专利名称：一种大展弦比翼型结构及制造方法
技术领域：
本发明涉及飞行器翼型结构，特别涉及一种大展弦比翼型结构及制造方法。
背景技术：
飞行器的翼面主要是产生升力，平衡飞行器惯性载荷以实现机动飞行。传统的大 展弦比翼型一般为单梁式或双梁式结构，由(前、后)主梁、翼肋、蒙皮等构件组成，主梁、翼 肋为主要承力构件，蒙皮承受小部分的载荷。这种传统的结构模式主要有以下缺点通常翼 型剖面比较薄，零件数目多，装配空间小，在工艺和装配的技术水平上要求很高；翼型弯矩 主要由主梁承受，结构利用效率较低，重量重，材料强度要求高，根部应力集中较大，且连接 接头设计困难；单闭室或开口剖面的抗扭刚度小，易发生扭转发散和颤振等气动弹性问题。
发明内容
本发明的目的是大展弦比翼型主梁采取前、中、后三梁布置，并在翼型内腔填充 发泡胶和蜂窝夹心，提高翼型的结构强度和刚度，减轻结构重量，同时三梁与蒙皮形成的双 闭室结构有效提高翼型的抗弯抗扭刚度，非主承力部位采用玻璃钢材料易于成型，且重量 轻。为实现上述目的，本发明采用的技术方案是一种大展弦比翼型结构，包括前 梁、中梁、后梁、接头、蜂窝夹心、发泡胶、上蒙皮、下蒙皮、前缘、后缘、垫块，其特征在于，前 缘、前梁、中梁、后梁、后缘依顺排列，且上面和下面分别敷设有上蒙皮、下蒙皮，前缘与前梁 之间、后梁与后缘分别填充有发泡胶，前梁、中梁、后梁之间固定胶接有蜂窝夹心，翼型根部 的前梁、中梁、后梁连接接头，翼型的翼尖固定有垫块。一种大展弦比翼型制造方法，工艺过程如下
1)制作好模具；
2)按零件的摆放位置在模具上并刻好前缘、前梁、中梁、后梁、后缘的轴线；
3)制作需要组装的翼型前梁、中梁、后梁、接头、蜂窝夹心、发泡胶、上蒙皮、下蒙皮、前 缘、后缘、垫块；
4)钛合金材料接头制作完工后，需在<4h进行胶接表面吹砂并进行混酸阳极化处理；
5)将前梁、中梁、后梁、蜂窝夹心、发泡胶按安装顺序摆放于模具上，并将接头、垫块插 入前梁、中梁、后梁中，组合面均用粘接剂在室温下胶接组合固定> 24h固化后将多余胶铲 除干净；
6)将上蒙皮、下蒙皮内表面贴上一层高温胶胶膜，加温至75士5°C，保温2— 2. 5h，然后 冷却至室温，将前梁、中梁、后梁、接头、前缘、后缘、垫块的胶接面分别放于上、下蒙皮之间， 将位置固定并置于模具中；
7)将组合模放于压床上，升温至115°C时停顿加压合模，然后迅速升温至175°C 185 °C，保温保压 2-2. 5h ；
8)待组合模随炉温保压冷却至室温后，卸压起模。
所述的粘接剂为J-81胶，含A组份与B组份，配比为A =B=IOO :25。本发明所取得的有益效果是
1、与传统的结构模式比，本发明的结构更为简洁、采用碳纤维复合材料无钉成型技术， 结构无翼肋构件，装配工艺简单、方便，可进一步减轻翼型结构重量；
2、适用范围较广，适用于各种大展弦比翼型，根据机型使用目的和受力情况，通过碳纤 维复合材料铺层优化设计，更换翼型接头结构材料，改善翼型的结构强度和刚度；
3、结构布局传力简单、直接，双闭室剖面有效提高了翼型抗弯和抗扭强、刚度，简化了 与翼型接头的连接形式，改善了大展弦比翼型的气动弹性问题。
图1是本发明的结构平面示意图。图2是图1中A— A向结构剖视图。图3是图1中B— B向结构剖视图。图4是图1中B—B向另一结构形式剖视图。图中1-前梁、2-中梁、3-后梁、4-接头、5-蜂窝夹心、6-发泡胶、7-上蒙皮、8-下 蒙皮、9-前缘、10-后缘、11-垫块。
具体实施例方式现结合附图和实施例对本发明作进一步说明，参见图1、图2和图3，一种大展弦比 翼型结构，包括前梁1、中梁2、后梁3、接头4、蜂窝夹心5、发泡胶6、上蒙皮7、下蒙皮8、前 缘9、后缘10、垫块11，前缘9、前梁1、中梁2、后梁3、后缘10依顺排列，且上面和下面分别 敷设有上蒙皮7、下蒙皮8，前缘9与前梁1之间、后梁3与后缘10分别填充有发泡胶6，前 梁1、中梁2、后梁3之间固定胶接有蜂窝夹心5，翼型根部的前梁1、中梁2、后梁3连接接头 4，翼型的翼尖固定有垫块11。一种大展弦比翼型制造方法，工艺过程如下
