CN112407229A - 一种无人直升机机身传力结构组件 - Google Patents

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陆富全
刘思敏
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Abstract

本发明属于直升机结构总体布局设计技术领域，主要涉及一种无人直升机的机身结构设计。包括主减平台(1)、发动机支撑框(2)、纵梁(3)、中部斜框(4)、前部支撑框(5)；所述主减平台(1)位于结构组件顶部；所述发动机支撑框(2)位于结构组件后部，其上端与所述主减平台(1)连接；所述纵梁(3)包括左右对称设置的左侧纵梁(31)和右侧纵梁(32)，所述左侧纵梁(31)和右侧纵梁(32)上端分别与所述主减平台(1)左右两侧连接；所述中部斜框(4)位于结构组件内部，其上端与所述主减平台(1)前部连接，左右两侧分别与所述左侧纵梁(31)和右侧纵梁(32)连接；所述前部支撑框(5)位于结构组件前部，其左右两侧分别与所述左侧纵梁(31)和右侧纵梁(32)前部连接。该机身结构采用模块化设计方式，大量使用框、梁等一体化成型构件，规划了全新的传力路线，结构的连接平缓过渡，连续性好，传力直接，无突变载荷。

Description

一种无人直升机机身传力结构组件
技术领域
本发明属于直升机结构总体布局设计技术领域,主要涉及一种无人直升机的机身结构设计。
背景技术
机身是全机主承力结构，一方面承受主桨拉力、扭矩；尾桨推力；翼型及机身气动力；结构自身和发动机、机载设备、燃油、主减速器等系统惯性载荷，另一方面用于支持和安装发动机、主减速器、旋翼、尾桨、起落架和机载设备并维持直升机的气动外形。
目前，无人直升机机身结构形式一般采用桁架式结构或薄壁式结构。桁架式结构是由杆件焊接而成的空间桁架，主要由杆件以轴向力的形式传递载荷，机身较轻，结构简单，便于制造，缺点是传力单一，气动阻力大；薄壁式结构主要由框、梁、桁条等结构组成，这种结构主要以框、梁、桁条等构成的盒段进行传力，材料利用率高，内部容积利用充分。
无人直升机机身总体上要满足性能和功能要求，在设计上需要综合考虑布局，传力路线规划、材料、重量等多种因素。
发明内容
本发明的目的：本发明的目的是提供一种无人直升机机身传力结构。该机身结构采用模块化设计方式，大量使用框、梁等一体化成型构件，规划了全新的传力路线，结构的连接平缓过渡，连续性好，传力直接，无突变载荷。
本发明的技术方案：为了实现上述目的，提供一种无人直升机机身传力结构组件，其特征在于，包括主减平台1、发动机支撑框2、纵梁3、中部斜框4、前部支撑框5；
所述主减平台1位于结构组件顶部，所述主减平台1上设置有主减速器通过孔11，所述主减速器通过孔11四周均布有主减速器安装孔12，与主减速器相连，作用是一方面承受主减速器的惯性载荷，另一方面将主桨拉力和反扭矩传递到左、右侧纵梁3和中部斜框4上；
所述发动机支撑框2位于结构组件后部，其上端与所述主减平台1连接，其作用为一方面传递发动机的惯性载荷，另一方面参与机身整体受力；
所述纵梁3包括左右对称设置的左侧纵梁31和右侧纵梁32，所述左侧纵梁31和右侧纵梁32上端分别与所述主减平台1左右两侧边连接，其后端分别与所述发动机支撑框2的左右两侧边连接，所述纵梁3参与整体受力；
所述中部斜框4位于结构组件内部，其上端与所述主减平台1前部连接，左右两侧分别与所述左侧纵梁31和右侧纵梁32连接；
所述前部支撑框5位于结构组件前部，其左右两侧分别与所述左侧纵梁31和右侧纵梁32前部连接。
在一个可能的实施例中，所述无人直升机机身传力结构组件还包括支撑框6，所述支撑框6包括左右对称设置的左支撑框61和右支撑框62，所述左支撑框61一端与所述左侧纵梁31外侧相连，另一端与蒙皮铆接；所述右支撑框62一端与所述右侧纵梁32外侧相连，另一端与蒙皮铆接；所述支撑框6的作用是支持蒙皮外形，并将蒙皮上的气动载荷传递至机身。
在一个可能的实施例中，所述无人直升机机身传力结构组件还包括横向梁7，所述横向梁7两端分别与所述左侧纵梁31和所述右侧纵梁32的内侧对称位置连接，主要作用是传递轴向力，增加机身刚度。
在一个可能的实施例中，所述无人直升机机身传力结构组件还包括支撑角盒8，所述支撑角盒8与所述主减平台1后部上端面连接。
在一个可能的实施例中，所述支撑角盒8中心开设有尾梁通过孔81，用于尾梁穿过以及固定作用。
在一个可能的实施例中，所述连接可以是铆接。
在一个可能的实施例中，所述主减平台1和所述发动机支撑框2采用7075铝合金机加而成。
在一个可能的实施例中，所述纵梁3、所述中部斜框4、所述前部支撑框5均采用一体化成型的复合材料层压结构。
在一个可能的实施例中，所述支撑框6采用一体化成型的复合材料层压结构。
本发明的有益效果：本发明的机身传力结构组件具有以下优点:结构简单，布局清晰，采用模块化设计，大大减少了零部件数量；结构传力路径大大优化，受力形式多样，材料利用率高；减重明显，大量采用复合材料一体化成型技术，全机重量减少14kg以上。
附图说明
图1是本发明结构示意图
图2是本发明主减平台1结构示意图
图3是本发明发动机支撑框2结构示意图
图4是本发明纵梁3结构示意图
图5是本发明中部斜框4结构示意图
图6是本发明前部支撑框5结构示意图
图7是本发明支撑框6结构示意图
图8是本发明横向梁7结构示意图
图9是本发明支撑角盒8结构示意图
其中：
1-主减平台，11-主减速器通过孔，12-主减速器安装孔；2-发动机支撑框；3-纵梁，31-左侧左纵梁，32-右侧纵梁；4-中部斜框；5-前部支撑框；6-支撑框，61-左支撑框，62-右支撑框；7-横向梁；8-支撑角盒，81-尾梁通过孔
具体实施方式
为了使本发明的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合附图及实施例，对本发明进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅用以解释本发明，并不用于限定本发明。
在本发明的描述中，需要说明的是，术语“中心”，“上”，“下”，“左”，“右”，“竖直”，“水平”，“内”，“外”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本发明和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位，以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明的限制，术语“第一”，“第二”，“第三”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性；此外，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”，“相连”，“连接”应做广义理解，例如，可以是连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；可以是两个元件内部的连通。对于本领域的普通技术人员而言，可以具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。
如图1-8所示，一种无人直升机机身传力结构组件，包括主减平台1、发动机支撑框2、纵梁3、中部斜框4、前部支撑框5；本领域公知以直升机前进方向为前部；
所述主减平台1位于结构组件顶部，与主减速器相连；所述发动机支撑框2位于结构组件后部，其上端与所述主减平台1连接；所述纵梁3包括左右对称设置的左侧纵梁31和右侧纵梁32，所述左侧纵梁31和右侧纵梁32上端分别与所述主减平台1左右两侧连接；所述中部斜框4位于结构组件内部，其上端与所述主减平台1前部连接，左右两侧分别与所述左侧纵梁31和右侧纵梁32连接；所述前部支撑框5位于结构组件前部，其左右两侧分别与所述左侧纵梁31和右侧纵梁32前部连接；
所述无人直升机机身传力结构组件还包括支撑框6，所述支撑框6包括左右对称设置的左支撑框61和右支撑框62，所述左支撑框61一端与所述左侧纵梁31外侧相连，另一端与蒙皮铆接；所述右支撑框62一端与所述右侧纵梁32外侧相连，另一端与蒙皮铆接；所述支撑框6的作用是支持蒙皮外形，并将蒙皮上的气动载荷传递至机身；
所述无人直升机机身传力结构组件还包括横向梁7，所述横向梁7两端分别与左、右侧纵梁3连接；
所述无人直升机机身传力结构组件还包括支撑角盒8，所述支撑角盒8与所述主减平台1后部上端面连接；
所述支撑角盒8中心开设有通孔，用于尾梁穿过以及固定作用；
所述连接是铆接；
所述主减平台1和所述发动机支撑框2采用7075铝合金机加而成；
所述纵梁3、所述中部斜框4、所述前部支撑框5均采用一体化成型的复合材料层压结构；
所述支撑框6采用一体化成型的复合材料层压结构。
上面对本发明的较佳实施方式作了详细说明，但是本发明并不限于上述实施方式，在本领域的普通技术人员所具备的知识范围内，还可以在不脱离本发明宗旨的前提下作出各种变化。

