[发明专利]用于飞机货舱地板下部的吸能立柱

说明书

本发明涉及一种用于飞机货舱地板下部的吸能立柱(2)，所述吸能立柱(2)具有与飞机的机身框(3)连接的第一端部(21)以及沿其纵向延伸方向与所述第一端部(21)相对并且与飞机货舱地板(1)连接的第二端部(22)，所述吸能立柱(2)包括：沿其纵向延伸的基体部分(2.1)；和从所述基体部分(2.1)的横向两侧分别延伸出来的缘条(2.2)，所述缘条相对于所述基体部分(2.1)朝同一方向弯折，从而使得所述吸能立柱(2)具有大致为C形的横截面形状，其特征在于，所述基体部分(2.1)为直线区段和波纹区段的组合。

技术领域

本发明涉及飞机制造领域，尤其涉及一种用于飞机货舱地板下部的吸能立柱。

背景技术

近年来，复合材料在民用飞机结构上得到广泛应用，并逐渐应用到主承力结构。相较于传统的铝合金材料，复合材料可以有效降低飞机的质量，并大幅降低针对机体疲劳程度相关检查的需要，但复合材料的脆性特点大大提高了飞机的适坠性设计难度。货舱地板的下部结构是坠撞过程中最先触地的部位，其结构响应和吸能效率将影响到整体机身的抗坠撞效果，其中复合材料构成的货舱地板的立柱不仅可以支撑货舱地板，也是货舱下部结构坠撞吸能的关键元件。

货舱地板的立柱通常为C型的复合材料支柱，这种类型的立柱制造和装配比较简单，但压溃失效的吸能效率较低，且在坠撞冲击载荷下很容易失稳断裂，导致能量吸收有限。

发明内容

在现有技术的基础上，本发明的目的是提供一种用于飞机货舱地板下部的吸能立柱，该吸能立柱不仅能够在飞机正常状态下用于支撑飞机货舱地板以及货舱载荷重量，而且能够在飞机坠撞时提高吸能立柱的吸能效率，降低乘员坠撞时承受的载荷。

该目的通过发明以下形式的一种用于飞机货舱地板下部的吸能立柱来实现。所述吸能立柱具有与飞机的机身框连接的第一端部以及沿其纵向延伸方向与所述第一端部相对并且与飞机货舱地板连接的第二端部，所述吸能立柱包括：沿其纵向延伸的基体部分；和从所述基体部分的横向两侧分别延伸出来的缘条，所述缘条相对于所述基体部分朝同一方向弯折，从而使得所述吸能立柱具有大致为C形的横截面形状，所述基体部分为直线区段和波纹区段的组合。

基体部分为直线区段和波纹区段的组合提高了吸能立柱的稳定性，使得吸能立柱不易折断，并进而提高了吸能立柱压溃时的吸能效率。

根据本发明的一种优选实施方式，所述基体部分至少包括位于其两端且分别与对应的所述缘条连接的两个直线区段以及位于两个直线区段之间的波纹区段。

直线区段为紧固件提供了安装位置，因此无需额外的用于使吸能立柱与飞机的机身框和飞机货舱地板连接的结构，从而减轻了整体结构的重量，降低了装配的难度。

根据本发明的一种优选实施方式，在所述波纹区段中包括至少一个另外的直线区段。

根据本发明的一种优选实施方式，所述基体部分的波纹区段是由至少两个相同的半圆形部分交替地朝相反方向拱曲地连接成的波纹形状。

相比于相同尺寸的普通的没有波纹结构的C型吸能立柱，本发明中的吸能立柱单位质量吸收的能量明显提高。

根据本发明的一种优选实施方式，所述吸能立柱由复合材料构成。

复合材料的使用使得在吸能立柱裂开时层状地撕裂，自下向上地受到破坏，在此过程期间可吸收大量的能量，从而提高了吸能立柱压溃时的吸能效率。

根据本发明的一种优选实施方式，所述吸能立柱在第一端部处具有沿所述吸能立柱的壁厚方向的斜切部。

斜切部提供了弱部位，削弱了吸能立柱下端的强度，使得在飞机的机身框触地之后从该弱部位开始被破坏，使吸能立柱应力集中地进入稳定的压溃阶段，从而避免了吸能立柱在较大的坠撞载荷下直接折断。