CN110525634B - 一种尾翼后缘舱与主盒段的连接结构 - Google Patents
一种尾翼后缘舱与主盒段的连接结构 Download PDFInfo
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Abstract
本发明公开了一种尾翼后缘舱与主盒段的连接结构，属于飞机尾翼结构设计领域。连接结构包括后缘侧连接部分和盒段侧连接部分，其中，尾翼后缘舱的后缘铰链肋通过后缘侧连接部分采用紧固件设置于C型梁腹板上；主盒段内与后缘侧连接部分对应的位置上，盒段侧连接部分通过紧固件分别连接在主盒段肋的腹板、C型梁上、下缘条以及C型梁腹板上。本发明的技术方案中，后缘舱铰链肋腹板仅与C型梁腹板连接，避免了因与主盒段壁板连接而对壁板进行外伸设计，同时也避免了为保证连接处强度而对壁板外伸做增厚设计，相比于壁板外伸加厚设计，这种方式降低了壁板制造和装配的难度，同时不会因为由于后缘舱铰链肋与壁板连接区破损而更换整块壁板，降低了维修更换成本。
Description
技术领域
本发明涉及飞机尾翼结构设计领域，具体涉及一种尾翼后缘舱与主盒段的连接结构。
背景技术
尾翼后缘是尾翼的重要组成部分。后缘铰链肋位于尾翼后梁和方向舵/升降舵之间，既与后缘舱壁板连接，又与后梁连接，同时和活动舵面连接。主要用途是悬挂连接方向舵/升降舵，将方向舵/升降舵和作动器的集中载荷分别以剪力和拉力的型式传递到尾翼主盒段壁板和后梁。后缘铰链肋和壁板主要承受舵面纵向的惯性载荷。
常见后缘铰链肋与C型梁尾翼连接方案如图1所示。后缘铰链肋腹板翻边整体连接尾翼后梁腹板，并与主盒段壁板外伸加厚区连接。尾翼惯性载荷分别以剪力和拉力的型式通过壁板和后梁传递给尾翼主盒段。该方案由于壁板外伸连接区增厚而增加了工艺制造及装配难度，同时提高了因壁板外伸连接破坏而产生的破损维修成本。
发明内容
为了解决以上问题，本发明提出一种尾翼后缘舱与主盒段的连接结构。本发明通过T型角材和角盒把大部分方向舵惯性载荷传递到主盒段梁和肋上，传力更直接。并且主盒段蒙皮在梁缘条边缘终止，不需向后缘区外伸与后缘铰链肋连接，同时避免了因壁板外伸区下陷加厚而增加的制造、装配难度。
根据本发明，提供一种尾翼后缘舱与主盒段的连接结构，所述尾翼后缘舱与主盒段之间为C型梁，所述C型梁包括上、下缘条和C型梁腹板，其特征在于，所述连接结构包括后缘侧连接部分和盒段侧连接部分，
其中，尾翼后缘舱的后缘舱铰链肋通过后缘侧连接部分通过紧固件连接在梁腹板上；
主盒段内与后缘侧连接部分对应的位置上，盒段侧连接部分通过紧固件分别连接在主盒段肋的腹板、C型梁上、下缘条和C型梁腹板上。
进一步的，所述后缘侧连接部分为T型角片结构，所述盒段侧连接部分为成对角盒结构。
进一步的，所述T型角片结构包括T型角片缘条和T型角片腹板，所述T型角片腹板垂直设置于T型角片缘条之上。
进一步的，所述尾翼后缘舱的后缘铰链舱肋通过紧固件连接在T型角片腹板上，所述T型角片缘条通过紧固件连接在所述C型梁腹板上。
进一步的，所述成对角盒结构包括对称设置的两个角盒结构。为降低与主盒段肋的装配难度，可以考虑将成对角盒结构拆分成对称设置的四个角盒结构。
进一步的，所述角盒结构包括垂直设置的两个矩型面，两个矩型面的长边侧接合到一起，两个矩型面间设有间隔设置的多个三角型加强筋，三角型加强筋的两条直角边分别接合于两个矩型面，所述角盒结构的一端为多边型平直端面，另一端为所述多个三角型加强筋中的一个三角型加强筋。
进一步的，所述多边型平直端面包括互相垂直的第一长边和第二长边、与第一长边垂直的第一短边、与第二长边垂直的第二短边、以及连接第一短边和第二短边的倾斜边，所述第一长边和第二长边分别接合两个矩型面的两个短边侧。
