CN105438433A - 一种行李舱支撑装置 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种行李舱支撑装置，属于航空结构设计领域。包括柱状的内管(1)和外管(2)，内管(1)的外径大于外管(2)的内径，内管(1)的刚度大于外管(2)的刚度，外管(2)的一端设置有扩充段(3)，所述扩充段(3)自外管(2)的端部向远离外管(2)的方向锥形扩张，内管(1)的一端设置有收缩段(4)，所述收缩段(4)自内管(1)的端部向远离内管(1)的方向锥形收缩，所述收缩段(4)容纳于所述扩充段(3)。在轴向冲击载荷作用下，该装置将被触发，内管将快速向外管运动，挤压外管管壁膨胀，吸收冲击能量，这个过程中的变形均匀，冲击历时长，冲击载荷小，减小了对飞机其余部件的损伤，达到了对乘员保护的目的。

Description

一种行李舱支撑装置

技术领域

本发明属于航空结构设计领域，具体涉及一种行李舱支撑装置。

背景技术

安全性是民用飞机运营的基本要求，为了保证乘员能够在可生存事故中存活，民用飞机必须满足耐撞性要求。民航客机机身一般布局为：地板以上为客舱，地板以下为行李舱。民用机身客舱地板以下结构是提高飞机耐撞性设计的重要区域，而行李舱支撑则是重要设计单元之一。

行李舱支撑位于地板下部，与地板横梁及机身框连接，对地板起支撑作用，将地板上的载荷以轴向力的形式传递到下壁板。现有的民航飞机行李舱支撑一般为开剖面梁式结构或闭剖面薄壁管件，在飞机坠撞过程中行李舱支撑发生大变形，吸收冲击能量，但有限元计算结果及机身典型框段坠撞试验表明，行李舱支撑一般发生整体弯折，很难产生渐进式屈曲，吸收能量有限且在飞机坠撞过程中其变形模式不可控。

图3为民用飞机机身行李舱支撑结构典型剖面示意图，民用飞机机身环向结构由机身框(加强框或普通框)5、地板横梁6、行李舱支撑7、行李舱支撑上端与地板横梁连接结构8、行李舱支撑下端与机身框连接结构9组成，行李舱支撑主要用以支撑客舱地板，将地板上载荷以轴力形式传递到机身框上，图4给出了现有技术中的一种开剖面的行李舱支撑结构。引用刺红结构，很难产生渐进式屈曲，吸收能量有限且在飞机坠撞过程中其变形模式不可控。

发明内容

为了解决上述问题，本发明提出了一种行李舱支撑装置，以提高飞机在坠撞过程中的吸能效果并控制变形。在坠撞过程中行李舱支撑承受轴向冲击载荷，内管逐渐插入外管，使得外管逐渐膨胀，随着冲击时间的延续，外管不断膨胀，内管与外管重叠部分不断增加，外管通过膨胀变形吸收冲击能量，且在冲击过程中内管与外管不发生弯折、屈曲变形，变形过程可控。

本发明行李舱支撑装置包括柱状的内管和柱状的外管，内管的外径大于外管的内径，内管的刚度大于外管的刚度，外管的一端设置有扩充段，所述扩充段自外管的端部向远离外管的方向锥形扩张，内管的一端设置有收缩段，所述收缩段自内管的端部向远离内管的方向锥形收缩，所述收缩段容纳于所述扩充段。

优选的是，所述内管和外管长度相同。

在上述方案中优选的是，所述扩充段的长度不少于所述外管长度的30％～50％。

在上述方案中优选的是，所述收缩段的长度不少于所述内管长度的30％～50％。

在上述方案中优选的是，所述扩充段的内表面以及所述收缩段的外表面设置有花纹。

在上述方案中优选的是，内管以及外管的材料为铝合金。

以上这些技术特点保证了内、外管连接的刚度，以满足其作为行李舱支撑装置的静刚度设计要求。

本发明的优点在于：

在轴向冲击载荷作用下(当飞机迫降时引起的垂向过载)该装置将被触发，内管将快速向外管运动，挤压外管管壁膨胀，吸收冲击能量，这个过程中的变形均匀，冲击历时长，冲击载荷小，减小了对飞机其余部件的损伤，达到了对乘员保护的目的。与现有的开剖面或闭剖面行李舱支撑架相比，解决了其整体弯折，很难产生渐进式屈曲，吸收能量有限且在飞机坠撞过程中其变形模式不可控的缺陷。

附图说明

图1为本发明行李舱支撑装置的一优选实施例的结构示意图。

图2为图1所示实施例的结构主视图。

图3为现有技术中民用飞机机身行李舱支撑结构示意图。

图4为现有技术中开剖面的行李舱支撑结构示意图。

其中，1为内管，2为外管，3为扩充段，4为收缩段，5为机身框，6为地板横梁，7为行李舱支撑，8为行李舱支撑与地板横梁连接，9为行李舱支撑与机身框连接结构。

具体实施方式

为使本发明实施的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行更加详细的描述。在附图中，自始至终相同或类似的标号表示相同或类似的元件或具有相同或类似功能的元件。所描述的实施例是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。下面通过参考附图描述的实施例是示例性的，旨在用于解释本发明，而不能理解为对本发明的限制。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。下面结合附图对本发明的实施例进行详细说明。

