一种翼身融合布局民机贯穿式上单翼结构的制作方法

专利2022-05-09  11


本发明涉及航空飞行器设计技术领域,具体涉及翼身融合布局民机贯穿式上单翼结构。



背景技术:

近年来,随着我国经济的飞速发展和人民生活水平的不断提高,民航业取得了长足进步。截止到2019年底,民航业完成旅客运输量65993.42万人次,比2018年增长7.9%,继续保持近年来高速发展水平。根据国际航协之前给出的预测,亚太地区将成为推动全球航空需求增长的最大驱动力,未来中国将取代美国成为全球最大的航空市场。所以,无论是大型国际机场的兴建、服务水平的提升,还是人民日益增长的飞行需求,都预示着我国民航业广阔的发展前景。而各地大型机场的起降数量是有限的,因此需要提高飞机的载客量。这对我国民机的结构重量和承载效率提出了更高的要求。

常用的机身剖面形状有圆、椭圆、方、梯形等,这些形状适用于不同用途及速度范围的飞机。例如低速飞机可用方形,而具有气密座舱的高亚音速大型客机,则多用圆形或椭圆形。喷气式战斗机一般采用不规则的形状,现有的民机机身结构多为圆形机身。传统圆形截面机身的民机具有圆形机身和明显的机翼、尾翼。传统圆形截面机身民机圆形机身是承载的主体,机翼是产生升力的主体。圆形机身只产生很少甚至不产生升力,机翼只承受很少甚至不承受载荷,导致承载效率不高;机翼与圆形机身结合的翼根处应力集中,必须极大地加强局部结构,带来重量增加。很多年来,人们致力于研究结构重量更轻,承载效率更高的气动飞机。

相比较于传统圆形机身,翼身融合布局民机具有高升阻比、低噪音、低油耗、结构重量、承载效率高的特点,是未来飞行器布局的最有潜力的发展型式之一。翼身融合民机往往使用中单翼形式,采用左机翼-机身-中央翼盒-机身-右机翼的连接型式。而以中单翼构型为基础的翼身融合民机多舱室结构都存在结构超重和承载效率低等潜在风险,会导致气动设计难题。例如说,圆柱组合式多舱室结构的缺点是多圆柱融合的结构型式给机身传力路径的连续性、复杂曲面连接特性、客舱密封性以及加工制造可行性等都带来了巨大挑战。双蒙皮多舱室结构的缺点是在重量和承载效率方面表现不佳:双蒙皮多舱室机身结构增重明显,而且随着舱室的增多而增加。针对此类翼身融合民机结构设计的问题,本发明提出一种翼身融合布局民机贯穿式上单翼结构。



技术实现要素:

为解决上述问题,本发明的目的在于提供一种翼身融合布局民机贯穿式上单翼结构。该楼板采用引导板引导拼接,拼装过程中能够精确调整,保证多个楼板间的水平度。

为实现上述目的,本发明提供了如下的技术方案。

一种翼身融合布局民机贯穿式上单翼结构,包括左机翼、右机翼和上单翼贯穿式中央翼;

所述左机翼和右机翼分别通过紧固件对称设置于所述上单翼贯穿式中央翼的两侧;所述上单翼贯穿式中央翼设置在主机身顶部。

优选地,所述左机翼和右机翼均包括纵横交错设置的翼肋和机翼翼梁;所述上单翼贯穿式中央翼包括多个纵向设置的中央翼框和多个固定架设在所述中央翼框内的中央翼梁。

优选地,所述主机身包括增压客舱和货舱;所述增压客舱固定架设于所述上单翼贯穿式中央翼的底部,所述货舱固定架设于所述增压客舱的底部;所述增压客舱的两侧设置有若干个舱门。

优选地,所述增压客舱内纵横交错设置有若干个隔板。

优选地,所述主机身前端通过第一过渡段连接有机头。

优选地,所述主机身后端通过第二过渡段连接有后机身。

优选地,所述后机身上部中央设置有发动机,两侧设置有尾翼。

本发明有益效果:

(1)本发明为贯穿式上单翼结构,将机翼机身设计成一个整体,使机翼不损害机身内部空间的连续性,提高了结构传载效率;且减少了连接所用的紧固件,从而减轻了机体重量;

(2)本发明采用左机翼-中央翼-右机翼的连接型式,使两侧机翼的连接方式简化,承载效率提高;

