CN111846240A - 一种减重吊舱俯仰包 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种减重吊舱俯仰包，包括U型支架、承重主框架、辅助支撑架、前盖板和后盖板，承重主框架转动连接在U型支架之中，两个辅助支撑架固连在承重主框架两侧，前盖板固连在承重主框架前端面，后盖板固连在承重主框架后端面，其中，承重主框架和辅助支撑架均为空心壳体，承重主框架采用铝合金铸造成型，辅助支撑架采用玻璃钢材料制成，本发明具有最大程度地减轻吊舱整体重量，成本更低工艺性更合理的优点。

Description

一种减重吊舱俯仰包

技术领域

本发明涉及飞行器设备技术领域，尤其涉及一种减重吊舱俯仰包。

背景技术

吊舱是指安装有某机载设备或武器并吊挂在机身或机翼下的流线形短舱段，可固定安装也可活动安装，加装吊舱可使飞行器拥有其本身所不具备的功能，通常来讲可分为武器吊舱和侦查吊舱等。其中带有光学传感器和雷达的俯仰包，通过俯仰转动，使各类侦查设备能够大范围的扫描获取资料，提高飞行器的侦查性能，但因俯仰包上加装过多的侦查设备，则对于飞行器来说负担较大，因此需要对俯仰包本身进行减重。

目前，为了减轻俯仰包重量并能够满足结构强度，俯仰包材料一般采用硬铝合金。即便采用这种结构设计形式，有时仍不能满足减重要求。而现有的吊舱俯仰包主体结构采用蜂窝材料，不但工艺复杂，而且成本更高。

因此，针对以上不足，需要提供一种减重吊舱俯仰包。

发明内容

(一)要解决的技术问题

本发明要解决的技术问题是解决以往为了减轻重量而采用蜂窝材料的吊舱俯仰包结构带来的高成本、工艺复杂等问题。

(二)技术方案

为了解决上述技术问题，本发明提供了一种减重吊舱俯仰包，包括U型支架、承重主框架、辅助支撑架、前盖板和后盖板，承重主框架转动连接在U型支架之中，两个辅助支撑架固连在承重主框架两侧，前盖板固连在承重主框架前端面，后盖板固连在承重主框架后端面，其中，承重主框架和辅助支撑架均为空心壳体，承重主框架采用铝合金铸造成型，辅助支撑架采用玻璃钢材料制成。

通过采用上述技术方案，在吊舱俯仰包上采用两种不同材料的配合，不仅有效减少吊舱俯仰包的重量，还不影响吊舱俯仰包整体结构强度，同时不会减少吊舱俯仰包的容积率，使吊舱俯仰包依然可以容纳较多侦查用设备，提高吊舱俯仰包的实用性；同时将两种材料经过合适的设计，不仅结构不复杂便于生产，且原材料成本较低，总体的经济效益高。

作为对本发明的进一步说明，优选地，承重主框架与辅助支撑架的体积比介于3:2～9:5，承重主框架与辅助支撑架壁厚介于5～8mm。

通过采用上述技术方案，设计合适的体积比，不仅使吊舱俯仰包具有合理的结构强度，保证吊舱俯仰包能够承载较多数量的侦查设备，还有效降低吊舱俯仰包的重量，减轻飞行器负担，提高飞行器的续航能力。

作为对本发明的进一步说明，优选地，U型支架外壁面上间隔开设有若干个减重槽，减重槽底部的U型支架厚度与相邻减重槽间距相同。

通过采用上述技术方案，开设减重槽可进一步降低吊舱俯仰包的重量，且在U型支架外设置减重槽，便于加工。

作为对本发明的进一步说明，优选地，减重槽外的U型支架上固连有平板封盖，平板封盖覆盖减重槽。

通过采用上述技术方案，以使减重槽封闭，避免外界杂质进入减重槽内沉积而加快U型支架腐蚀。

作为对本发明的进一步说明，优选地，承重主框架两侧固连有空心的左轴端和右轴端，左轴端和右轴端分别贯穿辅助支撑架和U型支架，左轴端和右轴端外均套接有轴承套，轴承套固连在U型支架上。

