CN2526258Y - 复合材料飞机机翼新结构 - Google Patents
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Abstract
一种具有整体结构的复合材料飞机机翼。这种机翼是由外表层、前腔内表层、中腔内表层、后腔内表层及内外表层之间的芯层所构成的整体式结构。在内部结构上，这种机翼也有前大梁和后大梁。大梁的上下底是外表层的一部分，而梁的两个内侧则是前腔、中腔或后腔内表层的一部分，内外侧表层之间是发泡芯层材料。不同的是整体式机翼的前后梁是整体机翼的一个部分，而不是独立的组件。机翼的外形是根据飞机的气动设计决定的。可用于无人驾驶飞机、小型飞机及一般中型飞机。
Description
所属技术领域
本实用新型涉及复合材料飞机机翼的改进和提高
背景技术
传统的飞机机翼是由前大梁，后大梁，翼肋及应力蒙皮等构件组成的。作为一个整体的承力结构，前后大梁及翼肋是承受应力的主要结构部分，外蒙皮也承受相应的应力。这种传统的结构模式有以下缺点：一是结构复杂，前、后梁及翼肋作为独立的构件需要专门制作，技术要求很高，组装成机翼总成时，更需要很复杂的型架保证，在工艺和工装的技术水平上要求都很高。而这种由前、后梁及翼肋所组合成的构架，在结构设计上并不合理，翼肋间的强度远小于翼肋与前、后梁结合部的强度，为了保证这些部位的必要强度，在翼肋与前后梁的结合部必然会出现强度过量和结构超重。
发明内容
本实用新型的目的是：采用翼肋叠加的方案，使整个机翼成为一个相对均匀的整体式结构，随着截面的变化，形成一个翼型逐渐过渡，结构也逐渐相对均匀变动的整体结构。采取在表面层内增设预应力增强材料丝束的措施，提高机翼的结构强度，减轻结构重量。同时充分利用机翼内芯部的有效空间和复合材料对电波无屏蔽作用的特性，在不破坏气动外形的情况下，设置天线或相控阵雷达天线。利用复合材料对雷达波无反射作用的特性，还可制成隐形的机翼。
本实用新型解决其技术问题所采用的技术方案：该机翼为复合材料制作的整体式结构，按其功能可分为以下部分，前大梁——I，后梁——II，外蒙皮——III，见图1。从结构上来讲，整体机翼是由外表层——1、前内表层——2、中内表层——3、后内表层——4及芯部——5所构成，从图2中A-A、B-B、C-C截面可以看出，内外表层及芯部构成了翼肋，其中外表层——1与前内表层——2、中内表层——3、的一部分形成了前大梁，以及外表层——1与中内表层——3、内表层——4的一部分形成了后梁。图1中的外蒙皮——I也就是图2中的外表层——1，其下设置有增强材料丝束——6，芯部材料中可设置天线或相控阵雷达天线。
本实用新型的有益效果是：
1、与传统的结构模式比，本实用新型的结构更为简洁，不需要预先制作前、后梁及翼肋等结构件，也不需要复杂的工装，可进一步减轻机翼的重量，简化工艺，为实现工业化生产提供重要的条件。
2、本实用新型的适用范围较宽，从小型的无人机到较大型的飞机均可适用，根据机型大小和受力情况，进行增强材料的设计，选用适当的材料如炭纤、芳纶、高模高强聚乙烯、玻纤等，以及不同的铺层设计，以调整机翼的结构强度。
3、本实用新型采用了芯部发泡层，其中具有足够的空间，而面层及芯层材料对电波均无屏蔽作用，本身也是绝缘的，因此具备了设置天线及相控阵雷达天线的必要条件。
4、本实用新型采用了复合材料制作机翼，这种材料对雷达波无反射作用，可制作隐形飞机的机翼。
附图说明
下面结合附图和实施例对本实用新型进一步说明。
图1是本实用新型实施例机翼的平面示意图
图2是图1三个不同部位的剖视图
图中(1)—外表层，(2)—前内表层，(3)—中内表层，(4)—后内表层，(5)—芯部，(6)—增强纤维丝束。以及I—前大梁，II—后梁，III—外蒙皮。
具体实施方式
在图1中，I—前大梁，II—后梁及III—外蒙皮构成了机翼。从图2的剖视图看，三个不同部位的剖视图均为翼肋，外表层-1，前内表层-2及中内表层-3的一部分及内外表层间的芯层发泡材料-5结合为一体，形成了前大梁。由外表层-1，中内表层-3及后内表层-4及内外表层间的芯部材料-5结合为一体，形成了后梁，也就是说，前后梁是实际存在的，它们是整体机翼的一部分，而不是独立存在或是预先制作的组件。或者说整体式机翼是由无数片厚度很薄而翼型逐渐变化的翼肋叠合而成的。前、中、后内表层2、3、4形成的异型内腔也就是翼肋的空心部分。在外表层下设置有带预应力的纤维丝束，沿翼展方向布置，与外表层及芯层材料结合为一体，以增强机翼的纵向强度。
Claims (2)
1、一种具有整体结构的复合材料机翼，其特征是：这种整体式机翼是由外表层、前腔内表层、中腔内表层、后腔内表层及芯层材料构成的。机翼的内部形成三个或两个型腔，机翼的任何一个截面都是翼肋，整个机翼是由无数片翼肋叠加而成的，在翼根部分较大，沿翼展方向逐步过渡减小，整个机翼是一个相对均匀的整体式结构，翼型逐渐变化，结构也相应逐渐变动的整体式结构。
2、根据权利要求1所述的机翼，其特征是：机翼大梁的上下底是机翼外表层的一部分，大梁的内侧腹板是前腔、中腔内表层的一部分，或是中腔和后腔内表层的一部分，内外表层之间是芯层发泡材料。
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