CN104110156A - 一种适用于大型充气式艇/机库的气肋 - Google Patents

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Abstract

本发明提供了一种适用于大型充气式艇/机库的气肋。这种工艺方法主要包括三方面：一是中间加强拉带和气肋裁片裁剪方式的设计，二是中间加强拉带和气肋材料的选择，三是气肋外部的加强网设计。气肋由前端面，后端面，上片，下片和两个底面相互高频焊接而成。气肋中间设有加强拉带。前后端面分别由多个端面裁片高频焊接而成，加强拉带由多个拉带裁片高频焊接而成。气肋的端面，上片和两个底面采用涤纶/PVC复合膜材料，气肋的下片与构成加强拉带的拉带采用Vectran/PVC复合膜材料。端面裁片和拉带裁片的裁剪都采用使得充气成型后承力层织物材料的在经纬向承受最大作用力的特定的裁剪方式。气肋外部设有加强网。

Description

一种适用于大型充气式艇/机库的气肋
技术领域
本发明涉及一种适用于大型充气式艇/机库的气肋，属于航空航天地面保障应用领域。
背景技术
随着现代科技的飞速发展，飞行器(飞艇/机)在国土防御、解决局部危机或冲突、海岸警卫等国防军用领域起到了越来越重要的作用。针对这些飞艇/机的地面锚固存放以及后期的维护等问题出现了各式各样的机库艇库。传统的机库艇库多为钢筋混凝土或钢结构等硬式结构艇库，虽具有优异的力学性能，但建设费用高，建设周期长，为永久性建筑，不可移动。20世纪50年代开始出现了气膜结构，并逐渐应用到机库艇库上。一般的充气式机库艇库都是大型的圆拱形结构，具有大跨度，超高度的特点，尤其是艇库，有的跨度可达100米，高度达50米。在这种情况下，由于跨度大，高度高，自重大等原因，在充气成型的过程中不易形成预先设定高度和跨度的圆拱形。尤其是由自重大造成的整体结构下塌，很容易导致工程不能达标。
因此，需要一种适用于大型充气式艇/机库的气肋，为大型充气式机库艇库的设计提供全新解决方案。
发明内容
针对现有的大型充气式机库艇库成型存在的问题，本发明的目的在于提供一种易成型为设定的大跨度和超高度的圆拱形气肋。
为此，本发明提供了一种适用于大型充气式艇/机库的气肋，所述气肋由前端面、后端面、上片、下片和两个底面相互焊接而成，所述前端面和后端面相对，所述上片和下片相对，所述前端面、后端面、上片和下片围成拱形腔道，所述两个底面封闭所述拱形腔道；气肋内设有加强拉带，外部设有加强网，气肋充气后在未用地锚固定两个接地的底端时，两个底端的直肋向内拐。
优选地，所述的气肋内的加强拉带与上片、下片和两个底面相连接，加强拉带是由多个拉带裁片高频焊接而成，拉带裁片上设置有通气孔。
优选地，所述的气肋的前端面和后端面分别由多个端面裁片高频焊接而成，并分别连接所述上下片和两个底面。
优选地，所述的气肋内具有多条均匀分布的加强拉带。
优选地，气肋的端面材料，上片材料，底面材料均采用涤纶/PVC复合膜材料；气肋的下片材料与加强拉带材料均采用Vectran/PVC复合膜材料。
优选地，加强网由芳纶带交错穿插固定而成。
优选地，所述加强拉带由多个拉带裁片高频焊接而成，所述前端面和后端面分别由多个端面裁片高频焊接而成，所述端面裁片和拉带裁片，都采用扇面状的裁剪方式。
更优选地，所述前端面和后端面都由两排端面裁片相互交错焊接而成，同排之间的端面裁片的焊接线垂直于所述上片或下片，两排端面裁片之间的焊接线与所述上片和下片的弧度一致；所述加强拉带由两排拉带裁片相互交错焊接而成，同排之间的拉带裁片的焊接线垂直于所述上片或下片，两排拉带裁片之间的焊接线与所述上片和下片的弧度一致。
以下为相对尺寸的优选实施方式：所述气肋在未使用的平躺状态下，作如下定义：所述中部拱肋的跨度为线段AB，所述气肋的两末端的跨度为线段CD，所述气肋的最大拱高为线段EF，线段EF与线段AB和线段CD的交点分别为G和F，基于以上定义，线段AB和CD的长度比36：32-34，线段EG和GF的长度比为12-14：1，中部拱肋的弧度AEB为115-120度。
与现有充气式艇库机库结构方案相比，本发明提供的一种适用于大型充气式艇/机库的气肋具有成型容易的突出优点，主要表现在两个方面：
(1)特定的端面裁片和拉带片裁剪方式，使得在沿承力层织物的编织丝的拉伸方向受最大力，区别于随意剪裁的端面裁片和拉带裁片。
