专利名称：机翼结构表面薄膜的蒙覆装置及蒙覆方法
技术领域：
本发明属于大型轻质飞行器结构制造技术领域，尤其涉及一种具有大翼展结构特征、且对结构减重要求较高的机翼结构表面的处理装置及方法。
背景技术：
现代太阳能飞机为了最大限度地提高能源利用率，实现长时间爬升和跨昼夜飞行，结构减重是关键。通常这类飞行器的机翼表面蒙覆聚酯薄膜作为机翼蒙皮，以最大限度地节省结构重量，美国、英国等国家发展的太阳能动力高空长航时飞行器均采用这种机翼结构。热缩性薄膜的力学性能较低，耐环境性较差，不适合作为机翼表面蒙皮。非热缩性聚酯薄膜的力学性能和环境适应性均优于热缩性聚酯薄膜，因此目前各国发展的太阳能飞行器机翼表面大多采用非热缩性聚酯薄膜。为了保证机翼的气动外形，蒙覆在机翼结构框架上的聚酯薄膜必须具有一定的张紧力，同时要保持平整、无凹陷状态。通常这类机翼结构具有大翼展、大展弦比几何结构特征，这给机翼表面非热缩性聚酯薄膜的整体蒙覆提出了较高要求。因此，研发一种能满足使用性要求、同时又简单易行的非热缩性聚酯薄膜的蒙覆工艺方法就显得非常必要。
发明内容
本发明要解决的技术问题是克服现有技术的不足，提供一种结构简单、使用方便、制作容易、可解决机翼结构表面薄膜蒙覆的蒙覆装置，还相应提供一种工艺简单、蒙膜效果较好的机翼结构表面薄膜的蒙覆方法。为解决上述技术问题，本发明提出的技术方案为一种机翼结构表面薄膜的蒙覆装置，所述蒙覆装置包括薄膜张紧机构和用于将机翼结构框架顶靠住张紧后薄膜的机翼支承装置，所述机翼支承装置的支承面与所述薄膜张紧机构的薄膜固定面间隔有一距离，且所述支承面与薄膜固定面能够通过相向位移不断靠近并实现机翼结构框架对张紧后薄膜的顶靠。上述的机翼结构表面薄膜的蒙覆装置中，所述薄膜张紧机构优选包括位于两侧的可移动式的展向端板，展向端板上设有弦向固定杆，所述展向端板和弦向固定杆组成的定位框架确定所述的薄膜固定面。该薄膜固定面为一虚拟的空间曲面，当聚酯薄膜粘结于定位框架后即使得薄膜固定面得以表现出来。所述薄膜固定面与需要蒙膜的机翼结构表面外形基本一致，薄膜张紧机构的刚度可保证在薄膜张紧力作用下无显著变形。上述的机翼结构表面薄膜的蒙覆装置中，所述弦向固定杆优选穿过所述展向端板的端面并可与展向端板保持相对滑动。所述弦向固定杆优选通过连接螺栓穿设在展向端板上，通过调节连接螺栓即可使弦向固定杆与展向端板保持相对移动。上述的机翼结构表面薄膜的蒙覆装置中，所述弦向固定杆的数量优选为两根且与所述展向端板的端面垂直，两根弦向固定杆相互平行且分别设置在展向端板顶面的前、后两侧。
上述的机翼结构表面薄膜的蒙覆装置中，可实现展向端板进行相对位移的方式有很多，但考虑展向端板所需的位移量较小，因此，优选的，所述展向端板上穿设有一根或多根支撑螺杆，所述支撑螺杆平行于所述弦向固定杆，两个展向端板之间的相对位置可通过支撑螺杆进行调节。通过这一简单的支撑螺杆，可以实现对薄膜张紧力的有效控制。上述的机翼结构表面薄膜的蒙覆装置中，所述机翼支承装置优选为一可在其支承面固定机翼结构框架的升降台，且所述升降台布设于薄膜固定面的下方。作为一个总的技术构思，本发明还提供一种机翼结构表面薄膜的蒙覆方法，包括以下步骤
(1)组装蒙覆装置准备一带支承面的升降台，升降台两侧设置可移动式的展向端板，展向端板的顶面前、后两侧设有相互平行的弦向固定杆，弦向固定杆与所述展向端板的端面垂直，且弦向固定杆穿过展向端板的端面并可与展向端板保持相对滑动；展向端板的顶面和弦向固定杆组成的定位框架确定薄膜固定面；展向端板上穿设有多根支撑螺杆，支撑螺杆平行于弦向固定杆，位于两侧的展向端板之间的相对位置通过支撑螺杆进行调节；所述升降台布设于薄膜固定面的下方；机翼结构框架放置于升降台的支承面上；升降台的支承面应与机翼具有基本相同的外形轮廓，使机翼结构框架能够平稳地放置于升降台上；
(2)粘膜将聚酯薄膜粘接固定在由展向端板和弦向固定杆确定的薄膜固定面上；
(3)施加预张紧力调节所述支撑螺杆使两侧的展向端板相互远离，实现对聚酯薄膜施加预张紧力；
