CN108583842A - 一种用于薄膜蒙皮的复合材料轻质口盖机构 - Google Patents

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Abstract

一种用于薄膜蒙皮的复合材料轻质口盖机构，包括口盖盖板(1)、口盖固定环框(2)；所述的口盖盖板(1)为带卡槽的圆形结构，材料为弹性复合材料；口盖固定环框(2)由两个复合材料环形框组成，机构闭合时处于下方的复合材料环形框上设置与口盖盖板上卡槽数量一致的卡槽，两个复合材料环形框的外端面密封，且二者之间形成一个夹缝；口盖盖板(1)的直径处于复合材料环形框的内外直径之间；口盖盖板(1)通过开槽处顺时针或者逆时针旋转，使口盖盖板(1)旋入口盖固定环框(2)夹缝，实现机构闭合；口盖盖板(1)与口盖固定环框(2)位于不同平面内，利用口盖盖板(1)自身弹性，使机构闭合后避免意外开启，口盖机构拆卸时按相反操作进行，即可完成机构的开启操作。

Description

一种用于薄膜蒙皮的复合材料轻质口盖机构
技术领域
本发明涉及一种用于薄膜蒙皮的复合材料轻质口盖机构，特别涉及使用薄膜蒙皮的飞行器结构，如太阳能动力飞行器等。
背景技术
随着使用太阳能动力飞行器等实用薄膜蒙皮材料的新能源飞行器的研制及产品化，对结构的重量控制、可维护性及空间可达性的需求均不断提高，对相关的口盖机构也有同样的需求。传统的航空口盖结构由口盖盖板、口盖固定框、口盖锁及紧固件等组成，无法满足所提及的飞行器重量方面要求；早期的试验机采用的在薄膜蒙皮表面直接剪裁开口，通过粘结剂粘接封闭的方式。由于口盖需要反复开启的特性，并且每次开启闭合都需要对粘结剂进行处理工作，操作不方便；同时所选用的粘结剂对环境适应范围与飞行器任务环境需求不匹配，存在安全隐患。因此需要一种满足轻质、可靠、便捷的口盖机构供这一类型飞行器使用。
国内目前缺少满足要求的产品供使用。
飞行器的结构重量影响飞行器飞行性能，对于使用薄膜蒙皮一类的轻质飞行器(如太阳能飞机)尤其明显。传统口盖结构使用金属材料，以及繁重的开关锁机构，重量普遍大于200g。一架飞机上往往需要数十个口盖，因此传统口盖结构重量对于这一类极度控制重量的飞行器显得过于沉重。过重的口盖结构会降低飞行器有效载荷及续航时间；口盖机构的可靠性影响着飞行器的使用安全，飞行过程中口盖的意外开启会增加局部气动阻力，影响飞行操纵性，甚至导致飞机坠毁；口盖机构使用的方便性影响飞行器检修时间，关系飞行器出勤效率。
发明内容
本发明的技术解决问题是：提供一款结构简单、轻质、可靠，能够满足使用薄膜蒙皮的飞行器对口盖机构轻质、可靠、便捷的需求。
本发明的技术解决方案是：一种用于薄膜蒙皮的复合材料轻质口盖机构，包括口盖盖板、口盖固定环框；所述的口盖盖板为带卡槽的圆形结构，材料为弹性复合材料；口盖固定环框由两个复合材料环形框组成，机构闭合时处于下方的复合材料环形框上设置与口盖盖板上卡槽数量一致的卡槽，两个复合材料环形框的外端面密封，且二者之间形成一个夹缝；口盖盖板的直径处于复合材料环形框的内外直径之间；
口盖盖板通过开槽处顺时针或者逆时针旋转，使口盖盖板旋入口盖固定环框夹缝，实现机构闭合；口盖盖板与口盖固定环框位于不同平面内，利用口盖盖板自身弹性，使机构闭合后避免意外开启，口盖机构拆卸时按相反操作进行，即可完成机构的开启操作。
进一步的，口盖盖板内侧平面设计有一体化中空突起筋条，筋条中部开孔，保持筋条内气压同外部平衡。
进一步的，口盖盖板内侧平面设计有泡沫加强筋。
进一步的，加强筋为单根型筋条或者十字型筋条。
进一步的，口盖固定环框通过粘结剂固定在薄膜蒙皮内侧。
进一步的，口盖盖板直径比口盖固定环框夹缝直径小1～2mm；口盖盖板开槽宽度比口盖固定环框开槽宽度小2～4mm；口盖盖板厚度比口盖固定环框夹缝高度小0.5-2mm。
进一步的，口盖盖板、口盖固定环框的材料为碳纤维复合材料。
进一步的，口盖盖板的厚度为0.5-2mm。
