一种翼身连接机身加强框结构的制作方法

1.本技术涉及飞机结构设计领域，尤其是涉及一种翼身连接机身加强框结构。

背景技术：

2.民用商用飞机因其主要用于运输人员，机身舱段为了模拟地面气压环境，往往需要增压设计。为此，机身截面设计成圆形或近似圆形，将增压带来的表面压力转化为机身蒙皮内部的张力。对于大型货运无人飞机而言，其主要用于载物，不再需要具备载人的功能，因此机身舱内无需充压，以机身内舱容积最大为设计目标。故其机身截面形式多样，可设计为圆形、椭圆形或者矩形。货运飞机机翼通常设计为上单翼，以便于发动机安装，同时不占用机身舱内部空间。另一方面，在保证安全性的同时，货运飞机机翼、机身连接倾向于设计为可拆卸结构，以便于飞机运输、装配和检修。
3.以一种上单翼大型无人货运飞机为例，参照图1，机翼2、机身1之间通过铰链接头连接，即机翼2前梁通过左、右两侧的连接头5与机身加强框3连接，机翼2后梁位置通过左、右两侧的连接头5与机身加强框3连接。机翼由于气动力、惯性力产生的剪力、弯矩等载荷，通过铰链接头传递至机身加强框3，进而扩散至机身1壁板，与机身载荷平衡。
4.由于机翼载荷通过翼身连接处的铰链接头以集中力的形式传递给机身加强框，导致机身加强框承受较大载荷，且机身加强框沿机身环向不同位置的弯矩大小、方向剧烈变化。由于机身加强框通常由金属材料制造，在飞机整个服役过程中，起飞-降落-起飞导致的往复载荷，以及空中突风等导致的往复载荷等，容易导致机身加强框出现疲劳裂纹，进而威胁飞机安全。
5.为了保证翼身连接结构的安全，现有技术中，机身加强框通常设计成损伤容限结构，具体为疲劳裂纹止裂结构，即将机身加强框设计为沿机身环向整体或分段结构，通过加筋等设计特征，避免裂纹贯穿整个框缘条/框腹板，并通过设定合理的检查间隔，保证含损伤结构在剩余强度下降到限制载荷之前可以被可靠的检出。
6.对于无人货运飞机来说，其运行场景更为复杂和恶劣，容易出现不可预料的损伤场景，以及湿热、盐雾等环境腐蚀，因此对损伤预测、损伤检测、剩余强度评估等提出了更高的要求。翼身连接结构为飞机中最重要的连接结构，为了进一步保证其安全，还需要对其进行进一步的优化。

