CN108330851A - 新型复合材料直升机平台 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种新型复合材料直升机平台，包括：复合材料甲板和支撑结构，其中，复合材料甲板包括：甲板主体、若干横梁和若干主梁，其中，甲板主体安装于横梁上，横梁安装于主梁上，横梁和/或主梁与支撑结构连接，横梁和主梁为矩形截面梁、工字梁或箱型梁。本发明新型复合材料直升机平台，具有较低重量，可以减小安装平台的载荷，进而降低其重量和成本。
Description
技术领域
本发明涉及一种新型复合材料直升机平台。
背景技术
直升机平台用于直升机的起降，可以安装在海上钻井平台、海工服务船和楼宇顶部等处。其主要特征是可以容纳直升机起降、承受降落冲击载荷、提供人员应急撤离通道、提供灯光指示、与直升机通讯等。从结构上看，主要分为上部的甲板和下部的桁架支撑结构。目前大部分直升机平台都是用钢材料制成，重量超过110吨，部分平台选用铝合金材料制备，重量在70吨左右。复合材料具有金属材料无法比拟的比刚度和比强度，同样尺寸的直升机平台重量只有现有重量的60％左右。理论上，建筑物屋顶表面也可以直接用来改装成直升机平台，用以停放和维护直升机，但是大部分屋顶堆放各种各样的系统，容易对直升机的起降造成影响。复合材料平台的较低重量，可以减小安装平台(钻井平台、海工服务船、楼顶)的载荷，进而降低其重量和成本。由于在海洋工程上，直升机平台都在安装平台的边缘，降低的重量非常有利于控制整个安装平台的重心。
发明内容
本发明为解决上述技术问题，提供一种新型复合材料直升机平台。
为实现以上目的，本发明通过以下技术方案实现：
一种新型复合材料直升机平台，包括：复合材料甲板和支撑结构，其中，复合材料甲板包括：甲板主体、若干横梁和若干主梁，其中，甲板主体安装于横梁上，横梁安装于主梁上，横梁和/或主梁与支撑结构连接，横梁和主梁为矩形截面梁、工字梁或箱型梁。
根据本发明的一个实施方案，所述的各个横梁相互平行设置，各个主梁相互平行设置，横梁与主梁正交设置。
根据本发明的一个实施方案，所述的甲板主体为多边形，多边形的各条边的下方设有围梁。
根据本发明的一个实施方案，所述的甲板主体与横梁之间、横梁与主梁之间、横梁与支撑结构之间、主梁与支撑结构之间以及甲板主体与围梁之间均为螺栓连接。
根据本发明的一个实施方案，所述的横梁、主梁和围梁的侧壁上设有工艺孔和/或减轻孔。
连接时，螺栓通过工艺孔进入封闭空间进行连接，减轻孔可减轻横梁、主梁和围梁的重量。
根据本发明的一个实施方案，所述的甲板主体包括：甲板面板和若干甲板梁，其中，各个甲板梁平行且相互接触设置，甲板面板安装于甲板梁上，甲板梁与横梁正交设置。
根据本发明的一个实施方案，所述的甲板梁为矩形截面梁、工字梁或箱型梁。
根据本发明的一个实施方案，所述的甲板面板与甲板梁之间为螺栓连接。
根据本发明的一个实施方案，所述的甲板面板包括：水平面板、两个第一竖直支撑和若干矩形框支撑，其中，第一竖直支撑竖直设置，第一竖直支撑的顶端与水平面板的两端为一体结构，各个矩形框支撑均匀分布于水平面板的下方且位于两个第一竖直支撑之间，矩形框支撑的两个竖直边的顶端与水平面板为一体结构，矩形框支撑和第一竖直支撑的高度相同。
根据本发明的一个实施方案，所述的矩形框支撑正对的水平面板上的部分开有排液孔以实现排液。
