一種小型無人機(jī)的泡沫夾芯機(jī)翼的制作方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本實(shí)用新型涉及一種無人機(jī)機(jī)翼，特別涉及一種小型無人機(jī)的泡沫夾芯機(jī)翼。
【背景技術(shù)】
[0002]現(xiàn)有的無人機(jī)機(jī)翼通常采用傳統(tǒng)梁式結(jié)構(gòu)翼面，及蜂窩夾層結(jié)構(gòu)翼面。傳統(tǒng)梁式翼面結(jié)構(gòu)主要靠翼梁承載并維持結(jié)構(gòu)剛度，結(jié)構(gòu)簡單可靠，但對于小型薄翼型的無人機(jī)機(jī)翼，翼梁高度過小，結(jié)構(gòu)材料利用率低，強(qiáng)度剛度特性差。蜂窩夾層結(jié)構(gòu)翼面，以厚蒙皮為主要承力維形結(jié)構(gòu)，保證強(qiáng)度特性的同時(shí)能較好的兼顧結(jié)構(gòu)穩(wěn)定性，但對于小型無人機(jī)機(jī)翼，制造工藝要求高，結(jié)構(gòu)性能較難實(shí)現(xiàn)。
[0003]小型無人機(jī)翼面多采用薄翼型，且對結(jié)構(gòu)重量有較嚴(yán)格的要求。幾種典型結(jié)構(gòu)對于小型薄翼面的適用性較差，且加工難度較高，較難實(shí)現(xiàn)結(jié)構(gòu)輕量化。
【實(shí)用新型內(nèi)容】
[0004]本實(shí)用新型所要解決的技術(shù)問題是:提供一種結(jié)構(gòu)簡單、輕質(zhì)高效的適用于小型無人機(jī)的泡沫夾芯機(jī)翼結(jié)構(gòu)形式，能夠提高小型無人機(jī)翼面的結(jié)構(gòu)效率，提高結(jié)構(gòu)的整體剛度及抗沖擊性能，更易于實(shí)施的制作工藝及更可控制造成本，同時(shí)使結(jié)構(gòu)具有更好的設(shè)計(jì)性與整體性。
[0005]本實(shí)用新型包括如下技術(shù)方案：
[0006]—種小型無人機(jī)的泡沫夾芯機(jī)翼，包括上蒙皮、下蒙皮、上表面膠膜、泡沫夾芯層，下表面膠膜和翼梁;上蒙皮通過上表面膠膜與泡沫夾芯層、翼梁固定連接，下蒙皮通過下表面膠膜與泡沫夾芯層、翼梁固定連接，在上蒙皮、下蒙皮與翼梁之間的空腔內(nèi)全部填充泡沫夾芯層，所述翼梁與泡沫夾芯層通過膠接固定。
[0007]所述上蒙皮和下蒙皮為復(fù)合材料纖維鋪層蒙皮，泡沫夾芯層為閉孔硬質(zhì)泡沫塑料材料。
[0008]所述上蒙皮和下蒙皮為碳纖維、芳綸纖維或玻璃纖維材料鋪層。
[0009]所述上蒙皮和下蒙皮為碳纖維、芳綸纖維和玻璃纖維材料的混合鋪層。
[0010]所述上蒙皮和下蒙皮采用芳綸纖維鋪層，所述泡沫夾芯層為聚氨酯泡沫塑料，所述翼梁的材料為芳綸。
[0011]所述上、下蒙皮的厚度均為0.2mm。
[0012 ]翼面開口部分直接在泡沫夾芯層上加工，上、下蒙皮適應(yīng)開口形狀鋪設(shè)。
[0013]翼面接頭部分安裝孔直接在泡沫夾芯層上加工，連接件預(yù)埋在泡沫夾芯層內(nèi)。
[0014]泡沫夾芯層為聚氨酯泡沫塑料。
[0015]翼梁采用碳纖維、芳綸層合結(jié)構(gòu)或高強(qiáng)塑料材料。
[0016]本實(shí)用新型與現(xiàn)有技術(shù)相比具有如下優(yōu)點(diǎn)：
