[发明专利]一种飞机翼面类复合材料翼尖结构及制造方法

说明书

一种飞机翼面类复合材料翼尖结构及制造方法，该翼尖结构与飞机翼面盒段连接，所述的翼尖结构含有蒙皮、泡沫芯、端隔板、尾边条，所述的泡沫芯是一个与翼尖外形匹配的变截面机加成型结构，泡沫芯的一侧连接端隔板，泡沫芯的另一侧连接尾边条，所述的端隔板和尾边条为复合材料预制品，泡沫芯、端隔板和尾边条粘接形成整体的翼尖芯结构，所述的蒙皮为包覆在翼尖芯结构外层的树脂蒙皮。

技术领域

本申请涉及飞机设计制造技术领域，进一步是一种飞机翼面类翼复合材料翼尖结构及制造方法。

背景技术

飞机机翼按部位可分为机翼盒段、固定前缘、固定后缘、翼尖、短舱吊挂、襟翼、副翼、扰流板等结构。

现有技术中，为了提高蒙皮刚度，维持气动外形，飞机翼面类翼尖结构一般为金属结构，且在蒙皮内部布置梁、隔板等骨架。此种结构，零件和连接件数量较多，大幅增加了结构重量，且对于外形较为复杂的翼面，如双曲面，此种结构大大增加了蒙皮与骨架结构的工艺成型难度，降低了结构维修性和互换性要求，一定程度上影响了飞机的使用性能，缩减了飞机的使用寿命。现在，复合材料已广泛应用于机身、机翼等重要部件上，与金属结构相比，复合材料结构在满足飞机使用性能的同时，大幅减轻了结构重量。目前，飞机翼面类翼尖结构主要是采用复合材料蒙皮与金属骨架机械连接而成，此种情况下，紧固件大量使用，对复合材料结构造成了不可逆转的损伤，影响了飞机的维修性和可靠性，且极大地增加了结构重量。

发明内容

针对现有技术的缺点，本申请的目的在于提供一种飞机翼面类翼复合材料翼尖结构及制造方法。

一种飞机翼面类复合材料翼尖结构，该翼尖结构与飞机翼面盒段连接，所述的翼尖结构含有蒙皮、泡沫芯、端隔板、尾边条，其特征在于，所述的泡沫芯是一个与翼尖外形匹配的变截面机加成型结构，泡沫芯的一侧连接端隔板，泡沫芯的另一侧连接尾边条，所述的端隔板和尾边条为复合材料预制品，泡沫芯、端隔板和尾边条粘接形成整体的翼尖芯结构，所述的蒙皮为包覆在翼尖芯结构外层的树脂蒙皮。

所述的泡沫芯可以是一个以对接面拼接的组合结构，在泡沫芯的对接面上设有一个或多个减轻盲孔，另有一个与减轻盲孔连通的通气孔，该通气孔连通至泡沫芯的表面，所述的端隔板上设有对应透气孔，该透气孔通过泡沫芯的通气孔与泡沫芯的减轻盲孔连通。

本申请还提出一种如上述飞机翼面类复合材料翼尖结构的制造方法，其特征在于包含以下内容：1)根据翼尖结构的设计数模，首先采用树脂铺贴的方式预先固化成型端隔板和尾边条；2)采用机加成型的方式加工泡沫芯结构；3)将泡沫芯结构与端隔板和尾边条粘接形成整体的翼尖芯结构；4)以整体的翼尖芯结构为模具，在翼尖芯结构的外侧包覆树脂蒙皮，进行翼尖结构的整体共胶接成型。

当泡沫芯是以对接面拼接的组合结构时，在采用机加成型的方式加工泡沫芯结构时，首先采用机加成型的方式加工两个泡沫芯组件，并在泡沫芯组件的对接面上加工出减轻盲孔和通气孔；再将两个泡沫芯组件对接为一体形成翼尖结构的整体泡沫芯结构；还要在端隔板上加工出与通气孔对应的透气孔；将整体泡沫芯结构与端隔板和尾边条粘接为整体的翼尖芯结构，使端隔板上的透气孔与泡沫芯的通气孔以及减轻盲孔连通；最后再以整体的翼尖芯结构为模具，在翼尖芯结构的外侧包覆树脂蒙皮，进行翼尖结构的整体共胶接成型。

本申请的有益效果在于：1)一体化结构对复合材料应用有利，蒙皮、端隔板、泡沫芯、尾边条共胶接整体成形，降低了工艺难度，减少了零件和坚固件数量。2)蒙皮内采用泡沫芯填充，且设有减轻盲孔，提高了蒙皮的刚度，加强了结构稳定性，同时，由于泡沫芯密度较小，因此，大幅的减轻了结构重量。3)泡沫芯上设有通气孔，与端隔板上透气孔连通，在高温固化共胶接成型时，可以将减轻盲孔内的气体导通到翼尖外部，避免高温气体膨胀，提高了泡沫芯的整体性能，进而提高了翼尖整体的使用性能。4)端隔板“C”字型的设计保证其与蒙皮内表面、泡沫芯有足够的胶接强度，提高了承载能力。5)翼尖结构是一种全胶接结构，无需在复合材料构件上制孔，降低了对复合材料性能的损伤，减轻了结构件上的应力集中现象，大大提高了飞机的疲劳性能。