CN116280170B - 一种无人机机翼前缘可拆式结构油箱及成型方法 - Google Patents

Abstract

本发明涉及无人机技术领域，具体公开了一种无人机机翼前缘可拆式结构油箱及成型方法，油箱包括连接组件、油箱本体、以及安装在油箱本体上的燃油系统组件；油箱本体的外侧面与机翼前缘的气动外形面共面，形成无人机机翼前缘的升力特征面。其成型方法，具体包括：各部件铺贴及固化成型；各部件制孔；油箱蒙皮装夹定位；油箱本体中骨架组件装夹定位；油箱蒙皮、骨架组件常温胶接固化及无损检测；油箱本体缝外密封施工；安装燃油系统组件及密封口盖。本发明具有良好的互换性和维修性；前缘油箱承载小，变形小，渗油漏油风险小；且燃油重力作用可抵消前缘蒙皮的气动受载变形，保证了无人机机翼的气动升力效应，提高了气动力。

Description

一种无人机机翼前缘可拆式结构油箱及成型方法

技术领域

本发明涉及无人机技术领域，更具体地讲，涉及一种无人机机翼前缘可拆式结构油箱及成型方法。

背景技术

目前，现有技术中，大多数飞行器的结构油箱均布置在机翼翼盒区域，为机翼的主承力结构，无法实现油箱整体的便捷拆卸和低成本更换维护的功能需求，且机翼翼盒区结构承载载荷大，受载后油箱区结构及各部件之间的机械连接或胶接连接变形大，因而油箱发生渗油、漏油的风险较大。而薄壁橡胶材料的软油箱，其为非承载结构，虽可更换，但此类油箱的使用寿命较短，且需在机体内部空间设计较多的安装结构以固定软油箱，结构复杂且增重较多；同时，对于机翼内部结构复杂的区域难以布置，使用中渗油、漏油的风险大。

同时，现有技术中，轻量化设计的无人机机翼的前缘蒙皮薄，翼肋数量设置少，在飞行气动载荷作用下前缘蒙皮易产生变形，从而机翼前缘外形与设计的前缘理论气动外形符合性欠佳，使得无人机机翼的气动升力效应无法得到有效保证，降低了机翼的气动效率。

发明内容

本发明所要解决的技术问题是，提供一种无人机机翼前缘可拆式结构油箱及成型方法。首先，本发明的机翼前缘可拆式结构油箱，结构简单，成型工艺性好，实用性强，能够有效的实现对于无人机燃油装载量的提升，可适应大型无人机不同任务构型对燃油装载量的差异需求；其次，该结构油箱与机翼主体结构通过若干托板螺母和螺栓进行连接，且可整体从机翼上拆卸下来，具有良好的互换性和维修性；再者，油箱布置于机翼的前缘位置，前缘与机翼的连接载荷小，油箱结构承载载荷占比较小，油箱变形小，渗油漏油风险小；最后，燃油重力作用可抵消前缘蒙皮的气动受载变形，保证了无人机机翼的气动升力效应，提高了气动力。

本发明解决技术问题所采用的解决方案是：

一种无人机机翼前缘可拆式结构油箱，包括安装在机翼内的连接组件、与连接组件连接且位于机翼前缘一侧的油箱本体、以及安装在油箱本体上的燃油系统组件；所述油箱本体的外侧面与机翼前缘的气动外形面共面且形成无人机机翼前缘的升力特征面。

本发明通过机翼前缘内可拆卸安装油箱，由于机翼前缘承载载荷占比较小，机翼前缘与机翼的连接载荷小，易实现前缘独立结构与机翼主体结构的机械连接，同时由于承载载荷小，使得油箱变形小，油箱漏油、渗油的风险小；同时将油箱设置在机翼前缘内，将增加机翼前缘的重量，从而不需要额外增加结构来降低机翼前缘的变形量；结构简单、实用性强。

在一些可能的实施方式中，为了有效的实现将油箱安装在机翼前缘内，并使其不影响正常飞行；

所述油箱本体包括与连接组件连接且与机翼前缘的气动外形面共面的油箱蒙皮、与油箱蒙皮配合且形成燃油容积腔的骨架组件；所述油箱蒙皮的截面呈U型结构且与骨架组件配合形成截面呈D型结构的燃油容积腔。