[0017]本實(shí)用新型采用全腔填充泡沫夾芯翼面結(jié)構(gòu)，將機(jī)翼蒙皮與翼梁等部件之間的空腔內(nèi)全部填充泡沫材料，泡沫夾芯層與蒙皮及其他接觸部件間膠連。采用全尺寸泡沫夾芯支持的翼面結(jié)構(gòu)，具有較高的屈服極限，和良好的抗沖擊能力，可兼容小型無人機(jī)常用的失速著陸方式，尤其適用于翼型相對厚度較小的小型無人機(jī)。泡沫芯層更易實(shí)現(xiàn)不同的翼面構(gòu)型，且便于翼面開口及接口的設(shè)置，具有良好的設(shè)計(jì)性。上下蒙皮、泡沫芯層及梁等部件通過膠接連接，連接面積大，結(jié)構(gòu)整體性強(qiáng)。通過采用上述結(jié)構(gòu)，使得本實(shí)用新型的結(jié)構(gòu)更簡單，易于加工，且質(zhì)量及成本易控。
【附圖說明】
[0018]圖I為泡沫夾芯機(jī)翼第一種結(jié)構(gòu)形式示意圖；
[0019]圖2為翼面開口結(jié)構(gòu)示意圖；
[0020]圖3為泡沫夾芯機(jī)翼第二種結(jié)構(gòu)形式示意圖；
[0021 ]圖4為機(jī)翼下表面模具示意圖；
[0022]圖5為機(jī)翼上表面模具示意圖。
【具體實(shí)施方式】
[0023]下面就結(jié)合附圖對本實(shí)用新型做進(jìn)一步介紹。
[0024]如圖I所示，本實(shí)用新型的小型無人機(jī)的泡沫夾芯機(jī)翼，包括上蒙皮2、下蒙皮1、上表面膠膜3、泡沫夾芯層4，下表面膠膜5和翼梁6;上蒙皮2通過上表面膠膜3與泡沫夾芯層4、翼梁6固定連接，下蒙皮I通過下表面膠膜5與泡沫夾芯層4、翼梁6固定連接，在上蒙皮2、下蒙皮I與翼梁6之間的空腔內(nèi)全部填充泡沫夾芯層4，所述翼梁6與泡沫夾芯層4通過膠接固定。翼面前、后緣可根據(jù)實(shí)際使用工況，增加鋪設(shè)加強(qiáng)鋪層，以加強(qiáng)前、后緣強(qiáng)度。翼面安裝設(shè)備所需安裝開口，可直接在泡沫夾芯層上加工，蒙皮纖維鋪層順應(yīng)開口形狀鋪設(shè)。如圖2所示，舵面22通過安裝于開口 21內(nèi)的舵機(jī)控制，開口 21在制備泡沫芯層時(shí)直接加工成型，其表面鋪設(shè)蒙皮纖維鋪層，開口邊緣根據(jù)需要可鋪設(shè)加強(qiáng)鋪層。
[0025]上蒙皮2、下蒙皮I采用高比強(qiáng)度、比剛度的復(fù)合材料纖維鋪層蒙皮，使翼面結(jié)構(gòu)具有良好的力學(xué)性能。可選用碳纖維、玻璃纖維以及芳綸纖維等單獨(dú)材料或混合鋪層，可有效提高結(jié)構(gòu)的強(qiáng)度。填充芯層可采用聚氨酯泡沫塑料等閉孔硬質(zhì)泡沫塑料材料，與蒙皮及梁、肋等結(jié)構(gòu)膠連，提高結(jié)構(gòu)的整體剛度及抗沖擊性能。
[0026]翼梁6采用碳纖維、芳綸層合結(jié)構(gòu)或高強(qiáng)塑料材料。翼梁6布置，以及具體形狀及截面參數(shù)設(shè)計(jì)等，可根據(jù)需求更改設(shè)計(jì)，或選用其他內(nèi)部結(jié)構(gòu)形式。如圖3所示，泡沫夾芯機(jī)翼的另一種結(jié)構(gòu)形式，其內(nèi)部采用雙梁結(jié)構(gòu)，包括前梁7及后梁6，采用不同的截面形狀，其與其它部件的連接方式與圖I所示單梁結(jié)構(gòu)相同。
