CN112046728B - 一种多级吸能的直升机抗坠毁底舱结构 - Google Patents

一种多级吸能的直升机抗坠毁底舱结构 Download PDF

Info

Publication number
CN112046728B
CN112046728B CN202010946380.3A CN202010946380A CN112046728B CN 112046728 B CN112046728 B CN 112046728B CN 202010946380 A CN202010946380 A CN 202010946380A CN 112046728 B CN112046728 B CN 112046728B
Authority
CN
China
Prior art keywords
energy
absorbing
module
honeycomb
level
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Active
Application number
CN202010946380.3A
Other languages
English (en)
Other versions
CN112046728A (zh
Inventor
李志刚
李睿
刘小川
白春玉
王亚锋
郭亚周
王计真
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Beijing Jiaotong University
AVIC Aircraft Strength Research Institute
Original Assignee
Beijing Jiaotong University
AVIC Aircraft Strength Research Institute
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Beijing Jiaotong University, AVIC Aircraft Strength Research Institute filed Critical Beijing Jiaotong University
Priority to CN202010946380.3A priority Critical patent/CN112046728B/zh
Publication of CN112046728A publication Critical patent/CN112046728A/zh
Application granted granted Critical
Publication of CN112046728B publication Critical patent/CN112046728B/zh
Active legal-status Critical Current
Anticipated expiration legal-status Critical

Links

Images

Classifications

    • 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
    • B64C1/06—Frames; Stringers; Longerons ; Fuselage sections
    • B64C1/10—Bulkheads
    • 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
    • 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
    • B64C1/22—Other structures integral with fuselages to facilitate loading, e.g. cargo bays, cranes
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B64—AIRCRAFT; AVIATION; COSMONAUTICS
    • B64C—AEROPLANES; HELICOPTERS
    • B64C27/00—Rotorcraft; Rotors peculiar thereto
    • B64C27/04—Helicopters

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Mechanical Engineering (AREA)
  • Aviation & Aerospace Engineering (AREA)
  • Vibration Dampers (AREA)

Abstract

一种多级吸能的直升机抗坠毁底舱结构，涉及底舱结构设计技术领域，包括一隔框，所述隔框分别铆接有一级蜂窝夹层蒙皮吸能模块与二级多向承载蜂窝吸能模块，其中一级蜂窝夹层蒙皮吸能模块内侧设有二级多向承载蜂窝吸能模块，所述二级多向承载蜂窝吸能模块上固定连接有三级翻转切削吸能模块，所述三级翻转切削吸能模块上端固定连接有五级蜂窝夹层地板吸能模块。本发明在控制底舱总质量和总刚度的前提下，通过在有限的空间内对冲击能量五级吸收，实现了能量吸收的最大化及稳定性，减少了冲击能量对直升机驾驶员及乘员的伤害。

