CN103863555A - 包括机翼翼盒和配有联接装置的机身的航空器 - Google Patents

Abstract

本发明涉及包括机翼翼盒和配有联接装置的机身的一种航空器，联接装置被构造成连接到机翼翼盒及将在操纵航空器时由机身经受的应力传递到机翼翼盒，联接装置由腹梁（20）和梁板（24）形成，梁板通过腹梁的联接部分（22）连接到腹梁，腹梁此外配有主体部分（21）和换向部分（23），主体部分沿总体上纵向的第一方向延伸，换向部分沿与第一方向不同的第二方向延伸和被构造成连接到机翼翼盒，主体部分、换向部分和联接部分被构造成将由腹梁所接收的应力的绝大部分朝第二方向引导及通过压缩将该绝大部分应力传递到机翼翼盒。

Description

包括机翼翼盒和配有联接装置的机身的航空器

技术领域

本发明涉及包括机翼翼盒和配有联接装置的机身的一种航空器，所述联接装置将机身连接到机翼翼盒。 

背景技术

已知这样的航空器，所述航空器配有限定内部空间的机身、例如在机身的中央部分处连接到机身的机翼、和机翼翼盒，机翼翼盒布置在机身的内部空间中和被构造成将机翼连接到机身。 

航空器此外包括一个或多个起落架，起落架被构造成从布置在机身中的一个或多个起落架舱展开和回缩进所述起落架舱中。每个起落架舱在机身中形成一孔口，这是因为与机身的内部空间的其余部分相反地，起落架舱没有被增压。 

在操纵航空器例如爬升或降落（垂直运动）时，机翼和机身经受对抗的较大的弯曲应力，使得机身和更为确切的说机身下部分压缩工作（爬升时）或拉伸工作（下降时）。可以注意到，压缩应力比拉伸应力大。 

在每个起落架舱处形成有一个区域，所述区域的刚度比机身上的其它区域的刚度低，使得航空器的机身通常配有联接装置，所述联接装置被构造成补偿每个起落架舱所造成的机身刚度损失。该联接装置经常通过腹梁形成。 

在一些机身中，腹梁一方面连接到机身的前部分，另一方面连接到机身的后部分。 

在其它机身中，腹梁一方面连接到机翼翼盒，另一方面连接到机身的后部分。该腹梁并不连接到机身的前部分。 

还已知这样的机身，在所述机身中，腹梁同时连接到机身的前部分 和后部分以及连接到机翼翼盒。腹梁连接到机翼翼盒，被构造成将由机身经受的应力移向机翼翼盒，这些应力相对机翼翼盒剪切工作。 

发明内容

本发明旨在提供一种航空器，所述航空器包括机身，机身具有与上文所描述的联接装置相同类型的联接装置，不过其在应力分布方面和因而在该装置的载荷优化方面性能得到改进，同时特别简单、方便且经济。 

本发明因而旨在一种航空器，所述航空器包括：机身，机身沿纵向的整体方向延伸；和机翼翼盒，机翼翼盒布置在所述机身的内部空间中，所述机身包括联接装置，联接装置被构造成连接到所述航空器的机翼翼盒和将在操纵所述航空器时由所述机身经受的应力传递到所述机翼翼盒，其特征在于，所述联接装置主要由腹梁和梁板形成，梁板通过所述腹梁的联接部分连接到所述腹梁，所述腹梁此外配有主体部分和换向（renvoi）部分，所述主体部分沿总体上纵向的第一方向延伸，所述换向部分沿与所述第一方向不同的第二方向延伸和被构造成连接到所述机翼翼盒，所述换向部分、所述联接部分和所述主体部分被构造成将由腹梁所接收的所述应力的绝大部分应力朝所述第二方向引导，和通过压缩将所述绝大部分应力传递到所述机翼翼盒。 

根据本发明的航空器机身的联接装置允许最优地将机身所经受的弯曲应力进行分布，将所述弯曲应力特别地通过压缩向航空器的机翼翼盒引导和传递。 

根据本发明的航空器机身的联接装置因而允许形成由机身所经受的应力的传递和平衡装置。 

实际上，由腹梁所接收的和源自机身的绝大部分应力通过主体部分和换向部分进行引导，继而由换向部分通过压缩传递到机翼翼盒上，而由腹梁所接收的和源自机身的其余应力通过主体部分和联接部分和通过梁板进行引导，继而由梁板通过剪切传递到机翼翼盒上。 

