CN111924113A - 一种飞机机翼油箱口盖及口盖周侧区域的结构 - Google Patents

Abstract

本发明提供了一种飞机机翼油箱口盖及口盖周侧区域的结构，涉及航空技术领域，包括内口盖、外口盖、夹心层、固定件和紧固件；内口盖通过夹心层密封连接于机翼下壁板和外口盖；紧固件设置于内口盖内；固定件穿过外口盖上的固定孔与紧固件连接；机翼下壁板的壁板口盖处插层下陷区为内口盖提供平整安装区域，同时保证外口盖与壁板贴合；本发明金属外口盖保证油箱口盖的抗冲击和闪电防护要求，对复合材料内口盖起到保护作用，同时复合材料内口盖能有效减轻油箱口盖组件重量，避免了因单一金属合金口盖而带来的电偶腐蚀。

Description

一种飞机机翼油箱口盖及口盖周侧区域的结构

【技术领域】

本发明涉及航空技术领域，尤其涉及一种飞机机翼油箱口盖及口盖周侧区域的结构。

【背景技术】

随着技术的发展，复合材料在飞机结构中的应用越来越多，其可减轻飞机的重量，延长飞机正常检修的时间间隔，延长飞机寿命等优点。采用传统的飞机机翼口盖设计思路，按照压环式铝合金口盖进行设计制造，现有的技术方案有以下两种。

压环式金属口盖一。构型主要由内口盖和压环组成，如图1所示，口盖和压环的材料为铝合金，口盖由两部分组合而成，中间形成空腔，螺母固定在空腔内，用于压环通过螺钉与口盖相连，与下壁板形成一定的夹持力，密封圈设置在口盖外部与下壁板内部连接侧，满足口盖的密封要求。压环式金属口盖二。构型主要由内口盖和压环组成，如图2所示，口盖和压环的材料为铝合金，口盖机加工而成，口盖中间由加强筋，托盘螺母固定在口盖上侧，用于压环通过螺钉与口盖相连，与下壁板形成一定的夹持力，密封圈设置在口盖外部与下壁板内部连接侧，满足口盖的密封要求。

基于现有技术，采用现有的单层口盖与机翼复合材料主体结构存在电偶腐蚀风险，需要增加玻璃纤维防止电偶腐蚀，同时单层口盖既要满足油压要求，还需要满足外部抗冲击性能，实现困难。因此，有必要研究一种飞机机翼油箱口盖来应对现有技术的不足，以解决或减轻上述一个或多个问题。

【发明内容】

有鉴于此，本发明提供了一种飞机机翼油箱口盖及口盖周侧区域的结构，目的是实现复合材料口盖的设计与制备，避免因单一铝合金金属口盖而带来的电偶腐蚀，增加了内口盖的刚度，同时减轻了机翼口盖的重量。

