本發(fā)明涉及航空航天復(fù)合材料制造，尤其是涉及一種整體外翼及其制造方法。

背景技術(shù)：

1、目前，在航空航天復(fù)合材料制造技術(shù)領(lǐng)域中，傳統(tǒng)預(yù)浸料熱壓罐成型工藝應(yīng)用較廣泛，通過樹脂與增強(qiáng)纖維的預(yù)先復(fù)合得到高纖維準(zhǔn)直度的預(yù)浸料，經(jīng)過熱壓罐成型工藝可制造具有較高纖維體積分?jǐn)?shù)的優(yōu)異力學(xué)性能的復(fù)合材料，但對(duì)于預(yù)浸料熱壓罐成型工藝而言，適用于制造較大面積的壁板類結(jié)構(gòu)，對(duì)于一些具有復(fù)雜結(jié)構(gòu)形式的整體復(fù)合材料結(jié)構(gòu)而言，其制造靈活性較差，同時(shí)熱壓罐成型工藝耗時(shí)，耗能，制造成本高。

2、現(xiàn)有飛機(jī)的外翼工藝多采用熱壓罐成型工藝，在制造過程中分別成型外翼的前緣，盒段的上、下蒙皮，后緣，再通過膠-鉚工藝，將各個(gè)零件裝配到一起，對(duì)于現(xiàn)有的外翼制造工藝，外翼的裝配過程中采用大量的緊固件，造成外翼的重量偏大，制造周期長(zhǎng)，制造成本高，利用現(xiàn)有工藝制備的外翼存在裝配階差，影響外翼升力，整體性能差。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)思路

1、本發(fā)明的目的就是為了提供一種整體外翼及其制造方法，可提升外翼升力，整體化程度高。

2、本發(fā)明的目的可以通過以下技術(shù)方案來實(shí)現(xiàn)：一種整體外翼，包括前梁、中梁、后梁、蒙皮和長(zhǎng)桁；所述前梁、中梁和后梁設(shè)置在蒙皮之間，長(zhǎng)桁設(shè)置在蒙皮上。

3、優(yōu)選地，所述長(zhǎng)桁有1根，設(shè)置在上部蒙皮上。

4、優(yōu)選地，所述整體外翼的前緣部分設(shè)置防撞泡沫，防撞泡沫表面包裹纖維織物。

5、優(yōu)選地，所述長(zhǎng)桁為ω型，ω型長(zhǎng)桁內(nèi)部設(shè)置填充泡沫。

6、進(jìn)一步優(yōu)選地，所述填充泡沫與防撞泡沫為同一種泡沫。

7、一種上述整體外翼的制造方法，包括以下步驟：

8、s1：在清理完成的芯模模具上鋪貼c型長(zhǎng)梁、ω型長(zhǎng)桁，并將芯模組裝，獲得工字型長(zhǎng)梁；

9、s2：在組裝芯模模具上鋪貼蒙皮，制得整體外翼預(yù)制體；

10、s3：整體外翼預(yù)制體放在成型模具里，通過rtm工藝注膠固化制得整體外翼粗成品；

11、s4：粗成品經(jīng)過邊緣切割、打磨獲得最終整體外翼。

12、進(jìn)一步優(yōu)選地，步驟(1)中，芯模組裝后需要制袋抽真空，在30-50℃的溫度下保溫0.5-1h，釋放芯模內(nèi)應(yīng)力，保證蒙皮鋪貼理論外型。

13、進(jìn)一步優(yōu)選地，步驟(1)所述芯模模具采用鋁材制得。

14、進(jìn)一步優(yōu)選地，步驟(1)中，所述芯模模具表面鋪貼一層帶膠脫模布作為導(dǎo)氣通道。

15、進(jìn)一步優(yōu)選地，步驟(1)中，所述c型長(zhǎng)梁的內(nèi)、外兩層采用半含浸預(yù)浸料鋪貼，保證預(yù)制體導(dǎo)氣效果。

