适用于飞行器的一体化翼面结构及飞行器的制作方法

本发明涉及通过拓扑优化-有限元分析迭代设计方法选择加强筋结构，具体地，涉及一种适用于飞行器的一体化翼面结构及飞行器，尤其地，涉及一种飞行器变形翼面结构及飞行器，特别地，涉及一种适用于高速飞行器的防热承载一体化变形翼面及飞行器。

背景技术：

1、飞行器的翼面是提供飞行升力和影响控制性能的主要结构，其气动性能对飞行器的飞行效率和机动性能有着至关重要的影响。翼身融合飞行器可采用变形翼技术改变其气动外形，以满足不同飞行工况对飞行器气动和飞行性能的需求。

2、在高温高速环境下为飞行器飞行提供升力，变形翼面需要满足防热要求、结构强度要求和轻量化要求，通常采用金属蒙皮骨架结构。

3、目前金属蒙皮骨架通常采用分体式结构，不同分体之间主要连接方法有铆接、点焊和扩散焊。铆接给翼面增加了铆钉质量；点焊影响翼面表面质量；扩散焊可实现结构减重，但其工艺难度大，制造成本高。

4、因此，如何设计一种结构轻量化，且不影响翼面表面质量，制作工艺较为简单的翼面结构便成为目前亟待解决的问题。

技术实现思路

1、针对现有技术中的缺陷，本发明的目的是提供一种适用于飞行器的一体化翼面结构及飞行器。

2、根据本发明提供的一种适用于飞行器的一体化翼面结构，包括蒙皮、点阵芯层；

3、所述蒙皮内设置有容纳空间，所述点阵芯层位于所述容纳空间内；

4、所述点阵芯层由多个点阵单胞周期性阵列而成，所述多个点阵单胞填充于所述容纳空间内。

5、优选的，还包括加强筋，在蒙皮内表面设置加强筋；所述加强筋用于提高蒙皮的强度和刚性，所述蒙皮与加强筋组成加强筋蒙皮。

6、优选的，采用激光近净成型、选区激光烧结或选区激光熔化3d打印技术制造。

7、优选的，所述适用于飞行器的一体化翼面结构的材料为gh4049或gh4099合金。

8、优选的，蒙皮厚度为1-3mm。

9、优选的，加强筋为网格状加强筋、辐射状加强筋或环状加强筋。

10、优选的，所述点阵单胞为体心立方胞元、面心立方胞元或蜂窝胞元。

11、优选的，所述点阵单胞包括杆部与顶部，所述杆部的数量为8个，所述杆部的两端均布置有顶部，所述顶部为1/8球体，且杆部的延长线穿过顶部的球心；分别位于8个杆部一端的8个顶部构成一个球体；

12、位于杆部另一端的顶部与其他点阵单胞所具有的顶部组成球体结构。

13、根据本发明提供的一种飞行器，采用所述的适用于飞行器的一体化翼面结构，还包括舱体；

14、舱体上设置有凹陷区域，适用于飞行器的一体化翼面结构活动安装在所述凹陷区域内；

15、所述飞行器具有翼面收拢状态与翼面展开状态；

16、当处于翼面收拢状态时，所述适用于飞行器的一体化翼面结构的一端位于凹陷区域内，另一端延伸出凹陷区域，舱体的外表面与适用于飞行器的一体化翼面结构延伸出凹陷区域的部分平滑过渡；

17、当由翼面收拢状态切换至翼面展开状态时，适用于飞行器的一体化翼面结构的端部在翼面结构平面内沿脱离凹陷区域的方向运动；

18、优选的，所述舱体外形为截锥球头形、抛物线形、乘波体构型或类乘波体构型；

19、适用于飞行器的一体化翼面结构采用机械传动机构、电动机驱动或智能材料实现驱动控制，以实现适用于飞行器的一体化翼面结构在翼面平面内连续展开和收拢。

20、与现有技术相比，本发明具有如下的有益效果：

21、1、本发明采用一体化设计，即通过一体成型制成，避免了分体式结构中各分体需要连接的缺陷，无需用到铆钉、点焊以及扩散焊，并且一体成型较扩散焊工艺简单，成本低。

22、2、本发明采用点阵芯层的设计可降低变形翼面热导率。并且本发明采用高温合金制成，使翼面在高温环境下具备良好的力学强度，除此以外，本发明在蒙皮内设置点阵芯层的设计可在满足防热和承载需求的同时降低其结构质量。

技术特征：

1.一种适用于飞行器的一体化翼面结构，其特征在于，包括蒙皮、点阵芯层(102)；

2.根据权利要求1所述的适用于飞行器的一体化翼面结构，其特征在于，还包括加强筋，在蒙皮内表面设置加强筋；所述加强筋用于提高蒙皮的强度和刚性，所述蒙皮与加强筋组成加强筋蒙皮(101)。

3.根据权利要求1所述的适用于飞行器的一体化翼面结构，其特征在于，采用激光近净成型、选区激光烧结或选区激光熔化3d打印技术制造。

4.根据权利要求1所述的适用于飞行器的一体化翼面结构，其特征在于，所述适用于飞行器的一体化翼面结构(1)的材料为gh4049或gh4099合金。

5.根据权利要求1所述的适用于飞行器的一体化翼面结构，其特征在于，蒙皮厚度为1-3mm。

6.根据权利要求2所述的适用于飞行器的一体化翼面结构，其特征在于，加强筋为网格状加强筋、辐射状加强筋或环状加强筋。

7.根据权利要求1所述的适用于飞行器的一体化翼面结构，其特征在于，所述点阵单胞(3)为体心立方胞元、面心立方胞元或蜂窝胞元。

8.根据权利要求7所述的适用于飞行器的一体化翼面结构，其特征在于，所述点阵单胞(3)包括杆部(31)与顶部(32)，所述杆部的数量为8个，所述杆部(31)的两端均布置有顶部(32)，所述顶部(32)为1/8球体，且杆部(31)的延长线穿过顶部(32)的球心；分别位于8个杆部(31)一端的8个顶部(32)构成一个球体；

9.一种飞行器，其特征在于，采用权利要求1至8中任一项所述的适用于飞行器的一体化翼面结构，还包括舱体(2)；

10.根据权利要求9所述的飞行器，其特征在于，所述舱体(2)外形为截锥球头形、抛物线形、乘波体构型或类乘波体构型；

技术总结本发明提供了一种适用于飞行器的一体化翼面结构及飞行器。适用于飞行器的一体化翼面结构，包括蒙皮、点阵芯层；蒙皮内设置有容纳空间，点阵芯层位于容纳空间内；点阵芯层由多个点阵单胞周期性阵列而成，多个点阵单胞填充于容纳空间内。优选的，还包括加强筋，在蒙皮内表面设置加强筋；加强筋用于提高蒙皮的强度和刚性，蒙皮与加强筋组成加强筋蒙皮。本发明采用激光近净成型、选区激光烧结或选区激光熔化3D打印技术制造。材料为GH4049或GH4099合金。本发明采用一体化设计，即通过一体成型制成，避免了分体式结构中各分体需要连接的缺陷，无需用到铆钉、点焊以及扩散焊，并且一体成型较扩散焊工艺简单，成本低。技术研发人员：华洲,赖彩芳,徐鄂严,杨建东,梁小溪,蔡克荣,殷玮,肖美立,柯林达,刘国刚受保护的技术使用者：上海机电工程研究所技术研发日：技术公布日：2024/5/12