技术实现要素：

7.为了进一步提高翼身与机身之间连接结构的安全性，本技术提供一种翼身连接机身加强框结构。
8.本技术提供的一种翼身连接机身加强框结构采用如下的技术方案：一种翼身连接机身加强框结构，包括有机身以及机翼，所述机身上设置有机身加强框，所述机身加强框的顶端左右两侧分别设置有连接片组，每组连接片组均包括有至少两个连接片，所述机翼与每组连接片组相对的位置均设置有连接头，所述连接头一端与所
述机翼固定，所述连接头的一端通过铰链轴与所述连接片组的所有连接片相连，所述铰链轴穿过连接片组的所有连接片且与所述连接片转动相连。
9.通过采用上述技术方案，当其中一个连接片发生断裂的时候，另一个连接片还依然能够保证将机身加强框与连接头保持连接的状态，从而提高飞机的翼身与机身之间连接结构的安全性。
10.可选的，所述机身加强框包括有自机身前端向后端依次设置的多个框体，所述框体的数量与所述连接片的数量相同，所述框体与所述连接片一一相对，所述连接片位于所对应的框体上。
11.通过采用上述技术方案，将机身加强框设计为相互独立的多个框体结构，保证在其中一个框体发生损坏之后，可由其他框体继续承受机翼传递的集中载荷，通过将机身加强框设计为多传力路径的破损安全结构，保证飞机结构的安全。
12.可选的，相邻的框体之间贴合并通过紧固件连接。
13.通过采用上述技术方案，相邻的框体之间通过紧固件连接且贴合在一起，使相邻的框体形成一个整体从而能够共同承受载荷，增加框体承受载荷的能力。
14.可选的，所述框体采用c型框。
15.通过采用上述技术方案，其具有重量轻，且具有较强的抗弯曲变形的能力。
16.可选的，所述连接片均为独立成型。
17.通过采用上述技术方案，从加工制造的角度看，将连接片设计为独立成型，便于进行加工。从后期维护看，当连接片发生损坏之后，能够对损坏的连接片进行更换，从而不需要将机身加强框全部进行报废处理。
18.可选的，所述连接片包括贴合在机身加强框表面的连接部，所述连接部背离机身加强框的一侧表面设置有耳片，所述耳片与所述连接部之间设置有加强筋。
19.通过采用上述技术方案，通过加强筋对耳片进行加固，使耳片在使用的过程中，耳片与连接部之间不易发生断裂。
20.可选的，所述框体包括有分别独立设置的顶部框段、底部框段、左侧框段以及右侧框段，所述顶部框段、底部框段、左侧框段以及右侧框段围成一个矩形，所述顶部框段与所述左侧框段以及右侧框段之间，所述底部框段与左侧框段以及右侧框段之间均设置有弧形转角框段，所述弧形转角框段与所述顶部框段、底部框段、左侧框段以及右侧框段之间通过紧固件固定。
21.通过采用上述技术方案，将框体拆分为多个框段，从而在生产加工的过程中，各个框段之间能够单独进行加工，便于框体的生产加工，在生产加工完毕后再送到组装现场后进行现场组装。
22.可选的，所述机身加强框顶部左右两侧转角处均设置有安装腔，所述安装腔的内部均固定有副框架，所述连接片的数量为两个，其中一个连接片与机身加强框相连，另一个连接片与副框架相连。
23.通过采用上述技术方案，将副框架安装到安装腔的内部，从而使副框架与机身加强框形成一个整体，使机身加强框以及副框架共同承受载荷，增加机身加强框以及副框架承受载荷的能力。
24.可选的，所述连接片与机身加强框之间一体成型。
25.通过采用上述技术方案，将连接片与机身加强框设计为一体成型，连接片与机身加强框之间的连接位置能够承受较强的载荷，不易发生损坏。
26.综上所述，本技术包括以下至少一种有益技术效果：1.当其中一个连接片发生断裂的时候，另一个连接片还依然能够保证将机身加强框与连接头保持连接的状态，从而提高飞机的翼身与机身之间连接结构的安全性；2.将机身加强框设计为相互独立的多个框体结构，保证在其中一个框体发生损坏之后，可由其他框体继续承受机翼传递的集中载荷，通过将机身加强框设计为多传力路径的破损安全结构，保证飞机结构的安全；3.通过将其中一个连接片与副框架相连，一个连接片与机身加强框相连，在机身加强框承受载荷的时候，副框架处相对于机身加强框比更易发生损坏，当副框架发生损坏的时候，能够对副框架进行更换，利于后期飞机的维修。
附图说明
27.图1是现有的上单翼大型无人货运飞机的翼身与机身之间的连接结构示意图；图2是图1中a部位的局部放大图；图3是本技术实施例一的翼身连接机身加强框结构的结构示意图；图4是图3中b部位的局部放大图；图5是本技术实施例二的翼身连接机身加强框结构的结构示意图；图6是本技术实施例三的翼身连接机身加强框结构的结构示意图；图7是本技术实施例三的翼身连接机身加强框结构中应用实施例一中机身加强框的结构示意图；图8是本技术实施例四的翼身连接机身加强框结构的加强框的爆炸图；图9是本技术实施例五的翼身连接机身加强框结构的加强框的结构示意图；图10是本技术实施例五的翼身连接机身加强框结构的机身加强框的爆炸图。
28.附图标记说明：1、机身；2、机翼；3、机身加强框；31、框体；32、安装腔；33、副框架；34、顶部框段；35、底部框段；36、左侧框段；37、右侧框段；38、弧形转角框段；4、连接片组；41、连接片；411、连接部；412、耳片；413、加强筋；42、肋板；5、连接头；51、翅片；52、铰链轴。
具体实施方式
29.以下结合附图2-8对本技术作进一步详细说明。
30.实施例一本技术实施例公开了一种翼身连接机身加强框结构。
31.参照图3、图4，翼身连接机身加强框结构包括有机身1以及机翼2，机身1上与机翼2相对的位置处设置有机身加强框3，机身加强框3与机身1之间固定。在机身加强框3的顶端左右两侧处分别设置有连接片组4，每组连接片组4均包括有至少两个相互贴合的连接片41。本实施例中连接片41的数量以两个为例。连接片41与机身加强框3之间一体成型或焊接或者紧固件连接固定，紧固件可采用螺栓或铆钉。
