CN106347684A - 一种可拆装的复材机尾罩及其加工方法 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种可拆装的复材机尾罩，它包括加强环、若干块纵向隔板、环向加强筋、泡沫夹芯组合件、内蒙皮、外蒙皮和若干个角盒，其中，若干块纵向隔板设置在加强环与环向加强筋之间，所述加强环、若干块纵向隔板与环向加强筋均设置在内蒙皮内，它们一起形成若干个口框，所述加强环、若干块纵向隔板、环向加强筋、内蒙皮及外蒙皮通过碳纤维织物料片热熔形成碳纤维织物铺层预定型体；泡沫夹芯组合件置于碳纤维织物铺层预定型体内，并通过热熔形成机尾罩预成型体组合体，机尾罩预成型体组合体和口盖一起通过RTM成型工艺得到RTM整体成型体。本发明减少了零件及机械连接，降低了装配难度，提高了外形精度和表面质量。
Description
技术领域
本发明属于飞机结构设计领域，涉及一种可拆装的复材机尾罩。
背景技术
为便于一些军用飞机（如战斗机、攻击机和教练机等）的发动机拆卸、安装及维护，位于机身末端的机尾罩通常设计为可拆装结构，通过快卸锁或螺栓与机身端框连接。
目前国内、外的飞机机尾罩结构均为金属结构，且大部分为铝合金薄壁铆接结构，存在零件数量多，铆接工作量大；内、外蒙皮薄，结构变形较大；结构较重等缺点。对于可拆装的机尾罩，往往还需在机尾罩蒙皮上开设口盖以提供安装通路，需再增加口框、型材等零件，零件数量、机械连接进一步增加，装配难度增大，重量相应增加。
发明内容
本发明的目的在于既实现与机体的可拆卸连接，又解决目前金属薄壁结构机尾罩存在的刚性差，结构变形大、零件数量多，铆接工作量大及结构较重等问题，从而提供一种可拆装的复材机尾罩。
为了实现本发明的目的，本发明采用的技术方案为：
一种可拆装的复材机尾罩，它包括加强环、若干块纵向隔板、环向加强筋、泡沫夹芯组合件、内蒙皮、外蒙皮和若干个角盒，其中，若干块纵向隔板设置在加强环与环向加强筋之间，所述加强环、若干块纵向隔板与环向加强筋均设置在内蒙皮内，它们一起形成若干个口框，所述加强环、若干块纵向隔板、环向加强筋、内蒙皮及外蒙皮通过碳纤维织物料片热熔形成碳纤维织物铺层预定型体；泡沫夹芯组合件置于碳纤维织物铺层预定型体内，并通过热熔形成机尾罩预成型体组合体，机尾罩预成型体组合体和口盖一起通过RTM成型工艺得到RTM整体成型体，再根据机尾罩与机体连接需要在纵向隔板上设置若干个供机身端框连接的角盒。
进一步，所述泡沫夹芯组合件置于内蒙皮与外蒙皮之间。
进一步，口盖通过螺钉和托板螺母与机尾罩RTM整体成型体连接。
进一步，口盖为复合材料件，口盖的四周与外蒙皮对缝间隙均匀。
进一步，所述角盒为梯形柱结构，角盒底与加强环内侧立边铆接且中间设有定位孔；梯形柱的一边与内外蒙皮的夹层铆接，另一边与纵向隔板的立边铆接。
本发明不但能满足机尾罩的拆装和使用功能，而且能减轻机尾罩重量，减少零件数量及机械连接，降低装配难度，且能控制结构变形，提高外形精度和表面质量。
附图说明
图1为本发明的安装结构示意图
图2为图1中A-A的剖视图
图3为图1的A向局部视图
图4为图3的B-B剖视图
图5为本发明的结构示意图
图6为图5的C-C剖视图
