CN209634717U - 一种中央翼预埋金属骨架 - Google Patents
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Abstract
本实用新型公开了一种中央翼预埋金属骨架。所述中央翼预埋金属骨架采用INVAR钢材料,整体机械加工成型;骨架两侧开设U型槽,中间部分开设减轻槽;中央翼与机身采用单侧三点连接,故预埋金属骨架采用三梁结构;后梁中间部分开设一系列螺纹孔,用于连接舵机安装座。本实用新型预埋于复合材料中央翼内。在复合材料机翼在固化成型过程中,INVAR钢骨架与复合材料热变形协调性优于其他常用金属材料,与其他金属材料相比降低了骨架、复合材料以及两者界面的热残余应力。本实用新型提升复合材料中央翼的整体刚度,加强机翼机身的连接强度,能够实现机翼弯矩在中央翼部分自平衡。
Description
技术领域
本实用新型涉及飞机的机翼结构,属于飞机结构设计领域。
背景技术
飞机结构中,上单翼或下单翼布局的飞机通常采用贯穿式机翼,此类机翼具有弯矩自平衡,结构效率高的特点。为了提升机翼的承载能力,满足变形设计要求,通常需要适当地加强中央翼。除了增加中央翼部分的结构尺寸,亦可预埋骨架结构,通过骨架参与承载变形,提升整体机翼的承载能力。
发明内容
本实用新型所要解决的技术问题是,提出一种中央翼金属骨架结构,通过在复合材料中央翼中预埋金属骨架,提升中央翼部分的承载能力与抗变形能力。
本实用新型的技术方案通过以下方式实现:
一种中央翼预埋金属骨架结构,所述骨架预埋于复合材料中央翼内,包括骨架主体、减轻槽、翼身连接孔与其他连接孔,所述骨架主体由若干相互平行的骨架梁相互连接而成,翼身连接孔于各骨架梁对称的设置,减轻槽设置在翼身连接孔之间,所述骨架梁由第一横梁及第二横梁相互连接制成,其他连接孔设置在第一横梁上。
所述骨架梁为INVAR钢梁,所述第一横梁与第二横梁的中部设置镂空的减轻槽,第一横梁上的减轻槽为整体结构,其设置位于对称的翼身连接孔之间;第二横梁上的减轻槽设置多个,其均匀分布在第二横梁的中部位置,避开所述的其他连接孔。
各个骨架梁两端在机翼平面内垂直于骨架梁的方向开设U形槽,骨架梁沿上下表面渐进增加尺寸。
所述第二横梁上设置若干连接孔,所述连接孔设置在第二横梁的中部顶端。
所述连接头截面为鸭嘴型,第一横梁设置两根,第二横梁设置一根。
本实用新型的有益效果是:
(1)INVAR钢材料具有与复合材料热膨胀系数相接近的特点。在固化过程中,中央翼与预埋金属骨架的热变形相协调,与其他金属材料相比降低了骨架、复合材料以及两者界面的热残余应力;
(2)预埋骨架整体机械加工而成,提升了骨架的整体强度与刚度;
(3)骨架两侧开设U型槽,一方面起到减轻结构重量的作用,一方面使该区域内机翼整体刚度渐近过渡,减缓由预埋金属骨架造成的刚度突变与复合材料内的应力集中;
(4)金属骨架采用三梁结构,可以实现对中央翼与机身单侧三点连接的加强作用;
(5)骨架后梁中间部分开设一系列螺纹孔,方便连接舵机安装座。
附图说明
图1为本实用新型的结构示意图。
图2为本实用新型俯视示图。
图3为本实用新型一个实施例示意图。
其中:1-第一横梁、2-第二横梁、3-连接头、1.1-减轻槽,1.2- U型槽,1.3-其他连接孔、1.4-翼身连接孔, 2.1-复合材料中央翼,2.2-预埋金属骨架。
具体实施方式
