一種可拆裝的復材機尾罩及其加工方法與流程

2023-04-23 23:59:21

本發明屬於飛機結構設計領域，涉及一種可拆裝的復材機尾罩。

背景技術：

為便於一些軍用飛機（如戰鬥機、攻擊機和教練機等）的發動機拆卸、安裝及維護，位於機身末端的機尾罩通常設計為可拆裝結構，通過快卸鎖或螺栓與機身端框連接。

目前國內、外的飛機機尾罩結構均為金屬結構，且大部分為鋁合金薄壁鉚接結構，存在零件數量多，鉚接工作量大；內、外蒙皮薄，結構變形較大；結構較重等缺點。對於可拆裝的機尾罩，往往還需在機尾罩蒙皮上開設口蓋以提供安裝通路，需再增加口框、型材等零件，零件數量、機械連接進一步增加，裝配難度增大，重量相應增加。

技術實現要素：

本發明的目的在於既實現與機體的可拆卸連接，又解決目前金屬薄壁結構機尾罩存在的剛性差，結構變形大、零件數量多，鉚接工作量大及結構較重等問題，從而提供一種可拆裝的復材機尾罩。

為了實現本發明的目的，本發明採用的技術方案為：

一種可拆裝的復材機尾罩，它包括加強環、若干塊縱向隔板、環向加強筋、泡沫夾芯組合件、內蒙皮、外蒙皮和若干個角盒，其中，若干塊縱向隔板設置在加強環與環向加強筋之間，所述加強環、若干塊縱向隔板與環向加強筋均設置在內蒙皮內，它們一起形成若干個口框，所述加強環、若干塊縱向隔板、環向加強筋、內蒙皮及外蒙皮通過碳纖維織物料片熱熔形成碳纖維織物鋪層預定型體；泡沫夾芯組合件置於碳纖維織物鋪層預定型體內，並通過熱熔形成機尾罩預成型體組合體，機尾罩預成型體組合體和口蓋一起通過RTM成型工藝得到RTM整體成型體，再根據機尾罩與機體連接需要在縱向隔板上設置若干個供機身端框連接的角盒。

