CN108216574A - 一种梯度结构栅格翼 - Google Patents

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刘彦涛
张永忠
叶章根
梁博
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    • B64C3/00—Wings
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Abstract

本发明属于现代航空航天领域，特别涉及一种飞行器的空间多升力面系统，具体地说是一种镍基合金/钛合金梯度结构栅格翼。栅格翼分为栅格薄壁和边框两个部分，两部分根据工作温度的不同又可整体划分为工作温度较高的部位和工作温度较低的部位，其中工作温度较高的部位采用耐高温的镍基高温合金GH4169制备，工作温度较低的部位采用轻质高强的钛合金TA15制备，栅格薄壁镶嵌在边框内形成。该结构在满足栅格翼力学性能的同时，又达到了减重的目的，增加飞行器的机动性。

Description

一种梯度结构栅格翼
技术领域
本发明属于现代航空航天领域，特别涉及一种飞行器的空间多升力面系统，具体地说是一种镍基合金/钛合金梯度结构栅格翼。
背景技术
栅格翼又叫格栅翼，是一种不同于传统平面舵的空间多升力面系统，由众多的栅格薄壁镶嵌在边框内形成，以减少结构重量和材料成本，翼面垂直于气流方向，一般作为飞行器尾翼。
栅格翼与传统平板翼相比有自身特有的优势：栅格翼的翼弦很短，使传动和电源等装置的质量减小，从而使飞行器的质量也减小；在较高马赫数的超声速气流中，在相同的外形尺寸下，栅格翼的升力面积比单翼的大得多，栅格翼的升力特性在超声速下比平板翼也好很多；栅格翼作为承力面，具有高的强度/质量比；栅格翼展向尺寸小，可以紧贴主体折叠安装，而不加大主体的外形尺寸。
对于为达到各种目的而研制的现代飞行器来说，经常要满足多种多样复杂的要求，栅格翼通常使用单一镍基高温合金。但是飞行器在飞行时，高速穿过的气流导致栅格翼迎风侧的温度显著升高，而背风侧温度较低。镍基高温合金材料在600～1000℃范围内具有较高的强度和良好的抗氧化、抗燃气腐蚀能力，但其密度大，会增加飞行器的重量，降低机动性；钛合金以其轻质高强、耐热耐蚀的优点广泛应用于航空航天等领域。采用镍基高温合金/钛合金梯度结构，在栅格翼高温部位采用镍基高温合金，低温部位采用钛合金，在满足栅格翼力学性能的同时，减轻其重量，有较大应用前景。
发明内容
在满足栅格翼力学性能的同时，为达到减重的目的，本发明提出一种梯度结构栅格翼技术方案。
一种梯度结构栅格翼，格栅翼分为栅格薄壁3和边框4两个部分，两部分根据工作温度的不同又可整体划分为工作温度较高的部位1和工作温度较低的部位2，其中工作温度较高的部位1采用耐高温的镍基高温合金GH4169制备，工作温度较低的部位2采用轻质高强的钛合金TA15制备。
所述栅格薄壁3镶嵌在边框4内形成，工作温度较高的部位1以及工作温度较低的部位2的栅格薄壁3和边框4的厚度一致。
所述栅格薄壁3的厚度为3mm。
所述栅格翼边框4内的布局为斜置蜂窝式。
本发明的有益效果：镍基高温合金/钛合金梯度结构考虑到不同零部件工作温度的差异，在栅格翼高温部位采用镍基高温合金，低温部位采用钛合金，从而在满足栅格翼力学性能的同时，既节省了原材料，减轻了重量，又能充分发挥各自合金的特性，在航空、航天、兵器等领域有越来越大的应用前景。
附图说明
图1为梯度结构栅格翼三维结构示意图；
其中，1-工作温度较高的部位、2-工作温度较高的部位、3-栅格薄壁、4-边框。
具体实施方式
本发明提供一种梯度结构栅格翼，具体地说是一种镍基高温合金/钛合金梯度结构栅格翼。下面结合附图和具体实施例对本发明作进一步的说明。
实施例1
一种高速飞行器梯度栅格翼，栅格翼沿Z轴的高度为400mm，栅格翼Z轴与飞行方向的平行，通过ANSYS软件模拟确定，工作温度＞600℃部位，即GH4169合金制备的工作温度较高的部位1为180mm高；工作温度≤600℃部位，即TA15合金制备的工作温度较低的部位2为220mm高。
本实施例中，栅格薄壁3镶嵌在边框4内，GH4169合金以及TA15合金部分的栅格薄壁3和边框4厚度一致。
本实施例中，栅格薄壁3厚度3mm，边框4厚度20mm。
本实施例中，栅格翼边框4内的布局为斜置蜂窝式，斜置栅格薄壁3与边框4成45°角。
本实施例用于高速飞行的飞行器时，斜置蜂窝式栅格翼较传统平面翼有较大的减重效果，迎风面GH4169合金制备的工作温度较高的部位可以承受较高的温度，背风面TA15合金制备的工作温度较低的部位在较低温度下具有较高的强度，同时进一步降低了栅格翼的重量，增加了飞行器的机动性。

