[發明專利]一種輕質、高可維護性無人機復合材料結構系統

有效

• 申請號: 201711100046.0
• 申請日: 2017-11-09
• 公開（公告）號: CN107972843B
• 公開（公告）日: 2019-06-18
• 發明（設計）人: 顧春輝;王悅;宋春雨;李丹圓;陳亦冬;張曉帆;姚宇地;蘇玲;成磊;唐青春;李一帆;張帆;徐喆
• 申請（專利權）人: 中國運載火箭技術研究院
• 主分類號: B64C1/00
• 分類號: B64C1/00;B64C1/06;B64C1/12
• 代理公司: 中國航天科技專利中心 11009
• 代理人: 陳鵬

一種輕質、高可維護性無人機復合材料結構系統，包括機身(1)、機翼(2)、上尾翼(3)、下尾翼(8)、副翼(28)；機翼(2)位于在機身上蒙皮(12)中部，與機翼機身連接框(15)固定，機翼(2)安裝副翼(28)；上尾翼(3)安裝在機身上蒙皮(12)尾錐段并與尾翼安裝框(16)固定連接，上尾翼(3)上安裝方向舵；下尾翼(8)安裝在尾錐下蒙皮(6)上并與下尾翼安裝框(7)固定。本發明除極少數承受沖擊載荷結構外，所有主承力結構均采用復合材料，與以往該類型無人機結構技術相比，巧妙地利用了復合材料的材料特性，滿足小型高速無人機全復合材料結構承載、功能要求，低成本、高可維護性。

技術領域

本發明涉及一種無人機復合材料結構系統。

背景技術

當前無人機技術得到了快速發展，無人機在軍民用領域均得到了越來越廣泛的應用。機長2至5米，起飛重量50kg至300kg，飛行速度大于200m/s，續航能力大于40分鐘的小型高速無人機的應用需求較大，能夠很好地滿足戰場戰術偵查、干擾敵方防空系統、供靶等任務需求。

目前該類無人機采用的結構系統方案差異較大，從先進復合材料的應用部位來看當前無人機除蒙皮及非主承力結構采用復合材料外，機身絕大部分主要承力結構還是以金屬機加結構為主，產品批量生產后成本較高且機體結構重量較重。

發明內容

本發明要解決的技術問題是：克服現有技術的不足，本發明提供了一種輕質、高可維護性無人機復合材料結構系統，除極少數承受沖擊載荷結構外，所有主承力結構均采用復合材料，與以往該類型無人機結構技術相比，巧妙地利用了復合材料的材料特性，滿足小型高速無人機全復合材料結構承載、功能要求，低成本、高可維護性。

本發明所采用的技術方案是：一種輕質、高可維護性無人機復合材料結構系統，包括機身、機翼、上尾翼、下尾翼、副翼；機身包括：頭錐、尾錐下蒙皮、下尾翼安裝框、進氣道、機身上下蒙皮連接帶板、機身上蒙皮、機身下蒙皮、隔框、機翼機身連接框、尾翼安裝框、機載設備安裝板、機身底部縱梁、發動機安裝梁；機身上蒙皮與機身下蒙皮對接，接縫處分別使用機身上下蒙皮連接帶板連接，發動機安裝梁沿機身上下蒙皮連接帶板延伸至機身尾錐部分，尾錐下蒙皮與機身上蒙皮尾錐段、機身下蒙皮一端對接，尾錐下蒙皮內安裝下尾翼安裝框；隔框、機翼機身連接框沿機身上下蒙皮連接帶板分布，機翼機身連接框位于機身中部相鄰兩隔框之間，尾翼安裝框沿發動機安裝梁分布；頭錐安裝在機身最前端的隔框上，進氣道入口在機身上蒙皮上，靠近機身尾錐部分；機載設備安裝板分別在相鄰兩隔框底部，位于機身兩端、機身下蒙皮上方；機身底部縱梁連接機翼機身連接框與隔框，位于機翼機身連接框、隔框底部，機身下蒙皮上方；機翼位于在機身上蒙皮中部，與機翼機身連接框固定，機翼安裝副翼；上尾翼安裝在機身上蒙皮尾錐段并與尾翼安裝框固定連接，上尾翼上安裝方向舵；下尾翼安裝在尾錐下蒙皮上并與下尾翼安裝框固定。

所述機身還包括：機身上部口蓋、高度表天線口蓋、維修口蓋；機身上部口蓋安裝在機身上蒙皮各開口處，各開口位于機身上蒙皮上相鄰兩隔框之間或機翼安裝處或進氣道安裝處；高度表天線口蓋、維修口蓋分別位于機身側面。

所述機翼為碳纖維復合材料泡沫夾層結構，包括：機翼上蒙皮、機翼下蒙皮、機翼主梁、翼肋、泡沫夾芯、副翼轉軸；機翼主梁為梯形框架結構；翼肋沿機翼主梁縱向分布，安裝在機翼主梁上；機翼上蒙皮、機翼下蒙皮分別安裝在機翼主梁上下兩側；機翼上蒙皮中部開有開口；機翼兩側相鄰兩翼肋間、機翼尖端填充泡沫夾芯；機翼后緣安裝副翼轉軸用于安裝副翼；機翼主梁、翼肋材料為碳纖維復合材料。

所述機翼通過機翼主梁分別與平行的兩個機翼機身連接框固定，連接點分別位于梯形的機翼主梁平行的兩條邊框上；機翼和機翼機身連接框各連接處分別設置鋁合金鑲嵌件；翼身連接框的上表面設置錐臺，鋁合金鑲嵌件下表面設置錐孔，錐臺與錐孔配合，螺栓穿過機翼上蒙皮、鋁合金鑲嵌件安裝孔、翼身連接框的錐臺處安裝孔，端部使用螺母固定。