CN113772108B - 一种尾翼前缘分鸟器结构 - Google Patents
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Abstract
本申请涉及飞机结构设计领域，为一种尾翼前缘分鸟器结构，设于前梁与垂尾前缘舱前部之间，包括前缘蒙皮、分鸟器、支撑组件，所述前缘蒙皮呈弧形结构并设于垂尾前缘舱外壁上，所述分鸟器包括第一分流板、连接板、第二分流板，所述第一分流板和第二分流板分设于连接板的两侧并且对称设置，所述第一分流板、第二分流板、连接板在靠近垂尾舱前部的一端相连，形成箭头结构，所述支撑组件设于前梁与分鸟器之间并与分鸟器相连。具有结构简单稳定、占用空间小、重量轻、能够有效抵抗鸟撞的技术效果。
Description
技术领域
本申请属于飞机结构设计领域，特别涉及一种尾翼前缘分鸟器结构。
背景技术
鸟撞是一种突发性和多发性的飞行事故，一旦发生，轻则导致飞机结构部件的损伤，重则引发机毁人亡的灾难性事故。在鸟撞击飞机的事故中，飞机的迎风面，包括飞机风挡、雷达罩、发动机、机翼前缘及尾翼前缘是最易受到鸟撞的部位。飞行中的飞机与鸟类相撞一直是飞机设计人员非常关注的问题，既然难以完全避免飞机与鸟类相撞，那么飞机设计过程中考虑鸟撞因素，提高飞机的抗撞击能力，便显得至关重要。尤其对于尾翼结构，CCAR25.631条款和HB7084中，均明确规定了：尾翼结构的设计必须保证飞机在与3.6Kg(8lb)重的鸟相撞之后，仍能继续安全飞行和着陆，相撞时飞机的速度等于飞机在选定海平面的巡航速度。
飞机鸟撞是一种高能冲击，结构要能承受数万J的冲击能量，而鸟撞的瞬间，结构需承受十几万N的冲击载荷。各型号的飞机，根据前缘结构尺寸、前缘内装物和盒段结构设计的状态、翼面修理的经济性，有多种多样的抗鸟撞方案设计。结构抗鸟撞的要求与结构减重的需求往往是矛盾的，大型飞机如：A380、B787等充分利用飞机结构尺寸大的特点，在盒段前设计了一个承力的辅助盒段作为缓冲，并在前缘蒙皮上粘贴一块不锈钢板或钛合金板作为防护；但很多中小型飞机，前缘舱尺寸小，无法设计辅助盒段，只能使用铝合金的前缘和较厚的结构，依靠结构的变形能来吸收鸟撞能量。尽管公认的芳纶织物具有良好的性能特点，但芳纶织物的加工工艺性差、易吸湿膨胀的特点，使之很难应用于飞机前缘这种对气动外形要求非常高的结构。因此如何设计一种能够适应多种机型的防鸟撞结构是一个需要解决的问题。
发明内容
本申请的目的是提供了一种尾翼前缘分鸟器结构，以解决现有技术中中小型飞机难以设计出有效的防鸟撞结构的问题。
本申请的技术方案是：一种尾翼前缘分鸟器结构，设于前梁与垂尾前缘舱前部之间，包括前缘蒙皮、分鸟器、支撑组件，所述前缘蒙皮呈弧形结构并设于垂尾前缘舱外壁上，所述分鸟器包括第一分流板、连接板、第二分流板，所述第一分流板和第二分流板分设于连接板的两侧并且对称设置，所述第一分流板、第二分流板、连接板在靠近垂尾舱前部的一端相连，形成箭头结构，所述支撑组件设于前梁与分鸟器之间并与分鸟器相连。
优选地，所述第一分流板、第二分流板与连接板之间均设有支撑块，所述支撑块靠近支撑组件的一侧侧壁为圆弧内凹结构。
优选地，所述支撑组件共有两组并且对称设于连接板的两侧，所述支撑组件包括横板、纵板和斜板，所述纵板与连接板可拆卸连接，所述横板与前梁可拆卸连接，所述纵板设于横板的外侧，所述斜板向外侧倾斜并且两端分别与横板和纵板相连。
优选地，两组所述支撑结构之间设有支撑板，所述支撑板呈等腰梯形设置并且两侧的斜度与斜板相同，所述支撑板的两侧分别与两组斜板的内壁相贴，所述支撑板的底部与前梁相贴。
