CN206939036U - 一种夹芯蒙皮结构 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了一种夹芯蒙皮结构，涉及飞机蒙皮技术领域。所述夹芯蒙皮结构包含：至少两层夹芯(1)，且每层所述夹芯(1)的两侧均设置有复合材料层合板(2)，所述复合材料层合板(2)与所述夹芯(1)的贴合面通过胶化固定。本实用新型的优点在于：本实用新型的结构的抗横向冲击损伤能力强，由于内部复合材料层合板的分割作用，多层夹芯结构具有更好的隔音、隔热等物理性能，对于非整体贯穿性的损伤也非常有利，可免于修复处理。在横向冲击载荷下，多层夹芯结构中内部复合材料层合板起到了将作用在冲击点局部的能量分散到整体夹芯结构上的作用，有效的抑制了内部复合材料层合板与夹芯间的脱胶、夹芯塌陷和整体贯穿等损伤模式的发生。

Description

一种夹芯蒙皮结构

技术领域

本实用新型涉及飞机蒙皮技术领域，具体涉及一种夹芯蒙皮结构。

背景技术

鸟撞飞机是航空界中一个带普遍性的问题。作为世界范围鸟撞资料中心的国际民航组织(ICAO)，每年收到4000至5000份鸟撞报告，大约平均每6次就有一次造成飞机损伤，平均一次鸟撞的经济损失约1.5万美元。由于鸟撞对飞行安全威胁大，代价高，已经越来越引起世界各国军航、民航系统的高度重视。

有资料显示，仅从1912年到1999年间，鸟撞在全世界就造成七起民航运输机重大飞行事故，死亡200多人。军用飞机鸟击事故还不在其中。全世界民航运输业每年因鸟撞就可能造成大约1300台发动机毁坏的损失。1993年国际民航组织41个成员国共发生鸟撞飞机事故3427起之多，由此造成的损失难以估计。欧洲各航空公司每年大约发生20起鸟撞发动机事故。根据美国航空局统计，从1993年到1995年，每年因野生动物造成民用飞机损坏的损失大约为1.53亿美元，飞机停飞63.5万小时，而其中就有95％左右的事故是由鸟撞造成的。

对于飞机各个部件中，机、尾翼、尾翼前缘这些迎风面是最容易遭受鸟体撞击的部位。鸟撞机、尾翼、尾翼将严重改变其气动外型；操纵拉杆被撞变形会导致飞机操纵困难；飞鸟击穿液压管路、燃油管路导致失火无法操纵；击穿电缆也会使飞机失去控制。因此，设计合适的能够抵御鸟撞的前缘结构现得尤为重要。

根据中国民用航空规章第25部(CCAR-25)规定：飞机机头、机、尾翼前缘等结构受到1.8公斤(4磅)重的鸟的撞击造成结构损伤的情况下，飞机必须能够完成该次飞行；另外，尾翼结构的设计必须保证飞机在与3.6公斤(8磅)中的鸟相撞之后，仍能继续安全飞行和着陆。

传统的夹芯结构通常由上下面板和一层芯材构成。当芯材结构受到低速冲击可能导致面板与芯材间脱胶、上面板损伤和芯材塌陷、整体贯穿等损伤和破坏，或者当外面板破坏后，水或者其它物质渗入芯材导致结构失效。另外，受损的夹层结构修复也比较困难。

实用新型内容

本实用新型的目的是提供一种夹芯蒙皮结构，以解决或至少减轻背景技术中所存在的至少一处的问题。

为了实现上述目的，本实用新型采用的技术方案是：提供一种夹芯蒙皮结构，包含：

至少两层夹芯，且每层所述夹芯的两侧均设置有复合材料层合板，所述复合材料层合板与所述夹芯的贴合面通过胶化固定。

优选的，所述夹芯蒙皮结构包含三层复合材料层合板和两层夹芯。

优选的，所述夹芯为蜂窝芯或泡沫芯。

优选的，所述复合材料层合板的厚度为0.5mm至1mm。

优选的，所述复合材料层合板为碳纤维层合板或玻璃纤维层合板。

优选的，所述夹芯的每层厚度为5mm至15mm。

本实用新型的有益效果在于：

本实用新型的夹芯蒙皮结构的抗横向冲击损伤能力强，由于内部复合材料层合板的分割作用，多层夹芯结构具有更好的隔音、隔热等物理性能，对于非整体贯穿性的损伤也非常有利，可免于修复处理。

在横向冲击载荷下，多层夹芯结构中内部复合材料层合板起到了将作用在冲击点局部的能量分散到整体夹芯结构上的作用，有效的抑制了内部复合材料层合板与夹芯间的脱胶、夹芯塌陷和整体贯穿等损伤模式的发生。

附图说明

图1是本实用新型一实施例的夹芯蒙皮结构的示意图。

图2是图1所示的夹芯蒙皮结构的另一方向示意图。

其中，1-夹芯，2-复合材料层合板。

具体实施方式

为使本实用新型实施的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本实用新型实施例中的附图，对本实用新型实施例中的技术方案进行更加详细的描述。在附图中，自始至终相同或类似的标号表示相同或类似的元件或具有相同或类似功能的元件。所描述的实施例是本实用新型一部分实施例，而不是全部的实施例。下面通过参考附图描述的实施例是示例性的，旨在用于解释本实用新型，而不能理解为对本实用新型的限制。基于本实用新型中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本实用新型保护的范围。下面结合附图对本实用新型的实施例进行详细说明。

