CN108127934A - 一种复合材料多旋翼飞行器起落架及其制作方法 - Google Patents

一种复合材料多旋翼飞行器起落架及其制作方法 Download PDF

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Abstract

本发明提供了一种复合材料多旋翼飞行器起落架，安装在无人飞行器的机体下方，包括：两直形杆，位于同一水平面且互相平行，且所述每一直形杆的两端各设置有一个接嘴；两弓形杆，垂直于两直形杆所在水平面，且每一弓形杆的一端连接一直形杆一端的接嘴，另一端连接另一直形杆同侧端的接嘴。本发明还公开了一种复合材料多旋翼飞行器起落架制作方法，该方法利用材料特性、优化设计，通过胶接、装配制造的高强度、高刚性、重量轻的起落架，能够确保多旋翼飞行器安全降落的需求，实现了全机身结构材料为复合材料的功能，延长了多旋翼飞行器飞行时间。

Description

一种复合材料多旋翼飞行器起落架及其制作方法
技术领域
本发明涉及多旋翼飞行器起落架，具体涉及的是一种复合材料多旋翼飞行 器起落架及其制作方法。
背景技术
复合材料因其高比强度、高比刚度、可设计性、疲劳性能好、耐腐蚀、多 功兼容性、材料与设计的同步性和便于大面积整体成型等特点，在航空航天领 域的应用日益广泛，成为继铝、钢、钛合金之后迅速发展的四大航空结构材料 之一，并逐步发展为最重要的结构材料。
近年来，随着多旋翼无人机制造企业的异军突起，多旋翼无人机逐渐被用 于民用航拍、电力巡航、消防执勤、边境巡防等民用、军事领域，市场利用空 间潜力巨大，经济附加值高。而多旋翼飞机的外形设计、材料选择、机身结构 等已经成为无人机性能好坏的重要决定因素，而机身结构起落架的结构是否稳 定可靠，决定了无人机的飞行及降落安全，因此至关重要。
发明内容
为此，本发明的目的在于提供一种复合材料多旋翼飞行器起落架及其制作 方法。
本发明的目的是通过以下技术方案实现的。
一种复合材料多旋翼飞行器起落架，安装在无人飞行器的机体下方，包括：
两直形杆，位于同一水平面且互相平行，且所述每一直形杆的两端各设置 有一个接嘴；
两弓形杆，垂直于两直形杆所在水平面，且每一弓形杆的一端连接一直形 杆一端的接嘴，另一端连接另一直形杆同侧端的接嘴。
优选地，所述两弓形杆的顶部分别设置有装配孔，所述机体底部通过所述 装配孔与弓形杆固定连接。
优选地，所述每一直形杆中固定安装有一玻纤杆或碳纤管。
一种复合材料多旋翼飞行器起落架制作方法，包括：
首先制造弓形杆成型模具、接嘴成型模具和直形杆成型模具；
其次，按照直形杆铺层要求[+45°/-45°/0°/-45°/+45°/3K]，弓形杆铺层 要求[3K/+45°/-45°/0°/-45°/+45°/3K]，接嘴铺层要求[+45°/-45° /3k/-45°/+45°/3K]，进行预型体铺贴；
然后，将上述弓形杆预型体放入模具型腔内，合模、密封，充压，转入到 热压台工作区域，进行热压固化、冷却、脱模、表面处理，得到碳纤维弓形杆 零件；将上述直形杆预型体和接嘴预型体放进连接杆模具型腔内，并在连接处 四周均匀涂一层发泡胶，合模、密封，转入到热压台工作区域，进行热压固化、 冷却、脱模、表面处理，得到碳纤维连接杆零件；
最后，用结构胶将碳纤维弓形杆零件、碳纤维连接杆零件进行胶接，胶接 完毕后，用钻床钻装配孔，并将上述零件进行组装、胶接得到起落架。
优选地，对所述弓形杆、直形杆及接嘴预形预型体控制固化温度为 140～160℃，固化时间为30～50min，热压机模压为30～50kg/cm2，充压为 130～150psi，冷却温度为40～60℃，冷却时间为30～40min。
优选地，用结构胶将碳纤维弓形杆零件、碳纤维连接杆零件进行胶接过程 中，控制结构胶固化参数为60～80℃，固化时间为30～40min。
优选地，在进行预型体铺贴之前，选用单向带碳纤维预浸料和3K碳纤维 预浸料。
本发明利用材料特性、优化设计，通过胶接、装配制造的高强度、高刚性、 重量轻的起落架，能够确保多旋翼飞行器安全降落的需求，实现了全机身结构 材料为复合材料的功能，延长了多旋翼飞行器飞行时间。
附图说明
图1为本发明飞行器起落架弓形杆的主视图；
图2为本发明飞行器起落架直形杆的结构示意图；