进一步的，口盖固定环框的成型工艺过程为：
在带卡槽的复合材料环形框上根据夹缝高度铺设一环形的脱模布然后铺设另一复合材料环形框，之后共固化成型，成型完成后取出脱模布。
进一步的，卡槽的数量2-4个，且沿周向均布。
本发明与现有技术相比有益效果为：
(1)本发明的复合材料轻质口盖机构，结构简单新颖，口盖拆卸无需使用任何操作工具，操作方便，产品质量稳定，工艺成本经济。无需口盖紧固件连接，取消锁扣机构，有效的降低了结构重量，提升薄膜材料蒙皮航空器有效载荷。
(2)本发明的口盖机构闭合后不同零件的开槽位于不同平面，此外碳纤维材料或者其他高性能纤维增强复合材料口盖厚度为0.5-2mm时具备一定弹性，二者可以有效的避免薄膜蒙皮飞行器高空飞行出现剧烈抖动现象时口盖意外开启。
(3)本发明的口盖机构，口盖固定环框由两个复合材料环形框组成，环形框具备较强的刚度和强度，与飞行器薄膜蒙皮采用胶接，可以对口盖区域的蒙皮进行局部加强。
(4)本发明的口盖机构尺寸可以根据实际情况进行针对性设计，口盖有效操作空间大。口盖机构的外形平整，对于飞行器的气动性无影响。
(5)本发明口盖机构的口盖盖板含一体化中空突起筋条，筋条中央留有直径1-10mm通气孔，保持筋条内外气压一致，以防止薄膜飞行器在高空区域飞行时由于气压差对筋条造成破坏。同时该口盖机构对于飞行器也可以维持机体内外的气压平衡。
(6)本发明的口盖机构，对于薄膜蒙皮的开口尺寸几乎没有浪费空间，口盖的有效操作空间达90％以上。口盖盖板拆卸后，口盖固定环框开口处没有任何多余附属机构，便于人员进行观察和操作。
附图说明
图1为开启状态口盖机构组成示意图；
图2为闭合状态口盖机构组成示意图；
图3为口盖盖板示意图；
图4为口盖固定环框示意图；
图5为口盖固定环框夹缝剖面示意图。
具体实施方式
下面结合附图和具体实施方式对本发明作进一步详细描述，但不作为对本发明做任何限制的依据。
一种用于薄膜蒙皮的复合材料轻质口盖机构，包括口盖盖板1、口盖固定环框2；所述的口盖盖板1为带卡槽的圆形结构，材料为弹性复合材料；口盖固定环框2由两个复合材料环形框组成，机构闭合时处于下方的复合材料环形框上设置与口盖盖板上卡槽数量一致的卡槽，两个复合材料环形框的外端面密封，且二者之间形成一个夹缝；口盖盖板1的直径处于复合材料环形框的内外直径之间；口盖固定环框2通过胶结固定在薄膜蒙皮；
图1是开启状态口盖机构组成示意图；图2为闭合状态口盖机构组成示意图。如图1、图2所示，安装轻质口盖时，将轻质口盖盖板开槽(即卡槽)13、14分别对准固定环框开槽21、22，利用口盖盖板1自身弹性，将口盖盖板1开槽13的右侧边(以指向口盖盖板圆心为参考，以下相同)压入固定环框开槽21的左侧边，同时将口盖盖板1开槽14的右侧边压入固定环框开槽22的左侧边，按顺时针方向缓慢将口盖盖板1转动180°，此时将口盖盖板1完全引入到固定环框2的夹缝23中，继续按顺时针方向将口盖盖板1转动90°，使口盖盖板1和固定环框的开槽远离，完成口盖盖板1的安装。
其中，如图3所示，口盖盖板1材料具有良好的弹性；口盖盖板1内侧平面设计有一体化中空突起筋条，筋条中部开孔，保持筋条内气压同外部平衡。或者口盖盖板1内侧平面设计有泡沫加强筋；筋条11可以增加口盖盖板1的刚度，避免机构闭合过程中的意外开启。筋条中部开孔12直径1mm，保持筋条内气压同外部平衡。
如图4、5所示，口盖盖板1直径比口盖固定环框2夹缝直径小1～2mm；口盖盖板1开槽宽度比口盖固定环框2开槽宽度小2～4mm；口盖盖板1厚度比口盖固定环框2夹缝高度小0.5-2mm。口盖盖板1的厚度为0.5-2mm。口盖盖板1、口盖固定环框2的材料为碳纤维复合材料。
口盖固定环框2的成型工艺过程为：
在带卡槽的复合材料环形框上根据夹缝高度铺设一环形的脱模布然后铺设另一复合材料环形框，之后共固化成型，成型完成后取出脱模布。
本发明未详细说明部分属于本领域技术人员公知常识。

