飛機(jī)用復(fù)合材料機(jī)載設(shè)備臺(tái)架的制作方法
【專利摘要】本發(fā)明涉及一種飛機(jī)用復(fù)合材料機(jī)載設(shè)備臺(tái)架，傳統(tǒng)的機(jī)載設(shè)備臺(tái)架一般采用鋁合金非標(biāo)型材鉚接而成，主要缺點(diǎn)是零件多、質(zhì)量大、抗振動(dòng)性差、耐疲勞性差，針對(duì)這些不足及飛機(jī)零件減重目的，本發(fā)明提供一種用于飛機(jī)上安裝固定操控儀器儀表和內(nèi)裝儀器的專用機(jī)載設(shè)備復(fù)合材料臺(tái)架，采用碳纖維復(fù)合材料鋪層、整體共固化成型的多箱中空框架結(jié)構(gòu)，主要由上面板、前面板、后面板、翼板、支持柱、底板、中間隔板、維修口蓋板等組成，經(jīng)模具一次加溫共固化成型。該發(fā)明結(jié)構(gòu)質(zhì)量輕、抗振動(dòng)性好、抗疲勞性好、零件少、裝配簡(jiǎn)單。其質(zhì)量比同樣鋁合金結(jié)構(gòu)的質(zhì)量輕30％左右，適合飛機(jī)等要求有減重場(chǎng)所使用。
【專利說明】
飛機(jī)用復(fù)合材料機(jī)載設(shè)備臺(tái)架
技術(shù)領(lǐng)域
[0001 ]本發(fā)明涉及一種飛機(jī)用復(fù)合材料機(jī)載設(shè)備臺(tái)架。
【背景技術(shù)】
[0002]目前，飛機(jī)用機(jī)載設(shè)備臺(tái)架屬于飛機(jī)部件，飛機(jī)設(shè)計(jì)、研制過程中的一個(gè)重要目標(biāo)是保證其使用功能和質(zhì)量前提下最大限度減少重量。傳統(tǒng)的機(jī)載設(shè)備臺(tái)架一般采用鋁合金非標(biāo)型材鉚接而成，主要缺點(diǎn)是:零件多、重量大、生產(chǎn)成本高、容易變形，耐腐蝕抗氧化差、抗振、抗沖擊、抗疲勞性能差，裝配工藝復(fù)雜，設(shè)備安裝維修復(fù)雜，使用壽命短，導(dǎo)致操控臺(tái)架內(nèi)的電器元件壽命縮短，機(jī)載設(shè)備操控精度降低，整機(jī)有效載荷下降，續(xù)航里程下降;現(xiàn)有采用復(fù)合材料制造的機(jī)載設(shè)備臺(tái)架主要有不是整體結(jié)構(gòu)和加強(qiáng)筋先成型再膠接導(dǎo)致用膠量增加而增重的缺點(diǎn)；針對(duì)這些不足，如何在保證產(chǎn)品質(zhì)量和機(jī)載設(shè)備操控精度要求的前提下，設(shè)計(jì)一個(gè)質(zhì)量輕、抗振動(dòng)疲勞的機(jī)載設(shè)備臺(tái)架是實(shí)現(xiàn)飛機(jī)的制造過程中亟待解決的難題。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0003]本發(fā)明所要解決的技術(shù)問題是在飛機(jī)機(jī)載設(shè)備臺(tái)架在設(shè)計(jì)、研制過程中，原有鋁合金結(jié)構(gòu)臺(tái)架，零件多、重量大、抗振動(dòng)沖擊、抗疲勞性能差，裝配工藝復(fù)雜，實(shí)現(xiàn)機(jī)載設(shè)備的精準(zhǔn)操控困難，現(xiàn)有采用復(fù)合材料制造的機(jī)載設(shè)備臺(tái)架主要有不是整體結(jié)構