一种直升机复合材料梁结构的制作方法

本实用新型涉及直升机结构设计领域，具体涉及一种直升机复合材料梁结构。

背景技术：

梁是直升机的主承力结构之一，承担着直升机各个飞行姿态及起降过程中传来的载荷。传统的直升机梁结构一般由铝合金材料机加而成，密度较大，不利于结构减重。与之相比，复合材料具有比强度高、比模量大、可设计性强等优点，采用该材料替代铝合金，是直升机减重设计的重要发展趋势。现有的复合材料成型技术受成型质量及成本的限制，制件较少应用在主承力结构，阻碍了复合材料结构在直升机上的大规模应用。

技术实现要素：

本实用新型的目的是提供一种采用RTM工艺成型的直升机复合材料梁结构设计方案，以解决传统复合材料成型技术难以在直升机主承力结构上实现应用的问题。

本实用新型直升机复合材料梁结构，主要包括内埋层与包覆层，由背对设置的第一骨架与第二骨架作为所述直升机复合材料梁结构的内埋层，第一骨架与第二骨架均在上下两端相互背对弯曲，形成上缘条连接面及下缘条连接面，由包覆所述上缘条连接面的上铺设层、包覆所述下缘条连接面的下铺设层以及包覆所述内埋层中间位置的左腹板铺设层和右腹板铺设层作为所述直升机复合材料梁结构的包覆层。

优选的是，所述左腹板铺设层和/或右腹板铺设层上设置有减轻孔。

上述方案中优选的是，所述内埋层由复合材料铺层形成。

上述方案中优选的是，所述内埋层的复合材料铺层中性面平行于载荷方向。

上述方案中优选的是，所述直升机复合材料梁结构的端部设置有凹陷台阶，以与其它设备或结构连接。

上述方案中优选的是，所述直升机复合材料梁结构的纤维增强体为碳纤维织物。

上述方案中优选的是，所述直升机复合材料梁结构的纤维增强体为玻璃纤维织物。

上述方案中优选的是，所述直升机复合材料梁结构采用树脂基RTM环氧体系。

上述方案中优选的是，所述树脂基RTM环氧体系包括中温环氧树脂与高温环氧树脂中的至少一种。

上述方案中优选的是，所述直升机复合材料梁结构采取RTM共固化一体成型。

RTM工艺成型的直升机复合材料梁结构具有以下优点：

1、变厚度腹板，传力路线直接，腹板不易失稳破坏，工艺实施简便；

2、表面质量及尺寸精度高；

3、与传统铝合金梁结构相比，减重达20％。

附图说明

图1为本实用新型直升机复合材料梁结构的一优选实施例的结构示意图。

图2为本实用新型图1所示实施例的内埋层结构示意图。

图3为本实用新型图1所示实施例的直升机复合材料梁结构装配示意图。

其中，1为第一骨架，2为第二骨架，3为上铺设层，4为下铺设层，5为左腹板铺设层，6为右腹板铺设层，7为减轻孔。

具体实施方式

为使本实用新型实施的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本实用新型实施例中的附图，对本实用新型实施例中的技术方案进行更加详细的描述。在附图中，自始至终相同或类似的标号表示相同或类似的元件或具有相同或类似功能的元件。所描述的实施例是本实用新型一部分实施例，而不是全部的实施例。下面通过参考附图描述的实施例是示例性的，旨在用于解释本实用新型，而不能理解为对本实用新型的限制。基于本实用新型中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本实用新型保护的范围。下面结合附图对本实用新型的实施例进行详细说明。

在本实用新型的描述中，需要理解的是，术语“中心”、“纵向”、“横向”、“前”、“后”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“顶”、“底”“内”、“外”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本实用新型和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本实用新型保护范围的限制。

下面通过实施例对本实用新型做进一步详细说明。

本实用新型的目的是提供一种采用RTM工艺成型的直升机复合材料梁结构设计方案，以解决传统复合材料成型技术难以在直升机主承力结构上实现应用的问题。

本实用新型将复合材料梁设计成一种新型的骨架+外覆铺层的结构形式，按结构形式可分为上缘条、腹板、加强筋以及下缘条，如图1所示；按安装过程分为内埋层与包覆层，如图2所示，为内埋层结构，如图3所示，为包覆层结构，具体的，第一骨架1与第二骨架2作为所述直升机复合材料梁结构的内埋层，第一骨架1与第二骨架2均在上下两端相互背对弯曲，形成上缘条连接面及下缘条连接面，由包覆所述上缘条连接面的上铺设层3、包覆所述下缘条连接面的下铺设层4以及包覆所述内埋层中间位置的左腹板铺设层5和右腹板铺设层6作为所述直升机复合材料梁结构的包覆层。

参考图2，所述的梁结构包括内埋式复合材料骨架和包覆于外层的复合材料铺层。其中，所述的内埋式骨架为工字型，由两块骨架背靠背对接而成，其中性面平行于载荷方向；参考图3，所述的外覆复合材料铺层沿骨架中性面的纵向和横向铺设，根据铺设位置可将其分为上铺设层,3、下铺设层4、左腹板铺设层5、右腹板铺设层6，其中左腹板铺设层5和右腹板铺设层6横截面为C型，C型铺设层腹板局部挖空，形成减轻孔7，可有效提高梁腹板抗剪切破坏能力，如图1或图3所示。

梁结构上、下缘条不局限于平板，为满足装配要求可有不止1个下陷。为满足梁与其它结构的连接处平整光滑，梁的两端可以设置有凹陷台阶，以容纳其它结构的连接端，该凹陷台阶不影响缘条的厚度，可以通过设置腹板的宽度来使缘条能够向内部弯曲形成凹陷台阶。

梁结构形式相对于中性面对称，但上、下铺设层所涉及到的铺层方向、铺层厚度可不相同。

左腹板铺设层5和右腹板铺设层6减轻孔的个数不局限为2个，可以为1个或2个以上。

梁结构涉及到的纤维增强体为碳纤维织物或者玻璃纤维织物。

梁结构采用树脂基RTM环氧体系，可为中温环氧树脂、高温环氧树脂。

梁结构采取RTM共固化一体成型。

最后需要指出的是：以上实施例仅用以说明本实用新型的技术方案，而非对其限制。尽管参照前述实施例对本实用新型进行了详细的说明，本领域的普通技术人员应当理解：其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分技术特征进行等同替换；而这些修改或者替换，并不使相应技术方案的本质脱离本实用新型各实施例技术方案的精神和范围。