一种设备舱迎设风面蒙皮结构及其生产工艺
| 专利类型 | 发明公开 | 法律事件 | 实质审查; |
| 专利有效性 | 实质审查 | 当前状态 | 实质审查 |
| 申请号 | CN202411532543.8 | 申请日 | 2024-10-30 |
| 公开(公告)号 | CN119190335A | 公开(公告)日 | 2024-12-27 |
| 申请人 | 天津爱思达航天科技股份有限公司; | 申请人类型 | 企业 |
| 发明人 | 丁常方; 安梦雷; 祁腾飞; 李卓; 朱超; 要锦伟; 王鹏; 郭浩; | 第一发明人 | 丁常方 |
| 权利人 | 天津爱思达航天科技股份有限公司 | 权利人类型 | 企业 |
| 当前权利人 | 天津爱思达航天科技股份有限公司 | 当前权利人类型 | 企业 |
| 省份 | 当前专利权人所在省份：天津市 | 城市 | 当前专利权人所在城市：天津市东丽区 |
| 具体地址 | 当前专利权人所在详细地址：天津市东丽区华明高新技术产业区弘泰道10号 | 邮编 | 当前专利权人邮编：300000 |
| 主IPC国际分类 | B64C1/12 | 所有IPC国际分类 | B64C1/12 ; B64C1/26 ; B64C1/00 ; B29C70/34 ; B29C70/68 ; B29L31/30 |
| 专利引用数量 | 0 | 专利被引用数量 | 0 |
| 专利权利要求数量 | 10 | 专利文献类型 | A |
| 专利代理机构 | 天津津颂知识产权代理事务所 | 专利代理人 | 张月; |
| 摘要 | 本 申请 公开了一种设备舱迎设 风 面蒙皮结构，该蒙皮结构包括 外壳 、内壳、 泡沫 芯以及加强 块 ；外壳与内壳夹持所述内壳，外壳、内壳、泡沫芯构成一组合体；组合体上设有与设备舱适配的安装空间且若干用于与设备舱连接的连接结构；加强块安装于所述连接结构处。外壳和内壳夹持泡沫芯构成三层夹芯结构，有利于在保证整体结构强度性能的同时，降低蒙皮结构重量；尤为重要的是，尤其是，在用于与设备舱连接的连接结构处设置了若干加强块以增加蒙皮结构与设备舱的连接稳固性，这种局部加强的方式，能够牺牲较小的重量优势，获得可观的连接强度加强。 | ||
| 权利要求 | 1.一种设备舱迎设风面蒙皮结构，其特征在于，包括外壳、内壳、泡沫芯以及加强块；所述外壳与内壳夹持所述内壳，所述外壳、内壳、泡沫芯构成一组合体；所述组合体上设有与设备舱适配的安装空间且若干用于与设备舱连接的连接结构；所述加强块安装于所述连接结构处。 |
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| 说明书全文 | 一种设备舱迎设风面蒙皮结构及其生产工艺技术领域[0001] 本申请涉及一种设备舱迎设风面蒙皮结构及其生产工艺，属于航空航天设备技术领域。 背景技术[0002] 随着科技的发展和国家的需要，对航空航天装备提出了更高的要求，尤其是在轻量化设计方面。在飞机的设备舱的蒙皮方面，尤为突出，不仅要考虑安全性和可靠性，保证蒙皮结构的强度；还需要考虑结构重量，以有利于飞行成本和速度；此外，还需要考虑蒙皮结构自身的生产成本和效率。 [0004] 针对现有技术存在的不足，本申请提供的一种设备舱迎设风面蒙皮结构，包括外壳、内壳、泡沫芯以及加强块；所述外壳与内壳夹持所述内壳，所述外壳、内壳、泡沫芯构成一组合体；所述组合体上设有与设备舱适配的安装空间且若干用于与设备舱连接的连接结构；所述加强块安装于所述连接结构处。 [0006] 在上述技术方案中，进一步的，还包括纵梁，所述纵梁固定在所述外壳的两侧；所述纵梁包括纵梁背板以及至少两翼盒连接板；所述纵梁背板上设有设备舱骨架连接孔；所述翼盒连接板垂直于纵梁背板，两翼盒连接板平行设置，在两翼盒连接板之间设置若干加强筋。 [0007] 在上述技术方案中，进一步的，外壳侧壁包括第一连接段和第二连接段，所述第一连接段上设置至少一翼盒连接孔，所述第二连接段设有至少一尾舵连接孔；内壳的侧壁包括第三连接段和第四连接段，所述第三连接段上设置至少一翼盒连接孔，所述第四连接段设有至少一尾舵连接孔；泡沫芯的侧壁包括第五连接段和凹陷区，所述第五连接段上设置至少一翼盒连接孔；所述凹陷区内安装有尾舵加强块，所述尾舵加强块上设置有至少一尾舵连接孔；所述纵梁背板固定在外壳侧壁的第一连接段上，所述纵梁背板上设有至少一翼盒连接孔。 [0008] 在上述技术方案中，进一步的，所述纵梁为铝合金材质。 [0009] 在上述技术方案中，进一步的，所述组合体设有用于与偏航舵连接的偏航舵连接孔、用于与尾舵连接的尾舵连接孔以及用于腹鳍连接的腹鳍连接孔；所述加强块包括安装在偏航舵连接孔的偏航舵加强块、安装在尾舵连接孔的尾舵加强块以及安装在腹鳍连接孔的腹鳍加强块。 [0010] 在上述技术方案中，进一步的，外壳侧壁的末端设置了外扩翻边结构。 [0011] 此外，本申请还提供一种上述设备舱迎设风面蒙皮结构的生产工艺，其特征在于，包括如下步骤： [0012] 步骤一，制备外壳和内壳；采用碳玻混合复合材料，利用热压罐工艺成型； [0014] 步骤三，制备泡沫芯；采用PVC泡沫板料，利用CNC加工中心加工成型； [0016] 步骤五，安装纵梁；将纵梁利用螺栓结构固定在外壳上。 [0017] 在上述技术方案中，进一步的，所述内壳采用阳模成型，使内壳的内表面为模具型腔面；所述外壳采用阴模成型，使外壳的外表面设为模具型腔面。 [0018] 在上述技术方案中，进一步的，在所述步骤一中，在外壳和内壳铺层时，将碳纤维夹在玻璃纤维中间；铺层数比：碳纤维/玻璃纤维约1：8；使用材料和铺层数为SW110‑100a：UD700‑12K：SW110‑100a＝13：4：13；铺层角度以(±45、0、90)为循环从模具铺贴面开始铺贴；铺层完成后进行真空包覆。 [0019] 在上述技术方案中，进一步的，所述步骤四具体包括：将外壳装至共固化成型工装，利用工艺孔定位；通过工装将泡沫芯和各个加强块进行定位固定；在泡沫芯内侧安装内壳；通过热压罐工艺将各个零件共固化为一体。 [0020] 本申请提供的一种设备舱迎设风面蒙皮结构，有益效果如下：本申请提供的面蒙皮结构，外壳和内壳夹持泡沫芯构成三层夹芯结构，有利于在保证整体结构强度性能的同时，降低蒙皮结构重量；尤为重要的是，尤其是，在用于与设备舱连接的连接结构处设置了若干加强块以增加蒙皮结构与设备舱的连接稳固性，这种局部加强的方式，能够牺牲较小的重量优势，获得可观的连接强度加强。附图说明 [0021] 通过阅读参照以下附图对非限制性实施例所作的详细描述，本发明的其它特征、目的和优点将会变得更明显： [0022] 图1为本申请的实施例提供设备舱迎设风面蒙皮结构的立体结构示意图； [0023] 图2为本申请的实施例提供设备舱迎设风面蒙皮结构的爆炸图； [0024] 图3为本申请的实施例提供的外壳的立体结构示意图； [0025] 图4为本申请的实施例提供的内壳的立体结构示意图； [0026] 图5为本申请的实施例提供的泡沫芯的立体结构示意图； [0027] 图6为本申请的实施例提供的纵梁的立体结构示意图； [0028] 图7为本申请的实施例提供的设备舱迎设风面蒙皮结构的生产工艺的工艺流程图。 [0029] [0030] 100‑外壳；110‑外壳背板；120‑外壳侧壁；121‑第一连接段；122‑第二连接段；130‑偏航舵连接孔；140‑腹鳍连接孔；150‑尾舵连接孔；160‑翼盒连接孔；170‑外扩翻边结构；200‑泡沫芯；210‑泡沫芯背板；220‑泡沫芯侧壁；221‑第五连接段；222‑凹陷区；300‑内壳； 310‑内壳背板；320‑内壳侧壁；321‑第三连接段；322‑第四连接段；4‑加强块；410‑偏航舵加强块；420‑尾舵加强块；430‑腹鳍加强块；500‑纵梁；510‑纵梁背板；520‑翼盒连接板；530‑加强筋。 具体实施方式[0031] 为使本发明实现的技术手段、创作特征、达成目的与功效易于明白了解，下面结合具体实施方式，进一步阐述本发明。 [0032] 基于本公开概念的实施例可以施加多种变更，可以拥有多种形式，因而将在附图中示例性示出特定实施例，并在本说明书或申请中详细说明。但是，这并非要把基于本公开概念的实施例限定于特定的公开形式，应理解为包括本公开的思想及技术范围内包含的所有变更、等同物以及替代物。 [0033] 第一及/或第二等术语可以用于说明多种构成要素，但所述构成要素不由所述术语所限定。所述术语只用于将一个构成要素区别于其他构成要素的目的，例如在不超出基于本公开概念的权利范围的限度内，第一构成要素可以命名为第二构成要素，类似地，第二构成要素也可以命名为第一构成要素。 [0034] 当言及某种构成要素“连接”或“接续”于另一构成要素时，应理解为既可以是直接连接于或接续于该另一构成要素，也可以在中间存在其它构成要素。相反，当言及某种构成要素“直接连接”或“直接接续”于另一构成要素时，应理解为在中间不存在其它构成要素。用于说明构成要素间的关系的其它表述，即，“在～之间”或“直接在～之间”或“与～邻接的”“与～直接邻接的”等也应同样地进行解释。 [0035] 本说明书中使用的术语只用于说明特定的实施例，并非要限定本公开之意。只要在文理上未明确相反之意，单数的表述包括复数的表述。在本说明书中，“包括”或“具有”等术语是要指定预设的特征、数字、步骤、动作、构成要素、部件或它们的组合的存在，应理解为不预先排除一个或其以上的其它特征或数字、步骤、动作、构成要素、部件或它们的组合的存在或附加可能性。 [0036] 只要未不同地定义，包含技术性或科学性术语在内，在此使用的所有术语具有与本公开所属技术领域普通技术人员一般理解的内容相同的意义。与一般使用的字典中定义的内容相同的术语应解释与相关技术的文理上具有的意义一致的意义，只要在本说明书中未明确定义，不得理想地或过度地解释为形式上的意义。 [0037] 为了满足航空航天装备，对使用强度和刚性以及轻量化的性能需求，需要重新设计一种设备舱迎设风面蒙皮结构。 [0038] 为此，本申请提供一种设备舱迎设风面蒙皮结构，包括外壳、内壳、泡沫芯以及加强块；外壳与内壳夹持所述内壳，所述外壳、内壳、泡沫芯构成一组合体；组合体上设有与设备舱适配的安装空间且若干用于与设备舱连接的连接结构；加强块安装于所述连接结构处。 [0039] 外壳和内壳夹持泡沫芯构成三层夹芯结构，有利于在保证整体结构强度性能的同时，降低蒙皮结构重量；尤为重要的是，尤其是，在用于与设备舱连接的连接结构处设置了若干加强块以增加蒙皮结构与设备舱的连接稳固性，这种局部加强的方式，能够牺牲较小的重量优势，获得可观的连接强度加强。 [0040] 结合附图，对本申请的上述设计方案，做进一步详细阐述。 [0041] 图1为本申请的实施例提供设备舱迎设风面蒙皮结构的立体结构示意图；图2为本申请的实施例提供设备舱迎设风面蒙皮结构的爆炸图， [0042] 请参阅图1和图2，本申请实施例提供的设备舱迎设风面蒙皮结构，包括外壳100、泡沫芯200、内壳300、加强块4以及纵梁500。外壳100与内壳300夹持所述内壳300，所述外壳100、泡沫芯200、内壳300构成一组合体；所述组合体上设有与设备舱适配的安装空间且若干用于与设备舱连接的连接结构；所述加强块4安装于所述连接结构处。 [0043] 图3为本申请的实施例提供的外壳100的立体结构示意图。 [0044] 请参阅图3，本申请实施例提供的外壳100，外壳100包括一外壳背板110以及两沿外壳背板110两侧向上弯折的外壳侧壁120，外壳100整体呈U字型。 [0045] 外壳背板110上设有偏航舵连接孔130和腹鳍连接孔140，偏航舵连接孔130用于与偏航舵连接，腹鳍连接孔140用于腹鳍连接，此外，外壳背板110上还设置了一些设备的安装孔。外壳侧壁120上设有尾舵连接孔150和翼盒连接孔160，尾舵连接孔150用于与尾舵连接，翼盒连接孔160用于与翼盒连接。 [0046] 外壳100外表面采用了随形设计，保证了蒙皮结构符合流线型设计。 [0047] 设备舱尾部设有后盖，后盖与蒙皮结构结构间隙配合。因此，在外壳100的侧边末端设置了外扩翻边结构170，有利于后盖的安装。 [0048] 在一些实施例中，外壳100长500‑1500mm，宽500‑1200mm，高150‑300mm。 [0049] 在一些实施例中，外壳100采用碳玻混复合材料材质，该复合材料是碳纤维当中混入了一定玻璃纤维，所以其不仅具有碳纤维的高强度、重量轻、耐高温的性能，由于玻璃纤维价格较低，所以该复合材料还具有一定的经济性、耐腐蚀等优点，而且耐磨损，使用寿命长。此外，采用碳玻混复合材料的外壳100，可采用模压成型，成型方便。 [0050] 图4为本申请的实施例提供的泡沫芯200的立体结构示意图。 [0051] 请参阅图4，本申请实施例提供的泡沫芯200，包括一泡沫芯背板210以及两沿泡沫芯背板210两侧向上弯折的泡沫芯侧壁220，泡沫芯200整体呈U字型，可以与外壳100的内侧贴合。 [0052] 泡沫芯200为PVC泡沫材质，其重量轻，生产成本低，同时具备良好的缓冲效果，并且有保温隔热的优点，保证蒙皮有良好的缓冲效果的同时减轻了蒙皮的重量。 [0053] 根据整体装配形式，泡沫芯200整体形状与外壳100相同而且孔应与外壳100相应的所有孔保持同轴度，由于底部需要为加强块4预留安装位置，所以泡沫芯200上的底孔尺寸与加强块4外缘尺寸相同。 [0054] 在一些实施例中，泡沫芯200长500‑1200mm，宽500‑1500mm，高150‑500mm。 [0055] 图5为本申请的实施例提供的内壳300的立体结构示意图。 [0056] 请参阅图5，本申请实施例提供的内壳300，包括一内壳背板310以及两沿内壳背板310两侧向上弯折的内壳侧壁320，内壳300整体呈U字型，可以与泡沫芯200的内侧贴合。 [0057] 内壳背板310上设有偏航舵连接孔130和腹鳍连接孔140，偏航舵连接孔130用于与偏航舵连接，腹鳍连接孔140用于腹鳍连接，内壳侧壁320上设有尾舵连接孔150和翼盒连接孔160，尾舵连接孔150用于与尾舵连接，翼盒连接孔160用于与翼盒连接。 [0058] 在一些实施例中，内壳300长500‑1200mm，宽500‑1500mm，高150‑500mm。 [0059] 图6为本申请的实施例提供的纵梁500的立体结构示意图。 [0060] 请参阅图6，本申请实施例提供的纵梁500，纵梁500固定在外壳100的两侧，具体来说，通过螺栓结构与外壳100相连，采用平垫、弹垫进行放松。 [0061] 纵梁500包括纵梁背板510以及至少两翼盒连接板520。 [0062] 纵梁背板510上设有设备舱骨架连接孔；由于需要与翼盒相连，纵梁背板510上还设计了与内壳300、外壳100相同的翼盒连接孔160。 [0063] 翼盒连接板520的上下面与左右翼盒为止口配合结构，故此，上下面需要承受一定的剪力，为此将纵梁500采用“工”字梁结构设计，以提高纵梁500的强度和刚度，具体来说，翼盒连接板520垂直于纵梁背板510，两翼盒连接板520平行设置，在两翼盒连接板520之间设置若干加强筋530。 [0064] 在一些实施例中，纵梁500采用铝合金材质，具备减重的效果，真正满足了轻质高强的设计要求。整个纵梁500可以通过CNC机床加工而成，并且铝合金易于加工，节省刀具，走刀速度较高，加工效率较高，并且价格相对便宜，具有一定的经济性。 [0065] 在一些实施例中，纵梁500长500‑1200mm，宽30‑100mm，高100‑250mm。 [0066] 请参阅图1‑6，外壳侧壁120包括第一连接段121和第二连接段122，第一连接段121上设置两个方形的翼盒连接孔160，所述第二连接段122设有一圆形的尾舵连接孔150；内壳300的侧壁包括第三连接段321和第四连接段322，所述第三连接段321上设置两个方形的翼盒连接孔160，第四连接段322设有一圆形的尾舵连接孔150；泡沫芯200的侧壁包括第五连接段221和凹陷区222，所述第五连接段221上设置两方向的翼盒连接孔160；所述凹陷区222内安装有尾舵加强块420，所述尾舵加强块420上设置有一圆形的尾舵连接孔150；所述纵梁背板510固定在外壳侧壁120的第一连接段121上，所述纵梁背板510上设有两方形的翼盒连接孔160。 [0067] 在偏航舵连接孔130处设有偏航舵加强块410、在尾舵连接孔150处设有尾舵加强块420，在腹鳍连接孔140处设有腹鳍加强块430。在用于与设备舱连接的连接结构处设置了若干加强块4以增加蒙皮结构与设备舱的连接稳固性，这种局部加强的方式，能够牺牲较小的重量优势，获得可观的连接强度加强。 [0068] 加强块4采用铝合金材料保证了加强件的强度，同时也减轻重量的增加，对于较大的加强块4做了减重设计，开设了随形减重槽，如尾舵加强块420。泡沫芯200与加强件一体成型，加强件的内圆孔径与外壳100的相应孔径相同。在整体设计中针对铝合金零件，采用了CNC车床数控按三维数模加工。 [0069] 尤为重要的是：纵梁500固定在外壳侧壁120的第一连接段121，用于与翼盒相连；由于翼盒所传递的力主要由设备舱内部骨架承担，在蒙皮连接孔处受力较小，所以可利用铝合金材质的纵梁500对连接处做一定强化即可。 [0070] 而用于与尾舵相连的尾舵连接孔150受力较大，因此，在泡沫芯200的侧壁上设置了凹陷区222，凹陷区222设置尾舵加强块420，尾舵加强块420被内壳300和外壳100夹持固定。在外壳侧壁120所在的平面方向上，综合使用了外部纵梁500加强和内部尾舵加强块420加强，充分考虑了连接稳固性和轻量化的需求。 [0071] 图7为本申请的实施例提供的设备舱迎设风面蒙皮结构的生产工艺的工艺流程图。 [0072] 请参阅图7，本申请还提供一种设备舱迎设风面蒙皮结构的生产工艺的工艺，包括如下步骤： [0073] S100，制备外壳100和内壳300；采用碳玻混合复合材料，利用热压罐工艺成型。 [0074] 由于内壳300的内表面为配合面，故采用阳模成型，使内壳300的内表面为模具型腔面，从而保证内壳300的精度与粗糙度；外壳100的外表面露在外面，有一定的美观要求，故将外壳100的外表面设为模具型腔面，所以外壳100的模具设计成阴模，采用阴模成型。 [0075] 内壳300和外壳100，铺层时将碳纤维夹在玻璃纤维中间；铺层数比：碳纤维/玻璃纤维约1/8，使用材料和铺层数为SW110‑100a：UD700‑12K：SW110‑100a＝13：4：13，铺层角度以(±45、0、90)为循环从模具铺贴面开始铺贴。铺层完成后对产品进行真空包覆。接着将产品进热压罐固化成型，固化参数：压力0.3～0.6MPa，固化温度150～180℃，真空度≯‑0.085MPa。 [0078] S300，制备泡沫芯200；采用PVC泡沫板料，利用CNC加工中心加工成型。 [0079] 按照三维数模，通过CNC加工中心将PVC泡沫板料加工至数模净尺寸。 [0080] S400，共固化成型；将外壳100、内壳300、泡沫芯200和加强块4工装组合，通过热压罐工艺共固化为一体。 [0081] 首先，将外壳100装至共固化成型工装，利用工艺孔定位；然后，通过工装将各个加强块4及泡沫芯200进行定位，固定；再然后，安装内壳300，将共固化成型工装组合完成；通过热压罐工艺将各个零件共固化为一体，形成设备舱迎风面蒙皮组件主体。 [0082] S500，安装纵梁500；将纵梁500利用螺栓结构固定在外壳100上。 [0083] 将设备舱迎风面蒙皮组件主体和纵梁500采用装配工装定位，然后夹紧，采用螺栓螺母将纵梁500和设备舱迎风面蒙皮组件主体装配在一起。 [0084] 经过本申请的上述工艺生产的设备舱迎设风面蒙皮结构,具有以下优点： [0085] 1、将碳玻混复合材料应用到蒙皮的内外壳100，不仅能够保证需要的强度，而且减轻了蒙皮的重量。由于该复合材料在碳纤维当中混入了一定玻璃纤维，在满足使用强度的同时，也降低了成本，提高了产品的经济性和竞争力。另外该复合材料还具有较好的耐磨损性，从而提高了设备舱蒙皮的寿命。 [0086] 2、将PVC泡沫应用到蒙皮结构中，该创新点不仅提高蒙皮的抗冲击能力，而且减轻了重量。同时，由于泡沫具有一定的保温和隔热效果，所以保证了设备舱内温度的稳定，从而提高设备的使用寿命。 [0087] 3、在蒙皮与外界连接的部位采用了铝合金加强块4，保证了良好的连接强度，另外，加强块4采用CNC数控加工，利于实现批量生产。 [0088] 4、设备舱的纵梁500作为受力部位采用铝合金材质，将纵梁500采用“工”字梁结构设计，以提高纵梁500的强度和刚度。纵梁500设有翼盒连接孔160，以进一步保证左右翼盒的稳定性。 [0089] 5、设备舱后盖与设备舱骨架固定连接，其与设备舱蒙皮结构之间为间隙配合，同时，设备舱的外壳100后端采用了翻边设计，保证了设备舱后盖的顺利装配。 [0090] 6、该设备舱蒙皮为典型的泡沫夹芯结构，即内外表面为碳玻混复合材料蒙皮，中间为PVC泡沫，连接部位采用铝合金镶块加强。该结构不仅满足设备舱蒙皮的强度要求，还能满足其轻量化、保温性、耐蚀性的要求。 [0091] 7、该设备舱蒙皮为“U”型结构，内表面为与设备舱的配合面，故对其内表面的配合精度要求较高。此设备舱夹芯结构刚性好，能够较好的满足配合面精度高，不易变形的要求。 [0093] 此外，应当理解，虽然本说明书按照实施方式加以描述，但并非每个实施方式仅包含一个独立的技术方案，说明书的这种叙述方式仅仅是为清楚起见，本领域技术人员应当将说明书作为一个整体，各实施例中的技术方案。 |
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