(gòu)和加強(qiáng)筋先成型再膠接導(dǎo)致用膠量增加而增重的缺點(diǎn)；為了克服現(xiàn)有的這些不足，可以設(shè)計(jì)一種飛機(jī)用復(fù)合材料機(jī)載設(shè)備臺(tái)架采用復(fù)合材料整體共固化結(jié)構(gòu)，合理設(shè)計(jì)碳纖維復(fù)合材料鋪層層數(shù)和鋪層方向，增強(qiáng)整體結(jié)構(gòu)的強(qiáng)度(比強(qiáng)度高于鋁合金3倍以上)、剛度(比剛度高于鋁合金2倍以上)和抗疲勞性能(抗疲勞壽命比鋁合金高10倍以上)，盡可能地減少結(jié)構(gòu)重量。真正做到抗振、抗疲勞性能優(yōu)異和實(shí)現(xiàn)機(jī)載設(shè)備精確操控。該臺(tái)架主體結(jié)構(gòu)的上面板、左翼板、右翼板、支持柱、底板、中間隔板、前面板、后面板通過整體共固化成型，保證了臺(tái)架整體結(jié)構(gòu)優(yōu)化，提高產(chǎn)品質(zhì)量和使用壽命。抗振、抗疲勞性能優(yōu)異，能實(shí)現(xiàn)機(jī)載設(shè)備的精準(zhǔn)操控。其它前、左、右維修口蓋通過快卸螺釘與主體結(jié)構(gòu)固定連接，能實(shí)現(xiàn)快速拆裝、操作簡(jiǎn)便。
[0004]本發(fā)明的目的是提供一種飛機(jī)用復(fù)合材料機(jī)載設(shè)備臺(tái)架，即采用碳纖維復(fù)合材料通過模具采用鋪層膠接固化成型制造質(zhì)量輕抗振動(dòng)中空的飛機(jī)用復(fù)合材料機(jī)載設(shè)備臺(tái)架，減少質(zhì)量大降低飛機(jī)續(xù)航里程的影響和減少振動(dòng)大對(duì)駕駛員操控飛機(jī)難度大的影響，提供一種適合飛機(jī)上用質(zhì)量輕抗振動(dòng)的機(jī)載設(shè)備臺(tái)架。
[0005]本發(fā)明解決其技術(shù)問題所采用的技術(shù)方案是:
[0006]—種飛機(jī)用復(fù)合材料機(jī)載設(shè)備臺(tái)架，由上面板(I)、左翼板(2)、右翼板(3)、前面板
(4)、后面板(5)、左前支持柱(6)、右前支持柱(7)、左后支持柱(8)、右后支持柱(9)、中間隔板(10)、底板(11)、角加強(qiáng)筋板(12)、左維修口蓋板(13)、右維修口蓋板(14)、前維修口蓋板
(15)組成，其特征在于:飛機(jī)用復(fù)合材料機(jī)載設(shè)備臺(tái)架的主體框架結(jié)構(gòu)由上面板(1)、左翼板(2)、右翼板(3)、前面板(4)、后面板(5)、左前支持柱(6)、右前支持柱(7)、左后支持柱(8)、右后支持柱(9)、中間隔板(10)、底板(11)、角加強(qiáng)筋板(12)整體共固化而組成一個(gè)箱型框架中空結(jié)構(gòu)，其主體框架結(jié)構(gòu)均采用碳纖維復(fù)合材料鋪層，經(jīng)整體共固化成一個(gè)鋪層厚度不同的整體2箱式中空框架，各層復(fù)合材料鋪層角度和鋪層厚度沿厚度方向均衡對(duì)稱分布，通過在專用成型模具上進(jìn)行鋪層、抽真空壓實(shí)15?20分鐘、固化成型、出爐、起模、清理的工藝過程一次固化成型為整體式結(jié)構(gòu)，2箱由上箱和下箱組成，上箱由上面板(1)、左翼板(2)、右翼板(3)、前面板(4)、后面板(5)、左前支持柱(6)、右前支持柱(7)、左后支持柱