(2)气肋的上片和下片分别采用不同的材料，尤其是下片采用重量轻模量大形变小的Vectran/PVC复合材料，有效的抑制了圆拱形气肋在充气过程中下塌的现象。
(3)整个气肋外面包裹有高强度芳纶带交错穿插而成加强网，提高的气肋的整体刚度，有效约束了充起后外界条件变化引起的变形。
附图说明
图1为本发明一种适用于大型充气式艇/机库的气肋的整体结构示意图；
图2为本发明一种适用于大型充气式艇/机库的气肋的端面示意图；
图3为本发明一种适用于大型充气式艇/机库的气肋的内拉带示意图；
图4为本发明一种适用于大型充气式艇/机库的气肋的底面示意图；
图5为本发明一种适用于大型充气式艇/机库的气肋在充气前后变化的示意图；
图6为本发明一种适用于大型充气式艇/机库的气肋的受力分析示意图；
图7为本发明一种适用于大型充气式艇/机库的气肋的端面裁片裁剪方式示意图；
图8为本发明一种适用于大型充气式艇/机库的气肋的拉带裁片裁剪方式示意图；
图9为用于描述本发明一种适用于大型充气式艇/机库的气肋的各部分相对尺寸的辅助标示图。
图中：1-上片；2-下片；3-前端面；4-后端面；5-左底面，6-右底面，7-加强拉带；8-加强网；9-端面裁片；10-通气孔；11-拉带裁片；
具体实施方式
下面结合附图和一个具体实施例对本发明的一种适用于大型充气式艇/机库的气肋作进一步说明，以助于理解本发明的内容。
如图1所示，该适用于大型充气式艇/机库的气肋，由前端面3、后端面4、上片1、下片2和两个底面(左底面5和右底面6)相互焊接而成，所述前端面3和后端面4相对，所述上片1和下片2相对，所述前端面3、后端面4、上片1和下片2围成拱形腔道，所述两个底面封闭所述拱形腔道；气肋内设有加强拉带7，外部设有加强网8，加强网8由芳纶带交错穿插固定而成，加强网交错节点处都可以用拉环固定。气肋充气后在未用地锚固定两个接地的底端时，两个底端的直肋向内拐，固定起来后，受整个气肋的结构和重力作用，两端的直肋垂直于底面(如图5所示)。
如图1、3和8所示，所述的气肋内具有多条均匀分布的加强拉带7，所述的气肋内的加强拉带7与上片1、下片2和两个底面相连接，加强拉带7是由多个拉带裁片11高频焊接(或称为高频热合)而成，拉带裁片11上设置有通气孔10。
如图1、2和7所示，所述的气肋的前端面3和后端面4分别由多个端面裁片9高频焊接而成，并分别连接所述上下片和两个底面。
所述的气肋的端面材料，上片材料，底面材料均采用气密性好强度高价格低的涤纶/PVC复合膜材料；气肋的下片材料与加强拉带材料均采用气密性好模量大变形小的Vectran/PVC复合膜材料。
如图1和2所示，所述前端面3和后端面4都由两排端面裁片9相互交错焊接而成，同排之间的端面裁片9的焊接线垂直于所述上片1或下片2，两排端面裁片9之间的焊接线与所述上片1和下片2的弧度一致，上排端面裁片的上边与上片高频热合，下排端面裁片的下边与下片高频热合。
如图1和3所示，所述加强拉带7由两排拉带裁片11相互交错焊接而成，同排之间的拉带裁片11的焊接线垂直于所述上片1或下片2，两排拉带裁片11之间的焊接线与所述上片1和下片2的弧度一致，上排拉带裁片的上边与上片高频热合，下排拉带裁片的下边与下片高频热合。
上下片可以各由两部分高频焊接而成，焊接处最好是折线咬合，有利于增加接合强度。
如图4所示，两个底面分别通过高频热合拼接成型，下上片和前后端面与底面高频热合。
图9表示了相对尺寸的优选实施例：所述气肋在未使用的平躺状态下，作如下定义：所述中部拱肋的跨度为线段AB，所述气肋的两末端的跨度为线段CD，所述气肋的最大拱高为线段EF，线段EF与线段AB和线段CD的交点分别为G和F，基于以上定义，线段AB和CD的长度比36：33，线段EG和GF的长度比为13：1，中部拱肋的弧度AEB为117度。
气肋在充气过程中，弧形曲面上任意一点的受力主要是沿着两个方向：平行于弧形曲面切线和垂直于弧形曲面切线；双排交错的裁剪裁片9和11均与上下片的承力层织物(涤纶/PVC织物，Vectran/PVC织物)的经纬方向平行或垂直(如图6所示)，这样由裁片组成的拱形气肋在充气过程中能够最有效的承力。同时由于气肋外设有加强网，增加了气肋的整体刚性，使得充起成型后不易坍塌。