在一些可能的实施方式中，为了有效的实现骨架组件与连接件和油箱蒙皮的连接；

所述骨架组件包括沿机翼展向设置的横梁、与所述横梁和油箱蒙皮分别连接的肋组件；

所述肋组件包括设置在横梁靠近机翼前缘外侧一端的外边肋、设置在横梁靠近机翼前缘内侧一端的内边肋、以及位于外边肋与内边肋之间的中间肋；所述中间肋将燃油容积腔分隔成两个容积腔段。

在一些可能的实施方式中，为了有效的增加燃油容积腔的容积，并有效的实现与连接组件的有效连接；

所述横梁的截面呈弓字形结构，包括由上至下依次连接的上缘条、上转折段、腹板、下转折段、下缘条；

其中，所述上转折段与上缘条之间形成开口设置在靠近连接组件一侧的卡槽一，所述下缘条与下转折段之间形成开口设置在靠近连接组件一侧的卡槽二，所述上转折段、腹板、下转折段依次连接形成开口朝向机翼前缘一侧的U型槽；

所述外边肋、内边肋、中间肋安装在U型槽内且伸入燃油容积腔内与油箱蒙皮的内侧面胶接；所述中间肋的外侧面与下转折段之间形成与燃油容积腔连通的过油孔。

在一些可能的实施方式中，为了有效的实现连接组件与油箱本体的连接；

所述连接组件包括沿机翼展向设置的机翼前梁、安装在机翼前梁靠近油箱本体一侧且平行设置的两组安装肋；所述机翼前梁、两组安装肋分别与油箱蒙皮连接；

所述机翼前梁的截面呈C型结构，其开口设置朝向机翼前缘侧且与横梁套合布置；所述上转折段、腹板、下转折段伸入C型结构内；

所述油箱本体位于两组安装肋之间。

在一些可能的实施方式中，为了使得本发明的安装和拆卸均具有良好的操作性；

所述油箱蒙皮设置有与机翼前梁、两组安装肋分别螺接的机械连接层压板区、用于安装燃油系统组件的燃油系统组件安装层板区、以及蜂窝夹芯区。

在一些可能的实施方式中，为了便于在油箱本体组装完成后，能够实现对于油箱内部进行密封操作；

所述外边肋、内边肋、以及腹板上分别设置有燃油容积腔连通的工艺孔；所述横梁的外侧设置有与工艺孔配合安装的密封口盖。

在一些可能的实施方式中，

所述腹板上的工艺孔为多个且沿机翼展向设置，在所述腹板的内侧设置有与多个工艺孔一一对应设置的环形口框。

在一些可能的实施方式中，

所述外边肋与内边肋的结构相同，包括套合安装在横梁的U型槽内的连接段、与连接段一体成型且伸入燃油容积腔内与油箱蒙皮连接的安装段；所述安装段的截面呈C型结构；

所述中间肋远离U型槽一侧与油箱蒙皮的内侧面之间形成D字型的开口减载区；

为了保证在油箱本体组装时，内边肋、外边肋、中间肋与油箱蒙皮的胶接面接触间隙均匀且满足胶接胶层厚度要求；

在一些可能的实施方式中，

在所述安装段、中间肋的外侧设置有与油箱蒙皮连接的外缘条，所述外缘条的宽度D大于外边肋或内边肋的厚度d。

在一些可能的实施方式中，

所述燃油系统组件包括安装在油箱本体上的通气浮子阀、加油口底座、安装在通气浮子阀外侧的通气阀整流罩、放油口底座、以及输油管接头；

所述通气浮子阀、加油口底座、通气阀整流罩分别安装在油箱本体的上方且位于油箱本体靠近机翼前缘外侧的一侧；所述放油口底座安装在油箱本体的底部且位于油箱本体靠近机翼前缘内侧的一侧；所述输油管接头设置在内边肋上。

一种无人机机翼前缘可拆式结构油箱的成型方法，具体包括以下步骤：

步骤S1:油箱本体中各部件铺贴及固化成型；

步骤S2：油箱本体中各部件制孔；

步骤S3:油箱蒙皮装夹定位；

在油箱蒙皮的两端及中间位置用外形卡板工装托住油箱蒙皮，然后调整油箱蒙皮的外形，制作工艺耳片与定位孔，再在油箱蒙皮内表面通过销棒和内型定位块将油箱蒙皮撑开、压住并固定在外形卡板工装上，从而完成油箱蒙皮的装夹定位；

