CN113844661A - 一种用于氢能飞机的储氢罐体安装支架结构 - Google Patents

一种用于氢能飞机的储氢罐体安装支架结构 Download PDF

Info

Publication number
CN113844661A
CN113844661A CN202111217575.5A CN202111217575A CN113844661A CN 113844661 A CN113844661 A CN 113844661A CN 202111217575 A CN202111217575 A CN 202111217575A CN 113844661 A CN113844661 A CN 113844661A
Authority
CN
China
Prior art keywords
storage tank
hydrogen storage
hydrogen
ring
mounting bracket
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.)
Pending
Application number
CN202111217575.5A
Other languages
English (en)
Inventor
张永杰
陈巨
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.)
Northwestern Polytechnical University
Original Assignee
Northwestern Polytechnical University
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 Northwestern Polytechnical University filed Critical Northwestern Polytechnical University
Priority to CN202111217575.5A priority Critical patent/CN113844661A/zh
Publication of CN113844661A publication Critical patent/CN113844661A/zh
Pending legal-status Critical Current

Links

Images

Classifications

    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B64AIRCRAFT; AVIATION; COSMONAUTICS
    • B64DEQUIPMENT FOR FITTING IN OR TO AIRCRAFT; FLIGHT SUITS; PARACHUTES; ARRANGEMENT OR MOUNTING OF POWER PLANTS OR PROPULSION TRANSMISSIONS IN AIRCRAFT
    • B64D37/00Arrangements in connection with fuel supply for power plant
    • B64D37/30Fuel systems for specific fuels
    • YGENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y02TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
    • Y02TCLIMATE CHANGE MITIGATION TECHNOLOGIES RELATED TO TRANSPORTATION
    • Y02T90/00Enabling technologies or technologies with a potential or indirect contribution to GHG emissions mitigation
    • Y02T90/40Application of hydrogen technology to transportation, e.g. using fuel cells

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Aviation & Aerospace Engineering (AREA)
  • Filling Or Discharging Of Gas Storage Vessels (AREA)

Abstract

本发明属于飞行器技术领域,涉及一种用于氢能飞机的储氢罐体安装支架结构,至少两个支撑体,间隔设置;连接杆,至少有一个,位于相邻的两个支撑体之间,连接杆的两端分别与相邻的两个支撑体垂直固定;其中,支撑体包括:第一环片;第二环片,和第一环片通过连接件连接,第二环片和第一环片拼合后成整环;支撑结构,设置在第二环片上,用于实现对储氢罐体的支撑。本发明本体质量小,可满足飞机的轻量化要求,同时可承受飞机起飞、着陆和飞行时候遇到的冲击载荷,并且限制储氢罐体的各个方向的自由度,以保证储氢罐体不和飞机发生相对运动,从而导致飞机重心变化,安装支架和储氢罐体结构上设置的缓冲结构,使得其整体具有缓冲能力,可靠性高。