进一步的，所述成对角盒结构的多边型平直端面通过紧固件连接在C型梁上、下缘条上，所述成对角盒结构分别置于盒段肋腹板两侧并通过紧固件使一个矩形面与其进行连接，同时成对角盒结构另一个矩型面采用紧固件分别连接在C型梁腹板上。
进一步的，所述T型角片结构和成对角盒结构通常为铝合金等金属材料。
进一步的，所述紧固件为高锁螺栓或铆钉等。
本发明的有益效果如下：
1、后缘舱肋通过“T型角片+角盒”的型式分别直接与C型梁和主盒段肋连接，简化了舵面载荷的传力路径，将原有通过壁板传递剪力到C型梁和主盒段肋的传力方式简化为直接将拉力传递到主盒段肋的方式；
2、后缘舱铰链肋直接与C型梁腹板连接，降低了与C型梁盒段连接所需壁板外伸局部加厚而增加的制造及装配难度，同时避免了因与后缘连接破损而产生的壁板更换维修成本。
3、选用的T型角片和金属角盒采用更加成熟的金属机加工工艺，工艺更加简单，制造周期更短。
附图说明
为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图示出的结构获得其他的附图。
图1示出现有技术中后缘舱铰链肋与C型梁尾翼连接方案示意图；
图2示出根据本发明实施例的尾翼后缘舱与主盒段的连接结构示意图；
图3示出根据本发明实施例的T型角片结构示意图；
图4示出根据本发明实施例的成对角盒结构示意图。
具体实施方式
以下结合实施例对本发明进行具体描述，有必要在此指出的是本实施例只用于对本发明进行进一步说明，不能理解为对本发明保护范围的限制，该领域的熟练技术人员可以根据上述本发明的内容做出一些非本质的改进和调整。
本申请提出一种尾翼后缘舱与主盒段的连接结构，避免盒段壁板外伸连接直接参与舵面惯性载荷承载方式，通过“T型角片+角盒”的连接设计将舵面载荷直接传递到尾翼盒段梁和肋上，传力更加直接，同时避免因盒段壁板直接参与舵面载荷的承载而增加壁板制造、装配难度及因与主盒段壁板连接而增加的破损维修成本。
根据本申请的一种尾翼后缘舱与主盒段的连接结构方案，详细方案如图2所示。后缘舱铰链肋通过T型角片腹板连接在C型梁腹板上。同时，主盒段内对应的位置通过成对角盒连接主盒段梁和主盒段肋。后缘舱铰链肋首先与T型角片腹板进行连接，主盒段肋通过成对角盒与C型梁上、下两个缘条连接(此处成对角盒通常为两对或四对，均布于主盒段肋两侧)，并通过成对角盒与C型梁腹板以及T型角片缘条相连接。
如图3所示，T型角片结构包括T型角片缘条和T型角片腹板，T型角片缘条垂直设置于T型角片缘条之上。在本案例中，T型角片缘条厚约2mm，长360mm，宽74mm，通常该长度尺寸根据C型梁腹板高度确定，宽度根据选用紧固件直径及紧固件排数，T型角片腹板厚约3mm，长360mm，高约27mm，尺寸原则同T型角片缘条。T型角片缘条的四个角和T型角片缘条的两个角为平滑圆角。
如图4所示，成对角盒结构包括对称设置的两个角盒结构，角盒结构均布于主盒段肋两侧。
角盒结构包括垂直设置的两个矩型面，两个矩型面的长边侧接合到一起，两个矩型面间设有间隔设置的多个三角型加强筋，本案例中，三角型加强筋间距约为75mm，通常该距离间隔取决于主盒段肋和C型梁的连接稳定性。三角型加强筋的两条直角边分别固定接合于两个矩型面，角盒结构成型工艺为机加工工艺。
多边型平直端面包括互相垂直的第一长边和第二长边、与第一长边垂直的第一短边、与第二长边垂直的第二短边、以及连接第一短边和第二短边的倾斜边，所述第一长边和第二长边分别接合两个矩型面的两个短边侧。
连接结构中采用两对或四对的成对角盒结构；连接结构采用两对或四对成对角盒结构将取决于C型梁腹板高度以及实际装配难度。