Description

一种多级吸能的直升机抗坠毁底舱结构
技术领域
本发明涉及直升飞机底舱结构设计技术领域，具体涉及一种多级吸能的直升机抗坠毁底舱结构。
背景技术
抗坠毁是指直升机发生坠毁事故时，依靠自身的变形吸收能量以达到保护乘员安全的目的。尽管我国航空工业水平不断提高，然而直升机的坠毁事故仍时有发生。在发生坠毁事故时，直升机底舱结构作为最主要的吸能部件，其抗坠毁性设计对保护驾驶员及乘员的安全有着重要作用。目前，由于直升机客舱地板下部空间较小，主要用来布置吸能结构，大多采用薄壁梁、波纹梁等薄壁吸能部件。由于薄壁零件连接处存在硬点，该底舱结构的吸能效果仍有待改善，且多级逐级吸能的设计并不显著。因此在直升机有限的底舱空间内提高其吸能能力、实现多级逐级吸能具有重要意义。
发明内容
针对现在技术中存在的诸多问题，本发明提供一种多级吸能的直升机抗坠毁底舱结构，可提高其吸能效果，实现多级吸能。
本发明解决其技术问题所采取的技术方案是：
一种多级吸能的直升机抗坠毁底舱结构，包括一隔框，所述隔框分别铆接有一级蜂窝夹层蒙皮吸能模块与二级多向承载蜂窝吸能模块，其中一级蜂窝夹层蒙皮吸能模块内侧设有二级多向承载蜂窝吸能模块，所述二级多向承载蜂窝吸能模块上固定连接有三级翻转切削吸能模块，所述三级翻转切削吸能模块上端固定连接有五级蜂窝夹层地板吸能模块。
进一步的，所述三级翻转切削吸能模块包括一安装座，所述安装座内滑动配合有外导管，在安装座上插接有一定位销，所述定位销使得外导管固定在安装座上，在安装座下侧设有定位板，所述定位板上设有定位孔，在外导管内部设有一中心柱，所述中心柱端部设有安装盘，所述安装盘上设有安装孔，多个所述安装孔上安装有内导管，所述内导管与外导管之间设有翻转管。
进一步的，所述内导管与外导管通过螺栓连接，中心柱通过螺栓连接有切削刀具。
进一步的，所述翻转管底部设有下安装板，其中下安装板上设有多个定位销，所述定位销与定位孔相配合。
进一步的，所述一级蜂窝夹层蒙皮吸能模块内部填充有单向承载铝蜂窝。
进一步的，所述二级多向承载蜂窝吸能模块内部填充有多向承载铝蜂窝。
进一步的，在二级多向承载蜂窝吸能模块与五级蜂窝夹层地板吸能模块之间还设有四级薄壁梁吸能模块，所述四级薄壁梁吸能模块包括金属薄壁横梁与金属薄壁纵梁，两者交叉呈十字形状。
进一步的，所述五级蜂窝夹层地板吸能模块包括上铝合金薄板与下铝合金薄板，上铝合金薄板与下铝合金薄板之间填充有承载铝蜂窝板。
进一步的，所述四级薄壁梁吸能模块与二级多向承载蜂窝吸能模块、三级翻转切削吸能模块、五级蜂窝夹层地板吸能模块之间使用L型连接件进行连接。
本发明的有益效果是：本发明提供了多级逐级吸能的直升机抗坠毁底舱结构，当底舱受到垂向或成角度冲击时，各级吸能模块能按照既定溃变顺序进行变形吸能。保证了在控制底舱总质量和总刚度的前提下，通过在有限的空间内对冲击能量五级吸收，实现了能量吸收的最大化及稳定性，减少了冲击能量对直升机驾驶员及乘员的伤害。
附图说明
图1为本发明的结构示意图。
图2为本发明的剖视图。
图3为三级翻转切削吸能模块剖视图。
图4为金属薄壁纵梁边缘连接处剖视图。
图中，1隔框，21一级蜂窝夹层蒙皮吸能模块，211单向承载铝蜂窝，22二级多向承载蜂窝吸能模块，221多向承载铝蜂窝，23三级翻转切削吸能模块，231安装座，232外导管，233定位销，234定位板，235定位孔，236中心柱，237安装孔，238内导管，239翻转管，2310切削刀具，2311下安装板，2312定位销，24金属薄壁横梁，25金属薄壁纵梁，251L型连接件，26五级蜂窝夹层地板吸能模块，261承载铝蜂窝板，262上铝合金薄板，263下铝合金薄板。
具体实施方式
以下结合附图对本发明作进一步详细说明。如图1至图4所示，一种多级吸能的直升机抗坠毁底舱结构，包括一隔框1，所述隔框分别铆接有一级蜂窝夹层蒙皮吸能模块21与二级多向承载蜂窝吸能模块22，其中一级蜂窝夹层蒙皮吸能模块21内侧设有二级多向承载蜂窝吸能模块22，所述二级多向承载蜂窝吸能模块22上固定连接有三级翻转切削吸能模块23，所述三级翻转切削吸能模块23上端固定连接有五级蜂窝夹层地板吸能模块26。
