CN102765472B - 一种飞机机身模块化连接装置 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种飞机机身模块化连接装置，它包括榫头连接框和榫槽连接框，在榫头连接框的中心位置上一体形成“榫头”，榫槽连接框中心位置一体形成“榫槽”，“榫头”和“榫槽”通过螺栓连接固定，实现两连接框的刚性连接。其中，榫头连接框还包括腹板、腹板框缘、传力销钉、管路系统通路，它们与榫头连接框一体形成；榫槽连接框包括腹板、腹板框缘、传力销座体、管路系统通路和螺栓连接通路，它们也与榫槽连接框一体形成。飞机机身模块化连接装置主要用于连接飞机前机身模块，中机身模块和后机身模块，可减少飞机铆接的工作量，降低成本，同时能满足飞机连接的强度和刚度。

Description

一种飞机机身模块化连接装置

技术领域

    本发明涉及一种飞行器结构连接装置，特别是一种飞机机身模块化连接装置。

背景技术

以往，飞机通常采用传统的铆接方式将飞机前机身、中机身和后机身三段机体连接，存在装配工作繁重，劳动量大，成本高等诸多问题。另外，飞机只要某机体段结构发生严重损坏，将导致整机平台不可用，代价极其昂贵。飞机机身模块化连接装置，可以将飞机前机身、中机身和后机身等三段机体进行模块化连接，实现各机身段的快速装配和更换。模块化设计思想目前大多应用于航天器系统，少量用于舰炮系统。航天器对接装置主要有“锥-杆”式和异体同构周边式两种形式。两种对接装置操作简单，连接精度较高，目前在航空器上还没有应用，主要原因是航天器所处的空间环境近乎真空，空气动力影响可以忽略，而航空器在空中飞行时会承受很大的气动力载荷，致使这两种装置的连接强度和刚度不够。为克服两种装置的在航空器上应用的局限性，提出采用模块化连接装置。

发明内容

（1）本发明的目的是提供一种飞机机身模块化连接装置，实现飞机前机身、中机身和后机身的模块化连接。

（2）本发明的技术方案： 

一种飞机机身模块化连接装置包括榫头连接框和榫槽连接框，榫头连接框和榫槽连接框的大小及形状相同、互相配合，榫头连接框和榫槽连接框的端面与飞机机身连接处的截面形状相同，榫头连接框的中心位置上设有与连接框一体的榫头，榫槽连接框中心位置上设有与连接框一体的榫槽；榫头连接框插入榫槽连接框时榫头也同时插入榫槽，榫头与榫槽互相紧密咬合并通过螺栓连接固定。

榫头连接框和榫槽连接框选用钛合金或铝合金制造，榫头与榫槽的形状大小根据飞机载荷大小确定。

榫头与榫槽的形状，包括“十字”、“Y字”、“米字”或“多边形”型。 

榫头连接框还包括榫头腹板、榫头腹板框缘、传力销钉、榫头管路系统通路，它们与榫头连接框一体形成；榫槽连接框包括榫槽腹板、榫槽腹板框缘、榫槽管路系统通路、传力销钉座体和螺栓连接通路，它们与榫槽连接框一体形成。

所述榫头管路系统通路及榫槽管路系统通路是在榫头连接框和榫槽连接框腹板面上方开口，形状、大小相同、位置对应、保证强度前提下的最大开口，开口形状可为矩形、菱形、多边形或椭圆形。

所述榫头连接框上的传力销钉和榫槽连接框上的传力销钉座体互相咬合、位置由榫头连接框和榫槽连接框外形内切圆三等分或四等分确定，传力销钉和传力销钉座体数量为3～4个，根据大梁的根数来确定，传力销钉与传力销钉座体紧固连接。

所述榫头连接框腹板厚度2～6mm；榫头腹板框缘厚度2～4mm，榫头腹板框缘宽20～30mm，所述榫槽连接框腹板厚度2～6mm，榫槽腹板框缘厚度2～4mm，榫槽腹板框缘宽40～60mm。

（3）本发明的有益效果

本发明采用了飞机机身模块连接装置，飞机某机身段结构发生严重损坏，只需更换相应机身模块，通过“榫头”和“榫槽”连接装置减少飞机铆接的工作量，降低了成本，而且能满足飞机连接的强度和刚度。

附图说明

附图1为本发明的飞机机身模块化连接装置示意图。

附图2为前机身与中机身连接示意图。

附图3为中机身与后机身连接示意图。

具体实施方式

下面结合附图和实施例对本发明进一步说明。

实施例1如附图1～3所示：

一种飞机机身模块化连接装置，飞机机身模块化连接装置包括榫头连接框2和榫槽连接框1，榫头连接框2和榫槽连接框1的大小及形状相同、互相配合，榫头连接框2和榫槽连接框1的端面与飞机机身连接处的截面形状相同，榫头连接框2的中心位置上设有与连接框一体的榫头10，榫头为十字型；榫槽连接框1中心位置上设有与连接框一体的榫槽5，榫槽为与十字型榫头配合的十字型榫槽；榫头连接框2插入榫槽连接框1时榫头10也同时插入榫槽5，榫头10与榫槽5互相紧密咬合并通过螺栓连接固定。