Claims (9)

1.一种无人直升机机身传力结构组件，其特征在于，包括主减平台(1)、发动机支撑框(2)、纵梁(3)、中部斜框(4)、前部支撑框(5)；
所述主减平台(1)位于结构组件顶部，与主减速器相连，所述发动机支撑框(2)位于结构组件后部，其上端与所述主减平台(1)连接；所述纵梁(3)包括左右对称设置的左侧纵梁(31)和右侧纵梁(32)，所述左侧纵梁(31)和右侧纵梁(32)上端分别与所述主减平台(1)左右两侧连接；所述中部斜框(4)位于结构组件内部，其上端与所述主减平台(1)前部连接，左右两侧分别与所述左侧纵梁(31)和右侧纵梁(32)连接；所述前部支撑框(5)位于结构组件前部，其左右两侧分别与所述左侧纵梁(31)和右侧纵梁(32)前部连接。
2.根据权利要求1所述的一种无人直升机机身传力结构组件，其特征在于，还包括支撑框(6)，所述支撑框(6)包括左右对称设置的左支撑框(61)和右支撑框(62)，所述左支撑框(61)一端与所述左侧纵梁(31)外侧相连，另一端与蒙皮铆接；所述右支撑框(62)一端与所述右侧纵梁(32)外侧相连，另一端与蒙皮铆接。
3.根据权利要求2所述的一种无人直升机机身传力结构组件，其特征在于，还包括横向梁(7)，所述横向梁(7)两端分别与左、右侧纵梁(3)连接。
4.根据权利要求3所述的一种无人直升机机身传力结构组件，其特征在于，还包括支撑角盒(8)，所述支撑角盒(8)与所述主减平台(1)后部上端面连接。
5.根据权利要求4所述的一种无人直升机机身传力结构组件，其特征在于，所述支撑角盒(8)中心开设有通孔。
6.根据权利要求1-5任意一项所述的一种无人直升机机身传力结构组件，其特征在于，所述连接可以是铆接。
7.根据权利要求1所述的一种无人直升机机身传力结构组件，其特征在于，所述主减平台(1)和所述发动机支撑框(2)采用7075铝合金机加而成。
8.根据权利要求1所述的一种无人直升机机身传力结构组件，其特征在于，所述纵梁(3)、所述中部斜框(4)、所述前部支撑框(5)均采用一体化成型的复合材料层压结构。
9.根据权利要求2所述的一种无人直升机机身传力结构组件，其特征在于，所述支撑框(6)采用一体化成型的复合材料层压结构。
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