通过采用上述技术方案，设置空心的左轴端和右轴端，不仅能支撑承重主框架，而且相比实心轴，重量进一步降低且依然可以稳定支撑承重主框架。

作为对本发明的进一步说明，优选地，左轴端和右轴端外均间隔套接有轴承，轴承外圈与轴承套抵接。

通过采用上述技术方案，设置轴承可减少左轴端和右轴端转动时的摩擦力，进而使承重主框架可顺滑地转动。

作为对本发明的进一步说明，优选地，左轴端和右轴端中部外分别套接有驱动电机，驱动电机转子分别与左轴端和右轴端外端面固连。

通过采用上述技术方案，设置两个驱动电机不仅能够起到平衡吊舱俯仰包重心的作用，还能稳定精准地控制承重主框架的俯仰角度，同时能够避免单个电机驱动而使用大尺寸、大重量的驱动电机，进一步降低重量。

作为对本发明的进一步说明，优选地，驱动电机一侧与轴承之间插接有锁紧螺母，锁紧螺母螺纹连接在左轴端和右轴端外侧。

通过采用上述技术方案，设置锁紧螺母可以固定轴承的位置，同时也使驱动电机与轴承隔开，避免工作时相互干涉，并且锁紧螺母为薄层结构，避免增重。

作为对本发明的进一步说明，优选地，承重主框架顶部及底部端面为圆形平面，所述平面外径为承重主框架横截面最大外径的

其中所述平面与承重主框架尺寸的比值随承重主框架外径的增大而增大。

通过采用上述技术方案，相比纯球形的承重主框架，不仅结构强度有所提高，而且重量减少，同时空气阻力也有明显下降，进一步降低飞行器的挂载负担。

(三)有益效果

本发明的上述技术方案具有如下优点：

本发明在满足挂载设备安装空间的前提下，通过精细划分俯仰包内承重部分与非承重部分比例的方式，有效实现了减轻俯仰包重量的目标，上述结构不需要采用蜂窝材料，加工工艺性和经济成本更加合理。

附图说明

图1是本发明的前视图；

图2是本发明的后视图；

图3是本发明的承重主框架和辅助支撑架结构图；

图4是本发明的剖面图；

图5是图4中A的放大图。

图中：1、U型支架；11、减重槽；12、平板封盖；13、球面封盖；14、轴承套；15、限位环；2、承重主框架；21、左轴端；22、右轴端；23、轴承；24、编码器；25、轴承盖；26、锁紧螺母；27、纵支撑梁；3、辅助支撑架；4、前盖板；41、窗口玻璃；5、后盖板；6、连接板；7、驱动电机。

具体实施方式

为使本发明实施例的目的、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清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例是本发明的一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动的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。

一种减重吊舱俯仰包，结合图1、图2，包括U型支架1、承重主框架2、辅助支撑架3、前盖板4和后盖板5，U型支架1挂载在飞行器上，承重主框架2转动连接在U型支架1之中，两个辅助支撑架3固连在承重主框架2两侧，前盖板4固连在承重主框架2前端面，后盖板5固连在承重主框架2后端面，以使吊舱俯仰包为类球体，可在飞行器飞行时有效减少空气阻力。

结合图3、图4，U型支架1为硬铝合金材料制成的倒U型叉架，U型支架1外壁面上间隔开设有若干个减重槽11，减重槽11底部的U型支架1厚度与相邻减重槽11间距相同，开设减重槽11可进一步降低吊舱俯仰包的重量，且在U型支架1外设置减重槽11，便于加工，同时合理深度的减重槽11还能使U型支架1保持良好的结构强度，以便稳定支撑承重主框架2和辅助支撑架3；减重槽11外的U型支架1上固连有平板封盖12，平板封盖12通过螺栓固定在U型支架1上且覆盖减重槽11，以使减重槽11封闭，避免外界杂质进入减重槽11内沉积而加快U型支架1的腐蚀。U型支架1两端开设有圆形通孔，圆形通孔内通过螺栓固连有环状的轴承套14，轴承套14为阶梯状合金管，用于装配承重主框架2，所述通孔外的U型支架1上通过螺栓固连有球面封盖13，以使所述通孔封闭。