Claims (9)

1.一种适用于大型充气式艇/机库的气肋，其特征在于：所述气肋由前端面、后端面、上片、下片和两个底面相互焊接而成，所述前端面和后端面相对，所述上片和下片相对，所述前端面、后端面、上片和下片围成拱形腔道，所述两个底面封闭所述拱形腔道；气肋内设有加强拉带，外部设有加强网，气肋充气后在未用地锚固定两个接地的底端时，两个底端的直肋向内拐。
2.根据权利要求1所述的适用于大型充气式艇/机库的气肋，其特征在于：所述的气肋内的加强拉带与上片、下片和两个底面相连接，加强拉带是由多个拉带裁片高频焊接而成，拉带裁片上设置有通气孔。
3.根据权利要求1所述的适用于大型充气式艇/机库的气肋，其特征在于：所述的气肋的前端面和后端面分别由多个端面裁片高频焊接而成，并分别连接所述上下片和两个底面。
4.根据权利要求2所述的适用于大型充气式艇/机库的气肋，其特征在于：所述的气肋内具有多条均匀分布的加强拉带。
5.根据权利要求2或3所述的适用于大型充气式艇/机库的气肋，其特征在于：气肋的端面材料，上片材料，底面材料均采用涤纶/PVC复合膜材料；气肋的下片材料与加强拉带材料均采用Vectran/PVC复合膜材料。
6.根据权利要求1所述的适用于大型充气式艇/机库的气肋，其特征在于：加强网由芳纶带交错穿插固定而成。
7.根据权利要求1所述的适用于大型充气式艇/机库的气肋，其特征在于：所述加强拉带由多个拉带裁片高频焊接而成，所述前端面和后端面分别由多个端面裁片高频焊接而成，所述端面裁片和拉带裁片，都采用扇面状的裁剪方式。
8.根据权利要求7所述的适用于大型充气式艇/机库的气肋，其特征在于：所述前端面和后端面都由两排端面裁片相互交错焊接而成，同排之间的端面裁片的焊接线垂直于所述上片或下片，两排端面裁片之间的焊接线与所述上片和下片的弧度一致；所述加强拉带由两排拉带裁片相互交错焊接而成，同排之间的拉带裁片的焊接线垂直于所述上片或下片，两排拉带裁片之间的焊接线与所述上片和下片的弧度一致。
9.根据权利要求1所述的适用于大型充气式艇/机库的气肋，其特征在于：所述气肋在未使用的平躺状态下，作如下定义：所述中部拱肋的跨度为线段AB，所述气肋的两末端的跨度为线段CD，所述气肋的最大拱高为线段EF，线段EF与线段AB和线段CD的交点分别为G和F，基于以上定义，线段AB和CD的长度比36：32-34，线段EG和GF的长度比为12-14：1，中部拱肋的弧度AEB为115-120度。
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