CN102616366B - 一种飞行器结构和具有该结构的飞行器 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种飞行器机身(2)的加强框架(14)，其在穿过翼盒的上面板(5)的同时保持连续并且在位于该盒中的肋部(3)上延伸。尽管必需在面板(5)中制造槽口，但是组件的总机械强度得到改善。

Description

一种飞行器结构和具有该结构的飞行器

技术领域

本发明涉及在飞行器的机身与翼盒之间的加强框架的连接。

背景技术

飞行器机身设有所谓的平滑的纵向加强件以及在飞行器的横截面上延伸的所谓的框架周向加强件。然而，加强件和机身本身在与翼盒连接的位置处中断，其中，具有十字形截面的连接件大体上定位成附连于机翼的翼部的拱背(上)面板和延伸的翼盒的上面板，并且另一方面附连于同样延伸的机身和翼盒的肋部。由于肋部必须如同机身一样进行加强，因此传统的设计包括为其设置加强件，其中某些加强件从框架延伸并且被称为内部框架下区段。此外，该内部框架下区段利用被称作外部框架下区段的拼接板来确保传力路径的连续性，并且该拼接板一方面通过抗剪螺栓固定于框架上、而另一方面通过完全贯穿翼盒面板和连接件的拉紧螺栓固定于内部框架下区段。在文献FR-A-2873337中全面地描述了一种类似的设计，但是其应用于在上翼部面板和上盒面板之间的加强。

机身的框架受到主要来自于施加到机翼的力以及施加到机身的压力的各种应力(垂直的拉伸力或压缩力与弯曲力结合)。在框架与框架下区段(内部和外部)之间的接合区域通常根据疲劳来设定尺寸。

在实践中，即使当小心地使用具有有利的形状、没有例如尖角或显著的厚度改变的不规则性的框架下区段、至多使框架和框架下区段之间的接合部紧固件更靠近框架的中轴线时，也无法排除由于疲劳导致的位于框架与外部框架下区段之间的接合部断裂的风险。尽管已经提出了在外部框架下区段和在抗剪螺栓的位置中的设计改进以减少这些缺点，但是机身与肋部的连接仍然很复杂并且在疲劳方面存在潜在的危险。

发明内容

在一般的形式中，本发明涉及一种飞行器结构，其包括机身、从机身延伸且属于翼盒的肋部、连接于机身和肋部的翼盒的上面板、以及分别在飞行器的横截面中延伸的机身的加强框架，其特征在于，框架穿过翼盒面板中的槽口连续地延伸并且包括使肋部加强的下端部。

通过变得连续，框架使得可以避免使用外部框架下区段以及避免相关的机械脆性。应当指出，于是翼盒面板必须开槽以允许框架的横截面通过，但是该弱化是可以接受的，从优选地施加于面板上的横向力或竖向力来考虑，面板的刚性的损失相对并不重要。

如果纵向槽口穿透面板，则刚性的损失将是非常有害的。然而，传统的框架通常包括跟部部分，该跟部部分定位在框架的自由端部处并且用以增加框架的刚性，并且跟部部分垂直于框架的芯部――即，在纵向方向上定向。根据本发明，于是建议对于面板来说不要在跟部的位置处开槽，而对于跟部部分来说在穿过面板之前被中断。因此，降低的刚性出现在框架而不是面板，这对于结构的适当的强度来说被认为是较为可以接受的。

本发明的另一方面包括配件，该配件压在面板和框架上、覆盖穿过面板的槽口以便重新建立密封。该配件能够是角形件，针对每个槽口设置四个角形件，每个角形件包括固定于面板的翼部和固定于框架的翼部。

于是，通过在跟部中断的部分――其正好对应于配件的位置――提供配件，建议配件有助于重新建立框架的刚性。在第一实施方式中，除了沿槽口延伸的主部分之外，配件还包括沿框架上升至跟部的分支；该分支然后固定于框架。在另一实施方式中，将拼接板固定于配件和框架，并且拼接板在框架上延伸至跟部；并且根据与前述事实施方式稍不同的第三实施方式，拼接板包括彼此附连且彼此垂直的两个肋部，肋部分别固定于其中一个配件和其中一个跟部。

