CN108146652A - 一种展弦比大于9倍的舵面制造方法 - Google Patents
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Abstract
本发明属航空领域，特别是涉及一种展弦比大于9倍的舵面制造方法。本技术根据大展弦比小型固定翼飞机活动舵面的结构特点，制造难点，从提高外副翼的整体刚强度出发，巧妙的采用模具内嵌骨架后整体发泡技术，发泡内衬件敷覆0.2mm玻璃纤维复合材料且模具成型，使副翼由局部受力改为整体受力，刚强度均得到了大幅度提高，模具外蒙皮成型,很好的保证了舵面的外形尺寸。通过本技术，找到一种制造小型固定翼无人机活动舵面的工艺方法，通过该方法，能制造出满足展弦比大(展向：弦向＝9：1)整体刚强度要求高的飞机活动舵面。
Description
技术领域
本发明属航空技术领域，特别是涉及一种展弦比大于9倍的舵面制造方法。
背景技术
随着小型无人飞机的高速发展，对飞机航程，飞行高度的要求越来越高。小型固定翼无人机的内外副翼，方向舵等要求质量越轻越好，能满足强度要求。但是，小型固定翼无人机的活动舵面，特别是机翼内外副翼展弦比大(展向：弦向＝9：1)，制造出满足整体刚强度要求的舵面就是其中的关键技术。现在的大展弦比(展向：弦向＝9：1)，活动舵面刚强度差，造成舵面偏转时变形大，偏转角度精度差，在飞行的过程中，舵面抖动厉害，形成共振，严重影响使用寿命，如果加金属骨架，又很难控制舵面的重量。
发明内容
本发明目的是：找到一种制造小型固定翼无人机活动舵面的工艺方法，通过该方法，能制造出满足展弦比大(展向：弦向＝9：1)整体刚强度要求高的飞机活动舵面。
本发明技术方案是：一种展弦比大于9倍的舵面制造方法，其特征在于，包括以下步骤：
步骤一：根据油箱的理论外形，设计舵面的复合材料模具，该模具同时兼作整体发泡模具使用；
步骤二：根据骨架理论外形，用0.2mm厚度的玻璃纤维板，激光加工展向骨架2和弦向骨架3；
步骤三：将展向骨架2和弦向骨架3装配完成，对接卡口处用少量环氧树脂胶粘接固定；
步骤四：将装配好的骨架放入外副翼下模具中，模具上需提前喷涂脱模剂并干燥，协调好骨架在模具中的正确位置，并用环氧树脂胶把骨架与模具内型面固定3～5点；
步骤五：按配方要求配制发泡剂并精确称量，称量好后的发泡剂在密封的容器内混合均匀；
步骤六：将混合均匀的发泡剂均匀倒入完成步骤四的模具中，在模具空腔填充发泡剂时，要注意发泡剂不分散在除空腔区域的其它位置；
步骤七：将外副翼上模具与下模具进行合模，合模时要轻拿轻放，避免由于发泡剂质轻而到处飘散，合模完成后用3颗定位销把上下模具定位准确，最后用U型夹把上下模具夹持牢固；
步骤八：将夹持好的模具放入烘箱，室温随炉加温到100℃±10°，保温10Min，继续升温到150℃±10°，保温2Min±1Min；
步骤九：出炉后用棉布蘸水降温上下模具，模具温度降到40℃～60℃；
步骤十：拆卸模具，对整体发泡组件进行脱模处理；
步骤十一：清理副翼上下模具，在模具内用手刷(或预浸)环氧树脂的碳纤维布包覆完成步骤十的内衬发泡件并合模；
步骤十二：模具再次进入烘箱，随炉升温到100℃±10°，保温1.5h±15Min；
步骤十三：出炉后空冷到室温，拆卸模具后，对舵面进行脱模处理，修整各边，完成舵面的制造工作。
步骤五所述发泡剂是由551DE40d42及551DU40阿克苏诺贝尔Expancel微球组成，其中551DE40d42含量为33％-37％,551DU40含量为63％-67％。
本发明有益效果
