[实用新型]具有高强度和高刚度的翼

说明书

技术领域

本实用新型涉及一种翼。

背景技术

复合材料是高性能产品的物质基础，是先进设计得以实现的重要保证，与其它材料相比，复合材料具有很高的比强度和比刚度，在国内外翼片全复合材料化的趋势下，根据国内不同规格型号翼片的发展规划，对大展弦比薄型翼的翼片，其翼展大、翼型薄、弦长小，为防止翼片大变形产生破坏，故要求翼片的结构要具有相当高的强度和刚度。现有纤维增强树脂基复合材料翼片第一种结构采用上蒙皮、下蒙皮和内部纵横筋的结构形式，上蒙皮、下蒙皮和加强筋均为单体结构，经分别成型后再经胶铆连接形成整体翼片；第二种结构采用上蒙皮带加强筋和下蒙皮带加强筋的结构形式，上下蒙皮分别与其加强筋一体成形，然后再两半扣合成整体翼片；第三种结构采用迎风面单面蒙皮与加强筋一体成形，再与已成型好的背风面蒙皮连结成整体翼片。以上所有结构形式的翼片的刚度主要由内部加强筋提供，上下复合材料蒙皮由于纤维的不连续，翼片整体刚度和强度差，翼片局部易产生失稳和翘曲。

翼片作为系统结构的一部分，它与飞行器主体是通过金属翼柄连接的，金属翼柄的设计要求是以最轻的结构重量和最低的机械加工成本，达到其承载荷要求。一方面，金属翼柄考虑承载要求的理想的结构形式是渐变截面结构，但这样机械加工成本太高；而另一方面，金属翼柄考虑机械加工低成本要求的理想结构形式是等截面结构，但势必造成结构不必要的呆重，不符合飞行器结构效率要求。以上所有结构形式的翼柄承载强度低，翼柄与翼片之间由于翼柄刚度的突变易造成变形不协调，且无法满足翼柄的机械加工效率的要求。

实用新型内容

本实用新型的目的是为了解决现有的翼片上下蒙皮由于纤维的不连续，翼片整体刚度和强度差，翼片局部易产生失稳和翘曲，以及翼柄承载强度低，翼柄与翼片之间变形不协调，翼柄的机械加工效率低的问题，进而提供一种具有高强度和高刚度的翼。

本实用新型的技术方案一是：具有高强度和高刚度的翼由翼片和金属翼柄组成，所述翼片由复合材料蒙皮、第一芯管和第二芯管组成，所述第一芯管的竖直面与第二芯管的竖直面固接形成加强筋体，所述复合材料蒙皮包覆在第一芯管和第二芯管形成的加强筋体的外壁上，所述金属翼柄由第一级台阶和第二级台阶组成，所述第一级台阶和第二级台阶由下到上制成一体形成两台阶变截面结构，所述第一级台阶上开有一个槽口形成两个芯体，所述第一级台阶两个芯体分别插装在第一芯管和第二芯管内。

本实用新型的技术方案二是：具有高强度和高刚度的翼由翼片和金属翼柄组成，所述翼片由复合材料蒙皮、第一芯管、第二芯管和第三芯管组成，所述第三芯管的两个竖直面分别与第一芯管的竖直面和第二芯管的竖直面固接形成加强筋体，所述复合材料蒙皮包覆在第一芯管、第二芯管和第三芯管形成的加强筋体的外壁上，所述金属翼柄由第一级台阶和第二级台阶组成，所述第一级台阶和第二级台阶由下到上制成一体形成两台阶变截面结构，所述第一级台阶上开有两个竖向平行的槽口形成三个芯体，所述第一级台阶的三个芯体分别插装在第一芯管、第二芯管和第三芯管内。

本实用新型的技术方案三是：具有高强度和高刚度的翼由翼片和金属翼柄组成，所述翼片由复合材料蒙皮、第一芯管、第二芯管和两个第四芯管组成，所述两个第四芯管的竖直长面固接，两个第四芯管的竖直短面分别与第一芯管的竖直面和第二芯管的竖直面固接，所述第一芯管、第二芯管和两个第四芯管形成加强筋体，所述复合材料蒙皮包覆在第一芯管、第二芯管和两个第四芯管形成加强筋体的外壁上，所述金属翼柄由第一级台阶和第二级台阶组成，所述第一级台阶和第二级台阶由下到上制成一体形成两台阶变截面结构，所述第一级台阶上开有三个竖向平行的槽口形成四个芯体，所述第一级台阶的四个芯体分别插装在第一芯管、第二芯管和两个第四芯管内。

本实用新型与现有技术相比具有以下有益效果：本实用新型的翼片采用芯管形式以及金属翼柄埋入翼片部分采用两台阶变截面结构，翼片上下蒙皮纤维连续，变台阶面金属翼柄与芯管在蒙皮内部连接，取代了传统的上下单蒙皮加强筋的翼片结构形式，大大提高了翼片的整体刚度和强度，金属翼柄达到了承载强度要求，机械加工效率高，金属翼柄与翼片之间变形协调，有效的避免了翼片局部失稳和翘曲，同时本实用新型批量生产成本低，制造技术要求低，可广泛应用于航空航天及兵器等领域。

附图说明