勞強度和壽命。翼盒研制主要歷程:設計 制造和靜強度、疲勞 損傷容限驗證試驗; "年 月獲得 %&& ’&&認證;已制造了 "()個外翼翼盒。翼盒使用歷程: )年使用經歷;首架飛機已飛行 ""***+,"(***起落,機群累積飛行 )*****+。到目前為止,外翼翼盒經檢查沒發現問題。
二、 "**座級機復合材料機翼設計方案
"**座級機(,* -"**座位客機) ./0—,)自然層流翼型復合材料機翼是 ",年
初由德國 .11公司開始研制,后列為德國空中客車公司復合材料機翼研制的初期目
標,以探求降低制造成本和使用維護費用,性能較好的 *—"**座級民機用復合材料
機翼。盡管 ./0—,)飛機研制工作因故中止,但復合材料機翼設計方案,仍具有很
高的參考價值。
(")材料選擇
復合材料機翼材料選擇,除一般因素外,重點考慮了材料損傷容限特性和耐使用
環境與油箱環境特性。
損傷容限特性要求用于機翼的復合材料沖擊后壓縮破壞應變(沖擊損傷門檻
值)從當時使用材料的 *2 34,提高到大于 *2 (4;
"耐環境性能要求用于機翼的復合材料,在使用油箱環境暴露后, *5溫度時,材
料性能應達到的指標為:斷裂延伸率 " 6*24,7 6*2(4,破壞應力 "" 6 "3**./8,%
6 "7 6 *./8。層合板環境暴露試驗項目的環境條件: &大氣環境: ,*0,,*4相對溫度;
’戶外暴露; ’燃油; (燃油、水混合物; ’帶微量保護體系燃油、水混合物。
(所選材料復合材料機翼整體加筋蒙皮,采用有高沖擊損傷容限特性的熱固性
樹脂纖維增強材料;梁腹板和肋采用熱固性或熱塑性樹脂纖維增強材料,根部肋采用
金屬板。
復合材料機翼試驗件采用的主結構材料為 9:** (3,((碳 環氧)。探求新方案
時,試驗件所采用的材料:上蒙皮、上壁板長桁、下蒙皮、下壁板長桁、肋等主結構材料
為 ;9&, (3,(,此外肋還采用了 &1<)*"—=&>7,);接頭為 7*7:或 ,*"*鍛件或
,",)厚板或 9?(&":@制造。
(7)制造方案為了降低制造成本,復合材料機翼翼盒制造方案,既沒有沿用 0’A/垂尾的模塊技術格柵結構,也沒有采用長桁與蒙皮共固化的單向加筋蒙皮;而是采用柔性工裝
(熱壓真空袋)將長桁與蒙皮二次膠接形成蒙皮壁板,長桁由 B形改為 9形,簡化了工裝,制造成本可降低約 "4。
(3)結構方案
•)*"•
機翼翼盒結構為常規布局,典型雙梁多肋加筋蒙皮結構。見圖 "—和圖 "—%。
蒙皮,以后梁為基準("&纖維方向),鋪層比為 ’" ( " ( "("&層占 ’")、* +,&層占 ")、-"&層占 "))。曾試用過 ," ( +" ( "鋪層比,但因抗扭剛度比要求值小 (’,而調整增加 * +,‘鋪層,蒙皮厚度,從翼根 ,..減到翼梢 / ,..,預先固化成形。
"長桁為 0形剖面,按等百分線布置。長桁沿展向僅 0形剖面立邊高度發生變
化,并分為數段,靠預先固化的加強凸臺連接。 長桁與蒙皮間用膠膜進行二次膠接組成蒙皮壁板。 前梁、后梁、肋均采用共固化成形。 %根部肋和接頭為金屬件。 &梁、肋與蒙皮壁板采用機械連接, ’整體油箱部分,內部涂有防靜電涂層;并且不允許緊固件穿透蒙皮;油箱內沒
有鋁合金件,以防止電偶腐蝕。
(雷擊防護采用鋁網,在 1234蒙皮中加入鋁網,實際上是在內壁第一層內鋪設鋁網,固化到壁板中。在前梁緣條下加有鋁制導流條。為了防止火花從口蓋或緊固件邊緣竄人油箱內,在這些部位都采取了防火花的特殊密封處理。為了防止高頻電纜電磁感應打火引燃燃油,設置了鋁制的電纜管道。
)主起落架安裝部位采用金屬件加強:
(+)研究試驗
研究試驗進行了數以百計的各種試驗件試驗,其中尺寸為 %"".. 5 ,"..的壁板試驗件 ,件,用于 ’,種不同的試驗。壁板試件類型有:完整壁板、水浸飽和吸濕壁板、帶孔的壁板、帶加強凸臺段的壁板、長桁數不同的壁板等無缺口完整壁板的壓縮應變水平接近 "/ )。
(,)結論
降低制造成本的措施切實可行
•采用柔性工裝的二次膠接結構 (工藝方案。
•恰當地選用金屬件,如集中傳力接頭、根部肋、加強板等采用金屬件,擯棄盲目追求“全復合材料結構”的目標。
•
梁、肋共固化件與蒙皮壁板采用機械連接。
•
選用增韌樹脂體系材料, 607% ( ’%,僅在肋上采用熱塑性材料。
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