CN117681503A - 一种用于民用客机手推餐车顶板的复合板 - Google Patents

Abstract

本发明涉及飞机餐车技术领域，特别是一种用于民用客机手推餐车顶板的复合材料及其制备方法。该发明旨在克服现有飞机餐车顶板材料的缺陷，如重量过重、耐温性不足和环保问题，提供一种新型复合材料替代方案。本复合材料结构包括外层和内层的高性能碳蒙皮，中间层的胶膜，以及核心的蜂窝纸板层。碳蒙皮为顶板提供坚固外壳，保护内部结构；胶膜起到粘结和减震作用；蜂窝纸板则大幅降低重量并提供优良的抗压和抗冲击性能。此外，蜂窝纸板四周由四根碳管加固，以发泡胶粘接，增强顶板的整体稳定性和耐用性。本发明通过其轻量化、高强度和优异韧性的复合材料，显著改善飞机餐车顶板的性能，提高运输效率，减少燃油消耗。同时，其高度稳定和耐用的特性，确保了飞机餐车在复杂飞行环境中的安全可靠性，满足现代航空工业对高效能和环保的严格要求。

Description

一种用于民用客机手推餐车顶板的复合板

技术领域

本发明涉及飞机餐车技术领域，特别涉及一种飞机餐车顶板的复合材料及其制备方法。

背景技术

在设计和制造飞机餐车时，材料的选择对于确保产品轻量、高强度和耐用性至关重要。餐车的顶板需要承载食物、餐具和饮料，同时能够抵抗飞机飞行时的振动和冲击。

传统飞机餐车顶板通常采用铝合金、不锈钢、玻璃纤维复合材料、或塑料等材料制成。然而，这些材料存在各种问题，如铝合金较重、玻璃纤维复合材料不适用于高温环境、塑料材料易氧化，难以回收和降解，同时具有较差的强度和刚度，此外，对于传统材料来说，当物品放在餐车顶板上时，材料四周会翘起，稳定性较差。因此，本发明旨在提供一种新型材料，用于替代传统餐车顶板材料。

发明内容

(一)解决的技术问题

本发明旨在解决传统飞机餐车顶板材料存在的问题，提出一种新型复合材料，专为民用客机手推餐车顶板设计。该复合材料结构包括核心的蜂窝纸板，以及紧密包裹在其周围的高性能碳蒙皮和胶膜。四周围绕的碳管进一步增强了顶板的整体稳定性，同时降低了重量和成本。这种环保且高效的设计显著提升了顶板的力学性能，满足现代航空工业的需求。

因此，有必要发明一种用于民用客机手推餐车顶板的复合材料，以解决上述问题。

(二)技术方案

为了实现本发明专利的目的，本发明所采用的技术方案为：

详细来说，这种复合材料的构造如下：最外层即第一层和第五层是由高性能碳蒙皮构成，它们为整个结构提供坚固的外壳，保护内部层免受外部环境的侵扰；中间的第二层和第四层由一种名为胶膜的材料构成，它起着粘结剂的作用，同时还提供了一定的减震功能；位于核心位置的第三层是被碳管包围的蜂窝纸板，该材料的蜂窝结构不仅大幅度减轻了整体重量，同时还因其特殊的几何结构而提供了出色的压缩与抗冲击性。

所述材料第三层蜂窝纸板四周有四根碳管，其重量为其设计考虑了最大化稳定性与耐用性。具体来说，碳管通过精密加工配合蜂窝纸板边缘形成一种互锁结构，碳管与蜂窝纸板之间使用胶膜连接。这种连接方式确保了飞机餐车在经历剧烈振动或强力撞击时，各部分仍能紧密相连，防止结构松动或破裂。

优选地，一种飞机餐车顶板复合材料中的碳蒙皮，材料为碳纤维，其特征在于重量轻的同时拥有良好的强度和刚度，且较为环保。通过采用此种材料，可以制造出既轻便又结实的飞机餐车，这样的餐车在提高运输效率的同时，减少了飞机的燃油消耗和运营成本。由于材料具有高弹性模量和高拉伸强度，飞机餐车能够在长期使用中保持稳定性和耐久性，即便在高负载或者在经历剧烈振动的飞行条件下也不容易损坏。