一方面，本发明提供一种飞机机翼油箱口盖，包括内口盖、外口盖、夹心层、固定件和紧固件；

所述内口盖通过夹心层密封连接于机翼下壁板和外口盖；

所述紧固件设置于内口盖内；

所述固定件穿过所述外口盖上的固定孔与所述紧固件连接。

如上所述的方面和任一可能的实现方式，进一步提供一种实现方式，所述飞机机翼油箱口盖还包括密封条以及所述内口盖上的内口盖内侧蒙皮和下陷式内口盖蒙皮；

所述内口盖内侧蒙皮位于内口盖上部；

所述下陷式内口盖蒙皮位于内口盖下部。

如上所述的方面和任一可能的实现方式，进一步提供一种实现方式，所述夹心层为复合材料蜂窝夹心结构或泡沫夹心结构。

如上所述的方面和任一可能的实现方式，进一步提供一种实现方式，所述外口盖为钛合金结构或铝合金结构。

如上所述的方面和任一可能的实现方式，进一步提供一种实现方式，所述紧固件为粘接式无铆游动托盘自锁螺母，所述固定件为螺栓。

如上所述的方面和任一可能的实现方式，进一步提供一种实现方式，所述粘接式无铆游动托盘自锁螺母通过粘接剂固化设置于内口盖内。

如上所述的方面和任一可能的实现方式，进一步提供一种实现方式，所述密封条为硅橡胶密封条时，所述硅橡胶密封条嵌入于所述机翼下壁板与所述内口盖内侧蒙皮之间；

所述硅橡胶密封条形状为M型或O型。

如上所述的方面和任一可能的实现方式，进一步提供一种实现方式，所述密封条为聚四氟乙烯密封条时，所述聚四氟乙烯密封条贴于机翼下壁板与内口盖内侧蒙皮交界处。

如上所述的方面和任一可能的实现方式，进一步提供一种实现方式，所述螺栓穿过所述外口盖上的固定孔和所述下陷式内口盖蒙皮，与所述粘接式无铆游动托盘自锁螺母连接。

如上所述的方面和任一可能的实现方式，进一步提供一种实现方式，所述内口盖还包括L型件或U型件，所述L型件或U型件通过热熔胶膜与所述内口盖连接。

如上所述的方面和任一可能的实现方式，进一步提供一种实现方式，一种飞机机翼油箱口盖周侧区域的结构，包括如上所述的飞机机翼油箱口盖，所述机翼下壁板包括壁板口盖处插层下陷区和多根长桁；

多根所述长桁置于所述机翼下壁板的同一侧上，且所述下壁板口盖处插层下陷区预设置于所述长桁之间；

所述机翼下壁板与壁板口盖处插层下陷区一体成型；

所述内口盖置于壁板口盖处插层下陷区内。

与现有技术相比，本发明可以获得包括以下技术效果：钛合金或铝合金外口盖的设置保证了油箱口盖的抗冲击和闪电防护要求，对复合材料内口盖起到保护作用，增加了油箱口盖的刚度；复合材料内口盖能有效减轻油箱口盖组件重量，同时减轻了机翼的重量，避免了因单一铝合金金属口盖而带来的电偶腐蚀；机翼下壁板设置有下壁板口盖处插层下陷区，该区域的设计为复合材料内口盖提供了平整安装区域，同时保证外口盖与下壁板贴合，避免口盖突出，有效提高了机翼的气动效率；复合材料内口盖共胶结成型，夹心层采用了蜂窝结构或泡沫结构，提供了一定的刚度，保证了油箱油压的要求，同时保证了制备的可行性及使用性能，确保口盖的密封要求及可拆卸要求；本发明提供了一种复合材料油箱内口盖复合材料方案，保证了口盖功能的实现，避免了全金属口盖可能带来的电势差问题。

当然，实施本发明的任一产品并不一定需要同时达到以上所述的所有技术效果。

【附图说明】

为了更清楚地说明本发明实施例的技术方案，下面将对实施例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获得其它的附图。

图1是本发明背景技术部分中的压环式金属口盖示意图一；

图2是本发明背景技术部分中的压环式金属口盖示意图二；

图3是本发明一个实施例提供的飞机机翼油箱口盖及口盖周侧区域的结构在飞机机翼具体位置示意图；

图4是本发明一个实施例提供的飞机机翼油箱口盖及口盖周侧区域的结构示意图；

图5是本发明一个实施例提供的飞机机翼油箱口盖及口盖周侧区域的结构A向剖面示意图一；

图6是本发明一个实施例提供的飞机机翼油箱口盖及口盖周侧区域的结构A向剖面示意图二；

图7是本发明一个实施例提供的飞机机翼油箱口盖及口盖周侧区域的结构A向剖面示意图三；

图8是本发明一个实施例提供的飞机机翼油箱口盖及口盖周侧区域的结构B向示意图；

图9是本发明一个实施例提供的飞机机翼油箱口盖及口盖周侧区域的结构A向剖面示意图四；

其中，图中：

1-机身；2-机翼；3-机翼下壁板口盖处；4-第一长桁；5-机翼下壁板；6-壁板口盖处插层下陷区；7-内口盖；8-第二长桁；9-外口盖；71-内口盖内侧蒙皮；72-密封条；73-夹心层；74-粘接式无铆游动托盘自锁螺母；75-粘接剂；76-下陷式内口盖蒙皮；77-螺栓；78-L型件。

【具体实施方式】

为了更好的理解本发明的技术方案，下面结合附图对本发明实施例进行详细描述。

应当明确，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，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作出创造性劳动前提下所获得的所有其它实施例，都属于本发明保护的范围。

在本发明实施例中使用的术语是仅仅出于描述特定实施例的目的，而非旨在限制本发明。在本发明实施例和所附权利要求书中所使用的单数形式的“一种”、“所述”和“该”也旨在包括多数形式，除非上下文清楚地表示其他含义。

本发明提供一种飞机机翼油箱口盖及口盖周侧区域的结构，如图3-4所示，主要包含机翼下壁板5、第一长桁4、第二长桁8、复合材料内口盖7、金属外口盖9、密封条72等，如图5-7所示，机翼下壁板5设置有壁板口盖处插层下陷区6，该区域为复合材料内口盖7提供平整安装区域，同时保证外口盖9与机翼下壁板5贴合，避免外口盖9突出，影响机翼的气动效率；其中，在制作机翼下壁板5时，机翼下壁板5与壁板口盖处插层下陷区6一体成型。内口盖7也可称为复合材料内口盖7，外口盖9也可称为金属外口盖9。