图中；机尾罩1，口盖2，角盒3，螺栓4，导向销5，机身端框6，纵向隔板11，加强环101，环向加强筋102，内蒙皮103，泡沫夹芯组合件104，外蒙皮105。
具体实施方式
下面结合附图和实施例对本发明进一步说明：
实施例1：如图1-6所示，一种可拆装的复材机尾罩，它包括加强环101、若干块纵向隔板11、环向加强筋102、泡沫夹芯组合件104、内蒙皮103、外蒙皮105和若干个角盒3，其中，若干块纵向隔板11设置在加强环101与环向加强筋102之间，所述加强环101、若干块纵向隔板11与环向加强筋102均设置在内蒙皮103内，它们一起形成若干个口框补强蒙皮上各口盖2开口处结构强度及提高机尾罩的结构强度和刚度。所述加强环101、若干块纵向隔板11、环向加强筋102、内蒙皮103及外蒙皮105通过碳纤维织物料片热熔形成碳纤维织物铺层预定型体；泡沫夹芯组合件104置于碳纤维织物铺层预定型体内，并通过热熔形成机尾罩预成型体组合体，在预成型体组合体正确位置分别开出并贴有脱膜布的口盖后，机尾罩预成型体组合体和口盖一起通过RTM成型工艺得到RTM整体成型体和口盖，再根据机尾罩与机体连接需要在纵向隔板上设置若干个供机身端框连接的角盒3且与RTM整体成型体铆接，最终获得一种可拆装的复材机尾罩。
其中外蒙皮105由飞机气动外形确定；内蒙皮103由发动机舱内的引射气流整流需要确定；泡沫夹芯组合件104置于内蒙皮103与外蒙皮105之间，由内外蒙皮形成的空腔确定，可采用机加形成预定型体；加强环101、环向加强筋102、纵向隔板11为型材的一种形式，可根据实际需要选择型材的具体形式，并使它们与内外蒙皮整体成型，不仅提高了机尾罩结构的强度与刚度，而且口盖开口得以补强，达到一物多用的效果。
所述口盖由拆装、维护需要确定，每个口盖通过若干螺钉和托板螺母与机尾罩RTM整体成型体连接。
其中口盖2为复合材料件，与RTM整体成型体一起制成，不仅可以节约一套口盖模具的制造费用，而且可以保证口盖2既有良好的外形，又与内蒙皮103、外蒙皮105的对缝间隙均匀。
所述角盒3为梯形柱结构，角盒底与加强环内侧立边铆接且中间设有定位孔；梯形柱的一边与内外蒙皮的夹层铆接，另一边与纵向隔板的立边铆接。
实施例2：如图1-4所示，
安装时，将螺栓4、导向销5分别固定在机身端框6上，机尾罩1由固定在机身端框6上的导向销5对中机尾罩1上的加强环101和角盒3上的定位孔，固定在端框6上的螺栓4分别穿过机尾罩上的加强环101和角盒3上的螺栓孔后，通过口盖2安装垫圈、螺母并保险，将机尾罩载荷传至机身端框。口盖再通过螺钉-托板螺母与RTM整体成型体连接,在蒙皮上开设口盖为螺栓提供安装通路或维护需要。
拆装及维护发动机时，可通过先分别拆下机尾罩上的各口盖螺钉及口盖2，再打开各螺栓保险后拆下螺母和垫圈，向后拉出拆下机尾罩。
本发明的加工方法简述如下，
第一步，设计一套机尾罩整体式注胶模具；
第二步，按设计铺层顺序在内模上依次铺放已经制作好的碳纤维织物料片，并分别热熔形成加强环101、纵向隔板11、环向加强筋102、内蒙皮103的碳纤维织物铺层预定型体；
第三步，将轻质闭孔刚性发泡材料机械加工成泡沫夹芯组合件104；
第四步，将第三步中的泡沫夹芯组合件104置于第二步中获得的碳纤维织物铺层预定型体内，再依次铺放制作好的外蒙皮105碳纤维织物料片并热熔形成机尾罩预定型体组合体；