可以注意到，表述“绝大部分应力”意指这样的事实：在操纵航空器时机身所经受的应力中的多于一半的应力通过根据本发明的机身的联接装置压缩传递到机翼翼盒上。 

根据本发明的航空器的机身因此在应力分布和因而在该装置的载荷优化方面性能得到改进，同时特别简单和方便。 

根据本发明的航空器的优选的、简单的、方便的和经济的特征： 

-所述换向部分相对于所述主体部分和联接部分倾斜，具有在区间[10°;50°]中的倾斜角； 

-所述主体部分在截面上具有U形形状，配有一底座和两个侧向翼梁； 

-所述联接部分通过两个联接臂形成，这两个联接臂每个在一所述侧向翼梁的延续部分中延伸和每个联接臂具有一下边部，所述下边部同时连接到所述底座和所述梁板； 

-所述换向部分通过两个换向臂形成，这两个换向臂每个在一所述侧向翼梁的延续部分中延伸和每个换向臂具有一上边部，所述上边部被构造成抵靠所述机翼翼盒； 

-所述梁板在截面上具有弯曲的整体形状和被构造成形成机身板； 

-所述梁板包括多个加强件，所述多个加强件被构造成连接到所述机翼翼盒； 

-每个所述加强件具有整体上拱架的形状，配有一弯曲底座和两个支脚，所述弯曲底座在所述梁板的内表面上安装，所述两个支脚被构造成连接到所述机翼翼盒； 

-所述腹梁和所述梁板是区分开的，所述联接装置配有固定件，所述固定件同时布置在所述梁板的连接部分上和所述腹梁的所述主体部分的表面上； 

-所述腹梁以单体件实施； 

-所述腹梁和/或所述梁板至少部分地以金属材料和/或复合材料实施； 

-所述联接装置此外还包括后部底板和/或前部底板，后部底板朝与所述梁板相反的方向延长所述腹梁的所述主体部分，前部底板在与所述腹梁相反的方向延长所述梁板； 

-所述机身包括前部分、后部分和中央部分，中央部分分开所述前 部分和所述后部分，所述联接装置布置在所述中央部分处和同时连接到所述前部分和后部分，所述梁板连接到所述前部分，所述腹梁的所述主体部分连接到所述后部分，所述绝大部分应力来自所述后部分； 

-航空器包括至少一个起落架舱，所述至少一个起落架舱布置在所述机身中以在机身中形成孔口，和被构造成接纳至少一个起落架，所述联接装置被布置在通过所述至少一个起落架舱形成的所述孔口处；和/或 

-所述联接装置被构造成安装在所述机身的所述内部空间内或外。 

附图说明

现在将通过在下文作为非限定性示例给出的一实施例参照附图进行的说明，继续对本发明进行描述，附图中： 

-图1按允许看见航空器机身下部分的视角所取以示意性透视图表示航空器； 

-图2是示出在图1的航空器的爬升操纵时该航空器的机身所经受的应力的示意图； 

-图3示意性部分地示出图1的航空器的机身，机身的一部分局部地被去除，以露出其中特别是布置有航空器的机翼翼盒和机身的联接装置的机身的内部空间； 

-图4和图5按两个不同的视角单独所取以示意性透视图表示图3的机翼翼盒和联接装置； 

-图6是图4和图5的联接装置的局部侧视图； 

-图7是局部地以截面图示出图3的机翼翼盒和联接装置的示意图；和 

-图8是以示意性透视图示出在图1到图7上至少部分地可见的机身的一实施变型。 

具体实施方式

图1示出航空器1，航空器1配有机身6和机翼4，机身总体上纵向地延伸及具有前部分7、中央部分10和后部分8，每个机翼这里在机身6的中央部分10处连接到机身6。航空器可具有除在本说明书中所述的 形状外的其它形状。 

