民用航空含Ω型长桁复合材料加筋壁板制造技术研究

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1、研究论文民用航空含Q型长桁复合材料加筋壁板制造技术研究马刚，唐文峰(航空工业沈阳飞机工业(集团)有限公司，沈阳i1()850)【摘要】含n型长桁的复合材料加筋壁板由于其结构上的优势，在民用大飞机上被越来越多地采用。然而，此种类型的加筋壁板在共固化成型过程中存在n型长桁如何加压的问题，特别是在有严格的适航符合性审查要求的民用航空产品制造领域，进一步提高了制造难度。经过多次试验，最终采用薄壁橡胶气囊成型法制造出符合设计要求和适航要求的含Q型长桁加筋壁板。关键词：民用航空；适航；复合材料；Q型长桁StudyonManufacturingTechnologyofQTypeStiffened

2、PanelofCivilAviationMAGang．TANGWenfeng(AVlCShenyangAircraftIndustry(Group)Co．，Ltd．，Shenyang110850，China)【ABSTRACTlQtypecompositesstiffenedpanelhasbeenwidelyusedinlargecivilaircraftduetoitsstructuraladvan·rage．ButsomedifficultiesexistinhowtopressurizetheseQtypestiffenedpanelsduringtheCO—curingp

3、rocess．Especiallytherearestrictairworthinesscompliancereviewrequirementsinthefieldofcivilaviationproductsmanufacturing，therebyfurtherincreasingthemanufacturingdifficulty．Afteranumberoftests，thegroupdecidedtoadoptthin—walledrubberbal—loonformingmethodtomanufacturetheQtypestiffenedpanelinorderto

4、meetdesignrequirementsandairworthinessre·quirementsfinally．Keywords：Civilaviation；Airworthiness；Composites；QtypeDoI：10．16080／j．issnl671—833x．2017。12．074先进复合材料以其高比强度、高比模量、耐腐蚀、可设计性强等优点成为航空四大结构材料之一，其应用范围也从口盖、整流罩等非承力件逐步过渡到机翼、机身等主承力结构件[1-2J。Q型加筋壁板的长桁切面尺寸较大，两边与蒙皮相连接形成一个闭合切面，具有很高的受压稳定性，可以承受很高的载荷。复合材料

5、Q型加筋壁板是机身结构形式的发展趋势，最新研制的波音B787、空客A380都采用了这种结构形式p】，我国自主研发的大飞机C919也采用了n型加筋壁板作为后机身主要结构。Q型加筋壁板通常采用热压罐共固化工艺成型，其最大的技术难点在于Q型长桁在面内形成一个封闭的梯形空腔，该空腔的加压效果和内部表面质量难以保证。关于Q型加筋壁板共固化成型技术，航空工业沈阳飞机工业(集团)有限公司蒲永伟团队做了大量工作，其工艺方案是利用硅橡胶芯模受热膨胀对Q长桁加压，其技术核心是通过理论计算和仿真模拟计算出硅橡胶芯模的工艺间隙值，该工艺间隙以预制调型孔的形式存在于硅橡胶芯模中间f4】。该成型方法在军机74

6、航空制造技术·2017年第12期某型号的研制过程中得到了验证，成型后的Q长桁无损检测及内部表面质量均较好。民用飞机研制过程中一个非常重要的内容就是如何通过适航审查(尤其是国际适航审查)并获得相关适航证，只有完成了适航取证的飞机才能投人市场『s]。适航审查是一种根据国家相关法律规定、以确保飞行安全为目的的技术鉴定和监督的方法。适航审查分为初始适航审查和持续适航审查。初始适航审查是国家适航当局对拟用于民用航空运输的航空器所进行的设计符合性和制造符合性审查，而其中的制造符合性是指民用航空产品和零部件的制造、试验、安装等符合经批准的设计[6-8]o复合材料在航空领域应用时间较短，其数据和经

7、验的积累较少，而且复合材料零部件的设计和制造质量依赖于对材料和工艺的严格控制[9-101，对复合材料零件最终实物产品的检测无法判断其符合性情况，所以根据民用航空适航规章CCAR25部《运输类飞机适航标准》””第25．605条规定，对复合材料零件的制造符合性审查要采用过程检查的方法。以国产大飞机C919型研究论文号的含n型长桁的复合材料机身壁板零件为例，设计文件要求固化过程全程压力为0．6MPa，如果使用硅橡胶芯模对n长桁加压，虽然可以通过调整工艺间隙值控制硅橡胶膨胀加