[發(fā)明專利]一種應(yīng)用于飛機(jī)道面攔阻的雙曲波紋夾心防護(hù)結(jié)構(gòu)

有效

• 申請?zhí)枺?/td>: 201710703383.2
• 申請日: 2017-08-16
• 公開（公告）號: CN107471756B
• 公開（公告）日: 2019-12-10
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 楊嘉陵;楊先鋒;劉虎
• 申請（專利權(quán)）人: 北京航空航天大學(xué)
• 主分類號: B32B3/28
• 分類號: B32B3/28;B32B15/01;B32B15/20;B32B33/00
• 代理公司: 11121 北京永創(chuàng)新實(shí)專利事務(wù)所
• 代理人: 周長琪

本發(fā)明公開一種應(yīng)用于飛機(jī)道面攔阻的雙曲波紋夾心防護(hù)結(jié)構(gòu)，該夾心結(jié)構(gòu)包括上層面板、波紋芯層以及下層面板。不同于傳統(tǒng)的夾心結(jié)構(gòu)，其夾芯層為雙曲波紋結(jié)構(gòu)，沿結(jié)構(gòu)的橫向和縱向呈現(xiàn)正交的正弦波紋狀外形，可通過調(diào)整雙曲波紋夾心層的振幅、周期以及堆積層數(shù)來構(gòu)造不同幾何形狀的雙曲波紋夾心板。本發(fā)明提出了一種的抗沖擊能量吸收結(jié)構(gòu)，可鋪設(shè)于機(jī)場跑道末端，當(dāng)飛機(jī)由于意外沖出跑道時(shí)，通過機(jī)輪碾壓雙曲波紋夾心板產(chǎn)生塑性變形來吸收飛機(jī)的沖擊能量使其迅速平穩(wěn)地減速下來，從而保護(hù)乘員的安全。

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及一種航空應(yīng)急攔阻結(jié)構(gòu)，是一種應(yīng)用于飛機(jī)道面攔阻的雙曲波紋夾心防護(hù)結(jié)構(gòu)，具體來說，是一種應(yīng)用于飛機(jī)道面攔阻系統(tǒng)具備抗沖擊、緩沖吸能的雙曲波紋夾心板。

背景技術(shù)

隨著現(xiàn)代人類對民航運(yùn)輸業(yè)需求的增加，飛機(jī)沖出跑道的事故時(shí)有發(fā)生，近十年的統(tǒng)計(jì)數(shù)據(jù)表明飛機(jī)發(fā)生沖出跑道端的次數(shù)逐年增加，已經(jīng)對飛機(jī)和乘員安全產(chǎn)生嚴(yán)重威脅。國際民航組織規(guī)定必須設(shè)置300m的跑道端安全區(qū)。然而很多機(jī)場囿于周圍建筑物、水域等地形的限制而無法延長跑道，沒有足夠空間設(shè)置跑道端安全區(qū)，形成了很大的安全隱患。鑒于這種情況，國際飛行員聯(lián)合會建議安裝一種工程材料攔阻系統(tǒng)(Engineered MaterialArresting System,EMAS)來攔停沖出跑道的飛機(jī)。通常EMAS由輕質(zhì)泡沫混凝土構(gòu)成，鋪設(shè)于機(jī)場跑道末端。當(dāng)飛機(jī)沖出跑道進(jìn)入泡沫混凝土后，在機(jī)輪的碾壓下該泡沫混凝土能夠快速碎化形成壓潰阻力，使飛機(jī)平穩(wěn)減速并最終停止，實(shí)現(xiàn)飛機(jī)的安全攔阻。但是泡沫混凝土存在易老化、耐水性能差及壓潰后產(chǎn)生大量粉塵的問題。

此外，波紋夾芯板以其比強(qiáng)度高、比剛度大、抗沖擊和耐疲勞等優(yōu)點(diǎn)，被廣泛地應(yīng)用在航空航天、船舶、高速列車等工程領(lǐng)域。其主要由上下表層面板以及中間波紋夾芯層構(gòu)成，一般通過直接膠接法或者預(yù)浸料后固化法復(fù)合而成。傳統(tǒng)的波紋夾心板主要包括三角形波紋板、梯形波紋板以及正弦形波紋板，然而這些夾芯板并不能滿足飛機(jī)道面攔阻的吸能要求且其具有典型的各向異性特性。

因此，如何在解決泡沫混凝土材料老化、耐久性及環(huán)境等問題的前提下增加波紋結(jié)構(gòu)的能量吸收效率，是提高對沖出跑道飛機(jī)攔阻防護(hù)安全的當(dāng)務(wù)之急。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明旨在提高對沖出跑道飛機(jī)有效攔阻的安全防護(hù)能力，提出一種應(yīng)用于飛機(jī)道面攔阻的雙曲波紋夾心防護(hù)結(jié)構(gòu)，沿機(jī)場跑道方向水平鋪設(shè)于跑道末端，當(dāng)飛機(jī)沖出跑道后壓潰波紋結(jié)構(gòu)吸收飛機(jī)動能，滿足飛機(jī)道面攔阻系統(tǒng)的能量吸收要求，保護(hù)飛機(jī)乘員的生命安全。

本發(fā)明一種應(yīng)用于飛機(jī)道面攔阻的雙曲波紋夾心防護(hù)結(jié)構(gòu)，自上而下依次為上層面板、中間夾芯板與下層面板；中間夾芯板橫向和縱向均呈正弦波紋狀，且橫向波紋方向與縱向波紋方向正交。中間夾芯板與上層面板和下層面板間通過預(yù)浸料后固化連接。

為了提高此雙曲波紋夾芯板結(jié)構(gòu)的能量吸收特性進(jìn)一步增大其結(jié)構(gòu)比吸能，可采用堆積模式，可在上層面板與下層面板間設(shè)置1個(gè)以上中間夾芯板，且相鄰中間夾芯板間上下反向設(shè)置。中間夾層之間同樣通過預(yù)浸料后固化連接。

本發(fā)明中上層面板、下層面板材料與中間夾芯板采用鋁合金材料或者鋼材，采用冷軋工藝方法制備；中間夾芯板采用3D打印技術(shù)制備。

本發(fā)明中還可在上層面板與下層面板上，設(shè)計(jì)有橫縱方向的連接孔，可通過螺釘及連接板實(shí)現(xiàn)相鄰雙曲波紋夾心防護(hù)結(jié)構(gòu)間的連接。

本發(fā)明的優(yōu)點(diǎn)在于：

1、本發(fā)明應(yīng)用于飛機(jī)道面攔阻的雙曲波紋夾心防護(hù)結(jié)構(gòu)，不同于傳統(tǒng)的波紋夾芯板結(jié)構(gòu)，其沿結(jié)構(gòu)的橫向和縱向均呈正弦波紋狀且橫向波紋方向與縱向波紋方向正交，因此該結(jié)構(gòu)具有各向同性屬性。

2、本發(fā)明應(yīng)用于飛機(jī)道面攔阻的雙曲波紋夾心防護(hù)結(jié)構(gòu)，可通過改變波紋結(jié)構(gòu)的振幅、周期、厚度以及堆積層數(shù)來調(diào)整結(jié)構(gòu)的基本力學(xué)特性，構(gòu)造不同能量吸收能力的結(jié)構(gòu)以滿足不同型號飛機(jī)攔阻的要求。