專利名稱：機翼結構表面薄膜的蒙覆裝置及蒙覆方法
技術領域：
本發明屬于大型輕質飛行器結構制造技術領域，尤其涉及一種具有大翼展結構特征、且對結構減重要求較高的機翼結構表面的處理裝置及方法。
背景技術：
現代太陽能飛機為了最大限度地提高能源利用率，實現長時間爬升和跨晝夜飛行，結構減重是關鍵。通常這類飛行器的機翼表面蒙覆聚酯薄膜作為機翼蒙皮，以最大限度地節省結構重量，美國、英國等國家發展的太陽能動力高空長航時飛行器均采用這種機翼結構。熱縮性薄膜的力學性能較低，耐環境性較差，不適合作為機翼表面蒙皮。非熱縮性聚酯薄膜的力學性能和環境適應性均優于熱縮性聚酯薄膜，因此目前各國發展的太陽能飛行器機翼表面大多采用非熱縮性聚酯薄膜。為了保證機翼的氣動外形，蒙覆在機翼結構框架上的聚酯薄膜必須具有一定的張緊力，同時要保持平整、無凹陷狀態。通常這類機翼結構具有大翼展、大展弦比幾何結構特征，這給機翼表面非熱縮性聚酯薄膜的整體蒙覆提出了較高要求。因此，研發一種能滿足使用性要求、同時又簡單易行的非熱縮性聚酯薄膜的蒙覆工藝方法就顯得非常必要。
發明內容
本發明要解決的技術問題是克服現有技術的不足，提供一種結構簡單、使用方便、制作容易、可解決機翼結構表面薄膜蒙覆的蒙覆裝置，還相應提供一種工藝簡單、蒙膜效果較好的機翼結構表面薄膜的蒙覆方法。為解決上述技術問題，本發明提出的技術方案為一種機翼結構表面薄膜的蒙覆裝置，所述蒙覆裝置包括薄膜張緊機構和用于將機翼結構框架頂靠住張緊后薄膜的機翼支承裝置，所述機翼支承裝置的支承面與所述薄膜張緊機構的薄膜固定面間隔有一距離，且所述支承面與薄膜固定面能夠通過相向位移不斷靠近并實現機翼結構框架對張緊后薄膜的頂靠。上述的機翼結構表面薄膜的蒙覆裝置中，所述薄膜張緊機構優選包括位于兩側的可移動式的展向端板，展向端板上設有弦向固定桿，所述展向端板和弦向固定桿組成的定位框架確定所述的薄膜固定面。該薄膜固定面為一虛擬的空間曲面，當聚酯薄膜粘結于定位框架后即使得薄膜固定面得以表現出來。所述薄膜固定面與需要蒙膜的機翼結構表面外形基本一致，薄膜張緊機構的剛度可保證在薄膜張緊力作用下無顯著變形。上述的機翼結構表面薄膜的蒙覆裝置中，所述弦向固定桿優選穿過所述展向端板的端面并可與展向端板保持相對滑動。所述弦向固定桿優選通過連接螺栓穿設在展向端板上，通過調節連接螺栓即可使弦向固定桿與展向端板保持相對移動。上述的機翼結構表面薄膜的蒙覆裝置中，所述弦向固定桿的數量優選為兩根且與所述展向端板的端面垂直，兩根弦向固定桿相互平行且分別設置在展向端板頂面的前、后兩側。
上述的機翼結構表面薄膜的蒙覆裝置中，可實現展向端板進行相對位移的方式有很多，但考慮展向端板所需的位移量較小，因此，優選的，所述展向端板上穿設有一根或多根支撐螺桿，所述支撐螺桿平行于所述弦向固定桿，兩個展向端板之間的相對位置可通過支撐螺桿進行調節。通過這一簡單的支撐螺桿，可以實現對薄膜張緊力的有效控制。上述的機翼結構表面薄膜的蒙覆裝置中，所述機翼支承裝置優選為一可在其支承面固定機翼結構框架的升降臺，且所述升降臺布設于薄膜固定面的下方。作為一個總的技術構思，本發明還提供一種機翼結構表面薄膜的蒙覆方法，包括以下步驟
