[發(fā)明專利]一種適用于中小型無人機(jī)的復(fù)合材料整體機(jī)翼及成型方法

在審

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• 申請日: 2021-11-01
• 公開（公告）號: CN114560070A
• 公開（公告）日: 2022-05-31
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 顧春輝;張帆;吳迪;尹進(jìn);李丹圓;李曉樂;肖凱;宋春雨;鄧云飛;吳迪;成磊;陳飛;崔占東;程鋒;陳亦冬;姚納新;王悅;王金昌;崔嫻嫻;李洋
• 申請（專利權(quán)）人: 中國運(yùn)載火箭技術(shù)研究院
• 主分類號: B64C1/00
• 分類號: B64C1/00;B64C3/18;B64C3/26;B29C70/30
• 代理公司: 中國航天科技專利中心 11009
• 代理人: 范曉毅

本發(fā)明公開了一種適用于中小型無人機(jī)的復(fù)合材料整體機(jī)翼，整體機(jī)翼采用雙梁夾層結(jié)構(gòu)方案，為蒙皮+整體骨架構(gòu)型，機(jī)翼蒙皮分為上下兩塊整體共固化蒙皮，機(jī)翼整體骨架由整體骨架泡沫夾芯與整體骨架層壓板構(gòu)成，沿弦向布置前梁和后梁承受彎矩及剪力，沿展向布置兩個(gè)縱向肋與前后梁組成翼盒承受載荷，確保結(jié)構(gòu)具有足夠的強(qiáng)度和剛度；翼身連接采用四點(diǎn)連接銷+左右旋鎖緊連桿方案，利用工裝定位翼身連接孔位，進(jìn)行翼身連接孔預(yù)制，能夠滿足單獨(dú)鉆孔機(jī)翼的快速拆卸及可互換性。本發(fā)明還公開了一種整體機(jī)翼的一體成型的方法。本發(fā)明能夠滿足結(jié)構(gòu)承載、功能等使用條件，且具備低成本和高可維護(hù)性特點(diǎn)。

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及一種適用于中小型無人機(jī)的復(fù)合材料整體機(jī)翼，屬于結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)領(lǐng)域。

背景技術(shù)

中小型無人機(jī)具有成本低、結(jié)構(gòu)輕、隱身好、航時(shí)長、高機(jī)動、大過載等設(shè)計(jì)優(yōu)勢和設(shè)計(jì)潛力。這些設(shè)計(jì)目標(biāo)給無人飛機(jī)的機(jī)翼結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)提出嚴(yán)峻挑戰(zhàn)。為滿足設(shè)計(jì)指標(biāo)和綜合性能，小型無人機(jī)必須大量使用復(fù)合材料來節(jié)約重量提升性能。但目前使用復(fù)合材料制作無人機(jī)的機(jī)翼時(shí)，需要安裝較多的零件及緊固件，裝配工作量大，存在大量零件裝配累積公差，不利于保證機(jī)翼的裝配精度，不利于實(shí)現(xiàn)中小型無人機(jī)的結(jié)構(gòu)輕、成本低等需求。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明的目的在于克服上述缺陷，提供一種適用于中小型無人機(jī)的復(fù)合材料整體機(jī)翼，整體機(jī)翼采用雙梁夾層結(jié)構(gòu)方案，為蒙皮+整體骨架構(gòu)型，機(jī)翼蒙皮分為上下兩塊整體共固化蒙皮，機(jī)翼整體骨架由整體骨架泡沫夾芯與整體骨架層壓板構(gòu)成，沿弦向布置前梁和后梁承受彎矩及剪力，沿展向布置兩個(gè)縱向肋與前后梁組成翼盒承受載荷，確保結(jié)構(gòu)具有足夠的強(qiáng)度和剛度；翼身連接采用四點(diǎn)連接銷+左右旋鎖緊連桿方案，利用工裝定位翼身連接孔位，進(jìn)行翼身連接孔預(yù)制，能夠滿足單獨(dú)鉆孔機(jī)翼的快速拆卸及可互換性。本發(fā)明還提供一種整體機(jī)翼的一體成型的方法。本發(fā)明能夠滿足結(jié)構(gòu)承載、功能等使用條件，且具備低成本和高可維護(hù)性特點(diǎn)。

為實(shí)現(xiàn)上述發(fā)明目的，本發(fā)明提供如下技術(shù)方案：

一種適用于中小型無人機(jī)的復(fù)合材料整體機(jī)翼，包括機(jī)翼整體骨架、分別包覆于機(jī)翼整體骨架上方和下方的上蒙皮和下蒙皮以及翼身連接結(jié)構(gòu)；上蒙皮和下蒙皮均采用復(fù)合材料，機(jī)翼整體骨架包括復(fù)合材料的骨架主體和金屬鑲嵌件，骨架主體包括整體骨架層壓板和整體骨架泡沫夾芯；

下蒙皮設(shè)有翼身連接開口；機(jī)翼整體骨架中的金屬鑲嵌件設(shè)于骨架主體與機(jī)身框連接的對應(yīng)的位置，所述金屬鑲嵌件上設(shè)有翼身連接孔；翼身連接結(jié)構(gòu)包括連接銷及左右旋緊連桿，機(jī)身框穿過所述翼身連接開口，連接銷依次穿過機(jī)翼整體骨架上的翼身連接孔和機(jī)身框上的耳片，并通過左右旋鎖緊連桿實(shí)現(xiàn)固定。

進(jìn)一步的，所述機(jī)翼整體骨架的骨架主體中，沿弦向布置前梁和后梁，沿展向布置兩個(gè)縱向肋，所述縱向肋、前梁以及后梁共同組成翼盒。

進(jìn)一步的，所述金屬鑲嵌件為4個(gè)，其中2個(gè)設(shè)于前梁上，另外2個(gè)設(shè)于后梁上，連接銷為4個(gè)，每個(gè)連接銷依次穿過翼身連接孔和機(jī)身框上的耳片，左右旋鎖緊連桿為2個(gè)，每個(gè)左右旋鎖緊連桿兩端分別與2個(gè)連接銷連接，左右旋鎖緊連桿平行縱向肋。

進(jìn)一步的，上蒙皮設(shè)有用于副翼舵機(jī)及副翼驅(qū)動機(jī)構(gòu)安裝及運(yùn)動的開口。

進(jìn)一步的，機(jī)翼整體骨架中的骨架主體包括整體骨架泡沫夾芯及整體骨架層壓板，所述整體骨架泡沫夾芯填充于整體骨架層壓板內(nèi)部，金屬鑲嵌件預(yù)埋于整體骨架泡沫夾芯中。

進(jìn)一步的，所述整體機(jī)翼后部還設(shè)有副翼安裝口，所述副翼安裝口中設(shè)有兩個(gè)不銹鋼連接支座，副翼通過叉型轉(zhuǎn)軸與不銹鋼連接支座固定連接。

上述一種適用于中小型無人機(jī)的復(fù)合材料整體機(jī)翼的成型方法，其特征在于，包括以下步驟：

S1將下蒙皮鋪貼在下半殼模具上，并在下蒙皮上貼一層膠膜；

S2將機(jī)翼整體骨架置于步驟S1所貼膠膜上，并通過工裝定位；