圖 " "%&單梁蜂窩夾層結(jié)構(gòu)方向舵結(jié)構(gòu)布置示圖少肋的 ’()*+蜂窩夾層結(jié)構(gòu)設(shè)計方案 ,(圖 " "( -))重量效率并不明顯。反而, .個中間肋(其中 個為加強肋),含玻璃微珠泡沫芯夾層板蒙皮的結(jié)構(gòu)設(shè)計方案 (圖 " "( /))卻取得了顯著減重效益,而且噪聲敏感性低。洛克希德公司選擇了設(shè)計方案 ,有關(guān)設(shè)計細(xì)節(jié)如下:
蒙皮為碳纖維面板、含玻璃微珠泡沫夾層結(jié)構(gòu)。上、下面板為 011單向帶預(yù)浸料,按 2 3.4、14、—3.4(展向為 14)鋪層的 層板,單層厚度 15 ,)),面板厚度 15 .%))。含玻璃微珠泡沫芯厚 15 .))。蒙皮總厚度約 ))。從蒙皮承載考慮,主肋處泡沫芯由 6層碳纖維單向帶取代;中間肋處則由 層碳纖維織物取代,肋緣條部位蒙皮內(nèi)側(cè)面板上增加一層 14層單向帶。
主肋用(3. 7 1 7 3.)共 3層碳 7環(huán)氧單向帶構(gòu)成腹板,并延伸到凸緣。凸緣補強增加 3層 14單向帶。
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第三篇 復(fù)合材料飛機結(jié)構(gòu)設(shè)計
表 "洛克希德 %—&復(fù)合材料副翼的評定
方案 薄蒙皮 夾層結(jié)構(gòu) 加筋板
材料和結(jié)構(gòu) 碳纖維單向帶 碳纖碳纖維碳纖維 維單面板面板向帶泡沫芯泡沫芯 ’()*+,-面板012(3芯材 碳纖維面板 012(3芯材 碳纖維’()*+,-混雜面板 012(3芯材 碳纖維蒙碳纖維蒙皮, .根皮, /根帽形筋條帽形筋條
中間肋數(shù)目 / & . - & & & &
與鋁結(jié)構(gòu)重量比(4) /56 / //6 7 .-6 & .6 56 8 886 8 86 8 586 7 596
與鋁結(jié)構(gòu)成本比(4) 7 7& 55 /8 57 87 .
定性評定 96 & 76 8 76 5 96 & 6 5 6 8 6 . 6 5 6 5
注: 成本比包括蒙皮及中間肋(如果需要的話),假定當(dāng)時 :9&&價格 & ; <=>,’()*+,-為 99; < =>。 "定性評定包括可生產(chǎn)性、可檢驗性和可維修性諸因素。按 —9的等級評定,以 9級為最好。
圖 9 " "75洛克希德 % " &飛機內(nèi)側(cè)副翼— ——金屬結(jié)構(gòu)設(shè)計方案
中間肋與主肋不同之處在于改用碳 <環(huán)氧布制成, .層布厚度 6 5.22。前梁 &層碳纖維單向帶( ? -. < & < &7)。鋪層,主肋處凸緣寬度局部加大。后梁為 22厚 8&8.—:/,鋁合金槽型材。為便于檢查、維護和修理,下蒙皮可以取下。雷擊防護采用蒙皮表面噴涂鋁。
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圖 " "%洛克希德 & " ’(’’飛機內(nèi)側(cè)副翼— ——復(fù)合材料結(jié)構(gòu)設(shè)計方案())復(fù)合材料副翼— ——設(shè)計方案 ’(*)復(fù)合材料副翼— ——設(shè)計方案
電偶腐蝕防護措施,在金屬和碳纖維復(fù)合材料的結(jié)合面涂密封膠防電偶腐蝕。翼肋減少 +個,零件數(shù)減少 ,+-,連接件減少 ’.減,共減重 /-。實例 %單梁全高度蜂窩夾層結(jié)構(gòu)副翼設(shè)計實例波音 0/0復(fù)合材料外側(cè)副翼是一個大展弦比薄翼型,采用全高度 12345蜂窩夾
層結(jié)構(gòu)設(shè)計,詳見圖 " "(。實例 %單梁蜂窩夾層板蒙皮結(jié)構(gòu)副翼設(shè)計實例 6( . 6,(復(fù)合材料副翼如圖 " "’所示(’+年 ’(月交付使用)。副翼是由碳纖維復(fù)合材料面板和尼達(1784)蜂窩夾芯結(jié)構(gòu)件組成。每個副翼由
三角形翼盒和上、下兩塊夾層蒙皮壁板組成。翼梁和前緣也是復(fù)合材料制造的。加工制造過程是在復(fù)合材料鋪敷后在熱壓罐內(nèi) ’+(’下固化,固化后進行超聲波 9掃 •,+’•
圖 " "%波音 &’&外側(cè)副翼
圖 " "(% ) *)+復(fù)合材料副翼
描檢驗。裝機前進行噴漆。復(fù)合材料副翼與傳統(tǒng)的金屬材料副翼相比,重量降低 (,-. /-。實例 +%過屈曲層合板蒙皮結(jié)構(gòu)副翼設(shè)計實例層合板雖具有屈曲和過屈曲承載能力,但層合蒙皮是否允許屈曲或過屈曲,各大
飛機公司規(guī)定并不一致。 01—((復(fù)合材料外例副翼蒙皮過屈曲設(shè)計,僅是惟一工程應(yīng)用實例。 01—((復(fù)合材料外側(cè)副翼為多肋層合板蒙皮結(jié)構(gòu),采用二次膠接工藝,蒙皮層合板通過過屈曲設(shè)計(23456789:;<<;4=>?)達到薄板化。與金屬結(jié)構(gòu)相比可減重 //-,
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全尺寸試驗結(jié)果表明:層合板蒙皮在 "左右最大使用載荷作用下壓縮屈曲后,確認(rèn)可承載達到 %%的極限載荷,證明有足夠的膠接強度和過屈曲強度。
外側(cè)副翼展長 &’ &(,斷面呈楔形,用 )個鉸接接頭安裝在機翼上,有 &塊配重塊在鉸接接頭處作平衡用。里面配置有助力器及阻尼器,外側(cè)副翼具有故障自動防護功能,即使在某一處的鉸接接頭或助力器發(fā)生破損時,剩余結(jié)構(gòu)也能承受最大使用載荷。
外側(cè)副翼結(jié)構(gòu)是由梁間翼盒、前緣及后緣等組成。梁間翼盒是由層合板蒙皮、前梁、后梁及翼肋所構(gòu)成。翼肋、后梁及上、下蒙皮同時進行二次膠接,前梁、兩端翼肋、前緣、后緣及鋁制零件用緊固件連接,見圖 * +% +*,。
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