本申请技术方案通过T型角片结构和角盒把大部分方向舵惯性载荷传递到主盒段梁和肋上，传力更直接。因而，后缘舱铰链肋仅通过T型角片与C型梁腹板对应位置连接，无须额外将舵面载荷通过与主盒段壁板连接而传递，则主盒段蒙皮在C型梁缘条边缘终止，不需壁板向后缘方向外伸与后缘舱铰链肋连接，同时避免了因壁板外伸区下陷加厚而增加的制造、装配难度。
本申请的关键点是C型梁尾翼与后缘舱铰链肋的连接采用“T型角片+角盒结构”的连接型式。该方案可实现舵面载荷直接传递给主盒段梁和肋，传力更加直接，避免了壁板外伸连接区直接参与舵面载荷传载，从而降低了壁板的制造、装配难度，以及壁板因连接破损而产生的更换维修成本。同时工艺简单，制造周期更短，对降低盒段壁板制造及装配难度、减少壁板破损维修成本起到重要作用。
与C型梁连接的传统连接方式中，后缘舱铰链肋腹板与C型梁腹板通过紧固件连接，同时后缘舱铰链肋上下缘条分别与主盒段壁板外伸段进行连接，这样连接的坏处是：1、后缘舱铰链肋在承受舵面载荷时容易出现与主盒段壁板连接处出现破损，而仅因为连接区破损而更换整块壁板的维修成本非常高。2、同时这种传统方案由于需要与蒙皮连接传递剪力，故需要紧固件较多，增重。3、同时由于与壁板连接紧固件较多，提高了日常维修检查的时间成本。
而根据本发明实现的连接方式中，后缘舱铰链肋腹板仅与C型梁腹板连接，避免了因与主盒段壁板连接而对壁板进行外伸设计，同时也避免了为保证连接处强度而对壁板外伸做增厚设计，相比与壁板外伸加厚设计，这种方式降低了壁板制造和装配的难度，同时不会因为由于后缘舱铰链肋与壁板连接区破损而更换壁板，降低了维修更换成本。
上述本发明实施例序号仅仅为了描述，不代表实施例的优劣。
上面结合附图对本发明的实施例进行了描述，但是本发明并不局限于上述的具体实施方式，上述的具体实施方式仅仅是示意性的，而不是限制性的，本领域的普通技术人员在本发明的启示下，在不脱离本发明宗旨和权利要求所保护的范围情况下，还可做出很多型式，这些均属于本发明的保护之内。
Claims (3)
1.一种尾翼后缘舱与主盒段的连接结构，所述尾翼后缘舱与主盒段之间为C型梁，所述C型梁包括C型梁上、下缘条和C型梁腹板，其特征在于，所述连接结构包括T型角片结构和成对角盒结构，
其中，尾翼后缘舱的后缘舱铰链肋通过T型角片结构以紧固件连接于C型梁腹板上，所述T型角片结构包括T型角片缘条和T型角片腹板，所述T型角片腹板垂直连接在T型角片缘条上，
所述T型角片缘条通过紧固件连接在所述C型梁腹板上，
其中，主盒段内与后缘侧连接部分对应的位置上，成对角盒结构通过紧固件分别连接在主盒段肋的腹板、C型梁上、下缘条和C型梁腹板上，所述成对角盒结构包括对称设置的两个或四个角盒结构，所述角盒结构包括垂直设置的两个矩型面，两个矩型面的长边侧接合到一起，两个矩型面间设有间隔设置的多个三角型加强筋，三角型加强筋的两条直角边分别接合于两个矩型面，所述角盒结构的一端为多边型平直端面，另一端为所述多个三角型加强筋中的一个三角型加强筋，
所述成对角盒结构的多边型平直端面通过紧固件连接在C型梁上、下缘条上，所述成对角盒结构分别置于主盒段肋的腹板两侧并通过紧固件使一个矩形面与其进行连接，同时成对角盒结构另一个矩型面采用紧固件分别连接在C型梁腹板上。
2.根据权利要求1所述的连接结构，其特征在于，所述T型角片结构和成对角盒结构为金属材料。
3.根据权利要求1所述的连接结构，其特征在于，所述紧固件为高锁螺栓或铆钉。
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