一种轻质高透波性无人机后掠翼结构的制作方法

本技术涉及无人机结构，具体涉及一种轻质高透波性无人机后掠翼结构。

背景技术：

1、无人机后掠翼的传力特点是以翼盒承受弯矩和扭矩，在根部以外的外翼段，其纵横向构件的作用及作为薄壁工程梁的分析和设计方法和直机翼完全相同，在机翼根部，其承受弯矩的结构是垂直于机身对称轴线的，使得传力结构和内力分布特性均发生很大变化，后掠翼结构的主要特点是其翼盒的刚心线与机身轴线不垂直，常规的解决办法是在机身侧边处通过某种结构措施使翼盒的走向转折成与飞机轴线垂直，并使翼盒的全部或部分构件的内力保持连续，将力传递至中翼或机身框等。目前，传统大展弦比后掠翼结构形式大致可分为单梁式、双梁式及多墙式三类；单梁式机翼由翼梁、纵墙、梁接头、翼肋、蒙皮、梁缘条等组成；双梁式机翼由前梁、后梁、梁接头、长桁、翼肋、蒙皮、梁缘条、腹板等组成；多墙式机翼由纵墙、蒙皮、腹板、翼肋、缘条等组成。

2、为了满足机翼内天线安装，实现结构高透波性，意味着机翼的选材受限，且机翼需满足刚度指标要求，传统结构所用的金属材料和碳纤维复合材料不能出现在有透波要求的区域，然而机翼内天线基本覆盖整个机翼内部空间，使得材料和结构布置双双受限，现有技术针对这一问题，通常是机翼内部骨架采用钛合金短前梁加玻纤后短梁，内部采用pmi泡沫填充，蒙皮采用厚度3mm以上玻纤铺层，该种结构具有刚度大、强度高等优点，但也存在蒙皮过厚、透波性能下降、造价高、重量大、精度差、工艺成型及装配工艺相对复杂、产品质量一致性无法保证等缺点。

技术实现思路

1、针对机翼透波性、力学特性、制造成本、耐环境性、质量等要求，目前市面上的高强玻纤复合材料具有比强度高、比模量高、透波性能优、耐环境性能强、成本低等优点，基本可以满足机翼的上述要求，但同等级玻纤复合材料相比于机翼常用材料7系铝合金和t300级碳纤维复合材料而言，强度和模量要低很多，想要使用此材料达到机翼力学性能要求，又要满足内部天线安装，就需要对结构进行深入优化设计，使得机翼结构设计成为难点。

2、为了克服上述缺陷中的一者或全部，本实用新型提供了一种轻质高透波性无人机后掠翼结构。

3、本实用新型的技术方案是：

4、一种轻质高透波性无人机后掠翼结构，其特殊之处在于包括接头、翼梁、翼肋、天线和蒙皮，翼梁、翼肋和蒙皮为由玻纤复合材料单向带通过热压罐成型法制成的结构件；

5、接头包括法兰、接合部和多个根肋，接合部位于法兰与根肋之间，法兰用于将后掠翼结构连接至无人机机身，接合部用于搁置蒙皮；

6、翼梁与多个根肋一一对应地设置有多个且彼此平行，翼梁的第一端部固定至根肋，一部分翼梁上还设有天线插入的开口；

7、翼肋设置有多个并且以与翼梁成一角度的方式布置，翼梁的第二端部固定至翼肋中的一个翼肋，一部分翼肋上还根据天线的结构设有天线插入的开口，一部分翼肋根据翼梁的结构包括多个部段，部段的相应端面与相应的翼梁接触并固连；