(8)、右后支持柱(9)、中間隔板(11)構(gòu)成且形成的腔為中空的，下箱由左翼板(2)、右翼板(3)、前面板(4)、后面板(5)、左前支持柱(6)、右前支持柱(7)、左后支持柱(8)、右后支持柱
(9)、底板(10)、中間隔板(10)構(gòu)成且形成的腔為中空的;底板(11)設(shè)計(jì)有I個(gè)口字型帶翻邊通風(fēng)口，保證減重和增強(qiáng)局部剛性；左維修口蓋板(13)、右維修口蓋板(14)、前維修口蓋板
(15)與主體框架結(jié)構(gòu)均采用快卸螺釘剛性聯(lián)接，前維修口蓋板(15)設(shè)計(jì)有8個(gè)相互平行的凸梗和左維修口蓋板(13)與右維修口蓋板(14)均設(shè)計(jì)有2個(gè)交叉成X字型凸梗，用于增強(qiáng)局部剛性;上面板(I)與左翼板(2)或右翼板(3)、前面板(4)或后面板(5)三元件之間的交角處通過角加強(qiáng)筋板(12)在專業(yè)成型模具上直接鋪層、膠接成整體和共固化成型連接成一體，克服角加強(qiáng)筋板(12)先成型再膠接導(dǎo)致用膠量增加而增重的缺點(diǎn)，上面板(I)設(shè)計(jì)有2個(gè)槽口和16個(gè)安裝孔，上面板(I)的4個(gè)角分別有4個(gè)安裝孔，用于安裝上部摞裝儀表操控箱之間減震器的螺釘;左翼板(2)和右翼板(3)分別設(shè)計(jì)有I個(gè)槽口和10個(gè)安裝孔，左翼板(2)和右翼板(3)的上下各有4個(gè)安裝孔和中間2個(gè)實(shí)裝孔，分別用于安裝左維修口蓋板(13)和右維修口蓋板(14);前面板(4)設(shè)計(jì)成L型斷面形狀、4個(gè)槽口和6個(gè)安裝孔，其中上部設(shè)計(jì)有2個(gè)小槽口、中部設(shè)計(jì)有I個(gè)槽口和下部設(shè)計(jì)有I個(gè)槽口，在中部設(shè)計(jì)有6個(gè)安裝孔，通過快卸螺釘剛性聯(lián)接前維修口蓋板(15);中間隔板(10)與左翼板(2)或右翼板(3)、前面板(4)或后面板(5)三元件的交角處均通過角加強(qiáng)筋板(12)在專業(yè)成型模具上直接鋪層、膠接成整體和共固化成型連接成一體，克服角加強(qiáng)筋板(12)先成型再膠接導(dǎo)致用膠量增加而增重的缺點(diǎn)，中間隔板(10)設(shè)計(jì)有2個(gè)槽口和采用幾字型斷面，用于增強(qiáng)局部剛性。
【附圖說明】
[0007]圖1是本發(fā)明的前面立體結(jié)構(gòu)示意圖。
[0008]圖2是本發(fā)明的背面立體結(jié)構(gòu)示意圖。
[0009]圖3是本發(fā)明的左維修口蓋板的立體結(jié)構(gòu)示意圖。
[0010]圖4是本發(fā)明的右維修口蓋板的立體結(jié)構(gòu)示意圖。
[0011]圖5是本發(fā)明的前維修口蓋板的立體結(jié)構(gòu)示意圖。
[0012]1-上面板、2-左翼板、3-右翼板、4-前面板、5-后面板、6-左前支持柱、7-右前支持柱、8-左后支持柱、9-右后支持柱、10-中間隔板、11-底板、12-角加強(qiáng)筋板、13-左維修口蓋板、14-左維修口蓋板、15-前維修口蓋板。
【具體實(shí)施方式】
[0013]本技術(shù)方案還可以通過以下技術(shù)措施來實(shí)現(xiàn)并下面結(jié)合附圖對(duì)本發(fā)明作進(jìn)一步的描述:
