CN201914457U - 一种直升机平尾工字型圆管梁 - Google Patents
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Abstract
本实用新型属于直升机设计技术，涉及对直升机平尾圆管梁的改进。包括左端圆管[1]和右端圆管[3]，其特征在于：在左端圆管[1]和右端圆管[3]之间有一根工字梁[2]，在左端圆管[1]的右端和工字梁[2]的左端之间有左连接圆板[4]，在工字梁[2]的右端和右端圆管[3]的左端之间有右连接圆板[5]，左端圆管[1]、左连接圆板[4]、工字梁[2]、右连接圆板[5]和右端圆管[3]整体加工成形。本实用新型能大幅度降低直升机平尾管梁的重量，解决了平尾圆管梁周向各向同性带来的重量重、结构效率低的问题。
Description
技术领域
本实用新型属于直升机设计技术，涉及对直升机平尾圆管梁的改进。
背景技术
直升机平尾主要产生气动升力和力矩，以平衡旋翼拉力与重力不同轴所产生的力矩，直升机总体布局中常采用左右对称水平安定面构型，两水平安定面、机体三者间通过管梁及后接头相互连接。平尾管梁主要承受平尾产生的挥舞(F)、扭转(M)及摆振(N)方向的力及力矩。目前的管梁为圆形截面，圆形截面管梁各方向刚度相同，存在重量重，结构效率低，加工困难等缺点。
发明内容
本实用新型的目的是：提出一种能降低平尾管梁重量的直升机平尾工字型圆管梁，以解决平尾圆管梁周向各向同性带来的重量重、结构效率低的问题。
本实用新型的技术方案是：一种直升机平尾工字型圆管梁，包括左端圆管和右端圆管，左端圆管和右端圆管的外径、内径和轴向长度相等，左端圆管和右端圆管的轴向长度L1＝50mm～150mm；其特征在于：在左端圆管和右端圆管之间有一根工字梁，在左端圆管的右端和工字梁的左端之间有左连接圆板，在工字梁的右端和右端圆管的左端之间有右连接圆板，左连接圆板和右连接圆板的尺寸相同，左连接圆板和右连接圆板的外径等于左端圆管和右端圆管的外径，左连接圆板和右连接圆板的轴向厚度t1＝1mm～3mm，工字梁上缘条和下缘条的外表面为圆柱面，该圆柱面与左端圆管和右端圆管的外圆柱面共面，上缘条的下表面和下缘条的上表面为垂直于腹板的平面，上缘条和下缘条的横截面尺寸相同，上缘条和下缘条的横截面中圆弧线所对应的圆心角为α，α＝60°～120°，上缘条和下缘条的宽度为B，B＝2R*sin(α/2)，R是左端圆管和右端圆管的外径，腹板的高度H＝2R*cos(α/2)，腹板的厚度t＝1mm～3mm；左端圆管、左连接圆板、工字梁、右连接圆板和右端圆管整体加工成形。
本实用新型的优点是：能大幅度降低直升机平尾管梁的重量，解决了平尾圆管梁周向各向同性带来的重量重、结构效率低的问题。试验证明，本实用新型的一个实施例，与采用圆管梁相比，减重30％以上。
附图说明
图1是本实用新型的结构示意图。
图2是图1的K-K剖视图。
具体实施方式
下面对本实用新型做进一步详细说明。参见图1、2，一种直升机平尾工字型圆管梁，包括左端圆管1和右端圆管3，左端圆管1和右端圆管3的外径、内径和轴向长度相等，左端圆管1和右端圆管3的轴向长度L1＝50mm～150mm；其特征在于：在左端圆管1和右端圆管3之间有一根工字梁2，在左端圆管1的右端和工字梁2的左端之间有左连接圆板4，在工字梁2的右端和右端圆管3的左端之间有右连接圆板5，左连接圆板4和右连接圆板5的尺寸相同，左连接圆板4和右连接圆板5的外径等于左端圆管1和右端圆管3的外径，左连接圆板4和右连接圆板5的轴向厚度t1＝1mm～3mm，工字梁2上缘条2a和下缘条2c的外表面为圆柱面，该圆柱面与左端圆管1和右端圆管3的外圆柱面共面，上缘条2a的下表面和下缘条2c的上表面为垂直于腹板2b的平面，上缘条2a和下缘条2c的横截面尺寸相同，上缘条2a和下缘条2c的横截面中圆弧线所对应的圆心角为α，α＝60°～120°，上缘条2a和下缘条2c的宽度为B，B＝2R*sin(α/2)，R是左端圆管1和右端圆管3的外径，腹板2b的高度H＝2R*cos(α/2)，腹板2b的厚度t＝1mm～3mm；左端圆管1、左连接圆板4、工字梁2、右连接圆板5和右端圆管3整体加工成形。
