CN112623190B - 一种飞机安定面盒段对接装置 - Google Patents
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Abstract
本发明公开一种飞机安定面盒段对接装置，包括：安定面盒段组件、对接接头组件；安定面盒段组件包括壁板，分别设置于壁板前后两侧的前梁和后梁，以及设置于前梁与后梁之间的对接翼肋；对接接头组件包括：设置于前梁与对接翼肋连接位置的I组对接接头组件，以及设置于后梁与对接翼肋连接位置的II组对接接头组件；I组对接接头组件中每个对接接头的连接耳片方向与II组对接接头组件中每个对接接头的连接耳片方向垂直，用于传递航向载荷以及垂直航向的纵向载荷。本发明实施例解决了现有飞机盒段结构，由于结构刚度布置因素，为了使得所有对接接头组有效传递载荷，需要额外增加结构重量的问题。
Description
技术领域
本发明涉及但不限于飞机结构设计技术领域，尤指一种飞机安定面盒段对接装置。
背景技术
目前，在役飞机安定面盒段主要承担前缘载荷、后缘载荷、舵面载荷和自身载荷，最终将收集到的载荷传递给机身或者其他安定面结构。
某型民用飞机盒段为双梁单块式结构，布置有三组对接接头组，分别布置于前梁与对接翼肋的交汇处、后梁与对接翼肋的交汇处，以及前梁与后梁之间，通过6个接头搜集、传递盒段载荷。
上述飞机盒段结构，由于结构布置刚度问题，为了使得所有对接接头组有效传递载荷，需要额外增加结构重量。
发明内容
本发明的目的为：本发明实施例提供一种飞机安定面盒段对接装置，以解决现有飞机盒段结构，由于结构刚度布置因素，为了使得所有对接接头组有效传递载荷，需要额外增加结构重量的问题。
本发明的技术方案为：本发明实施例提供一种飞机安定面盒段对接装置，包括：安定面盒段组件、对接接头组件；
其中，所述安定面盒段组件包括壁板1，分别设置于壁板1前后两侧的前梁和后梁5，以及设置于前梁与后梁5之间的对接翼肋6；
所述对接接头组件包括：设置于前梁与对接翼肋6连接位置的I组对接接头组件7，以及设置于后梁5与对接翼肋6连接位置的II组对接接头组件8；
其中，所述I组对接接头组件7中每个对接接头9的连接耳片方向与所述II组对接接头组件8中每个对接接头9的连接耳片方向垂直，用于传递航向载荷以及垂直航向的纵向载荷。
可选地，如上所述的飞机安定面盒段对接装置中，所述安定面盒段组件中，壁板1设置为复合材料加筋结构，纵向方向为贯穿结构。
可选地，如上所述的飞机安定面盒段对接装置中，所述安定面盒段组件中，前梁的截面为槽形截面或“C”形截面，所述前梁包括中前梁3，位于中前梁3一侧的左前梁2，以及位于中前梁3另一侧的和右前梁4；
左前梁2和右前梁4设置为对称结构、且设置为复合材料层压结构，中前梁3设置为金属材料结构，且中前梁3通过搭接结构将左前梁2和右前梁4连接成整体，中前梁3的两端嵌套于左前梁2和右前梁4与其相对的端面。
可选地，如上所述的飞机安定面盒段对接装置中，所述安定面盒段组件中，所述后梁5设置为复合材料层压结构，纵向方向为贯穿结构。
可选地，如上所述的飞机安定面盒段对接装置中，具体包括：两个设置为金属材料结构的对接翼肋6，每个所述对接翼肋6分别与壁板1、中前梁3和后梁5通过机械连接成整体；
其中，所述对接翼肋6与后梁5的连接位置，对接翼肋6嵌套于后梁5的凹槽内，使得对接翼肋6对接翼肋6分别后梁5的腹板和缘条机械连接；所述对接翼肋6与中前梁3的连接位置，通过前梁筋条与对接翼肋6的腹板搭接进行机械连接。
