本申请涉及临近空间低速无人机主翼梁的，特别是一种用于临近空间低速无人机主翼梁连接的复合材料法兰。
背景技术：
1、飞行器主承力结构连接多采用金属材料，这在一定程度上增加了结构重量；而碳纤维复合材料由于具有密度低、比强度高、比刚度高、可设计性强、耐腐蚀等特点，将其用于飞机结构上，可大大降低结构重量。目前临近空间低速飞行器主承力翼梁采用高性能纤维进行设计及生产，起到了极大的减重效果，但主承力连接结构仍采用金属材料，为进一步降低结构重量；同时提高疲劳寿命，有必要进行飞行器主承力连接结构复合材料应用技术研究。
2、但是复合材料为各向异性材料，无法简单地直接进行结构形状设计，需对铺层及方向进行设计以便发挥其材料性能。
技术实现思路
1、本申请提供一种用于临近空间低速无人机主翼梁连接的复合材料法兰，使得临近空间低速无人机主翼梁安全有效连接的同时，最大程度降低结构重量、提高疲劳寿命。
2、第一方面，提供了一种用于临近空间低速无人机主翼梁连接的复合材料法兰，包括：主翼梁、胶膜、拐角填充物、法兰主体、隔离层和金属垫环；除胶膜和金属垫环外，主翼梁、拐角填充物、法兰主体、隔离层均通过预浸料制备得到；
3、主翼梁为圆管；胶膜包设于主翼梁；拐角填充物和法兰主体置于胶膜外侧且与胶膜在靠近主翼梁端部的一侧对齐设置；拐角填充物和法兰主体均与胶膜粘结在一起；其中，拐角填充物的第一侧与主翼梁、胶膜、法兰主体三者在靠近主翼梁端部的一侧对齐；与拐角填充物的第一侧相对，拐角填充物的第二侧呈凹圆角状，与法兰主体的凸圆角配合；法兰主体在胶膜和拐角填充物的基础上通过预浸料紧密铺设得到；
4、法兰主体在靠近主翼梁端部的部分凹陷形成环形容腔，环形容腔用于容纳金属垫环；隔离层设置在法兰主体和金属垫环之间；通过将金属垫环压入环形容腔，以使得隔离层服帖于环形容腔的内部表面。
5、结合第一方面，在第一方面的某些实现方式中，隔离层在远离主翼梁端部的位置越过法兰主体，并和胶膜粘贴在一起，隔离层在远离主翼梁端部的一侧短于胶膜。
6、结合第一方面，在第一方面的某些实现方式中，隔离层超出越过法兰主体的长度为10-20mm；隔离层的铺层终点距胶膜的终点为5-10mm。
7、结合第一方面，在第一方面的某些实现方式中，所述复合材料法兰满足以下至少一项：
8、主翼梁通过碳纤维单向带预浸料、利用卷管工艺铺设并固化而成；
9、胶膜的材料为环氧树脂基胶膜ljm；
10、拐角填充物通过树脂和短切纤维混合，之后置于胶膜上并和胶膜粘结在一起；
11、法兰主体采用碳纤维织物预浸料，紧密铺设于拐角填充物和胶膜上；
12、隔离层的材料为玻璃织物预浸料，紧密铺设于法兰主体和胶膜上；
13、金属垫环的材料为铝合金材料。
14、结合第一方面，在第一方面的某些实现方式中，法兰主体的预浸料的径向为主梁方向。
15、结合第一方面，在第一方面的某些实现方式中，隔离层为两层玻璃织物预浸料，单层玻璃织物预浸料最小厚度为0.1mm。
16、结合第一方面，在第一方面的某些实现方式中，在法兰主体的环形容腔拐角处设有夹层；夹层位于相邻两层预浸料铺层之间；按照铺层顺序，夹层的铺设面积逐渐递增。
17、结合第一方面，在第一方面的某些实现方式中，法兰主体的环形容腔在靠近主翼梁的一侧具有第一拐角，在远离主翼梁的一侧具有第二拐角，第一拐角的圆角大于第二拐角的圆角；第一拐角处设置有夹层，第二挂角处不设置夹层；用于固定法兰主体的通孔靠近第二挂角、远离第一拐角设置。