Description

一种用于氢能飞机的储氢罐体安装支架结构
技术领域
本发明属于飞行器技术领域,具体涉及一种用于氢能飞机的储氢罐体安装支架结构。
背景技术
传统燃油航空发展到今天,技术方面已经十分成熟,无论是燃油发动机还是飞机的油箱系统,都已经趋于完善。然而在全球能源日益紧缺的今天,低碳经济在大力发展的大环境下,燃油消耗巨大的航空领域,不得不做出改变以适应全球的大趋势。
氢气是目前人类发现的最优质的能源,其以储量巨大、效率高、无污染、无排放的优势,越来越受到各国的重视,而且其获取方式简单,采用电解水就能产生氢气,可以为人类提供源源不断的能源。
目前为止,一些国家的航空公司好和研究所都推出了自己的氢能源飞机的验证机方案:
如中国商飞的灵雀试验机,其储氢装置的结构为将储氢罐设计与机身尺寸一致,使用机身的蒙皮包裹住储氢罐本体,而不采用支架结构,相当于机身本体就是一个储氢罐,而机翼和其他部分安置在储氢罐体之上。飞机降落时的载荷都飞机的起落由架传递给机身,相当于载荷直接作用在储氢罐体上。这种结构,飞机机身的大部分被储氢罐填充,在机身飞行过程中,机身受到的作用力会无缓冲直接通过蒙皮作用在储氢罐上,在面临大载荷时可能会导致储氢罐的变形泄露甚至爆炸等严重后果。
还有环球氢能公司计划改装的冲锋8-300飞机,使用高压储氢罐对飞机快速充能,其储氢罐采用的是多个小型储氢罐叠加布置在飞机后排座位上,使用简单的固定装置将其布置在一起。但是,其没有考虑放置在一起时的挤压碰撞问题,飞机在飞行过程中会受到许多载荷,导致飞机存在各个方向的加速度,这会使储氢罐相互作用,同样有储氢罐变形的危险;此外,由于冲锋8-300飞机的储氢装置全部布置在机身后排,和传统燃油飞机的燃料不同,储氢装置的重量大于燃油储存系统,这会导致飞机的重心偏后,使得飞机的稳定性下降,想要平衡飞机重心,可能会付出更多重量代价。
发明内容
有鉴于此,本发明提供了一种用于氢能飞机的储氢罐体安装支架结构,以便解决上述提到的技术问题。
本发明的技术方案是:
一种用于氢能飞机的储氢罐体安装支架结构,包括:
至少两个支撑体,间隔设置;
连接杆,至少有一个,位于相邻的两个支撑体之间,所述连接杆的两端分别与相邻的两个支撑体垂直固定;
其中,所述支撑体包括:
第一环片;
第二环片,和所述第一环片通过连接件连接,所述第二环片和所述第一环片拼合后成整环;
支撑结构,设置在所述第二环片上,用于实现对储氢罐体的支撑。
优选的,所述支撑结构包括两组对称设置的弹性减震支撑结构。
优选的,所述弹性减震支撑结构包括:
连接块,其与所述第二环片固定;
筒体,竖直设置,位于所述连接块远离所述第二环片的一侧且与所述连接块固定;
支座,包括座体和设置在所述座体上方的杆体,所述杆体竖直设置,其远离所述座体的一端插装在所述筒体内;
弹性件,套装在所述筒体上,卡装在所述座体和连接块之间。
优选的,所述第一环片和第二环片的截面呈L型。
优选的,所述第一环片的厚度比第二环片的厚度小。
优选的,还包括横向限位结构,所述横向限位结构设置在储氢罐体上。
优选的,所述横向限位结构包括至少两个对称设置的挡板,所述挡板的一端与储氢罐体固定,两个挡板之间的距离与相邻两个支撑体之间的距离匹配。
优选的,所述挡板上开设有至少一个减重孔。
优选的,所述连接杆有三个,且其在两个支撑体之间均布设置。
本发明提供的一种用于氢能飞机的储氢罐体安装支架结构,采用了结构简单的L型梁作为支撑体进行结构承重设计,使用第一环片和第二环片构成支撑体的结构来固定储氢罐体的径向自由度,将飞机起飞、着陆、飞行的全部载荷通过支撑体传递给储氢罐,使用连接杆连接相邻的支撑体对其进行固定,连接杆构成的三角稳定结构有利于提升支架的稳定程度;同时使用安装支架结构对储氢罐体进行连接的结构,避免了机身的载荷直接作用于储氢罐体。弹性减震支撑结构固定在两个支撑体的下方,大大减少了机身和储氢罐体受到的冲击载荷,加强了结构的稳定性且不增加太多重量;储氢罐体上布置的横向限位结构限制了储氢罐的轴向自由度,此种方式用最小的重量代价完成了对储氢罐体轴向自由度的限制,传递了飞机起飞等情况下单载荷。本发明能够承受储氢罐体在飞行过程中的载荷,并且限制储氢罐体的各个方向的自由度,以保证储氢罐体不和飞机发生相对运动,从而保证飞机重心的稳定。安装支架和储氢罐体结构上设置的弹性减震支撑结构,使得其整体具有缓冲能力,能够承受飞机起飞,着陆和飞行时候遇到的冲击载荷。本发明提供的支架作为飞机上的结构,本体质量小,可满足结构的轻量化要求,实用性强,值得推广。