航空器1此外在每个机翼4上都配有两个发动机5，这两个发动机5每个均固定在相应机翼4的下壁上，从相应机翼4平行于机身6向航空器1的前部2延伸。 

航空器1此外配有两个尾翼11，所述两个尾翼在航空器1的后部3布置于机身6的两侧。 

航空器1此外配有两个舱门9，所述两个舱门是能活动的，每个舱门均被构造成打开和封闭布置在机身6的中央部分10中的一起落架舱12（图2）。 

每个所述起落架舱12在机身6的中央部分10中形成一孔口，被构造成接纳至少一个起落架（未显示），所述至少一个起落架被构造成从该起落架舱12展开和回缩进该起落架舱12中。 

可以注意到，每个起落架舱12在由机身6限定的内部空间中形成一孔口，与该机身6的内部空间的其余部分相反的是，所述孔口未被增压。 

在操纵该航空器1、例如爬升或下降（垂直运动）时，机翼4和机身6的前部分7和后部分8经受对抗的较大的弯曲应力，使得机身6和更为确切的说机身下中央部分10压缩工作（爬升时）或拉伸工作（下降时）。 

在图2上，箭头A示意性地表示机翼4所经受的、特别地被传递到航空器1的机翼翼盒13（图3）的应力，箭头D对应尾翼11所经受的、被传递到机身6的后部分8的应力，箭头B和C则对应分别由机身6的前部分7和后部分8所经受的惯性应力，而箭头E表示被导向机身6的中央部分10、因此被导向起落架舱12的应力。 

图2这里示出航空器1的爬升，箭头E因此示出在机身6的中央部分10（这里是下中央部分，因为这涉及航空器1的下部）上的压缩工作。在图2上，起落架舱12用在航空器1的机身6中布置的凹口表示，以显示其涉及这样的区域：所述区域的刚度比机身6上的其它区域的刚度低。 

机身6此外包括上文所描述的联接装置，所述联接装置允许以最佳方式回收和分布应力，特别是向航空器1的机翼翼盒13引导这些应力。 该联接装置允许补偿起落架舱12所引起的机身6的刚度损失。 

机翼翼盒13布置在机身6的内部空间中，被构造成连接到航空器1的每个机翼4上。 

机翼翼盒13允许保证每个机翼4的结构连续性，此外被构造成吸收大应力。 

机翼翼盒13具有平行六面体的整体形状，被布置在与连通的两个起落架舱12所形成的空间相同的空间中。 

由于涉及未增压的空间，航空器1则包括：密封的上壁14，上壁连接到机翼翼盒13；密封的后壁15，后壁连接到密封的上壁14和机身6的后部分8。 

密封的上壁14封闭起落架舱12的上部，而密封的后壁15封闭起落架舱的朝向航空器1的后部3就位的一边侧。 

航空器1此外包括密封的前壁17，前壁连接到机翼翼盒13和机身6的前部分7，封闭起落架舱的朝向航空器1的前部2就位的另一边侧。 

机身6此外在其中央部分10处、更为确切的说在起落架舱12处，配有联接装置，联接装置这里由腹梁20和连接到该腹梁20的梁板24形成。 

腹梁20这里被布置在机身6的内部空间中，更为确切的说布置在未增压的空间中，机翼翼盒13处于在该未增压的空间中，该未增压的空间特别是由起落架舱12限定。 

腹梁20包括主体部分21，主体部分21沿总体上纵向的第一方向延伸并连接到机身6的后部分8。 

腹梁20包括换向部分23，换向部分沿不同于第一方向的第二方向延伸，这里是相对于纵向方向倾斜地延伸，换向部分在接合部18处连接到机翼翼盒13。 

腹梁20此外包括连接到梁板24的联接部分22。 

腹梁20这里以复合材料呈单体件制成，与机身6的中央部分10相齐布置。 

至于梁板24，它通过联接部分22和主体部分21同时连接到机身6 的前部分7和腹梁20。 

该梁板24具有连接到机翼翼盒13上的多个加强件31。 

该梁板24以复合材料制成，在机身6的中央部分10上相齐地安装。 

现在将参照图4到图7更为详细地描述机翼翼盒13和通过腹梁20和通过梁板24形成的联接装置。 

机翼翼盒13具有：上壁25，上壁被构造成与密封的上壁14相面对布置；下壁26，下壁与上壁25相对，被构造成与梁板24相面对布置；前壁27，前壁连接到密封的前壁17、密封的上壁14以及机翼翼盒13的上壁25和下壁26；和后壁28，后壁与前壁27相对，连接到该机翼翼盒13的上壁25和下壁26以及密封的上壁14。 