Claims (10)

1.一种用于薄膜蒙皮的复合材料轻质口盖机构，其特征在于：包括口盖盖板(1)、口盖固定环框(2)；所述的口盖盖板(1)为带卡槽的圆形结构，材料为弹性复合材料；口盖固定环框(2)由两个复合材料环形框组成，机构闭合时处于下方的复合材料环形框上设置与口盖盖板上卡槽数量一致的卡槽，两个复合材料环形框的外端面密封，且二者之间形成一个夹缝；口盖盖板(1)的直径处于复合材料环形框的内外直径之间；
口盖盖板(1)通过开槽处顺时针或者逆时针旋转，使口盖盖板(1)旋入口盖固定环框(2)夹缝，实现机构闭合；口盖盖板(1)与口盖固定环框(2)位于不同平面内，利用口盖盖板(1)自身弹性，使机构闭合后避免意外开启，口盖机构拆卸时按相反操作进行，即可完成机构的开启操作。
2.根据权利要求1所述的一种用于薄膜蒙皮的复合材料轻质口盖机构，其特征在于：口盖盖板(1)内侧平面设计有一体化中空突起筋条，筋条中部开孔，保持筋条内气压同外部平衡。
3.根据权利要求1所述的一种用于薄膜蒙皮的复合材料轻质口盖机构，其特征在于：口盖盖板(1)内侧平面设计有泡沫加强筋。
4.根据权利要求2或3所述的一种用于薄膜蒙皮的复合材料轻质口盖机构，其特征在于：加强筋为单根型筋条或者十字型筋条。
5.根据权利要求1所述的一种用于薄膜蒙皮的复合材料轻质口盖机构，其特征在于：口盖固定环框(2)通过粘结剂固定在薄膜蒙皮内侧。
6.根据权利要求1所述的一种用于薄膜蒙皮的复合材料轻质口盖机构，其特征在于：口盖盖板(1)直径比口盖固定环框(2)夹缝直径小1～2mm；口盖盖板(1)开槽宽度比口盖固定环框(2)开槽宽度小2～4mm；口盖盖板(1)厚度比口盖固定环框(2)夹缝高度小0.5-2mm。
7.根据权利要求1所述的一种用于薄膜蒙皮的复合材料轻质口盖机构，其特征在于：口盖盖板(1)、口盖固定环框(2)的材料为碳纤维复合材料。
8.根据权利要求1所述的一种用于薄膜蒙皮的复合材料轻质口盖机构，其特征在于：口盖盖板(1)的厚度为0.5-2mm。
9.根据权利要求1所述的一种用于薄膜蒙皮的复合材料轻质口盖机构，其特征在于：口盖固定环框(2)的成型工艺过程为：
在带卡槽的复合材料环形框上根据夹缝高度铺设一环形的脱模布然后铺设另一复合材料环形框，之后共固化成型，成型完成后取出脱模布。
10.根据权利要求1所述的一种用于薄膜蒙皮的复合材料轻质口盖机构，其特征在于：卡槽的数量2-4个，且沿周向均布。
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