(1)組裝蒙覆裝置準備一帶支承面的升降臺，升降臺兩側設置可移動式的展向端板，展向端板的頂面前、后兩側設有相互平行的弦向固定桿，弦向固定桿與所述展向端板的端面垂直，且弦向固定桿穿過展向端板的端面并可與展向端板保持相對滑動；展向端板的頂面和弦向固定桿組成的定位框架確定薄膜固定面；展向端板上穿設有多根支撐螺桿，支撐螺桿平行于弦向固定桿，位于兩側的展向端板之間的相對位置通過支撐螺桿進行調節；所述升降臺布設于薄膜固定面的下方；機翼結構框架放置于升降臺的支承面上；升降臺的支承面應與機翼具有基本相同的外形輪廓，使機翼結構框架能夠平穩地放置于升降臺上；
(2)粘膜將聚酯薄膜粘接固定在由展向端板和弦向固定桿確定的薄膜固定面上；
(3)施加預張緊力調節所述支撐螺桿使兩側的展向端板相互遠離，實現對聚酯薄膜施加預張緊力；
(4)蒙膜在所述機翼結構框架將與聚酯薄膜粘接的部位涂覆粘接劑，然后升高升降臺，直至機翼結構框架與預張緊后的聚酯薄膜緊密貼合；保持升降臺的位置不動，直至粘接劑固化完成，裁邊修整后得到表面蒙膜的機翼結構。上述的機翼結構表面薄膜的蒙覆方法，所述聚酯薄膜優選為非熱縮性聚酯薄膜。與現有技術相比，本發明的優點在于本發明的蒙覆裝置及方法可適用于大型、輕質機翼結構表面聚酯薄膜的蒙覆，特別適用于大翼展、大展弦比的機翼結構，采用本發明的裝置及方法蒙出的機翼蒙皮具有一定的預張緊力，且薄膜表面平整無皺褶，翼肋間無明顯凹陷，能保證機翼良好的氣動外形。另外，本發明提供的蒙覆方法及蒙覆裝置不僅簡單，易于操作，而且為機翼框架上蒙覆非熱縮性聚酯薄膜提供了有效途徑，得到的聚酯薄膜機翼蒙皮能夠滿足使用要求。
圖1為本發明實施例中使用的蒙覆裝置結構示意圖(固定聚酯薄膜前)。圖2為本發明實施例中使用的蒙覆裝置結構示意圖(固定聚酯薄膜后)。圖3為本發明實施例中使用的薄膜張緊機構結構示意圖。圖例說明1、薄膜張緊機構；2、升降臺；3、展向端板；4、弦向固定桿；5、支撐螺桿；6、機翼結構框架；7、聚酯薄膜。
具體實施例方式以下結合說明書附圖和具體優選的實施例對本發明作進一步描述，但并不因此而限制本發明的保護范圍。實施例
一種如圖1、圖2、圖3所示本發明的機翼結構表面薄膜的蒙覆裝置，該蒙覆裝置包括薄膜張緊機構I和用于將機翼結構框架6頂靠住張緊后聚酯薄膜7的機翼支承裝置。本實施例的機翼支承裝置為一升降臺2，升降臺2的頂部設有可固定機翼結構框架6的支承面。升降臺2的支承面與薄膜張緊機構I的薄膜固定面間隔有一段距離，且支承面與薄膜固定面可通過相向位移不斷靠近并實現機翼結構框架6對張緊后聚酯薄膜7的頂靠。本實施例的薄膜張緊機構I包括位于兩側的可移動式的展向端板3，兩塊展向端板3的面積大小相等且呈豎直方向放置，展向端板3的頂部設有兩根弦向固定桿4，兩根弦向固定桿4穿過展向端板3的端面且與端面垂直，兩根弦向固定桿4相互平行且分別設置在展向端板3頂面的前、后兩側，弦向固定桿4通過連接螺栓穿設于展向端板3上，并可與展向端板3保持相對滑動。