附图说明
图1是本发明的使用状态示意图;
图2是本发明的局部结构示意图1;
图3是本发明的局部结构示意图2;
图4是本发明的局部结构示意图2的剖面图;
图5是本发明的局部结构示意图3;
图6是本发明的局部结构示意图4;
图7是本发明的局部结构示意图5;
图8是本发明的局部结构示意图5的左视图。
具体实施方式
本发明提供了一种用于氢能飞机的储氢罐体安装支架结构,下面结合图1到图8的结构示意图,对本发明进行说明。
实施例1
一种用于氢能飞机的储氢罐体安装支架结构,如图1和图2所示,包括间隔设置的两个支撑体,在两个支撑体之间设置有三个连接杆,三个连接杆的两端分别与相邻的两个支撑体垂直固定。
其中,三个连接杆规格相同,因为连接杆参与的承载载荷较少,所以对连接杆的强度要求不高,三个连接杆采用薄壁钢管进行连接即可,三个连接杆形成的三角稳定结构大大加强了安装支架在承受飞机着陆时的冲击载荷时的结构稳定性。
其中,如图1、图2和图6所示,支撑体包括第一环片1和第二环片2,第二环片2和第一环片1通过连接件4连接后拼合成整环,连接件4包括螺栓4-1和螺母4-2,螺栓4-1穿设在第二环片2和第一环片1上后,利用螺母4-2背紧。在第二环片2上设支撑结构,支撑结构用于实现对储氢罐体6的支撑。
其中,第一环片1和第二环片2的截面呈L型,使得安装支架和储氢罐体的接触面大,同时安装支架整体采用铝合金进行设计,使得安装支架整体重量轻,强度高。其次,第一环片的厚度比第二环片的厚度小,将第一环片1和第二环片2的厚度设计为不同,以保证结构整体强度达标的条件下尽可能减小支架的重量。
进一步具体的,如图1和图2所示,支撑结构包括两组对称设置的弹性减震支撑结构5。
如图3、图4和图5所示,弹性减震支撑结构5的结构包括与第二环片2固定的连接块5-1,连接块5-1下方有竖直设置的筒体5-2,筒体5-2的一端与连接块5-1固定。筒体5-2下方有支座5-3,支座5-3包括座体和设置在座体上方的杆体,杆体竖直设置,其远离座体的一端插装在筒体5-2内;筒体5-2上套装弹性件5-4,弹性件5-4卡装在座体和连接块5-1之间,用于实现整体的减震缓冲。
其中,弹性件5-4优选为硬弹簧,起到减震的作用。
弹性减震支撑结构5总共有四个,分别位于两个支撑体下侧,座焊接的空心圆柱,杆体和筒体5-2组成一个套筒结构,用来限制硬弹簧的自由度,使硬弹簧只能沿筒体5-2的方向进行伸缩,达到稳定的作用,座体与机身地面相焊接,起到固定整个支架的作用。
进一步的,为了防止储氢罐体在安装支架结构上的轴向位置发生变化,还在储氢罐体6上设置了横向限位结构,对储氢罐体在沿罐体方向的自由度进行限制。横向限位结构和安装支架结构上的第二环片相接触,两处平面相互耦合传递载荷。
如图7和图8所示,横向限位结构包括至少两个对称设置的挡板7,用来传递正负两个方向的载荷,挡板7的一端与储氢罐体6固定,两个挡板7之间的距离与相邻两个支撑体之间的距离匹配。
进一步的,挡板7上采用了两处挖孔用于减重,在进行了强度校核后,保证挡板7的结构强度的情况下减轻了安装支架的重量。
本发明提供的一种用于氢能飞机的储氢罐体安装支架结构,能够承受储氢罐体在飞行过程中的载荷,并且限制储氢罐体的各个方向的自由度,以保证储氢罐体不和飞机发生相对运动,从而保证飞机重心的稳定性。安装支架和储氢罐体结构上设置的弹性减震支撑结构,使得其整体具有缓冲能力,能够承受飞机起飞,着陆和飞行时候遇到的冲击载荷。本发明提供的支架作为飞机上的结构,本体质量小,可满足结构的轻量化要求,实用性强,值得推广。
以上公开的仅为本发明的较佳具体实施例,但是,本发明实施例并非局限于此,任何本领域技术人员能思之的变化都应落入本发明的保护范围。

