[发明专利]一种飞机地板下可固接-铰接转换的碰撞吸能斜支柱

说明书

本发明涉及一种飞机地板下可固接‑铰接转换的碰撞吸能斜支柱，包括复合材料管、平压接头、翻转接头，所述平压接头上端设有若干平压固接孔，并通过平压固接件与地板横梁固接，所述平压固接孔的中间设有一平压铰接孔，并通过平压铰接件与地板横梁铰接；所述翻转接头下端设有若干翻转固接孔，并通过翻转固接件与机身框固接，所述翻转固接孔的中间设有一翻转铰接孔，并通过翻转铰接件与机身框铰接。当压溃产生后，支柱两端变为铰接，支柱只承受轴向载荷，不会折断，实现良好的吸能，可靠性和耐久性更高，在形式上考虑了圆形支柱和机身框和地板梁平面的连接，更适合在飞机结构上应用。

技术领域

本发明涉及吸能结构技术领域，具体涉及一种飞机地板下可固接-铰接转换的碰撞吸能斜支柱。

背景技术

应急着陆下的适坠性是飞机结构的重要性能指标，提供适坠性需要飞机结构有很好的能量吸收能力。飞机地板下的支柱是重要的吸能部件，通常是倾斜的，压溃载荷不是沿着支柱轴向的，而是呈一定角度，容易发生折断。

专利CN108860563A、US15/923833公开了一种飞机地板下抗坠撞吸能支柱，该吸能支柱包括左右对称的两根复合材料管，初始时分别与竖直方向呈一定夹角，每根复合材料管的一端通过关节轴承及支座连接飞机地板的横梁，另一端通过关节轴承及接头连接机身框，该发明在飞机坠撞过程中，复合材料管中只受轴向力，不会突然折断，结构能保持完整，吸能稳定，效率高，但该专利吸能支柱的接头两端是铰接的，飞机正常使用时，使用固接的接头更可靠，而固接结构不会随着斜支柱的缩短而旋转，若支柱压溃长度较大，则会对支柱造成较大弯矩，导致其折断，失去吸能功能。

专利CN111392027A公开了一种飞机地板下碰撞吸能槽型斜支柱结构，包括槽型支柱以及与所述槽型支柱相套接的槽型接头，所述槽型支柱上端设有若干支柱固接孔，并通过支柱固接件与地板梁固接，所述支柱固接孔的中间设有一支柱铰接孔，并通过支柱铰接件与地板梁铰接，所述槽型接头下端设有若干接头固接孔，并通过接头固接件与机身框固接，所述接头固接孔的中间设有一接头铰接孔，并通过接头铰接件与机身框铰接，该发明采用翻转压溃的接头来触发槽型复合材料支柱的压溃，提出了使倾斜支柱受冲击下的紧固件破坏方案，当压溃产生后，支柱只承受轴向载荷，不会由于弯曲而折断，实现良好的吸能，然而，该专利针对槽型材，槽型材压载荷下稳定性欠佳，不易在接头作用下翻转，吸能较少，而内翻复合材料管压溃稳定性好，并且可通过复合材料碎片的填充来增加能量的吸收，但没有合适的固接转换成铰接的连接方式。

发明内容

本发明的目的就是为了解决上述问题而提供一种飞机地板下可固接-铰接转换碰撞吸能斜支柱结构，在正常飞行状态下，支柱两端与机身地板横梁和机身框固接，具有较好的可靠性；在机身坠撞过程中，固接接头转换为铰接接头，使支柱主要受轴向力，不易受弯曲而折断，能够持续稳定地压溃过程。

本发明的目的通过以下技术方案实现：

一种飞机地板下可固接-铰接转换的碰撞吸能斜支柱，包括复合材料管、连接于所述复合材料管上端的平压接头、连接于所述复合材料管下端的翻转接头；

所述平压接头上端设有若干平压固接孔，并通过平压固接件与地板横梁固接，所述平压固接孔的中间设有一平压铰接孔，并通过平压铰接件与地板横梁铰接；

所述翻转接头下端设有若干翻转固接孔，并通过翻转固接件与机身框固接，所述翻转固接孔的中间设有一翻转铰接孔，并通过翻转铰接件与机身框铰接。

当坠撞发生时，机身框压缩支柱结构，在翻转接头处，复合材料管在轴向载荷下剪断连接紧固件，然后被翻转曲面破坏，并沿着翻转曲面向内逐渐溃缩。由于复合材料管长度缩短，支柱的角度发生变化，平压接头和翻转接头开始承受弯矩，由于这两个接头的铰接孔在中间，所以弯矩中心距离铰接孔中心很近，而离固接孔较远，这使固结孔紧固件受到更大的剪切应变，首先被剪断，从而，两个接头的固定连接变为铰连接，支柱不会因为受到严重的弯矩而折断，而主要承受轴向力，实现持续地稳定的压溃，很好地吸收能量。