一种飞行器对称式翼面和立柱前缘的连接结构及方法与流程

本发明涉及飞行器前缘连接，尤其涉及一种飞行器对称式翼面和立柱前缘的连接结构及方法。

背景技术：

1、立柱前缘需具有良好的抗高温烧蚀性能，通常位于飞行器气流干扰区，立柱前缘可以提升飞行器高温区的耐高温能力，能够保障飞行器在高速飞行过程中飞行器本体的完整性。这就要求立柱前缘在高温下具有一定的力学强度来满足飞行器的气动力载荷需求。目前一般低速飞行器前缘通常使用航空金属及树脂基复合材料。其中金属前缘通常采用钣金或机械加工等方式制备成型。树脂基复合材料前缘通常采用先躯体浸渍裂解法(pip)进行制备成型。高速飞行器一般采用更耐高温和气流冲刷的陶瓷基复合材料制备，制备通常采用的制备工艺包括化学气相沉积法(cvi)，先躯体浸渍裂解法(pip)、反应熔体浸渗法(rmi)、浆料浸渍热压法等制备方法。现有技术中立柱前缘与飞行器翼面之间一般通常采用焊接、铆接、螺接等机械连接方式，该类连接方式可以仅能满足一般低速飞行器前缘的连接和使用需求。但是对于高速飞行器而言，飞行器在高速飞行过程中，存在较大的气动压、振动和噪声环境，使用焊接、铆接、螺接类似的固定连接方式时，翼面主体在长期较高频率的振动下与立柱前缘之间会产生松弛现象，导致二者的连接松动；所以现有的连接方法存在较高的松脱或疲劳损坏风险。

技术实现思路

1、针对现有技术中存在的不足，本发明提供一种飞行器对称式翼面和立柱前缘的连接结构及方法，解决了现有技术中翼面主体和立柱前缘连接存在较高的松脱或疲劳损坏风险的问题。

2、第一方面，本发明采用的技术方案为：

3、一种飞行器对称式翼面和立柱前缘的连接结构，包括翼面主体和立柱前缘，翼面主体与立柱前缘连接的位置开有矩形孔，矩形孔内设有台阶槽，立柱前缘顶部设有与台阶槽形状相匹配的凸台；凸台容置在台阶槽内部且与台阶槽槽体内壁紧密贴合；立柱前缘底部连接有尾部前缘。

4、在本方案中，在翼面主体内开设台阶槽，立柱前缘的顶部镶嵌在台阶槽内，增大了立柱前缘和翼面主体之间的接触面积，在飞行中面对高频率的振动时，大接触面的台阶槽可以分担立柱前缘和翼面主体之间的相互作用力，避免在立柱前缘或翼面主体的某一部位出现应力集中，进而导致立柱前缘和翼面主体的连接部位易出现疲劳损坏；使用该设计增强了立柱前缘和翼面主体连接的抗振动强度和抗干扰强度，延长了立柱前缘和翼面主体使用寿命。

