CN117622465A - 翼尖可更换飞机及翼尖更换方法 - Google Patents

Abstract

本发明涉及航空结构设计技术领域，具体公开了翼尖可更换飞机及翼尖更换方法。该飞机包括飞机主体和两个翼尖装置；飞机主体两侧分别固接有一个机翼梢部，机翼梢部远离飞机主体的一端固设有对接肋，对接肋上开设有第一销孔和第二销孔；翼尖装置的一端固设有根肋，根肋上安装有两个剪切销；对接肋与根肋相贴靠，两个剪切销分别插设于第一销孔和第二销孔，剪切销与第一销孔相匹配，第二销孔的形状为两个在工作方向上排列且连通的第一销孔的形状，工作方向位于两个剪切销的连线上。该飞机的分体设计实现了飞机翼尖的快速拆装，完成了机翼梢部与翼尖装置的互换性连接，提高了翼尖装置的更换效率，降低了飞机的重量。

Description

翼尖可更换飞机及翼尖更换方法

技术领域

本发明涉及航空结构设计技术领域，尤其涉及翼尖可更换飞机及翼尖更换方法。

背景技术

飞机的翼尖装置(如翼尖帆、低阻翼尖或翼梢小翼等)具有延迟机翼翼尖处气流分离、提高飞机失速迎角以及抖振升力系数的功能，广泛用于现代民机的设计之中。由于翼尖装置位于机翼翼尖，属于易损部件，经常因为雷击或与登机桥碰撞等原因发生损伤或损坏。翼尖装置结构尺寸较小，通常为复合材料结构，在损伤较大时存在有修复困难以及维修经济性差等问题，同时在维修飞机时，不能进行载人飞行，会给航空公司造成高额的成本负担。目前，翼尖装置发生损伤时，往往会倾向于更换而非维修。

现有技术中，针对翼尖装置与机翼的连接，通常直接通过机翼的前后梁与翼尖组件进行连接。翼尖结构或机翼结构上需设计可拆卸的口盖，作为拆卸或安装时紧固件的通路。以上连接形式直接通过梁的对接，构成小翼载荷的传递路线。但由于涉及到前后梁平面的贴合，需要在装配中达到较高的定位精度，或预留一定间隙进行加垫补偿。

此外，还有一种采用“面对面”的肋对接方法。在小翼与翼盒的连接处都设置金属机加肋，采用布置在肋上的定位销和拉伸螺栓作为小翼载荷向翼盒传递的主要路线。在小翼安装时，一般采用销子或螺栓作为定位基准，确定小翼姿态后安装拉伸螺栓即可完成小翼机械连接，而在拆卸时流程相反。采用金属机加肋的结构定位精度高，可以实现完全互换性，但由于载荷需要转化至对接肋上进行传递，使得较大的集中载荷作用于肋上，这给结构带来了一定的增重影响。同时为保证连接螺栓的安装，机翼或翼尖装置需布置安装通路，通常在机翼下翼面开孔作为安装通路。

发明内容

本发明的目的在于提供翼尖可更换飞机及翼尖更换方法，完成机翼翼尖装置的互换性连接，提高了翼尖装置的更换效率，降低了飞机的重量。

为达此目的，本发明采用以下技术方案：

翼尖可更换飞机，包括飞机主体和两个翼尖装置；所述飞机主体的两侧分别固接有一个机翼梢部，所述机翼梢部远离所述飞机主体的一端固设有对接肋，所述对接肋上开设有第一销孔和第二销孔；所述翼尖装置的一端固设有根肋，所述根肋上安装有两个剪切销；所述对接肋与所述根肋相贴靠，两个所述剪切销分别插设于所述第一销孔和所述第二销孔中，所述剪切销与所述第一销孔相匹配，所述第二销孔的形状为两个在工作方向上排列且连通的第一销孔的形状，所述工作方向位于两个所述剪切销的连线上。

作为翼尖可更换飞机的优选技术方案，所述对接肋的顶端固设有上缘条板，所述对接肋的底端固设有下缘条板，所述根肋的顶端固设有上蒙皮板，所述根肋的底端固设有下蒙皮板；当所述对接肋与所述根肋相贴靠时，所述上蒙皮板的下板面与所述上缘条板的上板面相贴合，所述下蒙皮板的上板面与所述下缘条板的下板面相贴合。

作为翼尖可更换飞机的优选技术方案，所述翼尖可更换飞机还包括多个对接件，部分所述对接件固定连接所述上蒙皮板和所述上缘条板，其余所述对接件固定连接所述下蒙皮板和所述下缘条板。

作为翼尖可更换飞机的优选技术方案，所述对接件为对接螺栓，所述上缘条板的下板面固接有上托板螺母，所述上蒙皮板贯通有多个第一对接孔，所述上缘条板贯通有多个第二对接孔，所述对接螺栓穿过所述第一对接孔和所述第二对接孔，并螺接于所述上托板螺母。

