一种适用于大展弦比机翼的复合材料帽形加筋壁板的制作方法
【技术领域】
[0001]本实用新型属于航空领域，涉及一种适用于大展弦比机翼的复合材料帽形加筋壁板。
【背景技术】
[0002]高空长航时无人机飞行高度高，续航时间长，作战半径大，可执行全球性侦察监视、持久定常侦察等多种任务，是远程无人机的发展方向。由于高空长航时无人机在航程、航时和经济性上的苛刻要求，必须要求机翼面积大，翼展宽，以确保有足够的升力。纵观世界先进的高空长航时无人机，机翼设计最大的共同点就是采用大展弦比机翼，如国外无人机“全球鹰”。
[0003]大展弦比机翼设计中一个显著特点:根部弯矩大，上壁板受压严重，上翼面根部的稳定性问题突出。为解决这一问题，很多大展弦比机翼会选用复合材料加筋壁板结构形式。复合材料加筋壁板结构是现代飞机常见的结构形式，通过蒙皮与筋条胶接成型，是很重要的承力结构。但传统的复合材料加筋壁板结构整体性欠佳，有着明显的蒙皮/筋条界面，这一界面在筋条边缘处很容易首先发生脱粘，进而扩展到整个蒙皮/筋条界面，造成整个复合材料加筋壁板的破坏，影响飞机安全。因而难以充分发挥出复合材料加筋壁板承压性能好的优势。
【发明内容】
[0004]本实用新型的目的是提出一种适用于大展弦比机翼的新型复合材料帽形加筋壁板，其整体性更好，且能有效避免明显的蒙皮/筋条界面。
[0005]本实用新型的技术解决方案是，加筋壁板包括蒙皮1、板-板胶膜201、板-芯胶膜202、帽形筋3、芯材4和R区填充物5，在蒙皮I上布置I层板-板胶膜201 ;用I层板-芯胶膜202包裹在芯材4的外表面，并将其均匀布置在板-板胶膜201上；芯材4底部R区填充R区填充物5 ;在板-板胶膜201、R区填充物5和板-芯胶膜202上布置帽形筋3。
[0006]所述帽形筋3的材料与蒙皮I相同，帽形筋3在不同区域的厚度不同。
[0007]所述芯材4的两端头设有斜削角，斜削角度30度。
[0008]本实用新型具有的优点和有益效果是，本实用新型提出了一种适用于大展弦比机翼的复合材料帽形加筋壁板，其整体性更好，无明显的蒙皮/筋条界面，降低了筋条边缘发生脱粘的概率，形成了一个独立的具有承载/传载的整体化结构形式，充分发挥出复合材料加筋壁板承压性能好的优势。
[0009]本实用新型设计的复合材料帽形加筋壁板的局部类似于泡沫夹层结构，力学性能优异，与常规无泡沫芯的加筋壁板相比，帽形筋条侧壁的抗失稳性能更好，提高了整个加筋壁板结构的承载能力。
[0010]本实用新型设计的复合材料帽形加筋壁板两端头采用斜削设计，有效的解决了刚度突变问题，提高了端头处的界面强度。
[0011]本实用新型设计的复合材料帽形加筋壁板工艺简单，泡沫芯除了可作为结构单元承载外，还在铺层过程中和固化过程中发挥了芯模的作用，减少了专用模具的制造成本，不存在固化后模具抽取难的问题。对于多筋条壁板，铺叠方法仍为一次性铺叠，减少了工序和成本。
[0012]本实用新型设计的复合材料帽形加筋壁板内表面较为光滑和平整，没有剧烈的厚度突变，使得内部金属零件(如金属肋)设计与制造简单，无需做出特定的下陷区域。
【附图说明】
[0013]图1为本实用新型的弦向截面示意图；
[0014]图2是本实用新型端头区域示意图。
[0015]其中，卜蒙皮，201-板-板胶膜，202-板-芯胶膜，3_帽形筋，4_芯材，5-R区填充物。
【具体实施方式】
[0016]下面结合附图对本实用新型做进一步详细描述，请参阅图1至图2。
