CN109606614A - 一种飞机机翼检查口区域结构设计方法 - Google Patents

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高伟
刘庭申
陆鹏鹏
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Xian Aircraft Design and Research Institute of AVIC
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    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B64—AIRCRAFT; AVIATION; COSMONAUTICS
    • B64C—AEROPLANES; HELICOPTERS
    • B64C1/00—Fuselages; Constructional features common to fuselages, wings, stabilising surfaces or the like
    • 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
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B64—AIRCRAFT; AVIATION; COSMONAUTICS
    • B64C—AEROPLANES; HELICOPTERS
    • B64C3/00—Wings

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  • Mechanical Engineering (AREA)
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Abstract

本发明属于飞机结构设计领域，具体涉及到一种飞机机翼检查口区域结构设计方法。所述结构设计方法分为机翼壁板检查口的设计、检查口口盖的设计和检查口口盖与机翼壁板的连接设计；检查口口盖与机翼壁板连接形式设计为夹紧式连接。检查口补强方式采用矩形层间附加铺层补强和壁板与检查口口盖配合下陷设计采用矩形轮廓下陷可以提高零件自动铺带生产效率，降低生产成本。检查口口盖设计为复合材料结构与机翼壁板不存在电化学腐蚀问题、热膨胀问题，同时降低雷击风险。检查口口盖与机翼壁板采用夹紧方式连接，无需在机翼壁板上制孔，提高飞机使用寿命，降低运营成本。

Description

一种飞机机翼检查口区域结构设计方法
技术领域
本发明属于飞机结构设计领域，具体涉及到一种飞机机翼检查口区域结构设计方法。
背景技术
飞机机翼检查口区域结构设计主要分为机翼壁板检查口的设计、检查口口盖的设计和检查口口盖与机翼壁板的连接设计。
目前在役飞机机翼壁板主要为金属结构，检查口设计主要基于金属结构设计思想，通过机械加工的方式实现检查口轮廓的铣切和加强。检查口轮廓和加强轮廓铣切后为椭圆形，结构示意图如图所示。
检查口口盖设计主要为金属口盖。检查口口盖主要由口盖本体和压环两部分组成。口盖与压环之间通过托板螺母连接。金属油箱口盖与机翼盒段壁板通过夹紧方式连接。典型结构形式如图所示。
检查口口盖与机翼壁板的连接通过夹紧方式进行连接。
检查口口盖与金属机翼盒段不存在热应力问题、电化学腐蚀问题，同时由于金属作为电的良性导体，金属口盖雷击防护技术比较成熟，设计风险不大。所以金属机翼盒段飞机都采用金属油箱口盖结构，比如ARJ21飞机机翼油箱口盖。
近些年，复合材料在飞机结构上大面积应用，机翼盒段采用复合材料后，机翼油箱口盖仍然采用金属结构，此时由于复合材料结构与金属结构问题日益凸显。主要问题有：
1：复合材料与金属存在电位差存在不同，同时机翼盒段内又有液体航空燃油，所以容易发生口盖与机翼壁板之间的电化学腐蚀问题；
2：复合材料与金属热膨胀系数不一样，飞机在使用与维护过程中，温度变化较大，金属口盖与复合材料机翼盒段之间因热膨胀系数不同，引起附加的热应力，增加口盖密封难度，容易发生燃油泄漏；
3：飞机飞行过程中，金属口盖可能作为雷击的附着点，因为复合材料为电的不良导体，所以口盖上的雷击电流很难通过复合材料机翼盒段传递走，这时电流可能进入油箱区域，从而引起航空灾难。
发明内容
本发明的任务和目的：本发明一种飞机机翼检查口区域结构设计。机翼壁板采用复合材料结构，开口形状为椭圆形，补强方式采用插层式补强。检查口口盖设计为复合材料结构，检查口口盖分为内口盖和外口盖两部分。内口盖设计为夹芯件，同时内部预埋镶嵌件，增大口盖的刚度，同时阻止紧固件进入机翼盒段油箱，降低紧固件尖端放电风险；外口盖设计为复合材料层压板结构，通过螺栓和内口盖内的镶嵌件将内口盖和外口盖连成一体。检查口口盖与机翼壁板通过夹紧方式进行连接。
技术方案
一种飞机机翼检查口区域结构设计主要分为机翼壁板(1)检查口的设计、检查口口盖的设计和检查口口盖与机翼壁板(1)的连接设计。
机翼壁板(1)检查口的设计主要指复合材料壁板检查口设计，检查口设计主要由检查口形状设计、检查口补强方式设计和机翼壁板(1)与检查口口盖配合下陷设计。
检查口形状设计为椭圆形形状；检查口补强方式采用矩形层间附加铺层补强；机翼壁板(1)与检查口口盖配合下陷设计采用矩形轮廓下陷，然后通过气动补偿垫片(2)将矩形轮廓下陷修饰成椭圆形轮廓下陷，最后再通过局部气动补偿垫片(2)包覆完成壁板与检查口口盖配合下陷设计。典型结构形式如图所示。
检查口口盖设计为检查口外口盖(3)和检查口内口盖(4)。检查口外口盖(3)与检查口内口盖(4)配合处局部增厚，自由边倒斜角，与气动补偿垫片(2)留有2mm补偿安装间隙；检查口内口盖(4)由内面板、外面板、镶嵌件(5)和泡沫组成。。
检查口口盖与机翼壁板(1)连接形式设计为夹紧式连接。典型结构形式如图所示。
所述检查口外口盖(3)为复合材料层压结构，
所述检查口内口盖(4)为夹芯结构，
所述检查口外口盖(3)和检查口内口盖(4)通过将紧固件(6)进行连接，
所述检查口内口盖(4)成形工艺可以选择热压罐或VARI等工艺成形。
技术效果
1：检查口补强方式采用矩形层间附加铺层补强和壁板与检查口口盖配合下陷设计采用矩形轮廓下陷可以提高零件自动铺带生产效率，降低生产成本。
2：检查口口盖设计为复合材料结构与机翼壁板不存在电化学腐蚀问题、热膨胀问题，同时降低雷击风险。
3：检查口口盖与机翼壁板采用夹紧方式连接，无需在机翼壁板上制孔，提高飞机使用寿命，降低运营成本。
附图说明
图1是本发明的组成示意图
图2是本发明的局部示意图
图3是本发明的详细配合示意图
图4是本技术方案的设计框图
其中：1：机翼壁板；2：气动补偿垫片；3：检查口外口盖；4：检查口内口盖；5：镶嵌件；6：紧固件。
具体实施方式
一种飞机机翼检查口区域结构设计主要分为机翼壁板(1)检查口的设计、检查口口盖的设计和检查口口盖与机翼壁板(1)的连接设计。
机翼壁板(1)检查口的设计主要指复合材料壁板检查口设计，检查口设计主要由检查口形状设计、检查口补强方式设计和机翼壁板(1)与检查口口盖配合下陷设计。
检查口形状设计为椭圆形形状；检查口补强方式采用矩形层间附加铺层补强；机翼壁板(1)与检查口口盖配合下陷设计采用矩形轮廓下陷，然后通过气动补偿垫片(2)将矩形轮廓下陷修饰成椭圆形轮廓下陷，最后再通过局部气动补偿垫片(2)包覆完成壁板与检查口口盖配合下陷设计。典型结构形式如图所示。
检查口口盖设计为检查口外口盖(3)和检查口内口盖(4)。检查口外口盖(3)与检查口内口盖(4)配合处局部增厚，自由边倒斜角，与气动补偿垫片(2)留有2mm补偿安装间隙；检查口内口盖(4)由内面板、外面板、镶嵌件(5)和泡沫组成。。
检查口口盖与机翼壁板(1)连接形式设计为夹紧式连接。典型结构形式如图所示。
所述检查口外口盖(3)为复合材料层压结构，
所述检查口内口盖(4)为夹芯结构，
所述检查口外口盖(3)和检查口内口盖(4)通过将紧固件(6)进行连接，
所述检查口内口盖(4)成形工艺可以选择热压罐或VARI等工艺成形。