[0014]圖1是本發(fā)明的前面立體結(jié)構(gòu)示意圖，圖2是本發(fā)明的背面立體結(jié)構(gòu)示意圖，一種飛機(jī)用復(fù)合材料機(jī)載設(shè)備臺(tái)架，由上面板(I)、左翼板(2)、右翼板(3)、前面板(4)、后面板
(5)、左前支持柱(6)、右前支持柱(7)、左后支持柱(8)、右后支持柱(9)、中間隔板(10)、底板
(II)、角加強(qiáng)筋板(12)、左維修口蓋板(13)、右維修口蓋板(14)、前維修口蓋板(15)組成，其特征在于:飛機(jī)用復(fù)合材料機(jī)載設(shè)備臺(tái)架的主體框架結(jié)構(gòu)由上面板(1)、左翼板(2)、右翼板
(3)、前面板(4)、后面板(5)、左前支持柱(6)、右前支持柱(7)、左后支持柱(8)、右后支持柱
(9)、中間隔板(10)、底板(11)、角加強(qiáng)筋板(12)整體共固化而組成一個(gè)箱型框架中空結(jié)構(gòu)，其主體框架結(jié)構(gòu)均采用碳纖維復(fù)合材料鋪層，經(jīng)整體共固化成一個(gè)鋪層厚度不同的整體2箱式中空框架，各層復(fù)合材料鋪層角度和鋪層厚度沿厚度方向均衡對(duì)稱分布，通過在專用成型模具上進(jìn)行鋪層、抽真空壓實(shí)15?20分鐘、固化成型、出爐、起模、清理的工藝過程一次固化成型為整體式結(jié)構(gòu)，2箱由上箱和下箱組成，上箱由上面板(1)、左翼板(2)、右翼板(3)、前面板(4)、后面板(5)、左前支持柱(6)、右前支持柱(7)、左后支持柱(8)、右后支持柱(9)、中間隔板(11)構(gòu)成且形成的腔為中空的，下箱由左翼板(2)、右翼板(3)、前面板(4)、后面板
(5)、左前支持柱(6)、右前支持柱(7)、左后支持柱(8)、右后支持柱(9)、底板(10)、中間隔板
(10)構(gòu)成且形成的腔為中空的；左前支持柱(6)、右前支持柱(7)、左后支持柱(8)、右后支持柱(9)均采用同樣材料、鋪層厚度和過渡凸圓角R30分別與上面板(I)、左翼板(2)、右翼板
(3)、前面板(4)、后面板(5);底板(11)設(shè)計(jì)有I個(gè)口字型帶翻邊通風(fēng)口，保證減重和增強(qiáng)局部剛性;左維修口蓋板(13)、右維修口蓋板(14)、前維修口蓋板(15)與主體框架結(jié)構(gòu)均采用快卸螺釘剛性聯(lián)接，前維修口蓋板(15)設(shè)計(jì)有8個(gè)相互平行的凸梗和左維修口蓋板(13)與右維修口蓋板(14)均設(shè)計(jì)有2個(gè)交叉成X字型凸梗，用于增強(qiáng)局部剛性;上面板(I)與左翼板(2)或右翼板(3)、前面板(4)或后面板(5)三元件之間的交角處通過角加強(qiáng)筋板(12)在專業(yè)成型模具上直接鋪層、膠接成整體和共固化成型連接，克服角加強(qiáng)筋板(12)先成型再膠接導(dǎo)致用膠量增加而增重的缺點(diǎn)，，上面板(I)設(shè)計(jì)有2個(gè)槽口和16個(gè)安裝孔，上面板(I)的4個(gè)角分別有4個(gè)安裝孔，用于安裝上部摞裝儀表操控箱之間減震器的螺釘;左翼板(2)和右翼板(3)分別設(shè)計(jì)有I個(gè)槽口和10個(gè)安裝孔，左翼板(2)和右翼板(3)的上下各有4個(gè)安裝孔和中間2個(gè)裝孔