[實用新型]一次性固化成型的機身框架與蒙皮

無效

• 申請?zhí)枺?/td>: 200820090708.0
• 申請日: 2008-08-21
• 公開（公告）號: CN201261545Y
• 公開（公告）日: 2009-06-24
• 發(fā)明（設(shè)計）人: 馬獻林
• 申請（專利權(quán)）人: 馬獻林
• 主分類號: B64C1/00
• 分類號: B64C1/00;B64C1/12;B64F5/00
• 代理公司: 哈爾濱市哈科專利事務(wù)所有限責任公司
• 代理人: 劉 婭

(一)技術(shù)領(lǐng)域

本實用新型涉及飛機制造技術(shù)，具體涉及一種機身框架與蒙皮固化成型技術(shù)。

(二)背景技術(shù)

傳統(tǒng)機身成型工藝主要是先組裝金屬框架，即隔框、縱梁、縱桁，而后在金屬框架上鉚裝金屬蒙皮，這樣機身將有上千甚至上萬個零件組成，生產(chǎn)工序復雜，生產(chǎn)周期長且重量大，耐腐蝕能力差。

(三)發(fā)明內(nèi)容

本實用新型的目的在于提供一種零件數(shù)量減少90％以上，重量減少50％，生產(chǎn)周期縮短70％，成本降低30％，抗腐蝕、抗疲勞能力提高兩倍以上，安全系數(shù)高的一次性固化成型的機身框架與蒙皮。

本實用新型的目的是這樣實現(xiàn)的：它全部采用內(nèi)置可拆卸分組模具，模具在縱向由隔框分隔開，兩個隔框之間為一組，各模具組通過支架與中心軌道相連并可沿滑軌移動；在所有縱梁/長桁纖維、隔框處設(shè)置有與框架外形相一致的凹槽，成形時在凹槽內(nèi)鋪設(shè)纖維，先鋪設(shè)縱梁/長桁纖維；隔框內(nèi)外設(shè)置有利用纏繞法鋪設(shè)的翼板纖維，框架外設(shè)置有采用真空膜壓法注脂一次性固化成形的蒙皮。

本實用新型還有這樣一些技術(shù)特征：

1、所述的機身隔框為“I”形金屬板與纖維復合材料組合體腹板的“工”字形結(jié)構(gòu)；

2、所述的長桁或縱桁為“T”字形截面純復合材料結(jié)構(gòu)。

本實用新型與空客A350、波音B787的機身成型工藝也有較大區(qū)別。A350是先在分段機身的內(nèi)成型模具上鋪設(shè)內(nèi)蒙皮纖維，成形之后在內(nèi)蒙皮外側(cè)膠接組裝金屬框架，最后在框架外側(cè)膠接或鉚接外蒙皮。B787是先在分段機身的內(nèi)成模具上鋪設(shè)內(nèi)蒙皮纖維，之后在內(nèi)蒙皮纖維上鋪設(shè)縱向、橫向的框架纖維，以上固化成型后，再在框架外側(cè)二次膠接外蒙皮，A350缺點是零件數(shù)量還是相對較多，重量較大；B787雖然數(shù)量大大減少，但為提高框架抗剪能力，纖維用量必然加大，因而重量相對較高，成本也相對提高。

本實用新型的機身成型工藝有以下特點：首先在框架用料上，受力隔框為“I”形金屬板(主要是鈦合金、鋁合金)與纖維復合材料(碳纖維復合材料、E——玻璃纖維或芳綸纖維復合材料)的組合體；長桁或縱梁為純纖維復合材料。受力隔框中的金屬板為“工”字形隔框的腹板材料之一，提高了隔框的抗剪能力，這對于類似地效飛機的中單翼飛機、翼身相融飛機尤為重要，這樣機翼梁可以和機身隔框相對接，取消中央翼盒，保證了機身使用空間。這對于其他飛機也有極高的抗墜毀能力。其次，在形成方法上也有很大不同，我們采用可拆卸分組內(nèi)成形模具，隔框和隔框之間為一組模具，形成便于向內(nèi)可拆卸的幾塊，每一組模具可在中心滑軌上滑動；在機身內(nèi)成形模具上于縱梁、長桁、隔框位置設(shè)置了這些框架成形所需的凹槽，先把各組模具分開，在凹槽內(nèi)鋪設(shè)縱梁、長桁框架纖維，凹槽鋪平后再鋪設(shè)隔框腹板纖維，最后合并模具鋪設(shè)隔框的內(nèi)外翼板纖維；框架纖維鋪設(shè)完成后統(tǒng)一鋪設(shè)蒙皮纖維；外置真空膜即陽膜，采用真空袋壓模法注脂成形，采用人們常用的電子束加熱固化或高溫爐中加熱固化，進而實現(xiàn)框架與蒙皮一次性固化成形。成形后各組模具可以分別拆下取出。

本實用新型同A350工藝相比，改金屬縱梁、縱桁為全復合材料，而隔框為金屬與復合材料組合體，各發(fā)揮其長。因此重量輕、運營成本低。本實用新型同B787相比，隔框腹板采用了抗剪力強的“I”形金屬板，因此不但纖維用量減少，也增加其抗墜毀、抗雷擊能力，因此運營成本降低、更安全。通過采用上述工藝制造的飛機與采用傳統(tǒng)工藝制造的飛機相比，零件數(shù)量減少90％以上，重量減少50％，生產(chǎn)周期縮短70％，成本降低30％，抗腐蝕、抗疲勞能力提高兩倍以上，因而提高了安全系數(shù)，降低了運營成本。

(四)附圖說明

圖1為具體實施方式部分機身成形所需的內(nèi)成形組合模具與“I”金屬板示意圖；

圖2是各組模具安裝和拆卸過程示意圖；

圖3是框架纖維鋪設(shè)順序示意圖；

圖4是模具合并后鋪設(shè)隔框內(nèi)外翼板纖維示意圖；

圖5是鋪設(shè)蒙皮纖維示意圖；

圖6為成形機身側(cè)視圖；

圖7為A-A剖面；

圖8為B-B剖面旋轉(zhuǎn)示意圖。

圖9為取出模具后的部分機身示意圖。

(五)具體實施方式

下面結(jié)合附圖和具體實施例對本實用新型作進一步的說明：