步骤S4:油箱本体中骨架组件装夹定位；

通过定位件定位内边肋、外边肋、中间肋；

检查内边肋、外边肋、中间肋与油箱蒙皮的待胶接面间隙分布情况，并根据间隙分布情况，对外缘条的外侧面进行打磨，控制内边肋和外边肋与油箱蒙皮的胶接面配合间隙在0.1～0.3mm以内；

在内边肋、外边肋、中间肋与油箱蒙皮的待胶接面上均匀的涂上常温固化结构胶，并用弓形夹夹紧上述待胶接面；

将横梁与油箱蒙皮、内边肋、外边肋、中间肋的待胶接面采用砂纸打磨，使待胶接面的粗糙度达到胶接工艺要求，定位横梁；

检查并控制横梁与油箱蒙皮、内边肋、外边肋、中间肋的待胶接面的配合间隙在0.1～0.3mm以内，在横梁与油箱蒙皮、内边肋、外边肋、中间肋的待胶接面上涂上常温固化结构胶，并用弓形夹夹紧待胶接面；

步骤S5:油箱蒙皮、骨架组件常温胶接固化及无损检测；

步骤S6:油箱本体缝外密封施工；

通过腹板、内边肋和外边肋上的工艺孔，将密封剂均匀摸涂在胶接界面的边线处，以进行油箱的缝外密封操作；

步骤S7：安装燃油系统组件及密封口盖。

与现有技术相比，本发明的有益效果：

本发明通过在机翼前缘设计可拆卸安装结构油箱，能够有效的实现对于无人机燃油装载量的提升，可适应大型无人机不同任务构型对燃油装载量的差异需求，同时油箱结构简单，成型工艺性好，实用性强；

当本发明的机翼前缘结构油箱装满燃油时，在重力作用下可以抵消前缘蒙皮的气动载荷作用下的变形，使飞行中机翼前缘的气动外形更符合设计的气动外形，从而保证了无人机机翼的气动升力效应，提高了机翼的气动效率；

本发明中油箱位于机翼前缘，将作为机翼的承载结构，与机翼其他结构一起承受无人机机翼的飞行载荷，但机翼前缘结构承载载荷占比较小，前缘与机翼连接载荷小，易实现机械连接，同时由于承载小，前缘油箱的变形较小，油箱漏油、渗油的风险小；

本发明中的油箱通过可拆卸安装在机翼前梁和安装肋，使得该前缘油箱可以整体从无人机的机翼上拆卸下来，以实现油箱的互换性功能，以及便捷的维修更换需求。

附图说明

图1为本发明中油箱的结构示意图；

图2为本发明中油箱本体、连接组件、燃油系统组件的结构示意图;

图3为本发明中油箱本体及燃油系统组件的安装示意图；

图4为本发明中骨架组件的结构示意图；

图5为图4中A处的放大示意图；

图6为图4中B处的放大示意图；

图7为本发明中中间肋、横梁、油箱蒙皮的剖视图；

图8为本发明中内边肋、横梁、油箱蒙皮的剖视图；

其中：1、连接组件；11、机翼前梁；12、安装肋；2、油箱本体；21、油箱蒙皮；22、骨架组件；221、横梁；2211、上缘条；2212、上竖向板；2213、上横板；2214、腹板；2215、下横板；2216、下竖向板；2217、下缘条；222、外边肋；223、中间肋；2231、中间连接段；2232、抑制段；2233、过油孔；2234、开口减载区；224、内边肋；225、工艺孔；226、环形口框；220、外缘条；3、燃油系统组件；4、密封口盖；I、上转折段；II、下转折段；100、机翼；200、机翼前缘。

具体实施方式

在本发明中，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”、“固定”等术语应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或成一体；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通或两个元件的相互作用关系。本申请所提及的"第一"、"第二"以及类似的词语并不表示任何顺序、数量或者重要性，而只是用来区分不同的组成部分。同样，"一个"或者"一"等类似词语也不表示数量限制，而是表示存在至少一个。在本申请实施中，“和/或”描述关联对象的关联关系，表示可以存在三种关系，例如，A和/或B，可以表示：单独存在A，同时存在A和B，单独存在B这三种情况。在本申请实施例的描述中，除非另有说明，“多个”的含义是指两个或两个以上。例如，多个定位柱是指两个或两个以上的定位柱。对于本领域的普通技术人员而言，可以根据具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。

