一种一体化复合材料机翼的制作方法

本技术涉及复合材料，具体涉及一种一体化复合材料机翼。

背景技术：

1、机翼是飞机的重要部件之一，其安装在机身上。机翼的最主要作用是产生升力，与尾翼一起形成良好的稳定性与操纵性。另外，可以在机翼内部装载弹药、设备和油箱，在机翼上可以安装起落架、发动机、悬挂导弹、副油箱以及其他外挂设备。现在机翼大部分为金属结构，其质量大，重量大是飞机飞行过程中较大的缺陷。重量较轻的飞机更省油，因为它需要更少的燃料来推动自身前进。同时，金属机翼的比强度不如复合材料机翼高。另外，金属相较于复合材料抵抗压缩的能力更差，在张力下容易破裂，而且还容易受到各种腐蚀性化学品的腐蚀，而复合材料就耐受很多高反应性化学品。对比复合材料机翼，金属机翼受温度影响较大，对恶劣天气的耐受性差。因此，复合材料机翼正逐渐发展和普及。

2、复合材料的一大优势是它们的设计灵活性：它们可以制成几乎一样的形状。一块异形结构的复合材料可以取代许多由其他材料制成的零件。这种有用的特性减少了后期维护，因此可以降低飞机使用寿命期间的维护成本。一旦复合材料件形成，它就保持其形状和尺寸。这在飞机工业中很重要，因为它意味着由复合材料制成的飞机的基本部件在环境条件变化时不会伸长、收缩或发生变形。现在，大部分的复合材料机翼分为蒙皮、肋、长桁、梁等结构，相互之间通过紧固件和结构胶连接，但是复合材料打孔会影响其自身强度；而结构胶连接又可能导致各部件之间的结合强度不够，容易剥离，而且复合材料结构之间装配也会浪费大量时间。因此，对于一些较小较为简单的机翼结构，可以利用复合材料成型的特性，进行一体化制造，模压成型，既利用了复合材料比强度高、重量轻、耐腐蚀等优点，又简化了复合材料机翼成型的复杂的工艺过程。

技术实现思路

1、本实用新型的目的在于设计一种一体化复合材料机翼，该复合材料机翼的结构设计简单，其具有制造成本低、结构强度高、重量轻以及耐腐蚀性等优点，提高了飞机机翼的各项性能。

2、本实用新型是通过如下技术方案实现的：

3、设计一种一体化复合材料机翼，该复合材料机翼包括：外蒙皮、金属端肋、金属梁、复合材料层压板管梁、泡沫夹芯结构以及整流罩；

4、其中：所述的金属端肋设置于所述金属梁上；所述的泡沫夹芯结构连接于所述金属端肋上；所述金属梁的根部设置有用于与机身连接的连接孔；所述的整流罩连接于所述金属梁的根部，用于保证与机身连接处该复合材料机翼的气动外形；所述的复合材料层压板管梁包裹设置于所述金属梁上；所述的外蒙皮沿所述复合材料层压板管梁和泡沫夹芯结构的延伸方向设置于其上。

5、进一步的，一种一体化复合材料机翼：所述的金属端肋通过螺钉和定位销与金属梁固定连接；所述金属端肋的材质使用铝合金7075。

6、进一步的，一种一体化复合材料机翼：所述的金属梁上还开设有若干减重孔。

7、进一步的，一种一体化复合材料机翼：所述的复合材料层压板管梁包括：填充泡沫、金属管梁以及复合材料层；所述的复合材料层包裹于所述填充泡沫、金属管梁上。

8、更进一步的，一种一体化复合材料机翼：所述的填充泡米采用pet泡沫或pmi泡沫。

9、进一步的，一种一体化复合材料机翼：所述的泡沫夹芯结构设置为两块。具体的，所述泡沫夹芯结构的数量与金属端肋相同，将泡沫夹芯结构一一对应连接于金属端肋上。泡沫夹芯结构的延伸方向与金属梁一致。

10、进一步的，一种一体化复合材料机翼：所述的外蒙皮由8～15层复合材料铺设而成。

11、本实用新型的有益效果：

12、(1)本实用新型设计的一种一体化复合材料机翼，其结构设计简单，该复合材料机翼大大降低了机翼的重量，有效提高了飞机机翼的各项性能，使得飞机的油耗得到了有效降低。

13、(2)本实用新型设计的一种一体化复合材料机翼，其结构设计简单，能够明显简化机翼的制造工艺过程，大大的提高了生产效率，可以实现批量化生产。

14、(3)本实用新型由于机翼的结构设计简单且采用低成本的采用，能够进一步使得该机翼的制造成本大幅降低。本实用新型设计的一体化复合材料机翼既保证了具有比强度高、重量轻、耐腐蚀等优点，又简化了复合材料机翼成型的复杂的工艺过程。

技术特征：

1.一种一体化复合材料机翼，其特征在于，该复合材料机翼包括：外蒙皮(1)、金属端肋(2)、金属梁(3)、复合材料层压板管梁(4)、泡沫夹结构(5)以及整流罩(6)；

2.根据权利要求1所述的一种一体化复合材料机翼，其特征在于，所述的金属端肋(2)通过螺钉和定位销与所述金属梁(3)固定连接；所述金属端肋(2)的材质使用铝合金7075。

3.根据权利要求1所述的一种一体化复合材料机翼，其特征在于，所述的金属梁(3)上还开设有若干减重孔。

4.根据权利要求1所述的一种一体化复合材料机翼，其特征在于，所述的复合材料层压板管梁(4)包括：填充泡沫(4-1)、金属管梁(4-2)以及复合材料层(4-3)；

5.根据权利要求4所述的一种一体化复合材料机翼，其特征在于，所述的填充泡米采用pet泡沫或pmi泡沫。

6.根据权利要求1所述的一种一体化复合材料机翼，其特征在于，所述的泡沫夹芯结构(5)设置为两块。

7.根据权利要求1所述的一种一体化复合材料机翼，其特征在于，所述的外蒙皮(1)由8～15层复合材料铺设而成。

技术总结本技术公开一种一体化复合材料机翼，该复合材料机翼包括：外蒙皮、金属端肋、金属梁、复合材料层压板管梁、泡沫夹芯结构以及整流罩；所述的金属端肋设置于所述金属梁上；所述的泡沫夹芯结构连接于所述金属端肋上；所述金属梁的根部设置有用于与机身连接的连接孔；所述的整流罩连接于所述金属梁的根部，用于保证与机身连接处该复合材料机翼的气动外形；所述的复合材料层压板管梁包裹设置于所述金属梁上；所述的外蒙皮沿所述复合材料层压板管梁和泡沫夹芯结构的延伸方向设置于其上。本技术设计的一体化复合材料机翼，该复合材料机翼的结构设计简单，其具有制造成本低、结构强度高、重量轻以及耐腐蚀性等优点，提高了飞机机翼的各项性能。技术研发人员：孙杨明,侯伟,王玉凯,王永峰,沈孝受保护的技术使用者：常州启赋安泰复合材料科技有限公司技术研发日：20230925技术公布日：2024/5/12