图3为本发明飞行器起落架的结构示意图；
图中标识说明：弓形杆10、装配孔11、直形杆20、接嘴30、玻纤杆或碳 纤杆40。
具体实施方式
为了使本发明的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合附图及实 施例，对本发明进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅 仅用以解释本发明，并不用于限定本发明。
请参阅图1～图3所示，本发明提供了一种复合材料多旋翼飞行器起落架， 可安装在无人飞行器的机体下方。
其中该飞行器起落架包括：两弓形杆10和两直形杆20。
两直形杆20位于同一水平面且互相平行，且每一直形杆20中固定安装有 一玻纤杆或碳纤管40，所述每一直形杆20的两端各设置有一个接嘴30(见图 3)。
两弓形杆10，垂直于两直形杆20所在水平面，所述两弓形杆10的顶部分 别设置有装配孔11，所述机体底部通过所述装配孔11与弓形杆10固定连接。 每一弓形杆10的一端连接一个直形杆一端的接嘴，另一端连接另一直形杆同侧 端的接嘴。
另外，本发明还提供了一种复合材料多旋翼飞行器起落架制作方法，其具 体包括如下步骤：
模具选用：模具结构采用上下组合膜，材质为金属钢模；
模具处理：先用气枪将模具表面灰尘、杂质吹掉，再用无腐蚀性溶剂清洗 表面，最后再将脱模剂刷涂于模具表面，交叉刷2～3遍，每刷一遍脱模剂，需 要自然晒干5～10min后，方可再涮，待涂刷完毕后，再自然干燥30min或置于 烘箱内加热干燥，干燥温度为40～60℃，干燥时间为10～20min。
材料选型：单向带碳纤维预浸料和外观质量良好3K碳纤维预浸料。
铺层设计：起落架直形杆铺层顺序为[+45°/-45°/0°/-45°/+45°/3K]，弓 形杆铺层顺序为[3K/+45°/-45°/0°/-45°/+45°/3K]，接嘴铺层顺序为[+45° /-45°/3k/-45°/+45°/3K]；并对应形成弓形杆预型体、直形杆预型体和接嘴预 型体。
固化工艺：将上述弓形杆预型体放入模具型腔内，合模、密封，充气，转 入到热压台工作区域，进行热压固化，控制固化温度为140～160℃，固化时间 为30～50min，热压机模压为30～50kg/cm2，袋压为130～150psi；之后控制冷却 温度为30～60℃，冷却时间为30～60min进行冷却，然后进行脱模、表面处理， 得到碳纤维弓形杆零件；将上述直形杆预型体和接嘴预型体放进连接杆模具型 腔内，并在连接处四周均匀涂一层黑色发泡胶，合模、密封，转入到热压台工 作区域，进行热压固化、冷却、脱模、表面处理，得到碳纤维连接杆零件。
其中预浸料模压成型工艺基本过程是：将一定量经一定预处理的模压料放 入预热的模具内，施加较高的压力使模压料填充模腔；在一定的压力和温度下 使模压料逐渐固化，然后将制品从模具内取出，再进行必要的辅助加工即得产 品；在模压成型工艺中，除使用内脱模剂外，还在模具型腔表面上涂刷外脱模 剂，常用的有油酸、石蜡、硬脂酸、硬脂酸锌、有机硅油、硅脂和硅橡胶等， 所涂刷的脱模剂在满足脱模要求的前提下，用量尽量少些，涂刷要均匀。一般 情况下，酚醛型模压料多用有机油、油酸、硬脂酸等脱模剂，环氧或环氧酚醛 型模压料多用硅脂和有机硅油脱模剂，聚酯型模压料多用硬脂酸锌、硅脂等脱 模剂；将松散的粉状或纤维状的模压料预先用冷压法压成重量一定、形状规整 的密实体。预热，在压制前将模压料加热，去除水分和其它挥发份，可以提高 固化速率，缩短压制周期；增进制品固化的均匀性，提高制品的物理机械性能 和模压料的流动性。
组装：控制结构胶固化参数为60～80℃，固化时间为30～40min，用结构胶 将碳纤维弓形杆零件、碳纤维连接杆零件进行胶接，胶接完毕后，用钻床钻装 配孔，并将上述零件进行组装、胶接得到起落架。
综上所述，本发明通过选用单向带预浸料、模具和其它辅助材料，设计预 浸料铺贴角度和铺贴层数，经过热压、充压、冷却、加工、组装的方法制造飞 行器起落架，使得起落架的强度高、重量轻、耐腐蚀、易维修、寿命长；而且 本工艺方法简单、产品质量稳定。
以上所述仅为本发明的较佳实施例而已，并不用以限制本发明，凡在本发 明的精神和原则之内所作的任何修改、等同替换和改进等，均应包含在本发明 的保护范围之内。

