[发明专利]整体式玻璃钢无人机机翼的制作方法

说明书

技术领域

本发明涉及一种无人机机翼的制作方法，尤其涉及一种整体式玻璃钢无人机机翼的制作方法。

背景技术

机翼是小型无人驾驶飞机的重要部件，起着产生升力、承载气动力的双重作用，不但要有足够的强度、刚度和较轻的重量，而且要有光滑、流线、准确的外形。因此，一个性能优异的机翼需从材料、结构及制造工艺进行综合考虑。

一般机翼设计均为分段式结构，这种结构需将两翼进行连接，还存在易折断问题，对于轻型飞机来说重量也增加较多。目前，某型机机翼在设计上大胆地采用整体式机翼的新型结构，此种结构将左右侧机翼连为一体，提高了飞机的各项性能及美观度。整体式机翼不但在设计上新颖，在制造技术上国内也未有可借鉴资料。相比分段式机翼，整体式机翼在翼展方向的平直度对成型工艺提出了更高的要求。对于这样整体式轻型飞机机翼的新型结构，需要研制出一套较为完善的制造方案，从工装处着手改进是一个很好的突破点。

发明内容

本发明的目的在于提供一种整体式玻璃钢无人机机翼的制作方法，整体玻璃钢机翼由上、下壁板、梁、肋等部件组成。上、下壁板是玻璃钢蜂窝夹层结构，工字型的梁、肋是由U字型铝框架和轻质木层板构成的，梁、肋与上下壁板采用室温固化胶胶接。

本发明是这样来实现的，制作步骤为：

A. 上、下壁板成型采用三次抽真空固化法：下壁板先固化，然后将蜂窝胶接在下壁板进行二次固化，最后在蜂窝上胶接上壁板进行三次固化，上壁板胶接过程中覆盖均压板，将卡板的压力均匀传递到各点，保证各处受压均匀，上、下壁板在整个过程中始终不与模具脱开,保证壁板的平直度；

B. 梁、肋的组装：梁、肋采用成型与装配的一体模进行组装，先进行预装协调，保证胶接间隙后，进行排铆、打铆，按从中间向两侧打铆钉的方式消除变形；

C. 壁板与梁、肋胶接，采用热固性环氧胶先将梁、肋与下壁板胶接，再盖上上壁板进行胶接，即二次胶接法。

所述的机翼的上、下壁板选用的是纸蜂窝玻璃钢夹层结构，采取在模具上直接喷胶衣树脂的方式，在未完全固化前，就铺壁板。

所述的胶衣树脂应与上、下壁板用树脂相溶。

在预装配过程中所有配合间隙控制在0.2mm范围内。

本发明的优点是：1、使成型、装配、检验合为一体，不但降低了制造成本，而且防止了单面壁板因起模产生的变形；2、采取在模具上直接喷胶衣树脂的方式，在未完全固化前，就铺壁板，胶衣树脂较好弥补了蜂窝格印，取模后蜂窝格印完全消除。

具体实施方式

机翼总长4米多，横截面高度不足100mm，是典型的薄板构件，要保证其展向不变形，需要考虑上、下壁板的平直度，金属骨架的装配以及骨架与壁板的协调等问题。为此，我们采用了成型模具与装配型架合二为一的结构，根据这个设计，仅需两块壁板成型模具，在其中之一的壁板成型模上带有梁、肋的安装卡板及各配件的锁紧机构，使工人在制造壁板的同时就可以进行检验，能更及时更准确的控制壁板外形。

(1) 工装结构

按照一般工装设计，整体机翼的制造要采用上、下壁板成型模成型，壁板与梁、肋的装配需要专门的装配型架。我们目前使用的是成型模具与装配型架合二为一的结构，采用成型与装配一体模结构，壁板在整个工艺过程中始终不与模具脱开，保证壁板的平直度。将金属骨架的装配放于成型模上，金属骨架从中部向两侧逐件预装钻孔，隔断定位，保证展向不翘曲，在胶接前壁板先进行预装配，确保各点间隙均匀，上壁板胶接过程中覆盖均压板，将卡板的压力均匀传递到各点，保证各处受压均匀。

(2) 材料选用

从整体机翼的结构特点可以看出，翼型为双曲面，翼展长度为4米，用胶粘剂通过卡板把壁板、梁、肋等粘接成复合部件，由于玻璃钢与金属件热膨胀系数较大，而木质件与玻璃蒙皮在零件制作时由于加工精度相对较小，要得到可靠的胶接质量，胶粘剂的选择相当重要。通过多种胶液的试用，选定热固性环氧类结构胶胶接板-芯结构，它具有涂敷性好，粘接性能高的特点。为保证重量要求，在胶粘剂中添加玻璃微球提高稠性。增强材料选用的是无碱平纹玻璃布，夹芯材料选用的是纸质蜂窝。

(3) 工艺流程

机翼在试造过程中存在外形尺寸不稳定、蜂窝偏移、蜂窝收缩等现象，通过分析及工艺调整，最终确定成型方案如下：

A. 上、下壁板成型采用三次抽真空固化法：下壁板先固化，然后将蜂窝胶接在下壁板进行二次固化，最后在蜂窝上胶接上壁板进行三次固化，上壁板胶接过程中覆盖均压板，将卡板的压力均匀传递到各点，保证各处受压均匀，上、下壁板在整个过程中始终不与模具脱开,保证壁板的平直度；