18、第二方面，提供了一种如上述第一方面中的任意一种实现方式中所述的复合材料法兰的制备方法，包括：
19、利用临近空间低速无人机主翼梁内径安装法兰模具；
20、在临近空间低速无人机主翼梁的外表面铺设胶膜；
21、在胶膜靠近主翼梁端部的外表面放置拐角填充物，并抽真空预压实；
22、在拐角填充物和胶膜的外表面铺设法兰主体；
23、在法兰主体和胶膜的外表面铺设隔离层；
24、在对应环形容腔的位置置入金属垫环，外部套设袋，再对袋中抽空气使得为真空，等待一段时间后除去袋；
25、将形成的制品在固化设备中固化。
26、结合第二方面，在第二方面的某些实现方式中，所述制备方法满足以下至少一项：
27、所述抽真空预压实的时间为0.5-1；
28、铺设法兰主体时，每铺设三层进行一次抽真空预压实，完成所有铺层后再进行一次抽真空预压实，时间为0.5-1h，保证成型结构内部质量。
29、与现有技术相比，本申请提供的方案至少包括以下有益技术效果：
30、(1)、通过将胶膜、拐角填充物、法兰主体、隔离层和金属垫环构成整体，使得复合材料法兰与主翼梁能够有效的连接，保证翼段间的连接强度的同时降低结构重量。
31、(2)、本发明采用复合材料作为主承力梁连接结构原材料，可有效降低结构重量。
32、(3)、本发明中的拐角填充物采用树脂和短切纤维混合材料，可有效提高填充强度。
33、(4)、本发明通过在法兰中垫入铝垫环，增加法兰面外刚度。
34、(5)、本发明中的隔离层为玻璃织物，可避免电位腐蚀的同时提高法兰表面冲击韧性。
1.一种用于临近空间低速无人机主翼梁连接的复合材料法兰，其特征在于，包括：主翼梁、胶膜、拐角填充物、法兰主体、隔离层和金属垫环；除胶膜和金属垫环外，主翼梁、拐角填充物、法兰主体、隔离层均通过预浸料制备得到；
2.根据权利要求1所述的复合材料法兰，其特征在于，隔离层在远离主翼梁端部的位置越过法兰主体，并和胶膜粘贴在一起，隔离层在远离主翼梁端部的一侧短于胶膜。
3.根据权利要求2所述的复合材料法兰，其特征在于，隔离层超出越过法兰主体的长度为10-20mm；隔离层的铺层终点距胶膜的终点为5-10mm。
4.根据权利要求1所述的复合材料法兰，其特征在于，所述复合材料法兰满足以下至少一项：
5.根据权利要求1所述的复合材料法兰，其特征在于，法兰主体的预浸料的径向为主梁方向。
6.根据权利要求1所述的复合材料法兰，其特征在于，隔离层为两层玻璃织物预浸料，单层玻璃织物预浸料最小厚度为0.1mm。
7.根据权利要求1所述的复合材料法兰，其特征在于，在法兰主体的环形容腔拐角处设有夹层；夹层位于相邻两层预浸料铺层之间；按照铺层顺序，夹层的铺设面积逐渐递增。
8.根据权利要求7所述的复合材料法兰，其特征在于，法兰主体的环形容腔在靠近主翼梁的一侧具有第一拐角，在远离主翼梁的一侧具有第二拐角，第一拐角的圆角大于第二拐角的圆角；第一拐角处设置有夹层，第二挂角处不设置夹层；用于固定法兰主体的通孔靠近第二挂角、远离第一拐角设置。
9.一种如权利要求1至8中任一项所述的复合材料法兰的制备方法，其特征在于，包括：
10.根据权利要求9所述的制备方法，其特征在于，所述制备方法满足以下至少一项：
