一种安装于机翼管梁的复合材料吊环接头结构的制作方法

本申请属于飞机结构设计领域，特别涉及一种安装于机翼管梁的复合材料吊环接头结构。

背景技术：

1、某型太阳能无人机机翼采用复合材料圆形管梁作为机翼的主承力构件，包括前主承力管梁和后辅助管梁。为实现无人机任务载荷系统功能，需针对机翼圆形管梁结构特点，为任务载荷任务载荷吊舱系统部件提高与机翼圆形管梁的安装接口，在满足载荷传递强度和刚度要求的同时，尽可能减小结构重量，简化制造和装配工艺。

2、此类连接结构若采用以往铝合金机械加工结构，由于薄壁件加工变形问题，会限制零件最小壁厚，且由于圆管梁轴线与接头交点间布置问题，会导致接头交点与固定端悬臂过长，刚度偏弱，对结构进行加强会导致重量代价较大。此外，此类金属结构与机翼复合材料圆管梁间若全部采用紧固件连接，会对复材翼梁本体强度进行削弱，不利于结构受力。

技术实现思路

1、本申请的目的是提供了一种安装于机翼管梁的复合材料吊环接头结构，以解决难以对太阳能无人机翼吊任务载荷系统部件与机翼圆管梁之间的接口进行有效对接的问题。

2、本申请的技术方案是：一种安装于机翼管梁的复合材料吊环接头结构，包括任务载荷吊舱系统部件、主承力管梁和后辅助管梁；所述任务载荷吊舱系统部件顶部设有四个双耳接头，所述主承力管梁上设有两个前交点接头，所述后辅助管梁上设有2个后交点接头，所述前交点接头和后交点接头分别与两组双耳接头相连，所述前交点接头包括前交点吊环接头本体、第一接头交点孔衬套和第一间隙调节垫圈；所述第一接头交点孔衬套设于前交点吊环接头本体下部，所述双耳接头与前交点吊环接头本体之间通过第一接头交点孔衬套可拆卸连接，所述第一间隙调节垫圈设于双耳接头与第一接头交点孔衬套之间；所述后交点接头包括后交点吊环接头本体、第二接头交点孔衬套和第二间隙调节垫圈；所述第二接头交点孔衬套设于后交点吊环接头本体下部，所述双耳接头与后交点吊环接头本体之间通过第二接头交点孔衬套可拆卸连接，所述第二间隙调节垫圈设于双耳接头与第二接头交点孔衬套之间，所述前交点吊环接头本体和后交点吊环接头本体均为碳纤维复合材料层压板。

3、优选地，所述前交点吊环接头本体和后交点吊环接头本体均为环形带耳片结构；所述前交点吊环接头本体和后交点吊环接头本体的耳片结构区域为对合结构；耳片结构厚度为接头本体厚度的两倍，采用阴模铺贴，热压罐成型方式。

4、优选地，所述前交点吊环接头本体与第一接头交点孔衬套、后交点吊环接头本体与第二接头交点孔衬套之间均设有三角形的接头过渡区。

5、优选地，所述前交点吊环接头本体的接头过渡区内填充有第一泡沫填充块；所述后交点吊环接头本体的接头过渡区内填充有第二泡沫填充块，所述第一泡沫填充块和第二泡沫填充块均为pmi硬质泡沫材料。

6、优选地，所述第一泡沫填充块与主承力管梁、前交点吊环接头本体之间通过常温胶粘剂胶接；所述第二泡沫填充块与后辅助管梁、后交点吊环接头本体之间通过常温胶粘剂胶接。

7、优选地，所述第一泡沫填充块和第二泡沫填充块两侧均通过常温胶粘剂装配有加强外面板，所述加强外面板采用碳纤维或玻璃纤维织物复合材料。

8、优选地，所述前交点吊环接头本体与主承力管梁、后交点吊环接头本体与后辅助管梁之间通过常温胶粘剂胶接，所述前交点吊环接头本体与主承力管梁、后交点吊环接头本体与后辅助管梁之间预留0.3-0.5mm胶接间隙。

9、优选地，所述主承力管梁、后辅助管梁外径尺寸不同，所述前交点接头和后交点接头交点孔中心位置与主承力管梁、后辅助管梁轴线距离不相同，机翼圆管梁下侧壁与接头本体间填充区域空间大小不同。

10、优选地，所述交点孔为标准工装协调制孔。

11、优选地，所述前交点吊环接头本体与主承力管梁、后交点吊环接头本体与后辅助管梁沿圆管梁水平中性面的两侧壁各安装有一个单面连接紧固件，通过单面连接紧固件将前交点吊环接头本体与主承力管梁、后交点吊环接头本体与后辅助管梁固定。

12、本申请的安装于机翼管梁的复合材料吊环接头结构，包括任务载荷吊舱系统部件、主承力管梁和后辅助管梁；任务载荷吊舱系统部件顶部设有四个双耳接头，主承力管梁上设有两个前交点接头，后辅助管梁上设有2个后交点接头，前交点接头和后交点接头分别与两组双耳接头相连，前交点接头包括前交点吊环接头本体、第一接头交点孔衬套和第一间隙调节垫圈。前交点吊环接头本体和后交点吊环接头本体均为碳纤维复合材料层压板，保证系统载荷传递时的强度和刚度要求，可显著减小结构重量，简化零件制造和装配工艺。此结构具有优异的维护性，在任务载荷系统频繁拆装下，实施效果良好，可靠性高。

