一种低磁性磁探专用机翼的制作方法

本发明涉及一种满足航空磁探测所需低磁、低静电特性的专用无人机机翼，属于飞行器结构设计领域。

背景技术：

航空磁力测量是将航空磁力仪及其配套的辅助设备装载在飞行器上，在测量地区上空按照预先设定的测线和高度对地磁场强度或梯度进行测量的地球物理方法，广泛应用于矿产资源勘探，区域构造填图以及反潜等领域。

在利用无人机搭载相关设备进行航磁测量时，由于无人机的特殊性，无法应用有人机航磁的相关技术使磁探头远离机体。因此，机身尤其是机翼中的铁磁性金属件和飞行过程中机体与地磁场相互作用产生的磁干扰将对磁探头的测量数据产生一定的影响，降低航磁测量的效率和经济性。

现有无人机机翼连接件磁本底测试结果如下表所示，若表中连接件的磁化率小于2000，则说明其能够满足航磁测量需求；反之则会对测量产生干扰。

由上表中的磁本底数据可以看出，机翼内的大部分金属连接件在磁化率这一指标上超标严重，无法满足航磁测量的要求。

技术实现要素：

本发明解决的技术问题是：克服现有技术的不足，提出一种低磁性磁探专用机翼，具有结构可靠，任务适应性强的特点，能够有效提升无人机航空磁探测的精度和效率。

本发明解决技术的方案是：

一种低磁性磁探专用机翼，包括翼肋、前梁、后梁、碳纤维管、前梁接头、后梁接头、内副翼、外副翼、口盖和舵机；

前梁、后梁与各个翼肋之间通过钛合金高强螺栓连接，使翼稍处磁干扰强度≤0.1nt，沿着前梁、后梁设置有碳纤维管，用于铺设副翼舵机线缆；碳纤维管与翼肋之间胶接，内副翼、外副翼与机翼两端的翼肋通过钛合金的副翼挂轴连接；舵机设置在翼肋的腹板上，控制内副翼、外副翼上下偏转；口盖设置在机翼的下蒙皮上；前梁接头、后梁接头实现机翼与机身的连接。

优选的，整体机翼磁特性360°转相差优于5nt。

优选的，左、右机翼磁特性偏差优于0.1nt。

优选的，机翼动态噪声≤40pt。

优选的，前梁、后梁均采用航空铝合金，翼肋为航空铝合金及复合材料。

优选的，内副翼、外副翼均为碳纤维复合材料。

优选的，单根碳纤维管长度为机翼翼展长度的1/4-1/3。

本发明与现有技术相比的有益效果是：

(1)现有技术的机翼内的大部分金属连接件在磁化率这一指标上超标严重，无法满足航磁测量的要求，本发明提供一种新型的低磁，低静电机翼，以满足翼稍处磁干扰强度指标要求，经多次通电试验、将电动伺服舵机布置于翼稍内侧合适的距离处，提高测量数据的精确度；

(2)本发明中的低磁机翼能够满足安全性要求、满足力学性能中强度、刚度、稳定性指标要求、大大降低了铁磁性材料在主要部件和连接机构中的使用比例，贯彻了低磁、低静电的设计理念，更好的适应了无人机在航磁测量飞行中的实际需求，提高了航磁探头的测量精度；

(3)本发明为满足机翼的重量指标较传统结构下降至少3kg，实现低磁、轻质、高强，磁化率超标的连接件均更换为铜、铝合金、钛合金低磁性材料，具体的材料使用依据连接件所需的结构强度和特殊功能而定。

附图说明

图1为本发明结构示意图，

其中，1-翼肋，2-前梁，3-后梁，4-碳纤维管，5-前梁接头，6-后梁接头，7-内副翼，8-外副翼，9-口盖，10-和舵机。

具体实施方式

下面结合实施例对本发明作进一步阐述。

一种低磁性磁探专用机翼，包括翼肋、前梁、后梁、碳纤维管、前梁接头、后梁接头、内副翼、外副翼、口盖和舵机；

前梁、后梁与各个翼肋之间通过钛合金高强螺栓连接，使翼稍处磁干扰强度≤0.1nt，沿着前梁、后梁设置有碳纤维管，用于铺设副翼舵机线缆；碳纤维管与翼肋之间胶接，内副翼、外副翼与机翼两端的翼肋通过钛合金的副翼挂轴连接；舵机设置在翼肋的腹板上，控制内副翼、外副翼上下偏转；口盖设置在机翼的下蒙皮上；前梁接头、后梁接头实现机翼与机身的连接。

整体机翼磁特性360°转相差优于5nt，左、右机翼磁特性偏差优于0.1nt，机翼动态噪声≤40pt。

前梁、后梁均采用航空铝合金，翼肋为航空铝合金及复合材料，内副翼、外副翼均为碳纤维复合材料。

单根碳纤维管长度为机翼翼展长度的1/4-1/3。

对本发明中的低磁机翼内的结构件和合金螺栓、垫片、铆钉等连接件进行了选型评估。结合不同材料的磁导率和结构强度，在重新设计的低磁机翼上使用钛合金等低铁磁性和高强度的材料作为机翼内部的连接件和结构件。

在具体尺寸设计上，机翼翼展：9.00m，翼肋尺寸：0.20m-0.50m，碳纤维管：2.50m，蒙皮厚度：2.2mm-3.00mm，舵机摇臂：50.05mm，内副翼长度：50mm，外副翼长度：52mm，前梁接头厚度：100.05mm，后梁接头厚度：120.00mm，口盖厚度：3.00mm。

现有技术的机翼内的大部分金属连接件在磁化率这一指标上超标严重，无法满足航磁测量的要求，本发明提供一种新型的低磁，低静电机翼，以满足翼稍处磁干扰强度指标要求，经多次通电试验、将电动伺服舵机布置于翼稍内侧合适的距离处，提高测量数据的精确度。

本发明中的低磁机翼能够满足安全性要求、满足力学性能中强度、刚度、稳定性指标要求、大大降低了铁磁性材料在主要部件和连接机构中的使用比例，贯彻了低磁、低静电的设计理念，更好的适应了无人机在航磁测量飞行中的实际需求，提高了航磁探头的测量精度。

本发明为满足机翼的重量指标较传统结构下降至少3kg，实现低磁、轻质、高强，磁化率超标的连接件均更换为铜、铝合金、钛合金低磁性材料，具体的材料使用依据连接件所需的结构强度和特殊功能而定。

本发明虽然已以较佳实施例公开如上，但其并不是用来限定本发明，任何本领域技术人员在不脱离本发明的精神和范围内，都可以利用上述揭示的方法和技术内容对本发明技术方案做出可能的变动和修改，因此，凡是未脱离本发明技术方案的内容，依据本发明的技术实质对以上实施例所作的任何简单修改、等同变化及修饰，均属于本发明技术方案的保护范围。

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