本发明还涉及设有根据前面所述的结构的飞行器。

附图说明

现在将参照附图详细地描述本发明，但是仅是作为说明，其中：

图1示出了具有外部框架下区段和内部框架下区段的已知的框架布置；

图2示出了图1的外部框架下区段；

图3示出了本发明的特征布置；

图4只示出了开槽的面板；

图5示出了框架；

图6示出了完成结构的配件；以及

图7、8和9示出了配件的三个改进的实施方式。

具体实施方式

图1示出了用于框架的下部部分的布置的传统设计。十字形的连接器1设置成通过其上翼部抵靠机身面板2、通过其下翼部抵靠翼盒肋部3、通过水平翼部抵靠机翼面板4并且通过相对的水平翼部12抵靠翼盒面板5(在盒的上表面上)。加强机身2的框架6在较靠近连接器1处中断。从框架6延伸的内部框架下区段7加强中央盒面板5的另一侧的肋部3。在图2中更加详细地示出，被称为外部框架下区段8的拼接板确保了在框架6和内部框架下区段7之间的连续性。外部框架下区段8包括平坦的芯部9，芯部9压在与外部框架下区段8相关的框架6上并且通过抗剪螺栓10将框架6固定于外部框架下区段8。外部框架下区段8还包括压在连接器1的翼部12上的基部11并且基部11设有用作拉紧螺栓13的通道的孔，螺栓13经由面板5将外部框架下区段8连接于下框架底部区段7。如上所述，外部框架下区段8受到应力集中，该应力集中使得它们易于疲劳，并且通常远离框架6的中间弯曲线的抗剪螺栓10也易于损坏。

我们现在将描述本发明以及第一附图3、4和5。

框架――现为14――穿过已经设有槽口15和槽口跟部17的翼盒面板5，其中，槽口15在飞行器的横向方向上定向以允许在相同的方向上定向的框架14的芯部16通过，槽口跟部17建立在翼盒面板5的边缘上、附连于槽口15并且在飞行器的轴向方向上延伸，槽口跟部17用以使得用于框架14的基板18的通道畅通。槽口15和槽口跟部17都不会极大地削弱面板5，面板5基本上受到在竖向方向和横向方向上的力。具有十字形横截面的传统的连接器1可以在如下条件下保持，即：其也可以经由类似的槽口穿过。其也可以分成在两个框架14之间延伸的区段。并且尽管在传统上使用，但是其不是至关重要的并且能够被排除，于是机身2和肋部3为整体件并且机翼和翼盒面板4和5直接固定于由此形成的延伸肋部。

框架14在它们的与基板18相对的自由端部处有利地设有跟部19，以增加它们的刚度。然而，提供具有对应于跟部19的位置的槽口的翼盒面板5将是不利的；而是在翼盒面板5和翼部12――当其存在时――的位置处形成跟部终止部20。跟部19和跟部终止部20之间的接合部由斜切边缘21完成，该斜切边缘21绕芯部7朝向跟部终止部20逐渐地变细，这样进一步降低了应力集中。

