[發(fā)明專利]一種桁架式超輕整體機翼結(jié)構(gòu)

有效

• 申請?zhí)枺?/td>: 201710744089.6
• 申請日: 2017-08-25
• 公開（公告）號: CN107571985B
• 公開（公告）日: 2021-05-25
• 發(fā)明（設(shè)計）人: 左林玄;付建偉;鐘小丹;包飛;王進;孫彥鵬
• 申請（專利權(quán)）人: 中國航空工業(yè)集團公司沈陽飛機設(shè)計研究所
• 主分類號: B64C3/18
• 分類號: B64C3/18;B64C3/26
• 代理公司: 北京航信高科知識產(chǎn)權(quán)代理事務(wù)所(普通合伙) 11526
• 代理人: 高原

本發(fā)明涉及一種桁架式超輕整體機翼結(jié)構(gòu)，屬于飛機結(jié)構(gòu)設(shè)計技術(shù)領(lǐng)域，其包括：前梁和后梁，所述前梁和后梁平行且沿航向布置；至少兩翼肋，所述翼肋包括前翼肋和后翼肋，所述后翼肋置于于前梁與后梁之間，前翼肋與前梁固定且具有翼型弧面，所述翼肋之間平行設(shè)置；硬質(zhì)蒙皮，所述硬質(zhì)蒙皮設(shè)置于前梁與機翼前緣之間的迎風面，且硬質(zhì)蒙皮具有翼型弧面；柔性蒙皮，所述柔性蒙皮鋪設(shè)于前梁、后梁和硬質(zhì)蒙皮上，用于維持氣動外形。本發(fā)明的桁架式超輕整體機翼結(jié)構(gòu)在布局上提出了一種“薄膜蒙皮?夾芯骨架”的新型布局方式，在滿足強度、剛度要求的基礎(chǔ)上，達到了苛刻的重量指標要求。

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明屬于飛機結(jié)構(gòu)設(shè)計技術(shù)領(lǐng)域，尤其涉及一種桁架式超輕整體機翼結(jié)構(gòu)。

背景技術(shù)

在臨近空間高度飛行的無人飛行器要求具有超長航時的持久飛行能力，在確保有效任務(wù)載荷的前提下，為了滿足飛行性能對機翼結(jié)構(gòu)設(shè)計提出了苛刻的重量指標要求，某國外臨近空間太陽能無人機對機翼結(jié)構(gòu)提出的重量指標為：面密度≤1kg/m2。

目前常規(guī)機翼結(jié)構(gòu)的設(shè)計及選材方案，基本采用硬質(zhì)蒙皮、金屬或復(fù)合材料骨架的結(jié)構(gòu)，采用機械連接的組合形式，超重明顯，很難實現(xiàn)重量指標要求。

發(fā)明內(nèi)容

本項發(fā)明的目的就是為了解決上述技術(shù)問題，提出一種桁架式超輕整體機翼結(jié)構(gòu)方案，既滿足強度、剛度要求，又能滿足重量指標要求。

為達到上述目的，本發(fā)明采用的技術(shù)方案是：一種桁架式超輕整體機翼結(jié)構(gòu)，其包括

前梁和后梁，所述前梁和后梁平行且沿航向布置；

至少兩翼肋，所述翼肋包括前翼肋和后翼肋，所述后翼肋置于前梁與后梁之間，前翼肋與前梁固定且具有翼型弧面，所述翼肋之間平行設(shè)置；

硬質(zhì)蒙皮，所述硬質(zhì)蒙皮設(shè)置于前梁與機翼前緣之間的迎風面，且硬質(zhì)蒙皮具有翼型弧面；

柔性蒙皮，所述柔性蒙皮鋪設(shè)于前梁、后梁和硬質(zhì)蒙皮上，用于維持氣動外形。

進一步的，還包括角片，所述角片成L型分別固定連接于前梁或后梁與翼肋之間。

進一步的，所述前梁和后梁截面均為工字型，由梁緣條和梁腹板構(gòu)成，梁緣條和梁腹板為輕質(zhì)材料且梁緣條和梁腹板之間粘接，在梁緣條和梁腹板表面還粘接有復(fù)合材料，用于固定梁緣條和梁腹板。

進一步的，所述梁腹板外表面設(shè)有減重孔，所述減重孔的形狀包括圓形或四角為圓角的矩形孔。

進一步的，所述翼肋總體為桁架式肋腹板結(jié)構(gòu)，其截面成工字型，由肋緣條和肋腹板構(gòu)成，肋緣條由中心層的第一復(fù)合材料和包裹于中心層的第二復(fù)合材料制成，肋腹板為輕質(zhì)結(jié)構(gòu)材料，肋腹板與肋緣條之間粘接固定。

進一步的，所述硬質(zhì)蒙皮上設(shè)有格柵，用于減輕重量。

進一步的，所述柔性蒙皮的材料為聚酰亞胺薄膜。

本發(fā)明的桁架式超輕整體機翼結(jié)構(gòu)在布局上提出了一種“薄膜蒙皮-夾芯骨架”的新型布局方式；在選材上采用了超輕復(fù)合材料、輕質(zhì)泡沫和聚酰亞胺薄膜的選材方案，復(fù)合材料與金屬材料相比具有比強度/比剛度高的特點，具有明顯的減重收益，而新型超輕復(fù)合材料比普通復(fù)合材料在厚度上更薄，能進一步降低結(jié)構(gòu)重量；在構(gòu)型上采用復(fù)合材料泡沫夾芯的構(gòu)型，局部采用減輕孔、桁架、格柵的輕質(zhì)設(shè)計方式；在工藝上采用共固化、二次交接的整體成型工藝，最終，在滿足強度、剛度要求的基礎(chǔ)上，達到了苛刻的重量指標要求。

附圖說明

此處的附圖被并入說明書中并構(gòu)成本說明書的一部分，示出了符合本發(fā)明的實施例，并與說明書一起用于解釋本發(fā)明的原理。

圖1為本發(fā)明的桁架式超輕整體機翼結(jié)構(gòu)示意圖(柔性蒙皮未畫出)。

圖2為本發(fā)明的前梁/后梁示意圖。