优选地，一种飞机餐车顶板复合材料中的胶膜，其特征在于其重量轻，成本较低，强度和刚度较好的同时，拥有良好的减震和减振性。通过采用此种复合材料中的胶膜，飞机餐车顶板不仅具有了轻量化和成本效益，还提升了其结构强度和刚度，确保了在飞行过程中的稳定性和耐用性。特别是，胶膜材料的良好减震和减振性能，能够有效地吸收和分散飞机在运行中产生的振动，为飞机餐车内的物品提供额外的保护，减少因飞行中的颠簸或者降落冲击而对餐具和食物造成的损害。

优选地，一种飞机餐车顶板复合材料中的蜂窝纸板，其特征在于重量较轻，密度较低，同时在保持良好强度和刚度的前提下，可以有效减少材料的使用并降低成本。这种轻质的蜂窝纸板在提高飞机整体燃油效率和降低运行成本方面发挥着关键作用。由于其优异的力学属性，蜂窝纸板能够在不牺牲性能的情况下实现结构的轻量化，这对于航空器设计至关重要。此外，这种材料的使用降低了生产过程中的资源消耗，从而在满足现代航空工业对成本和性能双重要求的同时，提高了生产的经济效率。

优选地，一种飞机餐车顶板第三层蜂窝纸板周围的四根碳管，其特征在于重量轻，强度和刚度较好的同时，它们增加了整体结构的稳定性和抗冲击能力。这些碳管被巧妙地设计来加固蜂窝纸板的周边，从而在承受外力，如振动和冲击时，有效地分散应力，防止材料变形或损坏。此外，碳管的轻量化特性有助于减少整体餐车顶板的重量，进而降低飞机的燃油消耗，并提升燃油效率。这种创新的结构设计使得飞机餐车顶板不仅在性能上优越，同时也在环保和经济效率方面表现出色。

优选地，一种用于第三层蜂窝纸板四周四根碳管连接的发泡胶，其特征在于其自身的膨胀特性，能够在应用时填充并适应碳管与蜂窝纸板之间的微小间隙。这种发泡胶在固化过程中轻微膨胀，确保了碳管与蜂窝纸板之间的紧密和均匀粘接，从而提供增强的结构支持和优异的缓冲能力。其泡沫状结构有效吸收飞行中的振动和冲击，减轻对顶板的应力。此外，发泡胶的耐温性和耐化学品性保证其在各种环境条件下的稳定性能，同时其环保特性确保了顶板的可持续使用，不增加环境负担。

(三)与现有技术相比，本发明的有益效果是：

1.轻质：相较于传统材料，本发明中采用的碳蒙皮在保持高强度和优秀耐久性的同时，显著减轻了整体重量。这种轻质特性对于航空器等对重量敏感的应用领域尤为重要，因为它有助于提高燃油效率，降低运行成本，并可能提高性能和载荷能力。此外，轻质材料的使用还有利于减少整体结构的应力和疲劳，从而延长产品的使用寿命和提高安全性。

2.韧性：由于本复合材料主要由碳纤维构成，它展现出卓越的韧性和弹性。这种材料能在承受力的作用下弯曲而不易破裂，大大增强了顶板在面对冲击和压力时的耐用性。此外，碳纤维的这一特性有助于减少顶板在日常使用中的损坏风险，尤其在频繁开合或运输过程中，能有效抵抗断裂和变形。

3.高强度：本发明的复合材料通过融合几乎全碳纤维结构与蜂窝纸板的优点，提供了出色的高强度性能。碳纤维为顶板提供了坚固的支撑，而蜂窝纸板的独特结构则增加了抗压能力和轻质性，使得顶板能够承载更多物品而不失形。这种高强度设计确保了餐车内的物品能够有序地摆放和稳固固定，即使在颠簸的飞行中也不易发生混乱或移位。

4.稳定性：在飞机餐车顶板设计中，第三层的蜂窝纸板通过四根碳管进行加固，增强了整体的结构稳定性。同时，碳管与连接件之间的连接采用特制的发泡胶，这种发泡胶不仅在固化过程中能够填充细微空隙，增强连接的密封性，还因其独特的粘性和膨胀性质提供额外的抗震和抗冲击能力。这种设计极大地提升了飞机餐车顶板的整体稳固度，确保在飞行过程中的振动和其他机械应力下，结构保持牢固和完整，从而提高了安全性和耐用性。