5、进一步地，立柱前缘上装配有若干个立柱前缘安装螺钉，立柱前缘安装螺钉贯穿立柱前缘与翼面主体连接。

6、在本方案中，立柱前缘和翼面主体之间使用立柱前缘安装螺钉进行加固，保证了二者之间的连接强度，同时还可以防止飞行中立柱前缘和翼面主体产生相对的振动。

7、进一步地，还包括口盖，口盖设于立柱前缘顶部用于封闭台阶槽；口盖上装配有若干个口盖安装螺钉，口盖安装螺钉贯穿口盖与翼面主体连接。

8、在本方案中，口盖对立柱前缘进行封挡，保证立柱前缘不会从口盖方向脱出，进一步的保障了立柱前缘和安装可靠性，且便于后期维修。

9、进一步地，若干个立柱前缘安装螺钉环绕立柱前缘分布在立柱前缘一周；若干个口盖安装螺钉环绕口盖分布在口盖一周。

10、在本方案中，立柱前缘安装螺钉和口盖安装螺钉环绕设置一周，保证立柱前缘和口盖的各个边角与翼面主体连接稳定，边缘处受振动振幅过大引起损坏。

11、进一步地，翼面主体材质为c/sic复合材料。

12、第二方面，本发明基于第一方面提供的飞行器对称式翼面和立柱前缘的连接结构提供一种飞行器对称式翼面和立柱前缘的连接方法，包括以下步骤：

13、s1：在翼面主体上装配立柱前缘；

14、s2：在立柱前缘顶部装配口盖。

15、在本方案中，先装配立柱前缘，再使用口盖对立柱前缘进行封挡，装配简单方便，相对现有技术中的焊接、铆接操作简单，装配速度快。

16、进一步地，s1包括：

17、s101：将立柱前缘穿过翼面主体的矩形孔，使立柱前缘顶部的凸台容置在翼面主体的台阶槽内；

18、s102：在立柱前缘上安装立柱前缘安装螺钉，使立柱前缘固定在翼面主体上；

19、s103：在立柱前缘底部安装尾部前缘。

20、进一步地，s2包括：

21、s201：将口盖安装在翼面主体的矩形孔孔口处，使口盖盖住立柱前缘；

22、s202：在口盖上装配口盖安装螺钉，使口盖与翼面主体连接。

23、进一步地，还包括s3：采用cvi-sic气相沉积工艺对立柱前缘和翼面主体装配成的整体进行涂层。

24、在本方案中，通过cvi-sic气相沉积工艺对整体进行涂层封闭，使立柱前缘和翼面主体连接为一个整体性，且表面涂层可起到保护作用，延长飞行器使用寿命。

25、本发明的有益效果是：

26、本发明的飞行器对称式翼面和立柱前缘的连接结构采用台阶式镶嵌的连接方式，充分利用结构承载受力，避免了立柱前缘直接承载于翼面主体上，有效减小了翼面主体和立柱前缘之间产生松脱或疲劳损坏的风险，提升了立柱前缘的连接可靠性；同时该连接结构还有效解决了立柱前缘与翼面主体在热环境载荷下的连接不可靠性的问题。

27、本发明的飞行器对称式翼面和立柱前缘的连接方法相对现有的连接工艺操作简单，连接速度快；且并非一次性的固定连接，连接后还可进行拆卸维修。

技术特征：

1.一种飞行器对称式翼面连接立柱前缘的连接结构，其特征在于：包括翼面主体(1)和立柱前缘(2)，所述翼面主体(1)与所述立柱前缘(2)连接的位置开有矩形孔，所述矩形孔内设有台阶槽(11)，所述立柱前缘(2)顶部设有与所述台阶槽(11)形状相匹配的凸台(21)；所述凸台(21)容置在所述台阶槽(11)内部且与所述台阶槽(11)槽体内壁紧密贴合；所述立柱前缘(2)底部连接有尾部前缘(4)。

2.根据权利要求1所述的飞行器对称式翼面连接立柱前缘的连接结构，其特征在于：所述立柱前缘(2)上装配有若干个立柱前缘安装螺钉(22)，所述立柱前缘安装螺钉(22)贯穿所述立柱前缘(2)与所述翼面主体(1)连接。

3.根据权利要求2所述的飞行器对称式翼面连接立柱前缘的连接结构，其特征在于：还包括口盖(3)，所述口盖(3)设于所述立柱前缘(2)顶部用于封闭所述台阶槽(11)；所述口盖(3)上装配有若干个口盖安装螺钉(31)，所述口盖安装螺钉(31)贯穿所述口盖(3)与所述翼面主体(1)连接。

4.根据权利要求3所述的飞行器对称式翼面连接立柱前缘的连接结构，其特征在于：若干个所述立柱前缘安装螺钉(22)环绕所述立柱前缘(2)分布在所述立柱前缘(2)一周；若干个所述口盖安装螺钉(31)环绕所述口盖(3)分布在所述口盖(3)一周。

5.根据权利要求1～4任一所述的飞行器对称式翼面连接立柱前缘的连接结构，其特征在于：所述翼面主体(1)材质为c/sic复合材料。

6.一种采用如权利要求1～5任一所述的飞行器对称式翼面连接立柱前缘的连接结构的连接方法，其特征在于，包括以下步骤：

7.根据权利要求6所述的飞行器对称式翼面连接立柱前缘的连接方法，其特征在于，所述s1包括：

8.根据权利要求6所述的飞行器对称式翼面连接立柱前缘的连接方法，其特征在于，所述s2包括：

9.根据权利要求6～8任一所述的飞行器对称式翼面连接立柱前缘的连接方法，其特征在于，还包括s3：采用cvi-sic气相沉积工艺对所述立柱前缘(2)和所述翼面主体(1)装配成的整体进行涂层。

技术总结
本发明属于飞行器前缘连接技术领域，公开了一种飞行器对称式翼面和立柱前缘的连接结构及方法；解决了现有技术中翼面主体和立柱前缘连接存在较高的松脱或疲劳损坏风险的问题；其具体包括翼面主体和立柱前缘，翼面主体与立柱前缘连接的位置开有矩形孔，矩形孔内设有台阶槽，立柱前缘顶部设有与台阶槽形状相匹配的凸台；凸台容置在台阶槽内部且与台阶槽槽体内壁紧密贴合；立柱前缘底部连接有尾部前缘。本发明提供的连接结构在翼面主体内开设台阶槽，立柱前缘镶嵌在台阶槽内，利用台阶槽结构来承载作用力，增强了立柱前缘和翼面主体连接强度和稳定性，延长了立柱前缘和翼面主体使用寿命；本发明提供的连接方法操作简单，连接后还可进行拆卸维修。

技术研发人员：田录录,都嘉鑫,涂建勇,李鹏,吴亚明,马渊
受保护的技术使用者：西安鑫垚陶瓷复合材料股份有限公司
技术研发日：
技术公布日：2024/3/5