CN1305921A - 一种延长飞机货舱侧壁板寿命的方法及防撞型侧壁板结构 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种延长飞机货舱侧壁板寿命的方法及防撞型侧壁板结构,是在侧壁板的下部装设防撞板,通过局部加强,减少货舱侧壁板的紧固件孔边缘拉裂,并吸收部分冲击载荷,减少侧壁板破损。防撞型侧壁板结构包括侧壁板和防撞板组成,防撞板可以是由增强装置、柔性件组成。防撞板装在侧壁板的上表面,与侧壁板形成复合受力结构,共同承受货物的重量及部分冲击载荷;柔性件覆盖在增强装置的外部,先吸收部分冲击载荷。

Description

一种延长飞机货舱侧壁板寿命的方法及防撞型侧壁板结构

本发明涉及一种可以延长飞机货舱侧壁板使用寿命的方法及装置，尤其涉及一种防撞型侧壁板结构。

目前，在民航市场中占有较大份额的波音飞机，其货舱侧壁板设计均为复合材料薄板。在实际运输过程中，飞机货舱不仅需要装运一些笨重的行李甚至还有较重的货物，为此货舱侧壁板常因受到货物挤压和撞击而破损。特别是运营最多的波音737飞机的货舱侧壁板，它的安装角度较小，受到货物挤压撞击几率更大，破损也更多。飞机的短停和航后常可发现货舱侧壁板有破损，从而导致侧壁板需要频繁的修理和更换。以前，即使是用波音最厚的侧壁板，厦航每架737飞机每年(约1个C检)因破损严重更换的侧壁板至少7块(每架共有11块)，每块侧壁板的维修成本约五千多美元。所以仅货舱侧壁板更换，厦航目前737机群每年的更新维修成本就在五十万美元以上。更为严重的是，侧壁板的破损往往使运载货物中的某些腐蚀性介质如海水、酸碱等容易进入货舱底部，造成飞机底舱的蒙皮、隔框、桁条等飞机主要结构件腐蚀，降低飞机的结构强度，增加大量的飞机维修停场时间和维修费用，甚至危及飞机的飞行安全。

本发明的目的是克服现有技术的不足，提供一种延长飞机货舱侧壁板寿命的方法。

本发明的又一目的是提供一种飞机货舱侧壁板的防撞型侧壁板结构。

本发明的目的是这样实现的：多年来，通过对厦航737飞机货舱侧壁板破损情况的统计调查，确定出了货舱侧壁板易破损的原因，货舱侧壁板易破损的原因可解释说明如下：

如图1中，波音737的货舱侧壁板的安装方式是通过螺钉把侧壁板固定在飞机框架及地板梁上。框架间的间距为20英寸，远小于板的宽度，故侧壁板的受力形式可简化成如图2的形式。假设侧壁板上所受的外载荷为P，拉伸载荷为T，两框间的距离为2L，侧壁板的变形为f，于是： $T=P\sqrt{L^2+f^2}/2f$

由于侧壁板的四周都有螺钉固定，其变形受到限制，故此2f远小于L(约10英寸)，因此T也远大于P。当侧壁板受到一较大的外载荷时，侧壁板本身将受到大于外载荷的拉伸力。B737货舱侧壁板是复合材料的，复合材料板在钻孔处的抗撕裂性能较差。所以侧壁板靠近地板处由于载货受压大，易使其紧固件周围的部位被拉裂。另外，复合材料的耐冲击性能也较差，而实际运输过程中的货物搬运又不可能完全做到无碰撞，因此货物的撞击也常常使侧壁板破损。

本发明延长飞机货舱侧壁板寿命的方法是：在不改变飞机载重平衡、机身结构受力、阻燃性质等原有设计要求的前提下，对飞机货舱侧壁板的改进和加强，在侧壁板的下部装设防撞板，通过局部加强，减少货舱侧壁板的紧固件孔边缘拉裂，并吸收部分冲击载荷，减少侧壁板破损。