在本实用新型的描述中，需要理解的是，术语“中心”、“纵向”、“横向”、“前”、“后”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“顶”、“底”“内”、“外”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本实用新型和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本实用新型保护范围的限制。

如图1、图2所示，一种夹芯蒙皮结构，包含两层夹芯1和三层复合材料层合板2，每层夹芯1的两侧均设置有复合材料层合板2，复合材料层合板2与夹芯1的贴合面通过胶化固定。在本实施例中，每层夹芯1的两侧使用独立的复合材料层合板，即相邻的两层夹芯1之间存在两层复合材料层合板2。可以理解的是，相邻的两层夹芯1之间共用1个复合材料层合板2。

可以理解的是，夹芯1的层数可以根据实际情况设定，且至少设置两层夹芯1，每层夹芯1的两侧均设置有复合材料层合板2，复合材料层合板2与夹芯1的贴合面通过胶化固定。例如，在一个备选实施例中，夹芯1设置有三层，复合材料层合板2设置有4层，每层夹芯1的两侧均设置有1层复合材料层合板2。

在本实施例中，夹芯1为蜂窝芯；可以理解的是，根据实际结构需要，夹芯1还可以采用泡沫芯。此种结构具有高强度、低密度、低成本的特点。

在本实施例中，复合材料层合板2的厚度为0.6mm；可以理解的是，复合材料层合板2的厚度还可以根据实际情况设定，例如，在一个备选实施例中，复合材料层合板2的厚度为0.8mm；在另一备选实施例中，复合材料层合板2的厚度为0.8mm；可以理解的是，根据复合材料层合板2的层数不同，当层数较多时，可以选择较薄的板；当层数交少时，可以选择较厚的板；所述复合材料层合板的厚度可以在0.5mm至1mm之间设定。

在本实施例中，复合材料层合板2为碳纤维层合板；可以理解的是，根据实际结构需求，复合材料层合板2还可以选用玻璃纤维层合板。

在本实施例中，夹芯1的厚度为10mm；可以理解的是，夹芯1的厚度还可以根据实际情况设定，例如，在一个备选实施例中，夹芯1的厚度为8mm；在另一备选实施例中，夹芯1的厚度为12mm；夹芯1的厚度可以根据实际夹芯的层数确定，当夹芯层加多时，可以选择厚度较小，当夹芯层数少时，可以选择厚度较大；夹芯1的每层厚度可以在5mm至15mm之间设定。

通过多层夹芯结构与传统结构性能的对比，可以看出，多层夹芯结构的抗横向冲击损伤能力明显优于传统结构，此外，由于复合材料层合板的分割作用，多层夹芯结构具有更好的隔音、隔热等物理性能，对于非整体贯穿性的损伤也非常有利，可免于修复处理。

数值模拟计算结果表明，在横向冲击载荷下，多层夹芯结构中间的复合材料层合板起到了将作用在冲击点局部的能量分散到整体芯材结构的作用，有效的抑制了复合材料层合板与夹芯间的脱胶、夹芯塌陷和整体贯穿等损伤模式的发生。

因此，多层夹芯结构具有良好的结构特性和优异的性能。

该结构采用厚度小、强度高、刚度大的复合材料层合板作为面板，而用密度小、厚度大、有一定抗剪切能力的蜂窝或者泡沫材料作为芯材，用胶接的方法把他们连接起来。夹层结构的主要特点是抗弯刚度大，可以在结构质量较小的情况下承受较大的弯曲载荷，同时，具有很好的抗撞击的能力，也就是吸能效果很好。

夹芯层提高了蒙皮的整体刚度，当遇到鸟体撞击时，通过夹芯的凹陷变形，延长了撞击时间，降低了撞击力，整个过程不断耗散鸟体动能，将鸟体的动能转化为结构的塑性变形能，使得鸟体的剩余动能较少。

最后需要指出的是：以上实施例仅用以说明本实用新型的技术方案，而非对其限制。尽管参照前述实施例对本实用新型进行了详细的说明，本领域的普通技术人员应当理解：其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分技术特征进行等同替换；而这些修改或者替换，并不使相应技术方案的本质脱离本实用新型各实施例技术方案的精神和范围。

Claims (6)

1.一种夹芯蒙皮结构，其特征在于，包含：

至少两层夹芯(1)，且每层所述夹芯(1)的两侧均设置有复合材料层合板(2)，所述复合材料层合板(2)与所述夹芯(1)的贴合面通过胶化固定。

2.如权利要求1所述的夹芯蒙皮结构，其特征在于：所述夹芯蒙皮结构包含三层复合材料层合板(2)和两层夹芯(1)。

3.如权利要求2所述的夹芯蒙皮结构，其特征在于：所述夹芯(1)为蜂窝芯或泡沫芯。

4.如权利要求3所述的夹芯蒙皮结构，其特征在于：所述复合材料层合板的厚度为0.5mm至1mm。

5.如权利要求4所述的夹芯蒙皮结构，其特征在于：所述复合材料层合板为碳纤维层合板或玻璃纤维层合板。

6.如权利要求3所述的夹芯蒙皮结构，其特征在于：所述夹芯(1)的每层厚度为5mm至15mm。