[发明专利]一种民用飞机客舱地板下部撑杆吸能装置

说明书

技术领域

本发明属于飞行器结构设计技术领域，具体涉及一种民用飞机客舱地板下部撑杆吸能装置，可以应用于民用飞机机身结构耐撞性设计。

背景技术

尽管航空科学技术在不断的发展和进步，但是仍然无法阻止事故的发生，而大部分事故发生在起飞和降落阶段，该阶段的坠撞速度较低，通过合理的结构设计能够提高乘员的生存概率。因此如何保护在发生坠撞事故情况下乘员的安全成为了民用飞机设计的重要问题。包括中国在内的世界各国的航空管理局均制定了紧急迫降情况下民用飞机安全性相关的适航条例，对民用飞机机身结构耐撞性设计提出了越来越高的要求。

冲击过程中乘员承受的过载和生存空间是耐撞性设计的两个关键因素，为了提高民用飞机耐撞性能，必须采用高效的吸能结构来耗散冲击动能。在民用飞机冲击过程中，破坏主要集中在客舱地板下部区域。因此，可作为民用飞机的吸能结构主要有底部结构、机身加强框和客舱地板下部撑杆等。撑杆结构作为用于支撑客舱地板的结构，对民用飞机耐撞性能有重要影响。通过合理设计撑杆结构，能够大大提高民用飞机整体的吸能能力，从而达到改善民用飞机耐撞性能的目的。传统的民用飞机撑杆结构往往采用固定连接的方式，在此情况下普遍产生扭转破坏模式，难以达到指定的破坏模式，限制了撑杆结构的吸能效率。不同的吸能结构在吸能效率上有很大的差异，采用何种型式的撑杆结构对民用飞机的整体耐撞性能有重要影响。

发明内容

针对传统的民用飞机撑杆结构的不足，本发明提出一种新的民用飞机客舱地板下部撑杆吸能装置。该装置不改变民用飞机的其他机身结构仅仅通过改变撑杆结构系统达到改进耐撞性的目的。

本发明采用了一种新的收缩管作为撑杆结构，为了保证在冲击过程中收缩管始终承受轴向载荷，利用铰接方式将收缩管连接在客舱地板梁和机身加强框之间。

所述收缩管由两个以上不同截面尺寸的管段串联组成，剖面形状为圆形或方形。如果两个不同直径管段串联，分为收缩管上部和收缩管下部，当采用圆形剖面结构时，所述收缩管上部直径小于收缩管下部直径，收缩管上部长度为收缩管下部长度的两倍。当采用方形剖面结构时，收缩管上部边长小于收缩管下部边长，并且收缩管上部长度等于收缩管下部长度。在所述收缩管上部和收缩管下部分别固定连接铰接上接头。在客舱地板梁和机身加强框上分别固定连接铰接下接头，所述铰接上接头和所述铰接下接头通过销钉连接。

本发明的优点在于：

（1）本发明仅仅改变撑杆结构设计，并不改变原有民用飞机机身结构，从而能够保证使用此结构的民用飞机能够满足气动、振动和强度等方面的要求；

（2）本发明采用了铰接方式分别与客舱地板梁和机身加强框连接，能够保证撑杆结构始终承受轴向载荷，并且撑杆结构为收缩管，该结构在轴向冲击载荷下具有稳定的破坏模式，从而能大大提高民用飞机的吸能效率。

附图说明

图1是民用飞机机身结构示意图；

图2是传统的开孔撑杆结构型式；

图3是传统的撑杆结构剖面结构；

图4是方管撑杆的破坏模式；

图5是本发明提出的圆形剖面时的撑杆结构；

图6是本发明提出的方形剖面时的撑杆结构；

图7是本发明提出的撑杆结构铰接接头；

图8是销钉结构；

图9是铰接装置中与机身加强框和客舱地板梁的连接结构；

图10是传统圆形截面撑杆的破坏模式；

图11是本发明提出吸能装置的破坏模式。

图12是本发明吸能装置与传统结构冲击载荷曲线对比；

图13是本发明中收缩管的多段组成结构示意图。

图中:

1、撑杆              2、机身加强框        3、客舱地板梁        4、货舱地板

5、开孔开剖面结构    6、圆形剖面          7、方形剖面          8、U形剖面

9、工形剖面          10、收缩管           11、收缩管下部       12、收缩管上部

13、铰接上接头       14、销钉             15、铰接下接头       16、塑性铰

17、上接头连接孔     18、下接头连接孔     19、上接头连接孔轴线 20、下接头连接孔轴线

21、销钉轴线         22、销钉帽           23、销钉帽内孔

具体实施方式