我们现在将参照图6。在翼盒面板5的两侧上、在如图所示的框架14的一侧以及还在另一侧上，配件22、23定位的机身9和肋部3的接合部处，以便使得能够通过螺栓连接(未示出)――其经由机身2和肋部3接合相对的配件――来传递在中央翼盒5和机翼4面板之间的力。多数配件22在两个相邻的框架14之间延伸；在框架14的前面延伸的其它配件是角形件23，针对每个框架交叉部14设置四个角形件23，每个角形件包括压在框架14的芯部16上的竖向翼部24以及压在翼盒面板5上的水平翼部24’。经由芯部16和翼盒面板5使角形件23彼此螺栓连接。角形件23具有覆盖槽口15和17以产生密封的特定作用，但是它们还能够有助于增强框架14。图7、8和9给出了提供该优点的几个实施方式。在第一实施方式中，除了类似于角形件23的主部分之外，角形件――现为25――还包括上升分支26，上升分支26压在框架14的芯部及基板18上并与其螺栓连接，并且延伸至跟部19，这样增加了其中断。在图8的实施方式中，除了此处也类似于角形件23的主部分之外，角形件――现为27――包括在竖向方向上突出的端部28，并且该实施方式还包括拼接板29，该拼接板29包括压在框架14的跟部上的基部30以及压在突出部28上的肋部31。螺栓(未示出)将基部30紧固于根部并且将肋部31紧固于突出部28。经由根部19传递的力因此能够通过经由在翼盒面板5的两侧上的拼接板29和角形件28而在一定程度上经由跟部终止部20传递。在图9的实施方式中，角形件32类似于第一实施方式的角形件23，但是拼接板――现为33――从这些角形件32的竖向翼部开始延伸至框架14的芯部16的如下部分，即：位于超过跟部边缘20、沿芯部16延伸的部分。拼接板33固定于角形件32的竖向翼部和框架14的芯部。

Claims (9)

1.一种飞行器结构，所述飞行器结构包括机身(2)、从所述机身(2)延伸且属于翼盒的肋部(3)、连接于所述机身(2)和所述肋部(3)的上翼盒面板(5)、以及所述机身的加强框架(14)，所述加强框架(14)分别在其下端部与上端部之间在所述飞行器的横截面中延伸，每个加强框架(14)包括：

在所述加强框架的所述下端部与所述上端部之间延伸的芯部(16)；

位于所述加强框架的自由端部处的框架跟部(19)，其中，所述框架跟部垂直于所述芯部；以及

位于所述加强框架的与所述自由端部相反的端部处的基板(18)，

其特征在于，

至少所述加强框架的所述芯部(16)接触所述翼盒面板中的第一槽口(15)并且穿过所述第一槽口(15)连续地延伸，

所述加强框架的所述下端部使所述肋部(3)加强，以及

所述翼盒面板(5)包括所述第一槽口(15)和槽口跟部(17)，所述第一槽口(15)朝向所述飞行器的横截面定向以便允许所述加强框架的所述芯部通过，所述槽口跟部(17)在所述飞行器的轴向方向上定向以便使得用于所述加强框架的所述基板(18)的通道畅通，所述基板(18)支承在所述机身和所述肋部上。

2.根据权利要求1所述的飞行器结构，其特征在于，所述加强框架包括位于所述芯部(16)的自由端部处的所述框架跟部(19)，所述框架跟部(19)设有中断部(20)，所述翼盒面板(5)通过所述中断部(20)。

3.根据权利要求2所述的飞行器结构，其特征在于，所述框架跟部(19)通过逐渐变细的端部(21)连于所述中断部(20)。

4.根据权利要求1所述的飞行器结构，其特征在于，所述飞行器结构包括配件(23、25、27、32)，所述配件(23、25、27、32)在覆盖所述槽口的同时压在所述翼盒面板(5)上并压在所述加强框架(14)上。

5.根据权利要求4所述的飞行器结构，其特征在于，所述配件(23)是角形件，针对每个所述加强框架(14)设置四个所述角形件，所述角形件分别包括固定于所述翼盒面板的翼部(24’)和固定于所述加强框架的翼部(24)。

6.根据权利要求4所述的飞行器结构，其特征在于，所述配件(25)包括主部分和分支(26)，所述主部分覆盖所述槽口，所述分支(26)沿所述加强框架(14)上升至所述框架跟部并固定于所述加强框架。

7.根据权利要求4所述的飞行器结构，其特征在于，所述飞行器结构包括拼接板(29)，所述拼接板(29)包括彼此附连且彼此垂直的基部和肋部，所述基部固定于所述框架跟部并且所述肋部固定于所述配件(27)的突出端部(28)。

8.根据权利要求4所述的飞行器结构，其特征在于，所述飞行器结构包括拼接板(33)，所述拼接板(33)固定于所述配件(32)并固定于所述加强框架、并且在所述加强框架上延伸至所述框架跟部。

9.一种设有根据前述权利要求中任一项所述的结构的飞行器。