模型直升机的旋翼及其制作方法技术

本发明专利技术涉及模型直升飞机的旋翼、制作方法及固化模具。旋翼包括胎体和蒙皮，蒙皮是至少具有一层增强体材料的、闭合式的增强体铺层，所述增强体的材料是碳纤维，芳纶，高强高模聚乙烯防弹纤维，纯钛金箔，玻璃纤维中的一种或两种以上的复合材料。方法包括制作胎体，制造蒙皮和将蒙皮与胎体压制成一体。所述模具的上、下模的合口面分别具有与旋翼外形相配合的凹槽，在凹槽的两端，其上模或下模上分别设置有定位槽或相配合的定位凸起，位于旋翼的后缘端的定位槽或定位凸起与凹槽之间具有燕尾槽。该旋翼和制造方法可用于所有飞行器，胎体由各向同性的高比强度的材料制作，其容伤性能好、剩余强度高、抗剪切、抗冲击、抗扭曲、重心位置可控制，并可开槽打孔，用螺栓紧固。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及飞行设备，具体说涉及模型直升飞机的旋翼、制作方法及其固化模具。
技术介绍
目前，世界上模型直升机的旋翼是选用纯碳纤维单向布、双向编织布或玻纤布，采用旋翼的上、下弧分别压制成型后，再加一根直条状金属条，其中一端加工成环状，放置在旋翼连接轴孔的加强台位，作为旋翼的连接轴孔的加强、及弦向重心位置的配重功能结构件，用胶二次粘接。其它部位-采用泡沫材料充填。传统的旋翼的上、下弧面的前、后缘处，没有连续的弦向、展向纤维增强体铺层，模型直升机在作特技飞行中，旋翼-受力最大的前缘及梁翼根部的连接轴孔处的上、下弧面-纤维增强体极易产生开胶-导致旋翼的蒙皮-劈裂、断裂、旋翼在空中的解体、甩出后，造成伤及人命的重大飞行事故。
技术实现思路
本专利技术的目的是提供一种用容伤性能好、剩余强度高的模型直升机的旋翼、制作方法及其固化模具。本专利技术所述的模型直升飞机的旋翼，包括胎体和蒙皮。所述蒙皮是至少具有一层增强体材料的、包覆在胎体的外表面形成一个闭合式的增强体铺层，胎体和蒙皮通过胶经加压固化结合在一起，所述增强体的材料是碳纤维，芳纶，高强高模聚乙烯防弹纤维，纯钛金箔，玻璃纤维中的一种或两种以上的复合材料。所述胎体的弦向长度上分为前缘、翼梁、翼肋和后梁四个部分，其展向形状为弯刀形，前缘的边缘为直线，翼尖的一端为内弯弧线，后缘边缘的中段亦为弧线，在具有连接轴孔的一端的两面分别设置有加强台，其材料为各向同性纯钛金箔、航空铝合金、塑料或纤维—纯钛金箔复合材料中的一种或其组合。所述旋翼的翼根端面位于前缘上具有调节弦向与展向的配重孔，其形状与前缘的截面形状相同，位于翼梁上具有翼梁减重孔，其形状可为抗压的椭圆形或与翼梁截面形状相同，在翼肋上具有一个注射孔。所述胎体为整体式或分段组合式，所述分段组合式胎体是按照旋翼的翼形分为D形的前缘段，矩形的翼梁段，梯形的翼肋段和A形的后缘段，或者D形的前缘和矩形的翼梁的组合的旋翼主体结构件、梯形的翼肋段和A形的后缘段。所述旋翼的前缘、翼梁和后缘是实心体或空心体，其翼肋是蜂窝状或异型孔状的空心体或泡沫体。本专利技术所述的制作模型直升飞机旋翼的方法，包括三个步骤第一步制作胎体；第二步制造蒙皮；第三步将蒙皮与胎体压制成一体，具体方法(1)制造蒙皮，根据旋翼不同性能的要求选材，其材料是碳纤维，芳纶，高强高模聚乙烯防弹纤维，纯钛金箔，玻璃纤维中的一种或两种以上的组合，制成面积大于所制旋翼外表面积的片材或者制成两端开口的编织套筒；(2)将蒙皮与胎体压制成一体，将增强体包覆在胎体外表面，放入模具中，用螺栓紧固加压，其压力为10kg/m2-20kg/m2，常温下保持24小时后开模，或放入固化箱内加温120℃-180℃固化，温度在半小时中升到120℃-180℃，恒温一小时，在箱内自然降温到60℃，出固化箱，脱模。