兩塊展向端板3的頂面和兩根弦向固定桿4組成的矩形定位框架確定前述的薄膜固定面。由圖2、圖3可見，由于展向端板3的頂面呈弧形，因此確定的薄膜固定面同樣為一虛擬的空間弧形曲面，以便于蒙膜后給聚酯薄膜7定位和賦形。薄膜固定面與需要蒙膜的機翼結構表面外形保持一致。升降臺2布設于該薄膜固定面的下方，且位于兩塊展向端板3的中間。展向端板3的中部和底部還分別穿設有兩根支撐螺桿5，支撐螺桿5垂直于展向端板3的端面，且平行于弦向固定桿4，位于兩側的展向端板3的相對位置可通過支撐螺桿5上的調節螺母進行調節，以控制蒙膜后聚酯薄膜7的預張緊力大小。薄膜張緊機構I應當具有足夠的剛度，以保證在聚酯薄膜7張緊力作用下不會發生顯著的變形。一種本發明的采用上述實施例的蒙覆裝置對機翼結構表面進行蒙覆薄膜的方法，包括以下步驟
(1)組裝蒙覆裝置按照上述實施例中描述的蒙覆裝置的結構組裝得到如圖1所示的蒙覆裝置；通過調節連接螺栓將兩展向端板3的間距調整為4. 5m ；
(2)粘膜裁剪4.8m長、0. 04mm厚的Mylar 聚酯薄膜7，將聚酯薄膜7沿長度展向的兩端用粘接劑和透明膠帶固定在展向端板3的頂面，將聚酯薄膜7的弦向兩側用透明膠帶固定在兩根弦向固定桿4上；聚酯薄膜7最終固定在由展向端板3和弦向固定桿4確定的薄膜固定面上，如圖2所示；
(3)施加預張緊力通過旋轉支撐螺桿5的調節螺母使兩側的展向端板3相互遠離，實現對聚酯薄膜7施加預張緊力；
(4)蒙膜在機翼結構框架6將與聚酯薄膜7粘接的部位涂覆聚氨酯粘接劑，并將待蒙膜的機翼結構框架6放置于升降臺2的支承面上，然后升高升降臺2，直至機翼結構框架6與預張緊后的聚酯薄膜7緊密貼合；保持升降臺2的位置不動，直至聚氨酯粘接劑固化完成，裁邊修整后得到表面蒙膜的機翼結構。
權利要求
1.一種機翼結構表面薄膜的蒙覆裝置，其特征在于所述蒙覆裝置包括薄膜張緊機構(1)和用于將機翼結構框架(6)頂靠住張緊后聚酯薄膜(7)的機翼支承裝置，所述機翼支承裝置的支承面與所述薄膜張緊機構(I)的薄膜固定面間隔有一距離，且所述支承面與薄膜固定面能夠通過相向位移不斷靠近并實現機翼結構框架(6)對張緊后聚酯薄膜(7)的頂O
2.根據權利要求1所述的機翼結構表面薄膜的蒙覆裝置，其特征在于所述薄膜張緊機構(I)包括位于兩側的可移動式的展向端板(3)，展向端板(3)上設有弦向固定桿(4)，所述展向端板(3)和弦向固定桿(4)組成的定位框架確定所述的薄膜固定面。
3.根據權利要求2所述的機翼結構表面薄膜的蒙覆裝置，其特征在于所述弦向固定桿(4)穿過所述展向端板(3)的端面并可與展向端板(3)保持相對滑動。
4.根據權利要求3所述的機翼結構表面薄膜的蒙覆裝置，其特征在于所述弦向固定桿(4)的數量為兩根且與所述展向端板(3)的端面垂直，兩根弦向固定桿(4)相互平行且分別設置在展向端板(3)頂面的前、后兩側。
