CN217706252U - 一种整体成型的复合材料垂尾 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了一种整体成型的复合材料垂尾，包括垂尾壳体，所述垂尾壳体底部连接垂尾底板，所述垂尾壳体内部设有前腹板和后腹板，所述前腹板和后腹板的前后两侧连接垂尾壳体内壁，形成两个工字梁，所述前腹板和后腹板通过腹板连接螺钉分别连接前接头和后接头，所述前接头和后接头通过底板连接螺钉固定连接垂尾底板，所述垂尾壳体内部填充有内部填充泡沫，所述垂尾壳体、前腹板和后腹板均为碳纤维复合材料制件，所述垂尾底板上开有垂尾与机体连接螺纹孔。本垂尾结构简单可靠、整体成型且生产制造易实现，生产效率高；生产成本低、刚度大；垂尾与机体之间连接形式简单可靠，两者拆装方便、高效。

Description

一种整体成型的复合材料垂尾

技术领域

本实用新型涉及飞行器设计技术领域，具体涉及一种整体成型的复合材料垂尾。

背景技术

无人机垂尾通常采用传统梁式结构、蜂窝夹层结构和整体数控结构。传统梁式结构一般用于高速无人机，加工制造工艺成熟可靠，但组成零件较多导致装配比较复杂；蜂窝夹层结构一般用于轻型无人机，这种结构具有重量轻、刚度大、材料利用率高、装配简单等优点；整体数控结构一般用于翼型剖面相对较薄的高速无人机，这种结构具有外形准确、气动性能好，刚度大、受力好，装配简单等有优点，但整个生产制造成本比较高。

无人机垂尾与机体之间一般采用单耳或双耳接头连接形式，这样可以保证连接的可靠性，但这种连接形式所需零件数量较多，重量较重，装配工艺复杂，装配效率较低，安装及拆卸周期较长且经济性不好。针对现有适合于高速无人机的垂尾结构一些共性问题，如成本高、重量较大、装拆比较困难等，本文给出一种既能够满足气动外形准确、结构刚度好，又能够满足快速拆装、重量轻、加工制造成本低的垂尾结构。

实用新型内容

本实用新型的目的在于提供一种整体成型的复合材料垂尾，以解决背景技术中提到的问题。为实现上述目的，本实用新型提供如下技术方案：一种整体成型的复合材料垂尾，包括垂尾壳体，所述垂尾壳体底部连接垂尾底板，所述垂尾壳体内部设有前腹板和后腹板，所述前腹板和后腹板的前后两侧连接垂尾壳体内壁，形成两个工字梁，所述前腹板和后腹板通过腹板连接螺钉分别连接前接头和后接头，所述前接头和后接头通过底板连接螺钉固定连接垂尾底板，所述垂尾壳体内部填充有内部填充泡沫，所述垂尾壳体、前腹板和后腹板均为碳纤维复合材料制件，所述垂尾底板上开有垂尾与机体连接螺纹孔。

优选的，所述前接头和后接头均为马氏体不锈钢材料制件。

优选的，所述垂尾底板为航空铝合金材料制件。

优选的，所述内部填充泡沫为聚氨酯泡沫。

优选的，所述前腹板和后腹板的前后两侧与垂尾壳体内壁之间形成的夹角之间填充有碳纤维单向带。

优选的，所述垂尾与机体连接螺纹孔设有两个。

本实用新型的技术效果和优点：本垂尾结构简单可靠、整体成型且生产制造易实现，生产效率高；生产成本低、刚度大；垂尾与机体之间连接形式简单可靠，两者拆装方便、高效。

附图说明

图1为本实用新型的结构示意图；

图2为本实用新型的内部结构示意图；

图3为本实用新型的横截面图；

图4为本实用新型与机体的连接图。

图中：1-垂尾壳体，2-前腹板，3-前接头，4-后腹板，5-后接头，6-内部填充泡沫，7-垂尾底板，8-腹板连接螺钉，9-垂尾与机体连接螺纹孔，10-底板连接螺钉，11-机体，12-连接螺栓，13-碳纤维单向带。

