CN109533272A - 一种碳纤维复合材料飞机窗框及其制造方法 - Google Patents

一种碳纤维复合材料飞机窗框及其制造方法 Download PDF

Info

Publication number
CN109533272A
CN109533272A CN201811404625.9A CN201811404625A CN109533272A CN 109533272 A CN109533272 A CN 109533272A CN 201811404625 A CN201811404625 A CN 201811404625A CN 109533272 A CN109533272 A CN 109533272A
Authority
CN
China
Prior art keywords
window frame
aircraft
carbon fiber
manufacturing
web
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Pending
Application number
CN201811404625.9A
Other languages
English (en)
Inventor
尚云东
石双
仇亚萍
马兴虎
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Jiangsu Hengshen Co Ltd
Original Assignee
Jiangsu Hengshen Co Ltd
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Jiangsu Hengshen Co Ltd filed Critical Jiangsu Hengshen Co Ltd
Priority to CN201811404625.9A priority Critical patent/CN109533272A/zh
Publication of CN109533272A publication Critical patent/CN109533272A/zh
Pending legal-status Critical Current

Links

Classifications

    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B64—AIRCRAFT; AVIATION; COSMONAUTICS
    • B64C—AEROPLANES; HELICOPTERS
    • B64C1/00—Fuselages; Constructional features common to fuselages, wings, stabilising surfaces or the like
    • B64C1/14—Windows; Doors; Hatch covers or access panels; Surrounding frame structures; Canopies; Windscreens accessories therefor, e.g. pressure sensors, water deflectors, hinges, seals, handles, latches, windscreen wipers
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B64—AIRCRAFT; AVIATION; COSMONAUTICS
    • B64F—GROUND OR AIRCRAFT-CARRIER-DECK INSTALLATIONS SPECIALLY ADAPTED FOR USE IN CONNECTION WITH AIRCRAFT; DESIGNING, MANUFACTURING, ASSEMBLING, CLEANING, MAINTAINING OR REPAIRING AIRCRAFT, NOT OTHERWISE PROVIDED FOR; HANDLING, TRANSPORTING, TESTING OR INSPECTING AIRCRAFT COMPONENTS, NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • B64F5/00—Designing, manufacturing, assembling, cleaning, maintaining or repairing aircraft, not otherwise provided for; Handling, transporting, testing or inspecting aircraft components, not otherwise provided for
    • B64F5/10—Manufacturing or assembling aircraft, e.g. jigs therefor

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Manufacturing & Machinery (AREA)
  • Aviation & Aerospace Engineering (AREA)
  • Transportation (AREA)
  • Mechanical Engineering (AREA)
  • Manufacture Of Alloys Or Alloy Compounds (AREA)
  • Laminated Bodies (AREA)

Abstract

一种碳纤维铺缝飞机窗框，包括翻边（1）、腹板（2）和唇边（3），所述腹板通过紧固件和机身蒙皮连接。本发明相较于铝合金飞机窗框来说减重将近40%；充分发挥了复合材料各向异性的特点，较大程度保留了纤维沿主要传力路径连续的特点。