，分別用于安裝左維修口蓋板(13)和右維修口蓋板(14);前面板(4)設(shè)計(jì)成L型斷面形狀、4個(gè)槽口和6個(gè)安裝孔，其中上部設(shè)計(jì)有2個(gè)小槽口、中部設(shè)計(jì)有I個(gè)槽口和下部設(shè)計(jì)有I個(gè)槽口，在中部設(shè)計(jì)有6個(gè)安裝孔，通過快卸螺釘剛性聯(lián)接前維修口蓋板(15);中間隔板(10)與左翼板(2)或右翼板(3)、前面板(4)或后面板(5)三元件的交角處均通過角加強(qiáng)筋板(12)在專業(yè)成型模具上直接鋪層、膠接成整體和共固化成型連接，克服角加強(qiáng)筋板(12)先成型再膠接導(dǎo)致用膠量增加而增重的缺點(diǎn)，中間隔板(10)設(shè)計(jì)有2個(gè)槽口和采用幾字型斷面，用于增強(qiáng)局部剛性。
[0015]圖3是本發(fā)明的左維修口蓋板的立體結(jié)構(gòu)示意圖，圖4是本發(fā)明的右維修口蓋板的立體結(jié)構(gòu)示意圖，左維修口蓋板(13)設(shè)計(jì)有2個(gè)交叉成凹槽X字型(13-2)和8個(gè)快卸螺釘安裝孔(I3-1)，右維修口蓋板(14)設(shè)計(jì)有2個(gè)交叉成凹槽X字型(14-2)和8個(gè)快卸螺釘安裝孔(14-1)，左維修口蓋板(13)和右維修口蓋板(14)的厚度范圍為1.2?2.8mm。
[0016]圖5是發(fā)明的前維修口蓋析的立體結(jié)構(gòu)示意圖，前維修口蓋板(15)設(shè)計(jì)有8個(gè)相互平行的凹槽(15-2)和6個(gè)快卸螺釘安裝孔(15-1)。
【主權(quán)項(xiàng)】
1.一種飛機(jī)用復(fù)合材料機(jī)載設(shè)備臺(tái)架，由上面板(I)、左翼板(2)、右翼板(3)、前面板(4)、后面板(5)、左前支持柱(6)、右前支持柱(7)、左后支持柱(8)、右后支持柱(9)、中間隔板(10)、底板(11)、角加強(qiáng)筋板(12)、左維修口蓋板(13)、右維修口蓋板(14)、前維修口蓋板(15)組成，其特征在于:飛機(jī)用復(fù)合材料機(jī)載設(shè)備臺(tái)架的主體框架結(jié)構(gòu)由上面板(1)、左翼板(2)、右翼板(3)、前面板(4)、后面板(5)、左前支持柱(6)、右前支持柱(7)、左后支持柱(8)、右后支持柱(9)、中間隔板(10)、底板(11)、角加強(qiáng)筋板(12)整體共固化而組成一個(gè)箱型框架中空結(jié)構(gòu)，其主體框架結(jié)構(gòu)均采用碳纖維復(fù)合材料鋪層，經(jīng)整體共固化成一個(gè)鋪層厚度不同的整體2箱式中空框架，各層復(fù)合材料鋪層角度和鋪層厚度沿厚度方向均衡對(duì)稱分布，通過在專用成型模具上進(jìn)行鋪層、抽真空壓實(shí)15?20分鐘、固化成型、出爐、起模、清理的工藝過程一次固化成型為整體式結(jié)構(gòu)，2箱由上箱和下箱組成，上箱由上面板(1)、左翼板(2)、右翼板(3)、前面板(4)、后面板(5)、左前支持柱(6)、右前支持柱(7)、左后支持柱(8)、右后支持柱(9)、中間隔板(11)構(gòu)成且形成的腔為中空的，下箱由左翼板(2)、右翼板(3)、前面板(4)、后面板(5)、左前支持柱(6)、右前支持柱(7)、左后支持柱(8)、右后支持柱(9)、底板(10)、中間隔板(10)構(