Claims (9)

1.一种用于氢能飞机的储氢罐体安装支架结构,其特征在于,包括:
至少两个支撑体,间隔设置;
连接杆,至少有一个,位于相邻的两个支撑体之间,所述连接杆的两端分别与相邻的两个支撑体垂直固定;
其中,所述支撑体包括:
第一环片(1);
第二环片(2),和所述第一环片(1)通过连接件(4)连接,所述第二环片(2)和所述第一环片(1)拼合后成整环;
支撑结构,设置在所述第二环片(2)上,用于实现对储氢罐体(6)的支撑。
2.根据权利要求1所述的一种用于氢能飞机的储氢罐体安装支架结构,其特征在于,所述支撑结构包括两组对称设置的弹性减震支撑结构(5)。
3.根据权利要求2所述的一种用于氢能飞机的储氢罐体安装支架结构,其特征在于,所述弹性减震支撑结构(5)包括:
连接块(5-1),其与所述第二环片(2)固定;
筒体(5-2),竖直设置,位于所述连接块(5-1)远离所述第二环片(2)的一侧且与所述连接块(5-1)固定;
支座(5-3),包括座体和设置在所述座体上方的杆体,所述杆体竖直设置,其远离所述座体的一端插装在所述筒体(5-2)内;
弹性件(5-4),套装在所述筒体(5-2)上,卡装在所述座体和连接块(5-1)之间。
4.根据权利要求1所述的一种用于氢能飞机的储氢罐体安装支架结构,其特征在于,所述第一环片(1)和第二环片(2)的截面呈L型。
5.根据权利要求4所述的一种用于氢能飞机的储氢罐体安装支架结构,其特征在于,所述第一环片(1)的厚度比第二环片(2)的厚度小。
6.根据权利要求1所述的一种用于氢能飞机的储氢罐体安装支架结构,其特征在于,还包括横向限位结构,所述横向限位结构设置在储氢罐体(6)上。
7.根据权利要求6所述的一种用于氢能飞机的储氢罐体安装支架结构,其特征在于,所述横向限位结构包括至少两个对称设置的挡板(7),所述挡板(7)的一端与储氢罐体(6)固定,两个挡板(7)之间的距离与相邻两个支撑体之间的距离匹配。
8.根据权利要求7所述的一种用于氢能飞机的储氢罐体安装支架结构,其特征在于,所述挡板(7)上开设有至少一个减重孔。
9.根据权利要求1所述的一种用于氢能飞机的储氢罐体安装支架结构,其特征在于,所述连接杆有三个,且其在两个支撑体之间均布设置。
CN202111217575.5A 2021-10-19 2021-10-19 一种用于氢能飞机的储氢罐体安装支架结构 Pending CN113844661A (zh)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CN202111217575.5A CN113844661A (zh) 2021-10-19 2021-10-19 一种用于氢能飞机的储氢罐体安装支架结构

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CN202111217575.5A CN113844661A (zh) 2021-10-19 2021-10-19 一种用于氢能飞机的储氢罐体安装支架结构

Publications (1)

Publication Number Publication Date
CN113844661A true CN113844661A (zh) 2021-12-28

Family

ID=78978882

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
CN202111217575.5A Pending CN113844661A (zh) 2021-10-19 2021-10-19 一种用于氢能飞机的储氢罐体安装支架结构

Country Status (1)

Country Link
CN (1) CN113844661A (zh)

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
EP4261137A1 (en) * 2022-04-15 2023-10-18 Deutsche Aircraft GmbH Hydrogen optimized aircraft architecture and operations

Citations (12)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
FR2795029A1 (fr) * 1999-06-15 2000-12-22 Antar Daouk Berceau modulaire de fixation de bouteille de gaz comprime a bord d'aeronefs
FR2886621A1 (fr) * 2005-06-03 2006-12-08 Antar Daouk Berceau a cerceaux pour la fixation de bouteilles de gaz a bord d'aeronefs
CN203401961U (zh) * 2013-08-12 2014-01-22 北汽福田汽车股份有限公司 放置气瓶的箱体
CN104884858A (zh) * 2012-12-03 2015-09-02 Be航天公司 厕所氧容器转接器
CN105620775A (zh) * 2014-10-31 2016-06-01 中国航空工业集团公司西安飞机设计研究所 一种飞机气瓶航向安装结构
CN105674053A (zh) * 2014-11-19 2016-06-15 中国航空工业集团公司西安飞机设计研究所 一种飞机气瓶横航向单卡箍安装结构
CN210035072U (zh) * 2019-04-04 2020-02-07 江苏信驰能源科技有限公司 一种横向放置的lng储罐座
CN210365206U (zh) * 2019-04-08 2020-04-21 广州市和富市政工程有限公司 一种沥青运输保存装置
CN211371920U (zh) * 2019-12-31 2020-08-28 厦门固洛璞科技有限公司 一种气固复合储氢罐
CN212226711U (zh) * 2020-05-18 2020-12-25 四川能投建工集团设计研究院有限公司 一种液氨储罐
CN212430433U (zh) * 2020-05-25 2021-01-29 唐山极驰宇新能源科技有限公司 一种具有减震功能的cng天然气储罐运输台
CN213705805U (zh) * 2020-07-30 2021-07-16 湖北吉利太力飞车有限公司 一种电动飞机电池包的安装装置及电动飞机