下面对本发明进行详细说明。

如图1-图8所示：

一种可拆卸安装在无人机机翼前缘200的油箱，包括安装在机翼100内的连接组件1、与连接组件1连接且位于机翼前缘200一侧的油箱本体2、以及安装在油箱本体2上的燃油系统组件3；所述油箱本体2的外侧面与机翼前缘200的气动外形面共面且为无人机机翼前缘的升力特征面。

油箱可拆卸安装在机翼100内且其外侧面与机翼前缘200的气动外形面共面，本发明之所有将油箱设置在可拆卸安装在该位置，是因为机翼前缘200承载载荷占比较小，机翼前缘200与机翼100的连接载荷小，易实现机翼前缘200的独立结构与机翼100的机械连接；同时由于承载载荷小，使得油箱变形小，油箱漏油、渗油的风险小；同时将油箱设置在机翼前缘200，将增加机翼前缘200的重量，从而不需要额外增加结构来降低机翼前缘200的变形量；结构简单、实用性强。

在一些可能的实施方式中，为了有效的实现将油箱安装在机翼前缘200内，并使其不影响正常飞行；

所述油箱本体2包括与连接组件1连接且与机翼前缘200的气动外形面共面的油箱蒙皮21、与油箱蒙皮21配合且形成燃油容积腔的骨架组件22；所述油箱蒙皮21的截面呈U型结构且与骨架组件22胶接后形成截面呈D型结构的燃油容积腔。

本发明中油箱蒙皮21为油箱的外边界面，同时也作为机翼前缘200的气动外形特征面；油箱蒙皮21为蜂窝夹芯结构复材件，能够有效的提高整体刚度，所述油箱蒙皮21设置有油箱蒙皮21一体成型与连接组件1连接的机械连接层压板区、用于安装燃油系统组件3的燃油系统组件安装层板区、以及蜂窝夹芯区；其中蜂窝夹芯区的蜂窝夹芯厚度为4mm，主要用于增加油箱蒙皮21的弯曲刚度，抵抗因油压导致的变形；

在一些可能的实施方式中，为了有效的实现骨架组件22与连接件和油箱蒙皮21的连接；

所述骨架组件22包括沿机翼100长度方向设置的横梁221、安装在横梁221上且位于油箱内的肋组件；

如图4所示，所述肋组件包括设置在横梁221靠近机翼前缘200外侧一端的外边肋222、设置在横梁221靠近机翼前缘200内侧一端的内边肋224、以及位于外边肋222与内边肋224之间的中间肋223。

油箱蒙皮21与内边肋224、外边肋222、中间肋223的接触面之间通过结构胶进行二次胶接固化，形成截面形状为D字形的燃燃油容积腔；

所述中间肋223将油箱本体2的燃油容积腔分隔成两个容积腔段。

在一些可能的实施方式中，为了有效的增加燃油容积腔的容积，并有效的实现与连接组件1的有效连接；

如图5、图7所示，所述横梁221的截面呈弓字形结构，包括由上至下依次连接的上缘条2211、上转折段I、腹板2214、下转折段II、下缘条2217；

其中，所述上转折段I与上缘条2211之间形成开口设置在靠近连接组件1一侧的卡槽一，所述下缘条2217与下转折段II之间形成开口朝向机翼前缘200一侧的卡槽二，即卡槽二开口设置在靠近连接组件1一侧，所述上转折段I、腹板2214、下转折段II依次连接形成开口朝向机翼前缘200一侧的U型槽，即U型槽的开口设置的远离连接组件1的一侧；

其中，上缘条2211与下缘条2217的外侧分别与油箱蒙皮21的内侧进行胶接连接；

外边肋222、内边肋224、中间肋223安装在U型槽内且伸入燃油容积腔内与油箱蒙皮21的内侧面胶接；

进一步的，内边肋224、外边肋222、中间肋223与U型槽的内表面通过结构胶进行胶接连接，以形成油箱的纵向和横向边界面。

为了使得整个燃油容积腔内不会存在死油，所述中间肋223的外侧面与下转折段II之间形成与燃油容积腔连通的过油孔2233；当然，中间肋223的外侧面与上转折段I之间也可形成与燃油容积腔连通的过油孔2233；

燃油容积腔被中间肋223分割为两个容积腔段，通过过油孔2233将两个容积腔段连通，从而避免燃油容积腔内死油的存在，实现油箱本体2无死油的目；

在一些可能的实施方式中，为了有效的实现连接组件1与油箱本体2的连接；

所述连接组件1包括沿机翼100展向设置的机翼前梁11、安装在机翼前梁11靠近油箱本体2一侧且平行设置的两组安装肋12；所述机翼前梁11、两组安装肋12分别与油箱蒙皮21连接；

