[实用新型]一种纤维缠绕复合材料大飞机水箱

说明书

技术领域

本实用新型涉及一种水箱，尤其是涉及一种纤维缠绕复合材料大飞机水箱。

背景技术

随着我国商飞公司的成立，国产大飞机正式拉开了序幕；而国产飞机C919的即将面世更是标志着我国已具备自主研制大型客机的技术水平。大型飞机突出强调安全性、经济性、舒适性和环保性。这些性能上的高要求决定了对复合材料需求的迫切性和必然性。复合材料是一种由高强度、高刚度增强材料构成的新型材料，具有高强度、高刚性、良好的抗疲劳性、抗腐蚀性等一系列优点。在飞机上采用复合材料意味着可以明显减轻飞机的结构重量，提高飞机的性能。作为大飞机的两大生产商之一的欧洲空中客车集团研制的超大型客机A380目前已交付使用，该飞机复合材料占25%，美国波音飞机研制的B787飞机已成功下线，即将开始首飞并交付航线使用，其应用复合材料占50%左右，由于复合材料的应用而大幅减轻了飞机重量，使B787提高燃油效率达20%。

在各种飞机零部件中，大飞机水箱(包括饮用水和污水水箱)是大型客机中必不可少的集成系统。目前，国内能够为国产大型客机提供水箱系统的公司较少，且关键技术不先进，制造技术由国外公司长期控制，部件的进口不仅要花更多外汇，更为重要的是供货周期长，响应速度慢。因此，对大型客机上使用的水箱壳体的研究入手，制备出满足大型飞机适航要求的具有自主产权水箱系统成为极其紧迫的问题。迄今为止，飞机水箱技术主要具有以下缺点：

1、现有的塑料内胆的水箱对大飞机整体减重效果比较明显，但在制造过程中昂贵的塑料内胆开模费提高了该类水箱的制造成本；同时，在高温下塑料内胆中饮用水的质量难以达标。

2、由于现有的纯金属材料水箱强度有限，为提高水箱的性能只能增加容器厚度，一方面会增加容器的制造难度，从而造成加工缺陷，另一方面，导致飞机整体重量增加。

实用新型内容

本实用新型针对上述现有技术中存在的技术问题，提供一种纤维缠绕复合材料大飞机水箱，该水箱重量轻、承载能力高、成本低且可靠性好。

本实用新型的目的是通过以下技术方案来实现：

一种纤维缠绕复合材料大飞机水箱，包括金属内衬、加强层和保护层，所述的加强层设置在金属内衬和保护层之间。

所述的金属内衬为不锈钢或者铝合金内衬。

所述的加强层为碳纤维复合材料层，该碳纤维复合材料是在金属内衬的筒体上缠绕的纵向缠绕纤维层。

所述的保护层为玻璃纤维复合材料层，该玻璃纤维复合层是在加强层外采用玻璃纤维全缠绕构成的。

本实用新型具有以下优点：

1、水箱的性能肩比国外同类产品，但成本降低50%左右；

2、由于纤维强度大大高于普通金属，且比重小，可以减轻容器的质量，提高容器承载能力，从而达到大幅减轻飞机重量的目的；

3、容器壁内应力不均匀，各向同性的金属材料制造压力容器并没有发挥金属材料所有的潜能。复合材料的各向异性正好可以弥补这个不足，纤维方向强度最高，用以承受周向应力，其它方向强度较低，则正好承受其它低应力，可以充分发挥材料的潜能，且制造工艺稳定，不易产生缺陷。

附图说明

图1为本实用新型所公开的大飞机水箱的半剖图。

具体实施方式

以下结合附图和实施例对本实用新型作进一步详细说明：

如图1所示，本实用新型所公开的纤维缠绕复合材料大飞机水箱，主要由金属内衬1、加强层2和保护层3组成。所述的加强层2设置在金属内衬1和保护层3之间。金属内衬1为不锈钢或铝合金内衬。所述的加强层2为碳纤维复合材料层，该复合材料层是在金属内衬1的筒体上缠绕的纵向缠绕层。所述的保护层3为玻璃纤维复合材料层，该玻璃纤维复合材料层是在加强层2外采用玻璃纤维全缠绕构成的。

这些实施例应理解为仅用于说明本实用新型而不用于限制本实用新型的保护范围。在阅读了本实用新型记载的内容之后，本领域技术人员可以对本实用新型作各种改动或修改，这些等效变化和修饰同样落入本实用新型权利要求所限定的范围。