本发明属于飞行器设计领域，涉及一种用于太阳能无人机柔性蒙皮开口的简易口盖结构，具体来说是一种可以满足柔性蒙皮机翼开口需求的简易口盖结构。
背景技术：
绝大多数飞机都会在蒙皮上装有舵机等设备处设计开口口盖，以方便设备的更换与维修。由于其蒙皮一般是刚性材料，因此设计的口盖也是刚性的，故可以通过螺钉进行拆装。但是对于临近空间太阳能无人机而言，为了尽可能减轻结构重量、方便布置太阳能电池板，只能采用柔性薄膜作为蒙膜材料。而传统刚性口盖对于这类柔性蒙皮飞机而言过于笨重，且无法利用螺钉将口盖安装到蒙皮上。因此不能再采用常规的刚性口盖结构用于太阳能无人机这类柔性蒙皮机翼的开口。需要提出新的适用于轻质柔性蒙皮机翼的口盖结构。
技术实现要素：
为解决上述现有口盖结构不适用于轻质柔性蒙皮机翼的问题，本发明提出一种用于太阳能无人机柔性蒙皮开口的简易口盖结构，可通过简单的推拉旋转操作完成口盖的快速拆装，不仅能完美与柔性蒙皮贴合且质量极轻。
本发明用于太阳能无人机柔性蒙皮开口的简易口盖结构，包括口盖基座与可拆卸口盖。
所述口盖基座包括下层基底、中间层搭接片与上层卡槽片，由下至上层叠设置并固定，均采用一层碳布刷胶固化形成。
下层基底与上层卡槽片上分别开有等直径的下层圆孔与上层圆孔；中间层搭接片上开有中层孔，为由中部矩形与矩形左右两侧的半圆形组成；且两侧半圆形直径大于下层圆孔与上层圆孔，使下层基底与上层卡槽片间存在空隙层。上层圆孔周向上还设计有卡槽。
所述可拆卸口盖为圆形，直径等于中层孔的两侧半圆形直径，采用两层碳布刷胶固化形成。可拆卸口盖周向上设计有凸台。通过将可拆卸口盖插入口盖基座的缝隙后，旋转可拆卸口盖，使凸台与卡槽配合实现口盖的安装固定。
本发明中口盖基座粘接于蒙皮上，将可拆卸口盖一侧由卡槽处穿入至空隙层处，随后将可拆卸口盖向穿入一侧平推，插入空隙层；下压可拆卸口盖，使可拆卸口盖整体置于空隙层一侧，并反向平推，使可拆卸口盖上另一侧插入到空隙层的另一侧，此时可拆卸口盖与上层圆孔同轴，可拆卸口盖整体完全塞入空隙层内；最后转动可拆卸口盖，使凸台卡入卡槽中，完成可拆卸口盖的安装。
本发明的优点在于：
(1)本发明用于太阳能无人机柔性蒙皮开口的简易口盖结构，可通过简单的推拉旋转操作完成口盖的快速拆装，不仅能完美与柔性蒙皮贴合且质量极轻。
(2)本发明用于太阳能无人机柔性蒙皮开口的简易口盖结构，使用碳纤维制作，且上中下三层分别只使用一层碳布制造，可拆卸口盖仅使用两层碳布制造，质量极轻，具有较好的柔韧性，可实现与曲面柔性蒙皮的完美贴合，且可保证开口后蒙皮的强度。特别适合于太阳能无人机这类超轻质飞机。
(3)本发明用于太阳能无人机柔性蒙皮开口的简易口盖结构，可广泛应用于柔性蒙皮的开口需求，对于有严格重量控制要求的太阳能无人机实现设备可维护性具有重大意义。
附图说明
图1为本发明用于太阳能无人机柔性蒙皮开口的简易口盖结构示意图；
图2为本发明用于太阳能无人机柔性蒙皮开口的简易口盖结构口盖基座结构示意图；
图3为口盖基座中下层基底平面示意图；
图4为口盖基座中上层带卡槽片平面示意图；
图5为口盖基座中中间层搭接片平面示意图；
图6为口盖基座中空隙层区域示意图；
图7为本发明用于太阳能无人机柔性蒙皮开口的简易口盖结构中可拆卸口盖示意图；
图8为本发明用于太阳能无人机柔性蒙皮开口的简易口盖结构中可拆卸口盖平面示意图；
图9为本发明用于太阳能无人机柔性蒙皮开口的简易口盖结构上盖、取盖操作流程示意图。
图中：
1-口盖基座2-可拆卸口盖101-下层基底
102-中间层搭接片103-上层卡槽片101a-下层圆孔
102a--中间孔103a-上层圆孔103b--卡槽a
103c-卡槽b103d-卡槽c201-筋条
202-凸台
具体实施方式
下面结合附图对本发明作进一步详细说明。