可以注意到，腹梁20的换向部分23被构造成连接到的是下壁26处。 

梁板24具有：朝向航空器1的前部的第一边侧33；连接到第一边侧33的第二边侧34；也连接到第一边侧33的第三边侧35；以及连接部分36，连接部分朝向航空器1的后部3，连接到第二边侧34和第三边侧35。 

梁板24具有在截面上弯曲形的机身板的整体形状。 

梁板24具有：前边部，前边部是直的，对应第一边侧33；以及后边部，后边部呈漏斗形，对应第二34及第三35边侧的一部分。 

梁板24的漏斗形的后边部通过该梁板24的连接部分36延长，连接部分36的宽度与腹梁20的宽度相似。 

特别是通过该连接部分36，使梁板24连接到该腹梁20。 

梁板24具有一所谓内表面，所述内表面被构造成与机翼翼盒13的下壁26相面对。 

该梁板24在该内表面上包括多个纵向加强筋32，这些纵向加强筋沿着梁板24延伸。 

该梁板24此外包括多个加强件31，这些加强件31安装在该内表面上，向机翼翼盒13的下壁26延伸。 

每个加强件31具有保持拱架的形状，配有一横向的底座43和两个 支脚44，所述底座43在第二边侧34和第三边侧35之间固定在梁板24的内表面上，这两个支脚44从该底座43起分别在第二边侧34和第三边侧35处延伸，延伸直到自由端部，所述两个支脚被构造成通过所述自由端部固定到机翼翼盒13的下壁26。 

每个所述支脚44在其自由端部处具有固定元件45，固定元件45被构造成连接到机翼翼盒13的下壁26（图7）。 

腹梁20的主体部分21在截面上呈U形形状，具有一底座37和两个侧向翼梁38和39，每个翼梁连接到底座37的一侧。 

底座37与翼梁38和39这里以单体件形式形成。 

至于联接部分22，它则由两个联接臂形成，这两个联接臂每个在一侧向翼梁38、39的延续部分中延伸。 

每个所述联接臂配有一下直边部42。 

换向部分23则由两个换向臂形成，这两个换向臂也在侧向翼梁38和39的延续部分中延伸。 

每个所述换向臂具有一上直边部41。 

联接部分22和换向部分23、因此联接臂和换向臂，从接合部29起延续所述主体部分21。 

每个换向臂与一联接臂相面对地延伸，相对于联接臂和相对于对应的侧向翼梁38、39倾斜，每个换向臂从对应的侧向翼梁延伸。 

因此，换向部分23与联接部分22相面对地延伸，换向部分23相对于联接部分和相对于主体部分21倾斜。 

换向部分23的倾斜角这里为大约30°，使得腹梁在侧视图（图6）上具有叉状的整体形状，其主梁21作为支脚而其换向部分23和联接部分22作为分支，接合部29则形成这些部分21到23中的每一个的连接点。 

这里，联接部分22和更为确切的说下直边部42，在与主梁21的底座37在其中延伸的平面相同的平面中延伸。换句话说，联接部分22没有相对于主梁21倾斜。 

换向部分23因而相对于该联接部分22的倾斜角与该换向部分23 相对于主体部分21的倾斜角是相同的。 

因而在换向部分23和联接部分22之间、因此在每个换向臂和联接臂之间产生空间40。 

主体部分21、换向部分23和联接部分22（更为一般性地，腹梁20）被构造成使得，腹梁20所接收的和源自机身6的后部分8的绝大部分应力通过主体部分21和通过换向部分23进行引导，继而经由换向部分23通过压缩传递到机翼翼盒13。这在图6上通过箭头F示意。 

由腹梁20所接收的和源自机身6的后部分8的应力的其余部分，则通过主体部分21和联接部分22向梁板24引导。这在图6上通过箭头G示意。该其余部分应力因此通过梁板24和其加强件31进行引导，继而经由加强件31的支脚44通过剪切传递到机翼翼盒13。 