32.两个连接片41相背离的一侧表面与机身加强框3之间设置有肋板42，肋板42与连接片41之间一体成型或焊接或紧固件连接固定，肋板42与机身加强框3之间一体成型或焊
接固定。
33.在机翼2与连接片组4相对的位置设置有向连接片组4所在方向伸出的连接头5，连接头5一端与机翼2固定相连。连接头5远离机翼2的一端设置有相对间隔设置的翅片51，翅片51与连接头5之间一体成型。两个翅片51之间的间隔能够容纳连接片组4的所有连接片41。
34.在两个翅片51之间设置有铰链轴52，铰链轴52与两个翅片51之间相对固定。铰链轴52穿过连接片组4的所有的连接片41且与连接片41转动相连。
35.本技术实施例的一种翼身连接机身加强框结构的实施原理为：通过将多个连接片41与连接头5相铰接，当其中的一个连接片41因疲劳、腐蚀、意外损伤等复杂环境下意外断裂，可由剩余的连接片41承受传递的集中载荷，提高飞机结构的安全性。
36.实施例二本技术实施例公开了一种翼身连接机身加强框结构。
37.参照图5，实施例二与实施例一的区别在于：机身加强框3包括有自机身1的前端向后端依次设置的多个框体31，框体31的数量与一组连接片组4的连接片41的数量相同。一组连接片组4中的连接片41与框体31之间一一相对且位于所对应的框体31上。框体31均采用c型框。
38.相邻的框体31之间相互贴合并通过紧固件固定在一起，紧固件可采用螺栓、铆钉等。同样的，相邻框体31上的连接片41之间相互贴合。
39.本技术实施例的一种翼身连接机身加强框结构的实施原理为：将机身加强框3设计为相互独立的多个框体31结构，保证在其中一个框体31断裂后，可由其他框体31继续承受机翼传递的集中载荷。通过将机身加强框3设计为多传力路径的破损安全结构，保证飞机结构的安全。
40.实施例三参照图6，本技术实施例公开了一种翼身连接机身加强框结构。
41.实施例三与实施例二的区别在于：连接片41为独立设置。连接片41包括有贴合在框体31上的连接部411，连接部411可通过焊接或紧固件固定的方式固定在框体31上。连接部411背离框体31的一侧设置有向外伸出的耳片412，耳片412与连接部411之间一体成型。
42.连接片41与连接头5相连的时候，铰链轴52穿过耳片412。
43.在连接部411和耳片412之间设置有多个加强筋413，加强筋413与连接部411以及耳片412之间一体成型。
44.本技术实施例的一种翼身连接机身加强框结构的实施原理为：将连接片41设计为独立成型，从而利于后期的装配以及可制造性。
45.实施例三中的连接片41同样能够应用在实施例一中的机身加强框3上。如图7所示，连接片41的连接部411贴合在机身加强框3的表面并固定在机身加强框3上。
46.实施例四本技术实施例公开了一种翼身连接机身加强框结构。
47.参照图8，实施例四与实施例一的区别在于：在机身加强框3顶部左右两侧转角处设置有安装腔32，在安装腔32的内部固定有副框架33，副框架33通过螺栓与机身加强框3固
定在一起。一组连接片组4的连接片41的数量为两个，两个连接片41，其中一个连接片41位于机身加强框3上，另一个连接片41位于副框架33上。位于机身加强框3上的连接片41与机身加强框3一体成型，位于副框架33上的连接片41与机身加强框3一体成型。
48.实施例五本技术实施例公开了一种翼身连接机身加强框结构。
49.参照图9、图10，实施例五与实施例四的区别在于：机身加强框3包括有独立设置的顶部框段34、底部框段35、左侧框段36以及右侧框段37，顶部框段34、底部框段35、左侧框段36以及右侧框段37之间围成一个矩形。在顶部框段34与左侧框段36之间、顶部框段34与右侧框段37之间、底部框段35与左侧框段36之间以及底部框段35与右侧框段37之间均设置有弧形转角框段38。
50.位于顶部框段34与左侧框段36之间的弧形转角框段38，其中一端与顶部框段34对接并通过紧固件固定在一起，另一端与左侧框段36对接并通过紧固件固定在一起。紧固件可采用螺栓或铆钉。位于顶部框段34与右侧框段37之间的弧形转角框段38，其中一端与顶部框段34对接并通过紧固件固定在一起，另一端与右侧框段37对接并通过紧固件固定在一起。同样的，紧固件可采用螺栓或铆钉。
51.位于底部框段35与左侧框段36之间的弧形转角框段38，其中一端与底部框段35对接并通过紧固件固定在一起，另一端与左侧框段36对接并通过紧固件固定在一起。紧固件可采用螺栓或铆钉。位于底部框段35与右侧框段37之间的弧形转角框段38，其中一端与底部框段35对接并通过紧固件固定在一起，另一端与右侧框段37对接并通过紧固件固定在一起。同样的，紧固件可采用螺栓或铆钉。
52.位于左侧框段36和顶部框段34之间的弧形转角框段38的厚度相较左侧框段36和顶部框段34的厚度小，左侧框段36、顶部框段34以及位于左侧框段36和顶部框段34之间的弧形转角框段38之间围出位于左侧的安装腔32，副框架33固定在左侧框段36和顶部框段34之间的弧形转角框段38上。
53.位于右侧框段37和顶部框段34之间的弧形转角框段38的厚度相较右侧框段37和顶部框段34的厚度小，右侧框段37、顶部框段34以及位于右侧框段37和顶部框段34之间的弧形转角框段38之间围出位于右侧的安装腔32，副框架33固定在右侧框段37和顶部框段34之间的弧形转角框段38上。
54.以上均为本技术的较佳实施例，并非依此限制本技术的保护范围，故：凡依本技术的结构、形状、原理所做的等效变化，均应涵盖于本技术的保护范围之内。