Description

一种碳纤维复合材料飞机窗框及其制造方法
技术领域
本发明涉及一种碳纤维铺缝飞机窗框，具体涉及的是一种碳纤维复合材料飞机窗框及其制造方法。
背景技术
飞机窗框是机身上的承力构件，是大开口补强结构，主要作用是对机身上的局部开口进行补强。传统的飞机窗框材料采用铝合金，每个重量大概为2.1KG，由于航空航天轻量化的发展，传统的金属材料不能满足要求。
碳纤维复合材料，与传统的金属材料相比，具有可设计性强、高比强度、高比模量、重量轻、耐腐蚀、抗疲劳、减震降噪等优点，已经被广泛应用在汽车、轨道交通、航空航天等众多领域。传统飞机窗框结构采用铝合金材料，采用铸造工艺，本发明所述飞机窗框采用碳纤维复合材料结构，采用一体化设计，整体成型，通过铺缝子预制体后进行RTM成型。
发明内容
本发明的目的是提供一种碳纤维复合材料飞机窗框，满足制件尺寸公差、外观质量、内部质量等要求。
本发明的技术解决方案是：一种碳纤维铺缝飞机窗框，包括翻边、腹板和唇边，所述腹板通过紧固件和机身蒙皮连接。
本发明的进一步改进在于：窗框为层合结构，采用一体化设计，整体成型，通过铺缝子预制体后进行RTM成型。
本发明的进一步改进在于：提供一种碳纤维铺缝飞机窗框的制造方法，具体包括以下步骤：
步骤1：通过铺缝工艺，制造出四个子预制体；
步骤2：将四个子预制体，按照一定的顺序铺放到模具内腔中，然后放进烘箱制备整个飞机窗框的预制体；
步骤3：合模，然后进行注胶固化。
本发明的进一步改进在于：所述窗框的铺层分别为0°，+60°和-60°。
本发明提供的一种碳纤维复合材料飞机窗框，利用复合材料的可设计性，并根据工艺的可实施性，对碳纤维复合材料飞机窗框进行设计。在制造过程中，采用铺缝工艺，铺缝预制体后进行RTM成型。
本发明的有益效果是：首先减重，原铝合金制件重量为2.1KG，采用碳纤维复合材料后重量为1.3KG左右。其次采用铺缝工艺，使得碳纤维可以沿着开孔区域进行沿线铺缝，较大程度保留了纤维沿主要传力路径连续的特点，充分发挥了复合材料各向异性的特点。
附图说明
图1是飞机窗框的透视图；
图2是飞机窗框的横截面图；
图3是飞机窗框的四个子铺缝预制体；
图4是飞机窗框内部应力矢量图。
具体实施方式
下面结合附图详细说明本发明的实施方式。
如图1所示，一种碳纤维铺缝飞机窗框，包括翻边1、腹板2和唇边3，所述腹板2通过紧固件和机身蒙皮连接。窗框为层合结构，采用一体化设计，整体成型，通过铺缝子预制体后进行RTM成型，透明件夹持在变厚度区域。
该种碳纤维铺缝飞机窗框的制造方法，具体包括以下步骤：
步骤1：通过铺缝工艺，制造出四个子预制体；如图3所示。
步骤2：将四个子预制体，按照一定的顺序铺放到模具内腔中，然后放进烘箱制备整个飞机窗框的预制体。
步骤3：合模，然后进行注胶固化。
根据如图4所示的飞机窗框内部应力矢量图，窗框结构内部应力的方向主要是环向和近似±60°。因此窗框的环向作为材料主方向，窗框的铺层分别由0°，+60°和-60°组成。
在制造过程中，会出现纤维体积含量过低，未达到技术要求中的纤维体积含量。通过严格控制制件厚度和控制纤维面密度来体积纤维体积含量。
在制造过程中会发生制件腹板区域厚度偏厚的问题，主要原因是模具变形和预制体上存在铺缝基布。通过撕掉基布后再铺贴和对模具制造加紧工装，有效地解决了这一问题。
本实施例提供的一种碳纤维复合材料飞机窗框，利用复合材料的可设计性，并根据工艺的可实施性，对碳纤维复合材料飞机窗框进行设计。在制造过程中，采用铺缝工艺，铺缝预制体后进行RTM成型。
本实施例的有益效果是：首先减重，原铝合金制件重量为2.1KG，采用碳纤维复合材料后重量为1.3KG左右，相较于铝合金飞机窗框来说减重将近40%，充分发挥了复合材料各向异性的特点，较大程度保留了纤维沿主要传力路径连续的特点。其次采用铺缝工艺，使得碳纤维可以沿着开孔区域进行沿线铺缝，较大程度保留了纤维沿主要传力路径连续的特点，充分发挥了复合材料各向异性的特点。
行业的技术人员应该了解，本发明不受上述实施例的限制，上述实施例和说明书中描述的只是说明本发明的原理，在不脱离本发明精神和范围的前提下，本发明还会有各种变化和改进，这些变化和改进都落入要求保护的本发明范围内。本发明要求保护范围由所附的权利要求书及其等效物界定。