(3)本发明所提出的贯穿式上单翼结构为整体式结构,机翼也可用于装载,空间利用率高,有利于推进装置、油箱和电池组件的布置;

(4)本发明的贯穿式上单翼结构气动特性好,气流流经翼身融合过渡段可以平滑通过,达到降低油耗,绿色航空的目的。

(5)本发明有利于发动机布置在后机身上部,可以有效降低客舱内噪音,提高民航客机的舒适度。

(6)本发明所提出的贯穿式上单翼结构型式升阻比高,机翼离地高,有利于货物装载和卸载,有利于人员疏散;发动机离地高,防止地面杂物飞入发动机,造成损伤;

(7)本发明中的贯穿式中长翼结构既有利于承受内部增压载荷,又有利于承受外部弯矩载荷。以下结合附图及实施例对本发明作进一步的说明。

附图说明

图1是本发明实施例的翼身融合布局民机贯穿式上单翼结构的整体结构示意图;

图2是本发明实施例的翼身融合布局民机贯穿式上单翼结构主视图。

图中:1、机头;2、中央翼梁;3、中央翼框;4、右机翼;5、第二过渡段;6、尾翼;7、发动机;8、后机身;9、机翼翼梁;10、翼肋;11、左机翼;12、紧固件;13、上单翼贯穿式中央翼;14、第一过渡段;15、隔板;16、货舱;17、增压客舱;18、舱门。

具体实施方式

为了使本发明的目的、技术方案及优点更加清楚明白,以下结合附图及实施例,对本发明进行进一步详细说明。应当理解,此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本发明,并不用于限定本发明。

实施例

一种翼身融合布局民机贯穿式上单翼结构,如图1-2所示,包括左机翼11、右机翼4和上单翼贯穿式中央翼13;

左机翼11和右机翼4对称设置,分别通过紧固件12与上单翼贯穿式中央翼13的两侧连接;上单翼贯穿式中央翼13设置在主机身顶部;

左机翼11和右机翼4均包括纵横交错设置的翼肋10和机翼翼梁9;靠近左机翼11外侧的翼肋10和机翼翼梁9稀疏分布设置,靠近左机翼11内侧的翼肋10和机翼翼梁9密集分布设置。

上单翼贯穿式中央翼13包括多个纵向设置的中央翼框3和多个固定架设在中央翼框3内的中央翼梁2。

将左机翼11、右机翼4和上单翼贯穿式中央翼13设计成一个整体,机翼不会破坏机身内部空间的连续性,缩短了传力路径,提高了结构传载效率;且减少了连接所用的紧固件,从而减轻了机体重量;并且,采用左机翼-中央翼-右机翼的连接型式,相比较于左机翼-机身-中央翼盒-机身-右机翼的连接型式,简化了两侧机翼的连接方式,提高了承载效率;

主机身包括增压客舱17和货舱16;增压客舱17固定架设于上单翼贯穿式中央翼13的底部,货舱16固定架设于增压客舱17的底部;增压客舱17的两侧设置有若干个舱门18以及应急舱门;增压客舱17内设置有若干个隔板15。

具体的,主机身前端通过第一过渡段14连接有机头1;主机身后端通过第二过渡段5连接有后机身8;后机身8上部中央设置有发动机7,噪声被机翼屏蔽后,可以降低客舱内噪音,提高民机客舱的舒适度;两侧设置有尾翼6。

本发明所提出的贯穿式上单翼结构为整体式结构,空间利用率高,有利于布置安装分布式推进系统,有利于实现分布式电推进飞机,有利于布置整体式邮箱与电池组件,有利于机翼与机身过渡段的外形和结构设计,使机翼机身过渡段高效平滑过渡,气动特性好,从而降低油耗,实现绿色航空的目的,有利于两侧机翼传递来的弯矩、轴力、剪力、扭矩的平衡,也有利于与机身结构的载荷平衡;且有利于承受和传递机身产生的增压载荷、机身的双向弯矩、扭矩和轴力。

此外,机翼离地高度较高,缩短了客舱/货舱的离地高度,有利于快速上下客/装卸,适用于大中型翼身融合布局飞机。

以上仅为本发明的较佳实施例而已,并不用以限制本发明,凡在本发明的精神和原则之内所作的任何修改、等同替换和改进等,均应包含在本发明的保护范围之内。

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