5.环保性：本发明的复合材料在环保方面表现出色，特别是与传统塑料材料相比。碳纤维和蜂窝纸板的结构不仅保证了顶板的性能，同时也支持更高的环保标准。这种材料易于回收和生物降解，显著减少了对环境的影响。在航空工业中，这种环保优势尤为重要，因为它有助于减少飞机的整体碳足迹，符合可持续发展的需求。此外，发泡胶等连接材料也被精心选择，以确保整体设计的环保性，使得复合材料在生命周期结束时更容易进行处理和再利用。这种环保和可持续性的特点，不仅提升了产品的市场竞争力，也体现了对未来环境责任的承担。

附图说明

为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例

或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍

图1为复合板图。

图2为复合板的截面图。

图3为复合板第三层的俯视图。

图1中：1，7，上，下表面碳蒙皮，2，蜂窝，3，6，胶膜，4，连接件。

图2中：1，7，碳蒙皮，103，5，碳管，3，6，胶膜。

图3中：101，103，105，5，碳管，4，102，104，106，发泡胶连接件，2，蜂窝

具体实施方式

下面将结合本发明专利实施例中的附图，对本发明专利的技术方案，进行完整，清晰地描述，所描述的实施例仅仅是本发明中一部分实施例，而不是全部实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。

如图1，本发明展示的是飞机餐车顶板复合材料的截面图。该复合材料构造是为了实现高强度、高耐冲击性和轻量化的目标而精心设计的。复合材料的最外层和最内层均为碳蒙皮，这两层提供了坚硬的外壳，保护内部结构不受外界冲击。

碳蒙皮之间夹有两层粘性较高的胶膜，以及一个位于核心的蜂窝纸板层。胶膜作为粘合层，不仅联结了各个层面，还提供了一定的防震吸能功能。在冲击发生时，胶膜层能够部分吸收和分散冲击力，减轻对核心蜂窝结构的直接冲击。而蜂窝结构因其独特的几何形态，提供了优秀的抗冲击和抗压性能，即便在重物的冲击下，也能够保持形态并分散压力，避免材料层间的损坏。

如图2所示，复合材料中第三层的蜂窝纸板四周被四根碳管紧密包裹，并通过胶膜与蜂窝纸板紧密连接。碳管之间的连接则由连接件和发泡胶实现，这样的设计既增强了整体结构，又提供了必要的支撑。碳管在设计上不仅作为增强筋，还在承受上部载荷时提供额外的强度和稳定性。

粘合剂的选择基于其优良的粘附性，特别是对碳纤维的粘接，以及出色的温度和压力变化耐受能力，确保在各种飞行条件下保持结构完整性。此外，这些碳管在受到冲击时能与蜂窝纸板协同工作，利用高弹性模量迅速恢复原状，从而减轻冲击可能造成的凹陷或损伤，维护顶板的完整性。通过这种精心设计的结构，本发明的飞机餐车顶板在保持轻量化的同时，显著提高了其在恶劣飞行环境中的耐冲击性和长期耐用性。

所述碳蒙皮具有优秀的力学性能和耐化学品性，使其在多种环境条件下表现出色。其成型能力强，能够在复杂设计中保持稳定形态，同时与其他材料展现出良好的兼容性，为复合材料提供坚固的外层保护。

所述胶膜在粘接方面表现出色，同时具备良好的耐化学品性和耐老化性。这种胶膜易于回收和生物降解，对环境友好。其具有良好的粘接强度，可确保各层之间的牢固连接和减震性能。

所述蜂窝纸板以其出色的力学性能和耐化学品性脱颖而出，适用于高性能的应用场景。其蜂窝结构优化了整体轻量化设计，同时保证了与其他材料的良好兼容性。蜂窝纸板的形状和排列方式被特别设计，以最大化其力学性能，提供优秀的抗压和减震效果。

所述的四根碳管在维持轻量化的同时，提供卓越的力学性能和耐化学品性，适合在多种环境条件下使用。这些碳管易于成型，并与复合材料中的其他组成部分具有良好的兼容性，增强了整体结构的稳定性和耐久性。

所述的发泡胶在连接和固化过程中展现出强大的粘接能力，适应多种应用需求。其独特的膨胀特性有助于提高结构的密封性和整体稳定性。发泡胶的耐化学品性和耐老化性使其成为一种持久可靠的粘接解决方案。

在应对冲击力时，本发明的复合材料通过其独特的多层结构实现冲击力的分散和抵消。当外部冲击力作用于餐车顶板时，外层的碳蒙皮首先承受并分散部分冲击力，这种高性能碳纤维材料因其高弹性模量和强度能够有效吸收和分散冲击能量。

