[发明专利]一种直升机桨叶内埋盒形装置及其成型方法

说明书

本发明属于直升机桨叶制造技术，具体涉及一种直升机桨叶内埋盒形装置及其成型方法。本发明直升机桨叶内埋盒形装置包括上框、中框、下框、水平向螺座、垂直向螺座。本发明直升机桨叶内埋盒形装置的成型方法，使用复合材料预浸料对上框、中框及下框进行固化预成型，然后用胶接方式成型固化成为盒形结构，利用机械加工方式加工出水平向螺座和垂直向螺座，在中框上开孔，并在中框孔中安装水平向螺座，将垂直向螺座胶接在盒形结构内壁，然后进行固化成型。本发明既实现了盒形装置轻质化，又满足了盒形装置强度、刚度要求，同时实现了盒形装置内埋在桨叶内维形的功能，具有较大的实际应用价值。

技术领域

本发明属于直升机桨叶制造技术，具体涉及一种直升机桨叶内埋盒形装置及其成型方法。

背景技术

传统的直升机桨叶的外形结构是一种兼顾各种飞行状态的折衷，是一种固定化的结构，无法达到在各种飞行状态下的性能最优。今年来，随着智能结构与人工智能等领域的飞速发展，可变形桨叶成为直升机领域的研究热点。可变形桨叶是以智能材料与结构为驱动器来实现桨叶局部变形或全局变形的一种新技术，而可变形桨叶的结构实现需要在狭小的桨叶内部独立出单独的区域空间，用于安装布置驱动器、电缆或光纤等实现桨叶变形或测量桨叶变形的装置。一般在桨叶设计、制造时采用内埋盒形装置的方式来实现桨叶内单独的区域空间。

由于桨叶是带翼型结构，所以在狭小空间内埋的盒形装置也为不规则的带翼型结构。工程中最易于实现的成型方式是采用金属材料进行机械加工的方式，但这种方式的弊端是直接导致直升机桨叶的附加重量飙升，严重限制新型可变形桨叶的使用范围；也可以采用短切纤维预成型的方式加工复合材料盒形装置，但这种成型方式加工的盒形装置在强度、刚度方面无法满足直升机桨叶在正常旋转运行状态时，由于离心力带来的对内部智能材料驱动器的安装使用要求。

发明内容

本发明的目的：提供一种既能满足智能材料驱动器的安装等对盒形装置强度、刚度的要求，又能实现轻质化的直升机桨叶内埋盒形装置。

另外，还提供一种满足内埋在桨叶内维形功能(即盒形装置上下表面能够与桨叶内部上下翼面相贴合)的直升机桨叶内埋盒形装置成型方法。

本发明的技术方案：一种直升机桨叶内埋盒形装置，其包括上框1、中框2、下框3、水平向螺座4、垂直向螺座5，其中，所述上框1、中框1和下框3均独立固化成型后，再相互胶接成型盒形结构，所述水平向螺座4水平嵌设在中框2孔中，垂直向螺座5通过胶接方式固定在盒形结构内壁，且所述上框1上表面为带翼型面，与桨叶上翼面贴合，下框3下表面为带翼型面，与桨叶下翼面贴合。

所述中框2上下两面均为平面。

所述上框1、中框2及下框3均采用同种复合材料预浸料固化预成型而成。

所述水平向螺座4和垂直向螺座5均为金属材料，通过机加方式加工而成。

所述盒形结构临近桨叶前缘高度大于其临近桨叶后缘的高度。

所述盒形结构临近桨叶的内壁处所设置的垂直向螺座5数量少于临近桨叶后缘内壁上的垂直向螺座数量5。

一种所述的直升机桨叶内埋盒形装置的成型方法，其使用复合材料预浸料对上框1、中框2及下框3进行固化预成型，然后用胶接方式成型固化成为盒形结构，利用机械加工方式加工出水平向螺座4和垂直向螺座5，在中框2上开孔，并在中框2孔中安装水平向螺座4，将垂直向螺座5胶接在盒形结构内壁，然后进行固化成型。

所述上框1和下框3均采用铺层的工艺方法使用复合材料的预侵料进行固化预成型，使得上框1上表面为与桨叶上翼面相匹配的带翼型面，上框1下表面为平面；下框3上表面为平面，下框3下表面为与桨叶下翼面相匹配的带翼型面。

所述中框2采用缠绕的工艺方法使用复合材料的预侵料进行固化预成型，中框2的上下表面均为平面。

所述上框1、中框2、下框3的壁厚以及水平螺座的厚度均相等。