[0027]該翼面結(jié)構(gòu)具有良好的力學(xué)性能，結(jié)構(gòu)輕質(zhì)高效。復(fù)合材料制備的蒙皮及梁結(jié)構(gòu)，與泡沫填充芯層均具有較好的力學(xué)特性及較低的密度，材料利用率較高。通過泡沫夾芯層將上下蒙皮相連，受拉的下蒙皮可通過芯層支持受壓的上蒙皮，因此該結(jié)構(gòu)具有較高的屈服極限。同時(shí)泡沫夾芯層還能夠有效提高翼面結(jié)構(gòu)的剛度及抗沖擊能力，可良好的兼容小型無人機(jī)常用的失速著落方式。
[0028]該翼面結(jié)構(gòu)簡單，同時(shí)具有良好的加工工藝性，以及可控的加工成本及生產(chǎn)周期。泡沫夾芯層的制備以及纖維蒙皮的鋪設(shè)易于實(shí)施，且加工質(zhì)量易控，適用于重量在IOkg以下的小型無人機(jī)的生產(chǎn)及適用需求。
[0029]該翼面結(jié)構(gòu)具有良好的可設(shè)計(jì)性，翼面的開口及接口可直接針對加強(qiáng)芯層進(jìn)行設(shè)計(jì)，復(fù)合材料纖維蒙皮可適應(yīng)芯層形狀直接鋪設(shè)，無需復(fù)雜的開口補(bǔ)強(qiáng)措施。結(jié)構(gòu)整體性易于保證，內(nèi)部加強(qiáng)結(jié)構(gòu)與整體結(jié)構(gòu)連接可靠。
[0030]實(shí)施例
[0031]在該實(shí)施例中，上蒙皮2、下蒙皮I采用芳綸纖維鋪層，泡沫夾芯層4采用聚氨酯泡沫塑料，翼梁6為芳綸，其中下蒙皮1、上蒙皮2與泡沫夾芯層4及翼梁6，通過膠膜3、5膠接連接，所述膠膜優(yōu)選為環(huán)氧樹脂膠。翼梁6為工字型梁。該機(jī)翼的制造過程如下：
[0032]在圖4所示的下蒙皮模具上，自貼膜面起，下表面第一層為單層芳綸纖維布下蒙皮I，厚度為0.2mm。
[0033]第二層為下表面膠膜5，用于膠接翼面蒙皮與泡沫夾芯層4、翼梁6。泡沫夾芯層4與翼面內(nèi)部的翼梁6等部件通過膠接連接。泡沫夾芯層4(包含翼梁6等內(nèi)部部件)鋪設(shè)在第三層，通過下表面膠膜5與下蒙皮I膠接。
[0034]上表面膠膜3鋪設(shè)在第四層，用于膠接泡沫夾芯層4與上蒙皮2。
[0035]上蒙皮2優(yōu)選芳綸纖維織物，鋪設(shè)在第五層，厚度0.2mm。通過上表面膠膜3與泡沫夾芯層4膠接。
[0036]如圖5所示的上表面模具與下表面模具合模加壓固化成型。
[0037]機(jī)翼下表面翼面形狀，通過如圖4所示的模具可以保證，上表面翼面形狀，依靠數(shù)控加工的泡沫夾芯結(jié)構(gòu)保證。
[0038]該結(jié)構(gòu)形式的機(jī)翼制造，可通過真空袋成型工藝實(shí)現(xiàn)，自貼膜面起逐層鋪設(shè)各鋪層(其中泡沫夾芯層4與翼梁6等內(nèi)部結(jié)構(gòu)可先通過膠接連接），上下模具合模加壓，一次固化成型。
[0039]以上【具體實(shí)施方式】中所述，為本實(shí)用新型的優(yōu)選方案，并非用于限制本實(shí)用新型的保護(hù)范圍。
[0040]本實(shí)用新型未詳細(xì)說明部分屬本領(lǐng)域技術(shù)人員公知常識。
【主權(quán)項(xiàng)】
