[发明专利]一种应用于无人飞行器设备安装的复合材料整体加强框结构

说明书

本发明涉及一种应用于无人飞行器设备安装的复合材料整体加强框结构，采用树脂传递模塑成型工艺一体化制造，包括侧壁、上法兰、下法兰和加强筋，其中侧壁上开设有减重孔并安装有托板螺母和T形螺母，侧壁通过螺钉与飞行器蒙皮或机体结构连接；法兰位于加强框内部，法兰上设有开孔，用于机载设备的安装，下法兰部分开孔安装有T形金属螺套，用于精密机载设备的安装调平，同时下法兰上设置有圆形开口，用于通过管线；加强筋位于法兰和侧壁之间，数量根据设计要求确定，用以增加结构刚度。本发明具有质量轻、刚度大、强度高、装配成本低、空间利用率高等优点。

技术领域

本发明涉及一种应用于无人飞行器设备安装的复合材料整体加强框结构，属于飞行器复合材料结构设计领域。

背景技术

现代导弹、无人机等无人飞行器朝着高速、高机动、精确制导方向发展，对相应机载导航制导设备的精确性提出了更高的要求。在飞行器进行高机动动作时，通常要求飞行器姿态传感器的转角与机体姿态角的误差在几角秒(1角秒＝1/3600度)以内，这就要求机载导航制导设备的安装结构具有很大的刚度。

现有无人飞行器的导航制导设备安装结构一般采用铝、钛等金属制造，以满足苛刻的刚度要求，但其结构重量往往过大，不能适应现代飞行器对于结构减重的需求。

纤维增强复合材料因其比强度高、比刚度大、疲劳性能好等优点在航空航天领域得到广泛应用，本发明提供的复合材料导航制导设备安装结构，可以克服金属结构重量大的缺点，大幅减轻结构重量，提高无人飞行器有效载荷，对于提高飞行器作战效能有重要意义。

发明内容

本发明技术解决问题：克服现有无人飞行器机载设备金属安装结构的不足，提供一种质量轻、刚度大、强度高、装配成本低、空间利用率高的应用于无人飞行器设备安装的复合材料整体加强框结构。

本发明技术解决方案是：一种应用于无人飞行器设备安装的复合材料整体加强框结构，所用材料为碳纤维增强树脂基复合材料，采用树脂传递模塑成型工艺一体化制造，包括侧壁、上法兰、下法兰和加强筋。机载设备通过螺接安装在法兰上，侧壁上安装有托板螺母和T形螺母，侧壁通过螺钉和机体或蒙皮连接。所述下法兰和侧壁之间有加强筋，加强筋数量根据设计要求确定，用以增大结构刚度。所述加强框材料为碳纤维增强树脂基复合材料。

所述加强框结构外形依据机体截面形状选择，包括椭圆台形状、圆台形或圆柱形。

所述下法兰的部分开孔安装有T形金属螺套，精密铣削T形金属螺套上表面，用于精密机载设备安装平面调整。

所述下法兰上设置有圆形开口，用于通过管线。

所述侧壁沿周向均匀开设有减重孔，减重孔数量经强度和刚度分析后确定，需满足结构的强度和刚度要求。本实施例中减重孔数量为12。

所述减重孔形状为圆角矩形，在保证减重效果的同时易于机械加工，同时圆角降低应力集中。

所述加强框外形和机体或蒙皮内表面保持一致，以使加强框外侧和机体或蒙皮内表面贴合，提高连接刚度，同时提高飞行器内部空间利用率。

所述加强框为一体化成型，制造工艺包括树脂传递模塑成型工艺以及热压罐工艺、模压工艺。

本发明的优点及带来的有益效果在于：

(1)本发明一种应用于无人飞行器设备安装的复合材料整体加强框结构，采用碳纤维增强树脂基复合材料，相较于传统的金属结构，重量可降低30％以上。

(2)本发明一种应用于无人飞行器设备安装的复合材料整体加强框结构，采用树脂传递模塑一体化成型工艺。传统复杂金属结构通常采用分块制造，再通过紧固件装配的方法制造，零件数量多，装配工作量大。本发明可一次成型整体结构，零件数量少，装配工作量小。