[發(fā)明專利]一種結(jié)構(gòu)功能一體化復(fù)合材料機(jī)翼及其整體成型方法

有效

• 申請?zhí)枺?/td>: 201911302283.4
• 申請日: 2019-12-17
• 公開（公告）號: CN110978567B
• 公開（公告）日: 2021-11-02
• 發(fā)明（設(shè)計）人: 韓蕾;袁一博;盧山;柳曉輝;李麗英;王國勇;龔文化
• 申請（專利權(quán)）人: 航天特種材料及工藝技術(shù)研究所
• 主分類號: B29C70/48
• 分類號: B29C70/48;B29C70/34;B29C70/54;B29L31/30
• 代理公司: 北京格允知識產(chǎn)權(quán)代理有限公司 11609
• 代理人: 劉曉

本發(fā)明涉及一種結(jié)構(gòu)功能一體化復(fù)合材料機(jī)翼及其整體成型方法。所述方法：制備復(fù)合材料承載梁；干燥具有機(jī)翼前后緣形狀的泡沫芯層，然后將其拼接在復(fù)合材料承載梁的前后側(cè)；將吸波層板粘貼在泡沫芯層上，得到拼接組件；將拼接組件通過真空袋法預(yù)壓實；將干態(tài)玻璃布和/或石英布粘貼在復(fù)合材料承載梁和吸波層板的表面，得到預(yù)成型體；將預(yù)成型體置于機(jī)翼成型模具中，采用RTM工藝進(jìn)行制備，得到結(jié)構(gòu)功能一體化復(fù)合材料機(jī)翼。本發(fā)明實現(xiàn)了承載梁、泡沫芯層、吸波材料、蒙皮的一次整體成型機(jī)翼；同時，將吸波材料成型在材料內(nèi)部，避免了吸波層放置在最外層時易老化失效的問題，制備出了既具備承載功能又具備吸波隱身功能的結(jié)構(gòu)功能一體機(jī)翼。

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明屬于復(fù)合材料成型技術(shù)領(lǐng)域，尤其涉及一種結(jié)構(gòu)功能一體化復(fù)合材料機(jī)翼及其整體成型方法。

背景技術(shù)

機(jī)翼的復(fù)合材料化，可以大幅減重，增加飛機(jī)的裝油量，有效提高航程和燃油經(jīng)濟(jì)性等性能，已成為航空航天先進(jìn)結(jié)構(gòu)材料的發(fā)展方向。而不但可以實現(xiàn)結(jié)構(gòu)承載減重的目的，還可以滿足特定的功能的結(jié)構(gòu)功能一體化更是復(fù)合材料產(chǎn)品發(fā)展的方向。目前，結(jié)構(gòu)/功能一體化機(jī)翼一般做法為，首先成型上半翼和下半翼復(fù)合材料結(jié)構(gòu)，膠接組合，然后在復(fù)合材料結(jié)構(gòu)機(jī)翼外表面噴涂或粘接吸波材料的分步式成型方法。這樣就沒有發(fā)揮出復(fù)合材料可設(shè)計的特性，沒有一次整體成型，并且吸波材料暴露在空氣中，容易老化和磕碰損傷，導(dǎo)致功能下降，同時放置在最外層還需要經(jīng)常性的維護(hù)。在整體成型時，功能材料粘貼的技術(shù)存在空白，并且粘貼后的功能材料縫隙過大，會產(chǎn)生脫粘的現(xiàn)象。

針對上述問題，非常有必要提供一種新的結(jié)構(gòu)功能一體化復(fù)合材料機(jī)翼整體成型方法以及由此成型得到的結(jié)構(gòu)功能一體化復(fù)合材料機(jī)翼。

發(fā)明內(nèi)容

為了解決現(xiàn)有結(jié)構(gòu)功能一體化復(fù)合材料機(jī)翼成型時存在的吸波材料暴露在空氣中及分步式成型存在的技術(shù)問題，本發(fā)明提供了一種結(jié)構(gòu)功能一體化復(fù)合材料機(jī)翼及其整體成型方法。

為了實現(xiàn)上述目的，本發(fā)明在第一方面提供了一種結(jié)構(gòu)功能一體化復(fù)合材料機(jī)翼的整體成型方法，所述方法包括如下步驟：

(1)制備復(fù)合材料承載梁；

(2)將分別具有機(jī)翼前緣形狀和機(jī)翼后緣形狀的兩塊泡沫芯層置于烘箱中干燥，然后將干燥后的兩塊所述泡沫芯層分別通過膠膜拼接設(shè)置在所述復(fù)合材料承載梁的前后兩側(cè)，修整所述泡沫芯層的邊緣與機(jī)翼成型模具中的泡沫刻線位置相符，得到第一拼接組件；

(3)將吸波層板通過膠膜粘貼在所述第一拼接組件包括的兩塊所述泡沫芯層上，得到第二拼接組件；

(4)將所述第二拼接組件依次用脫模布和透氣氈進(jìn)行包裹，然后置于真空袋中，在真空袋內(nèi)的真空壓力小于-0.095MPa并且溫度為25～35℃的條件下通過真空袋法對所述第二拼接組件進(jìn)行預(yù)壓實定型；

(5)將干態(tài)玻璃布和/或干態(tài)石英布對步驟(4)中預(yù)壓實定型好的第二拼接組件進(jìn)行整體纏繞，纏繞方式為在蒙皮前緣整體纏繞，在蒙皮后緣進(jìn)行對接鋪層，得到預(yù)成型體；

(6)將所述預(yù)成型體置于機(jī)翼成型模具中，采用RTM工藝進(jìn)行制備，得到結(jié)構(gòu)功能一體化復(fù)合材料機(jī)翼。

優(yōu)選地，所述結(jié)構(gòu)功能一體化復(fù)合材料機(jī)翼包括復(fù)合材料承載梁、設(shè)置在復(fù)合材料承載梁的前后兩側(cè)的泡沫芯層、粘貼在所述泡沫芯層的表面的吸波層板以及包覆在所述復(fù)合材料承載梁和所述吸波層板的表面的蒙皮。

優(yōu)選地，在步驟(6)中，所述RTM工藝為：采用注膠用RTM樹脂對所述預(yù)成型體進(jìn)行RTM注膠和固化；進(jìn)行所述RTM注膠直至從機(jī)翼成型模具的出膠孔流出的RTM樹脂沒有氣泡為止。

優(yōu)選地，在步驟(6)中，所述固化的溫度為125～135℃，所述固化的時間為1.5～3h。

優(yōu)選地，所述泡沫芯層采用硬質(zhì)聚氨酯泡沫材料、酚醛樹脂泡沫材料或聚甲基丙烯酰亞胺泡沫材料制成。