地效翼船船身和中单翼多支点连接结构的制作方法

本实用新型涉及一种地效翼船领域，尤其涉及一种地效翼船船身和中单翼的多支点连接结构。

背景技术：

地效翼船的船身和机翼连接的设计是地效翼船结构设计的重要的环节之一，船身与机翼的连接方式直接影响地效翼船的安全和可靠性。目前，现有的地效翼船的船身和机翼主要采用金属材质，不仅重量大，负荷大，且金属件的加工成本较高，船身和机翼的连接处因其高负荷承受力而容易出现故障，且拆卸和维修都不方便，不利于其转场和运输；其次，现有的地效翼船的船身和机翼的连接方式不利于传递大的集中力，且不利于集中力进行扩散，不能将集中力以较小的剪流扩散和传递，无论是单梁式连接还是双梁式连接，受力均较大，使地效翼船的载荷较小；此外，现有的船身和机翼的连接布局不够合理，机翼穿过船身，使船身客舱内的空间减少，使载客人数减少，且舱内的舒适度降低。

技术实现要素：

本实用新型的目的在于克服以上现有技术的不足，而提供一种地效翼船船身和中单翼的多支点连接结构，全机结构以轻质的复合材料为主，采用中上单翼布局，增加船身客舱的空间，且该连接结构采用多墙式和围框式结构，将大的集中力以多接头的形式传递机翼的弯矩Mx、扭矩m_z和剪力Q_Y，使得复合材料框均匀的以较小剪流将集中力进行扩散和传递到船身隔框和蒙皮上。

本实用新型的技术方案是这样实现的：一种地效翼船船身和中单翼多支点连接结构，包括船身和机翼，该地效翼船为中上单翼布局，所述机翼为两个并分布在机翼的两侧，所述船身与机翼的连接结构为多支点连接结构，所述多支点连接结构包括多墙式连接结构和围框式连接结构，所述多墙式连接结构包括机翼上与船身连接处设置的若干个机翼接头，和船身两侧与机翼接头相匹配位置设置的船身接头，所述机翼接头与船身接头固定连接；所述围框式连接结构包括机翼两端外侧均设置的机翼蒙皮和船身的外侧设置的船身蒙皮，所述船身蒙皮与机翼蒙皮固定连接。

优选的，所述机翼接头与船身接头相互匹配，并通过螺栓Ⅰ固定连接。

优选的，所述的螺栓Ⅰ为M12螺栓。

优选的，所述的机翼接头的个数与船身接头的个数相同，每个机翼上设置有4个接头。

优选的，所述机翼蒙皮设置在机翼外侧并延伸至机翼的根部外侧，所述船身蒙皮设置在船身外侧并延伸至机翼的根部外侧，所述机翼蒙皮和船身蒙皮在机翼的根部外侧有重合部。

优选的，所述重合部的机翼蒙皮在船身蒙皮的外侧。

优选的，所述的机翼蒙皮和船身蒙皮在重合部通过螺栓Ⅱ固定连接。

优选的，所述的螺栓Ⅱ为M8螺栓。

优选的，所述机翼蒙皮通过M8螺栓在机翼的外侧环形固定连接。

本实用新型的有益效果是：本实用新型公开了一种地效翼船船身和中单翼多支点连接结构，该地效翼船全机主体采用全复合材料结构，质量轻，减少金属件加工成本；发动机安装在船身上部，机翼不穿过船身，增加了船身客舱空间；机翼和船身的连接采用多墙式和围框式结构，将机翼承受的大的集中力通过多接头形式，以较小的剪流扩散和传递到船身隔框和蒙皮上，达到飞机结构优化设计和满应力设计目的；同时，机翼船身的这种多接头连接形式，安装、拆卸、运输方便，降低加工成本。因此，该地效翼船的这种船身和机翼连接形式，能够确保全机达到最佳的结构设计状态。

附图说明

图1为本实用新型的船身和机翼受力分布图的主视图。

图2为本实用新型的船身和机翼受力分布图的俯视图。

图3为本实用新型的A-A面的船身和机翼的连接示意图。

图中：1-船身，2-机翼，3-船身接头，4-机翼接头，5-船身蒙皮，6-机翼蒙皮，7-螺栓Ⅰ，8-螺栓Ⅱ,9-重合部，10-接头，101-1号接头，102-2号接头，103-3号接头，104-4号接头。

