CN112960111B - 飞机主起落架舱的舱门组件 - Google Patents

Abstract

本公开涉及一种飞机主起落架舱的舱门组件，该舱门组件包括：舱门面板，舱门面板包括舱门蒙皮和舱门加强筋，舱门加强筋布置在舱门蒙皮的朝向主起落架舱的一侧上；驱动摇臂，驱动摇臂与舱门面板的第一侧连接，使得舱门面板能够围绕枢转轴线转动，其中，驱动摇臂具有第一连接端和第二连接端，并且第一连接端固定地连接至舱门面板的舱门加强筋。

Description

飞机主起落架舱的舱门组件

技术领域

本公开涉及一种飞机机体结构技术领域，具体地，本发明涉及飞机主起落架舱的舱门组件。

背景技术

民用客机通常包含三个起落架，即位于机身前部的前起落架和两个主起落架，具体地左右机翼下方各一个。起落架的接纳舱(以下简称起落架舱)都配有相应的随动舱门，用于在起落架收起之后维持飞机良好的气动外形，以降低飞机的整体气动阻力。

现有技术中，起落架舱的舱门主要采用“整体机加工面板+摇臂或者拉杆”形式。由于之前的生产工艺，在面板蒙皮和摇臂的耳片面对面接合的情况下较容易对齐钻孔或是打钉直接结合，因此目前常用的“整体机加工面板+摇臂”形式的主起落架舱的舱门组件10’可以参见图1，包括舱门面板20’、驱动摇臂30’和两个短摇臂40’。舱门面板20’由加强筋和蒙皮构成。起落架舱门的摇臂30’、40’与面板连接，具体地，驱动摇臂30’和两个短摇臂40’的固附端附接至舱门面板20’的蒙皮。当外部机构(诸如作动筒)的载荷作用于驱动摇臂30’的第二连接端的耳片时，整个舱门组件10’围绕着摇臂30’、40’的支持耳片的孔的中心轴线转动，从而实现舱门的打开或关闭。

舱门组件的驱动摇臂主要作用是承受驱动机构、例如液压作动筒的大集中载荷并且对舱门面板提供刚性支撑。舱门面板主要承受面外载荷，而面板上的加强筋主要承受载荷。现有技术受限于先前的生产工艺，采用驱动摇臂与舱门面板的蒙皮面对面接合，这种面对面接合较容易对齐钻孔或是打钉直接结合，然而由于驱动摇臂与面板的蒙皮相连，载荷传递的路径包括摇臂-蒙皮-筋，因此其载荷传递效率低。此外，现有的舱门加强筋布置形式如图1所示，在现有技术中，面板上的加强筋以均匀的厚度并且成纵横的形式布置。然而，这种加强筋布置形式的使得在大部分位置处加强筋承受的载荷远远没有达到其材料能够承受的载荷限制，因此造成加强筋材料利用率低。

因此，仍然存在对现有舱门组件作进一步改进的需求。

发明内容

本公开所要解决的技术问题是：提供一种飞机主起落架的舱门组件，以在承受载荷能力不降低的情况下减轻重量。

为解决上述问题，本发明提供了一种飞机主起落架舱的舱门组件，该舱门组件包括：舱门面板，舱门面板包括舱门蒙皮和舱门加强筋，舱门加强筋布置在舱门蒙皮的朝向主起落架舱的一侧上；驱动摇臂，驱动摇臂与舱门面板的第一侧连接，使得舱门面板能够围绕枢转轴线转动，其中，驱动摇臂具有第一连接端和第二连接端，并且第一连接端固定地连接至舱门面板的舱门加强筋。

根据本公开的一个方面，驱动摇臂的第一连接端上设有摇臂连接耳片，其中，摇臂连接耳片与第一连接端一体形成，并且其中，摇臂连接耳片构造成与舱门面板的舱门加强筋面贴合地接触，通过紧固件与舱门加强筋固定。

根据本公开的一个方面，摇臂连接耳片包括从驱动摇臂的相对的两侧沿着第一平面方向延伸出的第一对摇臂连接耳片和从驱动摇臂的相对的两侧沿着第二平面方向延伸出的第二对摇臂连接耳片，并且第一平面与第二平面之间的夹角在90度到180度的范围内。