作为翼尖可更换飞机的优选技术方案，所述对接件为对接螺栓，所述下缘条板的上板面固接有下托板螺母，所述下蒙皮板贯通有多个第三对接孔，所述下缘条板贯通有多个第四对接孔，所述对接螺栓穿过所述第三对接孔和所述第四对接孔，并螺接于所述下托板螺母。

作为翼尖可更换飞机的优选技术方案，所述第一销孔的横截面为圆形，所述第二销孔的横截面为椭圆形。

作为翼尖可更换飞机的优选技术方案，所述剪切销与所述第一销孔间隙配合。

作为翼尖可更换飞机的优选技术方案，所述根肋开设有两个剪切孔，两个所述剪切销分别插接于两个所述剪切孔内。

作为翼尖可更换飞机的优选技术方案，所述剪切销与所述剪切孔干涉配合。

翼尖更换方法，应用于上述的翼尖可更换飞机，包括以下步骤：使所述对接肋与所述根肋正对；将两个所述剪切销分别插设于所述第一销孔和所述第二销孔内；当所述对接肋与所述根肋相贴靠时，锁固连接所述翼尖装置和所述机翼梢部。

本发明的有益效果：

该翼尖可更换飞机的飞机主体与两个翼尖装置的分体设计实现了飞机翼尖的快速拆装，完成了机翼梢部与翼尖装置的互换性连接，利用剪切销与第一销孔和第二销孔形成相互协调的定位基准，既能保证翼尖装置的姿态，又能满足飞机的载荷传递和互换性要求；第二销孔为两个在工作方向上排列且连通的第一销孔的设计，使得翼尖装置与飞机主体的紧固连接具备满足制造容差的装配补偿能力，且保障了对接肋与根肋之间因装配补偿而存在的位置偏移处于预定范围内，进而确保了翼尖装置的顺利拆装；通过选定定位基准的方式，使得剪切销的航向基准得以确定，由此起到了传递小翼升力的作用；以上改进提高了翼尖装置的更换效率，降低了飞机的重量。

附图说明

图1是本发明实施例提供的翼尖可更换飞机的结构示意图；

图2是本发明实施例提供的翼尖装置的局部结构示意图；

图3是本发明实施例提供的机翼梢部的局部结构示意图；

图4是本发明实施例提供的翼尖装置和机翼梢部的局部剖面图一；

图5是本发明实施例提供的翼尖装置和机翼梢部的局部剖面图二。

图中：

100、翼尖装置；110、根肋；120、剪切孔；130、剪切销；140、上蒙皮板；141、第一对接孔；150、下蒙皮板；151、第三对接孔；

200、机翼梢部；210、对接肋；220、第一销孔；230、第二销孔；240、上缘条板；241、第二对接孔；250、下缘条板；251、第四对接孔；261、上托板螺母；262、下托板螺母；

300、飞机主体；400、对接螺栓。

具体实施方式

为使本发明解决的技术问题、采用的技术方案和达到的技术效果更加清楚，下面将结合附图对本发明实施例的技术方案做进一步的详细描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。

在本发明的描述中，除非另有明确的规定和限定，术语“相连”、“连接”、“固定”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或成一体；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通或两个元件的相互作用关系。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。

在本发明中，除非另有明确的规定和限定，第一特征在第二特征之“上”或之“下”可以包括第一和第二特征直接接触，也可以包括第一和第二特征不是直接接触而是通过它们之间的另外的特征接触。而且，第一特征在第二特征“之上”、“上方”和“上面”包括第一特征在第二特征正上方和斜上方，或仅仅表示第一特征水平高度高于第二特征。第一特征在第二特征“之下”、“下方”和“下面”包括第一特征在第二特征正下方和斜下方，或仅仅表示第一特征水平高度小于第二特征。

下面结合附图并通过具体实施方式来进一步说明本发明的技术方案。

如图1-图5所示，本实施例提供了翼尖可更换飞机，包括飞机主体300和两个翼尖装置100；飞机主体300的两侧分别固接有一个机翼梢部200，机翼梢部200远离飞机主体300的一端固设有对接肋210，对接肋210上开设有第一销孔220和第二销孔230；翼尖装置100的一端固设有根肋110，根肋110上安装有两个剪切销130；对接肋210与根肋110相贴靠，两个剪切销130分别插设于第一销孔220和第二销孔230中，剪切销130与第一销孔220相匹配，第二销孔230的形状为两个在工作方向上排列且连通的第一销孔220的形状，工作方向位于两个剪切销130的连线上。