下面对本发明做进一步的详细说明:
本实用新型涉及一种中央翼预埋金属骨架,如图1所示,所述骨架预埋于复合材料中央翼内,包括骨架主体、连接头3,所述骨架主体由若干相互平行的骨架梁相互连接而成,在每个骨架梁的两端设置连接头3,于各骨架梁设置对称的翼身连接孔1.4。
具体的说,所述骨架梁为INVAR钢梁,所述骨架梁由第一横梁1及第二横梁2相互连接制成,所述第一横梁1与第二横梁2的中部设置镂空的减轻槽1.1,第一横梁上的减轻槽1.1为整体结构,其设置在第一横梁1的翼身连接孔1.4之间;第二横梁2上的减轻槽1.1设置多个,其均匀分布在第二横梁2的中部位置,本实用新型中所述的第一横梁1设置两根,第二横梁2设置一根。
各个骨架梁两端在机翼平面内垂直于骨架梁的方向开设U形槽1.2,使骨架梁沿上下表面渐进增加尺寸,使该区域内机翼整体刚度渐近过渡,减缓由预埋金属骨架造成的刚度突变与复合材料内的应力集中。
所述第二横梁2上还设置若干其他连接孔1.3,所述的其他连接孔1.3设置在第二横梁2的中部顶端。设置其他连接孔1.3令舵机座的安装显得更加便利,本实用新型中,第二横梁2上的减轻槽1.1避开其他连接孔1.3设置。
所述连接头3的截面为鸭嘴型,连接头设置为鸭嘴型可以有效保证骨架与机翼的连接稳定,确保在使用过程中机翼的稳定不受影响。
本实用新型作为复合材料中央翼的增强件,采用INVAR钢按照数模整体机械加工为三梁式结构,骨架中间部分开设减轻槽,两侧开设U型槽。在设计螺纹孔的位置开设底孔。为了防止碳纤维复合材料与INVAR钢发生电化学腐蚀,在INVAR钢骨架外包裹一层玻璃纤维编织布后,预埋在复合材料中央翼内。待机翼固化成型后,采用钻模扩孔后攻螺纹。
图3为本发明在某型无人机机翼结构上的应用,其中:2.1-复合材料中央翼,2.2-预埋金属骨架。
以上仅是本实用新型的具体实施例,对本发明创造的保护范围不构成任何限制;其可扩展应用于复合材料结构工艺成型领域,凡采用等同变换或者等效替换而形成的技术方案,均落在本发明创造权利保护范围之内。
Claims (4)
1.一种中央翼预埋金属骨架,所述骨架预埋于复合材料中央翼内,其特征在于:包括骨架主体、减轻槽、翼身连接孔与其他连接孔,所述骨架主体由若干相互平行的骨架梁相互连接而成,翼身连接孔于各骨架梁对称的设置,减轻槽设置在翼身连接孔之间,所述骨架梁由第一横梁及第二横梁相互连接制成,其他连接孔设置在第一横梁上;
所述骨架梁为INVAR钢梁,所述第一横梁与第二横梁的中部设置镂空的减轻槽,第一横梁上的减轻槽为整体结构,其设置位于对称的翼身连接孔之间;第二横梁上的减轻槽设置多个,其均匀分布在第二横梁的中部位置,避开所述的其他连接孔。
2.根据权利要求1所述的一种中央翼预埋金属骨架,其特征在于:各个骨架梁两端在机翼平面内垂直于骨架梁的方向开设U形槽,骨架梁沿上下表面渐进增加尺寸。
3.根据权利要求1所述的一种中央翼预埋金属骨架,其特征在于:所述第二横梁上设置若干连接孔,所述连接孔设置在第二横梁的中部顶端。
4.根据权利要求1所述的一种中央翼预埋金属骨架,其特征在于:所述连接头截面为鸭嘴型,第一横梁设置两根,第二横梁设置一根。
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2018
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