应当理解的是，一般情况下，机翼下壁板5上会设置有多个长桁，此处两个长桁可以理解为更清楚的示意之用。

如图5-7所示，复合材料内口盖7由内口盖内侧蒙皮71、下陷式内口盖蒙皮76、夹心层73、粘接式无铆游动托盘自锁螺母74(紧固件)组成，为确保复合材料内口盖7共胶结成型，夹心层73可采用蜂窝夹心结构或泡沫夹心结构，从而提供一定的刚度，并保证了油箱油压的要求，同时保证制备的可行性及使用性能，确保口盖的密封要求及可拆卸要求。

蜂窝夹层结构或蜂窝夹心结构是指在两个薄蒙皮之间，夹上轻质芯材的一种层合复合材料。在机能方面，与在钢轨上可见的工字型断面梁相似。即工字型断面材料的两凸缘与蒙皮对应。承担弯曲应力。工字型断面材料的腹板与芯材对应。专门承担横向剪切，每一个的作用都分得很清楚。

泡沫夹心结构由两面刚性面板和夹在中间的泡沫芯组成的复合结构。面板为轻质高强铝合金板，或碳纤维、玻璃纤维、芳纶的复合层板；泡沫芯有热固性酚醛、环氧、丙烯酸等泡沫塑料及热塑性聚氨酯、聚苯乙烯、聚氯乙烯等泡沫塑料。泡沫夹层结构的特点是抗弯刚度高、重量轻、材料强度得到充分利用，耐低温性好，但同密度下的剪切强度低于Nomex蜂窝夹层结构。制造夹层结构的方法有两种：一是先按制件外型加工制成泡沫芯材，再与蒙皮材料粘接贴合在一起，蒙皮可是刚性板材，也可用纤维(织物)浸渍树脂制成预浸料在芯材上铺叠；另一种方法是先制好面板和周边隔框相固定，将发泡材料置于面板和隔框围成的空间内，材料发泡可将空间填满制成夹层结构。材料的综合性能取决于面板和芯材材料，如用硬质聚氨酯或丙烯酸泡沫芯制成的夹层结构可作承力结构件，而用热塑树脂制成的软质泡沫夹层结构，受力变形大，可作减震、隔音制件。泡沫夹层结构在飞机、舰船、体育医疗器械等方面应用较多，如制造飞机舱门、方向舵，直升飞机旋翼，飞机和舰船的壁板，体育用品中的滑雪、冲浪板，医用CT床等。

如图5-8所示，金属外口盖9采用金属材料制备，并含有与机翼下壁板5匹配的斜边处理，满足装配要求，并提供一定的螺栓孔(固定孔)，保证内口盖7和外口盖9的装配，形成一定的夹持力，提供一种非承载式口盖方案，满足口盖的功能要求。具体的，螺栓77(固定件)穿过外口盖9上的螺栓孔和内口盖下部的下陷式内口盖蒙皮76，与粘接式无铆游动托盘自锁螺母74连接。

自锁螺母一般是靠摩擦力，其原理是通过压花齿压入钣金的预置孔里，一般方预置孔的孔径略小于压铆螺母。运用螺母与锁紧机构相连，当拧紧螺母时，锁紧机构锁住尺身，尺框不可自由移动，达到锁紧的目的；当松开螺母时，锁紧机构脱开尺身，尺框沿尺身移动。其它系列：高强度自锁螺母：为自锁螺母的一个分类，具有强度高，可靠性强的一面。尼龙自锁螺母：尼龙自锁螺母是一种新型高抗振防松紧固零件,能应用于温度-50～100℃的各种机械、电器产品中。游动自锁螺母:双耳密封游动自锁螺母由密封罩、自锁螺母、压圈、密封圈4个零件组成。弹簧自锁螺母:弹簧夹自锁螺母，它由S型弹簧夹和自锁螺母组成。使用地方：铁路铸造、轨道交通、传动系统、采矿设备、公路、军用、采油机械、汽车产业、公共设施、地铁、发动机、建筑机械、航天航空、钻孔设备、桥梁、发电机、农用机械、船舶工业、冶金设备、火车、压缩机、医疗机械、信号系统、风力发电。

如图5-7所示，密封条72可以采用O、M型硅橡胶密封条，采用嵌入内口盖7起到密封作用，当然也可以采用聚四氟乙烯材料的一字密封条，贴在内口盖7与机翼下壁板5蒙皮之间起到密封作用。

