[实用新型]一种多功能蒙皮结构

说明书

本实用新型提供了一种多功能蒙皮结构，涉及航空制造技术领域，能够具备闪电防护和电加热防除冰功能，制备方法简单，不需要多次进热压罐，成本低；该结构为层状结构，所述层状结构依次包括导电层、第一绝缘层、加热层、第二绝缘层和承载层；所述导电层用于提供闪电通路；所述第一绝缘层和所述第二绝缘层用于对所述加热层进行定位，且保护所述承载层不发生异电位腐蚀；所述加热层用于电加热防除冰；所述承载层用于为其他层提供承载功能。本实用新型提供的技术方案适用于航空制造的过程中。

【技术领域】

本实用新型涉及航空制造技术领域，尤其涉及一种多功能蒙皮结构。

【背景技术】

当飞机以小于某一临界马赫数的亚音速在结冰气象条件下飞行时，一些部件的迎风表面如机翼缝翼，会因大气中的过冷水滴撞击、积聚而结冰，会显著影响飞机的气动外形，导致气动性能恶化、操控性能与稳定性降低。发动机短舱前缘的径向截面与机翼缝翼具有近似的气动外形，进气道结冰会导致发动机推力降低，而且当进气道内冰层脱落随气流进入发动机内部，会打伤高速旋转的叶片，甚至导致发动机破坏，因此也需要进行结冰防护。

结冰防护有多种方法，如：加入超疏水材料(CN206636710U)、碳纳米管(CN110744833A)或微观纤维结构(CN206602672U)等，其中把电加热层埋入防护区域表面的电加热防除冰加热效率高、覆盖范围广；同时相比金属结构，飞机结构上复合材料的大量使用可以大大降低燃油消耗，但是机翼缝翼和短舱前缘属于遭受初始雷电附着的高概率表面，复合材料本身是高阻抗材料，闪电电流流经复合材料结构时会引起高的电压降，造成复合材料结构击穿，导致严重威胁飞行安全，因此还需要具备闪电防护功能。

多功能蒙皮结构的制造难点在于电加热层、闪电防护层和复合材料层的集成和一体化制造。制造过程中电加热层一般采用金属热喷涂工艺制造，是将熔融的金属以高速粒子流的方式喷在基材表面以产生覆层，热喷涂的喷嘴出口温度(约3000℃)和粒子速度(500m/s-2100m/s)很高，喷涂到基材表面视距离和参数不同，由于热固性复合材料的树脂软化温度为180℃左右，热固性预浸料的使用温度为80℃左右，喷涂过程中喷涂高温和高冲击易造成复合材料预浸料中树脂的提前固化和变形，目前解决方法有两类。

第一类方法是对固化后的复合材料预浸渍纤维表面进行喷涂，再与承载的复合材料结构机械连接在一起。这类解决方法大大增加了装配工作量和重量，需要多次固化，成本较高，同时降低了表面加热区域的连续性。第二类方法是复合材料选用耐高温热塑性复合材料，如聚醚醚酮PEEK、聚酰亚胺PI和聚醚酰亚胺PEI(专利FR2939767)。因PEEK树脂熔融温度340℃，PEI熔融温度220℃，PI熔点334℃，热塑性预浸料的使用温度为120℃左右，因此这种方法对热喷涂的参数区间要求很高，且加热层结合强度较低。

因此，有必要研究一种多功能蒙皮结构及其制备方法来应对现有技术的不足，以解决或减轻上述一个或多个问题。

【实用新型内容】

有鉴于此，本实用新型提供了一种多功能蒙皮结构及其制备方法，能够具备闪电防护和电加热防除冰功能，制备方法简单，不需要多次进热压罐，成本低。

一方面，本实用新型提供一种用于制备飞机缝翼或短舱前缘结构的多功能蒙皮结构，其特征在于，所述蒙皮结构为层状结构，所述层状结构依次包括导电层、第一绝缘层、加热层、第二绝缘层和承载层；

所述导电层用于提供闪电通路；

所述第一绝缘层和所述第二绝缘层用于对所述加热层进行定位，且保护所述承载层不发生异电位腐蚀；

所述加热层用于电加热防除冰；

所述承载层用于为其他层提供承载功能。

如上所述的方面和任一可能的实现方式，进一步提供一种实现方式，所述导电层为网状结构或回路结构。