所述油箱本体2位于两组安装肋12之间，其中所述外边肋222和内边肋224位于两组安装肋12之间；

所述机翼前梁11的截面呈C型结构，包括上翼板、中腹板和下翼板；其开口设置朝向机翼前缘侧且与呈弓字形结构的横梁221套合布置；即上转折段I、腹板2214、下转折段II伸入C型结构内；从而尽可能的增大燃油容积腔的容积，提升油箱燃油装载量；

上转折段I包括与腹板2214顶部连接的上横板2213、与上横板2213连接且与中腹板平行的上竖向板2212，上缘条2211与上竖向板2212远离上横板2213的一侧连接；

下转折段II包括与腹板2214底部连接的下横板2215、与下横板2215连接且与中腹板平行的下竖向板2216，下缘条2217与下竖向板2216远离下横板2215的一侧连接；上横板2213与下横板2215平行设置且与腹板2214配合形成U型槽；

上缘条2211的外侧面、内边肋224的外侧面、外边肋222的外侧面、中间肋223的外侧面作为胶接面与油箱蒙皮21的内侧面连接。

如图8所示，腹板2214位于机翼前梁11的C型结构内，上横板2213与下横板2215的一端伸入机翼前梁11的C型结构内与腹板2214连接，上横板2213与下横板2215的另外一端伸出机翼前梁11的C型结构与对应的上竖向板2212或下竖向板2216连接；

机翼前梁11的上翼板、下翼板将分别位于上横板2213与下横板2215的外侧，且相互之间形成间隙；油箱蒙皮21将与上翼板和下翼板实现螺接；上横板2213与上翼板的外侧面共面形成与油箱蒙皮21顶部内侧面连接的面、下横板2215与下翼板的外侧面共面形成与油箱蒙皮21底部内侧面连接的面。

在一些可能的实施方式中，

两组所述安装肋12中位于机翼100内侧的安装肋12为内侧油箱安装肋采用铝合金材料制成，位于机翼100外侧的安装肋12为外侧油箱安装肋采用碳纤维复合材料层压板制成；所述横梁221采用碳纤维层压板制成。

机械连接层压板区的外侧面与油箱蒙皮的外侧面在同一平面上，其为整个油箱在机翼100上的安装连接功能区，包括与机翼前梁11通过沉头螺栓和托板螺母机翼连接的前梁缘条连接层板区、与内侧油箱安装肋通过沉头螺栓和托板螺母连接的机翼内侧油箱安装肋连接层板区、以及与外侧油箱安装肋通过沉头螺栓和托板螺母连接的机翼外侧油箱安装肋连接层板区。

内侧油箱安装肋12位于机翼内侧油箱安装肋连接层板区、外侧油箱安装肋12位于机翼外侧油箱安装肋连接层板区；

在机翼内侧油箱安装肋连接层板区制沉头孔，再通过沉头螺栓及托板螺母组件分别与上翼板、下翼板进行机械连接；在机翼外侧油箱安装肋连接层板区制沉头孔，再通过若干沉头螺栓及托板螺母组件分别与上翼板、下翼板进行机械连接；同时在前述的机械连接区位置，在组装完成后还将采用结构胶进行胶接连接。

在一些可能的实施方式中，为了便于在油箱本体2组装完成后，能够实现对于油箱内部进行密封操作；

所述外边肋222、内边肋224、以及腹板2214上分别设置有用于密封且与燃油容积腔连通的工艺孔225；工艺孔225呈圆形，工艺孔225为后期油箱内部密封操作的施工通道，用于组装完成后对油箱本体内部的密封边界摸涂密封胶，以进行油箱各密封缝边界的缝外密封操作；

所述横梁221的外侧设置有与工艺孔225配合安装的密封口盖4；

优选的，密封口盖4分别与外边肋222、内边肋224、腹板2214之间安装有密封垫；

在一些可能的实施方式中，为了便于密封胶的摸涂所述腹板2214上的工艺孔225为多个且沿机翼100展向设置；

由于横梁221采用碳纤维层压板制成，厚度较薄，对此在所述腹板2214的内侧设置有与多个工艺孔225一一对应设置的环形口框226，密封口盖4通过沉头螺栓和气密托板螺母组件与环形口框226连接，以保证密封效果。环形口框226的设置将对于横梁221与密封口盖4的连接进行有效的加强。