本发明用于太阳能无人机柔性蒙皮开口的简易口盖结构，包括口盖基座1与可拆卸口盖2，如图1所示。
如图2所示，所述口盖基座1包括下层基底101、中间层搭接片102与上层卡槽片103，均采用一层碳布刷胶固化形成，外轮廓相同，均为类似操场形状，即由中部矩形与矩形左右两侧的半圆形构成的近似椭圆；且中部矩形两侧的半圆形直径为140mm，两半圆圆心距离20mm。上述形状的下层基底101、中间层搭接片102与上层卡槽片103由下至上设置，且在水平面上外轮廓投影重合。
如图3、图4、图5所示，所述下层基底101上开有下层圆孔101a，下层圆孔101a的圆心与下层基底101的右侧半圆圆心同轴，直径为110mm。上层卡槽片103上开有上层圆孔103a，与下层圆孔101a同轴且直径相等。中间层搭接片102上开有中层孔102a，中层孔102a与中层搭接片2外形相同，同样为由中部矩形与矩形左右两侧的半圆形组成的近似椭圆开孔；中层孔102a的半圆形直径125mm，左右两侧半圆形圆心距离20mm；且左右两侧的半圆形，分别与中间层搭接片102外形左右两侧的半圆形同轴。上述上层卡槽片103上，位于上层圆孔103a周向设计有3个宽6mm深5mm的卡槽，分别令为卡槽a103b、卡槽b103c与卡槽c103d；卡槽a103b、卡槽b103c与卡槽c103d分为位于上层圆孔103a周向0°、-90°、-180°位置，即3个卡槽分别位于上层圆孔103a的前后及右侧，间隔90°。
上述结构的中间层搭接片102上下表面均匀涂胶，将下层基底101、中间层搭接片102与上层卡槽片103三者间粘接固定，形成整体口盖基座。由于中间层搭接片102上的开孔形状与下层基底101和上层卡槽片103的开孔不同，因此在下层基底101与上层卡槽片103间存在空隙层，如图6所示，即下层基底101和上层卡槽片103在与中间层搭接碳片2接触以外的重叠区域仍留有一定空隙层，空隙层厚度等于中间层搭接片102的厚度。
如图7、图8所示，所述可拆卸口盖2为圆形，直径为120mm；可拆卸口盖2上表面沿其一条直径方向设计有高约2.5mm的筋条201，便于推拉和旋转可拆卸口盖2。在可拆卸口盖2周向上0°、-90°方向边缘位置设计有高2mm、宽6mm、长4mm的凸台202，即两个凸台202分别位于可拆卸口盖2右侧与前侧，间隔90°。两个凸台202外表面为弧面，用于卡入上层卡槽片103的两个卡槽中，以锁定可拆卸口盖2。上述可拆卸口盖2采用2层碳布刷胶固化形成。
本发明中口盖基座粘接于蒙皮上，可拆卸口盖2上盖时，如图9所示，将可拆卸口盖2左侧穿过上层卡槽片103上的卡槽a103b与卡槽c103d，穿入时保证上层卡槽片103上-90°位置的卡槽b103c位于口盖4上两个凸台202连线的中垂线上；随后将可拆卸口盖2向左平推，插入到上层卡槽片103与下层基底101左侧空隙层内，并推入左端空隙层尽头，此时且多半部分已完全塞入上层卡槽片103与下层基底101左端间的空隙层内。紧接着将可拆卸口盖2微微下压，使可拆卸口盖2整体置于上层卡槽片103与下层基底101之间，并向右平推，使可拆卸口盖2上的两个凸台202插入到上层卡槽片103与下层基底101右侧空隙层内，此时可拆卸口盖2与上层卡槽片103与下层基底101上的圆孔同轴，可拆卸口盖2整体及其上的两个凸台202已完全塞入上层卡槽片103与下层基底101间的空隙层内。
由于上层卡槽片103具有一定的柔韧性，且可拆卸口盖2上的两个凸台202的高度大于上层卡槽片103与下层基底101间的空隙层厚度，因此当可拆卸口盖2逆时针旋转45°时，可拆卸口盖2上的两个凸台202将从空隙层内顶出并分别卡入上层卡槽片103上卡槽a103b与卡槽b103c中，此时可拆卸口盖2与口盖基座间固定，完成上盖操作。在上盖完成后，可拆卸口盖2上表面筋条201的方向应设计为顺气流方向，不仅不会影响机翼的气动性能，甚至还有利于抑制气流分离。