本实用新型的工作原理是：使用过程中，由于扭转及摆振方向的刚度要求较挥舞方向的刚度要求小，而且由于其他结构的支撑作用，管梁在扭转及摆振方向所受的载荷不单由管梁承受，管梁设计时，可不考虑。所以静强度方面只要考虑挥舞方向的强度。工字梁截面的绝大部分面积都集中在离中性轴最远处，垂直方向截面惯性矩大，每一点的正应力都比较大，承担了截面上的大部分弯矩；因此将管梁截面在挥舞主方向上设计成类似于工形梁结构。使用过程中，本工字型圆管梁主要承受垂直方向的弯曲载荷，端部圆管为连接段，中间工字形梁为主要受力段。
下表给出本实用新型3个实施例的参数。
| 例1 | 例2 | 例3 | |
| R(mm) | 40 | 45 | 50 |
| L(mm) | 600 | 700 | 800 |
| α(°) | 60 | 90 | 120 |
| B(mm) | 40 | 63.6 | 86.6 |
| H(mm) | 69.3 | 63.6 | 50 |
| L1(mm) | 50 | 100 | 150 |
| t(mm) | 1.5 | 2.2 | 2.5 |
| t1(mm) | 2 | 2 | 3 |
Claims (1)
1.一种直升机平尾工字型圆管梁，包括左端圆管[1]和右端圆管[3]，左端圆管[1]和右端圆管[3]的外径、内径和轴向长度相等，左端圆管[1]和右端圆管[3]的轴向长度L1＝50mm～150mm；其特征在于：在左端圆管[1]和右端圆管[3]之间有一根工字梁[2]，在左端圆管[1]的右端和工字梁[2]的左端之间有左连接圆板[4]，在工字梁[2]的右端和右端圆管[3]的左端之间有右连接圆板[5]，左连接圆板[4]和右连接圆板[5]的尺寸相同，左连接圆板[4]和右连接圆板[5]的外径等于左端圆管[1]和右端圆管[3]的外径，左连接圆板[4]和右连接圆板[5]的轴向厚度t1＝1mm～3mm，工字梁[2]上缘条[2a]和下缘条[2c]的外表面为圆柱面，该圆柱面与左端圆管[1]和右端圆管[3]的外圆柱面共面，上缘条[2a]的下表面和下缘条[2c]的上表面为垂直于腹板[2b]的平面，上缘条[2a]和下缘条[2c]的横截面尺寸相同，上缘条[2a]和下缘条[2c]的横截面中圆弧线所对应的圆心角为α，α＝60°～120°，上缘条[2a]和下缘条[2c]的宽度为B，B＝2R*sin(α/2)，R是左端圆管[1]和右端圆管[3]的外径，腹板[2b]的高度H＝2R*cos(α/2)，腹板[2b]的厚度t＝1mm～3mm；左端圆管[1]、左连接圆板[4]、工字梁[2]、右连接圆板[5]和右端圆管[3]整体加工成形。
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| CN (1) | CN201914457U (zh) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN117184404A (zh) * | 2023-11-07 | 2023-12-08 | 北京航空航天大学 | 一种适用于超低翼载飞机的高效加强薄壁管梁 |
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2010
- 2010-12-31 CN CN 201020701295 patent/CN201914457U/zh not_active Expired - Lifetime
Cited By (2)
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|---|---|---|---|---|
| CN117184404A (zh) * | 2023-11-07 | 2023-12-08 | 北京航空航天大学 | 一种适用于超低翼载飞机的高效加强薄壁管梁 |
| CN117184404B (zh) * | 2023-11-07 | 2024-01-12 | 北京航空航天大学 | 一种适用于超低翼载飞机的高效加强薄壁管梁 |
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