可选地，如上所述的飞机安定面盒段对接装置中，所述I组对接接头组件7安装于中前梁3与对接翼肋6的交汇位置，所述II组对接接头组件8安装于后梁5与对接翼肋6的交汇位置。
可选地，如上所述的飞机安定面盒段对接装置中，所述每组对接接头组件中的每个对接接头9中包括两个并排设置的L型对接结构，连接耳片位于对接结构的短边一侧，且所述两个L型对接结构自身通过机械连接成形成整体结构。
可选地，如上所述的飞机安定面盒段对接装置中，还包括：盒段与对接接头的连接组件，所述连接组件设置为带板10；
所述对接接头中，L型对接结构的长边侧与梁腹板和对接翼肋6连接成整体，用于搜集梁腹板的剪力和对接翼肋扭矩转换的剪切载荷；
L型对接结构的短边侧通过带板10连接在壁板1上，所述带板10用于搜集壁板1上弯矩转化的拉伸载荷和压缩载荷，最终对接接头另一面与对接带板和壁板连接成整体。。
本发明的有益效果为：本发明实施例提供一种飞机安定面盒段对接装置，针对现有飞机盒段结构中由于结构布置刚度问题，为了接头组有效传递载荷，需额外增加结构重量的问题，本发明实施例中通过改变对接接头组件的布置和结构形式，具体地，将对接接头组件布置为两组，分别布置于前梁和后梁与对接翼肋的交汇位置，可以有效传递盒段剪力、弯矩和扭矩载荷，同时可以有效传递盒段侧向载荷传递；另外，该题安定面盒段对接装置的结构，可以有效降低结构重量。
附图说明
附图用来提供对本发明技术方案的进一步理解，并且构成说明书的一部分，与本申请的实施例一起用于解释本发明的技术方案，并不构成对本发明技术方案的限制。
图1为本发明实施例提供的一种飞机安定面盒段对接装置的结构示意图；
图2为图1所示飞机安定面盒段对接装置中安定面盒段组件的结构示意图；
图3为图2所示实施例提供的安定面盒段组件中前梁的局部结构示意图；
图4为图2所示实施例提供的安定面盒段组件中后梁的局部结构示意图；
图5本发明实施例提供的飞机安定面盒段对接装置中一种对接接头的结构示意图；
图6本发明实施例提供的飞机安定面盒段对接装置中对接接头与盒段连接位置的结构示意图。
具体实施例
为使本发明的目的、技术方案和优点更加清楚明白，下文中将结合附图对本发明的实施例进行详细说明。需要说明的是，在不冲突的情况下，本申请中的实施例及实施例中的特征可以相互任意组合。
如图1所示，为现有某型民用飞机盒段为双梁单块式结构的示意图。图1中的1为前梁，2为后梁，3为普通翼肋，4为壁板，5为对接翼肋，该飞机盒段布置有三组对接接头组，分别为I对接接头组6，II对接接头组7和III对接接头组8。
上述安定面盒段主要承受剪力、扭矩和弯矩载荷。剪力载荷通过前梁1和后梁2进行传递，最终通过I对接接头组6和III对接接头组8传递给其他结构件；扭矩载荷由壁板、前梁和后梁组成闭室进行传递，最终通过对接翼肋5搜集、扩散给对接接头(包括I、II和III)传递给其他结构件；弯矩载荷由壁板、前梁和后梁共同传递，在对接接头(包括I、II和III)附近壁板上的载荷交给翼梁，最终通过对接接头组传递给其他结构件。
上述安定面盒段结构的优点为：
a)共计三组对接接头，在一组失效的条件下，仍然可以有效的搜集、传递安定面载荷。
b)载荷传递直接，剪力、弯矩和扭矩载荷均可以有效的传递给对接接头。
c)装配工艺简单，制造成本较低。
上述安定面盒段结构的缺点为：
a)三组对接接头，II对接接头组处没有对应布置翼梁，此处搜集载荷能力较I对接接头组和III对接接头组弱，为了满足单一对接接头组失效，仍然可以有效传递载荷，需要增加结构重量。
b)对接接头组与盒段通过单剪形式连接，存在一定偏心，不利于载荷的搜集和扩散。