Claims (7)

1.一种复合材料多旋翼飞行器起落架，安装在无人飞行器的机体下方，其特征在于，包括：
两直形杆，位于同一水平面且互相平行，且所述每一直形杆的两端各设置有一个接嘴；
两弓形杆，垂直于两直形杆所在水平面，且每一弓形杆的一端连接一直形杆一端的接嘴，另一端连接另一直形杆同侧端的接嘴。
2.如权利要求1所述的复合材料多旋翼飞行器起落架，其特征在于，所述两弓形杆的顶部分别设置有装配孔，所述机体底部通过所述装配孔与弓形杆固定连接。
3.如权利要求2所述的复合材料多旋翼飞行器起落架，其特征在于，所述每一直形杆中固定安装有一玻纤管或碳纤管。
4.一种复合材料多旋翼飞行器起落架制作方法，其特征在于，包括：
首先制造弓形杆成型模具、接嘴成型模具和直形杆成型模具；
其次，按照直形杆铺层要求[+45°/-45°/0°/-45°/+45°/3K]，弓形杆铺层要求[3K/+45°/-45°/0°/-45°/+45°/3K]，接嘴铺层要求[+45°/-45°/3k/-45°/+45°/3K]，进行预型体铺贴；
然后，将上述弓形杆预型体放入模具型腔内，合模、密封，接上可充气压装置，转入到热压台工作区域，进行热压固化、冷却、脱模、表面处理，得到碳纤维弓形杆零件；将上述直形杆预型体和接嘴预型体放进连接杆模具型腔内，并在连接处四周均匀涂一层发泡胶，合模、密封，转入到热压台工作区域，进行热压固化、冷却、脱模、表面处理，得到碳纤维连接杆零件；
最后，用结构胶将碳纤维弓形杆零件、碳纤维连接杆零件进行胶接，胶接完毕后，开孔，并将上述零件进行组装、胶接得到起落架。
5.如权利要求4所述的复合材料多旋翼飞行器起落架制作方法，其特征在于，控制固化温度为140～160℃，固化时间为30～50min，热压机模压为30～50kg/cm2，充气压力为130～150psi，冷却温度为40～60℃，冷却时间为30～40min。
6.如权利要求4所述的复合材料多旋翼飞行器起落架制作方法，其特征在于，用结构胶将碳纤维弓形杆零件、碳纤维连接杆零件进行胶接过程中，控制结构胶固化参数为60～80℃，固化时间为30～40min。
7.如权利要求4所述的复合材料多旋翼飞行器起落架制作方法，其特征在于，在进行预型体铺贴之前，选用单向带碳纤维预浸料和3K碳纤维预浸料。
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