Claims (5)

1.一种碳纤维铺缝飞机窗框，其特征在于：包括翻边（1）、腹板（2）和唇边（3），所述腹板通过紧固件和机身蒙皮连接。
2.根据权利要求1所述的一种碳纤维铺缝飞机窗框，其特征在于：窗框为层合结构，采用一体化设计，整体成型，通过铺缝子预制体后进行RTM成型。
3.根据权利要求1所述的一种碳纤维铺缝飞机窗框的制造方法，其特征在于：具体包括以下步骤：
步骤1：通过铺缝工艺，制造出四个子预制体；
步骤2：将四个子预制体，按照一定的顺序铺放到模具内腔中，然后放进烘箱制备整个飞机窗框的预制体；
步骤3：合模，然后进行注胶固化。
4.根据权利要求1所述的一种碳纤维铺缝飞机窗框的制造方法，其特征在于：所述窗框的铺层分别为0°，+60°和-60°。
5.根据权利要求3所述的一种碳纤维铺缝飞机窗框的制造方法，其特征在于：所述步骤3中，四个子预制体放进烘箱中的次数不少于一次，并非一次性完成。
CN201811404625.9A 2018-11-23 2018-11-23 一种碳纤维复合材料飞机窗框及其制造方法 Pending CN109533272A (zh)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CN201811404625.9A CN109533272A (zh) 2018-11-23 2018-11-23 一种碳纤维复合材料飞机窗框及其制造方法

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CN201811404625.9A CN109533272A (zh) 2018-11-23 2018-11-23 一种碳纤维复合材料飞机窗框及其制造方法

Publications (1)

Publication Number Publication Date
CN109533272A true CN109533272A (zh) 2019-03-29

Family

ID=65849839

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
CN201811404625.9A Pending CN109533272A (zh) 2018-11-23 2018-11-23 一种碳纤维复合材料飞机窗框及其制造方法

Country Status (1)

Country Link
CN (1) CN109533272A (zh)

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN113602471A (zh) * 2021-08-20 2021-11-05 西安飞机工业（集团）有限责任公司 一种口盖内部空腔防腐蚀密封方法

Citations (9)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN1956884A (zh) * 2004-05-24 2007-05-02 空中客车德国有限公司 飞机窗框
US20080169380A1 (en) * 2007-01-12 2008-07-17 The Nordam Group, Inc. Composite aircraft window frame
US20080289747A1 (en) * 2007-05-25 2008-11-27 The Boeing Company Method of Fabricating Fiber Reinforced Composite Structure Having Stepped Surface
US20110042516A1 (en) * 2009-03-17 2011-02-24 Airbus Operations Gmbh Window element for a double-shell skin field of an aircraft fuselage cell
CN105366073A (zh) * 2015-11-24 2016-03-02 江苏恒神股份有限公司 纤维铺缝窗框预制体的制造方法
CN107756827A (zh) * 2017-10-20 2018-03-06 江苏恒神股份有限公司 一种夹芯结构碳纤维地铁窗框及其制造方法
CN108372667A (zh) * 2018-03-16 2018-08-07 泰安市中研复合材料科技有限公司 一种纤维增强复合材料缠压成型工艺及装置
CN207847405U (zh) * 2018-01-10 2018-09-11 上海自图新材料科技有限公司 一种轻质高强窗框
CN108570212A (zh) * 2017-03-14 2018-09-25 广州金发碳纤维新材料发展有限公司 一种碳纤维团状模压材料的制造方法