本技术根据大展弦比小型固定翼飞机活动舵面的结构特点，制造难点，从提高外副翼的整体刚强度出发，巧妙的采用模具内嵌骨架后整体发泡技术，发泡内衬件敷覆0.2mm玻璃纤维复合材料且模具成型，使副翼由局部受力改为整体受力，刚强度均得到了大幅度提高，模具外蒙皮成型,很好的保证了舵面的外形尺寸。通过本技术，找到一种制造小型固定翼无人机活动舵面的工艺方法，通过该方法，能制造出满足展弦比大(展向：弦向＝9：1)整体刚强度要求高的飞机活动舵面。
附图说明
图1是本发明实施例待成型机翼外副翼示意图；
图2是本发明实施例副翼上下模具示意图；
图3是本发明实施例副翼骨架示意图；
图4是本发明实施例副翼骨架在模具中的位置摆放图；
其中，1-机翼外副翼，2-展向骨架，3-弦向骨架，4-外副翼下模具，5-外副翼上模具。
具体实施方式
下面结合附图对本发明做进一步详细说明，请参阅图1至图4。
如图1所示，为待成型机翼外副翼示意图，本图显示了大展弦比小型固定翼飞机活动舵面的结构特点。本技术从外副翼的制造难点，从提高外副翼的整体刚强度出发，采用模具内嵌骨架后整体发泡技术，发泡内衬件敷覆0.2mm玻璃纤维复合材料且模具成型，使副翼由局部受力改为整体受力，刚强度均得到了大幅度提高，模具外蒙皮成型,很好的保证了舵面的外形尺寸。本技术是一种制造小型固定翼无人机活动舵面的工艺方法，通过该方法，能制造出满足展弦比大(展向：弦向＝9：1)整体刚强度要求高的飞机活动舵面。
一种展弦比大于9倍的舵面制造方法，其特征在于，包括以下步骤：
步骤一：根据油箱的理论外形，设计舵面的复合材料模具，该模具同时兼作整体发泡模具使用；
步骤二：根据骨架理论外形，用0.2mm厚度的玻璃纤维板，激光加工展向骨架2和弦向骨架3；
步骤三：将展向骨架2和弦向骨架3装配完成，对接卡口处用少量环氧树脂胶粘接固定；
步骤四：将装配好的骨架放入外副翼下模具中，模具上需提前喷涂脱模剂并干燥，协调好骨架在模具中的正确位置，并用环氧树脂胶把骨架与模具内型面固定3～5点；
步骤五：按配方要求配制发泡剂并精确称量，称量好后的发泡剂在密封的容器内混合均匀；所述发泡剂是由551DE40d42及551DU40阿克苏诺贝尔Expancel微球组成，其中551DE40d42含量为33％-37％,551DU40含量为63％-67％。
步骤六：将混合均匀的发泡剂均匀倒入完成步骤四的模具中，在模具空腔填充发泡剂时，要注意发泡剂不分散在除空腔区域的其它位置；
步骤七：将外副翼上模具与下模具进行合模，合模时要轻拿轻放，避免由于发泡剂质轻而到处飘散，合模完成后用3颗定位销把上下模具定位准确，最后用U型夹把上下模具夹持牢固；
步骤八：将夹持好的模具放入烘箱，室温随炉加温到100℃±10°，保温10Min，继续升温到150℃±10°，保温2Min±1Min；
步骤九：出炉后用棉布蘸水降温上下模具，模具温度降到40℃～60℃；
步骤十：拆卸模具，对整体发泡组件进行脱模处理；
步骤十一：清理副翼上下模具，在模具内用手刷(或预浸)环氧树脂的碳纤维布包覆完成步骤十的内衬发泡件并合模；
步骤十二：模具再次进入烘箱，随炉升温到100℃±10°，保温1.5h±15Min；
步骤十三：出炉后空冷到室温，拆卸模具后，对舵面进行脱模处理，修整各边，完成舵面的制造工作。
如图2所示，为副翼上下模具示意图，该图显示了大展弦比副翼的模具设计方法，模具设计分为上下两半，分模面选为副翼最大轮廓面，这种模具设计方法既方便模具的加工，又利于后续制件的脱模。上下模具的合模后用图例上三个定位孔插销后定位，三个孔的设计方案还能起到在上模具合模时，防止模具颠倒180°的错误发生。为节约用料，此发明例把机翼外副翼的左右件均设计到一套模具上。
如图3所示，为副翼骨架示意图，该图显示了内衬发泡组件内嵌的骨架结构，根据骨架理论外形，用0.2mm厚度的玻璃纤维板，激光加工展向骨架2和弦向骨架3，在展向骨架2和弦向骨架3的每一处交界出，均切出入放大图所示的对应卡口，成对卡口的设计，方便单根骨架在装配时，找准各自的位置，并实现快速安装。为保证骨架组装后保持形状，对接卡口处用少量环氧树脂胶粘接固定。