5.根據權利要求2、3或4所述的機翼結構表面薄膜的蒙覆裝置，其特征在于所述展向端板(3)上穿設有一根或多根支撐螺桿(5)，所述支撐螺桿(5)平行于所述弦向固定桿 (4)，位于兩側的展向端板(3)之間的相對位置通過支撐螺桿(5)進行調節。
6.根據權利要求1 4中任一項所述的機翼結構表面薄膜的蒙覆裝置，其特征在于 所述機翼支承裝置為一可在其支承面固定機翼結構框架(6)的升降臺(2)，且所述升降臺(2)布設于薄膜固定面的下方。
7.根據權利要求1 4中任一項所述的機翼結構表面薄膜的蒙覆裝置，其特征在于 所述薄膜固定面與需要蒙膜的機翼結構表面外形一致，且薄膜張緊機構(I)的剛度可保證在薄膜張緊力作用下無顯著變形。
8.一種機翼結構表面薄膜的蒙覆方法，包括以下步驟(1)組裝蒙覆裝置準備一帶支承面的升降臺(2)，升降臺(2)兩側設置可移動式的展向端板(3)，展向端板(3)的頂面前、后兩側設有相互平行的弦向固定桿(4)，弦向固定桿(4)與所述展向端板(3)的端面垂直，且穿過展向端板(3)的端面并可與展向端板(3)保持相對滑動；展向端板(3)的頂面和弦向固定桿(4)組成的定位框架確定薄膜固定面；展向端板(3)上穿設有多根支撐螺桿(5)，支撐螺桿(5)平行于弦向固定桿(4)，位于兩側的展向端板(3)之間的相對位置通過支撐螺桿(5)進行調節；所述升降臺(2)布設于薄膜固定面的下方；機翼結構框架(6)放置于升降臺(2)的支承面上；(2)粘膜將聚酯薄膜粘接固定在由展向端板(3)和弦向固定桿(4)確定的薄膜固定面上；(3)施加預張緊力調節所述支撐螺桿(5)使兩側的展向端板(3)相互遠離，實現對聚酯薄膜施加預張緊力；(4)蒙膜在所述機翼結構框架(6)將與聚酯薄膜粘接的部位涂覆粘接劑，然后升高升降臺(2)，直至機翼結構框架(6)與預張緊后的聚酯薄膜緊密貼合；保持升降臺(2)的位置不動，直至粘接劑固化完成，裁邊修整后得到表面蒙膜的機翼結構。
9.根據權利要求8所述的機翼結構表面薄膜的蒙覆方法，其特征在于所述聚酯薄膜為非熱縮性聚酯薄膜。
全文摘要
本發明公開了一種機翼結構表面薄膜的蒙覆裝置及蒙覆方法，蒙覆裝置包括薄膜張緊機構和用于將機翼結構框架頂靠住張緊后聚酯薄膜的機翼支承裝置，機翼支承裝置的支承面與薄膜張緊機構的薄膜固定面間隔有一距離，且支承面與薄膜固定面能夠通過相向位移不斷靠近并實現機翼結構框架對張緊后聚酯薄膜的頂靠。蒙覆方法包括以下步驟先組裝本發明的蒙覆裝置；然后將聚酯薄膜粘接固定在薄膜固定面上；通過調節展向端板相互遠離對薄膜施加預張緊力；在機翼結構框架將與薄膜粘接的部位涂覆粘接劑，然后升高升降臺，直至機翼結構框架與薄膜緊密貼合；裁邊修整后得到表面蒙膜的機翼結構。本發明具有結構簡單、使用方便、制作容易、蒙膜效果較好等優點。
文檔編號B64F5/00GK103043227SQ20131001723
公開日2013年4月17日 申請日期2013年1月17日 優先權日2013年1月17日
發明者鞠蘇, 江大志, 曾竟成, 肖加余, 杜剛, 石剛, 黃春芳 申請人:中國人民解放軍國防科學技術大學