Patent Citations (9)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN1956884A (zh) * 2004-05-24 2007-05-02 空中客车德国有限公司 飞机窗框
US20080169380A1 (en) * 2007-01-12 2008-07-17 The Nordam Group, Inc. Composite aircraft window frame
US20080289747A1 (en) * 2007-05-25 2008-11-27 The Boeing Company Method of Fabricating Fiber Reinforced Composite Structure Having Stepped Surface
US20110042516A1 (en) * 2009-03-17 2011-02-24 Airbus Operations Gmbh Window element for a double-shell skin field of an aircraft fuselage cell
CN105366073A (zh) * 2015-11-24 2016-03-02 江苏恒神股份有限公司 纤维铺缝窗框预制体的制造方法
CN108570212A (zh) * 2017-03-14 2018-09-25 广州金发碳纤维新材料发展有限公司 一种碳纤维团状模压材料的制造方法
CN107756827A (zh) * 2017-10-20 2018-03-06 江苏恒神股份有限公司 一种夹芯结构碳纤维地铁窗框及其制造方法
CN207847405U (zh) * 2018-01-10 2018-09-11 上海自图新材料科技有限公司 一种轻质高强窗框
CN108372667A (zh) * 2018-03-16 2018-08-07 泰安市中研复合材料科技有限公司 一种纤维增强复合材料缠压成型工艺及装置

Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN113602471A (zh) * 2021-08-20 2021-11-05 西安飞机工业（集团）有限责任公司 一种口盖内部空腔防腐蚀密封方法
CN113602471B (zh) * 2021-08-20 2022-07-12 西安飞机工业（集团）有限责任公司 一种口盖内部空腔防腐蚀密封方法

Similar Documents

Publication Publication Date Title
CN104743095B (zh) 复合材料制成的高度集成的灌注箱及制造方法
RU2505453C2 (ru) Единая конструкция летательного аппарата из композитного материала
CN103303459B (zh) 立体框架结构
EP2343237B1 (en) Aircraft fuselage frame in composite material with stabilized web
CN104443351B (zh) 用于制造航空抗扭盒的方法、抗扭盒以及用于制造航空抗扭盒的工具
EP1495858B1 (de) Leichtbaustruktur aus metallischen schichtwerkstoffen
EP2749491A1 (en) Aircraft structure with integrated reinforcing elements
US9034453B2 (en) Reinforced aircraft fuselage panel and method of manufacture
US11220354B2 (en) Composite fuselage assembly and methods to form the assembly
EP2128018A1 (en) Aircraft loading frame of composite material
EP2889211A1 (en) Aircraft structure made of composite material
CN104144852A (zh) 结合式拼接接头
CN101500787A (zh) 改进的飞行器复合树脂窗户框架结构
US20100170988A1 (en) Section of aircraft fuselage in composite material with a constant interior profile
DE102006026169A1 (de) Flugzeugrumpfstruktur und Verfahren zu deren Herstellung
US11541983B2 (en) Method for manufacturing a multi-spar box with a continuous skin upper shell of a tail cone section for a rear end of an aircraft and a composite assembly
CN109676958A (zh) 共固化成型的碳纤维复合材料翼面及其制备方法
CN101342941A (zh) 机身框架与蒙皮一次性固化成型方法
CN206125443U (zh) 一种可拆装的复材机尾罩
CN104129495A (zh) 用于飞行器的复合结构及其制造方法
JP2009539672A (ja) 航空機胴体構造及びその製造方法
CN111746000B (zh) 边条细长复合材料翼面及其成型方法
CN109533272A (zh) 一种碳纤维复合材料飞机窗框及其制造方法
CN201745741U (zh) 一种复合材料机身整体薄壁结构
CN106347684A (zh) 一种可拆装的复材机尾罩及其加工方法

Legal Events

Date Code Title Description
PB01 Publication
PB01 Publication
SE01 Entry into force of request for substantive examination
SE01 Entry into force of request for substantive examination
RJ01 Rejection of invention patent application after publication

Application publication date: 20190329

RJ01 Rejection of invention patent application after publication