根据本公开的一个方面，舱门加强筋包括在舱门面板的第一侧的边缘处的横向边缘加强筋以及与横向边缘加强筋平行且相邻的横向第一加强筋，其中，横向边缘加强筋和横向第一加强筋分别设有加强筋耳片，其中，横向边缘加强筋和横向第一加强筋的设有加强筋耳片的部段相对于横向边缘加强筋和横向第一加强筋的其他部分加粗，并且其中，加强筋耳片与摇臂连接耳片面贴合地接触，通过紧固件与摇臂连接耳片固定。

根据本公开的一个方面，舱门面板的第一侧形成弯曲部，驱动摇臂的第一连接端构造成弯曲形式，并且与舱门面板的第一侧的弯曲部形状适配。

根据本公开的一个方面，驱动摇臂还包括被定位成远离舱门面板一侧的顶表面和靠近舱门面板一侧的底表面，在底表面上设有摇臂支持耳片，其中，摇臂支持耳片具有耳片孔，摇臂支持耳片的耳片孔被构造成围绕枢转轴线对中。

根据本公开的一个方面，驱动摇臂还包括设置在顶表面和底表面之间的摇臂加强筋，其中，摇臂加强筋成“之”字形。

根据本公开的一个方面，驱动摇臂的第二连接端上还设有相互平行的且间隔开的成对的摇臂驱动耳片，其中，摇臂驱动耳片构造成附连到与舱门驱动机构。

根据本公开的一个方面，舱门加强筋包括：在舱门面板的第一侧的边缘处的横向边缘加强筋；在舱门面板的与第一侧相对的第三侧的边缘处的横向对侧边缘加强筋；以及在舱门面板的位于第一侧两边并且彼此相对的第二侧和第四侧的边缘处的纵向边缘加强筋和纵向对侧边缘加强筋，其中，舱门加强筋的一部分在舱门面板的形状中心处交汇并且形成交汇点，并且舱门加强筋还包括从横向对侧边缘加强筋、纵向边缘加强筋和纵向对侧边缘加强筋直线延伸到交汇点的多根中心交汇加强筋。

根据本公开的一个方面，舱门面板还包括成对的舱门支持耳片，其中，舱门支持耳片与加强筋一体地形成，并且从舱门面板的边缘突伸出，并且其中，成对的舱门支持耳片中的每一个形成耳片孔，舱门支持耳片的耳片孔围绕枢转轴线对中，使得舱门支持耳片能够围绕枢转轴线转动。

本公开的舱门组件与现有舱门组件相比，驱动摇臂与加强筋相连，载荷传递效率高。面板加强筋减少提高了材料利用率，在能够承受同样载荷的同时减少材料的使用，减轻结构重量，降低飞机油耗等运营成本。舱门组件仅包括一个驱动摇臂，结构形式简单，易于加工设计和现场装配过程。

附图说明

为了更完全理解本发明，可参考结合附图来考虑示例性实施例的下述描述。附图比例是示意性，不必按比例绘制，而是旨在更清楚说明，附图中：

图1是现有技术的飞机主起落架舱的舱门组件的示意立体图；

图2是根据本发明的飞机主起落架舱的舱门组件的立体图；

图3是图2的舱门组件的舱门面板的立体图；

图4是图2的舱门组件的驱动摇臂的立体图；以及

图5是图2的舱门组件的驱动摇臂的连接端与舱门面板的舱门加强筋连接处的立体图。

附图标记列表：

10 舱门组件

20 舱门面板

21 舱门蒙皮

22 舱门加强筋

2200 横向边缘加强筋

2201 横向第一加强筋

2209 横向对侧边缘加强筋

2210 纵向边缘加强筋

2211 纵向第一加强筋

2212 纵向第二加强筋

2213 纵向第三加强筋

2214 纵向第四加强筋

2219 纵向对侧边缘加强筋

23 加强筋耳片

23a 第一对加强筋耳片

23b 第二对加强筋耳片

24 交汇点

24a 第一交汇点

24b 第二交汇点

24c 第三交汇点

30 驱动摇臂

30a 顶表面

30b 底表面

31 摇臂支持耳片

32 第一连接端

33 摇臂连接耳片

33a 第一对摇臂连接耳片

33b 第二对摇臂连接耳片

34 第二连接端

35 摇臂驱动耳片

36 摇臂加强筋

40 舱门支持耳片

A1 驱动轴线。

具体实施方式

下面结合具体实施例和附图对本发明作进一步说明，在以下的描述中阐述了更多的细节以便于充分理解本发明，但是本发明显然能够以多种不同于此描述的其它方式来实施，本领域技术人员可以在不违背本发明内涵的情况下根据实际应用情况作类似推广、演绎，因此不应以此具体实施例的内容限制本发明的保护范围。