结合图3、图4，承重主框架2和辅助支撑架3均为空心壳体，承重主框架2为采用铝合金铸造成型的环形壳体，环形壳体的空腔内一体成型有若干根纵支撑梁27，纵支撑梁27上开有多个螺栓孔，以便搭载各种空中侦查用的各类侦查仪器；承重主框架2左右两侧为类方形平面，承重主框架2上下两侧为圆形平面，承重主框架2类方形平面与圆形平面之间通过球面过渡。辅助支撑架3为采用玻璃钢材料制成的半球面壳体，辅助支撑架3两侧面为面积不同的类方形平面，辅助支撑架3的两个类方形平面之间通过球面过渡。辅助支撑架3的平面一侧通过螺栓固定在承重主框架2左右两侧的类方形平面上，以使辅助支撑架3上的球面与承重主框架2上的球面吻合，不仅能使造型美观，还能避免因突兀的造型影响气体流动而增大空气阻力的问题。

结合图3、图4，承重主框架2顶部及底部端面的圆形平面外径为承重主框架横截面最大外径的

其中所述平面与承重主框架2尺寸的比值随承重主框架2外径的增大而增大，通过动态试验可知，相比纯球形的承重主框架2，开设所述圆形平面不仅使承重主框架2便于开孔安装设备，还使顶部及底部承重结构强度有所提高，而且重量减少，同时空气阻力也有明显下降，进一步降低飞行器的挂载负担。

结合图1、图2，前盖板4和后盖板5均为半球面壳体，其中前盖板4上固连有若干个窗口玻璃41，不仅能使侦查设备通过窗口玻璃41收集外界资料，而且还能起到保护设备的作用。结合图3，承重主框架2和辅助支撑架3外侧固连有连接板6，连接板6沿承重主框架2和辅助支撑架3外侧内壁分布，连接板6上开设有螺纹孔，以便通过螺栓安装前盖板4和后盖板5。

结合图3、图4，承重主框架2与辅助支撑架3的体积比介于3:2～9:5，承重主框架2与辅助支撑架3壁厚介于5～8mm。其中选取相同容量的现有全硬铝合金制造的吊舱俯仰包以及本发明，通过大量静态试验和动态试验可知，

1、挂载三种及以上数量侦查设备的承重主框架2和辅助支撑架3的体积比应为9:5；

2、挂载一种以上三种以下侦查设备的承重主框架2和辅助支撑架3的体积比应为7:5；

3、仅挂载一种侦查设备且无额外传输设备的承重主框架2和辅助支撑架3的体积比应为3:2。

因玻璃钢密度接近1.8×10³kg/m³，而硬铝合金密度约为2.7×10³kg/m³，则相比纯硬铝合金制成的吊舱俯仰包，质量可进一步降低约十分之一甚至更多，且承重主框架2依然可以负载现有的相同质量以及体积的侦查设备。同时，挂载不同数量的侦查设备代表不同的俯仰包体积，通过实验总结，总体积越小，辅助支撑架3占比越大，减重效果越明显。在吊舱俯仰包上采用两种不同材料的配合，不仅有效减少吊舱俯仰包的重量，还不影响吊舱俯仰包整体结构强度，同时不会减少吊舱俯仰包的容积率，使吊舱俯仰包依然可以容纳较多侦查用设备，减轻飞行器负担，提高飞行器的续航能力，提高吊舱俯仰包的实用性；同时将两种材料经过合适的设计，不仅结构不复杂便于生产，且原材料成本较低，总体的经济效益高。根据实际需要采用上述体积比，有效减少设计时还需重新计算或实验的时间，缩短设计工时，提高工作效率。

结合图4、图5，承重主框架2两侧固连有空心的左轴端21和右轴端22，左轴端21和右轴端22分别贯穿辅助支撑架3和轴承套14，设置空心的左轴端21和右轴端22，不仅能稳定支撑承重主框架2，而且相比实心轴，重量能进一步降低。左轴端21和右轴端22外均间隔套接有轴承23，轴承23外端面与轴承套14内壁抵接，轴承23外圈外端面抵接有轴承盖25，轴承盖25通过螺栓与轴承套14固连，以起到固定轴承23的作用。