1.一種小型無人機(jī)的泡沫夾芯機(jī)翼，其特征在于，包括上蒙皮(2)、下蒙皮（I)、上表面膠膜(3)、泡沫夾芯層(4)，下表面膠膜(5)和翼梁(6);上蒙皮(2)通過上表面膠膜(3)與泡沫夾芯層(4)、翼梁(6)固定連接，下蒙皮（I)通過下表面膠膜(5)與泡沫夾芯層(4)、翼梁(6)固定連接，在上蒙皮(2)、下蒙皮（I)與翼梁(6)之間的空腔內(nèi)全部填充泡沫夾芯層(4)，所述翼梁(6)與泡沫夾芯層(4)通過膠接固定。2.如權(quán)利要求I所述的小型無人機(jī)的泡沫夾芯機(jī)翼，其特征在于:所述上蒙皮和下蒙皮為復(fù)合材料纖維鋪層蒙皮，泡沫夾芯層(4)為閉孔硬質(zhì)泡沫塑料材料。3.如權(quán)利要求I所述的小型無人機(jī)的泡沫夾芯機(jī)翼，其特征在于:所述上蒙皮和下蒙皮為碳纖維、芳綸纖維或玻璃纖維材料鋪層。4.如權(quán)利要求I所述的小型無人機(jī)的泡沫夾芯機(jī)翼，其特征在于:所述上蒙皮和下蒙皮為碳纖維、芳綸纖維和玻璃纖維材料的混合鋪層。5.如權(quán)利要求I所述的小型無人機(jī)的泡沫夾芯機(jī)翼，其特征在于:所述上蒙皮和下蒙皮采用芳綸纖維鋪層，所述泡沫夾芯層(4)為聚氨酯泡沫塑料，所述翼梁(6)的材料為芳綸。6.如權(quán)利要求4所述的小型無人機(jī)的泡沫夾芯機(jī)翼，其特征在于:所述上、下蒙皮的厚度均為0.2mm。7.如權(quán)利要求I所述的小型無人機(jī)的泡沫夾芯機(jī)翼，其特征在于:翼面開口部分直接在泡沫夾芯層(4)上加工，上、下蒙皮適應(yīng)開口形狀鋪設(shè)。8.如權(quán)利要求I所述的小型無人機(jī)的泡沫夾芯機(jī)翼，其特征在于:翼面接頭部分安裝孔直接在泡沫夾芯層(4)上加工，連接件預(yù)埋在泡沫夾芯層(4)內(nèi)。9.如權(quán)利要求I所述的小型無人機(jī)的泡沫夾芯機(jī)翼，其特征在于:泡沫夾芯層(4)為聚氨酯泡沫塑料。10.如權(quán)利要求I所述的小型無人機(jī)的泡沫夾芯機(jī)翼，其特征在于：翼梁（6)采用碳纖維、芳綸層合結(jié)構(gòu)或高強(qiáng)塑料材料。
【專利摘要】本實(shí)用新型公開了一種小型無人機(jī)的泡沫夾芯機(jī)翼，包括上蒙皮(2)、下蒙皮(1)、上表面膠膜(3)、泡沫夾芯層(4)，下表面膠膜(5)和翼梁(6)；上蒙皮(2)通過上表面膠膜(3)與泡沫夾芯層(4)、翼梁(6)固定連接，下蒙皮(1)通過下表面膠膜(5)與泡沫夾芯層(4)、翼梁(6)固定連接，在上蒙皮(2)、下蒙皮(1)與翼梁(6)之間的空腔內(nèi)全部填充泡沫夾芯層(4)，所述翼梁(6)與泡沫夾芯層(4)通過膠接固定。本實(shí)用新型的機(jī)翼結(jié)構(gòu)簡單、輕質(zhì)高效，能夠提高小型無人機(jī)翼面的結(jié)構(gòu)效率，提高結(jié)構(gòu)的整體剛度及抗沖擊性能，更易于實(shí)施的制作工藝及更可控制造成本，同時(shí)使結(jié)構(gòu)具有更好的設(shè)計(jì)性與整體性。
【IPC分類】B64C3/00
【公開號】CN205150216
【申請?zhí)枴緾N201520946193
【發(fā)明人】馬祥森, 司亮, 陸方舟, 黑麗潔, 苗賽, 王宣博
【申請人】中國航天時(shí)代電子公司
【公開日】2016年4月13日
【申請日】2015年11月24日