[发明专利]一种大展弦比机翼主翼面结构

说明书

本发明为一种大展弦比机翼主翼面结构，属于航空领域。由蜂窝夹层上壁板1、帽型加筋下壁板2、盒式主梁3、后墙4、前缘蒙皮5、翼肋6和胶黏剂7组成，所述蜂窝夹层上壁板1为碳纤维复合材料内外面板、轻质纸蜂窝共固化成形夹层结构。所述帽型加筋下壁板2为碳纤维复合材料蒙皮、泡沫芯整体固化成形帽型加筋结构。所述盒式主梁3为碳纤维复合材料胶接共固化成形整体化结构。所述后墙4、前缘蒙皮5、翼肋6为碳纤维复合材料压板结构。所述胶黏剂7为常温固化糊状胶黏剂。各部件根据各自的承载特点，采用相应的结构形式，充分发挥了复合材料减重优势，有效解决了大展弦比机翼主翼面结构高承载和轻重量的矛盾。

技术领域

本发明属于航空领域，具体涉及到一种大展弦比机翼主翼面结构。

背景技术

长航时无人机由于在航程、航时和经济性上的苛刻要求，一般采用大展弦比机翼，以获得较大的升阻比。主翼面结构是大展弦比机翼的主承载结构，除了承受局部气动载荷，还要传递全机总体弯矩和扭矩。为了进一步增大航程和延长续航时间，结构重量要求尽量轻。高承载和轻重量是一对矛盾，给结构设计带来了难度。对于中低速大展弦比无人机，机翼一般为梁式薄蒙皮结构形式，其上下蒙皮较薄，主要用于气动维形；主梁多为“工”字形梁，用于传递总体弯矩和剪力；上下蒙皮和内部骨架之间一般采用机械连接的形式装配成整体，见图1。该形式较为成熟，但存在以下缺点：

(1)大展弦比机翼具有上表面受压严重，下表面主要受拉的受力特点，上蒙皮的稳定性问题突出，薄蒙皮维形效果差，需要较多的翼肋用于收集气动载荷及辅助维形，付出较大的重量代价；

(2)“工”字形主梁和薄蒙皮形成的翼盒抗扭性能差，不利于扭矩的传递；

(3)机械连接的装配形式整体化水平低，装配工作量大，周期长，成本高，大量的连接件所占重量不容忽视。

发明内容

技术方案：

一种大展弦比机翼主翼面结构，由蜂窝夹层上壁板(1)、帽型加筋下壁板(2)、盒式主梁(3)、后墙(4)、前缘蒙皮(5)、翼肋(6)和胶黏剂(7)组成，所述蜂窝夹层上壁板(1)为碳纤维复合材料内外面板、轻质纸蜂窝共固化成形夹层结构；所述帽型加筋下壁板(2)为碳纤维复合材料蒙皮、泡沫芯整体固化成形帽型加筋结构。

蜂窝夹层上壁板(1)、帽型加筋下壁板(2)与内部骨架之间采用胶黏剂(7)进行整体化胶接装配。

所述盒式主梁(3)为碳纤维复合材料胶接共固化成形整体化结构；所述后墙(4)、前缘蒙皮(5)、翼肋(6)为碳纤维复合材料压板结构。

所述胶黏剂(7)为常温固化糊状胶黏剂。

技术效果及优点

(1)蜂窝夹层上壁板具有自身弯曲刚度高、重量轻的特点，有利于提高上翼面受压的稳定性和维形效果；

(2)下壁板因主要承受拉伸载荷，采用帽型加筋结构可增加维形效果，充分发挥复合材料薄蒙皮减重优势；

(3)上下壁板较好的维形能力可以使得翼肋的数量可以大幅减少，减轻结构重量；

(4)盒式主梁采用共固化整体成形，用于承受绝大部分总体弯矩、扭矩和剪力，具有较好的抗弯扭性能；

(5)全胶接装配方式提高了结构整体化水平，降低了装配工作量，有利于缩短研制周期，降低成本，进一步减重；

(6)各部件根据各自的承载特点，采用相应的结构形式，充分发挥了复合材料减重优势，有效解决了大展弦比机翼主翼面结构高承载和轻重量的矛盾。

附图说明

图1为传统中低速大展弦比无人机机翼主翼面结构示意图；

图2为本发明一种大展弦比机翼主翼面结构剖面图；