所述增强体为片材并为一层时，将制得的片材增强体由胎体的前缘至后缘向翼型的两个弧面作弦向和展向闭合式的包覆；或者增强体为两层以上单数层时，先从前缘至后缘向翼形的两个弧面作弦向和展向闭合式的包覆，再从后缘至前缘进行包覆，如此反复进行；或者增强体为两层以上双数层时，先从后缘至前缘向翼形的两个弧面作弦向和展向闭合式的包覆，再从前缘至后缘进行包覆，如此反复进行。所述增强体为编织套筒，将胎体置入编织套筒中，涂上与胎体使用的胶相同的基体，放入固化模具中。所述基体是环氧树脂、酚醛树脂、高强高模聚乙稀防弹纤维树脂、高温结构胶或高强高模聚乙烯防弹常温结构胶、常温固化高性能有机结构胶或者高强度无机结构胶。本专利技术所述的制作旋翼的固化模具，包括上模和下模，其特征是所述上、下模的合口面分别具有与旋翼外形相配合的凹槽，在凹槽的两端，上模或下模上分别设置有定位槽或相配合的定位凸起，位于旋翼的后缘端的定位槽或定位凸起与凹槽之间具有燕尾槽，所述上、下模长度方向的两对称边分别具有相互配合的U形孔。本专利技术所述的旋翼和制造方法可适用于所有的超轻强的飞行器，如机翼、弹翼、旋翼及有胎体的、空心的、整体闭合式螺旋桨。该旋翼的翼型的上、下弧面有连续的弦向、展向的、定向定部位的、抗扭曲的、抗剪切的0°、±45°、90°经纬纤维增强体铺层及胎体是由各向同性的高比强度的材料制成的，其容伤性能好、剩余强度高、抗剪切、抗冲击、抗扭曲、重心位置可控制，并可开槽打孔，用螺栓紧固。附图说明图1是本专利技术所述模型直升飞机的旋翼结构示意图；图2是图1的左侧视图；图3是图1的A-A剖视图；图4是图1的B-B剖视图；图5是图1的C-C剖视图；图6是图1所示旋翼的胎体示意7是本专利技术所述固化模具的结构示意图；图8是图7的左侧视图。具体实施例方式参见图1-图5，本专利技术所述模型直升飞机的旋翼，包括胎体2和蒙皮1。所述蒙皮1是具有至少一层增强体体材料的、包覆在胎体的外表面形成一个闭合式的增强体铺层，胎体和蒙皮通过胶经加压固化结合在一起，这样蒙皮就整体地包围在胎体的外表面。此种旋翼称为整体蒙皮闭合式旋翼。所述增强体体材料可采用碳纤维，芳纶，高强高模聚乙烯防弹纤维，纯钛金箔，玻璃纤维中的一种或两种以上的复合材料。所述胎体的弦向长度上分为前缘，翼梁，翼肋和后缘四个部分，其展向形状类似一个弯刀形(见图6)，即前缘的边缘为直线，翼尖的一端为内弯弧线3，后缘边缘的中段亦为弧线4，该弧线最深可延伸致翼梁的边缘5，这样在该弧线段内旋翼的两面蒙皮之间形成一个减重空腔。在翼根部位，即具有连接轴孔15的一端的两面分别设置有加强台6，其材料是各向同性纯钛金箔、航空铝合金、塑料或纤维—纯钛金箔复合材料中的一种或其组合。所述塑料可以是工程塑料，最好为聚碳脂酸。胎体可分为整体式或分段组合式，所述整体式是将上述四部分作为一个整体形成，分段组合式是将上述四部分分段制成，再组合在一起。为了调节旋翼的重心，在翼根的端面位于前缘上具有与前缘的截面形状相同的配重孔7，孔中可放置配重材料，如铅，位于翼梁上具有翼梁减重孔8，其形状可为抗压的椭圆形或与翼梁截面形状相同，在翼肋上具有一个注射孔9，以便向减重空腔内注射轻体材料，如泡沫。