本发明所述的侧壁板与装设在侧壁板下部的防撞板可以是一体成型的。

本发明的飞机货舱防撞型侧壁板结构，是由侧壁板、防撞板组成，防撞板固定在侧壁板下部表面。

本发明所述的防撞板可以是由增强装置、柔性件组成，铝合金增强装置安装在侧壁板的上表面，柔性件覆盖在增强装置的外部。

增强装置的优选设计为剖面形状为M型的长板体，增强装置的下部及柔性件的下端通过螺钉固定在侧壁板上，柔性件覆盖在增强装置的外部并在上部粘接在侧壁板上。

本发明所述的防撞板可以是一增强装置直接粘接在侧壁板的外表面，增强装置可以是平板状体、异型板状体。

本发明所述的防撞板可以是一柔性件直接粘接在侧壁板的外表面，柔性件为柔性板状体。

由于采取上述方法，在侧壁板的下部装设防撞板，通过局部加强，减少货舱侧壁板的紧固件孔边缘拉裂，并吸收部分冲击载荷，减少侧壁板破损。从而大大提高侧壁板的使用寿命，减少侧壁板的维修工作，使航空公司既降低了维修成本，又能保证飞机飞行安全。厦航公司先后在多架飞机上，试验这种飞机货舱防撞型侧壁板结构的实施效果。通过多年的反复实验，证实了该飞机货舱防撞侧型壁板结构，对于减少货舱侧壁板破损及货舱框架损伤和飞机机身结构的腐蚀，降低维修成本，具有显著的效果。

下面结合附图及实施例，对本发明作进一步详细说明。

图1、波音737的货舱侧壁板的安装方式示意图；

图2、现有的侧壁板结构示意图；

图2A、现有的侧壁板未受外载荷状态结构示意图；

图2B、现有的侧壁板受外载荷状态结构示意图；

图3、本发明延长飞机货舱侧壁板寿命的方法的实施方式、原理图；

图3A、图3的E-E局剖放大结构示意图；

图3B、本发明的侧壁板未受外载荷状态结构示意图；

图3C、本发明的侧壁板受外载荷状态结构示意图；

图4、本发明的防撞侧壁板结构的安装状态结构示意图。

图5、本发明的防撞侧壁板结构的第二种实施方式的构造图。

图6、本发明的防撞侧壁板结构的第三种实施方式的构造图。

图7、本发明的防撞侧壁板结构的第四种实施方式的构造图。

图8、本发明的防撞侧壁板结构的第五种实施方式的构造图。

图9、本发明的防撞侧壁板结构的第六种实施方式的构造图。

图10、本发明的防撞侧壁板结构的第七种实施方式的构造图。

图11、本发明的防撞侧壁板结构的第八种实施方式的构造图。

图12、本发明的防撞侧壁板结构的第九种实施方式的构造图。

图13、本发明的防撞侧壁板结构的第十种实施方式的构造图。

如附图3、图3A、图3B、图3C、附图4所示，本发明延长飞机货舱侧壁板寿命的方法是在货舱侧壁板的下部在侧壁板(1)的下部装设防撞板(2)，防撞板(2)可以是由增强装置(21)和覆盖在铝合金增强装置(21)外部的柔性件(22)组成。增强装置(21)为一铝合金板弯制件，具有一定抗弯能力。将它安装在侧壁板(1)的上表面，与侧壁板(1)形成复合受力结构，共同承受货物的重量及部分冲击载荷，柔性件(22)也会先吸收部分冲击载荷。假设复合结构所受外力为P，此时复合结果的最大挠曲变形为f1，侧壁板(1)所受的拉伸载荷为T1，侧壁板(1)的截面积为A，加强装置的抗弯惯性矩为I，E1、E2分别为侧壁板及加强装置的拉伸弹性模量。根据力学知识可知： $T_1=A{\mathrm{\σ}}_1=A{E}_1{\mathrm{\ϵ}}_1={\mathrm{AE}}_1\frac{\sqrt{L^2+f_1^2}-L}{L}={\mathrm{AE}}_1\left(\sqrt{1+{\left(\frac{f_1}{L}\right)}^2-1}\right)$ 同样当只有侧壁板承受外力P时，最大挠曲变形为f，此时侧壁板所受的拉伸载荷T为： $T=\mathrm{A\σ}={\mathrm{AE}}_1\mathrm{\ϵ}={\mathrm{AE}}_1\frac{\sqrt{L^2+f^2}-L}{L}={\mathrm{AE}}_1\left(\sqrt{1+{\left(\frac{f}{L}\right)}^2-1}\right)$ 防撞条可看成两端铰支的梁，当其产生的最大挠曲变形为f1时，所受的载荷：