在本发明的实施例中，定义舱门面板的“横向方向”为在舱门面板上基本平行于舱门面板的旋转轴线的方向；定义舱门面板的“纵向方向”为在舱门面板上基本垂直于舱门面板的旋转轴线的方向。

图2示意性地示出了本发明的优选实施例的舱门组件10，其包括作为舱门主体的舱门面板20、接收来自驱动机构的驱动载荷的驱动摇臂30，以及支持舱门面板20的可选的舱门支持耳片40。在舱门驱动机构(未示出)的作用下，舱门组件10围绕与枢转轴线A1对中的舱门转轴(未示出)转动，以在打开位置和关闭位置之间移动。

在本发明的较佳实施例中，舱门面板20的主体包括舱门蒙皮21和舱门加强筋22。舱门蒙皮21设计成轮廓形状适合于飞机主起落架舱的舱门开口，使得当处在关闭位置时，舱门开口被完全遮蔽并且舱门面板20的外部能够保持完整的符合空气动力学的外形。舱门加强筋22布置在舱门蒙皮21的朝向主起落架舱的一侧上，具体地，朝向主起落架舱的内部突伸。

在飞机飞行过程中，舱门面板20承受的主要载荷为流过舱门蒙皮21外侧的气流引起的面外载荷(气动力载荷)。在这种情况下，舱门加强筋22用于承受面外载荷中的大部分，以保持舱门面板20的不会因为承受面外载荷发生形变而影响其遮蔽舱门开口。

图3示出了根据本发明的优选实施例的舱门面板20的立体图。舱门面板20具有四条侧边，分别为靠近枢转轴线A1的侧边的第一侧、与第一侧相对的第三侧，在第一侧和第三侧之间并且彼此相对的第二侧和第四侧。在较佳实施例中，舱门加强筋22包括在第一侧的边缘处的横向边缘加强筋2200、在第三侧的边缘处的横向对侧边缘加强筋2209、在第二侧的边缘处的纵向边缘加强筋2210和在第四侧的边缘处的纵向对侧边缘加强筋2219。

在较佳实施例中，舱门加强筋22根据实际受力情况而在主要受力位置处加粗(即，增加舱门加强筋22的厚度)，并且可以在次要受力位置处减少设置(甚至不设置)加强筋，从而在减轻舱门面板20的同时仍然能保证舱门面板20承受设计的计划载荷。

本发明的优选实施例的舱门加强筋22在主要位置处加粗。如图3所示，较佳地，加粗的加强筋22包括纵向第一加强筋2211、纵向第二加强筋2212、纵向第三加强筋2213、纵向第四加强筋2214，它们都处在横向边缘加强筋2200与平行于横向边缘加强筋2200的横向第一加强筋2201之间。四条加粗的加强筋2211-2214宽度设计成足够的粗(厚)，以使得舱门面板20足以承受作用在舱门面板20上的面外载荷，并且按照相关规定留有设计余量。

本发明的优选实施例的舱门加强筋22在次要受力位置处根据实际受力布置成交汇-发散形式并且形成交汇点24。如图3所示，较佳地，舱门加强筋22的交汇点24设计在舱门面板的形状中心(在该位置气动力最集中，即承受面外载荷最大)附近，以在形状中心附近提供足够支持。