进一步的，所述一级蜂窝夹层蒙皮吸能模块内部填充有单向承载铝蜂窝211。
进一步的，所述二级多向承载蜂窝吸能模块内部填充有多向承载铝蜂窝221。
进一步的，在二级多向承载蜂窝吸能模块与五级蜂窝夹层地板吸能模块之间还设有四级薄壁梁吸能模块。所述四级薄壁梁吸能模块包括金属薄壁横梁24与金属薄壁纵梁25，两者交叉呈十字形状。
进一步的，所述五级蜂窝夹层地板吸能模块包括上铝合金薄板262与下铝合金薄板263，上铝合金薄板262与下铝合金薄板263之间填充有承载铝蜂窝板261。
至少一个实施例中，所述四级薄壁梁吸能模块与二级多向承载蜂窝吸能模块、三级翻转切削吸能模块、五级蜂窝夹层地板吸能模块之间使用L型连接件251进行连接，五级蜂窝夹层地板吸能模块与隔框之间填充缓冲材料，连接方式为铆接。
在安装时，吸能模块按照二级、三级、四级、五级、一级的顺序依次进行安装。
至少一个实施例中，参见图3，所述三级翻转切削吸能模块包括一安装座231，所述安装座内滑动配合有外导管232，在安装座上插接有一定位销233，所述定位销可使得外导管固定在安装座上。在安装座下侧设有定位板234，所述定位板上设有定位孔235。在外导管内部设有一中心柱236，所述中心柱端部设有安装盘，所述安装盘上设有安装孔237，多个所述安装孔上安装有内导管238，所述内导管与外导管之间设有翻转管239。
进一步的，所述内导管与外导管通过螺栓连接，中心柱通过螺栓连接有切削刀具2310。
进一步的，所述翻转管239底部设有下安装板2311，其中下安装板上设有多个定位销2312，所述定位销与定位孔相配合。其中下安装板可固定连接在二级多向承载蜂窝吸能模块上。
在上述方案的基础上，所述翻转管选用韧性较好的材料，以免翻转运动过程中下部出现断裂。
工作方式，当直升机底舱受到垂向或成角度冲击时，一级蜂窝夹层蒙皮吸能模块中的蒙皮金属薄板出现变形，同时单向承载铝蜂窝被压缩来吸收冲击能量完成第一级吸能。
当第一级吸能模块不足以完全吸收冲击能量时，即单向承载铝蜂窝被彻底压缩到极限时，二级多向承载蜂窝吸能模块中的多向承载铝蜂窝被压缩，同时两侧的金属薄板发生变形来吸收冲击能量完成第二级吸能。
当第二级吸能模块不足以完全吸收冲击能量时，即多向承载蜂窝被压缩到极限时，冲击能量的小部分通过缓冲材料传递到地板，大部分通过二级吸能模块上层金属薄板传递到三级翻转切削吸能模块。由于外导管与安装座通过定位销固定，内导管与外导管通过螺栓连接，当冲击能量由二级吸能模块由下向上传递到翻转管时，翻转管会向上运动，并在外导管和内导管的作用下发生变形来吸收冲击能量。随着翻转管向上运动行程的增加，翻转管发生变形的部分不断增多，当到达安装在中心柱上的切削刀具的位置后，切削刀具切削翻转管的部分材料来再次吸收冲击能量。当翻转切削吸能模块完成两次吸收冲击能量之后，翻转管上的定位销会进入安装座上的定位孔中，完成最终定位，同时二级多向承载蜂窝吸能模块的上表面金属薄板对金属薄壁横梁和金属薄壁纵梁的下部提供支撑。此过程中，翻转管的翻转变形和被切削共同吸收冲击能量来完成第三级吸能。
当第三级吸能模块不足以完全吸收冲击能量时，冲击能量传递到四级薄壁梁吸能模块和安装座上，金属薄壁横梁、金属薄壁纵梁和安装座被压溃来吸收冲击能量完成第四级吸能。
当第四级吸能模块不足以完全吸收冲击能量时，冲击能量传递到五级蜂窝夹层地板吸能模块，其下表面金属薄板变形，且同时单向承载铝蜂窝被压缩来吸收冲击能量完成第五级吸能。
当直升机底舱受到冲击时，此多级吸能的抗坠毁底舱结构中的各级吸能模块能按照既定溃变顺序进行变形吸能，通过对冲击能量的五级吸收，实现了能量吸收的最大化及稳定性，减少了冲击能量对直升机驾驶员及乘员的伤害。
本说明书中未作详细描述的内容属于本领域专业技术人员公知的现有技术。