这里，该绝大部分应力对应在所述应力的大约55%到大约70%之间的区间，而该其余部分应力对应在所述应力的大约30%到大约45%之间的区间。 

现在将描述联接装置、更为确切的说腹梁20与梁板24的组装。 

梁板24在其内表面上接纳联接部分22的联接臂的下直边部42，而连接部分36将贴靠腹梁20的主体部分21的底座37的外表面。 

这里通过平坦的复合材料构件形成的外部固定件30跨贴在连接部分36的外表面上和底座37的外表面上，外部固定件30被构造成使它们相互固定。 

可以注意到，由相同类型的另一复合材料构件形成的内部固定件（不可见）也跨贴在连接部分36的内表面上和底座37的内表面上，被构造成使它们相互固定。 

可以观察到（图5），由两个换向臂形成的换向部分23在支脚44之间延伸和因此在多个保持拱架31的底座43的上方延伸。 

可以注意到，换向部分23在接合部18处借助于固定件固定在机翼翼盒13上，所述固定件这里由在换向部分23两侧的纵向角型件形成。 

图8示出至少部分地在图2到图7上表示的所述机身的一实施变型。 

一般性地，对于相似的元件，使用相同的数字标识但还加上数100 来表示。 

机身106这里包括腹梁120、和连接到腹梁120上的梁板124，腹梁120以分开的多个金属构件和/或多个复合材料构件实施。 

腹梁120配有主体部分121，主体部分包括一底座和一些侧向翼梁，这些侧向翼梁是附接的并通过延续形成换向部分123和联接部分，所述换向部分和联接部分从接合部129起延伸。 

主体部分121此外还包括延续部分，所述延续部分通过在与梁板124相反的方向上的后部底板146形成。 

该后部底板146直接形成机身106的一部分。 

至于梁板124，它与在图4和图5上可见的梁板24相似，具有多个保持拱架131，所述多个保持拱架131连接到机翼翼盒113的下壁126，此外梁板124包括延续部分，该延续部分通过在与腹梁120相反的方向上的前部底板147形成。 

该前部底板147具有加强筋，直接形成机身106的一部分。 

梁板124和腹梁120通过固定件130相互固定，固定件130这里由平坦的复合材料构件形成。 

在图8上可以看见，腹梁和梁板124被布置在机身106的内部空间的边界处，更为特别地在由起落架舱112形成的孔口的边界处，起落架舱特别是通过密封的上壁114和通过密封的后壁115进行界定。 

在未显示的一些变型中： 

-腹梁不采用复合材料制成，而是至少部分地用金属材料制成； 

-梁板不采用复合材料制成，而是至少部分地用金属材料制成； 

-腹梁并不布置在机身的内部空间内，而是安装在该内部空间外； 

-换向部分相对于联接部分和主体部分的倾斜角不是大约30°，而是大约20°，甚至大约40°，更为一般性地，该倾斜角在区间[10°;50°]中; 

-主体部分在截面上不呈U形的整体形状，而是在截面上呈矩形的整体形状； 

-腹梁和梁板并不通过基本平坦的复合材料构件相互固定，而是通过其它固定件例如金属固定件如基本平坦的元件、或压缩接头相互固定； 

-腹梁和梁板并不通过梁板的加强件的支脚的固定元件相互固定，而是通过附接的固定元件相互固定； 

-腹梁和梁板并不是区分开的两个构件，而是以单体件实施； 

-梁板不具有如同机身板的弯曲形状，而是在截面上呈直形形状； 

-表述“绝大部分应力”更为一般性地对应多于50%的这些应力，而表述“其余部分应力”对应少于50%的这些应力； 

-航空器的类型与在图1上所示的航空器类型不同，例如机翼和/或起落架舱位于机身的后部分处或机身的前部分处，和/或航空器包括更多或更少的发动机；和/或 

-联接装置并不布置在机身的下中央部分处，而是布置在机身的下后部分处或机身的下前部分处； 

更为一般性地，可以注意到本发明并不局限于所描述的和所示意的示例。 

Claims (15)

1.航空器，所述航空器包括沿整体纵向方向延伸的机身、和机翼翼盒（13；113），所述机翼翼盒布置在所述机身（6；106）的内部空间中，所述机身（6；106）包括联接装置，所述联接装置被构造成连接到所述机翼翼盒（13；113）及将在操纵所述航空器（1）时所述机身（6；106）所经受的应力传递到所述机翼翼盒（13；113），其特征在于，所述联接装置由腹梁（20；120）和梁板（24；124）形成，所述梁板通过所述腹梁（20；120）的联接部分（22）连接到所述腹梁（20；120），所述腹梁此外配有主体部分（21；121）和换向部分（23；123），所述主体部分沿总体纵向的第一方向延伸，所述换向部分沿与所述第一方向不同的第二方向延伸，所述换向部分被构造成连接到所述机翼翼盒（13；113），所述换向部分（23；123）、所述联接部分（22）和所述主体部分（21；121）被构造成将由腹梁（20；120）所接收的应力中的绝大部分应力朝所述第二方向引导及将所述绝大部分应力通过压缩传递到所述机翼翼盒（13；113）。