在一些可能的实施方式中，

所述外边肋222与内边肋224的结构相同，包括套合安装在横梁221的U型槽内的连接段、与连接段一体成型且伸入燃油容积腔内与油箱蒙皮21连接的安装段；所述安装段的截面呈C型结构；这里所描述的横梁221的U型槽为上转折段I、腹板2214、下转折段II依次连接形成开口朝向机翼前缘200一侧的U型槽；

为了有效的减小燃油压力或增压导致的油箱蒙皮21变形，以保持无人机在机动飞行中，前缘油箱处于较大燃油内压作用状态下，无人机的机翼前缘200气动外形仍能满足无人机的气动性能要求；本发明中间肋223将作为油箱本体2的变形抑制肋；中间肋223的远离横梁221的一侧与油箱蒙皮21的内侧之间形成小腔室，该小腔室呈D字型为开口减载区2234；

如图6、7所示，中间肋223包括部分安装在U型槽内且另外一部分伸入燃油容积腔的中间连接段2231、与中间连接段2231且位于燃油容积腔内的抑制段2232，抑制段2232的上下两侧与油箱蒙皮21胶接；抑制段2232远离中间连接段2231的一侧与油箱蒙皮21的内侧面之间形成D字型的开口减载区2234；抑制段2232分别靠近中间连接段2231的一侧与下竖向板2216、上竖向板2212之间形成过油孔2233。

为了保证在油箱本体2组装时，内边肋224、外边肋222、中间肋223与油箱蒙皮21的胶接面接触间隙均匀且满足胶接胶层厚度要求；

如图6所示，在所述安装段、中间肋223的外侧设置有与油箱蒙皮21胶接的外缘条220，所述外缘条220的宽度D大于外边肋222或内边肋224的厚度d。

在一些可能的实施方式中，

所述燃油系统组件3包括安装在油箱本体2上且分别位于燃油系统组件3安装层板区的通气浮子阀、加油口底座、安装在通气浮子阀外侧的通气阀整流罩、放油口底座、以及输油管接头；

所述通气浮子阀、加油口底座、通气阀整流罩分别安装在油箱本体2的上方且位于油箱本体2靠近机翼前缘200外侧的一侧；所述放油口底座安装在油箱本体2的底部且位于油箱本体2靠近机翼前缘200内侧的一侧；所述输油管接头设置在内边肋224上。

本发明中油箱蒙皮21的机翼前梁11缘条连接层板区、机翼内侧油箱安装肋连接层板区、机翼外侧油箱安装肋连接层板区为油箱在机翼100上的安装连接功能区，且通过沉头螺栓和托板螺母实现与机翼前梁11、内侧油箱安装肋12和外侧油箱安装肋12的连接；同时通过该组沉头螺栓实现拆卸操作，基于此种连接设计，本发明的油箱的安装和拆卸均具有良好的操作性；

一种可拆卸安装在无人机机翼前缘200的油箱的成型方法，具体包括以下步骤：

步骤S1:油箱本体中各部件铺贴及固化成型；

油箱本体2中各部件铺贴及固化成型，在油箱各个零件的成型模具上按设计的铺层顺序进行各个零件的铺贴操作，铺贴完成的零件移进热压罐中，设定好成型温度、压力等成型工艺参数后，进行一定时间的固化成型；这里的各部件包括油箱蒙皮21、横梁221、内边肋224、外边肋222、中间肋223、密封口盖4；

其中，在油箱蒙皮21两端前缘处预留工艺耳片，并在固化脱模后需进行合模，检查贴膜度；

横梁221、内边肋224、外边肋222、中间肋223内缩0.5mm，以预留脱模回弹量和胶接胶层厚度；

步骤S2：油箱本体中各部件制孔；

在固化成型后的油箱蒙皮21、横梁221、内边肋224、外边肋222上制出工艺孔225、以及其他燃油组件安装孔；

步骤S3:利用定位工装对油箱蒙皮21进行装夹定位，这里所描述的装夹定位是指：在油箱蒙皮21的两端及中间位置用外形卡板工装托住油箱蒙皮21，然后调整油箱蒙皮21的外形，制作工艺耳片与定位孔，再在油箱蒙皮21内表面通过销棒和内型定位块将油箱蒙皮21撑开、压住并固定在外形卡板工装上，从而完成油箱蒙皮21的装夹定位；