Claims (8)

1.一种多级吸能的直升机抗坠毁底舱结构，其特征在于，包括一隔框，所述隔框分别铆接有一级蜂窝夹层蒙皮吸能模块与二级多向承载蜂窝吸能模块，其中一级蜂窝夹层蒙皮吸能模块内侧设有二级多向承载蜂窝吸能模块，所述二级多向承载蜂窝吸能模块上固定连接有三级翻转切削吸能模块，所述三级翻转切削吸能模块上端固定连接有五级蜂窝夹层地板吸能模块，
所述三级翻转切削吸能模块包括一安装座，所述安装座内滑动配合有外导管，在安装座上插接有一定位销，所述定位销使得外导管固定在安装座上，在安装座下侧设有定位板，所述定位板上设有定位孔，在外导管内部设有一中心柱，所述中心柱端部设有安装盘，所述安装盘上设有安装孔，多个所述安装孔上安装有内导管，所述内导管与外导管之间设有翻转管。
2.如权利要求1所述的多级吸能的直升机抗坠毁底舱结构，其特征在于，所述内导管与外导管通过螺栓连接，中心柱通过螺栓连接有切削刀具。
3.如权利要求1或2所述的多级吸能的直升机抗坠毁底舱结构，其特征在于，所述翻转管底部设有下安装板，其中下安装板上设有多个定位销，所述定位销与定位孔相配合。
4.如权利要求1所述的多级吸能的直升机抗坠毁底舱结构，其特征在于，所述一级蜂窝夹层蒙皮吸能模块内部填充有单向承载铝蜂窝。
5.如权利要求1所述的多级吸能的直升机抗坠毁底舱结构，其特征在于，所述二级多向承载蜂窝吸能模块内部填充有多向承载铝蜂窝。
6.如权利要求1所述的多级吸能的直升机抗坠毁底舱结构，其特征在于，在二级多向承载蜂窝吸能模块与五级蜂窝夹层地板吸能模块之间还设有四级薄壁梁吸能模块，所述四级薄壁梁吸能模块包括金属薄壁横梁与金属薄壁纵梁，两者交叉呈十字形状。
7.如权利要求1所述的多级吸能的直升机抗坠毁底舱结构，其特征在于，所述五级蜂窝夹层地板吸能模块包括上铝合金薄板与下铝合金薄板，上铝合金薄板与下铝合金薄板之间填充有承载铝蜂窝板。
8.如权利要求6所述的多级吸能的直升机抗坠毁底舱结构，其特征在于，所述四级薄壁梁吸能模块与二级多向承载蜂窝吸能模块、三级翻转切削吸能模块、五级蜂窝夹层地板吸能模块之间使用L型连接件进行连接。
CN202010946380.3A 2020-09-10 2020-09-10 一种多级吸能的直升机抗坠毁底舱结构 Active CN112046728B (zh)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CN202010946380.3A CN112046728B (zh) 2020-09-10 2020-09-10 一种多级吸能的直升机抗坠毁底舱结构

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CN202010946380.3A CN112046728B (zh) 2020-09-10 2020-09-10 一种多级吸能的直升机抗坠毁底舱结构

Publications (2)

Publication Number Publication Date
CN112046728A CN112046728A (zh) 2020-12-08
CN112046728B true CN112046728B (zh) 2021-12-14

Family

ID=73610391

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
CN202010946380.3A Active CN112046728B (zh) 2020-09-10 2020-09-10 一种多级吸能的直升机抗坠毁底舱结构

Country Status (1)

Country Link
CN (1) CN112046728B (zh)