根据本发明的一个实施方案，所述的甲板面板包括：水平面板、两个第一竖直支撑和若干第二竖直支撑，其中，第一竖直支撑竖直设置，第一竖直支撑的顶端与水平面板的两端为一体结构，各个第二竖直支撑均匀分布于水平面板的下方且位于两个第一竖直支撑之间，各个第二竖直支撑的顶端与水平面板为一体结构。
根据本发明的一个实施方案，所述的第二竖直支撑的底端较主杆部分宽。
根据本发明的一个实施方案，所述的甲板主体包括若干个甲板组件连接形成，甲板组件包括：水平面板和Y型支撑，其中，Y型支撑的厚度与水平面板的宽度相等，Y型支撑的顶部与水平面板为一体结构，底部向两侧延伸形成平台。
根据本发明的一个实施方案，所述的甲板主体包括若干个甲板组件连接形成，甲板组件包括水平面板和倒梯形支撑，其中，倒梯形支撑的厚度与水平面板的宽度相等，倒梯形支撑的顶部与水平面板为一体结构，底部向两侧延伸形成平台。
根据本发明的一个实施方案，所述的水平面板的一侧设有凹槽，另一侧设有阶梯，一个水平面板的阶梯可插入另一个水平面板的凹槽内实现两个甲板组件的连接。
根据本发明的一个实施方案，所述的水平面板的表面均匀设有若干凸出。
根据本发明的一个实施方案，所述的支撑结构包括若干伞型支撑、水平支撑和斜支撑，其中，各个伞型支撑的顶部与横梁和/或主梁相连，底部与水平支撑相连，水平支撑的一侧与斜支撑的顶部相连，斜支撑的底部与安装平台相连。
根据本发明的一个实施方案，所述的伞型支撑包括若干支撑杆，各个支撑杆的一端分散设置且分别与横梁或主梁相连，另一端与其他支撑杆相连且与水平支撑相连。
根据本发明的一个实施方案，所述的水平支撑包括若干支撑杆，支撑杆收尾相连形成封闭框架，封闭框架的对角线上设置其他支撑杆，封闭框架的端部与伞型支撑相连，封闭框架的一端与斜支撑相连。
根据本发明的一个实施方案，所述的斜支撑包括若干支撑杆，两个支撑杆平行设置，两个对角线上分别设置两个支撑杆形成框架，框架的一端与水平支撑相连，另一端与安装平台相连。
根据本发明的一个实施方案，所述的支撑杆的材质为钢、铝或复合材料。
根据本发明的一个实施方案，所述的伞型支撑与横梁之间、伞型支撑与主梁之间、伞型支撑与水平支撑之间以及水平支撑与斜支撑之间均通过螺栓连接。
根据本发明的一个实施方案，所述的复合材料包括阻燃树脂和纤维。所述的阻燃树脂是指阻燃树脂固化后至少可承受航空煤油烧灼20分钟仍然能够承担其本来的结构载荷，让整个直升机平台保持功能。
根据本发明的一个实施方案，所述的甲板主体的边缘设置安全网，安全网向上与水平面成角度设置。
本发明新型复合材料直升机平台，具有较低重量，可以减小安装平台(钻井平台、海工服务船、楼顶)的载荷，进而降低其重量和成本。由于在海洋工程上，直升机平台都在安装平台的边缘，降低的重量非常有利于控制整个安装平台的重心。甲板主体包括若干个甲板组件连接形成，可将甲板主体分割为若干小部件进行加工制造，降低了加工难度。水平面板设置排液孔以实现排液，可以在直升机漏油或者邮箱破裂时将燃油接收到矩形框支撑内(即排液管)里，再通过排液系统排出。复合材料为阻燃树脂，在直升机坠毁油箱破裂起火时，平台不会着火，可以有足够的剩余强度，保护整个结构不垮塌，保证人员顺利撤离，从而提升平台的安全性能。水平面板的表面均匀设有若干凸出，可增强摩擦力，使直升机降落时，不会打滑。
附图说明
图1为本发明的结构立体图；
图2为本发明仰视的立体图；
图3为实施例1中甲板主体的结构示意图；
图4为实施例1中甲板面板的结构示意图；
