CN109484614A - 一种复合材料结构的增压舱门 - Google Patents

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刘杰
陶金库
毛磊凯
马超
郭晓庆
丛家勇
马岩
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    • B64C1/14—Windows; Doors; Hatch covers or access panels; Surrounding frame structures; Canopies; Windscreens accessories therefor, e.g. pressure sensors, water deflectors, hinges, seals, handles, latches, windscreen wipers
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    • B64C1/1407—Doors; surrounding frames
    • B64C1/1461—Structures of doors or surrounding frames

Abstract

一种复合材料结构的增压舱门，蒙皮上横纵垂直交叉设有横梁与中间框；所述的横梁与蒙皮一体固化，横梁的内缘条带有耳片结构；中间框的外缘条与蒙皮连接，中间框的内缘条与耳片直接连接，两端与横梁腹板连接；蒙皮的上边缘设有上辅梁，蒙皮的下边缘设有下辅梁，蒙皮侧边设有边框；边框的外缘条与蒙皮连接，边框与横梁的腹板之间通过角盒连接，边框与横梁的内缘条直接连接；上辅梁和下辅梁的外缘条与蒙皮连接，上辅梁和下辅梁的腹板与中间框连接。本发明通过上述结构，提供了一种重量轻、使用寿命长且装备简单的复合材料结构的增压舱门。

Description

一种复合材料结构的增压舱门
技术领域
本发明涉及客机舱门领域，具体地来讲为一种复合材料结构的增压舱门。
背景技术
目前客机增压舱门的结构采用金属结构，因为金属结构技术成熟，增压舱门布置许多机构实现舱门的运动功能，金属结构与机构连接相对复合材料结构容易。因为复合材料结构相对金属结构减重明显、抗疲劳和耐腐蚀性高等优点，再随着复合材料性能和制造能力的提高，复合材料结构在飞机上的用量越来越多。但是现有的舱门结构不能够直接使用复合材料，因此需要配合材料特点，对舱门结构进行调整和变换。
发明内容
本发明的目的是针对技术的的不足，提供一种复合材料结构的增压舱门，解决了现有技术中存在的舱门结构减重困难，金属舱门结构与复材机身结构不匹配导致了飞机压差不能过高和不能增大舱内湿度带来的乘客舒适性不足等问题，同时为复材舱门结构设计提出了一种可行的解决方案。
为了实现上述目的，本发明创造采用的技术方案为：一种复合材料结构的增压舱门，蒙皮上横纵垂直交叉设有横梁与中间框；所述的横梁与蒙皮一体固化，横梁的内缘条带有耳片结构；中间框的外缘条与蒙皮连接，中间框的内缘条与耳片直接连接，两端与横梁腹板连接；蒙皮的上边缘设有上辅梁，蒙皮的下边缘设有下辅梁，蒙皮侧边设有边框；边框的外缘条与蒙皮连接，边框与横梁的腹板之间通过角盒连接，边框与横梁的内缘条直接连接；上辅梁和下辅梁的外缘条与蒙皮连接，上辅梁和下辅梁的腹板与中间框连接。
所述的蒙皮、横梁、边框、中间框、上辅梁、下辅梁为碳纤维复合材料结构，角盒为金属结构，碳纤维复合材料结构与金属结构接触面设有玻璃纤维结构层。
所述的耳片与横梁为一体成型结构，耳片位置与中间框对应，耳片为圆滑过渡沿中间框方向上下伸出的结构。
所述的中间框为盒式结构。
所述的横梁与边框之间、横梁与中间框之间、边框与蒙皮之间、边框与上辅梁之间、与中间框与上辅梁之间、中间框与下辅梁之间、上辅梁与蒙皮之间、下辅梁与蒙皮之间，均通过紧固件连接。
所述的紧固件通常为钛合金螺栓或钛合金铆钉。
所述的上辅梁截面形式为L型，朝向舱门外侧。
所述的下辅梁截面形式为C型，与边框通过角盒进行连接。
所述的角盒为L型加筋件，L的一侧与边框连接，另一侧与横梁腹板连接，角盒的底面与蒙皮连接。
本发明创造的有益效果为：
1.重量轻：主结构采用碳纤维复合材料，蒙皮和横梁共固化，减少了紧固件，相比传统的金属结构重量轻，减重明显。
2.抗疲劳和耐腐蚀能力高：复合材料相比铝合金具有抗疲劳和耐腐蚀等优点。
3.装配少：横梁和蒙皮共固化，减少了横梁与蒙皮的装配；横梁内缘条与框内缘条直接连接，减少了角片连接。
附图说明
图1为本发明整体装配示意图。
图2为本发明蒙皮与横梁共固化结构示意图。
图3为本发明边框与横梁和蒙皮连接示意图。
图4为本发明上辅梁与边框和中间框连接示意图。
图5为本发明下辅梁与边框和中间框连接示意图。
图6为本发明中间框与横梁和蒙皮连接示意图。
具体实施方式
一种复合材料结构的增压舱门，包括整体的蒙皮1，蒙皮1上横纵垂直交叉设有横梁2与中间框4；所述的横梁2与蒙皮1一体固化，横梁2的内缘条带有耳片2-1结构；中间框4的外缘条与蒙皮1连接，中间框4的内缘条与耳片2-1直接连接，两端与横梁2腹板连接；蒙皮1的上边缘设有上辅梁6，蒙皮1的下边缘设有下辅梁7，蒙皮1侧边设有边框3；边框3的外缘条与蒙皮1连接，边框3与横梁2的腹板之间通过角盒5连接，边框3与横梁2的内缘条之间连接；上辅梁6和下辅梁7的外缘条与蒙皮1连接，上辅梁6和下辅梁7的腹板与中间框4连接。
所述的蒙皮1、横梁2、边框3、中间框4、上辅梁6、下辅梁7为碳纤维复合材料结构，角盒5为金属结构，碳纤维复合材料结构与金属结构接触面设有玻璃纤维结构层。
所述的耳片2-1与横梁2为一体成型结构，耳片2-1位置与中间框4对应，耳片2-1为圆滑过渡沿中间框4方向上下伸出的结构。
所述的中间框4为盒式结构。
所述的横梁2与边框3之间、横梁2与中间框4之间、边框3与蒙皮1之间、边框3与上辅梁6之间、与中间框4与上辅梁6之间、中间框4与下辅梁7之间、上辅梁6与蒙皮1之间、下辅梁7与蒙皮1之间，均通过紧固件连接。所述的紧固件通常可以为钛合金螺栓或钛合金铆钉。
上辅梁6截面形式为L型，朝向舱门外侧。下辅梁7截面形式为C型，与边框3通过角盒5进行连接。
角盒5为类似L型加筋件，L的一侧与边框3连接，另一侧与横梁2腹板或辅梁腹板连接，如承受的载荷较大，角盒的底面与蒙皮1连接。
下面结合附图对本发明结构进行详细地说明：
如图1，本发明装置由蒙皮1、横梁2、边框3、中间框4、角盒5，上辅梁6和下辅梁7组成。除角盒5，其他均采用复合材料结构形式。其中横梁2的内缘条是带连接耳片2-1的形式，如图2，省去了与中间框4的连接角片，横梁2和蒙皮1采用共固化工艺共固化在一起，减少了蒙皮1和横梁2之间的紧固件的连接，减轻了重量。
边框3采用Z形截面形式，零件单独固化成型后，用紧固件与蒙皮1连接，与横梁腹板2之间的连接采用角盒5连接边框3的内缘条与横梁2的内缘条用紧固件连接，参见图3。
上辅梁6截面形式为L型，如图4，朝向舱门外侧，增加舱门上部刚度，使用紧固件将两个边框3直接与上辅梁6相连接。下辅梁7截面形式为C型，与边框3的连接采用一个角盒5把两者进行连接。中间框4采用盒式结构，与上辅梁6、下辅梁7的腹板和内缘条用紧固件进行连接，如图5。上辅梁6和下辅梁7的工艺难度不大、制造容易、少连接、紧固件少、与金属方案相比减重效果显著。
中间框4采用盒式结构形式，如图6，中间框4与横梁2腹板直接连接，内缘条与横梁2的内缘条直接连接。省去了角片连接，减轻重量，装配时用垫片调整。