1)制作好模具；
2)按零件的摆放位置在模具上并刻好前缘9、前梁1、中梁2、后梁3、后缘10的轴线；
3)制作需要组装的翼型前梁1、中梁2、后梁3、接头4、蜂窝夹心5、发泡胶6、上蒙皮7、 下蒙皮8、前缘9、后缘10、垫块11 ；前梁1和后梁3截面为“U”字型，中梁2截面为“工”字 型；
4)钛合金材料接头4制作完工后，需在<4h进行胶接表面吹砂并进行混酸阳极化处
理；
5)将前梁1、中梁2、后梁3、蜂窝夹心5、发泡胶6按安装顺序摆放于模具上，并将接头 4、垫块11插入前梁1、中梁2、后梁3中，组合面均用粘接剂在室温下胶接组合固定> 24h 固化后将多余胶铲除干净；
6)将上蒙皮7、下蒙皮8内表面贴上一层高温胶胶膜，加温至75士 5 °C，保温2 — 2. 5h， 然后冷却至室温，将前梁1、中梁2、后梁3、接头4、前缘9、后缘10、垫块11的胶接面分别放 于上、下蒙皮之间，将位置固定并置于模具中；
7)将组合模放于压床上，升温至115°C时停顿加压合模，然后迅速升温至175°C 185 °C，保温保压 2-2. 5h ；
8)待组合模随炉温保压冷却至室温后，卸压起模。所述的粘接剂是J-81胶，含A组份与B组份，配比为A =B=IOO :25。高温胶胶膜为SY-14。发泡胶6为SP-I。实施例1
大展弦比翼型为复合材料制作的整体式结构，其中前梁1、中梁2、后梁3与上蒙皮7、 下蒙皮8的一部分形成碳纤维层合板双闭室结构，接头4为钛合金结构，前缘9、后缘10、垫 块11为玻璃钢结构；前梁1和后梁3截面为“U”字型，中梁2截面为“工”字型。如图2、图 3 ；
其工艺过程如下
1)制作好模具；
2)按零件的摆放位置在模具上并刻好前缘9、前梁1、中梁2、后梁3、后缘10的轴线；
3)制作需要组装的翼型前梁1、中梁2、后梁3、接头4、蜂窝夹心5、SP-1发泡胶6、上蒙 皮7、下蒙皮8、前缘9、后缘10、垫块11 ；
4)钛合金材料接头4制作完工后池进行胶接表面吹砂并进行混酸阳极化处理；
5)将前梁1、中梁2、后梁3、蜂窝夹心5、SP-I发泡胶6按安装顺序摆放于模具上，并 将接头4、垫块11插入前梁1、中梁2、后梁3中，组合面均用J-81胶粘接剂在室温下胶接组 合固定24h固化后将多余胶铲除干净；
6)将上蒙皮7、下蒙皮8内表面贴上一层SY-14高温胶胶膜，加温至75°C，保温2h，然 后冷却至室温，将前梁1、中梁2、后梁3、接头4、前缘9、后缘10、垫块11的胶接面分别放于 上、下蒙皮之间，将位置固定并置于模具中；
7)将组合模放于压床上，升温至115°C时停顿加压合模，然后迅速升温至180°C，保温 保压2h ；
8)待组合模随炉温保压冷却至室温后，卸压起模；
所述的粘接剂是J-81胶，含A组份与B组份，配比为A =B=IOO 25 ； 高温胶胶膜为SY-14。发泡胶6为SP-I ； 实施例2
大展弦比翼型为复合材料制作的整体式结构，其中前梁1、中梁2、后梁3与上蒙皮7、下 蒙皮8的一部分形成碳纤维层合板双闭室结构，接头4为钛合金结构，前缘9、后缘10、垫块 11为玻璃钢结构；前梁1、后梁3、中梁2截面均为“工”字型。如图4 ； 其工艺过程如下
1)制作好模具；
2)按零件的摆放位置在模具上并刻好前缘9、前梁1、中梁2、后梁3、后缘10的轴线；
3)制作需要组装的翼型前梁1、中梁2、后梁3、接头4、蜂窝夹心5、SP-1发泡胶6、上蒙 皮7、下蒙皮8、前缘9、后缘10、垫块11 ；
4)钛合金材料接头4制作完工后2.5h进行胶接表面吹砂并进行混酸阳极化处理；
5)将前梁1、中梁2、后梁3、蜂窝夹心5、SP-I发泡胶6按安装顺序摆放于模具上，并 将接头4、垫块11插入前梁1、中梁2、后梁3中，组合面均用J-81胶粘接剂在室温下胶接组合固定Mh固化后将多余胶铲除干净；粘接剂含A组份与B组份，配比为A =B=IOO 25 ；
