CN103754353A - 一种复合材料升降舵 - Google Patents

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Abstract

本发明一种复合材料升降舵结构属于飞机复合材料结构设计领域，针对某海上飞机对防腐和减重的要求，对该项目飞机尾翼升降舵结构采用复合材料结构设计，通过该升降舵结构创新性的布置及选材，如布置配重梁合理的布置了配重，并创新性地设计了升降舵与调整片的对接，如采用过渡接头连接等，使本升降舵质量达到最小化。本升降舵结构采用了先进的蜂窝壁板疏肋式结构，采用了简单可靠的接头连接形式，在前缘布置了方便维修的口盖，具有很高的创新性及实用性。

Description

一种复合材料升降舵
技术领域
本发明一种复合材料升降舵结构属于飞机复合材料结构设计领域。 
背景技术
国内某型海上预警机升降舵结构对减重和海上盐雾腐蚀提出了苛刻要求，因为升降舵在飞机最后部且距离重心最远，对飞机的配平影响较大，同时还要满足颤振要求，必须使升降舵和调整片的重心在转轴之前，本升降舵结构采用国产碳纤维复合材料设计，很好地解决了飞机对升降舵重量和防腐的难题。 
发明内容
本发明的目的是：本发明针对某海上飞机升降舵结构对防腐和减重的要求，采用了复合材料结构设计，，并合理地布置了配重的位置，使得升降舵结构重量减重25%，并对全机质量配平和减重起到很大的作用，并满足动强度对颤振的要求，同时由于复合材料的抗腐蚀性，解决了飞机在海上作业易腐蚀的问题。 
本发明的技术方案是：一种复合材料升降舵结构，其特征在于，该升降舵结构为碳纤维蜂窝壁板结构，包括前后主盒段、前缘和调整片三大部分； 
主盒段由钢制操纵接头、复合材料蜂窝壁板、铝制端肋、复合材料肋、复合材料前梁、复合材料后梁组成，钢制操纵接头与端肋通过高锁螺栓连接，蜂窝壁板、复合材料前梁、复合材料后梁和复合材料肋之间通过钛制铆钉连接； 
前缘由一整块复合材料层压板蒙皮、下翼面维修口盖、墙、配重和隔板组成，配重与两端隔板和蒙皮通过高锁螺栓连接； 
调整片为全高度蜂窝复合材料结构，由操纵接头蒙皮、梁、肋、前缘隔板和配重组成，调整片零件之间的连接于主盒段相似；升降舵与水平安定面通过悬挂支座连接；调整片与主盒段通过悬挂支臂支座组件连接，悬挂支臂支座组件由悬挂支臂、悬挂支座、过渡接头和螺栓组件组成，并带有开口销，过渡接头起到轴向安装补偿作用；前缘与主盒段通过高锁和托板螺母连接。 
壁板、梁、肋等零件采用国产碳纤维5228A/CCF-1,蜂窝芯子采用国产NH-1-2.75-48芳纶纸蜂窝，悬挂接头采用7050-7451，操纵接头采用30CrMnSiA。 
本发明的有益效果是：由于该升降舵采用了复合材料结构设计，并合理地布 置了配重的位置，使得升降舵结构重量减重25%，即对全机质量配平和减重起到很大的作用，并满足了动强度对颤振的要求，同时由于复合材料的抗腐蚀性，解决了飞机在海上作业易腐蚀的问题。 
附图说明
图1是本发明一种复合材料升降舵结构图 
图2是本发明一种复合材料升降舵复合材料肋结构图 
图3是本发明一种复合材料升降舵悬挂支座结构图 
图4是本发明一种复合材料升降舵悬挂支臂支座组件图 
图5是本发明一种复合材料升降舵操纵接头结构图 
图6是本发明一种复合材料升降舵前缘结构图 
图7是本发明一种复合材料升降舵复合材料层压板蒙皮结构图 
图8是本发明一种复合材料升降舵下翼面维修口盖结构图 
图9是本发明一种复合材料升降舵配重结构图 
图10是本发明一种复合材料升降舵调整片结构图结构图 
①是钢制操纵接头，②是复合材料肋，③是复合材料的前梁，④是复合材料后梁，⑤是调整片，⑥是蜂窝壁板，⑦是前缘，⑧是悬挂支臂支座组件，⑨是端肋，⑩是悬挂支座，
Figure BDA0000432833300000021
是操纵接头，
Figure BDA0000432833300000022
是复合材料层压板蒙皮，
Figure BDA0000432833300000023
是下翼面维修口盖，
Figure BDA0000432833300000024
是墙，
Figure BDA0000432833300000025
是配重、
Figure BDA0000432833300000026
是隔板。 
具体实施方式
下面结合附图对本发明作进一步详细说明： 
一种复合材料升降舵结构，该升降舵结构为碳纤维蜂窝壁板结构，包括前后主盒段、前缘和调整片三大部分； 
主盒段由钢制操纵接头、复合材料蜂窝壁板、铝制端肋、复合材料肋、复合材料前梁、复合材料后梁组成，钢制操纵接头与端肋通过高锁螺栓连接，蜂窝壁板、复合材料前梁、复合材料后梁和复合材料肋之间通过钛制铆钉连接； 
前缘由一整块复合材料层压板蒙皮、下翼面维修口盖、墙、配重和隔板组成，配重与两端隔板和蒙皮通过高锁螺栓连接； 
调整片为全高度蜂窝复合材料结构，由操纵接头蒙皮、梁、肋、前缘隔板和 配重组成，调整片零件之间的连接于主盒段相似；升降舵与水平安定面通过悬挂支座连接；调整片与主盒段通过悬挂支臂支座组件连接，悬挂支臂支座组件由悬挂支臂、悬挂支座、过渡接头和螺栓组件组成，并带有开口销，过渡接头起到轴向安装补偿作用；前缘与主盒段通过高锁和托板螺母连接。 
壁板、梁、肋等零件采用国产碳纤维5228A/CCF-1,蜂窝芯子采用国产NH-1-2.75-48芳纶纸蜂窝，悬挂接头采用7050-7451，操纵接头采用30CrMnSiA。 
该升降舵加配重进行量平衡，其作用是避免飞机飞行中引起的水平安定面与升降舵的耦合颤振的发生。通常将操纵面的重心控制在转轴轴线上或落在转轴轴线略前的位置。单纯靠升降舵结构本身质量难以实现，故在前缘加有配重。配重设计的实质是操纵面的质量平衡。经计算分析，升降舵总的质量为35.747Kg，其中舵面配重质量为12.764Kg，重心位于转动轴线前约10mm处，满足质量平衡要求。 