在本发明的描述中，需要理解的是，术语“中心”、“纵向”、“横向”、“前”、“后”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“顶”、“底”“内”、“外”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本发明和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明保护范围的限制。

图3为民用飞机机身典型剖面结构，民用飞机机身环向结构由机身框(加强框或普通框)5、地板横梁6、行李舱支撑7、行李舱支撑上端与地板横梁连接结构8、行李舱支撑下端与机身框连接结构9组成，行李舱支撑主要用以支撑客舱地板，将地板上载荷以轴力形式传递到机身框上。

民用机身客舱地板以下结构是提高飞机耐撞性设计的重要区域，而行李舱支撑则是重要设计单元之一。传统的行李舱支撑为开剖面梁式结构或者闭剖面薄壁管件，如图4所示，这种结构形式的行李舱支撑主要通过屈曲变形吸收能量。

本发明采用一种新的思路来设计行李舱支撑，以提高飞机在坠撞过程中的吸能效果并控制变形。在坠撞过程中行李舱支撑承受轴向冲击载荷，内管逐渐插入外管，使得外管逐渐膨胀，随着冲击时间的延续，外管不断膨胀，内管与外管重叠部分不断增加，外管通过膨胀变形吸收冲击能量，且在冲击过程中内管与外管不发生弯折、屈曲变形，变形过程可控。

如图1及图2所示，本发明行李舱支撑装置，主要包括柱状的内管1和柱状的外管2，内管1的外径大于外管2的内径，内管1的刚度大于外管2的刚度，外管2的一端设置有扩充段3，所述扩充段3自外管2的端部向远离外管2的方向锥形扩张，内管1的一端设置有收缩段4，所述收缩段4自内管1的端部向远离内管1的方向锥形收缩，所述收缩段4容纳于所述扩充段3。

可以理解的是，收缩段4与扩充段3共同构成了连接区域，连接区域内、外管表面应打磨粗糙，内管和外管通过挤压产生的摩擦力连接在一起，比如，所述扩充段3的内表面以及所述收缩段4的外表面设置有花纹。

本实施例中，所述内管1和外管2长度相同。这样能够使得外管2有足够容量置放内管1，同时，最大程度保证了行李舱支撑装置的可变长度。内管和外管为长度相等的铝合金薄壁圆柱管，内管较外管直径大、壁厚大且材料刚度更高，以便在撞击过程中内管插入外管迫使外管膨胀变形。

本实施例中，所述扩充段3的长度不少于所述外管2长度的30％～50％。同理，所述收缩段4的长度不少于所述内管1长度的30％～50％。以便有足够的缓冲挤压空间。

需要说明的是，所述内管1以及外管2的材料为铝合金。

铝合金材料在选用时，首先对所设计的行李舱支撑内管、外管和连接进行静刚度校核，使其满足支撑客舱地板的要求；在轴向冲击载荷作用下(当飞机迫降时引起的垂向过载)该装置将被触发，内管将快速向外管运动，挤压外管管壁膨胀，吸收冲击能量，这个过程中的变形均匀，冲击历时长，冲击载荷小，减小了对飞机其余部件的损伤，达到了对乘员保护的目的。

最后需要指出的是：以上实施例仅用以说明本发明的技术方案，而非对其限制。尽管参照前述实施例对本发明进行了详细的说明，本领域的普通技术人员应当理解：其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分技术特征进行等同替换；而这些修改或者替换，并不使相应技术方案的本质脱离本发明各实施例技术方案的精神和范围。

Claims (6)

1.一种行李舱支撑装置，其特征在于：包括柱状的内管(1)和柱状的外管(2)，内管(1)的外径大于外管(2)的内径，内管(1)的刚度大于外管(2)的刚度，外管(2)的一端设置有扩充段(3)，所述扩充段(3)自外管(2)的端部向远离外管(2)的方向锥形扩张，内管(1)的一端设置有收缩段(4)，所述收缩段(4)自内管(1)的端部向远离内管(1)的方向锥形收缩，所述收缩段(4)容纳于所述扩充段(3)。

2.如权利要求1所述的行李舱支撑装置，其特征在于：所述内管(1)和外管(2)长度相同。

3.如权利要求1所述的行李舱支撑装置，其特征在于：所述扩充段(3)的长度不少于所述外管(2)长度的30％～50％。

4.如权利要求1所述的行李舱支撑装置，其特征在于：所述收缩段(4)的长度不少于所述内管(1)长度的30％～50％。

5.如权利要求1所述的行李舱支撑装置，其特征在于：所述扩充段(3)的内表面以及所述收缩段(4)的外表面设置有花纹。

6.如权利要求1所述的行李舱支撑装置，其特征在于：内管(1)以及外管(2)的材料为铝合金。