如图3所示，舱门加强筋22的交汇点24包括第一交汇点24a、第二交汇点24b、第三交汇点24c。舱门加强筋22还包括多根中心交汇加强筋，这些中心交汇加强筋分别从位于侧边的加强筋22(诸如纵向边缘加强筋2211、横向对侧边缘加强筋2209和纵向对侧边缘加强筋2219等)以及加粗的加强筋22(诸如纵向第一加强筋2211、纵向第二加强筋2212、纵向第三加强筋2213、纵向第四加强筋2214等)延伸到第一交汇点24a、第二交汇点24b、第三交汇点24c。同时，包围驱动摇臂30的第一连接端32(在下文中详细描述)的两个纵向加强筋也延伸到交汇点24，具体地，纵向第二加强筋2212延伸到第二交汇点24b，纵向第三加强筋2213延伸到第三交汇点24c，这使得面外载荷中的大部分能够直接传递至纵向第二加强筋2212、纵向第三加强筋2213。采用这种加强筋布置的舱门加强筋22，因此合理地减少次要位置处的加强筋的材料用量而仍然足以承受作用在各处的面外载荷，使得加强筋材料的使用量减少，减轻了舱门组件10的总重量。

此外，如图3所示，纵向第一加强筋2211、纵向第四加强筋2214朝向背离舱门面板20的方向突伸出并且形成成对的舱门支持耳片40，即舱门支持耳片40与加强筋22一体地形成。舱门支持耳片40辅助支持舱门面板20，以增加舱门面板20的稳定性。与现有技术中采用的短摇臂相比，采用舱门支持耳片40使得材料的使用量大大减少，减轻了舱门组件10的总重量。

为了使舱门面板20能够围绕枢转轴线A1(参见图2)转动并且相对于飞机主起落架舱打开和闭合，舱门支持耳片40的耳片孔围绕枢转轴线A1对中，使得舱门支持耳片40能够围绕枢转轴线A1转动。

在飞机起飞/降落过程中，舱门面板20相应地需要转动到关闭位置/打开位置，此时，舱门面板20承受的主要载荷为来自驱动机构(作动筒)施加到驱动摇臂30的拉力/推力。驱动机构对舱门面板20的载荷中的大部分通过驱动摇臂30传递至舱门加强筋22。

图4示出了根据本发明的优选实施例的驱动摇臂30的立体图。驱动摇臂30包括第一连接端32和第二连接端34。第一连接端32固定地连接至舱门面板20的第一侧的边缘处的舱门加强筋22，第二连接端34驱动地连接至舱门驱动机构。

本发明中，为了使舱门面板20能够围绕枢转轴线A1(参见图2)转动并且因此相对于飞机主起落架舱打开和闭合，驱动摇臂30在主体上还设有摇臂支持耳片31，该摇臂支持耳片31的耳片孔围绕枢转轴线A1对中，使得驱动摇臂30能够围绕所述枢转轴线A1转动。较佳地，驱动摇臂30还包括顶表面30a和相对的底表面30b，并且在底表面30b上设置摇臂支持耳片31。

如图2至图4所示，第一连接端32固定地连接至舱门加强筋22中靠近第一侧的加强筋，具体地，连接至横向边缘加强筋2200以及横向第一加强筋2201。通过将驱动摇臂30的第一连接端32固定地连接至舱门加强筋22，使得驱动摇臂30至舱门面板20之间的载荷传递的路径直接从摇臂传递到筋，不再通过蒙皮，因此路径缩短，其载荷传递效率较高。较佳地，舱门加强筋22在与驱动摇臂30的连接处的部段相对于其他部分加粗。

结合图3和图4，本发明的驱动摇臂30的第一连接端32上设有摇臂连接耳片33，较佳地，摇臂连接耳片33与第一连接端32一体形成。并且舱门加强筋22上还设有对应的加强筋耳片23。其中，摇臂连接耳片33构造成与舱门加强筋22的加强筋耳片23面贴合地接触，通过紧固件使得驱动摇臂30与舱门加强筋22固定，这样布置使得载荷传递的路径缩短，载荷传递效率较高。其中，摇臂连接耳片33的耳片孔用作紧固件孔，并且加强筋耳片23的耳片孔也用作紧固件孔，紧固件包括但不限于螺栓、螺丝或者铆钉等。

较佳地，如图4所示，摇臂连接耳片33设置在驱动摇臂30的侧面上，即，设置在基本垂直于顶表面30a和底表面30b的相对两侧面。具体地，摇臂连接耳片33包括从驱动摇臂30的相对的两侧沿着第一平面方向延伸出的第一对摇臂连接耳片33a和从驱动摇臂30的相对的两侧沿着第二平面方向延伸出的第二对摇臂连接耳片33b，并且第一平面与第二平面之间的夹角在90度到180度的范围内。

