CN104691765A - 复合材料整体进气道 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及一种飞机背部埋入式复合材料整体成型的双“S”型进气道，属于飞机结构设计领域，涉及对进气道结构的改进。它是一个由进气道蒙皮2、环状加强筋3、唇口套合对接加强环1、与进气道后段对接的加强环4、夹心泡沫5构成的管状“S”型结构件。本发明所述的进气道结构采用复合材料丝束铺放技术整体成型，增加环向加强筋以增加进气道结构的强度和刚度要求，加强筋的间距L=170mm~200mm。本发明适用于管径小、组合装配困难的进气道，结构简单，重量轻，易装配，尺寸精度高，气动外形好，大大提高了进气道结构强度、刚度，能承受较大的载荷，使用寿命长；可广泛用于中小型军用无人机的结构设计技术领域。
Description
技术领域：
本发明属于飞机结构设计领域，涉及对飞机进气道的改进。
背景技术：
飞机进气道的基本功用是为航空燃气涡轮发动机提供所需的空气流量，并使迎面流入的高速气流减速增压，以适应发动机进口的流速要求。因此对进气道设计提出了更高的要求，飞机进气道的外形复杂，尺寸精度和内表面质量要求都很高，对刚度的要求也比较高，现在普遍采用金属分块钣金成型再组合连接或者复合材料分块成型再组合连接的形式。这种分块的形式需要大量的连接件，对连接的空间要求也比较高，而且由于分块，进气道内壁有大量的对缝，进气道的内型的精度难以保证，对于无人机来说由于进气道管径小，可达性差，若进气道分块工具无法进入进气道进行机械连接，需要从进气道外部进行机械连接，这大量用到单面连接的连接件，这使进气道的重量大大增加，且装配和定位的难度都很大，难以满足进气道的内型要求难以满足，同时这种分块的形式也需要大量的成型模具和工装，制造成本较大，而且重量较重。
发明内容：
本发明的目的是：针对上述现有技术存在的不足之处，提供一种能保证飞机总体性能、强度和刚度高、重量轻、内表面质量好、尺寸精度高、装配方便、寿命长、能承受飞机较大气动载荷的飞机进气道。
本发明解决其技术问题所采用的技术方案是：一种复合材料整体进气道，其一端与飞机唇口套合，另一端固连在进气道后部的机身金属法兰盘上，其特征在于，其为双“S”形进气道，截面为由方形逐渐过渡到圆形的薄壁环状结构，由复合材料丝束铺放整体成型，其具有唇口套合对接加强环、进气道蒙皮、进气道后段对接加强环。
唇口套合对接加强环与进气道后段对接加强环之间分布有3个环状加强筋。加强筋的间距为L=170mm~200mm。
唇口套合对接加强环与唇口的内表面相配合，其配合面为直纹面。
对接加强环配合面加强区域不等厚，方便装配。
唇口套合对接加强环与唇口采用胶接和高锁螺栓配合的连接形式。
进气道后段对接加强环与进气道后部金属法兰盘通过高锁螺栓7连接
进气道的环状加强筋直接铺放在夹心泡沫上，夹心泡沫通过胶膜粘接在进气道蒙皮上。环状加强筋、夹心泡沫与进气道蒙皮共固化。
本发明与现有技术相比的有益效果是：
本发明由组合成型件改变为复合材料整体成型件，内部表面不存在对缝，连接件少，只有在前后对接部位有连接件，重量轻；尺寸精度高，内表面质量好，气动外形好；在进气道外部增加了环状加强筋，增加了进气道的强度和刚度，减小了较大载荷下的变形；有效解决了装配困难的问题、降低了装配工作量；延长了使用寿命，有效保证了飞机的总体性能指标。
附图说明：
本发明的具体结构由以下的实施例及其附图给出。但并不因此将本发明限制在所述的实施例范围之中。
图1为本发明的结构示意图，
图2为图1的A-A剖视图，
图3和图4为图2的局部详图。
图中：1. 唇口套合对接加强环，2. 进气道蒙皮，3.环状加强筋，4. 进气道后段对接加强环，5.夹心泡沫，6.胶，7.高锁螺栓，8.唇口，9. 进气道后部金属法兰盘。
具体实施方式：
在图1和图2中，进气道主要由与唇口套合对接加强环1,进气道蒙皮2,增加进气道结构强度和刚度的环状加强筋3, 与进气道后部金属法兰盘9对接的加强环4, 夹心泡沫5构成的管状结构，其截面形状由方形逐渐过渡到圆形的薄壁环状，采取复合材料丝束铺放技术整体成型；唇口套合对接加强环1与唇口的内表面相配合，其配合面为直纹面，方便装配；进气道后段对接的加强环4与进气道后部金属法兰盘相配合，其特征在于：
（1） 唇口套合对接加强环1与进气道后段对接的加强环4之间分布有3个环状加强筋3，加强筋的间距为L=170mm~200mm；
（2） 进气道蒙皮2采用复合材料丝束铺放技术成型；
（3） 由于进气道为S型，与唇口连接的唇口套合对接加强环1须为直纹面，方便装配；
（4） 环状加强筋3直接铺放在夹心泡沫5上，夹心泡沫通过胶膜粘接在进气道蒙皮2上，与进气道蒙皮共固化。
在本发明的一个实例中，环状加强筋有3根，其工艺实施的过程为：将进气道蒙皮2通过复合材料丝束铺放机将丝束铺放到模具上，同时将唇口套合对接加强环1和在外部用复合材料铺放成型后放到进气道蒙皮2上，在外表面加上模具，保证连接区尺寸精度；进气道后段对接的加强环4直接在进气道蒙皮2上铺放复合材料；将夹心泡沫5通过分段机加，通过胶膜将泡沫固定在进气道蒙皮2上，在夹心泡沫5和进气道蒙皮2上面用碳布铺放环状加强筋3，完成后共固化得到制件。
Claims (6)
1.一种复合材料整体进气道，其一端与飞机唇口套合，另一端固连在进气道后部的机身金属法兰盘上，其特征在于，其结构为双“S”形，截面为由方形逐渐过渡到圆形的薄壁环状结构，由复合材料丝束铺放整体成型，其具有唇口套合对接加强环（1）、进气道蒙皮（2）、进气道后段对接加强环（4）。
2.根据权利要求1所述的一种复合材料整体进气道，其特征在于，所述唇口套合对接加强环（1）与进气道后段对接加强环（4）之间分布有3个环状加强筋（3）。
3.根据权利要求1所述的一种复合材料整体进气道，其特征在于，所述唇口套合对接加强环（1）与唇口（8）的内表面相配合，其配合面为直纹面。
4.根据权利要求1所述的一种复合材料整体进气道，其特征在于，所述唇口套合对接接加强环（1）与唇口采用胶接（6）和高锁螺栓（7）配合的连接形式。
5.根据权利要求1所述的一种复合材料整体进气道，其特征在于，所述进气道后段对接加强环（4）与进气道后部金属法兰盘（9）通过高锁螺栓（7）连接。
6.根据权利要求2所述的一种复合材料整体进气道，其特征在于，所述环状加强筋（3）直接铺放在夹心泡沫（5）上，夹心泡沫（5）通过胶膜粘接在进气道蒙皮（2）上。
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