[发明专利]飞行器的预应力结构及制造方法

权利要求书

1、一种飞行器的预应力结构，其特征在于：飞行器的各种梁、框架、机身结构、中央翼盒、平尾、垂尾、纵向长桁、径向桁条、椽条、整体壁板、地板，发动机中的风扇叶片、作动筒、各类轴、枢轴、安定面、舵，襟翼以及变后掠翼的掠动连接机构等载荷构件中，全部或部分采用预应力结构，预应力结构包括预拉件和预压件或加填充料构成飞行器的上述载荷构件，并使其在制造、装配或使用时产生一个大于其最大许用应力小于其屈服强度的预应力而成为预应力构件，其预拉件置于预压件之中或包容预压件，预拉件为用高强度钢、钛合金、铝合金和其它合金或金属材料、纤维增强复合材料制成的预拉圈、拉杆、铆式拉杆、缆绳、管材、布、网、带、拉筋、丝、格栅、骨架或双金属中的一种金属材料，其形状根据飞行器载荷构件的结构形状和承力要求而确定，预压件为由金属材料或基体复合材料制成上述载荷构件的结构和气动外形，预拉件被预紧产生预应力，其伸出端与其它构件连接。    

2、按权利要求1所述的飞行器的预应力结构，其特征在于预应力结构为预拉圈预应力结构：它是在环形的机身隔框外设一台阶，隔框为预压件，其台阶上包容一个金属的环形无接头的预拉圈作预拉件，并与其过盈配合，产生预应力。    

3、按权利要求1所述的飞行器的预应力结构，其特征在于所述的预应力结构为铆式拉杆预应力结构：它是采用金属材料制成的超长的铆钉式样的铆式拉杆作预拉件，金属材料制成的套管和框架作预压件，加热的铆式拉杆置于预压件中，两端伸出预压件铆合成载荷构件整体，铆式拉杆冷却后即使构件产生预应力。

4、按权利要求1、所述的飞行器的预应力结构，其特征在于所述的预应力结构为拉杆式预应力结构：由一种用金属材料制成超长的单头或双头螺栓式拉杆作预拉件，其形状有直形或具有大小头结构或中部带肋的直形、环形、半环形等，预压件是由金属材料或非金属基体复合材料制成的各种梁和框、纵向长桁、椽条、整体机翼、平尾、垂尾、中央翼盒组成的机体结构和气动外形的构件。预拉件置于预压件之中或包容预压件，其螺纹部分或伸出预压件与其它构件连接，在预拉件与预压件之间注满填充料固化后成一整体，或用基体复合材料制成的预压件包容预拉件固化直接制成整体构件，在构件成型或装配时把预拉件预紧，填充料或基体复合材料固化后构件即产生预应力。

5、按权利要求1所述的飞行器的预应力结构，其特征在于所述的预应力结构为缆绳预应力结构，它包括由金属或纤维增强的复合材料制成的缆绳或变径缆绳作预拉件，由金属或基体复合材料制成的梁、框、纵向长桁、椽条、中央翼盒、机翼、平尾、垂尾、翼身融合体组成的机体结构和气动外形的构件作预压件，预拉件置于预压件之中成一个整体，或于二者之间加满填充料结合成一个整体，制作过程预拉件被预紧，填充料或基体复合材料固化后构件即产生预应力。

6、按权利要求1所述的飞行器的预应力结构，其特征在于所述的预应力结构为金属/复合材料预应力结构：它包括由金属材料制成的缆绳、拉杆、管材、丝材、布、网、格栅作预拉件，由金属材料制成的骨架或由基体复合材料制成的各种梁和框、整体机翼、中央翼盒、翼身融合体、平尾、垂尾、整体壁板、地板、枢轴、风扇组成的机体结构和气动外形的构件作预压件，预拉件被预压件包容或包容预压件，制造或装配时预紧预应件，基体复合材料固化后即使构件产生预应力。

7.按权利要求1所述的飞行器的预应力结构，其特征在于所述的预应力结构为热膨胀预应力结构：用于发动机风扇叶片，它是用金属材料制成的风扇叶片夹芯或骨架作预压件，夹芯或骨架横截面为波形结构，由金属材料或纤维增强的复合材料制成的风扇叶片外层作预拉件，预拉件包容预压件结合成风扇叶片。夹芯或骨架材料的热膨胀系数大于外层材料的热膨胀系数，外层包容夹芯或骨架，把二者结合成一个整体，使用时温升使夹芯或骨架膨胀后使风扇叶片产生预应力。

8.按权利要求1所述的飞行器的预应力结构，其特征在于所述的预应力结构为纤维增强复合预应力结构：由纤维增强的复合材料制成的缆绳、丝、网、布、带作预拉件，基体复合材料制成的各种梁、框、中央翼盒、机翼、平尾、垂尾、蒙皮、地板、方向舵、襟翼、安定面、机头、尾锥及螺旋桨中的基体复合材料作预压件。预拉件被预压件包容而接合成一个整体，制造时预拉件被预紧，基体复合材料固化后即使构件产生预应力。