2.根据权利要求1所述的航空器，其特征在于，所述换向部分（23；123）相对于所述主体部分（21；121）和联接部分（22）倾斜，所述换向部分具有在区间[10°；50°]中的倾斜角。

3.根据权利要求1或2所述的航空器，其特征在于，所述主体部分（21；121）在截面上呈U形形状，配有一底座（37）和两个侧向翼梁（38、39）。

4.根据权利要求3所述的航空器，其特征在于，所述联接部分（22）由两个联接臂形成，所述两个联接臂每个在一所述侧向翼梁（38、39）的延续部分中延伸，每个所述联接臂具有一下边部（42），所述下边部同时连接到所述底座（37）和所述梁板（24；124）。

5.根据权利要求3或4所述的航空器，其特征在于，所述换向部分（23；123）由两个换向臂形成，所述两个换向臂每个在一所述侧向翼梁（38、39）的延续部分中延伸，每个所述换向臂具有一上边部（41），所述上边部被构造成抵靠所述机翼翼盒（13；113）。

6.根据权利要求1到5中任一项所述的航空器，其特征在于，所述梁板（24；124）在截面上呈弯曲的整体形状，所述梁板被构造成形成机身板。

7.根据权利要求1到6中任一项所述的航空器，其特征在于，所述梁板（24；124）包括多个加强件（31；131），所述多个加强件被构造成连接到所述机翼翼盒（13；113）。

8.根据权利要求7所述的航空器，其特征在于，每个所述加强件（31；131）具有呈拱架的整体形状，配有一弯曲底座（43）和两个支脚（44），所述弯曲底座在所述梁板（24；124）的内表面上安装，所述两个支脚被构造成连接到所述机翼翼盒（13；113）。

9.根据权利要求1到8中任一项所述的航空器，其特征在于，所述腹梁（20；120）和所述梁板（24；124）是分开的，所述联接装置配有固定件（30；130），所述固定件同时布置在所述梁板（24；124）的连接部分（36）上和所述腹梁（20；120）的所述主体部分（21；121）的表面上。

10.根据权利要求1到9中任一项所述的航空器，其特征在于，所述腹梁（20）以单体件实施。

11.根据权利要求1到10中任一项所述的航空器，其特征在于，所述腹梁（20；120）和/或所述梁板（24；124）至少部分地用金属材料和/或复合材料制成。

12.根据权利要求1到11中任一项所述的航空器，其特征在于，所述联接装置此外还由朝与所述梁板（124）相反的方向延长所述腹梁（120）的所述主体部分（121）的后部底板（146）、和/或朝与所述腹梁（120）相反的方向延长所述梁板（124）的前部底板（147）形成。

13.根据权利要求1到12中任一项所述的航空器，其特征在于，所述机身（6；106）包括前部分（7；107）、后部分（8；108）和中央部分（10），所述中央部分分开所述前部分（7；107）和所述后部分（8；108），所述联接装置布置在所述中央部分（10）处并同时连接到所述前部分（7；107）和后部分（8；108），所述梁板（24；124）连接到所述前部分（7；107），所述腹梁（20；120）的所述主体部分（21；121）连接到所述后部分（8；108），所述绝大部分应力来自所述后部分（8；108）。

14.根据权利要求1到13中任一项所述的航空器，其特征在于，所述航空器包括至少一个起落架舱（12；112），所述至少一个起落架舱布置在所述机身（6；106）中，使得在所述机身中形成孔口，所述至少一个起落架舱被构造成接纳至少一个起落架，所述联接装置被布置在由所述至少一个起落架舱（12；112）形成的所述孔口处。

15.根据权利要求1到14中任一项所述的航空器，其特征在于，所述联接装置被构造成安装在所述机身（6；106）的所述内部空间内或外。

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