CN108177761A - 一种适用于大展弦比机翼的全复合材料翼尖小翼 - Google Patents
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Abstract
一种适用于大展弦比机翼的全复合材料翼尖小翼，包括蒙皮(1)、泡沫芯(2)、封边肋(3)、圆管(4)，蒙皮(1)为筒状空腔结构，泡沫芯(2)置于蒙皮(1)的空腔中，封边肋(3)置于蒙皮(1)的空腔边缘；圆管(4)置于泡沫芯(2)中，圆管(4)一端连接蒙皮(1)外侧面的开口，另一端连接封边肋(3)的开口，航行灯(5)安装在蒙皮(1)外侧面的开口处，并与圆管(4)连通，航行灯(5)的线路通过圆管(4)穿过封边肋(3)的开口通向机翼主翼面。高空长航时无人机一般采用大展弦比机翼，本发明应用到高空长航时无人机时，可有效提高无人机气动效率，减少诱导阻力，并为航行灯和放电刷提供安装平台，实现航行灯和放电刷的相应功能。
Description
技术领域
本发明属于航空复合材料结构技术领域，具体涉及一种适用于大展弦比机翼的全复合材料翼尖小翼。
背景技术
飞机维持正常的飞行时所需的升力是靠机翼的上下表面压力差产生的，由于上下表面压差的存在，翼尖附近机翼下表面的空气会绕流到上表面，形成翼尖涡，致使翼尖附近区域机翼上下表面压差降低，从而导致这一区域产生的升力降低。为了削弱这种绕流现象对升力的影响，很多飞机的翼尖安装翼尖小翼，用以阻碍上下表面的空气绕流，降低因翼尖涡造成的诱导阻力，减少绕流对升力的破坏，提高升阻比，达到增加升力的目的。但是加装小翼也会带来额外的重量增加和弯矩增加，因此对于航程小、巡航时间短的机型可能会抵消气动力改善带来的利益。
目前波音、空客都有很多机型安装了翼尖小翼。例如B737-400和A330，A340采用翼尖帆式小翼，A320系列、A321和A380都采取了三角型翼尖帆。由于民航客机体型很大，因此加装的翼尖小翼也尺寸巨大，B747的小翼高达14英尺，B737-800的小翼大约重520磅，8英尺高，主要采用铝合金和复合材料制造。
高空长航时无人机飞行高度高，续航时间长，作战半径大，可执行全球性侦察监视、持久定常侦察等多种任务，是远程无人机的发展方向。由于高空长航时无人机在航程、航时和经济性上的苛刻要求，必须要求机翼面积大，翼展宽，以确保有足够的升力。纵观世界先进的高空长航时无人机，机翼设计最大的共同点就是采用大展弦比机翼，如国外无人机“全球鹰”。由于无人机机体较小，机翼相对高度低，导致翼尖小翼内部空间很小，无法像民航飞机那样采取铝合金骨架和复合材料蒙皮的设计方案，同时翼尖小翼又必须满足轻重量、高刚度、工艺性好的设计要求和航行灯、放电刷等系统的安装要求，如何设计出适用于大展弦比机翼的翼尖小翼成为了制约高空长航时无人机发展的设计难题。
发明内容
发明目的
为提高无人机气动效率发明一种适用于大展弦比机翼的全复合材料翼尖小翼。
技术方案
一种适用于大展弦比机翼的全复合材料翼尖小翼，翼尖小翼包括蒙皮1、泡沫芯2、封边肋3、圆管4，蒙皮1为筒状空腔结构，泡沫芯2置于蒙皮1的空腔中，封边肋3置于蒙皮1的空腔边缘；圆管4置于泡沫芯2中，圆管4一端连接蒙皮1外侧面的开口，另一端连接封边肋3的开口，航行灯5安装在蒙皮1外侧面的开口处，并与圆管4连通，航行灯5的线路通过圆管4穿过封边肋3的开口通向机翼主翼面。
所述的一种适用于大展弦比机翼的全复合材料翼尖小翼，所述蒙皮1、封边肋3和圆管4采用同一种复合材料。
