[發明專利]民用飛機客艙地板下部方管撐桿結構的能量吸收方案及其布局方式

無效

• 申請號: 201210061041.2
• 申請日: 2012-03-09
• 公開（公告）號: CN102582821A
• 公開（公告）日: 2012-07-18
• 發明（設計）人: 向錦武;任毅如;羅漳平;鄭建強;孫俠生;牟讓科
• 申請（專利權）人: 北京航空航天大學
• 主分類號: B64C1/18
• 分類號: B64C1/18
• 代理公司: 北京永創新實專利事務所 11121
• 代理人: 姜榮麗

技術領域

本發明屬于民用飛機的機身結構設計技術領域，具體涉及客艙地板下部撐桿結構的能量吸收方案設計及其布局問題。

背景技術

耐撞性是民用飛機設計與研究過程中必需解決的關鍵問題，是民用飛機設計研制的一個主要方面，相關的機構已經制定了關于民用飛機耐撞性的適航條例，因此迫切需要解決民用飛機耐撞性設計問題，而能量吸收結構設計是民用飛機機身結構耐撞性設計的核心問題之一。

如波紋梁、泡沫和薄壁管件結構等各種高性能的能量吸收結構被廣泛應用于民用飛機起落架系統、機身結構和乘員座椅系統的耐撞性設計。對于大中型民用飛機而言，機身結構的能量吸收結構設計最為重要。在機身的能量吸收結構設計中，主要從機身隔框、機身底部結構和客艙地板下部撐桿結構的設計三個方面入手。機身隔框是墜撞過程中的主要能量吸收結構，同時也是民用飛機結構中最重要的結構之一，涉及到機身的主要靜動力學特性，可以改進的方面比較小。機身底部結構在小型固定翼飛機和直升機耐撞性設計中是重要結構，但是對于大中型民用飛機來說，機身底部結構能量吸收結構的設計并不是最重要的部分，主要作用是降低民用飛機碰撞過程中的初始載荷峰值，并吸收一部分沖擊動能。客艙地板下部撐桿結構作為大中型民用飛機機身下部的重要結構部件，主要用來支撐客艙地板，在墜撞事故中客艙地板下部撐桿結構對機身結構的沖擊動力學特性會有較大的影響。通過對撐桿結構的合理設計，可能能夠大大改進民用飛機的耐撞性，而不必改變除撐桿結構以外的其它民用飛機結構部件的設計型式。但是采用何種結構型式的撐桿結構及其布局方案是一個非常重要的問題。

發明內容

本發明針對目前民用飛機機身結構的能量吸收結構設計問題，對客艙地板下部撐桿結構的能量吸收方案及其布局方式進行研究。通過大量的科學仿真計算，本發明提出了一種采用方管作為客艙地板下部撐桿的能量吸收方案及其布局方式。此方案僅僅改變撐桿的結構和布局方式，并不改變原有機身結構設計，能夠保證民用飛機的基本性能要求，同時能夠使機身結構具有更好的耐撞性能。

本發明針對金屬民用飛機提供了一種民用飛機客艙地板下部的撐桿結構的能量吸收方案及其布局方式，不改變原有機身結構的機身隔框等其他部件的設計，而是重新設計客艙地板下部撐桿結構型式及其位置。本發明的方案中采用方管結構作為撐桿，方管上下端分別與客艙地板梁和機身隔框鉚接，下部采用加強肋板與機身隔框固定。撐桿采用垂向布置的結構型式，并且下端位于機身客艙地板下部機身隔框四分之一圓弧位置附近。此時的機身結構具有較好的耐撞性能。此外，為了進一步提高客艙地板下部撐桿結構的能量吸收效率，可以在客艙地板下部撐桿結構上布置觸發機制。

本發明的優點在于：

(1)本發明提供的機身客艙地板下部撐桿結構的能量吸收方案及其布局方式能夠提高機身結構的能量吸收能力，從而改善機身結構耐撞性能。

(2)本發明提出的撐桿設計方案不必改變原有機身結構型式，因此不會對機身結構的氣動、強度和剛度特性產生影響，使用和維護性能跟改變前沒有變化。

附圖說明

圖1是現有民用飛機帶客艙地板下部撐桿的機身結構示意圖；

圖2是現有撐桿的開剖面結構橫截面圖；

圖3是本發明采用的方管結構的橫截面圖；

圖4是方管結構及其上部的三角形觸發機制；

圖5是方管結構及其上部的四邊形觸發機制；

圖6是觸發機制在方管結構上的位置示意圖；

圖7是客艙地板下部的撐桿與客艙地板梁和機身隔框的位置關系；

圖8是客艙地板下部的撐桿結構的布局示意圖。

圖中：

1、機身隔框????2、撐桿??????3、客艙地板??4、客艙地板梁

5、貨艙地板????6、加強肋板??7、外輪廓????8、機身中心線

9、機身下部圓弧中心點??10、方管結構??11、開剖面結構

具體實施方式

下面結合附圖對本發明提出的民用飛機客艙地板下部方管撐桿結構的能量吸收方案及其布局方式進行詳細說明。