[發(fā)明專利]一種飛機(jī)復(fù)合材料機(jī)翼翼梁及翼根區(qū)連接結(jié)構(gòu)

有效

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 201811445363.0
• 申請(qǐng)日: 2018-11-29
• 公開（公告）號(hào): CN109484624B
• 公開（公告）日: 2021-03-23
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 謝汶軒;沈裕峰;高舉斌;張發(fā);肖志鵬;梁斌;季少華;王棟;劉傳軍
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 中國(guó)商用飛機(jī)有限責(zé)任公司北京民用飛機(jī)技術(shù)研究中心;中國(guó)商用飛機(jī)有限責(zé)任公司
• 主分類號(hào): B64C3/18
• 分類號(hào): B64C3/18
• 代理公司: 北京金智普華知識(shí)產(chǎn)權(quán)代理有限公司 11401
• 代理人: 皋吉甫

本發(fā)明提供一種飛機(jī)復(fù)合材料機(jī)翼翼梁及翼根區(qū)連接結(jié)構(gòu)，機(jī)翼翼梁為C型構(gòu)型，由翼梁腹板、翼梁上緣條和翼梁下緣條構(gòu)成，復(fù)合材料翼梁可采用手工鋪貼、自動(dòng)鋪帶結(jié)合熱隔膜成型、自動(dòng)鋪絲等工藝制備。機(jī)翼翼梁與外翼壁板、連接接頭均采用緊固件連接。機(jī)翼翼梁在翼根連接處，依據(jù)對(duì)接要求提前截止，不與翼根、翼肋或中央翼梁直接對(duì)接，同時(shí)對(duì)端頭進(jìn)行裁切，為避免載荷傳遞時(shí)在變截面區(qū)造成應(yīng)力集中，對(duì)邊緣區(qū)進(jìn)行圓角處理。

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明屬于航空技術(shù)領(lǐng)域，具體涉及一種飛機(jī)復(fù)合材料機(jī)翼翼梁及翼根區(qū)連接結(jié)構(gòu)。

背景技術(shù)

隨著技術(shù)的發(fā)展，復(fù)合材料在飛機(jī)結(jié)構(gòu)中的應(yīng)用越來越多，可有效減輕飛機(jī)的重量，延長(zhǎng)結(jié)構(gòu)疲勞壽命，延長(zhǎng)飛機(jī)正常檢修的時(shí)間間隔。機(jī)翼翼梁連接結(jié)構(gòu)形式一般有兩種：一種為對(duì)接結(jié)構(gòu)形式；另一種為搭接結(jié)構(gòu)形式。目前現(xiàn)有機(jī)翼的連接形式更多的體現(xiàn)在金屬翼梁連接上，翼梁間大多采用對(duì)接結(jié)構(gòu)的連接形式，并設(shè)計(jì)梁對(duì)接接頭與翼梁進(jìn)行搭接。

飛機(jī)機(jī)翼采用復(fù)合材料結(jié)構(gòu)后，由于復(fù)合材料本身屬性，開口敏感性差，同時(shí)相對(duì)于金屬翼梁，由于復(fù)合材料制造工藝的不穩(wěn)定性，使得制造和裝配精度難以控制，導(dǎo)致復(fù)合材料翼梁連接結(jié)構(gòu)形式如沿用金屬翼梁結(jié)構(gòu)連接樣式會(huì)增加對(duì)接接頭精度要求，產(chǎn)生制造裝配困難、疲勞壽命降低、腐蝕等問題，因此對(duì)機(jī)翼翼梁在連接區(qū)的設(shè)計(jì)提出了巨大的挑戰(zhàn)，本發(fā)明通過對(duì)翼梁提前截止并在近連接區(qū)剪口設(shè)計(jì)，可有效改善傳力路徑，優(yōu)化載荷傳遞效率，降低裝配及密封難度。