c)盒段壁板和翼梁均为复合材料结构，与接头组连接处，壁板和翼梁局部增厚较多，不利于翼梁和壁板的工艺性。
d)对接接头组均为顺航向布置，不能有效传递侧向载荷，侧向载荷为与航向载荷垂直方向的载荷。
针对现有安定面盒段结构所存在的结构刚度布置问题，目前为了使得所有对接接头组有效传递载荷，需要额外增加结构重量。基于此问题，本发明实施例提供一种飞机安定面盒段对接装置，通过尝试改变接头组的布置和结构形式，有效降低结构重量，同时改善盒段侧向载荷传递问题的目的。
本发明提供以下几个具体的实施例可以相互结合，对于相同或相似的概念或过程可能在某些实施例不再赘述。
图1为本发明实施例提供的一种飞机安定面盒段对接装置的结构示意图，图2为图1所示飞机安定面盒段对接装置中安定面盒段组件的结构示意图。本发明实施例提供的飞机安定面盒段对接装置，可以包括：安定面盒段组件、对接接头组件。
参考图1和图2所示飞机安定面盒段对接装置的结构中，所述安定面盒段组件包括壁板1(图1中未示意出壁板1)，分别设置于壁板1前后两侧的前梁和后梁5，以及设置于前梁与后梁5之间的对接翼肋6。
基于上述安定面盒段组件的结构特征，如图1所示，本发明实施例中的对接接头组件包括：设置于前梁与对接翼肋6连接位置的I组对接接头组件7，以及设置于后梁5与对接翼肋6连接位置的II组对接接头组件8。
本发明实施例中的I组对接接头组件7中每个对接接头9的连接耳片方向与所述II组对接接头组件8中每个对接接头9的连接耳片方向垂直，用于传递航向载荷以及垂直航向的纵向载荷。
参考图2所示，本发明实施例的安定面盒段组件中，壁板1设置为复合材料加筋结构，纵向方向为贯穿结构。
如图3所示，为图2所示实施例提供的安定面盒段组件中前梁的局部结构示意图。可以看出，本发明实施例的安定面盒段组件中，前梁的截面为槽形截面或“C”形截面，参考图1和图2所示结构，本发明实施例中的前梁可以包括中前梁3，位于中前梁3一侧的左前梁2，以及位于中前梁3另一侧的和右前梁4。
本发明实施例中的左前梁2和右前梁4设置为对称结构、且设置为复合材料层压结构，中前梁3设置为金属材料结构，且中前梁3通过搭接结构将左前梁2和右前梁4连接成整体，中前梁3的两端嵌套于左前梁2和右前梁4与其相对的端面，如图3所示局部结构。
如图4所示，为图2所示实施例提供的安定面盒段组件中后梁的局部结构示意图。可以看出，本发明实施例的安定面盒段组件中，后梁5设置为复合材料层压结构，纵向方向为贯穿结构，该后梁的截面为槽形截面或“C”形截面。
如图1和图2所示飞机安定面盒段对接装置的结构中，具体包括两个设置为金属材料结构的对接翼肋6，每个所述对接翼肋6分别与壁板1、中前梁3和后梁5通过机械连接成整体。
在具体机械连接放回寺中，所述对接翼肋6与后梁5的连接位置，对接翼肋6嵌套于后梁5的凹槽内，使得对接翼肋6对接翼肋6分别后梁5的腹板和缘条机械连接；所述对接翼肋6与中前梁3的连接位置，通过前梁筋条与对接翼肋6的腹板搭接进行机械连接。
如图1所示，本发明实施例在实际应用中，I组对接接头组件7安装于中前梁3与对接翼肋6的交汇位置，II组对接接头组件8安装于后梁5与对接翼肋6的交汇位置。
如图5所示，本发明实施例提供的飞机安定面盒段对接装置中一种对接接头的结构示意图。每组对接接头组件中的每个对接接头9中包括两个并排设置的L型对接结构，连接耳片位于对接结构的短边一侧，且所述两个L型对接结构自身通过机械连接成形成整体结构。