Claims (9)

1.一种复合材料结构的增压舱门，包括整体的蒙皮(1)，其特征在于：蒙皮(1)上横纵垂直交叉设有横梁(2)与中间框(4)；所述的横梁(2)与蒙皮(1)一体固化，横梁(2)的内缘条带有耳片(2-1)结构；中间框(4)的外缘条与蒙皮(1)连接，中间框(4)的内缘条与耳片(2-1)直接连接，两端与横梁(2)腹板连接；蒙皮(1)的上边缘设有上辅梁(6)，蒙皮(1)的下边缘设有下辅梁(7)，蒙皮(1)侧边设有边框(3)；边框(3)的外缘条与蒙皮(1)连接，边框(3)与横梁(2)的腹板之间通过角盒(5)连接，边框(3)与横梁(2)的内缘条直接连接；上辅梁(6)和下辅梁(7)的外缘条与蒙皮(1)连接，上辅梁(6)和下辅梁(7)的腹板与中间框(4)连接。
2.根据权利要求1所述的一种复合材料结构的增压舱门，其特征在于：所述的蒙皮(1)、横梁(2)、边框(3)、中间框(4)、上辅梁(6)、下辅梁(7)为碳纤维复合材料结构，角盒(5)为金属结构，碳纤维复合材料结构与金属结构接触面设有玻璃纤维结构层。
3.根据权利要求1所述的一种复合材料结构的增压舱门，其特征在于：所述的耳片(2-1)与横梁(2)为一体成型结构，耳片(2-1)位置与中间框(4)对应，耳片(2-1)为圆滑过渡沿中间框(4)方向上下伸出的结构。
4.根据权利要求1所述的一种复合材料结构的增压舱门，其特征在于：所述的中间框(4)为盒式结构。
5.根据权利要求1所述的一种复合材料结构的增压舱门，其特征在于：所述的横梁(2)与边框(3)之间、横梁(2)与中间框(4)之间、边框(3)与蒙皮(1)之间、边框(3)与上辅梁(6)之间、与中间框(4)与上辅梁(6)之间、中间框(4)与下辅梁(7)之间、上辅梁(6)与蒙皮(1)之间、下辅梁(7)与蒙皮(1)之间，均通过紧固件连接。
6.根据权利要求6所述的一种复合材料结构的增压舱门，其特征在于：所述的紧固件为钛合金螺栓或钛合金铆钉。
7.根据权利要求1所述的一种复合材料结构的增压舱门，其特征在于：所述的上辅梁(6)截面形式为L型，朝向舱门外侧。
8.根据权利要求1所述的一种复合材料结构的增压舱门，其特征在于：所述的下辅梁(7)截面形式为C型，与边框(3)通过角盒(5)进行连接。
9.根据权利要求1或8所述的一种复合材料结构的增压舱门，其特征在于：所述的角盒(5)为L型加筋件，L的一侧与边框(3)连接，另一侧与横梁(2)腹板连接，角盒的底面与蒙皮(1)连接。
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