Claims (5)

1.一种飞机机翼检查口区域结构设计方法，其特征在于；所述结构设计方法分为机翼壁板(1)检查口的设计、检查口口盖的设计和检查口口盖与机翼壁板(1)的连接设计；
机翼壁板(1)检查口的设计指复合材料壁板检查口设计，检查口设计由检查口形状设计、检查口补强方式设计和机翼壁板(1)与检查口口盖配合下陷设计；
检查口形状设计为椭圆形形状；检查口补强方式采用矩形层间附加铺层补强；机翼壁板(1)与检查口口盖配合下陷设计采用矩形轮廓下陷，通过气动补偿垫片(2)将矩形轮廓下陷修饰成椭圆形轮廓下陷，再通过对局部气动补偿垫片(2)包覆完成壁板与检查口口盖配合下陷设计；
检查口口盖设计为检查口外口盖(3)和检查口内口盖(4)；检查口外口盖(3)与检查口内口盖(4)配合处局部增厚，自由边倒斜角，与气动补偿垫片(2)留有2mm补偿安装间隙；检查口内口盖(4)由内面板、外面板、镶嵌件(5)和泡沫组成；
检查口口盖与机翼壁板(1)连接形式设计为夹紧式连接。
2.根据权利要求1所述的一种飞机机翼检查口区域结构设计方法，其特征在于；所述检查口外口盖(3)为复合材料层压结构。
3.根据权利要求1所述的一种飞机机翼检查口区域结构设计方法，其特征在于；所述检查口内口盖(4)为夹芯结构。
4.根据权利要求1所述的一种飞机机翼检查口区域结构设计方法，其特征在于；所述检查口外口盖(3)和检查口内口盖(4)通过将紧固件(6)进行连接。
5.根据权利要求1所述的一种飞机机翼检查口区域结构设计方法，其特征在于；所述检查口内口盖(4)选择热压罐或VARI工艺成形。
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