一种中央翼预埋金属骨架的制作方法

本实用新型涉及飞机的机翼结构，属于飞机结构设计领域。

背景技术：

飞机结构中，上单翼或下单翼布局的飞机通常采用贯穿式机翼，此类机翼具有弯矩自平衡，结构效率高的特点。为了提升机翼的承载能力，满足变形设计要求，通常需要适当地加强中央翼。除了增加中央翼部分的结构尺寸，亦可预埋骨架结构，通过骨架参与承载变形，提升整体机翼的承载能力。

技术实现要素：

本实用新型所要解决的技术问题是，提出一种中央翼金属骨架结构，通过在复合材料中央翼中预埋金属骨架，提升中央翼部分的承载能力与抗变形能力。

本实用新型的技术方案通过以下方式实现：

一种中央翼预埋金属骨架结构，所述骨架预埋于复合材料中央翼内，包括骨架主体、减轻槽、翼身连接孔与其他连接孔，所述骨架主体由若干相互平行的骨架梁相互连接而成，翼身连接孔于各骨架梁对称的设置，减轻槽设置在翼身连接孔之间，所述骨架梁由第一横梁及第二横梁相互连接制成，其他连接孔设置在第一横梁上。

所述骨架梁为invar钢梁，所述第一横梁与第二横梁的中部设置镂空的减轻槽，第一横梁上的减轻槽为整体结构，其设置位于对称的翼身连接孔之间；第二横梁上的减轻槽设置多个，其均匀分布在第二横梁的中部位置，避开所述的其他连接孔。

各个骨架梁两端在机翼平面内垂直于骨架梁的方向开设u形槽，骨架梁沿上下表面渐进增加尺寸。

所述第二横梁上设置若干连接孔，所述连接孔设置在第二横梁的中部顶端。

所述连接头截面为鸭嘴型，第一横梁设置两根，第二横梁设置一根。

本实用新型的有益效果是：

（1）invar钢材料具有与复合材料热膨胀系数相接近的特点。在固化过程中，中央翼与预埋金属骨架的热变形相协调，与其他金属材料相比降低了骨架、复合材料以及两者界面的热残余应力;

（2）预埋骨架整体机械加工而成，提升了骨架的整体强度与刚度;

（3）骨架两侧开设u型槽，一方面起到减轻结构重量的作用，一方面使该区域内机翼整体刚度渐近过渡，减缓由预埋金属骨架造成的刚度突变与复合材料内的应力集中;

（4）金属骨架采用三梁结构，可以实现对中央翼与机身单侧三点连接的加强作用;

（5）骨架后梁中间部分开设一系列螺纹孔，方便连接舵机安装座。

附图说明

图1为本实用新型的结构示意图。

图2为本实用新型俯视示图。

图3为本实用新型一个实施例示意图。

其中：1-第一横梁、2-第二横梁、3-连接头、1.1-减轻槽，1.2-u型槽，1.3-其他连接孔、1.4-翼身连接孔，2.1-复合材料中央翼，2.2-预埋金属骨架。

具体实施方式

下面对本发明做进一步的详细说明：

本实用新型涉及一种中央翼预埋金属骨架，如图1所示，所述骨架预埋于复合材料中央翼内，包括骨架主体、连接头3，所述骨架主体由若干相互平行的骨架梁相互连接而成，在每个骨架梁的两端设置连接头3，于各骨架梁设置对称的翼身连接孔1.4。

具体的说，所述骨架梁为invar钢梁，所述骨架梁由第一横梁1及第二横梁2相互连接制成，所述第一横梁1与第二横梁2的中部设置镂空的减轻槽1.1，第一横梁上的减轻槽1.1为整体结构，其设置在第一横梁1的翼身连接孔1.4之间；第二横梁2上的减轻槽1.1设置多个，其均匀分布在第二横梁2的中部位置，本实用新型中所述的第一横梁1设置两根，第二横梁2设置一根。

各个骨架梁两端在机翼平面内垂直于骨架梁的方向开设u形槽1.2，使骨架梁沿上下表面渐进增加尺寸，使该区域内机翼整体刚度渐近过渡，减缓由预埋金属骨架造成的刚度突变与复合材料内的应力集中。

所述第二横梁2上还设置若干其他连接孔1.3，所述的其他连接孔1.3设置在第二横梁2的中部顶端。设置其他连接孔1.3令舵机座的安装显得更加便利，本实用新型中，第二横梁2上的减轻槽1.1避开其他连接孔1.3设置。

所述连接头3的截面为鸭嘴型，连接头设置为鸭嘴型可以有效保证骨架与机翼的连接稳定，确保在使用过程中机翼的稳定不受影响。

本实用新型作为复合材料中央翼的增强件，采用invar钢按照数模整体机械加工为三梁式结构，骨架中间部分开设减轻槽，两侧开设u型槽。在设计螺纹孔的位置开设底孔。为了防止碳纤维复合材料与invar钢发生电化学腐蚀，在invar钢骨架外包裹一层玻璃纤维编织布后，预埋在复合材料中央翼内。待机翼固化成型后，采用钻模扩孔后攻螺纹。

图3为本发明在某型无人机机翼结构上的应用，其中：2.1-复合材料中央翼，2.2-预埋金属骨架。

以上仅是本实用新型的具体实施例，对本发明创造的保护范围不构成任何限制；其可扩展应用于复合材料结构工艺成型领域，凡采用等同变换或者等效替换而形成的技术方案，均落在本发明创造权利保护范围之内。