現(xiàn)有機(jī)翼翼梁結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)中，在翼根處涉及連接界面過多，包括：與機(jī)翼上下壁板、與根部翼肋、與中央翼翼梁等對(duì)接面。根據(jù)具體細(xì)節(jié)結(jié)構(gòu)的不同，在連接面處可能使用帶板或十字接頭或三叉接頭等形式；翼根連接區(qū)緊固件較多且規(guī)格較大，翼梁減重設(shè)計(jì)及緊固件排布難度較大；在機(jī)翼翼梁與機(jī)翼壁板、中央翼翼梁和根部翼肋腹板連接區(qū)域的剛度設(shè)計(jì)較大，相應(yīng)傳遞載荷比例過高，不利于復(fù)合材料翼梁的設(shè)計(jì)。

發(fā)明內(nèi)容

為了解決上述問題，本發(fā)明提供一種飛機(jī)復(fù)合材料機(jī)翼翼梁，所述機(jī)翼翼梁由翼梁腹板、翼梁上緣條和翼梁下緣條構(gòu)成，所述翼梁上緣條、翼梁腹板和翼梁下緣條依次連接，一體成型為C型構(gòu)型；

進(jìn)一步地，所述機(jī)翼翼梁分別與機(jī)翼壁板和連接接頭采用緊固件連接，所述機(jī)翼翼梁一端位于翼根連接處；

進(jìn)一步地，所述機(jī)翼翼梁根據(jù)對(duì)接要求提前截止，不與翼根、翼肋或中央翼梁直接對(duì)接，同時(shí)對(duì)機(jī)翼翼梁的端頭進(jìn)行裁切，對(duì)機(jī)翼翼梁的邊緣區(qū)進(jìn)行圓角處理；

進(jìn)一步地，所述翼梁腹板、翼梁上緣條和翼梁下緣條均使用復(fù)合材料，所述機(jī)翼翼梁采用手工鋪貼、自動(dòng)鋪帶結(jié)合熱隔膜成型或自動(dòng)鋪絲工藝制備；

進(jìn)一步地，一種飛機(jī)復(fù)合材料翼根區(qū)連接結(jié)構(gòu)，所述翼根區(qū)連接結(jié)構(gòu)包括機(jī)翼翼梁、機(jī)翼上壁板、機(jī)翼下壁板、翼根梁對(duì)接接頭和中央翼，所述機(jī)翼上壁板位于翼梁上緣條上側(cè)并與所述翼梁上緣條搭接，所述機(jī)翼下壁板位于翼梁下緣條下側(cè)并與所述翼梁下緣條搭接，所述翼梁腹板通過翼根梁對(duì)接接頭連接中央翼；

進(jìn)一步地，所述翼根梁對(duì)接接頭與翼梁腹板對(duì)接處單獨(dú)設(shè)計(jì)對(duì)接接頭，所述單獨(dú)設(shè)計(jì)的設(shè)計(jì)對(duì)接接頭可為對(duì)接帶板；

進(jìn)一步地，所述機(jī)翼上壁板和中央翼均為復(fù)合材料，所述翼根梁對(duì)接接頭為帶板、十字或三叉等構(gòu)型，所述翼根梁對(duì)接接頭的材料為鋁合金或鈦合金；

進(jìn)一步地，所述翼根區(qū)連接結(jié)構(gòu)還包括機(jī)翼壁板和翼梁緣條，所述機(jī)翼壁板位于翼梁緣條外側(cè)并與翼梁緣條搭接；

進(jìn)一步地，所述翼梁緣條進(jìn)行剪口后與機(jī)翼壁板的長(zhǎng)桁保留5mm以上間隙，剪口形狀依據(jù)機(jī)翼壁板長(zhǎng)桁的輪廓進(jìn)行裁剪，剪口形式采用帶弧度剪口設(shè)計(jì)；

進(jìn)一步地，所述緣條和機(jī)翼壁板的組合形式包括翼梁上緣條與機(jī)翼上壁板組合和翼梁下緣條與機(jī)翼下壁板組合；

本發(fā)明的有益效果如下：