取盖时，同样利用碳片及蒙皮的柔性变形，将可拆卸口盖2轻轻下压并顺时针旋转45°，使得可拆卸口盖2上的两个凸台分别脱离上层卡槽片103上的卡槽a103b与卡槽b103c，并旋转进入上层卡槽片103与下层基底101间的空隙层内，然后将可拆卸口盖2向左平推至上层卡槽片103与下层基底101空隙层左侧内，此时可拆卸口盖2的上的两个凸台202已退出上层卡槽片103与下层基底101空隙层右侧，随后将可拆卸口盖2右侧由上层卡槽片103上的卡槽a103b与卡槽c103d处轻微上抬，使可拆卸口盖2右侧位于上层卡槽片103上方，此时向右拉出口盖4，即可完成取盖操作。
技术特征：
1.一种用于太阳能无人机柔性蒙皮开口的简易口盖结构，其特征在于：包括口盖基座与可拆卸口盖；
所述口盖基座包括下层基底、中间层搭接片与上层卡槽片，由下至上层叠设置并固定；下层基底与上层卡槽片上分别开有等直径的下层圆孔与上层圆孔；中间层搭接片上开有中层孔，为由中部矩形与矩形左右两侧的半圆形组成；且两侧半圆形直径大于下层圆孔与上层圆孔，使下层基底与上层卡槽片间存在空隙层；上层圆孔周向上设计有卡槽；
所述可拆卸口盖为圆形，直径等于中层孔的两侧半圆形直径；可拆卸口盖周向上设计有凸台；通过将可拆卸口盖插入口盖基座的缝隙后，旋转可拆卸口盖，使凸台与卡槽配合实现口盖的安装固定。
2.如权利要求1所述一种用于太阳能无人机柔性蒙皮开口的简易口盖结构，其特征在于：下层基底、中间层搭接片与上层卡槽片均采用一层碳布刷胶固化形成；可拆卸口盖采用两层碳布刷胶固化形成。
3.如权利要求1所述一种用于太阳能无人机柔性蒙皮开口的简易口盖结构，其特征在于：下层圆孔与上层圆孔同轴，直径均为110mm；中层孔的半圆形直径125mm，左右两侧半圆形圆心距离20mm；且下层圆孔、上层圆孔与一侧的半圆形同轴。
4.如权利要求1所述一种用于太阳能无人机柔性蒙皮开口的简易口盖结构，其特征在于：可拆卸口盖上表面沿直径方向设计有筋条。
5.如权利要求1所述一种用于太阳能无人机柔性蒙皮开口的简易口盖结构，其特征在于：卡槽为3个，分别位于上层圆孔周向0°、-90°、-180°位置；凸台为两个，分别位于可拆卸口盖周向0°、-90°位置。
6.如权利要求1所述一种用于太阳能无人机柔性蒙皮开口的简易口盖结构，其特征在于：卡槽宽6mm、深5mm；凸台高2mm、宽6mm、长4mm，且外表面为弧面。
7.针对权利要求1所述一种用于太阳能无人机柔性蒙皮开口的简易口盖结构的安装方式，其特征在于：口盖基座粘接于蒙皮上，将可拆卸口盖一侧由卡槽处穿入至空隙层处，随后将可拆卸口盖向穿入一侧平推，插入空隙层；下压可拆卸口盖，使可拆卸口盖整体置于空隙层一侧，并反向平推，使可拆卸口盖上另一侧插入到空隙层的另一侧，此时可拆卸口盖与上层圆孔同轴，可拆卸口盖整体完全塞入空隙层内；最后转动可拆卸口盖，使凸台卡入卡槽中，完成可拆卸口盖的安装。
8.针对权利要求7所述一种用于太阳能无人机柔性蒙皮开口的简易口盖结构的安装方式，其特征在于：可拆卸口盖安装口，筋条的方向为顺气流方向。
技术总结
本发明公开了一种用于太阳能无人机柔性蒙皮开口的简易口盖结构，针对临近空间太阳能无人机采用柔性薄膜作为蒙膜材料的特点，设计一种碳纤维简易口盖结构，具有上中下三层碳片，三层碳片粘结固定；在三层碳片上开孔，且设计中层开孔略大，在上下两层碳片中形成间隙。进一步通过设计口盖插入中间层的开孔处，通过对口盖简单的推拉、旋转操作完成口盖的快速拆装，所设计的口盖不仅能完美与柔性蒙皮贴合且质量极轻。本发明用于太阳能无人机柔性蒙皮开口的简易口盖结构，可广泛应用于柔性蒙皮的简易开口结构。
技术研发人员：马东立;姚远;杨穆清;张良
受保护的技术使用者：北京航空航天大学
技术研发日：.08.22
技术公布日：.11.22