第五步，在预成型体组合体正确位置分别开出并裁剪好口盖2后，在口盖2内表面贴一层脱膜布，使口盖2与纵向隔板11、环向加强筋101及加强环102一起RTM成型时隔离；
第六步，将第五步中获得的机尾罩预定型体组合体放入注胶模具内，盖上注胶模具的外模，合模后进行发泡、树脂注射、固化及脱模等复合材料RTM成型工艺工序后得到RTM整体成型体和口盖2；
第七步，机械加工制备各角盒3后，完成各角盒3与RTM整体成型体的铆接，并在角盒3及加强环101上一起协调开出各导向通孔和螺栓通孔；
第八步，完成各口盖2与RTM整体成型体的连接，最终获得本产品。
Claims (6)
1.一种可拆装的复材机尾罩，其特征在于它包括加强环、若干块纵向隔板、环向加强筋、泡沫夹芯组合件、内蒙皮、外蒙皮和若干个角盒，其中，若干块纵向隔板设置在加强环与环向加强筋之间，所述加强环、若干块纵向隔板与环向加强筋均设置在内蒙皮内，它们一起形成若干个口框，所述加强环、若干块纵向隔板、环向加强筋、内蒙皮及外蒙皮通过碳纤维织物料片热熔形成碳纤维织物铺层预定型体；泡沫夹芯组合件置于碳纤维织物铺层预定型体内，并通过热熔形成机尾罩预成型体组合体，机尾罩预成型体组合体和口盖一起通过RTM成型工艺得到RTM整体成型体，再根据机尾罩与机体连接需要在纵向隔板上设置若干个供机身端框连接的角盒。
2.根据权利要求1所述的一种可拆装的复材机尾罩，其特征在于，所述泡沫夹芯组合件置于内蒙皮与外蒙皮之间。
3.根据权利要求2所述的一种可拆装的复材机尾罩，其特征在于，口盖通过螺钉和托板螺母与机尾罩RTM整体成型体连接。
4.根据权利要求3所述的一种可拆装的复材机尾罩，其特征在于，口盖为复合材料件，口盖的四周与外蒙皮对缝间隙均匀。
5.根据权利要求2所述的一种可拆装的复材机尾罩，其特征在于，所述角盒为梯形柱结构，角盒底与加强环内侧立边铆接且中间设有定位孔；梯形柱的一边与内外蒙皮的夹层铆接，另一边与纵向隔板的立边铆接。
6.根据权利要求1-5任一项所述的一种可拆装的复材机尾罩的加工方法，其特征在于，
第一步，设计一套机尾罩整体式注胶模具；
第二步，按设计铺层顺序在内模上依次铺放已经制作好的碳纤维织物料片，并分别热熔形成加强环、纵向隔板、环向加强筋、内蒙皮的碳纤维织物铺层预定型体；
第三步，将轻质闭孔刚性发泡材料机械加工成泡沫夹芯组合件；
第四步，将第三步中的泡沫夹芯组合件置于第二步中获得的碳纤维织物铺层预定型体内，再依次铺放制作好的外蒙皮碳纤维织物料片并热熔形成机尾罩预定型体组合体；
第五步，在预成型体组合体正确位置分别开出并裁剪好的口盖后，在口盖内表面贴一层脱膜布，使口盖与纵向隔板、环向加强筋及加强环一起RTM成型时隔离；
第六步，将第五步中获得的机尾罩预定型体组合体放入注胶模具内，盖上注胶模具的外模，合模后进行发泡、树脂注射、固化及脱模等复合材料RTM成型工艺工序后得到RTM整体成型体和口盖；
第七步，机械加工制备各角盒后，完成各角盒与RTM整体成型体的铆接，并在角盒及加强环上一起协调开出各导向通孔和螺栓通孔；
第八步，完成各口盖与RTM整体成型体的连接，最终获得本产品一种可拆装的复材机尾罩。
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