8、蒙皮接合至接合部、翼梁和翼肋，以将翼梁、翼肋和天线围封在蒙皮内。

9、进一步地，翼梁通过结构胶而粘接至根肋；翼肋的部段的端面通过结构胶而粘接至翼梁；蒙皮通过结构胶而粘接至接合部、翼梁和翼肋。

10、进一步地，接头是由铝合金机加工而成的一体件。

11、进一步地，结构胶为环氧或聚氨酯类结构胶。

12、进一步地，接头和翼肋中的一个翼肋分别位于后掠翼结构的两端，其余翼肋彼此平行并且正交于翼梁布置。

13、进一步地，接头的接合部包括用于在搁置蒙皮时对蒙皮进行限位的限位部。

14、进一步地，翼梁的数量为五个，并且翼肋的数量为五个。

15、本实用新型的有益效果是：

16、1、通过采用玻纤复合材料单向带这种可透波材料进行复材铺层来得到特定构型的结构件并对结构件进行特殊结构布置，可以在使整个机翼结构的变形和强度都满足要求的情况下使机翼质量轻且透波性高，并且机翼内部结构紧凑，传力效率高，装配简单，生产成本低。

17、2、机翼内部天线可通过翼梁中的开口进行安装，飞机在飞行过程中，机翼受到气动载荷作用，产生弯曲变形，翼尖处变形大，越靠翼根处变形越小，此专利方案经过计算，机翼最大变形占半翼展的7％，相较于行业经验值10％，机翼刚度较佳，与翼尖处相比，翼梁设有开口的机翼段处变形相对较小，可以有效防止由于机翼变形对天线的挤压，使天线得到保护。

18、3、翼梁与接头和翼肋采用环氧或聚氨酯类高强度结构胶进行粘接，使整个机翼结构在保证连接强度的同时能避免应力集中。

技术特征：

1.一种轻质高透波性无人机后掠翼结构，其特征在于包括接头、翼梁、翼肋、天线和蒙皮，所述翼梁、所述翼肋和所述蒙皮为由玻纤复合材料单向带通过热压罐成型法制成的结构件；

2.根据权利要求1所述的轻质高透波性无人机后掠翼结构，其特征在于：

3.根据权利要求1或2所述的轻质高透波性无人机后掠翼结构，其特征在于：所述接头是由铝合金机加工而成的一体件。

4.根据权利要求2所述的轻质高透波性无人机后掠翼结构，其特征在于：所述结构胶为环氧或聚氨酯类结构胶。

5.根据权利要求1或2所述的轻质高透波性无人机后掠翼结构，其特征在于：所述接头和所述翼肋中的一个翼肋分别位于所述后掠翼结构的两端，其余翼肋彼此平行并且正交于所述翼梁布置。

6.根据权利要求1或2所述的轻质高透波性无人机后掠翼结构，其特征在于：所述接头的所述接合部包括用于在搁置所述蒙皮时对所述蒙皮进行限位的限位部。

7.根据权利要求1或2所述的轻质高透波性无人机后掠翼结构，其特征在于：所述翼梁的数量为五个，并且所述翼肋的数量为五个。

技术总结
本技术提供了一种轻质高透波性无人机后掠翼结构，包括接头、翼梁、翼肋、天线和蒙皮。翼梁、翼肋和蒙皮由玻纤复合材料单向带制成；接头包括法兰、接合部和多个根肋；翼梁与根肋一一对应地设置有多个，翼梁固定至根肋，一部分翼梁上设有天线插入的开口；翼肋设置有多个，翼梁固定至一个翼肋，一部分翼肋上设有天线插入的开口，一部分翼肋的多个部段的端面与相应翼梁固连；蒙皮接合至接合部、翼梁和翼肋，以将翼梁、翼肋和天线围封在蒙皮内。本技术通过采用可透波材料得到特定构型的结构件并对结构件进行特殊结构布置，可以在使机翼结构的变形和强度满足要求的情况下使机翼质量轻且透波性高，并且机翼内部结构紧凑，传力效率高，装配简单。

技术研发人员：马东鑫,周卫可,赵文博
受保护的技术使用者：西安科为实业发展有限责任公司
技术研发日：20230629
技术公布日：2024/1/15