图5为实施例3中甲板面板的结构示意图；
图6为实施例4中甲板组件的结构示意图；
图7为实施例5中甲板组件的结构示意图。
具体实施方式
下面结合附图对本发明进行详细的描述：
实施例1
如图1和图2所示，本实施例新型复合材料直升机平台，包括：复合材料甲板和支撑结构2，其中，复合材料甲板包括：甲板主体1、若干横梁3和若干主梁4，其中，甲板主体1安装于横梁3上，横梁3安装于主梁4上，横梁3和/或主梁4与支撑结构2连接，横梁3和主梁4为矩形截面梁、工字梁或箱型梁。所述的各个横梁3相互平行设置，各个主梁4相互平行设置，横梁3与主梁4正交设置。所述的甲板主体1为多边形，多边形的各条边的下方设有围梁5。本实施例中，甲板主体1为八边形。所述的甲板主体1与横梁3之间、横梁3与主梁4之间、横梁3与支撑结构2之间、主梁4与支撑结构2之间以及甲板主体1与围梁14之间均为螺栓连接。所述的横梁3、主梁4和围梁5的侧壁上设有工艺孔和/或减轻孔。连接时，螺栓通过工艺孔进入封闭空间进行连接，减轻孔可减轻横梁3、主梁4和围梁5的重量。
如图3所示，所述的甲板主体1包括：甲板面板11和若干甲板梁12，其中，各个甲板梁12平行且相互接触设置，甲板面板11安装于甲板梁12上，甲板梁12与横梁3正交设置。所述的甲板梁12为矩形截面梁、工字梁或箱型梁。所述的甲板面板11与甲板梁12之间为螺栓连接。
如图4所示，所述的甲板面板11包括：水平面板111、两个第一竖直支撑112和若干矩形框支撑113，其中，第一竖直支撑112竖直设置，第一竖直支撑112的顶端与水平面板111的两端为一体结构，各个矩形框支撑113均匀分布于水平面板111的下方且位于两个第一竖直支撑112之间，矩形框支撑113的两个竖直边的顶端与水平面板111为一体结构，矩形框支撑113和第一竖直支撑112的高度相同。所述的水平面板111的表面均匀设有若干凸出119。
所述的支撑结构2包括若干伞型支撑21、水平支撑22和斜支撑23，其中，各个伞型支撑21的顶部与横梁3和/或主梁4相连，底部与水平支撑22相连，水平支撑22的一侧与斜支撑23的顶部相连，斜支撑23的底部与安装平台(未示出)相连。所述的伞型支撑21包括若干支撑杆211，各个支撑杆211的一端分散设置且分别与横梁3或主梁4相连，另一端与其他支撑杆211相连且与水平支撑22相连。本实施例中设置四个伞型支撑21。所述的水平支撑22包括若干支撑杆211，支撑杆211收尾相连形成封闭框架，本实施例的封闭框架为矩形，封闭框架的对角线上设置其他支撑杆211，封闭框架的端部与伞型支撑21相连，封闭框架的一端与斜支撑23相连。所述的斜支撑23包括若干支撑杆211，两个支撑杆211平行设置，两个对角线上分别设置两个支撑杆211形成框架，框架的一端与水平支撑22相连，另一端与安装平台相连。支撑杆211的材质为钢、铝或复合材料，截面结构为矩形。所述的伞型支撑21与横梁3之间、伞型支撑21与主梁4之间、伞型支撑21与水平支撑22之间以及水平支撑22于斜支撑23之间均通过螺栓连接。
所述的复合材料包括阻燃树脂和纤维，所述的阻燃树脂是指阻燃树脂固化后至少可承受航空煤油烧灼20分钟仍然能够承担其本来的结构载荷，让整个直升机平台保持功能。所述的甲板主体1的边缘设置安全网6，安全网6向上与水平面成角度设置，即水平且上翘设置。