所述分段组合式胎体是按照旋翼翼型分段，分制出D形的前缘段，矩形的翼梁段，梯形的翼肋段和A形的后缘段，其中翼肋段可以是等腰或不等腰的梯形。所述的翼轴部位的加强台6的作用是为了增加安装翼轴连接孔的强度。大型的旋翼蒙皮与翼梁及翼轴孔的加强台可以在模具之中完成固化，克服二次粘接易产生疲劳开胶的缺陷。所述的前缘和翼梁是旋翼的主体结构件，两者可以分体制成，也可以连体制成。前缘和翼梁胎体可以是实心体也可以是空心体。所述的翼肋为翼型辅助体。翼肋可以是蜂窝状或异型孔状的空心体10或泡沫体，材料可以是纤维—纯钛金箔材、铝合金、塑料，最好采用聚碳酸酯。所述的后缘，小型旋翼是实心体，大型旋翼可以是空心体也可以是实心体。所述翼肋根据旋翼的弦长可以是一个整体件，也可以是由多个不等腰的梯形体组合而成。由于纤维—纯钛金箔复合型材是用至少一层高强高模纤维布和至少一层纯钛金箔，各层相互间隔放置，经加压或者加压及加温排胶固化后，各向同性的纤维增强纯钛金箔材使旋翼更加轻强，具有更高的弹性模量、刚性、抗冲击、抗剪切的物理性能，减少了飞行器的重量，增加了有效裁荷。所述粘胶是环氧树脂胶、酚醛树脂胶、高强高模聚乙稀(EP)防弹纤维树脂、高温结构胶或高强高模本文档来自技高网...

【技术保护点】
模型直升飞机的旋翼，包括胎体和蒙皮，其特征是所述蒙皮（１）是至少具有一层增强体材料的、包覆在胎体的外表面形成一个闭合式的增强体铺层，胎体和蒙皮通过胶经加压固化结合在一起，所述增强体的材料是碳纤维，芳纶，高强高模聚乙烯防弹纤维，纯钛金箔，玻璃纤维中的一种或两种以上的复合材料。

【技术特征摘要】
1.模型直升飞机的旋翼，包括胎体和蒙皮，其特征是所述蒙皮(1)是至少具有一层增强体材料的、包覆在胎体的外表面形成一个闭合式的增强体铺层，胎体和蒙皮通过胶经加压固化结合在一起，所述增强体的材料是碳纤维，芳纶，高强高模聚乙烯防弹纤维，纯钛金箔，玻璃纤维中的一种或两种以上的复合材料。2.根据权利要求1所述的旋翼，其特征是所述胎体(2)的弦向长度上分为前缘、翼梁、翼肋和后梁四个部分，其展向形状为弯刀形，前缘的边缘为直线，翼尖的一端为内弯弧线(3)，后缘边缘的中段亦为弧线(4)，在具有连接轴孔(15)的一端的两面分别设置有加强台(6)，其材料为各向同性纯钛金箔、航空铝合金、塑料或纤维-纯钛金箔复合材料中的一种或其组合。3.根据权利要求1或2所述的旋翼，其特征是所述旋翼的翼根端面位于前缘上具有调节弦向与展向的配重孔(7)，其形状与前缘的截面形状相同，位于翼梁上具有翼梁减重孔(8)，其形状可为抗压的椭圆形或与翼梁截面形状相同，在翼肋上具有一个注射孔(9)。4.根据权利要求3所述的旋翼，其特征是所述胎体为整体式或分段组合式，所述分段组合式胎体是按照旋翼的翼形分为D形的前缘段，矩形的翼梁段，梯形的翼肋段和A形的后缘段，或者D形的前缘和矩形的翼梁的组合的旋翼主体结构件、梯形的翼肋段和A形的后缘段。5.根据权利要求4所述的旋翼，其特征是所述旋翼的前缘、翼梁和后缘是实心体或空心体，其翼肋是蜂窝状或异型孔状的空心体(10)或泡沫体。6.制作模型直升飞机的旋翼方法，包括三个步骤第一步制作胎体；第二步制造蒙皮；第三步将蒙皮与胎体压制成一体，其特征是(1)制造蒙皮，根据旋翼不同性能的要求选材，其材料是碳纤维，...

【专利技术属性】
技术研发人员：王凤全，王云松，
申请(专利权)人：王云松，
类型：发明
国别省市：11[]