Patent Citations (12)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
FR2795029A1 (fr) * 1999-06-15 2000-12-22 Antar Daouk Berceau modulaire de fixation de bouteille de gaz comprime a bord d'aeronefs
FR2886621A1 (fr) * 2005-06-03 2006-12-08 Antar Daouk Berceau a cerceaux pour la fixation de bouteilles de gaz a bord d'aeronefs
CN104884858A (zh) * 2012-12-03 2015-09-02 Be航天公司 厕所氧容器转接器
CN203401961U (zh) * 2013-08-12 2014-01-22 北汽福田汽车股份有限公司 放置气瓶的箱体
CN105620775A (zh) * 2014-10-31 2016-06-01 中国航空工业集团公司西安飞机设计研究所 一种飞机气瓶航向安装结构
CN105674053A (zh) * 2014-11-19 2016-06-15 中国航空工业集团公司西安飞机设计研究所 一种飞机气瓶横航向单卡箍安装结构
CN210035072U (zh) * 2019-04-04 2020-02-07 江苏信驰能源科技有限公司 一种横向放置的lng储罐座
CN210365206U (zh) * 2019-04-08 2020-04-21 广州市和富市政工程有限公司 一种沥青运输保存装置
CN211371920U (zh) * 2019-12-31 2020-08-28 厦门固洛璞科技有限公司 一种气固复合储氢罐
CN212226711U (zh) * 2020-05-18 2020-12-25 四川能投建工集团设计研究院有限公司 一种液氨储罐
CN212430433U (zh) * 2020-05-25 2021-01-29 唐山极驰宇新能源科技有限公司 一种具有减震功能的cng天然气储罐运输台
CN213705805U (zh) * 2020-07-30 2021-07-16 湖北吉利太力飞车有限公司 一种电动飞机电池包的安装装置及电动飞机

Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
EP4261137A1 (en) * 2022-04-15 2023-10-18 Deutsche Aircraft GmbH Hydrogen optimized aircraft architecture and operations
WO2023199283A1 (en) * 2022-04-15 2023-10-19 Deutsche Aircraft Gmbh Hydrogen optimized aircraft architecture and operations

Similar Documents

Publication Publication Date Title
CN105751843B (zh) 一种复合刚度悬架系统
CN113844661A (zh) 一种用于氢能飞机的储氢罐体安装支架结构
CN104002988B (zh) 一种飞机拦阻静力试验实施的方法
RU2104228C1 (ru) Устройство для крепления авиационного двигателя к самолету
CN207015142U (zh) 一种电动车的悬置布置结构
CN205588914U (zh) 一种复合刚度悬架系统
CN201068097Y (zh) 一种压缩天然气气瓶侧置固定支架
CN208343904U (zh) 电池布置结构及新能源车
CN109178347B (zh) 一种适用于微小卫星的单向冲击隔离装置
JPH04328095A (ja) メインローターユニット支持トラス
CN102454744A (zh) 一种发动机防震结构
CN205998123U (zh) 一种立式布局燃油动力四旋翼飞行平台
CN108909843A (zh) 一种车载大型舱体自适应支撑装置
CN209819058U (zh) 航改型燃气轮机发电机底座
CN112429089B (zh) 高度集成防爆炸冲击车架结构、集成系统及其安装方法
CN109484655B (zh) 一种油动无人机的发动机减振结构
CN212125298U (zh) 一种防撞汽车底盘
CN110589023B (zh) 一种使直升机聚焦隔振系统功能失效的结构
CN211055359U (zh) 一种适用于多旋翼无人机的尾部结构和多旋翼无人机
CN109484611B (zh) 一种油动无人机的机身承载结构
CN216546661U (zh) 一种燃油型无人直升机机架
CN212501062U (zh) 一种直升机多功能辅助飞行支架
CN114199486B (zh) 一种滑油箱-安装结构的振动性能模拟试验装置
CN217533258U (zh) 一种eVTOL飞机试飞保护装置
CN116986018A (zh) 一种航天贮箱双支撑裙柔性安装结构

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