优选地，所述纵板与连接板、横板与前梁之间均采用螺栓连接。
优选地，所述分鸟器采用铝合金材料制成，所述支撑组件采用2024-T351材料制成。
优选地，两组所述分流板之间的角度为90°，所述分流板的厚度为1.5mm。
优选地，所述前缘蒙皮采用1.5mm厚的铝合金薄板制成。
优选地，所述前梁为1.8mm厚度的加劲梁，所述前梁上设置有多组间隔设置的加强筋。
优选地，所述前缘蒙皮与前梁之间采用双排螺栓相连。
本申请的一种尾翼前缘分鸟器结构，通过在垂尾前缘舱外壁上设置前缘蒙皮，通过自身的变形对鸟撞进行吸能和导向，而后在支撑组件的支撑下，通过分鸟器的箭头结构分割鸟体，从而对盒段和内部结构起到有效的保护作用。
优选地，通过在第一分流板、第二分流板与连接板之间设置支撑块，能够有效提高第一分流板和第二分流板的抗冲击和变形能力，圆弧凹槽的设置使得支撑块在保证支撑强度的同时，自身重量较小。
附图说明
为了更清楚地说明本申请提供的技术方案，下面将对附图作简单地介绍。显而易见地，下面描述的附图仅仅是本申请的一些实施例。
图1为本申请整体结构示意图。
1、前缘蒙皮；2、第一分流板；3、连接板；4、第二分流板；5、支撑块；6、圆弧内凹结构；7、横板；8、纵板；9、斜板；10、支撑板；11、前梁；12、加强筋。
具体实施方式
为使本申请实施的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本申请实施例中的附图，对本申请实施例中的技术方案进行更加详细的描述。
一种尾翼前缘分鸟器结构，如图1所示，设于前梁11与垂尾前缘舱前部之间，在鸟撞过程中，鸟体表现出流体力学行为，能量较高，对于该能量，本申请采用疏导的方法，将鸟体的能量分开。
包括前缘蒙皮1、分鸟器、支撑组件，前缘蒙皮1设于垂尾前缘舱外壁上，在鸟撞时，通过自身的变形起到吸能和导向的作用。分鸟器设于前缘蒙皮1的内侧，用于分割鸟体，分鸟器包括第一分流板2、连接板3、第二分流板4，第一分流板2和第二分流板4分设于连接板3的两侧并且对称设置，第一分流板2、第二分流板4、连接板3在靠近垂尾舱前部的一端相连，形成箭头结构，支撑组件设于前梁11与分鸟器之间并与分鸟器相连。
在经过前缘蒙皮1的缓冲后，通过箭头结构分割鸟体，分割后的鸟器最多仅有少量大的鸟体碎屑而不是大量的鸟体沿着第一分流板2和第二分流板4进入前缘舱内部，从而实现保护盒段及其内部结构的目的。
同时采用箭头结构分割鸟体，分鸟器自身的重量和占用空间均较小，能够满足中小型飞机的使用，也能够在大型飞机中进行使用，适用范围较广。
优选地，第一分流板2、第二分流板4与连接板3之间设有支撑块5，支撑块5靠近支撑组件的一端侧壁为圆弧内凹结构6，圆弧内凹结构6的半径为5mm。支撑块5对第一分流板2和第二分流板4进行支撑，提高了第一分流板2和第二分流板4的抗冲击能力和抗变形能力，圆弧内凹结构6的设计使得支撑块5在保证支撑强度的同时，自身的重量较小。
优选地，支撑组件共有两组并且对称设于连接板3的两侧，支撑组件包括横板7、纵板8和斜板9，纵板8和连接板3可拆卸连接，横板7与前梁11可拆卸连接，纵板8设于横板7的外侧，斜板9向外侧倾斜并且两端分别与横板7和纵板8相连。两个支撑组件与前梁11配合形成等腰三角形结构对分鸟器进行稳定支撑，等腰三角形的顶角为68.7°，两侧边长为75mm，能够有效防止分鸟器在撞击的时候发生偏斜，并且结构简单稳定、所占重量较小。
优选地，两组支撑结构之间设有支撑板10、支撑板10呈等腰梯形设置并且两侧的斜度与斜板9相同，支撑板10的两侧分别与两组斜板9的内壁相贴，支撑板10的底部与前梁11相贴。支撑板10通过与前梁11相抵能够对两组支撑结构进行支撑，防止支撑结构倾斜或变形。