对应于图4所示两对摇臂连接耳片33a和33b，如图3所示，加强筋耳片23还包括横向边缘加强筋2200上的第一对加强筋耳片23a和横向第一加强筋2201上的第二对加强筋耳片23b。第一对加强筋耳片23a与第一对摇臂连接耳片33a面贴合地接触，而第二对加强筋耳片23b与第二对摇臂连接耳片33b面贴合地接触。

图5示出了根据本发明的舱门组件10的驱动摇臂30的第一连接端32与舱门面板20的舱门加强筋22连接处的立体图。根据横向方向的加强筋22的布置，第一对加强筋耳片23a突伸的方向与第二对加强筋耳片23b突伸的方向之间的夹角在90度到180度的范围内。具体的，如图3所示，舱门面板20的第一侧形成弯曲部，驱动摇臂30的第一连接端32也构造成弯曲形式，并且与舱门面板20的第一侧的弯曲部形状适配。因此，第一对摇臂连接耳片33a所在的平面与第二对摇臂连接耳片33b所在的平面之间的夹角也设计成在90度到180度的范围内。在现场安装时，这种设计使得易于进行紧固件的组装操作。在替代实施例中，驱动摇臂30的第一连接端32也可以设计成由与之相邻的包围的加强筋、诸如与舱门加强筋22的纵向第二加强筋2212和/或纵向第三加强筋2213连接，使得来自驱动机构的驱动载荷传导至加粗的加强筋。

现在返回图4，驱动摇臂30还包括朝向驱动机构的第二连接端34，第二连接端34上设有摇臂驱动耳片35，以接收来自驱动机构的驱动作用。较佳地，如图4所示，摇臂驱动耳片35包括相互平行的成对的摇臂驱动耳片35，以在接收来自驱动机构的驱动载荷的基础上保持稳定。

本发明中，驱动摇臂30还包括设置在顶表面30a和底表面30b之间的摇臂加强筋36。相比于图1的现有技术中的驱动摇臂的长圆形镂空的加强筋形式，摇臂加强筋36较佳地设计成“之”字形布置，即摇臂加强筋36包括多个在顶表面30a和底表面30b之间倾斜延伸的加强筋，相邻的两个加强筋沿相反的倾斜角度延伸，这样在相邻的两个加强筋之间包括三角形镂空。摇臂加强筋36的这种布置更符合驱动摇臂30的力传递路径，以在力传递最集中的位置附近提供支持，进一步减少加强筋材料的使用量，减轻了舱门组件10的总重量。

本公开的舱门组件，将主起落架舱门的驱动摇臂与舱门加筋面板的加强筋相连，载荷传递效率高。主起落架舱门加筋面板上的加强筋根据结构受力特点进行布置，加强筋总量减少，提高了材料利用率，在能够承受同样载荷的同时减少材料的使用，减轻舱门组件的总重量相比于现有技术减轻约30％，有效降低飞机油耗，节省运行成本。舱门组件仅包括一个驱动摇臂，结构形式简单，易于加工设计和现场装配过程。因此运营成本得以有效减少。

尽管以上已经描述了各种实施例，但应当理解，它们以示例而非限制的方式提出。对相关领域技术人员而言显而易见的是，所公开的主题可以其它特定的形式实施而不脱离其精神和必要特征。因此，以上所描述的实施例在所有方面被认为是示例性而非限制性的，并不作为对本发明做任何限制的依据。

Claims (9)

