[发明专利]一种飞机复合材料机翼翼梁及翼根区连接结构有效

专利信息
申请号: 201811445363.0 申请日: 2018-11-29
公开(公告)号: CN109484624B 公开(公告)日: 2021-03-23
发明(设计)人: 谢汶轩;沈裕峰;高举斌;张发;肖志鹏;梁斌;季少华;王栋;刘传军 申请(专利权)人: 中国商用飞机有限责任公司北京民用飞机技术研究中心;中国商用飞机有限责任公司
主分类号: B64C3/18 分类号: B64C3/18
代理公司: 北京金智普华知识产权代理有限公司 11401 代理人: 皋吉甫
地址: 102211 北京*** 国省代码: 北京;11
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摘要:
搜索关键词: 一种 飞机 复合材料 机翼 翼根区 连接 结构
【说明书】:

发明提供一种飞机复合材料机翼翼梁及翼根区连接结构,机翼翼梁为C型构型,由翼梁腹板、翼梁上缘条和翼梁下缘条构成,复合材料翼梁可采用手工铺贴、自动铺带结合热隔膜成型、自动铺丝等工艺制备。机翼翼梁与外翼壁板、连接接头均采用紧固件连接。机翼翼梁在翼根连接处,依据对接要求提前截止,不与翼根、翼肋或中央翼梁直接对接,同时对端头进行裁切,为避免载荷传递时在变截面区造成应力集中,对边缘区进行圆角处理。

技术领域

本发明属于航空技术领域,具体涉及一种飞机复合材料机翼翼梁及翼根区连接结构。

背景技术

随着技术的发展,复合材料在飞机结构中的应用越来越多,可有效减轻飞机的重量,延长结构疲劳寿命,延长飞机正常检修的时间间隔。机翼翼梁连接结构形式一般有两种:一种为对接结构形式;另一种为搭接结构形式。目前现有机翼的连接形式更多的体现在金属翼梁连接上,翼梁间大多采用对接结构的连接形式,并设计梁对接接头与翼梁进行搭接。

飞机机翼采用复合材料结构后,由于复合材料本身属性,开口敏感性差,同时相对于金属翼梁,由于复合材料制造工艺的不稳定性,使得制造和装配精度难以控制,导致复合材料翼梁连接结构形式如沿用金属翼梁结构连接样式会增加对接接头精度要求,产生制造装配困难、疲劳寿命降低、腐蚀等问题,因此对机翼翼梁在连接区的设计提出了巨大的挑战,本发明通过对翼梁提前截止并在近连接区剪口设计,可有效改善传力路径,优化载荷传递效率,降低装配及密封难度。

现有机翼翼梁结构设计中,在翼根处涉及连接界面过多,包括:与机翼上下壁板、与根部翼肋、与中央翼翼梁等对接面。根据具体细节结构的不同,在连接面处可能使用带板或十字接头或三叉接头等形式;翼根连接区紧固件较多且规格较大,翼梁减重设计及紧固件排布难度较大;在机翼翼梁与机翼壁板、中央翼翼梁和根部翼肋腹板连接区域的刚度设计较大,相应传递载荷比例过高,不利于复合材料翼梁的设计。

发明内容

为了解决上述问题,本发明提供一种飞机复合材料机翼翼梁,所述机翼翼梁由翼梁腹板、翼梁上缘条和翼梁下缘条构成,所述翼梁上缘条、翼梁腹板和翼梁下缘条依次连接,一体成型为C型构型;

进一步地,所述机翼翼梁分别与机翼壁板和连接接头采用紧固件连接,所述机翼翼梁一端位于翼根连接处;

进一步地,所述机翼翼梁根据对接要求提前截止,不与翼根、翼肋或中央翼梁直接对接,同时对机翼翼梁的端头进行裁切,对机翼翼梁的边缘区进行圆角处理;

进一步地,所述翼梁腹板、翼梁上缘条和翼梁下缘条均使用复合材料,所述机翼翼梁采用手工铺贴、自动铺带结合热隔膜成型或自动铺丝工艺制备;

进一步地,一种飞机复合材料翼根区连接结构,所述翼根区连接结构包括机翼翼梁、机翼上壁板、机翼下壁板、翼根梁对接接头和中央翼,所述机翼上壁板位于翼梁上缘条上侧并与所述翼梁上缘条搭接,所述机翼下壁板位于翼梁下缘条下侧并与所述翼梁下缘条搭接,所述翼梁腹板通过翼根梁对接接头连接中央翼;

进一步地,所述翼根梁对接接头与翼梁腹板对接处单独设计对接接头,所述单独设计的设计对接接头可为对接带板;

进一步地,所述机翼上壁板和中央翼均为复合材料,所述翼根梁对接接头为带板、十字或三叉等构型,所述翼根梁对接接头的材料为铝合金或钛合金;

进一步地,所述翼根区连接结构还包括机翼壁板和翼梁缘条,所述机翼壁板位于翼梁缘条外侧并与翼梁缘条搭接;

进一步地,所述翼梁缘条进行剪口后与机翼壁板的长桁保留5mm以上间隙,剪口形状依据机翼壁板长桁的轮廓进行裁剪,剪口形式采用带弧度剪口设计;

进一步地,所述缘条和机翼壁板的组合形式包括翼梁上缘条与机翼上壁板组合和翼梁下缘条与机翼下壁板组合;

本发明的有益效果如下:

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