如图4所示，为副翼骨架在模具中的位置摆放图，该图显示了装配好的骨架放入外副翼下模具中的具***置，其具体操作步骤为：将装配好的骨架放入外副翼下模具中，模具上需提前喷涂脱模剂并干燥，协调好骨架在模具中的正确位置，并用环氧树脂胶把骨架与模具内型面固定3～5点；按配方要求配制发泡剂并精确称量，称量好后的发泡剂在密封的容器内混合均匀；将混合均匀的发泡剂均匀倒入完成步骤四的模具中，在模具空腔填充发泡剂时，要注意发泡剂不分散在除空腔区域的其它位置；将外副翼上模具与下模具进行合模，合模时要轻拿轻放，避免由于发泡剂质轻而到处飘散，合模完成后用3颗定位销把上下模具定位准确，最后用U型夹把上下模具夹持牢固。
实施例一、将夹持好的模具放入烘箱，室温随炉加温到105℃，保温15Min，继续升温到160℃，保温3Min；出炉后用棉布蘸水降温上下模具，模具温度降到40℃～60℃；拆卸模具，对整体发泡组件进行脱模处理；清理副翼上下模具，在模具内用手刷(或预浸)环氧树脂的碳纤维布包敷覆完成步骤十的内衬发泡件并合模；模具再次进入烘箱，随炉升温到105℃，保温1.6h；出炉后空冷到室温，拆卸模具后，对舵面进行脱模处理，修整各边，完成舵面的制造工作。
实施例二、将夹持好的模具放入烘箱，室温随炉加温到92℃，保温11Min，继续升温到145℃，保温1.5Min；出炉后用棉布蘸水降温上下模具，模具温度降到40℃～60℃；拆卸模具，对整体发泡组件进行脱模处理；清理副翼上下模具，在模具内用手刷(或预浸)环氧树脂的碳纤维布包覆完成步骤十的内衬发泡件并合模；模具再次进入烘箱，随炉升温到92℃，保温1.4h；出炉后空冷到室温，拆卸模具后，对舵面进行脱模处理，修整各边，完成舵面的制造工作。
Claims (2)
1.一种展弦比大于9倍的舵面制造方法，其特征在于，包括以下步骤：
步骤一：根据油箱的理论外形，设计舵面的复合材料模具，该模具同时兼作整体发泡模具使用；
步骤二：根据骨架理论外形，用0.2mm厚度的玻璃纤维板，激光加工展向骨架2和弦向骨架3；
步骤三：将展向骨架2和弦向骨架3装配完成，对接卡口处用少量环氧树脂胶粘接固定；
步骤四：将装配好的骨架放入外副翼下模具中，模具上需提前喷涂脱模剂并干燥，协调好骨架在模具中的正确位置，并用环氧树脂胶把骨架与模具内型面固定3～5点；
步骤五：按配方要求配制发泡剂并精确称量，称量好后的发泡剂在密封的容器内混合均匀；
步骤六：将混合均匀的发泡剂均匀倒入完成步骤四的模具中，在模具空腔填充发泡剂时，要注意发泡剂不分散在除空腔区域的其它位置；
步骤七：将外副翼上模具与下模具进行合模，合模时要轻拿轻放，避免由于发泡剂质轻而到处飘散，合模完成后用3颗定位销把上下模具定位准确，最后用U型夹把上下模具夹持牢固；
步骤八：将夹持好的模具放入烘箱，室温随炉加温到100℃±10°，保温10Min，继续升温到150℃±10°，保温2Min±1Min；
步骤九：出炉后用棉布蘸水降温上下模具，模具温度降到40℃～60℃；
步骤十：拆卸模具，对整体发泡组件进行脱模处理；
步骤十一：清理副翼上下模具，在模具内用手刷环氧树脂的碳纤维布包敷覆完成步骤十的内衬发泡件并合模；
步骤十二：模具再次进入烘箱，随炉升温到100℃±10°，保温1.5h±15Min；
步骤十三：出炉后空冷到室温，拆卸模具后，对舵面进行脱模处理，修整各边，完成舵面的制造工作。
2.如权利要求1所述的展弦比大于9倍的舵面制造方法，其特征在于，步骤五所述发泡剂是由551DE40d42及551DU40阿克苏诺贝尔Expancel微球组成，其中551DE40d42含量为33％-37％,551DU40含量为63％-67％。
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