机翼下壁板5设置有下壁板口盖处插层下陷区6，该区域的设计为复合材料内口盖提供了平整安装区域，同时保证外口盖9与机翼下壁板5贴合，避免外口盖9突出，有效提高了机翼的气动效率。

如图9所示，应当理解的是，不限于以上技术，内口盖7在制备过程中，存在2次或3次固化，由于为承力结构，固化过程中加压至3-6个大气压，可能存在复合材料泡沫夹心或蜂窝夹心与紧固件(如粘接式无铆游动托盘自锁螺母74)无法紧密贴合的情况，进而存在局部压塌的风险，如存在此种情况，可在一紧固件(如粘接式无铆游动托盘自锁螺母74)上方增加L型件78或U型件，L型件78或U型件可以为复合材料件或金属件，如为金属件时可能存在电偶腐蚀问题，局部铺贴玻璃布做好电偶腐蚀保护，L型件78或U型件采用热熔胶膜粘贴的方式与凹形蒙皮粘贴，避免平整蒙皮在成型过程中将局部压溃，同时减少蜂窝或泡沫夹心面积，方便蜂窝或泡沫夹心的制造，方便整体结构的制作，从而在保证强度的情况下获得更轻的质量。L型件可以为L型插层件，U型件可以为U型插层件。

热熔胶胶膜是一种带离型纸或不带离型纸的膜类产品，可以方便地进行连续或间歇操作。可广泛用于各类织物、纸张、高分子材料及金属粘合。

实施例1

如图3-4所示，本实施例提供一种新的飞机机翼油箱口盖及口盖周侧区域的结构方案，机翼下壁板5的口盖开口周围通过插层进行补强并设置一定的下陷形成壁板口盖处插层下陷区6，并将口盖设计为双层口盖，如图5-8所示，内口盖7为复合材料蜂窝夹心或泡沫夹心结构，外口盖9采用钛合金或铝合金结构，内口盖7采用共胶结成型，先成型下陷式内口盖蒙皮76，并在合适的位置利用粘接剂75粘贴粘接式无铆游动托盘自锁螺母74，固化完成后填充蜂窝夹心或泡沫夹心，与内口盖内侧蒙皮71进行工胶结成型，并在内口盖7外圈设置硅橡胶或聚四氟乙烯密封圈胶条，保证口盖与机翼下壁板5间的密封要求，具体的，硅橡胶密封条嵌入于下壁板口盖处插层下陷区6与所述内口盖内侧蒙皮71之间；聚四氟乙烯密封条贴于下壁板口盖处插层下陷区6与内口盖内侧蒙皮71交界处。外口盖9根据壁板口盖处插层下陷区6外形及粘接式无铆游动托盘自锁螺母74的位置进行设计，保证口盖的抗冲击要求和闪电防护要求，如图7所示，具体的，螺栓穿过外口盖9上的螺栓孔和下陷式内口盖蒙皮76，与粘接式无铆游动托盘自锁螺母76连接。机翼下壁板5设置有下壁板口盖处插层下陷区6，该区域的设计为复合材料内口盖提供了平整安装区域，同时保证外口盖9与机翼下壁板5贴合，避免外口盖9突出，有效提高了机翼的气动效率。

本发明钛合金或铝合金外口盖的设置保证了油箱口盖的抗冲击和闪电防护要求，对复合材料内口盖起到保护作用，增加了油箱口盖的刚度；复合材料内口盖能有效减轻油箱口盖组件重量，同时减轻了机翼的重量，避免了因单一铝合金金属口盖而带来的电偶腐蚀；机翼下壁板设置有下壁板口盖处插层下陷区，该区域的设计为复合材料内口盖提供了平整安装区域，同时保证外口盖与下壁板贴合，避免口盖突出，有效提高了机翼的气动效率；复合材料内口盖共胶结成型，夹心层采用了蜂窝结构或泡沫结构，提供了一定的刚度，保证了油箱油压的要求，同时保证了制备的可行性及使用性能，确保口盖的密封要求及可拆卸要求；本发明提供了一种复合材料油箱内口盖复合材料方案，保证了口盖功能的实现，避免了全金属口盖可能带来的电势差问题。

以上对本申请实施例所提供的一种飞机机翼油箱口盖及口盖区域，进行了详细介绍。以上实施例的说明只是用于帮助理解本申请的方法及其核心思想；同时，对于本领域的一般技术人员，依据本申请的思想，在具体实施方式及应用范围上均会有改变之处，综上所述，本说明书内容不应理解为对本申请的限制。