如图6所示，本发明实施例提供的飞机安定面盒段对接装置中对接接头与盒段连接位置的结构示意图。本发明实施例提供的飞机安定面盒段对接装置，还可以包括：盒段与对接接头的连接组件，所述连接组件设置为带板10。
本发明实施例的对接接头中，L型对接结构的长边侧与梁腹板和对接翼肋6连接成整体，用于搜集梁腹板的剪力和对接翼肋扭矩转换的剪切载荷。
L型对接结构的短边侧通过带板10连接在壁板1上，所述带板10用于搜集壁板1上弯矩转化的拉伸载荷和压缩载荷，最终对接接头另一面与对接带板和壁板连接成整体。
本发明实施例提供的飞机安定面盒段对接装置，针对现有飞机盒段结构中由于结构布置刚度问题，为了接头组有效传递载荷，需额外增加结构重量的问题，本发明实施例中通过改变对接接头组件的布置和结构形式，具体地，将对接接头组件布置为两组，分别布置于前梁和后梁与对接翼肋的交汇位置，可以有效传递盒段剪力、弯矩和扭矩载荷，同时可以有效传递盒段侧向载荷传递；另外，该题安定面盒段对接装置的结构，可以有效降低结构重量。
以下通过一个具体实施示例对本发明实施例提供的飞机安定面盒段对接装置的具体实施方式进行详细说明。
参考图1到图6所示，本实施示例中的飞机安定面盒段对接装置，包括：安定面盒段组件、对接接头组件，以及盒段与对接接头的连接组件。
本发明实施例中安定面盒段组件的结构设计主要包括：壁板设计、前梁设计、后梁设计、对接翼肋设计和连接设计。
(1)：壁板1设置为复合材料加筋结构，纵向方向为贯穿结构，不设计分离面；纵向方向与航向方向垂直。
(2)：前梁的每个分段截面形状设计为“C”形截面，由三部分组成，分别为左前梁2、中前梁3和右前梁4，左前梁2和右前梁4设置为复合材料层压结构，中前梁3设置为金属材料结构，左前梁2和右前梁3为对称结构，中前梁3通过搭接结构将左前梁2和右前梁4连接成整体，中前梁3的两端嵌套于两侧前梁相对的端面，中前梁3与左前梁2或右前梁4连接紧固件最少一排，最多四排，根据实际载荷情况布置紧固件排数。
(3)：后梁5设置为复合材料层压结构，纵向方向为贯穿结构，不设计分离面。
(4)：对接翼肋6(例如包括两处)设置为金属材料结构，与壁板1、中前梁3和后梁5通过机械连接成整体。与后梁5连接的位置，对接翼肋6嵌套于后梁5的凹槽内，嵌入后梁5内部，对接翼肋6既与后梁5腹板机械连接又与后梁缘条机械连接；与前梁连接的位置，通过前梁筋条与对接翼肋6腹板搭接进行机械连接。
(5)：盒段组件中壁板1与前梁、后梁和翼肋均通过机械连接。
本发明实施例中对接接头组件：组件中的每个对接接头分别布置于前梁与对接翼肋相交处和后梁与对接翼肋相交处，本结构共布置两组对接接头组件，且两组对接接头组件中，I组对接接头组件中的一个对接接头与II组对接接头组件中位置对应的对接接头耳片垂直布置。单个对接接头中包括两个并排设置的L型对接结构，连接耳片位于对接结构的短边一侧设计为背靠背板凳形结构，两个L型对接结构自身通过机械连接成一个整体。
本发明实施例中段与对接接头的连接组件：对接接头与盒段对接需有效搜集和传递盒段载荷。剪力载荷主要由梁腹板传递，扭矩载荷主要通过对接翼肋进行转化，所以对接接头的长边侧与梁腹板和对接翼肋连成整体，有效的搜集梁腹板的剪力和对接翼肋扭矩转换的剪切载荷；弯矩主要通过壁板进行传递，对接接头的短边侧通过带板10连接在壁板1上，通过布置带板(局部加强功能)搜集壁板上弯矩转化的拉伸载荷和压缩载荷，最终对接接头另一面与对接带板和壁板连接成整体。
(1)：前梁侧的对接接头组设计为L型形状，一面与中前梁腹板连接成整体，一面与带板10、壁板1和对接翼肋6缘条连接成整体，连接紧固件排数由载荷大小具体确定。