進一步，所述泡沫夾芯組合件置於內蒙皮與外蒙皮之間。

進一步，口蓋通過螺釘和託板螺母與機尾罩RTM整體成型體連接。

進一步，口蓋為複合材料件，口蓋的四周與外蒙皮對縫間隙均勻。

進一步，所述角盒為梯形柱結構，角盒底與加強環內側立邊鉚接且中間設有定位孔；梯形柱的一邊與內外蒙皮的夾層鉚接，另一邊與縱向隔板的立邊鉚接。

本發明不但能滿足機尾罩的拆裝和使用功能，而且能減輕機尾罩重量，減少零件數量及機械連接，降低裝配難度，且能控制結構變形，提高外形精度和表面質量。

附圖說明

圖1為本發明的安裝結構示意圖

圖2為圖1中A-A的剖視圖

圖3為圖1的A向局部視圖

圖4為圖3的B-B剖視圖

圖5為本發明的結構示意圖

圖6為圖5的C-C剖視圖

圖中；機尾罩1，口蓋2，角盒3，螺栓4，導向銷5，機身端框6，縱向隔板11，加強環101，環向加強筋102，內蒙皮103，泡沫夾芯組合件104，外蒙皮105。

具體實施方式

下面結合附圖和實施例對本發明進一步說明：

實施例1：如圖1-6所示，一種可拆裝的復材機尾罩，它包括加強環101、若干塊縱向隔板11、環向加強筋102、泡沫夾芯組合件104、內蒙皮103、外蒙皮105和若干個角盒3，其中，若干塊縱向隔板11設置在加強環101與環向加強筋102之間，所述加強環101、若干塊縱向隔板11與環向加強筋102均設置在內蒙皮103內，它們一起形成若干個口框補強蒙皮上各口蓋2開口處結構強度及提高機尾罩的結構強度和剛度。所述加強環101、若干塊縱向隔板11、環向加強筋102、內蒙皮103及外蒙皮105通過碳纖維織物料片熱熔形成碳纖維織物鋪層預定型體；泡沫夾芯組合件104置於碳纖維織物鋪層預定型體內，並通過熱熔形成機尾罩預成型體組合體，在預成型體組合體正確位置分別開出並貼有脫膜布的口蓋後，機尾罩預成型體組合體和口蓋一起通過RTM成型工藝得到RTM整體成型體和口蓋，再根據機尾罩與機體連接需要在縱向隔板上設置若干個供機身端框連接的角盒3且與RTM整體成型體鉚接，最終獲得一種可拆裝的復材機尾罩。

其中外蒙皮105由飛機氣動外形確定；內蒙皮103由發動機艙內的引射氣流整流需要確定；泡沫夾芯組合件104置於內蒙皮103與外蒙皮105之間，由內外蒙皮形成的空腔確定，可採用機加形成預定型體；加強環101、環向加強筋102、縱向隔板11為型材的一種形式，可根據實際需要選擇型材的具體形式，並使它們與內外蒙皮整體成型，不僅提高了機尾罩結構的強度與剛度，而且口蓋開口得以補強，達到一物多用的效果。

所述口蓋由拆裝、維護需要確定，每個口蓋通過若干螺釘和託板螺母與機尾罩RTM整體成型體連接。

其中口蓋2為複合材料件，與RTM整體成型體一起製成，不僅可以節約一套口蓋模具的製造費用，而且可以保證口蓋2既有良好的外形，又與內蒙皮103、外蒙皮105的對縫間隙均勻。

所述角盒3為梯形柱結構，角盒底與加強環內側立邊鉚接且中間設有定位孔；梯形柱的一邊與內外蒙皮的夾層鉚接，另一邊與縱向隔板的立邊鉚接。

實施例2：如圖1-4所示，

安裝時，將螺栓4、導向銷5分別固定在機身端框6上，機尾罩1由固定在機身端框6上的導向銷5對中機尾罩1上的加強環101和角盒3上的定位孔，固定在端框6上的螺栓4分別穿過機尾罩上的加強環101和角盒3上的螺栓孔後，通過口蓋2安裝墊圈、螺母並保險，將機尾罩載荷傳至機身端框。口蓋再通過螺釘-託板螺母與RTM整體成型體連接,在蒙皮上開設口蓋為螺栓提供安裝通路或維護需要。

拆裝及維護髮動機時，可通過先分別拆下機尾罩上的各口蓋螺釘及口蓋2，再打開各螺栓保險後拆下螺母和墊圈，向後拉出拆下機尾罩。

本發明的加工方法簡述如下，

第一步，設計一套機尾罩整體式注膠模具；

第二步，按設計鋪層順序在內模上依次鋪放已經製作好的碳纖維織物料片，並分別熱熔形成加強環101、縱向隔板11、環向加強筋102、內蒙皮103的碳纖維織物鋪層預定型體；

第三步，將輕質閉孔剛性發泡材料機械加工成泡沫夾芯組合件104；

第四步，將第三步中的泡沫夾芯組合件104置於第二步中獲得的碳纖維織物鋪層預定型體內，再依次鋪放製作好的外蒙皮105碳纖維織物料片並熱熔形成機尾罩預定型體組合體；

第五步，在預成型體組合體正確位置分別開出並裁剪好口蓋2後，在口蓋2內表面貼一層脫膜布，使口蓋2與縱向隔板11、環向加強筋101及加強環102一起RTM成型時隔離；

第六步，將第五步中獲得的機尾罩預定型體組合體放入注膠模具內，蓋上注膠模具的外模，合模後進行發泡、樹脂注射、固化及脫模等複合材料RTM成型工藝工序後得到RTM整體成型體和口蓋2；

第七步，機械加工製備各角盒3後，完成各角盒3與RTM整體成型體的鉚接，並在角盒3及加強環101上一起協調開出各導向通孔和螺栓通孔；

第八步，完成各口蓋2與RTM整體成型體的連接，最終獲得本產品。