[发明专利]一种太阳能飞机超轻前缘结构及其制备方法

说明书

本发明提供了一种太阳能飞机超轻前缘结构及其制备方法，该结构中外蒙皮贴附于模具的内表面；第一胶膜贴附于外蒙皮的内表面；芯材贴附于第一胶膜的内表面；第二胶膜贴附于芯材的内表面；内蒙皮贴附于第二胶膜的内表面；加厚层沿内蒙皮的L向贴附在内蒙皮内表面的两侧；密封层覆盖芯材暴露的部分；在L向上，前缘结构的两端分别与外部太阳电池和薄膜蒙皮搭接。本发明中，通过选取超薄复合材料预浸料和降低泡沫厚度的方式对复合材料夹芯前缘结构进行减重，通过特定结构设计能够保证连接强度，利用阴模保证了外表面的光滑度，有效降低气动阻力；同时将芯材包裹在内部有效防止芯材与外界环境接触，提高其环境适应性。

技术领域

本发明属于太阳能飞机前缘技术领域，特别涉及一种太阳能飞机超轻前缘结构及其制备方法。

背景技术

由于临近空间太阳能飞行器需长时间航行，对升阻比更为敏感，升阻比降低将直接影响飞行器的飞行性能，包括降低飞行器爬升速度、降低飞行器升限、增大飞行器巡航阶段能耗、降低飞行器越夜高度以及降低飞行器航时等，最终可能导致飞行器无法完成指定任务。对于某一确定外形的无人飞行器而言，由于其升力面和阻力面均已确定，升阻比的降低主要来源于气动表面的光滑程度，特别是飞行器前缘部位对于气动阻力的影响最大，对前缘外表面的光滑度要求更高；而目前国内外太阳能飞行器前缘位置多采用蒙皮包裹泡沫前缘的结构形式，在蒙皮对前缘进行包裹过程中极易产生小的凸起，极大的增加了飞行器的气动阻力。而复合材料结构由于可以应用模具保证其贴膜面的光滑度，可以大幅降低气动阻力，但一般复合材料相对于泡沫结构重量较大。

因此，因此亟需太阳能飞机超轻前缘结构进行研究，使其满足气动阻力要求的前提下，结构重量与传统泡沫前缘的重量相当。

发明内容

为了克服现有技术中的不足，本发明人进行了锐意研究，提供了一种太阳能飞机超轻前缘结构及其制备方法，通过选取超薄复合材料预浸料和降低泡沫厚度的方式对复合材料夹芯前缘结构进行减重，通过特定结构设计能够保证连接强度，利用阴模保证了外表面的光滑度，有效降低气动阻力；同时将芯材包裹在内部有效防止芯材与外界环境接触，提高其环境适应性，从而完成本发明。

本发明提供了的技术方案如下：

第一方面，一种太阳能飞机超轻前缘结构，该前缘结构包括外蒙皮、第一胶膜、芯材、第二胶膜、内蒙皮、加厚层和密封层，其中，

所述外蒙皮贴附于模具的内表面；

所述第一胶膜贴附于所述外蒙皮的内表面；

所述芯材贴附于所述第一胶膜的内表面；

所述第二胶膜贴附于所述芯材的内表面；

所述内蒙皮贴附于所述第二胶膜的内表面；

所述加厚层沿内蒙皮的L向贴附在所述内蒙皮内表面的两侧；

所述密封层涂覆于前缘结构两侧，覆盖芯材暴露的部分；

在L向上，前缘结构的两端分别与外部太阳电池和薄膜蒙皮搭接。

第二方面，一种太阳能飞机超轻前缘结构的制备方法，用于制备上述第一方面所述的太阳能飞机超轻前缘结构，包括以下步骤：

步骤一：在模具内表面铺设外蒙皮；

步骤二：在步骤一中的外蒙皮的内表面铺设第一胶膜；

步骤三：在步骤二中的第一胶膜的内表面铺设芯材，芯材按照前缘点弧度进行加热预变形；

步骤四：在步骤三中的芯材的内表面铺设第二胶膜；

步骤五：用步骤三中的第一胶膜的L向两端对芯材和第二胶膜进行包裹并搭接；

步骤六：在步骤五中的第二胶膜内表面铺设内蒙皮；