本实用新型属于航空复合材料结构技术领域,具体涉及一种适用于大展弦比机翼的复合材料蜂窝夹层壁板。
背景技术:
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”。
大展弦比机翼设计中一个显著特点:根部弯矩大,上翼面受压严重,上壁板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整体壁板结构形式,其中最为常见的是复合材料加筋壁板结构形式,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壁板承压性能好的优势。
技术实现要素:
实用新型目的
本实用新型的目的是提出一种适用于大展弦比机翼的复合材料蜂窝夹层壁板,其力学性能优异,整体性好,工艺简单,且能有效避免明显的外露界面。
技术方案
一种适用于大展弦比机翼的复合材料蜂窝夹层壁板,蜂窝夹层壁板包括外蒙皮1、胶膜2、内蒙皮3和蜂窝芯4,用1层胶膜2包裹在蜂窝芯4的外表面,并将其均匀布置在外蒙皮1上,随后在外蒙皮1、包裹着蜂窝芯4的胶膜2上布置内蒙皮3。
所述的一种适用于大展弦比机翼的复合材料蜂窝夹层壁板,所述内蒙皮3的材料和厚度与外蒙皮1相同。
所述的一种适用于大展弦比机翼的复合材料蜂窝夹层壁板,所述蜂窝芯4为矩形,四个边缘处设有斜削角,斜削角度均为20度。
所述的一种适用于大展弦比机翼的复合材料蜂窝夹层壁板,在机翼上的不同安装区域,根据需要调整所述蜂窝芯4的高度。
有益效果
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蜂窝夹层壁板,其力学性能优异,形成了一个独立的具有承载/传载的整体化结构形式,充分发挥了复合材料壁板承压性能好的优势,失稳载荷高。
本实用新型设计的复合材料蜂窝夹层壁板的蜂窝芯边缘采用斜削设计,有效的解决了刚度突变问题,提高了蜂窝芯边缘处的界面强度。
本实用新型设计的复合材料蜂窝夹层壁板整体性好,工艺简单,蜂窝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内蒙皮芯模的作用,减少了专用模具的制造成本。对于多夹芯壁板,铺叠方法仍为一次性铺叠,减少了工序和成本。
本实用新型设计的复合材料蜂窝夹层壁板内表面较为光滑和平整,没有剧烈的厚度突变,使得内部零件设计与制造更为简单,无需做出特定的下陷区域。
附图说明
图1为本实用新型的展向截面示意图;
图2是本实用新型蜂窝芯边缘区域示意图;
其中,1-外蒙皮,2-胶膜,3-内蒙皮,4-蜂窝芯。
具体实施方式
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。
如图1所示,一种适用于大展弦比机翼的复合材料蜂窝夹层壁板,其特征在于,
包括外蒙皮1、胶膜2、内蒙皮3和蜂窝芯4,用1层胶膜2包裹在蜂窝芯4的外表面,并将其均匀布置在外蒙皮1上,随后在外蒙皮1、包裹着蜂窝芯4的胶膜2上布置内蒙皮3。其成型方案为:首先铺叠外蒙皮1;随后用1层胶膜2包裹蜂窝芯4,并将其固定在外蒙皮1内表面上;最后铺叠出内蒙皮3,共固化成型。
优选地,所述外蒙皮1采用碳纤维复合材料ZT7G3198P/LT-03A铺叠而成,厚度为0.4mm,铺层角度为[45/0]。
优选地,所述胶膜2选用LWF-2C,此胶膜为白色有载体胶膜,可用于板-蜂窝芯共固化使用,厚度为0.3mm,重量轻。
优选地,所述内蒙皮3采用与碳纤维复合材料ZT7G3198P/LT-03A铺叠而成,厚度为0.4mm,铺层角度为[0/45]。
优选地,所述蜂窝芯4选用牌号为JY2-1.83-48的芳纶纸蜂窝芯材。
如图2所示,本实用新型设计的复合材料蜂窝夹层壁板的蜂窝芯边缘采用斜削设计,有效的解决了刚度突变问题,提高了蜂窝芯边缘处的界面强度。