使用时，斜支撑23的底部与安装平台相连，伞型支撑21支撑复合材料甲板，完成整个新型复合材料直升机平台的安装。直升机可停放在甲板主体1上。复合材料包括阻燃树脂和纤维，在直升机坠毁油箱破裂起火时，平台不会着火，可以有足够的剩余强度，保护整个结构不垮塌，保证人员顺利撤离，从而提升平台的安全性能。
实施例2
本实施例与实施例1相同，但所述的甲板面板11包括：水平面板111、两个第一竖直支撑112和若干矩形框支撑113，其中，第一竖直支撑112竖直设置，第一竖直支撑112的顶端与水平面板111的两端为一体结构，各个矩形框支撑113均匀分布于水平面板111的下方且位于两个第一竖直支撑112之间，矩形框支撑113的两个竖直边的顶端与水平面板111为一体结构，矩形框支撑113和第一竖直支撑112的高度相同。所述的矩形框支撑113正对的水平面板111上的部分开有排液孔(未示出)以实现排液，可以在直升机漏油或者邮箱破裂时将燃油接收到矩形框支撑113内(即排液管)里，再通过排液系统排出。
实施例3
如图5所示，本实施例与实施例1相同，但所述的甲板面板11包括：水平面板111、两个第一竖直支撑112和若干第二竖直支撑114，其中，第一竖直支撑112竖直设置，第一竖直支撑112的顶端与水平面板111的两端为一体结构，各个第二竖直支撑114均匀分布于水平面板111的下方且位于两个第一竖直支撑112之间，各个第二竖直支撑114的顶端与水平面板111为一体结构。所述的第二竖直支撑114的底端较主杆部分宽。
实施例4
如图6所示，本实施例的甲板主体1包括若干个甲板组件连接形成，甲板组件包括：水平面板111和Y型支撑115，其中，Y型支撑115的厚度与水平面板111的宽度相等，Y型支撑115的顶部与水平面板111为一体结构，底部向两侧延伸形成平台。所述的水平面板111的一侧设有凹槽116，另一侧设有阶梯117，一个水平面板111的阶梯117可插入另一个水平面板111的凹槽116内实现两个甲板组件的连接。其他结构与实施例1相同。
实施例5
如图7所示，本实施例的所述的甲板组件包括水平面板111和倒梯形支撑118，其中，倒梯形支撑118的厚度与水平面板111的宽度相等，倒梯形支撑118的顶部与水平面板111为一体结构，底部向两侧延伸形成平台。所述的水平面板111的一侧设有凹槽116，另一侧设有阶梯117，一个水平面板111的阶梯117可插入另一个水平面板111的凹槽116内实现两个甲板组件的定位。其他结构与实施例4相同。
本发明中的实施例仅用于对本发明进行说明，并不构成对权利要求范围的限制，本领域内技术人员可以想到的其他实质上等同的替代，均在本发明保护范围内。
Claims (18)
1.一种新型复合材料直升机平台，其特征在于，包括：复合材料甲板和支撑结构，其中，复合材料甲板包括：甲板主体、若干横梁和若干主梁，其中，甲板主体安装于横梁上，横梁安装于主梁上，横梁和/或主梁与支撑结构连接，横梁和主梁为矩形截面梁、工字梁或箱型梁。
2.根据权利要求1所述的新型复合材料直升机平台，其特征在于，所述的各个横梁相互平行设置，各个主梁相互平行设置，横梁与主梁正交设置。
3.根据权利要求1或2所述的新型复合材料直升机平台，其特征在于，所述的甲板主体为多边形，多边形的各条边的下方设有围梁。
4.根据权利要求3所述的新型复合材料直升机平台，其特征在于，所述的横梁、主梁和围梁的侧壁上设有工艺孔和/或减轻孔。
5.根据权利要求1所述的新型复合材料直升机平台，其特征在于，所述的甲板主体包括：
