[发明专利]带有Ω型框体的共固化复合材料薄壁燃料箱及成型方法

说明书

本发明提供了一种带有Ω型框体的共固化复合材料薄壁燃料箱及成型方法，涉及航空飞行器轻量化的技术领域，搭建可拆卸的刚性模具；在刚性模具上设置Ω型框体，将预浸料铺放在燃料箱芯模表面；将成型辅料铺设在Ω型框体成型模具外侧并与燃料箱芯模表面的预浸料齐平；通过柔性模具进行产品包封，经热压固化后去除柔性模具，获取带有Ω型框体的燃料箱本体。本发明的成型方法，在保障燃料容积的情况下，提高了挂架连接位置处的整体结构强度，Ω型框体和整体的燃料箱本体采用类似或相同的材质成型，共固化成型提高了燃料箱局部结构的稳定性、可靠性和整体承载强度，本成型方法工艺简单、成型成本低，极大降低了薄壁燃料箱的整体装配成本和生产周期。

技术领域

本发明涉及航空飞行器轻量化技术领域，尤其是涉及一种带有Ω型框体的共固化复合材料薄壁燃料箱及成型方法。

背景技术

燃料箱是航空飞行器的重要组成部分，随着航空对飞行器重量要求的提高，对飞行器燃料箱提出了更高的需求。

由于现有的燃料箱采用金属材料，造成其重量较大，因而本申请中提出了采用复合材料来降低燃料箱的重量。目前国内外也有涉及复合材料燃料箱的研究，但是现有的复合材料燃料箱的箱壁采用的是蜂窝夹层结构，而本申请中首次提出了薄壁复合材料的燃料箱结构。

为了减轻飞行器的重量，设计制造了复合材料燃料箱，但是复合材料燃料箱在飞行器的起飞阶段及飞行机动性上对其结构强度有非常高的要求，现有的复合材料燃料箱结构稳定性不足，特别是在燃料箱的挂架连接位置处承重能力不足。为解决上述问题，在保障燃料容积的情况下，本申请通过引入Ω型框体，极大减轻了燃料箱的重量和装配难度，提高了燃料箱的结构强度、可靠性和稳定性。

发明内容

本发明的目的在于提供一种带有Ω型框体的共固化复合材料薄壁燃料箱成型方法，以缓解了复合材料燃料箱挂架连接位置处的承重能力不足的技术问题。

为达到上述目的，本发明的技术方案是这样实现的：

一种带有Ω型框体的共固化复合材料薄壁燃料箱的成型方法，包括如下步骤：

搭建可拆卸的刚性模具；

在刚性模具上设置Ω型框体，将Ω型框体的成型料铺设在Ω型框体内，置入Ω型框体成型模具并获取燃料箱芯模；

将预浸料铺放在燃料箱芯模表面；

将成型辅料铺设在Ω型框体成型模具外侧并与燃料箱芯模表面的预浸料齐平；

通过柔性模具进行产品包封，经热压固化后去除柔性模具，获取带有Ω型框体的燃料箱本体。

进一步的，所述Ω型框体的位置设置在燃料箱本体的挂架连接位置处。

进一步的，所述将成型辅料铺设在Ω型框体成型模具外侧并与燃料箱芯模表面的预浸料齐平的步骤还包括：

将预浸料铺放在成型辅料表面，并继续变厚铺设在挂架连接位置处。

进一步的，所述将预浸料铺放在成型辅料表面，并继续变厚铺设在挂架连接位置处的步骤包括：

沿Ω型框体成型模具外侧及成型辅料外侧铺设预浸料织物层，所述预浸料织物层至少包括两层，后缠绕铺设的预浸料织物层的宽度小于先缠绕铺设的预浸料织物层的宽度。

进一步的，所述将预浸料铺放在燃料箱芯模表面的步骤包括：

采用0°、+45°、-45°的顺序在燃料箱芯模表面铺放预浸料并形成燃料箱第一本体。

进一步的，所述预浸料的基体材料为热固性树脂或热塑性树脂或陶瓷基或金属基；

所述预浸料的增强体材料为玻璃纤维或碳纤维或玄武岩纤维或芳纶纤维，所述增强体材料的纤维形式为短切纤维或连续纤维或纤维织物。