[发明专利]用于飞行器的蜂窝蒙皮结构

说明书

本发明涉及一种用于飞行器的蜂窝蒙皮结构。蜂窝蒙皮结构包括：蒙皮(1)；至少一个与所述蒙皮(1)一体成型的蜂窝部(4)；以及装配在蜂窝部(4)之间的框(3)，其中，蒙皮(1)和蜂窝部(4)通过3D打印构成为一体零件。根据本发明的蜂窝蒙皮结构的优点包括但不限于：增加蒙皮刚度；可以简化制造装配过程，缩短飞行器的制造周期；减少工装模具制造，降低生产制造成本；降低飞机的维修使用成本；减少紧固件，有利于降低舱内噪声；以及可模块化设计。

技术领域

本发明涉及一种蜂窝蒙皮结构，更具体地说，涉及一种用于飞行器的蜂窝蒙皮结构。

背景技术

在航空领域中，飞行器中使用的蒙皮是指包围在飞行器骨架结构之外且用粘接剂或铆钉固定于骨架上而形成飞行器气动力外形的构件。蒙皮与飞行器骨架所构成的蒙皮结构具有较大的承载力及刚度，但自身重量相对较轻，因此能够起到承受和传递气动载荷的作用。

传统飞行器通常使用长桁蒙皮结构来构成机身。更具体地说，如图1所示，长桁蒙皮结构由蒙皮1、多条长桁2和框3组合而成。

蒙皮1的作用是构成机身的气动外形并保持表面光滑，承受剪力和扭矩并和长桁2一起组成壁板以承受两个平面内弯矩引起的轴力。长桁2的作用是承受机身弯曲时产生的轴力，对蒙皮1进行支承并且提高蒙皮1的受压、受剪失稳临界应力，此外还能承受部分作用在蒙皮1上的气动力，并将其传递给框3。框3的作用是维持机身的截面形状，并对蒙皮1和长桁2起到支撑作用。框3的受载包括蒙皮1传入机身周边的空气动力以及机身弯曲变形所引起的分布压力。

由于有蒙皮1传递剪流，载荷传递效率较高，因此上述长桁蒙皮结构是现代飞行器采用的通用形式。在飞行器设计早期还有一种硬壳式机身结构，没有纵向构件，仅由蒙皮1承受机身总体的载荷。但两者共同的缺点是重量仍然较重，这对于重视重量控制的现代设计理念来说是需要改进的。

另外，如图1所示，可以看到有数量众多的长桁2需要装配到框3上，并且与蒙皮1相适配，导致装配步骤繁琐、制造周期较长，飞行器的制造效率因而进一步降低。

为此，业内提出了一些解决方案。例如，在由南昌航空大学于2017年9月19日提交的实用新型专利CN207389526U中，提出了一种变形飞机的柔性蒙皮。该柔性蒙皮主要包括弹簧骨架和超弹性硅橡胶薄片，其主要特征是：柔性弹簧骨架由一维线弹簧和二维四边形弹簧编织而成，作为蒙皮的夹心层，在柔性弹簧骨架两侧覆盖有超弹性硅橡胶薄片。

虽然这种蒙皮采用合金弹簧钢制成的柔性弹簧骨架作为其主要的承力部件，解决了柔性蒙皮面内和法向刚度不足的问题，但与传统的长桁蒙皮结构，其强度仍然有所不足。

因此，业内期望设计一种能够在不降低强度的前提下减轻机身重量、提高装配效率的蒙皮结构。

发明内容

本发明的目的在于提供一种能够减轻机身重量、提高装配效率的蒙皮结构。

本发明涉及一种蜂窝蒙皮结构，其中，蜂窝蒙皮结构使用在飞行器中，蜂窝蒙皮结构包括：蒙皮；至少一个与蒙皮一体成型的蜂窝部；以及装配在蜂窝部之间的框。

较佳的是，蒙皮和蜂窝部可以通过3D打印构成为一体零件。或者，蒙皮、蜂窝部和框可以通过3D打印构成为一体零件。

更佳的是，蜂窝部可以形成在多个区域中，并且框装配在蜂窝部相邻的两个区域之间。

在又一个实施例中，在构成蜂窝部的、从蒙皮竖直突起的至少一个壁上可以设置有第一孔。此外，在由壁所包围的蒙皮上还可以设置有第二孔。

在再一个实施例中，在蜂窝部内部还可以设置有至少一圈形状相同、但尺寸减小的六边形立筋和至少一根对角穿过的横穿立筋。

优选的是，六边形立筋和横穿立筋与蜂窝部和蒙皮可以通过3D打印制造成一体化零件。或者，六边形立筋和横穿立筋可以构成一体，并且装配入蜂窝部。