结合图4、图5，左轴端21和右轴端22中部外分别套接有驱动电机7，驱动电机7转子分别与左轴端21和右轴端22外端面固连，设置两个驱动电机7不仅能够起到平衡吊舱俯仰包重心的作用，还能稳定精准地控制承重主框架2的俯仰角度，同时能够避免单个电机驱动而使用大尺寸、大重量的驱动电机，进一步降低重量。左轴端21端口外壁上套接有编码器24，编码器24一侧抵接有限位环15，限位环15通过螺栓固连在左轴端21上；设置编码器24可测定承重主框架2的俯仰角度，以便配合驱动电机7进行补偿调整，限位环15可固定住编码器24的位置。驱动电机7一侧与轴承23之间插接有锁紧螺母26，锁紧螺母26螺纹连接在左轴端21和右轴端22外侧。其中，锁紧螺母26厚度小于20mm，设置锁紧螺母26可以固定轴承23和驱动电机7的位置，同时也使驱动电机7与轴承23隔开，避免工作时相互干涉，并且锁紧螺母26为薄层结构，避免增重。

综上所述，本发明在满足挂载设备安装空间的前提下，通过精细划分俯仰包内承重部分与非承重部分比例的方式，有效实现了减轻俯仰包重量的目标，上述结构不需要采用蜂窝材料，加工工艺性和经济成本更加合理。

最后应说明的是：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 (9)

1.一种减重吊舱俯仰包，其特征在于：包括U型支架(1)、承重主框架(2)、辅助支撑架(3)、前盖板(4)和后盖板(5)，承重主框架(2)转动连接在U型支架(1)之中，两个辅助支撑架(3)固连在承重主框架(2)两侧，前盖板(4)固连在承重主框架(2)前端面，后盖板(5)固连在承重主框架(2)后端面，其中，承重主框架(2)和辅助支撑架(3)均为空心壳体，承重主框架(2)采用铝合金铸造成型，辅助支撑架(3)采用玻璃钢材料制成。

2.根据权利要求1所述的一种减重吊舱俯仰包，其特征在于：承重主框架(2)与辅助支撑架(3)的体积比介于3:2～9:5，承重主框架(2)与辅助支撑架(3)壁厚介于5～8mm。

3.根据权利要求1所述的一种减重吊舱俯仰包，其特征在于：U型支架(1)外壁面上间隔开设有若干个减重槽(11)，减重槽(11)底部的U型支架(1)厚度与相邻减重槽(11)间距相同。

4.根据权利要求3所述的一种减重吊舱俯仰包，其特征在于：减重槽(11)外的U型支架(1)上固连有平板封盖(12)，平板封盖(12)覆盖减重槽(11)。

5.根据权利要求1所述的一种减重吊舱俯仰包，其特征在于：承重主框架(2)两侧固连有空心的左轴端(21)和右轴端(22)，左轴端(21)和右轴端(22)分别贯穿辅助支撑架(3)和U型支架(1)，左轴端(21)和右轴端(22)外均套接有轴承套(14)，轴承套(14)固连在U型支架(1)上。

6.根据权利要求5所述的一种减重吊舱俯仰包，其特征在于：左轴端(21)和右轴端(22)外均间隔套接有轴承(23)，轴承(23)外圈与轴承套(14)抵接。

7.根据权利要求6所述的一种减重吊舱俯仰包，其特征在于：左轴端(21)和右轴端(22)中部外分别套接有驱动电机(7)，驱动电机(7)转子分别与左轴端(21)和右轴端(22)外端面固连。

8.根据权利要求7所述的一种减重吊舱俯仰包，其特征在于：驱动电机(7)一侧与轴承(23)之间插接有锁紧螺母(26)，锁紧螺母(26)螺纹连接在左轴端(21)和右轴端(22)外侧。

9.根据权利要求1所述的一种减重吊舱俯仰包，其特征在于：承重主框架(2)顶部及底部端面为圆形平面，所述平面外径为承重主框架(2)横截面最大外径的

其中所述平面与承重主框架尺寸的比值随承重主框架外径的增大而增大。

Images