P_防=6E₂If₁/L³所以，作用在侧壁板上的载荷：

P_侧=P-P_防=P-6E₂If₁/L³显然：

P_侧≤P对于厚度相同的侧壁板，所受的载荷越小，其挠曲变形越小，故f1＜f，于是从上面的推导可得出：T1＜T。

故此：在相同的静载荷作用下，加装防撞板(2)的防撞型侧壁板结构(图3)，所受拉伸载荷小于原设计的侧壁板(图2)。对于冲击载荷，通过设计增强装置的特殊剖面形状，并且对它采用柔性大的固定方式，当货物撞击在改进型侧壁板上时，柔性件(22)能首先吸收部分冲击载荷，增强装置(21)可产生比常规剖面大的弹性及塑性变形。所以，防撞型侧壁板结构，能减轻冲击载荷对飞机货舱侧壁板及机身框架的损伤。以下各种实施方式的原理相同。

实施例1、如附图3A所示，为防撞型侧壁板结构一优选实施例，是侧壁板(1)、增强装置(21)和覆盖在铝合金增强装置(21)外部的柔性件(22)组成。增强装置(21)为一铝合金板弯制件，具有一定抗弯能力。将它安装在侧壁板(1)的上表面，与侧壁板(1)形成复合受力结构。增强装置(21)为剖面形状呈M型的长条结构。增强装置(21)的下部及柔性件(22)的下端通过螺钉(3)固定在侧壁板(1)上，柔性件(22)覆盖在增强装置(21)的外部并在上部粘接在侧壁板(1)上，使其固定。

实施例2、如附图5所示，防撞型侧壁板结构的第二种实施方式，由侧壁板(1)、增强装置(21)和覆盖在侧壁板(1)外部的柔性件(22)组成。增强装置(21)为一铝合金成型件，安装在侧壁板(1)的下表面，与侧壁板(1)形成复合受力结构，共同承受货物的重力及部分冲击载荷，柔性件(22)会先吸收部分冲击载荷。

实施例3、如附图6所示，防撞型侧壁板结构的第三种实施方式，由侧壁板(1)、增强装置(21)和覆盖在侧壁板(1)外部的柔性件(22)组成。增强装置(21)为一铝合金板弯件，粘贴在侧壁板(1)的下表面，它与侧壁板形成复合受力结构，共同承受货物的重力及部分冲击载荷，柔性件(22)会先吸收部分冲击载荷。

实施例4、如附图7所示，防撞型侧壁板结构的第四种实施方式，由侧壁板(1)、增强装置(21)和覆盖在侧壁板外部的柔性件(22)组成。增强装置(21)为一铝合金板弯件，粘贴在侧壁板(1)的上表面，它与侧壁板(1)形成复合受力结构，共同承受货物的重力及部分冲击载荷，柔性件(22)会先吸收部分冲击载荷。

实施例5、如附图8所示，防撞型侧壁板结构的第五种实施方式，由侧壁板(1)和覆盖在侧壁板(1)外部的柔性件(22)组成。柔性件(21)具有一定的强度与侧壁板(1)形成复合受力结构，共同承受货物的重力及冲击载荷。