如在说明书及权利要求书当中使用了某些词汇来指称特定组件。本领域技术人员应可理解，硬件制造商可能会用不同名词来称呼同一个组件。本说明书及权利要求书并不以名称的差异来作为区分组件的方式，而是以组件在功能上的差异来作为区分的准则。如在通篇说明书及权利要求书当中所提及的“包含”、“包括”为一开放式用语，故应解释成“包含/包括但不限定于”。“大致”是指在可接收的误差范围内，本领域技术人员能够在一定误差范围内解决所述技术问题，基本达到所述技术效果。说明书后续描述为实施本申请的较佳实施方式，然所述描述乃以说明本申请的一般原则为目的，并非用以限定本申请的范围。本申请的保护范围当视所附权利要求书所界定者为准。

还需要说明的是，术语“包括”、“包含”或者其任何其他变体意在涵盖非排他性的包含，从而使得包括一系列要素的商品或者系统不仅包括那些要素，而且还包括没有明确列出的其他要素，或者是还包括为这种商品或者系统所固有的要素。在没有更多限制的情况下，由语句“包括一个……”限定的要素，并不排除在包括所述要素的商品或者系统中还存在另外的相同要素。

应当理解，本文中使用的术语“和/或”仅仅是一种描述关联对象的关联关系，表示可以存在三种关系，例如，A和/或B，可以表示：单独存在A，同时存在A和B，单独存在B这三种情况。另外，本文中字符“/”，一般表示前后关联对象是一种“或”的关系。

上述说明示出并描述了本申请的若干优选实施例，但如前所述，应当理解本申请并非局限于本文所披露的形式，不应看作是对其他实施例的排除，而可用于各种其他组合、修改和环境，并能够在本文所述申请构想范围内，通过上述教导或相关领域的技术或知识进行改动。而本领域人员所进行的改动和变化不脱离本申请的精神和范围，则都应在本申请所附权利要求书的保护范围内。

Claims (10)

1.一种飞机机翼油箱口盖，其特征在于，包括内口盖、外口盖、夹心层、固定件和紧固件；

所述内口盖通过夹心层密封连接于机翼下壁板和外口盖；

所述紧固件设置于内口盖内；

所述固定件穿过所述外口盖上的固定孔与所述紧固件连接。

2.根据权利要求1所述的飞机机翼油箱口盖，其特征在于，所述飞机机翼油箱口盖还包括密封条以及所述内口盖上的内口盖内侧蒙皮和下陷式内口盖蒙皮；

所述内口盖内侧蒙皮位于内口盖上部；

所述下陷式内口盖蒙皮位于内口盖下部。

3.根据权利要求1所述的飞机机翼油箱口盖，其特征在于，所述夹心层为复合材料蜂窝夹心结构或泡沫夹心结构。

4.根据权利要求1所述的飞机机翼油箱口盖，其特征在于，所述外口盖为钛合金结构或铝合金结构。

5.根据权利要求2所述的飞机机翼油箱口盖，其特征在于，所述紧固件为粘接式无铆游动托盘自锁螺母，所述粘接式无铆游动托盘自锁螺母通过粘接剂固化设置于内口盖内；

所述固定件为螺栓。

6.根据权利要求5所述的飞机机翼油箱口盖，其特征在于，所述密封条为硅橡胶密封条时，所述硅橡胶密封条嵌入于所述机翼下壁板与所述内口盖内侧蒙皮之间；

所述硅橡胶密封条形状为M型或O型。

7.根据权利要求5所述的飞机机翼油箱口盖，其特征在于，所述密封条为聚四氟乙烯密封条时，所述聚四氟乙烯密封条贴于机翼下壁板与内口盖内侧蒙皮交界处。

8.根据权利要求6或7任一所述的飞机机翼油箱口盖，其特征在于，所述螺栓穿过所述外口盖上的固定孔和所述下陷式内口盖蒙皮，与所述粘接式无铆游动托盘自锁螺母连接。

9.根据权利要求1所述的飞机机翼油箱口盖，其特征在于，所述内口盖还包括L型件或U型件，所述L型件或U型件通过热熔胶膜与所述内口盖连接。

10.一种飞机机翼油箱口盖周侧区域的结构，包括如权利要求1-9任一所述的飞机机翼油箱口盖，其特征在于，所述机翼下壁板包括壁板口盖处插层下陷区和多根长桁；

多根所述长桁置于所述机翼下壁板的同一侧上，且所述下壁板口盖处插层下陷区预设置于所述长桁之间；

所述机翼下壁板与壁板口盖处插层下陷区一体成型；

所述内口盖置于壁板口盖处插层下陷区内。

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