步骤S4:油箱本体2中骨架组件22装夹定位；

这里所述的骨架组件22包括横梁221、内边肋224、外边肋222、中间肋223；

通过两端定位器定位内边肋224、外边肋222，以及定位工装定位中间肋223；

然后检查内边肋224、外边肋222、中间肋223与油箱蒙皮21的待胶接面间隙分布情况，并根据上述间隙分布情况，对内边肋224、外边肋222、中间肋223的外缘条220进行打磨，控制内边肋224和外边肋222与油箱蒙皮21的胶接面配合间隙在0.1～0.3mm以内；

在内边肋224、外边肋222、中间肋223与油箱蒙皮21的待胶接面上均匀的涂上常温固化结构胶，并用合适数量的弓形夹夹紧上述待胶接面；

将横梁221与油箱蒙皮21、内边肋224、外边肋222、中间肋223的待胶接面采用砂纸打磨，使待胶接面的粗糙度达到胶接工艺要求，使用工装定位横梁221；

然后检查、控制横梁221与油箱蒙皮21、内边肋224、外边肋222、中间肋223的待胶接面的配合间隙在0.1～0.3mm以内，在横梁221与油箱蒙皮21、内边肋224、外边肋222、中间肋223的待胶接面上均匀涂上常温固化结构胶，并用合适数量的弓形夹夹紧上述待胶接面；

步骤S5:油箱蒙皮21、骨架组件22常温胶接固化及无损检测；

按照所用的常温结构胶的使用规范进行胶接，并对骨架组件22与油箱蒙皮21的待胶接面用合适数量的弓形夹夹紧，以对待胶接面施加适宜的胶接压力，静置一定时间后结构胶固化完成，形成自密封的结构油箱；

待固化成型完成后，进行无损检测，检查胶接缺陷，并对胶接缺陷区进行加钉连接操作；

步骤S6:油箱本体2缝外密封施工；

通过横梁221的腹板2214、内边肋224和外边肋222上的工艺孔225，将密封剂均匀摸涂在胶接界面的边线处，以进行油箱的缝外密封操作；

步骤S7：安装燃油系统组件3及密封口盖4。

本发明中油箱蒙皮21、横梁221、内边肋224、外边肋222、中间肋223、密封口盖4等结构件先各自固化成形，再采用结构胶对上述各结构件的胶接面进行二次胶接固化，以形成油箱本体2，再通过工艺孔225，将密封剂均匀摸涂在各部件的胶接界面边线处，以达到对油箱本体2内进行密封操作；摸涂完毕后通过密封口盖将工艺孔225封闭。

在油箱横梁221、油箱蒙皮21、内边肋224、外边肋222上制出燃油系统组件3及密封口盖4的机械连接螺栓孔并安装上气密托板螺母，然后安装燃油系统组件3和密封口盖4，完成组装。

本发明并不局限于前述的具体实施方式。本发明扩展到任何在本说明书中披露的新特征或任何新的组合，以及披露的任一新的方法或过程的步骤或任何新的组合。

Claims (7)

1.一种无人机机翼前缘可拆式结构油箱，其特征在于，包括安装在机翼内的连接组件、与连接组件连接且位于机翼前缘一侧的油箱本体、以及安装在油箱本体上的燃油系统组件；所述油箱本体的外侧面与机翼前缘的气动外形面共面且形成无人机机翼前缘的升力特征面；所述油箱本体包括与连接组件连接且与机翼前缘的气动外形面共面的油箱蒙皮、与油箱蒙皮配合且形成燃油容积腔的骨架组件；所述油箱蒙皮的截面呈U型结构且与骨架组件配合形成截面呈D型结构的燃油容积腔；所述骨架组件包括沿机翼展向设置的横梁、与所述横梁和油箱蒙皮分别连接的肋组件；

所述横梁的截面呈弓字形结构，包括由上至下依次连接的上缘条、上转折段、腹板、下转折段、下缘条；所述上转折段与上缘条之间形成开口设置在靠近连接组件一侧的卡槽一，所述下缘条与下转折段之间形成开口设置在靠近连接组件一侧的卡槽二，所述上转折段、腹板、下转折段依次连接形成开口朝向机翼前缘一侧的U型槽；