(4)蒙膜在所述机翼结构框架将与聚酯薄膜粘接的部位涂覆粘接剂，然后升高升降台，直至机翼结构框架与预张紧后的聚酯薄膜紧密贴合；保持升降台的位置不动，直至粘接剂固化完成，裁边修整后得到表面蒙膜的机翼结构。上述的机翼结构表面薄膜的蒙覆方法，所述聚酯薄膜优选为非热缩性聚酯薄膜。与现有技术相比，本发明的优点在于本发明的蒙覆装置及方法可适用于大型、轻质机翼结构表面聚酯薄膜的蒙覆，特别适用于大翼展、大展弦比的机翼结构，采用本发明的装置及方法蒙出的机翼蒙皮具有一定的预张紧力，且薄膜表面平整无皱褶，翼肋间无明显凹陷，能保证机翼良好的气动外形。另外，本发明提供的蒙覆方法及蒙覆装置不仅简单，易于操作，而且为机翼框架上蒙覆非热缩性聚酯薄膜提供了有效途径，得到的聚酯薄膜机翼蒙皮能够满足使用要求。
图1为本发明实施例中使用的蒙覆装置结构示意图(固定聚酯薄膜前)。图2为本发明实施例中使用的蒙覆装置结构示意图(固定聚酯薄膜后)。图3为本发明实施例中使用的薄膜张紧机构结构示意图。图例说明1、薄膜张紧机构；2、升降台；3、展向端板；4、弦向固定杆；5、支撑螺杆；6、机翼结构框架；7、聚酯薄膜。
具体实施例方式以下结合说明书附图和具体优选的实施例对本发明作进一步描述，但并不因此而限制本发明的保护范围。实施例
一种如图1、图2、图3所示本发明的机翼结构表面薄膜的蒙覆装置，该蒙覆装置包括薄膜张紧机构I和用于将机翼结构框架6顶靠住张紧后聚酯薄膜7的机翼支承装置。本实施例的机翼支承装置为一升降台2，升降台2的顶部设有可固定机翼结构框架6的支承面。升降台2的支承面与薄膜张紧机构I的薄膜固定面间隔有一段距离，且支承面与薄膜固定面可通过相向位移不断靠近并实现机翼结构框架6对张紧后聚酯薄膜7的顶靠。本实施例的薄膜张紧机构I包括位于两侧的可移动式的展向端板3，两块展向端板3的面积大小相等且呈竖直方向放置，展向端板3的顶部设有两根弦向固定杆4，两根弦向固定杆4穿过展向端板3的端面且与端面垂直，两根弦向固定杆4相互平行且分别设置在展向端板3顶面的前、后两侧，弦向固定杆4通过连接螺栓穿设于展向端板3上，并可与展向端板3保持相对滑动。两块展向端板3的顶面和两根弦向固定杆4组成的矩形定位框架确定前述的薄膜固定面。由图2、图3可见，由于展向端板3的顶面呈弧形，因此确定的薄膜固定面同样为一虚拟的空间弧形曲面，以便于蒙膜后给聚酯薄膜7定位和赋形。薄膜固定面与需要蒙膜的机翼结构表面外形保持一致。升降台2布设于该薄膜固定面的下方，且位于两块展向端板3的中间。展向端板3的中部和底部还分别穿设有两根支撑螺杆5，支撑螺杆5垂直于展向端板3的端面，且平行于弦向固定杆4，位于两侧的展向端板3的相对位置可通过支撑螺杆5上的调节螺母进行调节，以控制蒙膜后聚酯薄膜7的预张紧力大小。薄膜张紧机构I应当具有足够的刚度，以保证在聚酯薄膜7张紧力作用下不会发生显著的变形。一种本发明的采用上述实施例的蒙覆装置对机翼结构表面进行蒙覆薄膜的方法，包括以下步骤
(1)组装蒙覆装置按照上述实施例中描述的蒙覆装置的结构组装得到如图1所示的蒙覆装置；通过调节连接螺栓将两展向端板3的间距调整为4. 5m ；
(2)粘膜裁剪4.8m长、0. 04mm厚的Mylar 聚酯薄膜7，将聚酯薄膜7沿长度展向的两端用粘接剂和透明胶带固定在展向端板3的顶面，将聚酯薄膜7的弦向两侧用透明胶带固定在两根弦向固定杆4上；聚酯薄膜7最终固定在由展向端板3和弦向固定杆4确定的薄膜固定面上，如图2所示；
(3)施加预张紧力通过旋转支撑螺杆5的调节螺母使两侧的展向端板3相互远离，实现对聚酯薄膜7施加预张紧力；
(4)蒙膜在机翼结构框架6将与聚酯薄膜7粘接的部位涂覆聚氨酯粘接剂，并将待蒙膜的机翼结构框架6放置于升降台2的支承面上，然后升高升降台2，直至机翼结构框架6与预张紧后的聚酯薄膜7紧密贴合；保持升降台2的位置不动，直至聚氨酯粘接剂固化完成，裁边修整后得到表面蒙膜的机翼结构。
权利要求