甲板面板和若干甲板梁，其中，各个甲板梁平行且相互接触设置，甲板面板安装于甲板梁上，甲板梁与横梁正交设置。
6.根据权利要求5所述的新型复合材料直升机平台，其特征在于，所述的甲板面板包括：
水平面板、两个第一竖直支撑和若干矩形框支撑，其中，第一竖直支撑竖直设置，第一竖直支撑的顶端与水平面板的两端为一体结构，各个矩形框支撑均匀分布于水平面板的下方且位于两个第一竖直支撑之间，矩形框支撑的两个竖直边的顶端与水平面板为一体结构，矩形框支撑和第一竖直支撑的高度相同。
7.根据权利要求6所述的新型复合材料直升机平台，其特征在于，所述的矩形框支撑正对的水平面板上的部分开有排液孔以实现排液。
8.根据权利要求5所述的新型复合材料直升机平台，其特征在于，所述的甲板面板包括：
水平面板、两个第一竖直支撑和若干第二竖直支撑，其中，第一竖直支撑竖直设置，第一竖直支撑的顶端与水平面板的两端为一体结构，各个第二竖直支撑均匀分布于水平面板的下方且位于两个第一竖直支撑之间，各个第二竖直支撑的顶端与水平面板为一体结构。
9.根据权利要求8所述的新型复合材料直升机平台，其特征在于，所述的第二竖直支撑的底端较主杆部分宽。
10.根据权利要求1所述的新型复合材料直升机平台，其特征在于，所述的甲板主体包括若干个甲板组件连接形成，甲板组件包括：水平面板和Y型支撑，其中，Y型支撑的厚度与水平面板的宽度相等，Y型支撑的顶部与水平面板为一体结构，底部向两侧延伸形成平台。
11.根据权利要求1所述的新型复合材料直升机平台，其特征在于，所述的甲板主体包括若干个甲板组件连接形成，甲板组件包括水平面板和倒梯形支撑，其中，倒梯形支撑的厚度与水平面板的宽度相等，倒梯形支撑的顶部与水平面板为一体结构，底部向两侧延伸形成平台。
12.根据权利要求10或11所述的新型复合材料直升机平台，其特征在于，所述的水平面板的一侧设有凹槽，另一侧设有阶梯，一个水平面板的阶梯可插入另一个水平面板的凹槽内实现两个甲板组件的连接。
13.根据权利要求1所述的新型复合材料直升机平台，其特征在于，所述的支撑结构包括若干伞型支撑、水平支撑和斜支撑，其中，各个伞型支撑的顶部与横梁和/或主梁相连，底部与水平支撑相连，水平支撑的一侧与斜支撑的顶部相连，斜支撑的底部与安装平台相连。
14.根据权利要求13所述的新型复合材料直升机平台，其特征在于，所述的伞型支撑包括若干支撑杆，各个支撑杆的一端分散设置且分别与横梁或主梁相连，另一端与其他支撑杆相连且与水平支撑相连。
15.根据权利要求13所述的新型复合材料直升机平台，其特征在于，所述的水平支撑包括若干支撑杆，支撑杆收尾相连形成封闭框架，封闭框架的对角线上设置其他支撑杆，封闭框架的端部与伞型支撑相连，封闭框架的一端与斜支撑相连。
16.根据权利要求13所述的新型复合材料直升机平台，其特征在于，所述的斜支撑包括若干支撑杆，两个支撑杆平行设置，两个对角线上分别设置两个支撑杆形成框架，框架的一端与水平支撑相连，另一端与安装平台相连。
17.根据权利要求1至16任一权利要求所述的新型复合材料直升机平台，其特征在于，
所述的复合材料包括阻燃树脂和纤维。
18.根据权利要求1所述的新型复合材料直升机平台，其特征在于，所述的甲板主体的边缘设置安全网，安全网向上与水平面成角度设置。
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