[发明专利]一种基于H型翼梁增强的复合材料整体尾翼、制造方法及成型模具

说明书

本发明公开一种基于H型翼梁增强的复合材料整体尾翼、制造方法及成型模具，所述尾翼与机身壳体设计成一体结构，内部采用H型翼梁增强尾翼强度，所述H型翼梁沿翼展方向贯穿尾翼及机身尾部；所述尾翼及H型翼梁以尾翼翼型的翼弦线为分离面，分为上下两部分带帽型筋的翼身一体尾翼板件。该整体尾翼采用翼身融合方案，将尾翼与机身设计为翼身一体结构，简化了尾翼的装配协调路线，无需设计尾翼装配型架或专用工装，有效降低了飞机的初始及重复成本。

技术领域

本发明属于航空技术领域，具体涉及一种基于H型翼梁增强的复合材料整体尾翼、制造方法及成型模具。

背景技术

随着技术的发展，复合材料在飞机结构中的应用越来越广泛，有效地减轻了飞机结构的重量，延长了结构的疲劳寿命，提高先进复合材料的应用比例是提高飞机性能的重要途径，而整体化设计和成型是复合材料在飞机结构中应用的重要发展方向之一。

当前，翼身融合设计在飞机设计中得到越来越广泛的应用，能有效提高飞机的飞行性能并降低飞机的RCS提高战场生存能力。不过翼身融合设计主要应用于机翼机身的一体设计，而尾翼在飞机结构中一般仍设计为独立的部件，通过接头耳叉等机构与机身装配连接。由于金属接头耳叉等连接结构的存在，不利于飞机结构减重，还导致尾翼装配协调路线的复杂化，需要通过设计型架或专用工装协调装配，从而增加了产品的成本。

发明内容

为了解决上述技术问题，本发明提出一种基于H型翼梁增强的复合材料整体尾翼，整体尾翼采用翼身融合方案，将尾翼与机身设计为翼身一体结构，简化了尾翼的装配协调路线，无需设计尾翼装配型架或专用工装，有效降低了飞机的初始及重复成本。

本发明解决以上技术问题的技术方案为：一种基于H型翼梁增强的复合材料整体尾翼，其特征在于，所述尾翼与机身壳体设计成一体结构，内部采用H型翼梁增强尾翼强度，所述H型翼梁沿翼展方向贯穿尾翼及机身尾部；所述尾翼及H型翼梁以尾翼翼型的翼弦线为分离面，分为上下两部分带帽型筋的翼身一体尾翼板件；

所述H型翼梁包含翼梁壳体及夹芯层，翼梁壳体在尾翼段包含上下对称的带帽型筋结构，其剖面型状为H型结构；在机身段分为上半部以及下半部，上半部和下半部均为剖面为C型带帽型筋结构，翼梁壳体与外形蒙皮之间用夹芯层填充；

所述上下两部分带帽型筋的翼身一体尾翼板件分别在成型模具中共固化成型，然后在合拢模具中沿分离面胶接成整体尾翼；

所述整体尾翼采用泡沫夹芯结构的复合材料制成。

本申请还提供上述整体尾翼的成型模具，所述模具用于制造上述基于H型翼梁增强的复合材料整体尾翼，所述模具包括模具主体及翼梁型块组件，所述模具主体用于翼身一体尾翼板件的外形蒙皮的成型，所述翼梁型块组件通过紧固件在模具主体中安装。

进一步的，所述翼梁型块组件用于翼梁壳体的铺层和共固化成型，并根据翼梁的结构特点将翼根区域分块，分为尾翼段型块及机身段型块，尾翼段型块与机身段型块采用快拆结构连接为翼梁型块组件。

进一步的，所述翼梁型块组件中的快拆结构包括连接座及连接块，连接座与尾翼段型块之间采用第一紧固件连接，连接块与机身段型块之间采用第二紧固件连接，连接座与连接块之间用连接螺栓从上方横向贯穿定位连接并用螺母锁紧。

本申请还提供上述基于H型翼梁增强的复合材料整体尾翼的制造方法，所述制造方法包括以下步骤：

首先，在所述模具主体中铺敷翼身一体尾翼板件外形蒙皮各铺层，在翼梁型块组件中铺敷翼梁壳体各铺层并完成泡沫夹芯层的填充、修型，将所述翼梁型块组件带铺层和夹芯层一并在模具主体上定位并用紧固件装配；

然后，拆除所述翼梁型块组件的连接螺栓和螺母，确保尾翼段型块与机身段型块之间处于自由状态，袋封后完成所述翼身一体尾翼板件的共固化成型；

最后在合拢模具中将所述的翼身一体尾翼板件沿分离面胶接成型整体尾翼。