CN113830287A - 一种梁体缘条和腹板面分离的舵面及其制造方法 - Google Patents
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Abstract
本发明提供一种梁体缘条和腹板面分离的舵面，包括翼面层、抗弯梁及填充层，抗弯层铺设在翼面层内层上且沿舵面长度方向设置，填充层填充翼面层和抗弯层内部空间，填充层内设有1个以上抗剪板，抗剪板沿舵面长度方向设置，抗剪板板面竖直设置将填充层切分。本发明还提供了上述舵面的制造方法。将舵面结构分为两个整体进行制造加工，两部分的连接无需使用连接件和工装夹具，减轻装配难度即装配工作量，舵面表面精度和结构可靠性得到大幅提升。
Description
技术领域
本发明属于飞机结构制造领域，特别涉及舵面结构及制造方法。
背景技术
副翼、升降舵、方向舵作为调整飞机姿态的舵面需要单独进行装配，传统的航天飞行器舵面结构一般采用密度较高的耐高温金属材料，传统铝合金骨架的舵面，受加工工艺影响，结构壁厚尺寸较大，结构强度和刚度裕度过大，零件和标准件多，不易管理，装配精度低，连接件大部分是铆钉，对外形的控制差且容易出现钣金件裂纹，结构具有较大的减重优化空间。故需要一种新的翼面结构形式来改善这些问题。
发明内容
本发明的目的在于提供一种梁体缘条和腹板面分离的舵面，通过将梁体各部分的功能进行分解，利用复合材料的高可设计性，将梁体用于传递弯矩的梁体上下缘条和传递剪力的梁体腹板面分开，解决上述技术问题。
一种梁体缘条和腹板面分离的舵面，包括翼面层、抗弯梁及填充层，抗弯层铺设在翼面层内层上且沿舵面长度方向设置，填充层填充翼面层和抗弯层内部空间。
作为优选，填充层内设有抗剪板，抗剪板沿舵面长度方向设置，抗剪板板面竖直设置将填充层切分。
作为优选，抗剪板数量为1个以上。
作为优选，填充层为泡沫材质，所述抗弯层为0°铺层复合材料构成。
本发明还提供上述舵面的制造方法，包括以下步骤：
a.制作翼面层，在翼面层内部需增强抗弯能力的区域增加铺设抗弯层；
b.将泡沫和抗剪板进行胶粘，抗剪板设置在结构承剪部位，按照舵面内部空间形状进行铣切，制成填充层；
c.将步骤a和步骤b制作完成的翼面层和填充层进行粘接固化。
作为优选，步骤a中，翼面层可整体制作或分为上、下两块翼面分别制作。
本发明的舵面结构分为两个整体进行制造加工，两部分的连接无需使用连接件和工装夹具，减轻装配难度即装配工作量，且舵面表面精度和结构可靠性得到大幅提升。
附图说明
图1为舵面剖面结构示意图；
图2为舵面的翼面层与抗弯层截面结构示意图；
图3为舵面填充层与抗剪板截面结构示意图。
图中所示：1-翼面层；2-抗弯层；3-填充层；4-抗剪板。
具体实施方式
下面结合具体实施例对本发明作进一步的详细描述。
须知，本说明书中所引用的如“上”、“下”、“左”、“右”、“中间”等的用语，亦仅为便于叙述明了，而非用以限定本发明可实施的范围，其相对关系的改变或调整，在无实质变更技术内容下，当亦视为本发明可实施的范畴。
如图1~3所示的一种梁体缘条和腹板面分离的舵面，包括翼面层1、抗弯层2及填充层3，抗弯层2铺设在翼面层1内层上且沿舵面长度方向设置，填充层3填充翼面层1和抗弯层2内部空间。舵面内部结构中，没有常规结构中的梁体和翼肋，翼面层1包覆在填充层3上，并通过在翼面层1内部根据舵面承载情况设置抗弯层2，抗弯层2沿舵面长度方向设置，在航行过程中，由翼面层1传递弯矩，并通过抗弯层2增加舵面抗弯效果，填充层3的存在保证翼面蒙皮不失稳，由外层蒙皮承担扭转，翼面层1主要使用单向带或织物铺设。
为提高舵面的抗剪能力，填充层3内设有抗剪板4，抗剪板4沿舵面长度方向设置，板面竖直设置，抗剪板4将填充层3切分为多块，两者之间粘接。
抗剪板4数量为1个以上，具体数量根据舵面承受剪力的情况进行选择，抗剪板4的位置根据实际需要进行布置，与抗弯层2的位置没有明确的对应关系。
作为舵面材料的优选，填充层3为泡沫材质，抗弯层2为0°铺层复合材料构成，采用上述材料可保证舵面结构强度的同时，减轻舵面重量。
本发明还提供上诉述舵面的制造方法，包括以下步骤：
a.制作翼面层1，在翼面层1内部铺设抗弯层2，根据图纸制作出翼面层1，然后在需要进行抗弯加强的部位铺设抗弯层2，抗弯层2和翼面层一同铺设，整体粘接可靠性高；
b.将泡沫和抗剪板4进行胶粘，抗剪板4保证处于结构的承剪部位上，然后按照舵面内部空间形状进行铣切，制成填充层3，抗剪板4粘接固定在填充层3内部，一体性强；
c.将步骤a和步骤b制作完成的翼面层1和填充层3进行粘接固化。
进一步地，步骤a中，翼面层1可整体制作或分为上、下两块翼面分别制作，根据不同型号的舵面选择不同的成型制作方法，以减轻工作强度和装配难度。
通过上述步骤制造出的舵面，填充层3和抗剪板4为一个整体、翼面层1和抗弯层2为一个整体，将舵面结构分为两个整体进行制造加工，两部分的连接无需使用连接件和工装夹具，减轻装配难度即装配工作量，且舵面表面精度和结构可靠性得到大幅提升。
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、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。
Claims (6)
1.一种梁体缘条和腹板面分离的舵面，包括翼面层（1）、抗弯层（2）及填充层（3），其特征在于：所述抗弯层（2）铺设在翼面层（1）内层上且沿舵面长度方向设置，所述填充层（3）填充翼面层（1）和抗弯层（2）内部空间。
2.根据权利要求1所述的舵面，其特征在于：所述填充层（3）内设有抗剪板（4），所述抗剪板（4）沿舵面长度方向设置，抗剪板（4）板面竖直设置将填充层（3）切分。
3.根据权利要求1所述的舵面，其特征在于：所述抗剪板（4）数量为1个以上。
4.根据权利要求1所述的舵面，其特征在于：所述填充层（3）为泡沫材质，所述抗弯层（2）为0°铺层复合材料构成。
5.一种权利要求1所述舵面的制造方法，其特征在于，包括以下步骤：
a.制作翼面层（1），在翼面层（1）内部需增强抗弯能力的区域增加铺设抗弯层（2）；
b.将泡沫和抗剪板（4）进行胶粘，抗剪板（4）设置在结构承剪部位，按照舵面内部空间形状进行铣切，制成填充层（3）；
c.将步骤a和步骤b制作完成的翼面层（1）和填充层（3）进行粘接固化。
6.根据权利要求5所述的舵面制造方法，其特征在于：所述步骤a中，翼面层（1）可整体制作或分为上、下两块翼面分别制作。
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