载人低空飞行器的曲面蒙皮加工,一直是小批量试制阶段最容易出现装配偏差的环节,常规硬边建模导出的片体,在五轴铣削蒙皮工装时,极易出现曲率突变导致的接刀痕,后续补磨不仅耗时,还会破坏整机气动外形的连续性。这款载人多旋翼构型的曲面处理,没有追求视觉上的夸张弧度,而是把乘员舱段的G2连续曲面边界,刚好卡在旋翼支撑臂的安装基准面上,蒙皮分模线顺着曲面曲率走势排布,既避开了旋翼下洗气流直接冲刷接缝的位置,也让碳纤维预浸料铺层时不需要额外做曲面预变形处理,铺层完成后热压定型的形变率能控制在千分之二以内,不需要后续大量修形就能和内部框架贴合。
旋翼支撑臂和机身主体的衔接位置,没有做常见的圆弧大过渡,而是用微收腰的曲面把载荷传递路径直接对齐机身内部的加强筋走向,旋翼运转时产生的高频振动,不会在衔接曲面处形成应力集中点,后续做振动疲劳仿真时,这个位置的应力幅值比常规大过渡结构低37%,能减少支撑臂根部的加强件重量。机臂末端的电机安装座,曲面做了微小的导角倾斜,既不会让雨水顺着机臂流到电机接线端,也能打散旋翼下洗气流在电机座处形成的涡流,降低悬停时的整机振动幅度。
乘员舱的风挡曲面和机身蒙皮的衔接处,做了0.3毫米的阶差设计,这个看似不平整的细节,是考虑到聚碳酸酯风挡和碳纤维蒙皮的热膨胀系数差异,在高低温交变环境下,两种材质的形变差不会让风挡边缘出现翘曲,也不会在接缝处产生突兀的气动噪音。机身侧面的标识区域,曲面特意做了微平处理,不需要额外粘贴标识衬板,水转印或者贴膜时不会因为曲面曲率过大出现图案拉伸变形。
起落支撑结构和机身底部的衔接曲面,顺着机身下表面的气流走向做了导流处理,前飞时机身底部的气流不会在支撑结构处形成乱流,能降低前飞时的阻力增量。整个曲面设计没有为了视觉效果牺牲加工便利性,每一处曲面的曲率变化都对应着实际加工、装配、工况使用的需求,哪怕是概念阶段的构型,也预留了足够的工艺落地余量,不会出现只能看无法加工试制的问题。
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