该翼尖可更换飞机的飞机主体300与两个翼尖装置100的分体设计实现了飞机翼尖的快速拆装，完成了机翼梢部200与翼尖装置100的互换性连接，利用剪切销130与第一销孔220和第二销孔230形成相互协调的定位基准，既能保证翼尖装置100的姿态，又能满足飞机的载荷传递和互换性要求；第二销孔230为两个在工作方向上排列且连通的第一销孔220的设计，使得翼尖装置100与飞机主体300的紧固连接具备满足制造容差的装配补偿能力，且保障了对接肋210与根肋110之间因装配补偿而存在的位置偏移处于预定范围内，进而确保了翼尖装置100的顺利拆装；通过选定定位基准的方式，使得剪切销130的航向基准得以确定，由此起到了传递小翼升力的作用；以上改进提高了翼尖装置100的更换效率，降低了飞机的重量。

在本实施例中，对接肋210的顶端固设有上缘条板240，对接肋210的底端固设有下缘条板250，根肋110的顶端固设有上蒙皮板140，根肋110的底端固设有下蒙皮板150；当对接肋210与根肋110相贴靠时，上蒙皮板140的下板面与上缘条板240的上板面相贴合，下蒙皮板150的上板面与下缘条板250的下板面相贴合。

缘条板与蒙皮板的贴合设计，最大化地利用了飞机的结构高度，增加结构传载效率，从而进一步地降低了飞机的重量。

进一步地，翼尖可更换飞机还包括多个对接件，部分对接件固定连接上蒙皮板140和上缘条板240，其余对接件固定连接下蒙皮板150和下缘条板250。以上设计确保了位置确定的翼尖装置100与飞机主体300能够稳固连接。

在本实施例中，对接件为对接螺栓400，上缘条板240的下板面固接有上托板螺母261，上蒙皮板140贯通有多个第一对接孔141，上缘条板240贯通有多个第二对接孔241，对接螺栓400穿过第一对接孔141和第二对接孔241，并螺接于上托板螺母261。

作为优选，下缘条板250的上板面固接有下托板螺母262，下蒙皮板150贯通有多个第三对接孔151，下缘条板250贯通有多个第四对接孔251，对接螺栓400穿过第三对接孔151和第四对接孔251，并螺接于下托板螺母262。以上设计简单可靠、工作稳定性高且生产成本低，确保了蒙皮板与缘条板之间的稳定连接。

托板螺母作为单面安装路径，降低了对接螺栓400实现蒙皮板和缘条板之间固定连接的难度。单面安装的设计无需在机翼或翼尖装置100布置专用的口盖通路，由此得以大幅减轻飞机的重量，减少了生产的成本，提高了拆装的效率。托板螺母固接于缘条板的设计降低了对接螺栓400锁固的难度，简化了连接的流程，提高了拆装的效率。

对接螺栓400穿过对接孔的设计，为飞机的装配提供了一定的容差；采用对接螺栓400完成对蒙皮板和缘条板的连接，可以最大化地利用飞机翼面的高度，降低连接部位的受载，进一步地减轻飞机的重量。

具体地，第一对接孔141和第二对接孔241的数量和精度相同，且一一对应；第三对接孔151和第四对接孔251的数量和精度相同，且一一对应。

本实施例中，第一对接孔141和第三对接孔151的位置是根据剪切销130的位置确定的，这使得剪切销130起到了确定根肋110对接的定位基准的效果；第二对接孔241和第四对接孔251的位置是根据第一销孔220和第二销孔230的位置确定的，这使得第一销孔220和第二销孔230起到了确定对接肋210对接的定位基准的效果。

在本实施例中，第一销孔220的横截面为圆形，第二销孔230的横截面为椭圆形。第一销孔220的圆形设计保障了翼尖装置100的定位能力，第二销孔230的椭圆形设计使得翼尖装置100与飞机主体300的连接具备装配补偿能力。

作为优选，剪切销130与第一销孔220间隙配合。以上设计为剪切销130的装配提供了一定的容差，降低了对接肋210与根肋110准确贴靠的难度，提升了翼尖装置100与飞机主体300拆装的效率。

在本实施例中，根肋110开设有两个剪切孔120，两个剪切销130分别插接于两个剪切孔120内。以上设计简单可靠，减少了根肋110的生产成本，降低了剪切销130的加工难度，提高了翼尖装置100的生产效率。

进一步地，剪切销130与剪切孔120干涉配合。以上设计保证了根肋110上良好的载荷传递，方便了翼尖装置100与飞机主体300的顺利拆装。

本实施例还提供了翼尖更换方法，应用于上述的翼尖可更换飞机，包括以下步骤：使对接肋210与根肋110正对；将两个剪切销130分别插设于第一销孔220和第二销孔230内；当对接肋210与根肋110相贴靠时，锁固连接翼尖装置100和机翼梢部200。