实施例6、如附图9所示，防撞型侧壁板结构的第六种实施方式，是由侧壁板(1)、增强装置(21)组成。增强装置(21)为一铝合金板弯制件，具有一定抗弯能力。将它安装在侧壁板(1)的上表面，与侧壁板(1)形成复合受力结构，共同承受货物的重力及冲击载荷。

实施例7、如附图10所示，防撞型侧壁板结构的第七种实施方式，由侧壁板(1)、增强装置(2)组成。增强装置(2)为一铝合金成型件，安装在侧壁板(1)的下表面，它与侧壁板(1)形成复合受力结构，共同承受货物的重力及冲击载荷。

实施例8、如附图11所示，防撞型侧壁板结构的第八种实施方式，由侧壁板(1)和增强装置(21)组成。增强装置(21)为一铝合金板弯件，粘贴在侧壁板(1)的下表面，它与侧壁板(1)形成复合受力结构，共同承受货物的重力及冲击载荷。

实施例9、如附图12所示，防撞型侧壁板结构的第九种实施方式，由侧壁板(1)、增强装置(21)组成。增强装置(21)为一铝合金板弯件，覆盖在侧壁板(1)的上表面，它与侧壁板(1)形成复合受力结构，共同承受货物的重力及冲击载荷。

实施例10、如附图13所示，防撞型侧壁板结构的第十种实施方式，侧壁板(1)与防撞板(2)一体成型的，在侧壁板(1)设有用作防撞板(2)的局部增强区域，在侧壁板(1)防撞板(2)区的剖面面积远远大于原侧壁板，能承受一定弯矩，改变原设计侧壁板在紧固件安装处承受拉伸载荷的状况，提高该壁板承受静载荷的能力。在冲击载荷作用下，防撞板(2)的弧形截面加强筋，能产生较大的弹性变形，较好地吸收冲击载荷，也减少货物撞击对侧壁板(1)的损坏。

当然，本发明的实施方法不仅限于上述几种形式，本发明的主要技术特征在于：通过对飞机货舱侧壁板局部的加强，减少货舱侧壁板的紧固件孔所受的拉力，并吸收部分冲击载荷，从而提高货舱侧壁板的使用寿命，这也是本发明申请的保护范围。

Claims (7)

1、一种延长飞机货舱侧壁板寿命的方法，其特征在于：是在侧壁板的下部装设防撞板，通过局部加强，减少货舱侧壁板的紧固件孔边缘拉裂，并吸收部分冲击载荷，减少侧壁板破损。

2、根据权利要求1所述的一种延长飞机货舱侧壁板寿命的方法，其特征在于：侧壁板与装设在侧壁板下部的防撞板可以是一体成型。

3、一种飞机货舱防撞型侧壁板结构，其特征在于：是由侧壁板、防撞板组成，防撞板固定在侧壁板下部表面。

4、根据权利要求3所述的防撞型侧壁板结构，其特征在于：所述的防撞板可以是由增强装置、柔性件组成，铝合金增强装置安装在侧壁板的上表面，柔性件覆盖在增强装置的外部。

5、根据权利要求3或4所述的防撞型侧壁板结构，其特征在于：增强装置的优选设计为剖面形状为M型的长板体，增强装置的下部及柔性件的下端通过螺钉固定在侧壁板上，柔性件覆盖在增强装置的外部并在上部粘接在侧壁板上。

6、根据权利要求3所述的防撞型侧壁板结构，其特征在于：所述的防撞板可以是一增强装置直接粘接在侧壁板的外表面，增强装置可以是平板状体、异型板状体。

7、根据权利要求3所述的防撞型侧壁板结构，其特征在于：所述的防撞板可以是一柔性件直接粘接在侧壁板的外表面，柔性件为柔性板状体。

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