所述的一种适用于大展弦比机翼的全复合材料翼尖小翼，蒙皮1、封边肋3和圆管4与泡沫芯2采用整体胶接成形。
所述的一种适用于大展弦比机翼的全复合材料翼尖小翼，所述蒙皮1后缘外侧面安装有放电刷6。
有益效果
本发明具有的优点和有益效果是，高空长航时无人机一般采用大展弦比机翼，本发明应用到高空长航时无人机时，可有效提高无人机气动效率，减少诱导阻力，并为航行灯和放电刷提供安装平台，实现航行灯和放电刷的相应功能。
本发明采用复合材料泡沫夹芯结构形式，刚度高，工艺性好。
本发明采用整体胶接结构形式，无连接件，重量轻。
本发明采用的泡沫芯除了作为结构单元承载外，还在铺层过程中和固化过程中发挥芯模的作用，减少了专用模具的制造成本，不存在固化后模具抽取难的问题，同时克服了翼尖小翼蒙皮阴模无法成型的难题。
本发明结构内部预埋系统安装通道，结构外部设计有航行灯安装平台，安装方便，互换性好，实现了结构功能一体化设计。
本发明结构后缘设计有放电刷的安装平台，安装方便，互换性好，实现了结构功能一体化设计。
本发明对外形影响小，有效地保证了气动性能。
附图说明
图1是本发明翼尖小翼示意图；
图2是本发明翼尖小翼内部构造示意图；
图3是本发明航行灯通路示意图；
其中，1-蒙皮，2-泡沫芯，3-封边肋，4-圆管，5-航行灯，6-放电刷。
具体实施方式
下面结合附图对本发明做进一步详细描述，请参阅图1至图3。
如图1-3所示，一种适用于大展弦比机翼的全复合材料翼尖小翼，翼尖小翼包括蒙皮1、泡沫芯2、封边肋3、圆管4，蒙皮1为筒状空腔结构，泡沫芯2置于蒙皮1的空腔中，封边肋3置于蒙皮1的空腔边缘；其特征在于，圆管4置于泡沫芯2中，将蒙皮1和封边肋3连通，航行灯5安装在蒙皮1外侧面上，并与圆管4连通，航行灯5的线路通过圆管4通向机翼主翼面。
所述蒙皮1、封边肋3和圆管4采用同一种玻璃纤维复合材料3233/EW180B，铺层角度均为(0/45/0/0/45/0)，厚度均为1mm。其中封边肋3和圆管4单独固化成型，蒙皮1在整体胶接时一次成型。
所述蒙皮1后缘外侧面安装有放电刷6，安装方便，互换性好。
所述泡沫芯2采用PMI泡沫，既可作为结构单元承载，还在铺层过程中和固化过程中发挥芯模的作用，减少了专用模具的制造成本。
所述蒙皮1、泡沫芯2、封边肋3和圆管4采用整体胶接成形，胶膜采用LWF板-板胶膜和LWP发泡胶，无连接件，重量轻。
Claims (4)
1.一种适用于大展弦比机翼的全复合材料翼尖小翼，其特征在于，包括蒙皮(1)、泡沫芯(2)、封边肋(3)、圆管(4)，蒙皮(1)为筒状空腔结构，泡沫芯(2)置于蒙皮(1)的空腔中，封边肋(3)置于蒙皮(1)的空腔边缘；圆管(4)置于泡沫芯(2)中，圆管(4)一端连接蒙皮(1)外侧面的开口，另一端连接封边肋(3)的开口，航行灯(5)安装在蒙皮(1)外侧面的开口处，并与圆管(4)连通，航行灯(5)的线路通过圆管(4)穿过封边肋(3)的开口通向机翼主翼面。
2.根据权利要求1所述的一种适用于大展弦比机翼的全复合材料翼尖小翼，其特征在于，所述蒙皮(1)、封边肋(3)和圆管(4)采用同一种复合材料。
3.根据权利要求1所述的一种适用于大展弦比机翼的全复合材料翼尖小翼，其特征在于，蒙皮(1)、封边肋(3)和圆管(4)与泡沫芯(2)采用整体胶接成形。
4.根据权利要求1所述的一种适用于大展弦比机翼的全复合材料翼尖小翼，其特征在于，所述蒙皮(1)后缘外侧面安装有放电刷(6)。
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