[實用新型]一種輕量化飛行器機體結構

有效

• 申請號: 202320951637.3
• 申請日: 2023-04-24
• 公開（公告）號: CN219487711U
• 公開（公告）日: 2023-08-08
• 發明（設計）人: 金蔚;賴謀榮;周華;姜立東;仲偉
• 申請（專利權）人: 北京中科宇航技術有限公司
• 主分類號: B64C1/06
• 分類號: B64C1/06;B64C1/10;B64C1/12
• 代理公司: 北京卓特專利代理事務所(普通合伙) 11572
• 代理人: 段旺

本申請公開了一種輕量化飛行器機體結構，包括：依次設置的第一儀器艙、第二儀器艙、載荷艙、第三儀器艙、發動機艙、第四儀器艙和尾艙；第一儀器艙的艙段、第二儀器艙的艙段、載荷艙的艙段、第三儀器艙的艙段、發動機艙的艙段、第四儀器艙的艙段和尾艙的艙段均為輕量化結構；其中，輕量化結構包括：多個整體壁板和多個C型金屬梁；相鄰的整體壁板相互連接，構成艙段外殼；多個C型金屬梁均勻設置于艙段外殼的內側。本申請采用整體壁板和C型金屬梁構成的輕量化結構取代傳統的蒙皮和框梁等主要承力元件加工機體艙段，在滿足設備裝載的前提下使用金屬框增加橫向承載，支持蒙皮維型，更大限度的實現了飛行器結構的輕量化設計。

技術領域

本申請涉及航天技術領域，尤其涉及一種輕量化飛行器機體結構。

背景技術

為了滿足設計、使用及工藝方面的需要，根據內部裝載設備的不同，飛行器機體一般會設計成若干功能艙(如：儀器艙、發動機艙、燃料艙和尾艙等)，用于裝載任務荷載。飛行器機體結構是飛行器受理基礎，不僅需要承受橫向載荷，還需要承受很大的縱向載荷，其主要內力不僅包括剪力和彎矩，還包括很大的軸力。為減少飛行阻力，機身應具有良好的氣動外形，較高的容積利用率，較輕的結構重量以及適當的艙口，因此常見的機身多為軸對稱或面對稱形式。

按照結構特征，飛行器機體結構的基本結構(例如：艙段)一般采用硬殼式或半硬殼式薄壁結構。如圖1所示，采用硬殼式結構構成的整個艙段僅由蒙皮和隔框組成，蒙皮較厚，屬于殼。但硬殼式結構承受縱向集中應力能力較弱，僅適用于直徑較小的飛行器，隨著直徑增加，結構質量越大。如圖2所示，半硬殼式結構由多塊蒙皮、桁條、普通框和加強框組成，橫向梁或桁條用于承受平面內的力，縱、橫向隔框用于支持蒙皮維持外形，半硬殼式結構采用蒙皮和框梁的薄壁結構，且蒙皮與框梁一般采用金屬或復合材料結構。由于半硬殼式結構切斷了較多的受力原件和桁條，零部件數量較多，為彌補強度削弱，一般會增加結構質量。另外，金屬框梁機加難度大，與蒙皮配合位置容易出現間隙或干涉，蒙皮受力結構復雜，局部補強方法有限。復合材料蒙皮成型相對容易，但與框梁配合處公差不易保證。

實用新型內容

本申請的目的在于提供一種輕量化飛行器機體結構，采用整體壁板和C型金屬梁構成的輕量化結構取代傳統的蒙皮和框梁等主要承力元件加工機體艙段，在滿足設備裝載的前提下使用金屬框增加橫向承載，支持蒙皮維型，更大限度的實現了飛行器結構的輕量化設計。

為達到上述目的，本申請提供一種輕量化飛行器機體結構，包括：依次設置的第一儀器艙、第二儀器艙、載荷艙、第三儀器艙、發動機艙、第四儀器艙和尾艙；第一儀器艙的艙段、第二儀器艙的艙段、載荷艙的艙段、第三儀器艙的艙段、發動機艙的艙段、第四儀器艙的艙段和尾艙的艙段均為輕量化結構；其中，輕量化結構包括：多個整體壁板和多個C型金屬梁；相鄰的整體壁板相互連接，構成艙段外殼；多個C型金屬梁均勻設置于艙段外殼的內側。

如上的，其中，整體壁板包括：蒙皮和多個骨架；多個骨架設置于蒙皮內側。

如上的，其中，多個骨架沿艙段的寬度方向均勻間隔設置于蒙皮內側。

如上的，其中，蒙皮和骨架為一體式結構。

如上的，其中，多個C型金屬梁沿艙段的長度方向均勻間隔設置于蒙皮內側，且與骨架垂直連接。

如上的，其中，C型金屬梁包括：第一板、第二板和第三板；第一板上設置有多個第一開口；第二板上設置有多個第二開口；第二板的兩端分別與第一板的一端和第二板的一端連接，連接后，構成橫截面為C型的梁，且多個第一開口和多個第二開口一一對應，構成骨架通孔；第一板遠離第二板的一側與蒙皮連接；骨架貫穿骨架通孔，且與第二板連接。

如上的，其中，第一板通過螺接或鉚接的方式與蒙皮連接。

如上的，其中，第一板與第二板連接的一端還設置有固接板，固接板上設置有多個固接孔，螺釘或鉚釘通過固接孔與蒙皮連接。

如上的，其中，骨架通過螺接或鉚接的方式與第二板連接。