1.一种飞机主起落架舱的舱门组件，所述舱门组件包括：

舱门面板(20)，所述舱门面板(20)包括舱门蒙皮(21)和舱门加强筋(22)，所述舱门加强筋(22)布置在所述舱门蒙皮(21)的朝向所述主起落架舱的一侧上；

驱动摇臂(30)，所述驱动摇臂(30)与所述舱门面板(20)的第一侧连接，使得所述舱门面板(20)能够围绕枢转轴线(A1)转动，

其特征在于，

所述驱动摇臂(30)具有第一连接端(32)和第二连接端(34)，并且所述第一连接端(32)固定地连接至所述舱门面板(20)的舱门加强筋(22)，

所述驱动摇臂(30)的第一连接端(32)上设有摇臂连接耳片(33)，

其中，所述摇臂连接耳片(33)与所述第一连接端(32)一体形成，并且

其中，所述摇臂连接耳片(33)构造成与所述舱门面板(20)的舱门加强筋(22)面贴合地接触，通过紧固件与所述舱门加强筋(22)固定。

2.根据权利要求1所述的舱门组件，其特征在于，

所述摇臂连接耳片(33)包括从所述驱动摇臂(30)的相对的两侧沿着第一平面方向延伸出的第一对摇臂连接耳片(33a)和从所述驱动摇臂(30)的相对的两侧沿着第二平面方向延伸出的第二对摇臂连接耳片(33b)，并且所述第一平面与所述第二平面之间的夹角在90度到180度的范围内。

3.根据权利要求1所述的舱门组件，其特征在于，

所述舱门加强筋(22)包括在所述舱门面板(20)的第一侧的边缘处的横向边缘加强筋(2200)以及与所述横向边缘加强筋(2200)平行且相邻的横向第一加强筋(2201)，

其中，所述横向边缘加强筋(2200)和所述横向第一加强筋(2201)分别设有加强筋耳片(23)，

其中，所述横向边缘加强筋(2200)和所述横向第一加强筋(2201)的设有所述加强筋耳片(23)的部段相对于所述横向边缘加强筋(2200)和所述横向第一加强筋(2201)的其他部分加粗，并且

其中，所述加强筋耳片(23)与所述摇臂连接耳片(33)面贴合地接触，通过紧固件与所述摇臂连接耳片(33)固定。

4.根据权利要求1所述的舱门组件，其特征在于，

所述舱门面板(20)的第一侧形成弯曲部，所述驱动摇臂(30)的所述第一连接端(32)构造成弯曲形式，并且与所述舱门面板(20)的第一侧的所述弯曲部形状适配。

5.根据权利要求1所述的舱门组件，其特征在于，

所述驱动摇臂(30)还包括被定位成远离所述舱门面板(20)一侧的顶表面(30a)和靠近所述舱门面板(20)一侧的底表面(30b)，在所述底表面(30b)上设有摇臂支持耳片(31)，

其中，所述摇臂支持耳片(31)具有耳片孔，所述摇臂支持耳片(31)的耳片孔被构造成围绕所述枢转轴线(A1)对中。

6.根据权利要求5所述的舱门组件，其特征在于，

所述驱动摇臂(30)还包括设置在所述顶表面(30a)和所述底表面(30b)之间的摇臂加强筋(36)，其中，所述摇臂加强筋(36)成“之”字形。

7.根据权利要求1所述的舱门组件，其特征在于，

所述驱动摇臂(30)的所述第二连接端(34)上还设有相互平行的且间隔开的成对的摇臂驱动耳片(35)，其中，所述摇臂驱动耳片(35)构造成附连到与舱门驱动机构。

8.根据权利要求1所述的舱门组件，其特征在于，

所述舱门加强筋(22)包括：

在所述舱门面板(20)的第一侧的边缘处的横向边缘加强筋(2200)；

在所述舱门面板(20)的与所述第一侧相对的第三侧的边缘处的横向对侧边缘加强筋(2209)；以及

在所述舱门面板(20)的位于所述第一侧两边并且彼此相对的第二侧和第四侧的边缘处的纵向边缘加强筋(2210)和纵向对侧边缘加强筋(2219)，

其中，所述舱门加强筋(22)的一部分在所述舱门面板(20)的形状中心处交汇并且形成交汇点(24)，并且所述舱门加强筋(22)还包括从所述横向对侧边缘加强筋(2209)、所述纵向边缘加强筋(2210)和所述纵向对侧边缘加强筋(2219)直线延伸到所述交汇点(24)的多根中心交汇加强筋。

9.根据权利要求1所述的舱门组件，其特征在于，

舱门面板(20)还包括成对的舱门支持耳片(40)，

其中，所述舱门支持耳片(40)与所述加强筋(22)一体地形成，并且从所述舱门面板(20)的边缘突伸出，并且

其中，成对的所述舱门支持耳片(40)中的每一个形成耳片孔，所述舱门支持耳片(40)的耳片孔围绕所述枢转轴线(A1)对中，使得所述舱门支持耳片(40)能够围绕所述枢转轴线(A1)转动。