Citations (7)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
GB1382674A (en) * 1971-02-24 1975-02-05 Casciola M Shock absorbers
US5542626A (en) * 1993-04-26 1996-08-06 Deutsche Aerospace Airbus Gmbh Multi-deck passenger aircraft having impact energy absorbing structures
CN105905056A (zh) * 2016-06-02 2016-08-31 上海交通大学 基于复合材料管材切割内翻压溃的冲击吸能装置
CN105966416A (zh) * 2016-05-13 2016-09-28 北京交通大学 一种列车吸能防爬器
CN108638987A (zh) * 2018-04-24 2018-10-12 上海交通大学 一种高压缩比内翻复合材料管冲击吸能器
CN110294097A (zh) * 2019-06-05 2019-10-01 北京交通大学 一种新型胞格蜂窝的吸能缓冲装置
CN111577809A (zh) * 2020-06-02 2020-08-25 中国人民解放军国防科技大学 基于受切割蜂窝结构填充薄壁金属管的复合式吸能装置

Family Cites Families (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE102010014638B4 (de) * 2010-04-12 2019-08-01 Airbus Defence and Space GmbH Luftfahrzeug mit einer integrierten energieaufnehmenden Verformungsstruktur und Luftfahrzeug mit einem derartigen Rumpf

Patent Citations (7)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
GB1382674A (en) * 1971-02-24 1975-02-05 Casciola M Shock absorbers
US5542626A (en) * 1993-04-26 1996-08-06 Deutsche Aerospace Airbus Gmbh Multi-deck passenger aircraft having impact energy absorbing structures
CN105966416A (zh) * 2016-05-13 2016-09-28 北京交通大学 一种列车吸能防爬器
CN105905056A (zh) * 2016-06-02 2016-08-31 上海交通大学 基于复合材料管材切割内翻压溃的冲击吸能装置
CN108638987A (zh) * 2018-04-24 2018-10-12 上海交通大学 一种高压缩比内翻复合材料管冲击吸能器
CN110294097A (zh) * 2019-06-05 2019-10-01 北京交通大学 一种新型胞格蜂窝的吸能缓冲装置
CN111577809A (zh) * 2020-06-02 2020-08-25 中国人民解放军国防科技大学 基于受切割蜂窝结构填充薄壁金属管的复合式吸能装置

Also Published As

Publication number Publication date
CN112046728A (zh) 2020-12-08

Similar Documents

Publication Publication Date Title
CN107985237B (zh) 汽车前防撞梁结构及汽车上的应用
CN101559786B (zh) 一种正面兼顾偏置碰撞能量吸收装置及带有该装置的汽车
CN109421498A (zh) 车辆
CN214267779U (zh) 前机舱框架和车辆
CN107416042B (zh) 一种汽车地板前部的九宫格式骨架梁
CN114763182B (zh) 下车身前部结构
CN102530081A (zh) 一种电动汽车车架
CN112829839A (zh) 一种轻卡驾驶室及其优化方法
CN215883806U (zh) 车身前端碰撞吸能结构
CN112046728B (zh) 一种多级吸能的直升机抗坠毁底舱结构
CN111572781B (zh) 一种板式吸能抗坠毁座椅
CN112027060B (zh) 用于飞机货舱地板下部的吸能立柱
CN201980171U (zh) 车载式防撞垫
CN211809467U (zh) 一种铝合金汽车前防撞总成
CN210000409U (zh) 传力结构、车身骨架及汽车
CN209274705U (zh) 一种氢能源汽车的铝合金车架后舱结构
CN208715135U (zh) 一种具有高分子填充物的保险杠梁
CN110949294A (zh) 一种提高小偏置碰防撞性能的铝合金汽车前防撞总成
CN113460109B (zh) 一种吸能外罩、车厢及轨道车辆
CN106515636A (zh) 一种吸能型汽车前下防护梁装置
CN215883812U (zh) 机舱前纵梁及汽车
CN215883807U (zh) 车身前端加强结构
CN102582821A (zh) 民用飞机客舱地板下部方管撑杆结构的能量吸收方案及其布局方式
CN106515859A (zh) 一种轻量化电动汽车
CN112193191A (zh) 一种分体式吸能盒

Legal Events

Date Code Title Description
PB01 Publication
PB01 Publication
SE01 Entry into force of request for substantive examination
SE01 Entry into force of request for substantive examination
GR01 Patent grant
GR01 Patent grant