优选地，纵板8与连接板3、横板7与前梁11之间均采用螺栓连接，实现前梁11、支撑结构、连接板3之间的高效稳定固定。
优选地，分鸟器采用铝合金材料制成，支撑组件采用2024-T351材料制成。采用铝合金材质，在保证支撑强度的同时，自身重量较轻。
优选地，第一分流板2和第二分流板4之间的角度为90°，厚度均为1.5mm。
优选地，蒙皮采用1.5mm的铝合金薄板制成。在保证防撞击性能的同时，自身的重量较小。
优选地，前梁11为1.8mm厚度的加劲梁，前梁11上设置有多组间隔设置的加强筋12。能够对分鸟器结构起到有效的支撑和载荷传递作用，加强筋12的设置能够有效提高前梁11的强度。
优选地，前缘蒙皮1与前梁11之间采用双排螺栓相连，实现前梁11与前缘蒙皮1的稳定固定。
分鸟器、支撑组件、前梁11、前缘蒙皮1之间组成稳定的相互支撑结构，强度高，抗冲击性强，具有结构简单稳定、占用空间小、重量轻，能够有效的抵抗鸟撞、对盒段及其内部结构进行保护。
以上所述，仅为本申请的具体实施方式，但本申请的保护范围并不局限于此，任何熟悉本技术领域的技术人员在本申请揭露的技术范围内，可轻易想到的变化或替换，都应涵盖在本申请的保护范围之内。因此，本申请的保护范围应以所述权利要求的保护范围为准。
Claims (6)
1.一种尾翼前缘分鸟器结构，设于前梁(11)与垂尾前缘舱前部之间，其特征在于，包括前缘蒙皮(1)、分鸟器、支撑组件，所述前缘蒙皮(1)呈弧形结构并设于垂尾前缘舱外壁上，所述分鸟器包括第一分流板(2)、连接板(3)、第二分流板(4)，所述第一分流板(2)和第二分流板(4)分设于连接板(3)的两侧并且对称设置，所述第一分流板(2)、第二分流板(4)、连接板(3)在靠近垂尾舱前部的一端相连，形成箭头结构，所述支撑组件设于前梁(11)与分鸟器之间并于分鸟器相连；
所述第一分流板(2)、第二分流板(4)与连接板(3)之间均设有支撑块(5)，所述支撑块(5)靠近支撑组件的一侧侧壁为圆弧内凹结构(6)；
所述支撑组件共有两组并且对称设于连接板(3)的两侧，所述支撑组件包括横板(7)、纵板(8)和斜板(9)，所述纵板(8)与连接板(3)可拆卸连接，所述横板(7)与前梁(11)可拆卸连接，所述纵板(8)设于横板(7)的外侧，所述斜板(9)向外侧倾斜并且两端分别与横板(7)和纵板(8)相连；
两组所述支撑组件之间设有支撑板(10)，所述支撑板(10)呈等腰梯形设置并且两侧的斜度与斜板(9)相同，所述支撑板(10)的两侧分别与两组斜板(9)的内壁相贴，所述支撑板(10)的底部与前梁(11)相贴；
第一分流板(2)和第二分流板(4)之间的角度为90°、厚度均为1.5mm。
2.如权利要求1所述的尾翼前缘分鸟器结构，其特征在于：所述纵板(8)与连接板(3)、横板(7)与前梁(11)之间均采用螺栓连接。
3.如权利要求1所述的尾翼前缘分鸟器结构，其特征在于：所述分鸟器采用铝合金材料制成，所述支撑组件采用2024-T351材料制成。
4.如权利要求1所述的尾翼前缘分鸟器结构，其特征在于：所述前缘蒙皮(1)采用1.5mm厚的铝合金薄板制成。
5.如权利要求1所述的尾翼前缘分鸟器结构，其特征在于：所述前梁(11)为1.8mm厚度的加筋梁，所述前梁(11)上设置有多组间隔设置的加强筋(12)。
6.如权利要求1所述的尾翼前缘分鸟器结构，其特征在于：所述前缘蒙皮(1)与前梁(11)之间采用双排螺栓相连。
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