Claims (4)

1.一种梯度结构栅格翼，其特征在于，所述格栅翼分为栅格薄壁(3)和边框(4)两个部分，两部分根据工作温度的不同又可整体划分为工作温度较高的部位(1)和工作温度较低的部位(2)，其中工作温度较高的部位(1)采用耐高温的镍基高温合金GH4169制备，工作温度较低的部位(2)采用轻质高强的钛合金TA15制备。
2.如权利要求1所述一种梯度结构栅格翼，其特征在于，所述栅格薄壁(3)镶嵌在边框(4)内形成，工作温度较高的部位(1)以及工作温度较低的部位(2)的栅格薄壁(3)和边框(4)的厚度一致。
3.如权利要求1所述一种梯度结构栅格翼，其特征在于，所述栅格薄壁(3)的厚度为3mm。
4.如权利要求1所述一种梯度结构栅格翼，其特征在于，所述栅格翼边框(4)内的布局为斜置蜂窝式。
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Cited By (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN109178349A (zh) * 2018-09-07 2019-01-11 上海航天精密机械研究所 格栅结构及其制造方法
CN109454352A (zh) * 2018-11-30 2019-03-12 上海航天精密机械研究所 弧面格栅结构及其制备方法
CN111056048A (zh) * 2019-12-27 2020-04-24 北京星际荣耀空间科技有限公司 一种栅格舵

Citations (9)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US5642867A (en) * 1995-06-06 1997-07-01 Hughes Missile Systems Company Aerodynamic lifting and control surface and control system using same
CN1187794A (zh) * 1995-05-11 1998-07-15 危姆派尔国家机械建筑设计局 带格栅式控制面的火箭和火箭的格栅式控制面
CN102829948A (zh) * 2012-08-30 2012-12-19 中国航天空气动力技术研究院 栅格翼超声速风洞试验大比例缩比模拟方法
CN103162580A (zh) * 2013-03-05 2013-06-19 西北工业大学 一种超声速导弹的栅格翼
CN203005743U (zh) * 2012-12-12 2013-06-19 中国空气动力研究与发展中心高速空气动力研究所 一种曲面形栅格翼
CN103592100A (zh) * 2013-10-30 2014-02-19 中国运载火箭技术研究院 一种栅格翼风洞试验模型缩比方法
CN203512020U (zh) * 2013-10-18 2014-04-02 深圳光启创新技术有限公司 机翼结构
CN104508246A (zh) * 2012-07-30 2015-04-08 通用电气公司 金属前缘保护带、对应的翼型件及制造方法
CN105154872A (zh) * 2015-09-06 2015-12-16 中国航空工业集团公司北京航空材料研究院 一种在钛合金上制备Ni基合金梯度材料的激光制造工艺

Patent Citations (9)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN1187794A (zh) * 1995-05-11 1998-07-15 危姆派尔国家机械建筑设计局 带格栅式控制面的火箭和火箭的格栅式控制面
US5642867A (en) * 1995-06-06 1997-07-01 Hughes Missile Systems Company Aerodynamic lifting and control surface and control system using same
CN104508246A (zh) * 2012-07-30 2015-04-08 通用电气公司 金属前缘保护带、对应的翼型件及制造方法
CN102829948A (zh) * 2012-08-30 2012-12-19 中国航天空气动力技术研究院 栅格翼超声速风洞试验大比例缩比模拟方法
CN203005743U (zh) * 2012-12-12 2013-06-19 中国空气动力研究与发展中心高速空气动力研究所 一种曲面形栅格翼
CN103162580A (zh) * 2013-03-05 2013-06-19 西北工业大学 一种超声速导弹的栅格翼
CN203512020U (zh) * 2013-10-18 2014-04-02 深圳光启创新技术有限公司 机翼结构
CN103592100A (zh) * 2013-10-30 2014-02-19 中国运载火箭技术研究院 一种栅格翼风洞试验模型缩比方法
CN105154872A (zh) * 2015-09-06 2015-12-16 中国航空工业集团公司北京航空材料研究院 一种在钛合金上制备Ni基合金梯度材料的激光制造工艺

Cited By (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN109178349A (zh) * 2018-09-07 2019-01-11 上海航天精密机械研究所 格栅结构及其制造方法
CN109454352A (zh) * 2018-11-30 2019-03-12 上海航天精密机械研究所 弧面格栅结构及其制备方法
CN111056048A (zh) * 2019-12-27 2020-04-24 北京星际荣耀空间科技有限公司 一种栅格舵

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