技术特征：

1.一种翼身连接机身加强框结构，其特征在于：包括有机身(1)以及机翼(2)，所述机身(1)上设置有机身加强框(3)，所述机身加强框(3)的顶端左右两侧分别设置有连接片组(4)，每组连接片组(4)均包括有至少两个连接片(41)，所述机翼(2)与每组连接片组(4)相对的位置均设置有连接头(5)，所述连接头(5)一端与所述机翼(2)固定，所述连接头(5)的一端通过铰链轴(52)与所述连接片组(4)的所有连接片(41)相连，所述铰链轴(52)穿过连接片组(4)的所有连接片(41)且与所述连接片(41)转动相连。2.根据权利要求1所述的一种翼身连接机身加强框结构，其特征在于：所述机身加强框(3)包括有自机身(1)前端向后端依次设置的多个框体(31)，所述框体(31)的数量与所述连接片(41)的数量相同，所述框体(31)与所述连接片(41)一一相对，所述连接片(41)位于所对应的框体(31)上。3.根据权利要求2所述的一种翼身连接机身加强框结构，其特征在于：相邻的框体(31)之间贴合并通过紧固件连接。4.根据权利要求2所述的一种翼身连接机身加强框结构，其特征在于：所述框体(31)采用c型框。5.根据权利要求1或2所述的一种翼身连接机身加强框结构，其特征在于：所述连接片(41)均为独立成型。6.根据权利要求5所述的一种翼身连接机身加强框结构，其特征在于：所述连接片(41)包括贴合在机身加强框(3)表面的连接部(411)，所述连接部(411)背离机身加强框(3)的一侧表面设置有耳片(412)，所述耳片(412)与所述连接部(411)之间设置有加强筋(413)。7.根据权利要求2所述的一种翼身连接机身加强框结构，其特征在于：所述框体(31)包括有分别独立设置的顶部框段(34)、底部框段(35)、左侧框段(36)以及右侧框段(37)，所述顶部框段(34)、底部框段(35)、左侧框段(36)以及右侧框段(37)围成一个矩形，所述顶部框段(34)与所述左侧框段(36)以及右侧框段(37)之间，所述底部框段(35)与左侧框段(36)以及右侧框段(37)之间均设置有弧形转角框段(38)，所述弧形转角框段(38)与所述顶部框段(34)、底部框段(35)、左侧框段(36)以及右侧框段(37)之间通过紧固件固定。8.根据权利要求1所述的一种翼身连接机身加强框结构，其特征在于：所述机身加强框(3)顶部左右两侧转角处均设置有安装腔(32)，所述安装腔(32)的内部均固定有副框架(33)，所述连接片(41)的数量为两个，其中一个连接片(41)与机身加强框(3)相连，另一个连接片(41)与副框架(33)相连。9.根据权利要求1所述的一种翼身连接机身加强框结构，其特征在于：所述连接片(41)与机身加强框(3)之间一体成型。

技术总结

本申请涉及一种翼身连接机身加强框结构，属于飞机结构设计领域，包括有机身以及机翼，所述机身上设置有机身加强框，所述机身加强框的顶端左右两侧分别设置有连接片组，每组连接片组均包括有至少两个连接片，所述机翼与每组连接片组相对的位置均设置有连接头，所述连接头一端与所述机翼固定，所述连接头的一端通过铰链轴与所述连接片组的所有连接片相连，所述铰链轴穿过连接片组的所有连接片且与所述连接片转动相连。本申请具有一步提高翼身与机身之间连接结构的安全性的效果。之间连接结构的安全性的效果。之间连接结构的安全性的效果。