所述连接组件包括沿机翼展向设置的机翼前梁、安装在机翼前梁靠近油箱本体一侧且平行设置的两组安装肋；所述机翼前梁、两组安装肋分别与油箱蒙皮连接；

所述机翼前梁的截面呈C型结构，其开口设置朝向机翼前缘侧且与横梁套合布置；所述上转折段、腹板、下转折段伸入C型结构内；所述油箱本体位于两组安装肋之间；

所述油箱蒙皮设置有与机翼前梁、两组安装肋分别螺接的机械连接层压板区、用于安装燃油系统组件的燃油系统组件安装层板区、以及蜂窝夹芯区；所述横梁采用碳纤维层压板制成。

2.根据权利要求1所述的一种无人机机翼前缘可拆式结构油箱，其特征在于，所述肋组件包括设置在横梁靠近机翼前缘外侧一端的外边肋、设置在横梁靠近机翼前缘内侧一端的内边肋、以及位于外边肋与内边肋之间的中间肋；所述中间肋将燃油容积腔分隔成两个容积腔段。

3.根据权利要求2所述的一种无人机机翼前缘可拆式结构油箱，其特征在于，所述外边肋、内边肋、中间肋安装在U型槽内且伸入燃油容积腔内与油箱蒙皮的内侧面胶接；所述中间肋的外侧面与下转折段之间形成与燃油容积腔连通的过油孔。

4.根据权利要求2所述的一种无人机机翼前缘可拆式结构油箱，其特征在于，所述外边肋、内边肋、以及腹板上分别设置有用于密封的工艺孔；所述横梁的外侧设置有与工艺孔配合安装的密封口盖。

5.根据权利要求4所述的一种无人机机翼前缘可拆式结构油箱，其特征在于，所述腹板上的工艺孔为多个且沿机翼展向设置，在所述腹板的内侧设置有与多个工艺孔一一对应设置的环形口框。

6.根据权利要求2所述的一种无人机机翼前缘可拆式结构油箱，其特征在于，所述外边肋与内边肋的结构相同，包括套合安装在横梁的U型槽内的连接段、与连接段一体成型且伸入燃油容积腔内与油箱蒙皮连接的安装段；所述安装段的截面呈C型结构；

所述中间肋远离U型槽一侧与油箱蒙皮的内侧面之间形成D字型的开口减载区；

在所述安装段、中间肋的外侧设置有与油箱蒙皮连接的外缘条，所述外缘条的宽度D大于外边肋或内边肋的厚度d。

7.一种如权利要求1-6任一项所述一种无人机机翼前缘可拆式结构油箱的成型方法，其特征在于，具体包括以下步骤：

步骤S1:油箱本体中各部件铺贴及固化成型；

步骤S2：油箱本体中各部件制孔；

步骤S3:油箱蒙皮装夹定位；

在油箱蒙皮的两端及中间位置用外形卡板工装托住油箱蒙皮，然后调整油箱蒙皮的外形，制作工艺耳片与定位孔，再在油箱蒙皮内表面通过销棒和内型定位块将油箱蒙皮撑开、压住并固定在外形卡板工装上，从而完成油箱蒙皮的装夹定位；

步骤S4:油箱本体中骨架组件装夹定位；

通过定位件定位内边肋、外边肋、中间肋；

检查内边肋、外边肋、中间肋与油箱蒙皮的待胶接面间隙分布情况，并根据间隙分布情况，对外缘条的外侧面进行打磨，控制内边肋和外边肋与油箱蒙皮的胶接面配合间隙在0.1～0.3mm以内；

在内边肋、外边肋、中间肋与油箱蒙皮的待胶接面上均匀的涂上常温固化结构胶，并用夹具夹紧待胶接面；

将横梁与油箱蒙皮、内边肋、外边肋、中间肋的待胶接面采用砂纸打磨，使待胶接面的粗糙度达到胶接工艺要求，定位横梁；

检查并控制横梁与油箱蒙皮、内边肋、外边肋、中间肋的待胶接面的配合间隙在0.1～0.3mm以内，在横梁与油箱蒙皮、内边肋、外边肋、中间肋的待胶接面上涂上常温固化结构胶，并用夹具夹紧待胶接面；

步骤S5:油箱蒙皮、骨架组件常温胶接固化及无损检测；

步骤S6:油箱本体缝外密封施工；

通过腹板、内边肋和外边肋上的工艺孔，将密封剂均匀摸涂在胶接界面的边线处，以进行油箱的缝外密封操作；

步骤S7：安装燃油系统组件及密封口盖。