(2)：后梁侧的对接接头组设计为L型形状，对接接头耳片垂直于前对接接头布置，一面与后梁腹板连接成整体，一面与带板、壁板和对接翼肋缘条连接成整体，连接紧固件排数由载荷大小具体确定。
虽然本发明所揭露的实施方式如上，但所述的内容仅为便于理解本发明而采用的实施方式，并非用以限定本发明。任何本发明所属领域内的技术人员，在不脱离本发明所揭露的精神和范围的前提下，可以在实施的形式及细节上进行任何的修改与变化，但本发明的专利保护范围，仍须以所附的权利要求书所界定的范围为准。
Claims (5)
1.一种飞机安定面盒段对接装置，其特征在于，包括：安定面盒段组件、对接接头组件；
其中，所述安定面盒段组件包括壁板(1)，分别设置于壁板(1)前后两侧的前梁和后梁(5)，以及设置于前梁与后梁(5)之间的对接翼肋(6)；
所述对接接头组件包括：设置于前梁与对接翼肋(6)连接位置的I组对接接头组件(7)，以及设置于后梁(5)与对接翼肋(6)连接位置的II组对接接头组件(8)；
其中，所述I组对接接头组件(7)中每个对接接头(9)的连接耳片方向与所述II组对接接头组件(8)中每个对接接头(9)的连接耳片方向垂直，用于传递航向载荷以及垂直航向的纵向载荷；
其中，前梁的截面为槽形截面或“C”形截面，所述前梁包括中前梁(3)，位于中前梁(3)一侧的左前梁(2)，以及位于中前梁(3)另一侧的和右前梁(4)；
左前梁(2)和右前梁(4)设置为对称结构、且设置为复合材料层压结构，中前梁(3)设置为金属材料结构，且中前梁(3)通过搭接结构将左前梁(2)和右前梁(4)连接成整体，中前梁(3)的两端嵌套于左前梁(2)和右前梁(4)与其相对的端面；
所述每组对接接头组件中的每个对接接头(9)中包括两个并排设置的L型对接结构，连接耳片位于对接结构的短边一侧，且所述两个L型对接结构自身通过机械连接成形成整体结构；
所述飞机安定面盒段对接装置具体包括：两个设置为金属材料结构的对接翼肋(6)，每个所述对接翼肋(6)分别与壁板(1)、中前梁(3)和后梁(5)通过机械连接成整体；
其中，所述对接翼肋(6)与后梁(5)的连接位置，对接翼肋(6)嵌套于后梁(5)的凹槽内，使得对接翼肋(6)对接翼肋(6)分别后梁(5)的腹板和缘条机械连接；所述对接翼肋(6)与中前梁(3)的连接位置，通过前梁筋条与对接翼肋(6)的腹板搭接进行机械连接。
2.根据权利要求1所述的飞机安定面盒段对接装置，其特征在于，所述安定面盒段组件中，壁板(1)设置为复合材料加筋结构，纵向方向为贯穿结构。
3.根据权利要求1所述的飞机安定面盒段对接装置，其特征在于，所述安定面盒段组件中，所述后梁(5)设置为复合材料层压结构，纵向方向为贯穿结构。
4.根据权利要求1～3中任一项所述的飞机安定面盒段对接装置，其特征在于，所述I组对接接头组件(7)安装于中前梁(3)与对接翼肋(6)的交汇位置，所述II组对接接头组件(8)安装于后梁(5)与对接翼肋(6)的交汇位置。
5.根据权利要求1～3中任一项所述的飞机安定面盒段对接装置，其特征在于，还包括：盒段与对接接头的连接组件，所述连接组件设置为带板(10)；
所述对接接头中，L型对接结构的长边侧与梁腹板和对接翼肋(6)连接成整体，用于搜集梁腹板的剪力和对接翼肋扭矩转换的剪切载荷；
L型对接结构的短边侧通过带板(10)连接在壁板1上，所述带板(10)用于搜集壁板(1)上弯矩转化的拉伸载荷和压缩载荷，最终对接接头另一面与对接带板和壁板连接成整体。
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