gòu)成且形成的腔為中空的;底板(11)設(shè)計(jì)有I個(gè)口字型帶翻邊通風(fēng)口，保證減重和增強(qiáng)局部剛性；左維修口蓋板(13)、右維修口蓋板(14)、前維修口蓋板(15)與主體框架結(jié)構(gòu)均采用快卸螺釘剛性聯(lián)接，前維修口蓋板(15)設(shè)計(jì)有8個(gè)相互平行的凸梗和左維修口蓋板(13)與右維修口蓋板(14)均設(shè)計(jì)有2個(gè)交叉成X字型凸梗，用于增強(qiáng)局部剛性。2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的飛機(jī)用復(fù)合材料機(jī)載設(shè)備臺(tái)架，其特征在于:所述上面板(I)與左翼板(2)或右翼板(3)、前面板(4)或后面板(5)三元件之間的交角處通過角加強(qiáng)筋板(12)在專業(yè)成型模具上直接鋪層、膠接成整體和共固化成型連接成一體，克服角加強(qiáng)筋板(12)先成型再膠接導(dǎo)致用膠量增加而增重的缺點(diǎn)，上面板(I)設(shè)計(jì)有2個(gè)槽口和16個(gè)安裝孔，上面板(I)的4個(gè)角分別有4個(gè)安裝孔，用于安裝上部摞裝儀表操控箱之間減震器的螺釘。3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的飛機(jī)用復(fù)合材料機(jī)載設(shè)備臺(tái)架，其特征在于:所述左翼板(2)和右翼板(3)分別設(shè)計(jì)有I個(gè)槽口和10個(gè)安裝孔，左翼板(2)和右翼板(3)的上下各有4個(gè)安裝孔和中間2個(gè)裝孔，分別用于安裝左維修口蓋板(13)和右維修口蓋板(14)。4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的飛機(jī)用復(fù)合材料機(jī)載設(shè)備臺(tái)架，其特征在于:所述前面板(4)設(shè)計(jì)成L型斷面形狀、4個(gè)槽口和6個(gè)安裝孔，其中上部設(shè)計(jì)有2個(gè)小槽口、中部設(shè)計(jì)有I個(gè)槽口和下部設(shè)計(jì)有I個(gè)槽口，在中部設(shè)計(jì)有6個(gè)安裝孔，通過快卸螺釘剛性聯(lián)接前維修口蓋板(15)。5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的飛機(jī)用復(fù)合材料機(jī)載設(shè)備臺(tái)架，其特征在于:所述中間隔板(10)與左翼板(2)或右翼板(3)、前面板(4)或后面板(5)三元件的交角處均通過角加強(qiáng)筋板(12)在專業(yè)成型模具上直接鋪層、膠接成整體和共固化成型連接成一體，克服角加強(qiáng)筋板(12)先成型再膠接導(dǎo)致用膠量增加而增重的缺點(diǎn)，中間隔板(10)設(shè)計(jì)有2個(gè)槽口和采用幾字型斷面，用于增強(qiáng)局部剛性。
【文檔編號(hào)】B64D47/00GK106043720SQ201610403295
【公開日】2016年10月26日
【申請(qǐng)日】2016年6月11日
【發(fā)明人】扈心健, 匡永江, 曾艷, 王雙, 王一雙, 徐英杰, 林明, 張德生
【申請(qǐng)人】哈爾濱新科銳復(fù)合材料制造有限公司