1.一种机翼结构表面薄膜的蒙覆装置，其特征在于所述蒙覆装置包括薄膜张紧机构(1)和用于将机翼结构框架(6)顶靠住张紧后聚酯薄膜(7)的机翼支承装置，所述机翼支承装置的支承面与所述薄膜张紧机构(I)的薄膜固定面间隔有一距离，且所述支承面与薄膜固定面能够通过相向位移不断靠近并实现机翼结构框架(6)对张紧后聚酯薄膜(7)的顶O
2.根据权利要求1所述的机翼结构表面薄膜的蒙覆装置，其特征在于所述薄膜张紧机构(I)包括位于两侧的可移动式的展向端板(3)，展向端板(3)上设有弦向固定杆(4)，所述展向端板(3)和弦向固定杆(4)组成的定位框架确定所述的薄膜固定面。
3.根据权利要求2所述的机翼结构表面薄膜的蒙覆装置，其特征在于所述弦向固定杆(4)穿过所述展向端板(3)的端面并可与展向端板(3)保持相对滑动。
4.根据权利要求3所述的机翼结构表面薄膜的蒙覆装置，其特征在于所述弦向固定杆(4)的数量为两根且与所述展向端板(3)的端面垂直，两根弦向固定杆(4)相互平行且分别设置在展向端板(3)顶面的前、后两侧。
5.根据权利要求2、3或4所述的机翼结构表面薄膜的蒙覆装置，其特征在于所述展向端板(3)上穿设有一根或多根支撑螺杆(5)，所述支撑螺杆(5)平行于所述弦向固定杆 (4)，位于两侧的展向端板(3)之间的相对位置通过支撑螺杆(5)进行调节。
6.根据权利要求1 4中任一项所述的机翼结构表面薄膜的蒙覆装置，其特征在于 所述机翼支承装置为一可在其支承面固定机翼结构框架(6)的升降台(2)，且所述升降台(2)布设于薄膜固定面的下方。
7.根据权利要求1 4中任一项所述的机翼结构表面薄膜的蒙覆装置，其特征在于 所述薄膜固定面与需要蒙膜的机翼结构表面外形一致，且薄膜张紧机构(I)的刚度可保证在薄膜张紧力作用下无显著变形。
8.一种机翼结构表面薄膜的蒙覆方法，包括以下步骤(1)组装蒙覆装置准备一带支承面的升降台(2)，升降台(2)两侧设置可移动式的展向端板(3)，展向端板(3)的顶面前、后两侧设有相互平行的弦向固定杆(4)，弦向固定杆(4)与所述展向端板(3)的端面垂直，且穿过展向端板(3)的端面并可与展向端板(3)保持相对滑动；展向端板(3)的顶面和弦向固定杆(4)组成的定位框架确定薄膜固定面；展向端板(3)上穿设有多根支撑螺杆(5)，支撑螺杆(5)平行于弦向固定杆(4)，位于两侧的展向端板(3)之间的相对位置通过支撑螺杆(5)进行调节；所述升降台(2)布设于薄膜固定面的下方；机翼结构框架(6)放置于升降台(2)的支承面上；(2)粘膜将聚酯薄膜粘接固定在由展向端板(3)和弦向固定杆(4)确定的薄膜固定面上；(3)施加预张紧力调节所述支撑螺杆(5)使两侧的展向端板(3)相互远离，实现对聚酯薄膜施加预张紧力；(4)蒙膜在所述机翼结构框架(6)将与聚酯薄膜粘接的部位涂覆粘接剂，然后升高升降台(2)，直至机翼结构框架(6)与预张紧后的聚酯薄膜紧密贴合；保持升降台(2)的位置不动，直至粘接剂固化完成，裁边修整后得到表面蒙膜的机翼结构。
9.根据权利要求8所述的机翼结构表面薄膜的蒙覆方法，其特征在于所述聚酯薄膜为非热缩性聚酯薄膜。
全文摘要
本发明公开了一种机翼结构表面薄膜的蒙覆装置及蒙覆方法，蒙覆装置包括薄膜张紧机构和用于将机翼结构框架顶靠住张紧后聚酯薄膜的机翼支承装置，机翼支承装置的支承面与薄膜张紧机构的薄膜固定面间隔有一距离，且支承面与薄膜固定面能够通过相向位移不断靠近并实现机翼结构框架对张紧后聚酯薄膜的顶靠。蒙覆方法包括以下步骤先组装本发明的蒙覆装置；然后将聚酯薄膜粘接固定在薄膜固定面上；通过调节展向端板相互远离对薄膜施加预张紧力；在机翼结构框架将与薄膜粘接的部位涂覆粘接剂，然后升高升降台，直至机翼结构框架与薄膜紧密贴合；裁边修整后得到表面蒙膜的机翼结构。本发明具有结构简单、使用方便、制作容易、蒙膜效果较好等优点。
文档编号B64F5/00GK103043227SQ20131001723
公开日2013年4月17日 申请日期2013年1月17日 优先权日2013年1月17日
发明者鞠苏, 江大志, 曾竟成, 肖加余, 杜刚, 石刚, 黄春芳 申请人:中国人民解放军国防科学技术大学