Claims (2)

1.一种复合材料升降舵结构，其特征在于，该升降舵结构为碳纤维蜂窝壁板结构，包括前后主盒段、前缘⑦和调整片⑤三大部分；
主盒段由钢制操纵接头①、复合材料蜂窝壁板⑥、铝制端肋⑨、复合材料肋②、复合材料前梁③、复合材料后梁④组成，钢制操纵接头①与端肋⑨通过高锁螺栓连接，蜂窝壁板⑥、复合材料前梁③、复合材料后梁④和复合材料肋②之间通过钛制铆钉连接；
前缘⑦由一整块复合材料层压板蒙皮
Figure FDA0000432833290000011
、下翼面维修口盖
Figure FDA0000432833290000012
、墙、配重和隔板
Figure FDA0000432833290000015
组成，配重与两端隔板和蒙皮通过高锁螺栓连接；
调整片⑤为全高度蜂窝复合材料结构，由操纵接头
Figure FDA0000432833290000016
蒙皮、梁、肋、前缘隔板和配重组成，调整片零件之间的连接于主盒段相似；升降舵与水平安定面通过悬挂支座⑩连接；调整片⑤与主盒段通过悬挂支臂支座组件⑧连接，悬挂支臂支座组件⑧由悬挂支臂、悬挂支座、过渡接头和螺栓组件组成，并带有开口销，过渡接头起到轴向安装补偿作用；前缘与主盒段通过高锁和托板螺母连接。
2.如权利要求1所述的一种复合材料升降舵结构，其特征在于，壁板、梁、肋等零件采用国产碳纤维5228A/CCF-1,蜂窝芯子采用国产NH-1-2.75-48芳纶纸蜂窝，悬挂接头采用7050-7451，操纵接头采用30CrMnSiA。
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