具体实施方式

下面结合附图和具体实施例对本实用新型做进一步详细说明，以便更好的理解本新型技术方案。

实施例：一种地效翼船船身和中单翼多支点连接结构，如图1-3所示，包括船身1和机翼2，该地效翼船为中上单翼布局，机翼2安装在翼船的中上部位置，机翼2为两个，并分布在船身1的两侧，船身1与机翼2的连接结构为多支点连接结构，多支点连接结构包括多墙式连接结构和围框式连接结构，多墙式连接结构包括机翼2上与船身1连接处安装的若干个机翼接头4，和船身1两侧与机翼接头4相匹配位置设置的船身接头3，两个机翼2上均安装有机翼接头4，每个机翼2上安装有4个机翼接头4，船身1上安装有8个船身接头3，机翼接头4与船身接头3相互匹配，并通过螺栓Ⅰ7固定连接，螺栓Ⅰ7为M12螺栓，使机翼接头4与船身接头3连接牢固，避免在载荷下连接不牢而影响产生重大质量事故，机翼接头4与船身接头3连接后形成接头10，接头10包括位于两侧的1号接头101和104，以及位于中部的2号接头102和3号接头103；围框式连接结构包括机翼2两端外侧均设置的机翼蒙皮6和船身1的外侧设置的船身蒙皮5，机翼蒙皮6设置在机翼2外侧并延伸至机翼2的根部外侧，船身蒙皮5设置在船身1外侧并延伸至机翼2的根部外侧，机翼蒙皮6和船身蒙皮5在机翼2的根部外侧有重合部9，重合部9的机翼蒙皮6在船身蒙皮5的外侧，且机翼蒙皮6和船身蒙皮5在重合部9处通过螺栓Ⅱ8固定连接，螺栓Ⅱ8为M8螺栓，机翼蒙皮6通过M8螺栓在机翼2的外侧环形固定连接，避免机翼蒙皮6和船身蒙皮5分离，影响船身1和机翼2的连接牢固性，同时使机翼蒙皮6与机翼2连接稳固，不容易脱落，保证翼船的安全性和可靠性。

该地效翼船全机结构以复合材料为主，约占80%，使翼船的重量有效降低，减少加工成本，便于翼船的移动和运输。翼船的发动机安装在船身1上部，机翼2不穿过船身1，增加了船身1客舱空间；我们采用多墙式和围框式结构，具体受力情况如下图1、2所示，原理是将大的集中力以多接头形式传递机翼1的弯矩Mx、扭矩m_z和剪力Q_Y，使得复合材料框均匀的以较小剪流将集中力进行扩散和传递到机身隔框和蒙皮上。因此，通过多接头和多墙连接，用质量较轻的复合材料，较好的将整个机翼2的剪力Q_Y、弯矩Mx、阻力Fx等力，通过四个机翼接头4、船身蒙皮5和机翼蒙皮6环状连接，将弯矩Mx、剪力Q_Y、扭矩m_z传到船身加强框上去，起到事半功倍的效果，即达到飞机结构优化设计和满应力设计的目的，全机结构达到最佳状态。

总体技术要求：HW1地效翼船全机重量为W=3.5T，翼船过载系数为4，机翼2传到船身1的力为3.5T×4=14000kg，作用在单个机翼2根部的力为7000kg，设计载荷为F=7000×1.25=8750kg，这么大的载荷，若用单梁式结构其受力为8750×70%=6125kg，双梁式结构受力为4375kg，如果采用多墙式结构再加蒙皮围框式连接，过载就会降到2187.5kg以下。

船身框和内翼接头共有4个，其中1号至3号接头为7个螺栓，4号接头为5个螺栓。我们采用的是多墙式连接，不是单梁式结构，因此不能用上下各一个螺栓连接形式，我们取其中较大一个螺栓受力分析：

四个接头和螺栓Ⅰ挤压力计算：

总力：3500×4=14000kg；

单边力：14000÷2=7000kg；

设计载荷：7000×1.25=8750kg；

平分接头力：8750÷4=2187.5kg；

2号接头102和3号接头103受力：8750×60%=5250kg；

1号接头101和4号接头104受力：8750×40%=3500kg；

2号接头102受力：5250÷2=2625kg；

螺栓Ⅰ受力：2625÷7=375kg；

螺栓Ⅰ受挤压力：σj=375÷（π×r×δ）

=375÷（3.14×6×5）

=3.98kg/mm²≈4kg/mm²

其中，螺栓半径r=6mm, 接头厚度δ=5mm。

这样的应力水平，采用复合材料完全满足强度要求。

机翼2的扭矩m_z产生的剪流，完全通过船身蒙皮5和机翼蒙皮的以托板螺栓Ⅱ环状连接，安全可靠地传到船身1上去。