具体实施方式

为了使本实用新型的实现技术手段、创作特征、达成目的与功效易于明白了解，下面结合具体图示，进一步阐述本实用新型，在本实用新型的描述中，需要说明的是，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“连”、“连接”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接或是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以两个元件内部的连通。

实施例

如图1-图3所示的一种整体成型的复合材料垂尾，包括垂尾壳体1，垂尾壳体1底部连接垂尾底板7，垂尾壳体1内部设有前腹板2和后腹板4，前腹板2和后腹板4的前后两侧连接垂尾壳体1内壁，形成两个工字梁，前腹板2和后腹板4的前后两侧与垂尾壳体1内壁之间形成的夹角之间填充有碳纤维单向带13，从而增强工字梁结构强度；前腹板2和后腹板4通过腹板连接螺钉8分别连接前接头3和后接头5，前接头3和后接头5通过底板连接螺钉10固定连接垂尾底板7，垂尾壳体1内部填充有内部填充泡沫6，垂尾底板7上开有两个垂尾与机体连接螺纹孔9。其中垂尾壳体1、前腹板2和后腹板4均为碳纤维复合材料制件，前接头3和后接头5均为马氏体不锈钢材料制件，垂尾底7为航空铝合金材料制件，内部填充泡沫为具有一定的结构刚度的聚氨酯泡沫。

制造本垂尾时，将前腹板2、前接头3、后腹板4、后接头5、垂尾底板7、腹板连接螺钉8、底板连接螺钉10装配成整体；将装配体整体放置聚氨酯发泡模具中，并定位准确；在发泡模具中进行内部填充泡沫6的发泡固化；取出发泡整体件，并用粗砂纸进行打磨修锉、整形；在垂尾成型模中先铺贴垂尾半边碳纤维编织布预浸料，然后放置发泡整体件，最后铺贴垂尾另半边碳纤维编织布预浸料，合模固化形成垂尾壳体1；垂尾脱模修锉，形成垂尾成品；垂尾固化后，垂尾壳体1与前腹板2、后腹板4之间形成两个工字梁构型梁，并通过在两者夹角之间填充碳纤维单向13带增强工字梁结构强度。使用该垂尾时，通过连接螺栓12连接机体11，如图4所示。综上可知，本垂尾采用碳纤维预浸料模压成型工艺，整体结构在成型模具中一体加工制造而成，无需垂尾装配配型夹具或专用工装，具有良好的结构刚度，并且能够有效地降低制造成本。

最后应说明的是：以上所述仅为本实用新型的优选实施例而已，并不用于限制本实用新型，尽管参照前述实施例对本实用新型进行了详细的说明，对于本领域的技术人员来说，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，凡在本实用新型的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本实用新型的保护范围之内。

Claims (6)

1.一种整体成型的复合材料垂尾，包括垂尾壳体，其特征在于：所述垂尾壳体底部连接垂尾底板，所述垂尾壳体内部设有前腹板和后腹板，所述前腹板和后腹板的前后两侧连接垂尾壳体内壁，形成两个工字梁，所述前腹板和后腹板通过腹板连接螺钉分别连接前接头和后接头，所述前接头和后接头通过底板连接螺钉固定连接垂尾底板，所述垂尾壳体内部填充有内部填充泡沫，所述垂尾壳体、前腹板和后腹板均为碳纤维复合材料制件，所述垂尾底板上开有垂尾与机体连接螺纹孔。

2.根据权利要求1所述的一种整体成型的复合材料垂尾，其特征在于：所述前接头和后接头均为马氏体不锈钢材料制件。

3.根据权利要求1所述的一种整体成型的复合材料垂尾，其特征在于：所述垂尾底板为航空铝合金材料制件。

4.根据权利要求1所述的一种整体成型的复合材料垂尾，其特征在于：所述内部填充泡沫为聚氨酯泡沫。

5.根据权利要求1所述的一种整体成型的复合材料垂尾，其特征在于：所述前腹板和后腹板的前后两侧与垂尾壳体内壁之间形成的夹角之间填充有碳纤维单向带。

6.根据权利要求1所述的一种整体成型的复合材料垂尾，其特征在于：所述垂尾与机体连接螺纹孔设有两个。

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