该方法简单有效，工作流程短且工作准确度高，满足了翼尖更换操作中对机翼梢部200与翼尖装置100的互换性需求。

具体地，翼尖装置100在安装时，机翼梢部200固定而翼尖装置100移动，将两个剪切销130插入对接肋210上的销孔中，移动翼尖装置100至翼尖装置100的蒙皮板的孔位与缘条板上的孔位重合，再通过将对接螺栓400拧入托板螺母的方式，实现翼尖装置100与飞机主体300的紧固连接。

本实施例中，进行上述流程相反的步骤，能够从飞机的外部完成对翼尖装置100的拆卸操作。

显然，本发明的上述实施例仅仅是为了清楚说明本发明所作的举例，而并非是对本发明的实施方式的限定。对于所属领域的普通技术人员来说，在上述说明的基础上还可以做出其它不同形式的变化或变动。这里无需也无法对所有的实施方式予以穷举。凡在本发明的精神和原则之内所作的任何修改、等同替换和改进等，均应包含在本发明权利要求的保护范围之内。

Claims (10)

1.翼尖可更换飞机，其特征在于，包括：

飞机主体(300)，两侧分别固接有一个机翼梢部(200)，所述机翼梢部(200)远离所述飞机主体(300)的一端固设有对接肋(210)，所述对接肋(210)上开设有第一销孔(220)和第二销孔(230)；

两个翼尖装置(100)，所述翼尖装置(100)的一端固设有根肋(110)，所述根肋(110)上安装有两个剪切销(130)；

所述对接肋(210)与所述根肋(110)相贴靠，两个所述剪切销(130)分别插设于所述第一销孔(220)和所述第二销孔(230)中，所述剪切销(130)与所述第一销孔(220)相匹配，所述第二销孔(230)的形状为两个在工作方向上排列且连通的第一销孔(220)的形状，所述工作方向位于两个所述剪切销(130)的连线上。

2.根据权利要求1所述的翼尖可更换飞机，其特征在于，所述对接肋(210)的顶端固设有上缘条板(240)，所述对接肋(210)的底端固设有下缘条板(250)，所述根肋(110)的顶端固设有上蒙皮板(140)，所述根肋(110)的底端固设有下蒙皮板(150)；当所述对接肋(210)与所述根肋(110)相贴靠时，所述上蒙皮板(140)的下板面与所述上缘条板(240)的上板面相贴合，所述下蒙皮板(150)的上板面与所述下缘条板(250)的下板面相贴合。

3.根据权利要求2所述的翼尖可更换飞机，其特征在于，所述翼尖可更换飞机还包括多个对接件，部分所述对接件固定连接所述上蒙皮板(140)和所述上缘条板(240)，其余所述对接件固定连接所述下蒙皮板(150)和所述下缘条板(250)。

4.根据权利要求3所述的翼尖可更换飞机，其特征在于，所述对接件为对接螺栓(400)，所述上缘条板(240)的下板面固接有上托板螺母(261)，所述上蒙皮板(140)贯通有多个第一对接孔(141)，所述上缘条板(240)贯通有多个第二对接孔(241)，所述对接螺栓(400)穿过所述第一对接孔(141)和所述第二对接孔(241)，并螺接于所述上托板螺母(261)。

5.根据权利要求3所述的翼尖可更换飞机，其特征在于，所述对接件为对接螺栓(400)，所述下缘条板(250)的上板面固接有下托板螺母(262)，所述下蒙皮板(150)贯通有多个第三对接孔(151)，所述下缘条板(250)贯通有多个第四对接孔(251)，所述对接螺栓(400)穿过所述第三对接孔(151)和所述第四对接孔(251)，并螺接于所述下托板螺母(262)。

6.根据权利要求1所述的翼尖可更换飞机，其特征在于，所述第一销孔(220)的横截面为圆形，所述第二销孔(230)的横截面为椭圆形。

7.根据权利要求1所述的翼尖可更换飞机，其特征在于，所述剪切销(130)与所述第一销孔(220)间隙配合。

8.根据权利要求1-7任一项所述的翼尖可更换飞机，其特征在于，所述根肋(110)开设有两个剪切孔(120)，两个所述剪切销(130)分别插接于两个所述剪切孔(120)内。

9.根据权利要求8所述的翼尖可更换飞机，其特征在于，所述剪切销(130)与所述剪切孔(120)干涉配合。

10.翼尖更换方法，其特征在于，应用于权利要求1-9任一项所述的翼尖可更换飞机，包括以下步骤：使所述对接肋(210)与所述根肋(110)正对；将两个所述剪切销(130)分别插设于所述第一销孔(220)和所述第二销孔(230)内；当所述对接肋(210)与所述根肋(110)相贴靠时，锁固连接所述翼尖装置(100)和所述机翼梢部(200)。