[发明专利]一种复合材料液体成型超轻型飞机舵面的方法及舵面

说明书

本发明属于复合材料成型工艺技术领域，具体为一种复合材料液体成型超轻型飞机舵面的方法，制作梁的上、下缘条、腹板等部件，将其抽真空固化成型后，放到铝板进行铺层组成梁的结构，通过对其进行二次的抽真空导入树脂，固化脱模得到梁的结构，再制造上、下蒙皮后，将其与梁进行组装，组装时用细沙或充气对上下蒙皮的空心处进行支撑，粘接后固化成型后将排出细沙或充气，同时基于本工艺方法本发明还提供了一种超轻型飞机舵面。优势在于：对腹板和下缘条由树脂渗入完成注胶，解决了复杂的三维形状的真空导入。用袋子包裹细沙作内填充物，既保证了蒙皮在高温高压下的粘接质量，又解决了空心蒙皮中填充物的取出问题，不存在残留物。

技术领域：

本发明属于航空航天复合材料成型工艺技术领域，具体涉及一种复合材料液体成型超轻型飞机舵面的方法，并基于此方法还提供了一种超轻型飞机舵面。

背景技术：

先进的复合材料具有高比强度、高比模量、耐疲劳、材料与结构的同一性等优异性能，自从上世纪60年代，先进的复合材料很快获得广泛应用，成为航空航天四大材料之一，复合材料的成型工艺多种多样。飞行器舵面结构一般包括上蒙皮、下蒙皮及梁等结构，内部结构较为复杂，尤其对于复杂的三维形状，例如腹板及下缘条部分，固化成型比较麻烦。

发明内容：

鉴于此，本发明提供了一种复合材料液体成型超轻型飞机舵面的方法，包括如下步骤：

步骤一:准备铝板、碳纤维布及腹板模具，对碳纤维布涂定型剂，采用下料机将涂抹完定型剂的碳纤维布剪裁中成梁的上缘条、下缘条、前腹板、中腹板及后腹板；

步骤二：将经步骤一得到的上缘条、下缘条、前腹板、中腹板及后腹板铺放在铝板上进行组装，前腹板、中腹板及后腹板与腹板模具配合形成C型，均安装在上缘条与下缘条之间，组装后套入真空袋内，所述真空袋上设有真空管，通过真空管抽真空处理；

步骤三：抽真空处理后，再进行加热固化预成型，停止加热后，保持真空状态待凉到室温再拆开，得到固化成型后的上、下缘条及各腹板；

步骤四：将固化成型后的上缘条、下缘条、前腹板、后腹板、中腹板放在铝板上组装成梁的结构：下缘条放在最下面，与铝板接触；上、下缘条之间依次放置各腹板，所述前腹板与中腹板之间的空腔内及中腹板与后腹板之间的空腔内均填充有泡沫做支撑；

步骤五：在经过步骤四组装的梁结构的上缘条上依次进行铺层，从下至上依次为脱膜布及导流网，铺层后整体装入真空袋里面进行抽真空处理后导入树脂到有碳纤维布的地方；

步骤六：导入树脂后，对真空状态的整体进行中温固化，固化温度120-145度，固化时间为50-70分钟，保持真空状态待凉到室温20-30度后，脱膜，并将里面的泡沫抠出，得到梁的结构；

步骤七：制作机翼的上蒙皮与下蒙皮，同时将上蒙皮、下蒙皮与步骤六中得到的梁进行组装后，在上下蒙皮与梁接触处之间加入中温固化胶，之后用真空袋在外包裹梁与上下蒙皮后，对其抽真空进行胶粘后固化成型。

进一步地，步骤五中，导入树脂时，将真空袋上通过一注胶座安装一导流管，抽真空同时将导流管打开，将树脂从导流管导入到真空袋内，当导气管内有树脂流出的时候，关闭导流管，同时过抽导气管8-12分钟。

进一步地，所述步骤七中，将上蒙皮、下蒙皮与梁进行组装后，用袋子包裹颗粒物作内填充物或者充气，放在梁、上、下蒙皮之间形成的空腔处做支撑。

进一步地，在步骤六中，对真空状态下的整体进行固化前，拔掉导流管与导气管后，在外面再套有一层真空袋，进行抽真空固化成型。

进一步地，在步骤一中，定型剂的用量控制在小于12克/m^2。

进一步地，在步骤三中，抽真空后，进行加热固化预成型处理的工艺为加热温度110-130度，加热时间50-70分钟，停止加热，保持真空状态待凉到室温20-30度，再拆开。