一种涵道式散热器与载荷蒙皮安装一体化结构及成型方法与流程

本申请涉及飞行器结构设计，尤其涉及一种涵道式散热器与载荷蒙皮安装一体化结构及成型方法。

背景技术：

1、在涵道式重载飞行器（如大型无人机）的动力系统中，涵道内部不仅需要布置大功率散热器（或涵道风扇），还需在外部包裹载荷蒙皮以维持气动外形。现有技术普遍采用分体式架构：通过独立的金属或复材散热器支架将散热器悬挂于涵道内壁，再通过另一套独立的法兰或接头将载荷蒙皮固定于涵道外部。

2、这种传统分离式架构仍存在以下难以克服的技术矛盾：首先，两套独立支架在涵道这一极度受限的环状狭小空间内相互挤压，易导致结构冗余，进而往往不得不增加涵道的整体长度，从而破坏整体气动效率；其次，分体式结构必然存在装配间隙与连接界面，在涵道螺旋桨高速旋转产生的强交变气动载荷下，连接件极易产生低频共振，导致结构松动甚至结构撕裂。

技术实现思路

1、本申请提供一种涵道式散热器与载荷蒙皮安装一体化结构及成型方法，用以解决现有技术中分体设计易导致的空间利用率低、装配繁琐、整体刚度不足等的问题。

2、本申请提供一种涵道式散热器与载荷蒙皮安装一体化结构，包括一体成型的复合材料支架本体，所述支架本体整体呈弧状化的斜切式三角形构造，并采用一体成型工艺制造成型，形成为与机体外形相匹配的弧形支架结构；

3、所述支架本体上集成有散热器安装部和载荷蒙皮连接部，所述散热器安装部上设置有若干限位凹槽和放射状加强筋。

4、优选的，所述支架本体采用碳纤维增强环氧树脂基复合材料，通过共固化工艺一体成型。

5、优选的，所述支架本体至少部分为蒙皮、夹芯以及蒙皮的夹层复合结构，所述夹芯材料为pvc泡沫芯材，所述蒙皮为3k碳纤维平纹编织布铺层，且所述支架本体顶面采用实铺加强铺层设计。

6、优选的，所述放射状加强筋设置于所述限位凹槽的内部，所述放射状加强筋分别以对应一个限位凹槽的圆心为中心呈辐射状分布于相应一个限位凹槽的内部。

7、优选的，每个所述限位凹槽内的所述放射状加强筋的设置数量为4-8个。

8、优选的，所述散热器安装部设置有三个限位凹槽，三个所述限位凹槽采用斜向阶梯式三工位布局，且三个所述限位凹槽均为圆形阶梯凹槽，其尺寸分别与对应的散热器尺寸相匹配。

9、优选的，所述限位凹槽边缘设有限位挡边，且限位凹槽内部设有伸缩式的自锁卡扣结构。

10、优选的，所述载荷蒙皮连接部对称设置于所述散热器安装部的左右两侧，其整体呈曲面三角支撑结构，并与涵道或机体的气动外形相贴合。

11、本申请还提供一种用于上述任一项所述的涵道式散热器与载荷蒙皮安装一体化结构的成型方法，其特征在于，包括：

12、步骤s1：在成型模具中的对应位置处，进行碳纤维预浸料的密集铺层，形成安装预成型体；

13、步骤s2：对所述安装预成型体进行第一次真空热压固化成型；

14、步骤s3：保持模具不脱模，对固化后的预成型体的翻边及搭接区域进行机械加工修整，其中，散热器安装部与载荷蒙皮连接部的连接区域处形成有粗糙的过渡搭接面；

15、步骤s4：在所述预成型体的对应位置处填充pvc夹芯材料，并在所述过渡搭接面处预留搭接余量，随后铺设外层碳纤维布进行封面，并在散热器安装部进行局部增厚铺层；

16、步骤s5：进行第二次真空负压热固化成型，脱模后去除毛边，得到所述一体化结构。

17、优选的，所述步骤s4中，在铺设外层碳纤维布时，自所述粗糙的过渡搭接面向外预留15-20mm的搭接宽度，使第二次铺层的碳纤维与第一次铺层的碳纤维形成阶梯状交错搭接。

