[实用新型]一种复合材料盒式梁结构

说明书

本实用新型属于高空长航时无人机技术领域，具体为一种复合材料盒式梁结构，本实用新型的目的是提出一种复合材料盒式梁结构，其成型工艺容易实现，能用于超长变截面盒式梁结构。采用该结构，将盒式梁结构分解为外C型件(1)、内C型件(2)、板‑板胶膜(3)、上R区填充物(4)和下R区填充物(5)共5个部分，可以有效降低主梁制造难度，特别是解决了超长变截面盒式梁的成型工艺难题。本设计的盒式梁结构适合采用阴模成型技术，成型后梁外表面较为光滑和平整，有利于提高盒式梁与周边结构的连接质量。有利于梁与蒙皮、梁与骨架结构之间的胶接，能够做成整体机翼结构，有利于减少机翼结构的连接件数量，降低装配难度，降低机翼结构重量。

技术领域：

本实用新型属于高空长航时无人机技术领域，具体涉及到一种复合材料盒式梁结构。

背景技术：

高空长航时无人机是无人机产业的一个发展方向，其为了满足航程、航时和经济性等指标的苛刻的要求，普遍采用了大展弦比机翼，比如国外无人机“全球鹰”和“捕食者”。

新一代高空长航时无人机对机翼主梁性能提出了很高的要求，首先要求主梁能尽量长，以减少分离面，提高传力效率，从而降低结构重量；其次，机翼沿翼展方向载荷变化较大，要求主梁采用变截面设计，以充分发挥复合材料的性能；最后，制造方面要求结构简单，易于加工，制造成本低。

现有的复合材料主梁结构形式有三种：“工”字梁、“C”型梁和盒式梁。其中盒式梁结构相比于其他两种主梁形式，其形成的闭室结构抗扭转性能更好，缘条抗失稳能力强，固化成型后变形较小，是一种较好的主梁结构形式。

但是盒式梁由于其形成了闭室结构，成型工艺更加复杂，特别是针对大展弦比机翼的超长变截面设计要求，成型工艺难以实现；一些工艺采用阳模成型，但是外形较差，难以与周边结构胶接或机械连接，这些限制了其在大展弦比机翼结构中的应用。

发明内容：

本实用新型的目的是提出一种复合材料盒式梁结构，其成型工艺容易实现，能用于超长变截面盒式梁结构。

技术方案：

一种复合材料盒式梁结构，

1、盒式梁的截面为四边形，内部中空，由外C型件、内C型件、板-板胶膜、上R 区填充物和下R区填充物组成；外C型件和内C型件相对套合，上下缘条重叠且外C型件上下缘条位于内C型件上下缘条外侧；板-板胶膜位于上下缘条贴合面；上R区填充物和下R区填充物位于外C型件和内C型件形成的R区。

外C型件、内C型件、上R区填充物和下R区填充物采用同一种材料。

外C型件和内C型件缘条和腹板厚度不同，过渡区位于腹板上。

本实用新型的有益效果：

本实用新型具有的优点和有益效果是，本实用新型提出了一种复合材料盒式梁结构，采用该结构，将盒式梁结构分解为外C型件、内C型件、板-板胶膜、上R区填充物和下 R区填充物共5个部分，可以有效降低主梁制造难度，特别是解决了超长变截面盒式梁的成型工艺难题。

本专利设计的盒式梁结构适合采用阴模成型技术，成型后梁外表面较为光滑和平整，有利于提高盒式梁与周边结构的连接质量。有利于梁与蒙皮、梁与骨架结构之间的胶接，能够做成整体机翼结构，有利于减少机翼结构的连接件数量，降低装配难度，降低机翼结构重量。

本专利技术方案中C型件的缘条与腹板采用不同厚度的铺层，并且在腹板区域进行过渡。这充分考虑了主梁的受力特点，主梁结构承载效率更高，结合复合材料铺层的可设计性，能最大程度降低梁的结构重量。

附图说明：

图1为本实用新型的弦向截面示意图；

其中，1-外C型件、2-内C型件、3-板-板胶膜、4-上R区填充物和5-下R区填充物。