夹在碳蒙皮层之间的胶膜层起到进一步的冲击吸收作用，其粘性和减震性质能够减少冲击传递到内部结构的程度。核心的蜂窝纸板层因其独特的几何结构，提供了优异的抗冲击性能，它的蜂窝形状能够在冲击发生时承受压力而不易变形，有效分散并吸收剩余的冲击力。

蜂窝纸板四周的碳管不仅增强了顶板的整体结构稳定性，而且在承受冲击时为蜂窝纸板提供额外的支撑。这些碳管与蜂窝纸板之间的发泡胶连接，由于其膨胀特性，能够在冲击时提供附加的缓冲作用，进一步减轻冲击对内部结构的影响。通过这种综合的设计，本发明的复合材料能够在遭受冲击时有效地分散和吸收冲击力，保护餐车顶板免受损害，提高其在恶劣飞行环境中的安全性和耐用性。

以上所揭露的仅为本发明的具体实施方式，但本发明的保护范围并不仅限于此，任何熟悉本技术领域的技术人员在本发明的技术范围内，可轻易想到变化或变形，都应涵盖在本发明的保护范围之内。

Claims (8)

1.一种用于民用客机手推餐车顶板的复合材料，其特征在于，该复合材料包括：第一层和第五层为碳蒙皮(1,7)，作为复合材料的最外层和最内层，提供坚固的保护壳；第二层和第四层为胶膜(3,6)，位于碳板之间，起到粘结作用并具有减震功能；位于复合材料核心的蜂窝纸板层(2)，提供出色的抗冲击和抗压性能；四根碳管(5,101,103,105)，分布在蜂窝纸板周围，增强复合材料的整体结构强度；发泡胶粘连接件(4,102,104,106)用于将碳管与蜂窝纸板紧密结合，提升复合材料的稳定性和耐冲击能力。

2.根据权利要求1所述的复合材料，其特征在于，所述蜂窝纸板(2)的四周被四根碳管(5,101,103,105)紧密包裹，并通过发泡胶粘连接件(4,102,104,106)连接。发泡胶的应用提供了两个关键好处：首先，其膨胀性质保证了在固化过程中，碳管和连接件之间的缝隙被有效填充，从而提升结构的整体稳定性和密封性；其次，发泡胶的粘性确保了即使在极端温度和压力条件下，碳管之间的连接仍然牢固，防止结构松动或破裂。

3.根据权利要求1所述的复合材料，其特征在于，所述碳板(1,7)的设计考虑了多种环境因素，以确保其在广泛的应用条件下均保持稳定。其弹性模量和拉伸强度被优化，以适应从低温到高温的极端环境，同时保持轻量化。碳板的耐化学品性使其在面对腐蚀性物质时也能保持性能不变，这对于航空行业来说尤其重要。

4.根据权利要求1所述的复合材料，其特征在于，所述胶膜(3,6)不仅提供卓越的粘接强度，确保各层之间的稳定连接，而且其减震特性能有效吸收和分散冲击力，保护结构免受猛烈撞击或震动的损害。同时其耐化学品性和耐老化性确保了长期的可靠性和稳定性。

5.根据权利要求1所述的复合材料，其特征在于，所述蜂窝纸板(2)经过精心设计，具有优化的弹性模量和拉伸强度，这使其能够在承受重载时保持形状并吸收冲击。蜂窝孔的尺寸和排列方式被特别设计，以提供最大的抗压强度和减震能力，同时保持轻量化，这对于航空器的燃油效率和整体性能至关重要。

6.根据权利要求1所述的复合材料，其特征在于，所述碳管(5,101,103,105)的设计经过精密计算和优化，以确保它们不仅增强复合材料的整体结构稳定性，而且不会显著增加重量。碳管的弹性模量、拉伸强度和几何尺寸均被精确调整，以最大化其增强效果，同时保持复合材料的轻便性和耐用性。

7.根据权利要求1所述的复合材料，其特征在于，所述发泡胶粘连接件(102,103,105,106)中和碳管连接的发泡胶，具有独特的膨胀性和粘性特征，这不仅使得它在应用时能够填充碳管间的细微间隙，而且在固化后提供了极强的粘结力。这种发泡胶的耐温性和耐化学品性使其在多种环境下都能保持性能稳定，提供持久的保护。

8.一种利用权利要求1至7任一项所述复合材料的民用客机手推餐车顶板，其特征在于，该顶板采用上述复合材料的结构设计，兼具轻质、高韧性、高强度、环保及优秀稳定性的特点，满足现代航空工业的严格标准。