16、進(jìn)一步優(yōu)選地，步驟(2)中，鋪貼蒙皮所用的纖維織物為經(jīng)編織物。

17、進(jìn)一步優(yōu)選地，步驟(2)中，鋪貼蒙皮前，需要c型長(zhǎng)梁組合成的工字型長(zhǎng)梁的圓角區(qū)填半含浸纖維紗。

18、進(jìn)一步優(yōu)選地，步驟(2)中，鋪貼蒙皮前，需要在工字型長(zhǎng)梁翻邊、ω型長(zhǎng)桁翻邊區(qū)域鋪貼一層膠膜。

19、進(jìn)一步優(yōu)選地，步驟(3)中，注膠過程模具溫度達(dá)到注膠溫度后需保溫20-30min，讓預(yù)浸料有一定的粘度，利于樹脂加壓及工字梁腹板壓實(shí)。

20、進(jìn)一步優(yōu)選地，步驟(3)成型模具的上、下模采用鋼材制得，通過模具各部分材質(zhì)膨脹系數(shù)不同給工字梁腹板加壓。

21、本發(fā)明中，rtm工藝是閉模成型工藝，成型模具為鋼制金屬模，表面質(zhì)量靠模具保證，芯模又是可膨脹模，最終可實(shí)現(xiàn)產(chǎn)品無階差。

22、本發(fā)明整體外翼通過對(duì)結(jié)構(gòu)優(yōu)化設(shè)計(jì)，將原外翼的前緣、盒段、后緣部分集合成一個(gè)整體結(jié)構(gòu)，整體外翼外包括蒙皮，3個(gè)長(zhǎng)梁，1個(gè)長(zhǎng)桁，整體外翼采用rtm工藝整體成型，rtm工藝過程中模具各部分采用不同材質(zhì)，成型過程中引進(jìn)預(yù)浸料及膠膜。

23、與現(xiàn)有技術(shù)相比，本發(fā)明具有以下有益效果：

24、1.本發(fā)明采用整體蒙皮，3個(gè)長(zhǎng)梁，1個(gè)長(zhǎng)桁結(jié)構(gòu)，提高了外翼的結(jié)構(gòu)穩(wěn)定性，同時(shí)，此結(jié)構(gòu)利于rtm工藝成型。

25、2.本發(fā)明在外翼蒙皮前緣部分引進(jìn)泡沫，并在泡沫上包裹纖維布，有效的降低了鳥類撞擊前梁的破壞風(fēng)險(xiǎn)，提高了外翼的安全系數(shù)。

26、3.本發(fā)明采用rtm一體成型工藝，將外翼的前緣、盒段、后緣集合到一起，消除了裝配公差，提高了外翼的升力。

27、4.本發(fā)明成型工藝減少了緊固件的數(shù)量，降低了制造工時(shí)，與傳統(tǒng)熱壓罐工藝相比，大大的節(jié)約了制造成本。

28、5.本發(fā)明利用復(fù)合材料rtm成型工藝，并創(chuàng)新的在rtm成型過程中引進(jìn)半含浸、全含浸預(yù)浸料及膠膜等，半含浸、全含浸預(yù)浸料的引入，很大程度的降低了rtm工藝的制造難度，大大提高了外翼的成功率，利用芯模上的帶膠脫模布與半含浸預(yù)浸料形成的界面作為導(dǎo)氣通道，提高了預(yù)浸料中氣體排出效率，提高了外翼的質(zhì)量。

29、6.本發(fā)明將芯模模具材質(zhì)設(shè)計(jì)為鋁材，將成型模具的上、下模材質(zhì)設(shè)定為鋼材，利用兩種材質(zhì)的膨脹系數(shù)不同，給工字梁的腹板加壓，提升了外翼質(zhì)量。

30、7.本發(fā)明在注膠、固化過程中設(shè)置了定溫保溫段，利于預(yù)制體中氣體的排出以及預(yù)制體之間融合，明顯的提高了外翼質(zhì)量。

31、8.本發(fā)明整體外翼表面無階差，可提升外翼升力，整體化程度高，大大降低緊固件數(shù)量，減少裝配工時(shí)，成型工藝降低了rtm成型工藝難度，保證了制件的外部氣動(dòng)外形及內(nèi)部界面質(zhì)量。