榫头连接框2和榫槽连接框1选用钛合金或铝合金制造，榫头10与榫槽5的形状大小根据飞机载荷大小确定。

榫头连接框2还包括榫头腹板3’、榫头腹板框缘4’、传力销钉9、榫头管路系统通路7’，它们与榫头连接框2一体形成；榫槽连接框1包括榫槽腹板3、榫槽腹板框缘4、榫槽管路系统通路7、传力销钉座体6和螺栓连接通路8，它们与榫槽连接框1一体形成。

所述榫头管路系统通路7’及榫槽管路系统通路7是在榫头连接框2和榫槽连接框1腹板面上方开口，形状、大小相同、位置对应、保证强度前提下的最大开口，开口形状可为矩形、菱形、多边形或椭圆形。

所述榫头连接框上的传力销钉9和榫槽连接框上的传力销钉座体6互相咬合、位置由榫头连接框和榫槽连接框外形内切圆三等分或四等分确定，传力销钉9和传力销钉座体6数量为3～4个，与飞机大梁根数一致，一般飞机大梁根数为3～4个。传力销钉9与传力销钉座体6紧固连接。

所述榫头连接框腹板3’厚度2～6mm；榫头腹板框缘4’厚度2～4mm，榫头腹板框缘4’宽20～30mm，所述榫槽连接框腹板3厚度2～6mm，榫槽腹板框缘4厚度2～4mm，榫槽腹板框缘4宽40～60mm。

飞机机身模块化连接装置实施方式简单可靠。前机身和中机身连接示意图参见图2。中机身与后机身也采用本发明设计的模块化连接，示意图参见图3。

飞机机身模块化连接装置要实现各模块的连接，还需对连接装置的材料有一定要求，只有合理选择材料才能保证飞机各模块之间的连接强度和刚度。榫头连接框2和榫槽连接框1的材料根据载荷可选用钛合金或铝合金，传力销钉9和连接螺栓11需特制，材料可选用钢或钛合金。传力销钉9与前机身大梁13或中机身大梁14连接，以保证前机身大梁13与中机身大梁14牢固连接为一体，承载飞机机身的额定载荷 

飞机蒙皮15与前机身大梁13及中机身大梁14连接。

在螺栓连接通路8装有堵塞12。 

实施例2：实施例1所述榫头10与榫槽5的形状，还包括互相配合的“Y字”、“米字”或“多边形”型。 

本飞机机身模块化连接装置还可推广用于其它飞行器的器体模块化连接。

Claims (5)

1.一种飞机机身模块化连接装置，其特征在于：飞机机身模块化连接装置包括榫头连接框（2）和榫槽连接框（1），榫头连接框（2）和榫槽连接框（1）的大小及形状相同、互相配合，榫头连接框（2）和榫槽连接框（1）的端面与飞机机身连接处的截面形状相同，榫头连接框（2）的中心位置上设有与连接框一体的榫头（10），榫槽连接框（1）中心位置上设有与连接框一体的榫槽（5）；榫头连接框（2）插入榫槽连接框（1）时榫头（10）也同时插入榫槽（5），榫头（10）与榫槽（5）互相紧密咬合并通过螺栓连接固定 ；榫头连接框（2）还包括榫头腹板（3’）、榫头腹板框缘（4’）、传力销钉（9）、榫头管路系统通路（7’），它们与榫头连接框（2）一体形成；榫槽连接框（1）包括榫槽腹板（3）、榫槽腹板框缘（4）、榫槽管路系统通路（7）、传力销钉座体（6）和螺栓连接通路（8），它们与榫槽连接框（1）一体形成; 榫头连接框（2）和榫槽连接框（1）选用钛合金或铝合金制造；榫头（10）与榫槽（5）的形状大小根据飞机载荷大小确定；榫头管路系统通路（7’）及榫槽管路系统通路（7）是在榫头连接框（2）和榫槽连接框（1）腹板面上方开口，形状、大小相同、位置对应、保证强度前提下的最大开口；传力销钉（9）和传力销钉座体（6）互相咬合、紧固连接，它们位置分别由榫头连接框（2）和榫槽连接框（1）外形内切圆三等分或四等分确定。

2.根据权利要求1所述的飞机机身模块化连接装置，其特征是榫头（10）与榫槽（5）的形状，包括“十”字、“Y”字、“米”字或多边形型。

3.根据权利要求1所述的飞机机身模块化连接装置，其特征是：所述榫头管路系统通路（7’）及榫槽管路系统通路（7）的开口形状为多边形或椭圆形。

4.根据权利要求1所述的飞机机身模块化连接装置，其特征是：所述榫头连接框上的传力销钉（9）和榫槽连接框上的传力销钉座体（6）数量为3～4个。

5.根据权利要求1所述的飞机机身模块化连接装置，其特征是：所述榫头连接框腹板（3’）厚度2～6mm；榫头腹板框缘（4’）厚度2～4mm，榫头腹板框缘（4’）宽20～30mm，所述榫槽连接框腹板（3）厚度2～6mm，榫槽腹板框缘（4）厚度2～4mm，榫槽腹板框缘（4）宽40～60mm。