技术特征：

1.一种安装于机翼管梁的复合材料吊环接头结构，其特征在于：包括任务载荷吊舱系统部件(3)、主承力管梁(1)和后辅助管梁(2)；所述任务载荷吊舱系统部件(3)顶部设有四个双耳接头(301)，所述主承力管梁(1)上设有两个前交点接头(4)，所述后辅助管梁(2)上设有2个后交点接头(5)，所述前交点接头(4)和后交点接头(5)分别与两组双耳接头(301)相连，所述前交点接头(4)包括前交点吊环接头本体(401)、第一接头交点孔(6)衬套(403)和第一间隙调节垫圈(404)；所述第一接头交点孔(6)衬套(403)设于前交点吊环接头本体(401)下部，所述双耳接头(301)与前交点吊环接头本体(401)之间通过第一接头交点孔(6)衬套(403)可拆卸连接，所述第一间隙调节垫圈(404)设于双耳接头(301)与第一接头交点孔(6)衬套(403)之间；所述后交点接头(5)包括后交点吊环接头本体(501)、第二接头交点孔(6)衬套(503)和第二间隙调节垫圈(504)；所述第二接头交点孔(6)衬套(503)设于后交点吊环接头本体(501)下部，所述双耳接头(301)与后交点吊环接头本体(501)之间通过第二接头交点孔(6)衬套(503)可拆卸连接，所述第二间隙调节垫圈(504)设于双耳接头(301)与第二接头交点孔(6)衬套(503)之间，所述前交点吊环接头本体(401)和后交点吊环接头本体(501)均为碳纤维复合材料层压板。

2.如权利要求1所述的安装于机翼管梁的复合材料吊环接头结构，其特征在于：所述前交点吊环接头本体(401)和后交点吊环接头本体(501)均为环形带耳片结构；所述前交点吊环接头本体(401)和后交点吊环接头本体(501)的耳片结构区域为对合结构；耳片结构厚度为接头本体厚度的两倍，采用阴模铺贴，热压罐成型方式。

3.如权利要求2所述的安装于机翼管梁的复合材料吊环接头结构，其特征在于：所述前交点吊环接头本体(401)与第一接头交点孔(6)衬套(403)、后交点吊环接头本体(501)与第二接头交点孔(6)衬套(503)之间均设有三角形的接头过渡区。

4.如权利要求3所述的安装于机翼管梁的复合材料吊环接头结构，其特征在于：所述前交点吊环接头本体(401)的接头过渡区内填充有第一泡沫填充块；所述后交点吊环接头本体(501)的接头过渡区内填充有第二泡沫填充块，所述第一泡沫填充块和第二泡沫填充块均为pmi硬质泡沫材料。

5.如权利要求4所述的安装于机翼管梁的复合材料吊环接头结构，其特征在于：所述第一泡沫填充块与主承力管梁(1)、前交点吊环接头本体(401)之间通过常温胶粘剂胶接；所述第二泡沫填充块与后辅助管梁(2)、后交点吊环接头本体(501)之间通过常温胶粘剂胶接。

6.如权利要求4所述的安装于机翼管梁的复合材料吊环接头结构，其特征在于：所述第一泡沫填充块和第二泡沫填充块两侧均通过常温胶粘剂装配有加强外面板，所述加强外面板采用碳纤维或玻璃纤维织物复合材料。

7.如权利要求1所述的安装于机翼管梁的复合材料吊环接头结构，其特征在于：所述前交点吊环接头本体(401)与主承力管梁(1)、后交点吊环接头本体(501)与后辅助管梁(2)之间通过常温胶粘剂胶接，所述前交点吊环接头本体(401)与主承力管梁(1)、后交点吊环接头本体(501)与后辅助管梁(2)之间预留0.3-0.5mm胶接间隙。

8.如权利要求1所述的安装于机翼管梁的复合材料吊环接头结构，其特征在于：所述主承力管梁(1)、后辅助管梁(2)外径尺寸不同，所述前交点接头(4)和后交点接头(5)交点孔(6)中心位置与主承力管梁(1)、后辅助管梁(2)轴线距离不相同，机翼圆管梁下侧壁与接头本体间填充区域空间大小不同。

9.如权利要求8所述的安装于机翼管梁的复合材料吊环接头结构，其特征在于：所述交点孔(6)为标准工装协调制孔。

10.如权利要求1所述的安装于机翼管梁的复合材料吊环接头结构，其特征在于：所述前交点吊环接头本体(401)与主承力管梁(1)、后交点吊环接头本体(501)与后辅助管梁(2)沿圆管梁水平中性面的两侧壁各安装有一个单面连接紧固件，通过单面连接紧固件将前交点吊环接头本体(401)与主承力管梁(1)、后交点吊环接头本体(501)与后辅助管梁(2)固定。

技术总结本申请属于飞机结构设计领域，为一种安装于机翼管梁的复合材料吊环接头结构，包括任务载荷吊舱系统部件、主承力管梁和后辅助管梁；任务载荷吊舱系统部件顶部设有四个双耳接头，主承力管梁上设有两个前交点接头，后辅助管梁上设有2个后交点接头，前交点接头和后交点接头分别与两组双耳接头相连，前交点接头包括前交点吊环接头本体、第一接头交点孔衬套和第一间隙调节垫圈。前交点吊环接头本体和后交点吊环接头本体均为碳纤维复合材料层压板，保证系统载荷传递时的强度和刚度要求，可显著减小结构重量，简化零件制造和装配工艺。此结构具有优异的维护性，在任务载荷系统频繁拆装下，实施效果良好，可靠性高。技术研发人员：杨殿国,齐朝辉,李嘉玺受保护的技术使用者：中国航空工业集团公司西安飞机设计研究所技术研发日：技术公布日：2024/4/17