[發(fā)明專利]臨近空間雙腹板空心復(fù)合材料螺旋槳結(jié)構(gòu)及其制作方法

有效

• 申請?zhí)枺?/td>: 202110505565.5
• 申請日: 2021-05-10
• 公開（公告）號: CN113232834B
• 公開（公告）日: 2023-03-03
• 發(fā)明（設(shè)計）人: 王世根;安偉剛;王海峰;宋筆鋒
• 申請（專利權(quán)）人: 西北工業(yè)大學(xué)
• 主分類號: B64C11/02
• 分類號: B64C11/02;B64C11/20;B64C27/473;B64C27/32;B64F5/10;B29C70/34;B29C70/54
• 代理公司: 北京市盛峰律師事務(wù)所 11337
• 代理人: 席小東

本發(fā)明提供一種臨近空間雙腹板空心復(fù)合材料螺旋槳結(jié)構(gòu)及其制作方法，工作面蒙皮和上槳轂單元一體成型，得到一體式螺旋槳上部單元；非工作面蒙皮和下槳轂單元一體成型，得到一體式螺旋槳下部單元；一體式螺旋槳上部單元和一體式螺旋槳下部單元上下粘接，并在上槳轂單元和下槳轂單元之間填充槳轂填充單元；在工作面蒙皮和非工作面蒙皮之間粘接雙腹板，從而形成單片螺旋槳。本發(fā)明中，使用雙腹板結(jié)構(gòu)代替泡沫夾心，在保證質(zhì)量指標(biāo)的前提下，提高了螺旋槳的扭轉(zhuǎn)剛度。槳轂和槳葉采用一體式結(jié)構(gòu)形式，可保證槳根處的纖維連續(xù)性，減少了應(yīng)力集中現(xiàn)象，降低了加工難度，同時具有強度高、剛性好和質(zhì)量輕等特點。

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明屬于臨近空間復(fù)合材料螺旋槳技術(shù)領(lǐng)域，具體涉及一種臨近空間雙腹板空心復(fù)合材料螺旋槳結(jié)構(gòu)及其制作方法。

背景技術(shù)

推進系統(tǒng)是臨近空間飛艇的主要動力來源，電機和螺旋槳組合形成的推進系統(tǒng)具有清潔環(huán)保、推進效率高等特點，已成為未來“綠色環(huán)保主題”飛行器的主要動力系統(tǒng)。復(fù)合材料因其具有較高的比強度和比剛度，廣泛應(yīng)用于臨近空間飛行器的推進系統(tǒng)，即螺旋槳的結(jié)構(gòu)工藝綜合設(shè)計中。

為了追求高氣動效率，臨近空間復(fù)合材料螺旋槳通常設(shè)計為典型的薄的細(xì)長體結(jié)構(gòu)，同時需要在整個轉(zhuǎn)速范圍內(nèi)避開共振區(qū)，質(zhì)量要求十分苛刻。現(xiàn)有的復(fù)合材料螺旋槳主要為夾心單腹板蒙皮結(jié)構(gòu)，在滿足強度和剛度要求時，質(zhì)量要求往往無法滿足。同時，現(xiàn)有技術(shù)中，復(fù)合材料螺旋槳多為組合式結(jié)構(gòu)，即分別制作槳轂和槳葉，隨后進行拼裝，此種螺旋槳在根部處纖維不連續(xù)，連接穩(wěn)定性差。故亟需開發(fā)新的復(fù)合材料螺旋槳設(shè)計方法，從而解決現(xiàn)有技術(shù)中的難題。

發(fā)明內(nèi)容

針對現(xiàn)有技術(shù)存在的缺陷，本發(fā)明提供一種臨近空間雙腹板空心復(fù)合材料螺旋槳結(jié)構(gòu)及其制作方法，可有效解決上述問題。

本發(fā)明采用的技術(shù)方案如下：

本發(fā)明提供一種臨近空間雙腹板空心復(fù)合材料螺旋槳結(jié)構(gòu)，包括：第一單片螺旋槳(1A)和第二單片螺旋槳(1B)；

所述第一單片螺旋槳(1A)和所述第二單片螺旋槳(1B)的結(jié)構(gòu)相同，均包括：槳轂(2)和槳葉(3)；

其中，所述槳轂(2)包括上槳轂單元(2A)、下槳轂單元(2B)和槳轂填充單元；

所述槳葉(3)包括工作面蒙皮(3A)、非工作面蒙皮(3B)和雙腹板(3C)；

所述工作面蒙皮(3A)和所述上槳轂單元(2A)一體成型，得到一體式螺旋槳上部單元；

所述非工作面蒙皮(3B)和所述下槳轂單元(2B)一體成型，得到一體式螺旋槳下部單元；

所述一體式螺旋槳上部單元和所述一體式螺旋槳下部單元上下粘接，并在所述上槳轂單元(2A)和所述下槳轂單元(2B)之間填充所述槳轂填充單元；在所述工作面蒙皮(3A)和所述非工作面蒙皮(3B)之間粘接所述雙腹板(3C)，從而形成所述單片螺旋槳；

所述第一單片螺旋槳(1A)和所述第二單片螺旋槳(1B)的槳轂上下疊加并使安裝孔對齊后，采用鋁合金套筒(701)和螺栓連接(702)固定。

優(yōu)選的，所述槳轂(2)為對插式全復(fù)合材料形式。

優(yōu)選的，所述工作面蒙皮(3A)和所述非工作面蒙皮(3B)采用層合板結(jié)構(gòu)形式，并使用翻邊工藝進行膠接。

優(yōu)選的，所述工作面蒙皮(3A)具有水平方向設(shè)置的工作面蒙皮前緣翻邊(601)和工作面蒙皮后緣翻邊(603)；

所述非工作面蒙皮(3B)具有水平方向設(shè)置的非工作面蒙皮前緣翻邊(602)和非工作面蒙皮后緣翻邊(604)；

所述工作面蒙皮前緣翻邊(601)和所述非工作面蒙皮前緣翻邊(602)上下相對設(shè)置，并粘接到一起；