的表面。2.如權(quán)利要求1所述的膜結(jié)構(gòu)機翼，其特征在于，所述多個機翼肋板(3)等間距平行放置； 或者，多個機翼肋板(3)放置間距與其對應(yīng)的載荷分布相適應(yīng)。3.如權(quán)利要求2所述的膜結(jié)構(gòu)機翼，其特征在于，所述機翼肋板(3)的側(cè)面開設(shè)有多個減重孔(32)。4.如權(quán)利要求1-3任一項所述的膜結(jié)構(gòu)機翼，其特征在于，所述機翼肋板(3)為夾層結(jié)構(gòu)，其中間層為泡沫、兩側(cè)面覆蓋有纖維鋪層。5.如權(quán)利要求1所述的膜結(jié)構(gòu)機翼，其特征在于，所述主梁(2)的內(nèi)、外層(22)為纖維鋪層。6.如權(quán)利要求1所述的的膜結(jié)構(gòu)機翼，其特征在于，所述后緣結(jié)構(gòu)(4)的內(nèi)部(41)為泡沫材料，外部(42)包裹有纖維鋪層。
【專利摘要】本發(fā)明涉及飛行器領(lǐng)域，提供了一種膜結(jié)構(gòu)機翼，包括：多個前緣殼體、主梁、多個機翼肋板、后緣結(jié)構(gòu)和聚酯膜蒙皮；多個機翼肋板平行放置形成肋板陣列，在機翼肋板的最大厚度處開設(shè)有主梁孔；主梁穿過肋板陣列的主梁孔，其形狀為管狀夾層結(jié)構(gòu)，中間夾層為蜂窩狀；相鄰兩個機翼肋板的前緣之間固定有前緣殼體，前緣殼體的截面形狀為“D”型，其弧形輪廓與機翼肋板的前緣輪廓保持一致；前緣殼體的材料為泡沫；后緣結(jié)構(gòu)為夾心梁結(jié)構(gòu)，其上下面形狀與翼型后緣輪廓保持一致；后緣結(jié)構(gòu)的側(cè)面與多個機翼肋板的后緣固定；多個前緣殼體、主梁、多個機翼肋板以及后緣結(jié)構(gòu)形成骨架；聚酯膜蒙皮包裹在骨架結(jié)構(gòu)的表面。本發(fā)明可以減小機翼結(jié)構(gòu)重量面密度、增強機翼結(jié)構(gòu)的剛度。
【IPC分類】B64C3/26, B64C3/18
【公開號】CN105398563
【申請?zhí)枴緾N201510809074
【發(fā)明人】郭正, 侯中喜, 柳兆偉, 閆秋飛, 楊希祥, 麻震宇, 楊杰星, 李樾
【申請人】中國人民解放軍國防科學(xué)技術(shù)大學(xué)
【公開日】2016年3月16日
【申請日】2015年11月13日