18、本申请的有益效果如下：

19、本申请的涵道式散热器与载荷蒙皮安装一体化结构及成型方法，通过将散热器安装部与载荷蒙皮连接部集成于同一复合材料支架本体，替代传统多个独立支架，能显著释放涵道内部空间，缩短整机长度。

20、进一步地，通过斜切式三角形构造及曲面三角支撑结构，以适配涵道流线型外形，缩短整机长度，通过三工位阶梯式布局充分利用涵道截面空间；通过采用预埋式的伸缩自锁卡扣结构，替代传统螺栓连接，实现了散热器的“按压入位-自动弹锁”定位，大幅降低其在狭小涵道空间内的装配难度。

21、尤其，通过“不脱模-机械修整-阶梯状交错搭接”的二次共固化工艺，解决了实心散热器安装区与薄壁夹芯蒙皮区厚度突变导致的内部分层开裂问题，实现了刚度的平滑过渡。

1.一种涵道式散热器与载荷蒙皮安装一体化结构，其特征在于，包括一体成型的复合材料支架本体，所述支架本体整体呈弧状化的斜切式三角形构造，并采用一体成型工艺制造成型，形成为与机体外形相匹配的弧形支架结构；

2.根据权利要求1所述的涵道式散热器与载荷蒙皮安装一体化结构，其特征在于，所述支架本体采用碳纤维增强环氧树脂基复合材料，通过共固化工艺一体成型。

3.根据权利要求2所述的涵道式散热器与载荷蒙皮安装一体化结构，其特征在于，所述支架本体至少部分为蒙皮、夹芯以及蒙皮的夹层复合结构，所述夹芯材料为pvc泡沫芯材，所述蒙皮为3k碳纤维平纹编织布铺层，且所述支架本体顶面采用实铺加强铺层设计。

4.根据权利要求1所述的涵道式散热器与载荷蒙皮安装一体化结构，其特征在于，所述放射状加强筋设置于所述限位凹槽的内部，所述放射状加强筋分别以对应一个限位凹槽的圆心为中心呈辐射状分布于相应一个限位凹槽的内部。

5.根据权利要求4所述的涵道式散热器与载荷蒙皮安装一体化结构，其特征在于，每个所述限位凹槽内的所述放射状加强筋的设置数量为4-8个。

6.根据权利要求1所述的涵道式散热器与载荷蒙皮安装一体化结构，其特征在于，所述散热器安装部设置有三个限位凹槽，三个所述限位凹槽采用斜向阶梯式三工位布局，且三个所述限位凹槽均为圆形阶梯凹槽，其尺寸分别与对应的散热器尺寸相匹配。

7.根据权利要求6所述的涵道式散热器与载荷蒙皮安装一体化结构，其特征在于，所述限位凹槽边缘设有限位挡边，且限位凹槽内部设有伸缩式的自锁卡扣结构。

8.根据权利要求1所述的涵道式散热器与载荷蒙皮安装一体化结构，其特征在于，所述载荷蒙皮连接部对称设置于所述散热器安装部的左右两侧，其整体呈曲面三角支撑结构，并与涵道或机体的气动外形相贴合。

9.根据权利要求1-8中任一项所述的涵道式散热器与载荷蒙皮安装一体化结构的成型方法，其特征在于，包括：

10.根据权利要求9所述的成型方法，其特征在于，所述步骤s4中，在铺设外层碳纤维布时，自所述粗糙的过渡搭接面向外预留15-20mm的搭接宽度，使第二次铺层的碳纤维与第一次铺层的碳纤维形成阶梯状交错搭接。