[发明专利]一种高超声速飞行器异形油箱结构

说明书

本发明提出一种高超声速飞行器异形油箱结构，包括异形油箱主体结构和空间桁架结构，所述的异形油箱主体结构是工字形夹层结构、三角形夹层结构、长桁和泡沫夹层结构粘接组成的密闭箱式结构,若干套空间桁架结构平行安装在异形油箱主体结构内部，通过连接结构和长桁与异形油箱主体结构内部连接。本发明利用空间桁架结构及各种夹层结构合理结构设计及载荷传力路线设计，实现油箱结构轻量化设计的同时，能够满足承受压力载荷和截面载荷的要求，通过适应性设计，能够直接应用在高超声速飞行器油箱结构当中，可以实现结构承载的同时，大幅度降低结构质量。

技术领域

本发明涉及一种高超声速飞行器异形油箱结构，属于高超声速飞行器结构设计技术领域。

背景技术

传统导弹圆形油箱结构主要采用铸造和钣金结构方案，结构对称性好，能够较好的承受燃油压力载荷，结构质量也容易满足指标要求，虽然飞机油箱中存在异形油箱结构，但由于飞机取油方式的差异，飞机油箱内部压力较低，也容易满足承受内部压力载荷的要求。

高超声速飞行器油箱结构作为飞行器主承载结构的重要组成部分，内部压力载荷较大，其异形结构特征使其承受内压载荷的能力较弱，因此如何实现异形油箱结构的承载，同时实现结构的轻量化设计十分困难。

发明内容

本发明的目的在于克服现有技术不足，提供了一种在内压载荷和截面载荷条件下，有效实现结构承载与结构轻量化的高超声速飞行器异形油箱结构。

本发明的技术解决方案：一种高超声速飞行器异形油箱结构，包括异形油箱主体结构和空间桁架结构，所述的异形油箱主体结构是工字形夹层结构、三角形夹层结构、长桁和泡沫夹层结构粘接组成的密闭箱式结构,若干套空间桁架结构平行安装在异形油箱主体结构内部，通过连接结构和长桁与异形油箱主体结构内部连接，所述的工字型夹层结构设置在异形油箱主体结构的曲面部位，所述的三角形夹层结构设置在异形油箱主体结构的平面部位，泡沫夹层结构设置在异形油箱主体结构的拐角部位，长桁设置在工字形夹层结构与三角形夹层结构的对接部位以及工字形夹层结构和/或三角形夹层结构上，即在在工字形夹层结构与三角形夹层结构的对接部位必须设置长桁，另外再在工字形夹层结构上和/或工字形夹层结构上设置长桁。

高超声速飞行器异形油箱结构的外部结构形式取决于高超声速飞行器的内部空间结构，根据高超声速飞行器的内部空间结构，采用上述工字形夹层结构、三角形夹层结构、长桁和泡沫夹层结构的设置原则，可以设计出形式多样的异形油箱主体结构。

本发明对高超声速飞行器异形油箱结构的材料没有特殊限定，金属种类的选择根据高超声速飞行器的温度、承压等各项指标来决定，现有工程中一般使用铝合金，泡沫一般为泡沫铝。

所述的工字形夹层结构为金属蒙皮及金属工字形夹层组合而成，设置在异形油箱主体结构的曲面部位，在保证了承载要求的前提下保证了曲面部位维形性。

所述的三角形夹层结构为金属蒙皮及金属三角形夹层组合而成，设置在异形油箱主体结构的平面部位，保证了平面部位承压的要求。

所述的长桁为金属的空心管，在工字形夹层结构与三角形夹层结构对接部位处必须设置，使不同夹层结构之间载荷的分散与传递，提高了高超声速飞行器异形油箱结构的承载能力，配合在工字形夹层结构和/或三角形夹层结构上设置的长桁，用来与空间桁架结构连接，形成高超声速飞行器异形油箱结构的内部支撑。长桁在工字形夹层结构和/或三角形夹层结构上设置的位置根据高超声速飞行器异形油箱结构的承载决定的，本领域技术人员可以根据高超声速飞行器异形油箱结构的结构及承载力进行具体设置，设置位置的选择为本领域公知技术。

所述的泡沫夹层结构采用泡沫金属和金属蒙皮结构，设置在异形油箱主体结构的拐角部位，能有效减小在内压载荷条件下舱体拐角区域的应力集中。