6)将上蒙皮7、下蒙皮8内表面贴上一层SY-14高温胶胶膜，加温至75°C，保温2.5h， 然后冷却至室温，将前梁1、中梁2、后梁3、接头4、前缘9、后缘10、垫块11的胶接面分别放 于上、下蒙皮之间，将位置固定并置于模具中；
7)将组合模放于压床上，升温至115°C时停顿加压合模，然后迅速升温至178°C，保温 保压2. 5h ；
8)待组合模随炉温保压冷却至室温后，卸压起模。 粘接剂、及其组份配比、高温胶胶膜、发泡胶6均与实施例1相同；
大展弦比复合材料翼型采用无肋三梁式结构方案，三梁与蒙皮通过模压二次胶接整体 化成型，整个翼型成为一个整体式承力结构，同时三梁与蒙皮形成了两个闭室结构，有效提 高翼型的抗扭刚度。采取在翼型内腔填充发泡胶和蜂窝夹心的措施，提高翼型的结构强度 和刚度，减轻结构重量，同时充分利用发泡剂与蜂窝夹心的支撑刚度，将其作为阳模进行一 起成型，减少了取阳模困难的问题。翼型前缘和后缘为非主承力部位，采用玻璃钢材料易于 成型，且重量轻。
权利要求
1.一种大展弦比翼型结构，包括前梁[1]、中梁[2]、后梁[3]、接头W]、蜂窝夹心[5]、发泡胶[6]、上蒙皮[7]、下蒙皮[8]、前缘[9]、后缘[10]、垫块[11]，其特征在于，前 缘[9]、前梁[1]、中梁[2]、后梁[3]、后缘[10]依顺排列，且上面和下面分别敷设有上蒙皮 [7]、下蒙皮[8]，前缘[9]与前梁[1]之间、后梁[3]与后缘[10]分别填充有发泡胶[6], 前梁[1]、中梁[2]、后梁[3]之间固定胶接有蜂窝夹心[5]，翼型根部的前梁[1]、中梁[2]、 后梁[3]连接接头W]，翼型的翼尖固定有垫块[11]。
2.一种大展弦比翼型制造方法，其特征在于，工艺过程如下1)制作好模具；2)按零件的摆放位置在模具上并刻好前缘[9]、前梁[1]、中梁[2]、后梁[3]、后缘[10] 的轴线；3)制作需要组装的翼型前梁[1]、中梁[2]、后梁[3]、接头W]、蜂窝夹心[5]、发泡胶[6]、上蒙皮[7]、下蒙皮[8]、前缘[9]、后缘[10]、垫块[11]；4)钛合金材料接头[4]制作完工后，需在进行胶接表面吹砂并进行混酸阳极化处理；5)将前梁[1]、中梁[2]、后梁[3]、蜂窝夹心[5]、发泡胶[6]按安装顺序摆放于模具 上，并将接头W]、垫块[11]插入前梁[1]、中梁[2]、后梁[3]中，组合面均用粘接剂在室温 下胶接组合固定> 24h固化后将多余胶铲除干净；6)将上蒙皮[7]、下蒙皮[8]内表面贴上一层高温胶胶膜，加温至75士5°C，保温2— 2. 5h，然后冷却至室温，将前梁[1]、中梁[2]、后梁[3]、接头[4]、前缘[9]、后缘[10]、垫块 [11]的胶接面分别放于上、下蒙皮之间，将位置固定并置于模具中；7)将组合模放于压床上，升温至115°C时停顿加压合模，然后迅速升温至175°C 185 °C，保温保压 2-2. 5h ；8)待组合模随炉温保压冷却至室温后，卸压起模。
3.根据权利要求2所述的制造方法，其特征在于，所述的粘接剂为J-81胶，含A组份与 B组份，配比为Α:Β=100 :25ο
全文摘要
本发明涉及一种大展弦比翼型结构及制造方法。其特征在于，前缘、前梁、中梁、后梁、后缘依顺排列，且上面和下面分别敷设有上蒙皮、下蒙皮，前缘与前梁之间、后梁与后缘分别填充有发泡胶，前梁、中梁、后梁之间固定胶接有蜂窝夹心，翼型根部的前梁、中梁、后梁连接接头，翼型的翼尖固定有垫块。采取在翼型内腔填充发泡胶和蜂窝夹心的措施，提高翼型的结构强度和刚度，减轻结构重量，同时充分利用发泡剂与蜂窝夹心的支撑刚度，将其作为阳模进行一起成型，减少了取阳模困难的问题，且重量轻。
文档编号B64F5/00GK102069919SQ20101060270
公开日2011年5月25日 申请日期2010年12月23日 优先权日2010年12月23日
发明者刘慧慧, 孙启星, 李玉亮, 毛端华, 洪厚全, 皇东亚, 陈雷 申请人:江西洪都航空工业集团有限责任公司