32、9.本發(fā)明可應(yīng)用于航空航天高性能復(fù)合材料的低成本制造技術(shù)領(lǐng)域，能夠?qū)崿F(xiàn)外翼的一體化成型，減小整體外翼的重量，降低外翼的制造成本，增加外翼的升力。

33、10.本發(fā)明應(yīng)用的技術(shù)可以廣泛應(yīng)用于各個(gè)技術(shù)領(lǐng)域。

技術(shù)特征：

1.一種整體外翼，其特征在于，包括前梁(1)、中梁(2)、后梁(3)、蒙皮(4)和長(zhǎng)桁(5)；所述前梁(1)、中梁(2)和后梁(3)設(shè)置在蒙皮(4)之間，長(zhǎng)桁(5)設(shè)置在蒙皮(4)上。

2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的整體外翼，其特征在于，所述整體外翼的前緣部分設(shè)置防撞泡沫(6)，防撞泡沫(6)表面包裹纖維織物。

3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的整體外翼，其特征在于，所述長(zhǎng)桁(5)為ω型，ω型長(zhǎng)桁(5)內(nèi)部設(shè)置填充泡沫(7)。

4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的整體外翼，其特征在于，所述填充泡沫(7)與防撞泡沫(6)為同一種泡沫。

5.一種權(quán)利要求1～4任一項(xiàng)所述的整體外翼的制造方法，其特征在于，包括以下步驟：

6.根據(jù)權(quán)利要求5所述的整體外翼的制造方法，其特征在于，步驟(1)中，芯模組裝后需要制袋抽真空，在30-50℃的溫度下保溫0.5-1h。

7.根據(jù)權(quán)利要求5所述的整體外翼的制造方法，其特征在于，步驟(1)所述芯模模具采用鋁材制得，表面鋪貼一層帶膠脫模布作為導(dǎo)氣通道。

8.根據(jù)權(quán)利要求5所述的整體外翼的制造方法，其特征在于，步驟(1)中，所述c型長(zhǎng)梁的內(nèi)、外兩層采用半含浸預(yù)浸料鋪貼。

9.根據(jù)權(quán)利要求5所述的整體外翼的制造方法，其特征在于，步驟(2)中，鋪貼蒙皮所用的纖維織物為經(jīng)編織物，鋪貼蒙皮前，需要c型長(zhǎng)梁組合成的工字型長(zhǎng)梁的圓角區(qū)填半含浸纖維紗，工字型長(zhǎng)梁翻邊、ω型長(zhǎng)桁翻邊區(qū)域鋪貼一層膠膜。

10.根據(jù)權(quán)利要求5所述的整體外翼的制造方法，其特征在于，步驟(3)中，注膠過程模具溫度達(dá)到注膠溫度后需保溫20-30min。

技術(shù)總結(jié)
本發(fā)明涉及一種整體外翼及其制造方法，整體外翼包括前梁(1)、中梁(2)、后梁(3)、蒙皮(4)和長(zhǎng)桁(5)；所述前梁(1)、中梁(2)和后梁(3)設(shè)置在蒙皮(4)之間，長(zhǎng)桁(5)設(shè)置在蒙皮(4)上；制造方法包括以下步驟：S1：在芯模模具上鋪貼C型長(zhǎng)梁、Ω型長(zhǎng)桁，并將芯模組裝，獲得工字型長(zhǎng)梁；S2：在組裝芯模模具上鋪貼蒙皮，制得整體外翼預(yù)制體；S3：整體外翼預(yù)制體放在成型模具里，通過RTM工藝注膠固化制得整體外翼粗成品；S4：粗成品經(jīng)過邊緣切割、打磨獲得最終整體外翼。與現(xiàn)有技術(shù)相比，本發(fā)明整體外翼表面無階差，可提升外翼升力，整體化程度高，大大降低緊固件數(shù)量，減少裝配工時(shí)。

技術(shù)研發(fā)人員：曹宇,王丹丹
受保護(hù)的技術(shù)使用者：上海奈米孔復(fù)合材料有限公司
技術(shù)研發(fā)日：
技術(shù)公布日：2024/5/29