[發(fā)明專利]一種超大型張拉整體龍骨結(jié)構(gòu)集成工裝及其方法

有效

• 申請?zhí)枺?/td>: 202110511327.5
• 申請日: 2021-05-11
• 公開（公告）號: CN113173256B
• 公開（公告）日: 2022-08-12
• 發(fā)明（設(shè)計）人: 陳務(wù)軍;張祎貝;李世平;章李強;胡建輝;徐建東;劉晶;相海軍;湯令辰;黃曉惠
• 申請（專利權(quán)）人: 上海交通大學(xué);新譽集團有限公司
• 主分類號: B64F5/10
• 分類號: B64F5/10
• 代理公司: 上海旭誠知識產(chǎn)權(quán)代理有限公司 31220
• 代理人: 鄭立

本發(fā)明公開了一種超大型張拉整體龍骨結(jié)構(gòu)集成工裝及其方法，涉及航空器結(jié)構(gòu)總裝總成技術(shù)領(lǐng)域，其特征在于，包括多個支承框架、多個中芯支撐、尾錐支撐、頭錐支撐、多個中芯桁架、多個加勁環(huán)和多個縱拉桿，其中，所述支承框架錨固在地面上，所述中芯支撐、所述尾錐支撐和所述頭錐支撐分別安裝在不同的所述支承框架頂部。本發(fā)明采用模塊化、節(jié)段框架與功能支撐集成工裝實現(xiàn)分散多點支撐，支撐具有三維位姿調(diào)節(jié)能力，利用中芯桁架和加勁環(huán)自承力支撐，實現(xiàn)了對大型張拉整體龍骨結(jié)構(gòu)的高效、經(jīng)濟、快速、簡捷的總裝和集成，避免了滿堂腳手架高空裝配的難題和大量腳手架制作、搭設(shè)、拆卸、工藝干涉導(dǎo)致的高成本、長周期等。

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及航空器結(jié)構(gòu)總裝總成技術(shù)領(lǐng)域，尤其涉及一種超大型張拉整體龍骨結(jié)構(gòu)集成工裝及其方法。

背景技術(shù)

平流層飛艇是依靠浮力、推進和控制實現(xiàn)長時間飛行、定點巡航、高度保持，從而完成科學(xué)探測和通訊等應(yīng)用，具有廣泛的應(yīng)用前景。但是，由于平流層低密度等環(huán)境和目前的結(jié)構(gòu)材料、能源等技術(shù)，國內(nèi)外論證所及的飛艇長度均超過100m，才可完成商業(yè)級載荷場景。晝夜溫度交變給軟式囊體結(jié)構(gòu)帶來浮力、壓力巨變，飛艇在高度保持、囊體結(jié)構(gòu)超壓強度存在挑戰(zhàn)。人們試圖從兩個方面去克服困難：第一，提升囊體材料比強度、比剛度，以及工藝，從而提高耐壓能力和可靠性；第二，提出新的高剛輕質(zhì)結(jié)構(gòu)體系，可以實現(xiàn)零壓承載，將浮力和結(jié)構(gòu)剛度分離。

陳務(wù)軍、付功義、王曉亮，等著“一種大尺度半剛性結(jié)構(gòu)飛艇”(申請專利201910275705.7)，發(fā)明了一種由加勁環(huán)和縱拉桿組成的龍骨作為主體支撐結(jié)構(gòu)的半剛性飛艇，具有囊體零壓下的整體保形、低壓下的整體剛度與高承載、載荷布置靈活和傳遞高效的特點。

進一步，陳務(wù)軍、胡建輝、趙兵，等著“一種壓桿接觸型張拉整體結(jié)構(gòu)與集成及張力施加方法”(申請專利201910275699.5)，提出了具體的“加勁環(huán)”及整體龍骨的張拉方法，即“采用節(jié)段組立，對稱延伸，模塊拼接集成，通過多個中芯軸三角形桁架端對稱分級同步頂推使縱向拉桿施加均勻張力”，這里說明了總體集成方法概念，但是，如何總裝集成仍是挑戰(zhàn)，未明晰實施方法。

在早期大型剛性飛艇結(jié)構(gòu)采用滿堂腳手架拼裝，如今大型飛機結(jié)構(gòu)(世界最大客機空客A380長約70m、高約20m)采用艙段拼接、滿堂工裝胎具支承，以及在建筑工程大跨結(jié)構(gòu)領(lǐng)域亦多采用滿堂腳手架或張拉提升等。針對長度大于100米、高度大于40米的飛艇輕質(zhì)龍骨體系，由于其特殊的結(jié)構(gòu)形式及特點，其總裝集成方法難以沿襲傳統(tǒng)剛性飛艇結(jié)構(gòu)、飛機艙段等總裝思路。

因此，本領(lǐng)域的技術(shù)人員致力于開發(fā)一種超大型張拉整體龍骨結(jié)構(gòu)集成工裝及其方法，可實現(xiàn)對剛?cè)嵋惑w飛艇大型張拉整體龍骨結(jié)構(gòu)高效、經(jīng)濟、快速、簡捷的總裝和集成。

發(fā)明內(nèi)容

有鑒于現(xiàn)有技術(shù)的上述缺陷，本發(fā)明所要解決的技術(shù)問題是如何實現(xiàn)對剛?cè)嵋惑w飛艇大型張拉整體龍骨結(jié)構(gòu)高效、經(jīng)濟、快速、簡捷的總裝和集成。

為實現(xiàn)上述目的，本發(fā)明提供了一種超大型張拉整體龍骨結(jié)構(gòu)集成工裝，其特征在于，包括多個支承框架、多個中芯支撐、尾錐支撐、頭錐支撐、多個中芯桁架、多個加勁環(huán)和多個縱拉桿，其中，所述支承框架錨固在地面上，所述中芯支撐、所述尾錐支撐和所述頭錐支撐分別安裝在不同的所述支承框架頂部，所述中芯桁架安裝在兩個所述支承框架之間，所述中芯支撐、所述尾錐支撐和所述頭錐支撐與所述中芯桁架相連，所述加勁環(huán)位于兩個所述支承框架之間，所述縱拉桿安裝在所述加勁環(huán)上。

進一步地，所述支承框架包括多個支承框架節(jié)段和支承框架護欄，所述支承框架采用四棱柱，所述四棱柱為矩形或方形，所述支承框架節(jié)段采用角鋼螺栓裝配而成，所述支承框架節(jié)段之間由連接螺栓連接，所述支承框架護欄設(shè)在所述支承框架頂部。