[0017]如图1所示，一种用于大展弦比机翼的复合材料帽形加筋壁板，其特征在于，包括蒙皮1、板-板胶膜201、板-芯胶膜202、帽形筋3、芯材4和R区填充物5。在蒙皮I上布置I层板-板胶膜201 ;用I层板-芯胶膜202包裹在芯材4的外表面，并将其均匀布置在板-板胶膜201上；芯材4底部R区填充R区填充物5 ;在板-板胶膜201、R区填充物5和板-芯胶膜202上布置帽形筋3。其成型方案为:首先单独固化蒙皮1，并在蒙皮I上铺贴I层板-板胶膜201 ;随后用I层板-芯胶膜202包裹芯材4，并将其固定在蒙皮I表面的板-板胶膜201上；之后在芯材4底部R区填充R区填充物5 ;最后铺叠出帽形筋3，胶接共固化成型。
[0018]优选地，所述蒙皮I采用碳纤维复合材料T700/LT-03A铺叠而成，厚度为2mm，铺层角度为[45/0/-45/90/0/-45/0/45]s，并按照T700/LT-03A成型要求单独固化成型。
[0019]优选地，所述帽形筋3采用与碳纤维复合材料T700/LT-03A铺叠而成，根据强度需要在不同区域采用不同厚度的铺层:泡沫芯区域厚度为1mm，铺层角度为[-45/0/45/90/-45/0/45/0];一般区域厚度 0.5mm，铺层角度为[-45/90/45/0]。
[0020]优选地，所述芯材4选用牌号为ROHACELL 71 WF的PMI泡沫。
[0021 ] 优选地，所述板-板胶膜201和板-芯胶膜202均选用LWF-2B ( δ 0.2)，此胶膜为白色有载体胶膜，可同时用于板-板、板-泡沫芯胶接共固化使用。
[0022]优选地，所述R区填充物5为碳纤维复合材料T700/LT-03A单向带包裹I层LWF-2B(5 0.2)胶膜制成。
[0023]如图2所示，本实用新型设计的复合材料帽形加筋壁板两端头采用斜削设计，斜削角度30度，有效的解决了刚度突变问题，提高了端头处的界面强度。
【主权项】
1.一种适用于大展弦比机翼的复合材料帽形加筋壁板，其特征在于，加筋壁板包括蒙皮(1)、板-板胶膜(201)、板-芯胶膜(202)、帽形筋(3)、芯材(4)和R区填充物(5);在蒙皮⑴上布置I层板-板胶膜(201);用I层板-芯胶膜(202)包裹在芯材⑷的外表面，并将其均匀布置在板-板胶膜(201)上；芯材⑷底部R区填充R区填充物(5);在板-板胶膜(201)、R区填充物(5)和板-芯胶膜(202)上布置帽形筋(3)。
2.根据权利要求1所述的一种适用于大展弦比机翼的复合材料帽形加筋壁板，其特征在于，所述帽形筋(3)的材料与蒙皮(I)相同，帽形筋(3)在不同区域的厚度不同。
3.根据权利要求1所述的一种适用于大展弦比机翼的复合材料帽形加筋壁板，其特征在于，所述芯材(4)的两端头设有斜削角，斜削角度30度。
【专利摘要】本实用新型属于航空领域，涉及一种适用于大展弦比机翼的复合材料帽形加筋壁板。加筋壁板包括蒙皮、板-板胶膜、板-芯胶膜、帽形筋、芯材和R区填充物；在蒙皮上布置1层板-板胶膜；用1层板-芯胶膜包裹在芯材的外表面，并将其均匀布置在板-板胶膜上；芯材底部R区填充R区填充物；在板-板胶膜、R区填充物和板-芯胶膜上布置帽形筋。本实用新型提出了一种适用于大展弦比机翼的复合材料帽形加筋壁板，其整体性更好，无明显的蒙皮/筋条界面，降低了筋条边缘发生脱粘的概率，形成了一个独立的具有承载/传载的整体化结构形式，充分发挥出复合材料加筋壁板承压性能好的优势。
【IPC分类】B64C3-26
【公开号】CN204368409
【申请号】CN201420814946
【发明人】孔斌, 甘建, 常楠, 刘健, 杨军, 张庆茂
【申请人】成都飞机设计研究所
【公开日】2015年6月3日
【申请日】2014年12月19日