专利名称：一种直升机平尾工字型圆管梁的制作方法
技术领域：
本实用新型属于直升机设计技术，涉及对直升机平尾圆管梁的改进。
背景技术：
直升机平尾主要产生气动升力和力矩，以平衡旋翼拉力与重力不同轴所产生的力 矩，直升机总体布局中常采用左右对称水平安定面构型，两水平安定面、机体三者间通过管 梁及后接头相互连接。平尾管梁主要承受平尾产生的挥舞(F)、扭转(M)及摆振(N)方向的 力及力矩。目前的管梁为圆形截面，圆形截面管梁各方向刚度相同，存在重量重，结构效率 低，加工困难等缺点。
发明内容本实用新型的目的是提出一种能降低平尾管梁重量的直升机平尾工字型圆管 梁，以解决平尾圆管梁周向各向同性带来的重量重、结构效率低的问题。本实用新型的技术方案是一种直升机平尾工字型圆管梁，包括左端圆管和右端 圆管，左端圆管和右端圆管的外径、内径和轴向长度相等，左端圆管和右端圆管的轴向长度 Ll = 50mm 150mm;其特征在于在左端圆管和右端圆管之间有一根工字梁，在左端圆管 的右端和工字梁的左端之间有左连接圆板，在工字梁的右端和右端圆管的左端之间有右连 接圆板，左连接圆板和右连接圆板的尺寸相同，左连接圆板和右连接圆板的外径等于左端 圆管和右端圆管的外径，左连接圆板和右连接圆板的轴向厚度tl = Imm 3mm，工字梁上 缘条和下缘条的外表面为圆柱面，该圆柱面与左端圆管和右端圆管的外圆柱面共面，上缘 条的下表面和下缘条的上表面为垂直于腹板的平面，上缘条和下缘条的横截面尺寸相同， 上缘条和下缘条的横截面中圆弧线所对应的圆心角为α，α = 60° 120°，上缘条和 下缘条的宽度为B，B = 2R*sin( α/2)，R是左端圆管和右端圆管的外径，腹板的高度H = 2R*cos ( α /2),腹板的厚度t = Imm 3mm ；左端圆管、左连接圆板、工字梁、右连接圆板和 右端圆管整体加工成形。本实用新型的优点是能大幅度降低直升机平尾管梁的重量，解决了平尾圆管梁 周向各向同性带来的重量重、结构效率低的问题。试验证明，本实用新型的一个实施例，与 采用圆管梁相比，减重30%以上。
图1是本实用新型的结构示意图。图2是图1的K-K剖视图。
具体实施方式
下面对本实用新型做进一步详细说明。参见图1、2，一种直升机平尾工字型圆管 梁，包括左端圆管1和右端圆管3，左端圆管1和右端圆管3的外径、内径和轴向长度相等，左端圆管1和右端圆管3的轴向长度Ll = 50mm 150mm ；其特征在于在左端圆管1和右 端圆管3之间有一根工字梁2，在左端圆管1的右端和工字梁2的左端之间有左连接圆板4， 在工字梁2的右端和右端圆管3的左端之间有右连接圆板5，左连接圆板4和右连接圆板5 的尺寸相同，左连接圆板4和右连接圆板5的外径等于左端圆管1和右端圆管3的外径，左 连接圆板4和右连接圆板5的轴向厚度tl = Imm 3mm，工字梁2上缘条加和下缘条2c 的外表面为圆柱面，该圆柱面与左端圆管1和右端圆管3的外圆柱面共面，上缘条加的下 表面和下缘条2c的上表面为垂直于腹板2b的平面，上缘条加和下缘条2c的横截面尺寸 相同，上缘条加和下缘条2c的横截面中圆弧线所对应的圆心角为α，α =60° 120°， 上缘条加和下缘条2c的宽度为B，B = 2R*sin ( α /2), R是左端圆管1和右端圆管3的外 径，腹板2b的高度H = 2R*cos ( α /2)，腹板2b的厚度t = Imm 3mm ；左端圆管1、左连接 圆板4、工字梁2、右连接圆板5和右端圆管3整体加工成形。本实用新型的工作原理是使用过程中，由于扭转及摆振方向的刚度要求较挥舞 方向的刚度要求小，而且由于其他结构的支撑作用，管梁在扭转及摆振方向所受的载荷不 单由管梁承受，管梁设计时，可不考虑。所以静强度方面只要考虑挥舞方向的强度。工字 梁截面的绝大部分面积都集中在离中性轴最远处，垂直方向截面惯性矩大，每一点的正应 力都比较大，承担了截面上的大部分弯矩；因此将管梁截面在挥舞主方向上设计成类似于 工形梁结构。使用过程中，本工字型圆管梁主要承受垂直方向的弯曲载荷，端部圆管为连接 段，中间工字形梁为主要受力段。下表给出本实用新型3个实施例的参数。
权利要求1. 一种直升机平尾工字型圆管梁，包括左端圆管[1]和右端圆管[3]，左端圆管[1]和 右端圆管[3]的外径、内径和轴向长度相等，左端圆管[1]和右端圆管[3]的轴向长度Ll =50mm 150mm;其特征在于在左端圆管[1]和右端圆管[3]之间有一根工字梁[2]，在 左端圆管[1]的右端和工字梁[2]的左端之间有左连接圆板W]，在工字梁[2]的右端和右 端圆管[3]的左端之间有右连接圆板[5]，左连接圆板[4]和右连接圆板[5]的尺寸相同， 左连接圆板[4]和右连接圆板[5]的外径等于左端圆管[1]和右端圆管[3]的外径，左连 接圆板[4]和右连接圆板[5]的轴向厚度tl = Imm 3mm，工字梁[2]上缘条[2a]和下缘 条[2c]的外表面为圆柱面，该圆柱面与左端圆管[1]和右端圆管[3]的外圆柱面共面，上 缘条[2a]的下表面和下缘条[2c]的上表面为垂直于腹板[2b]的平面，上缘条[2a]和下 缘条[2c]的横截面尺寸相同，上缘条[2a]和下缘条[2c]的横截面中圆弧线所对应的圆心 角为α，α = 60° 120°，上缘条[2a]和下缘条[2c]的宽度为B，B = 2R*sin ( α/2)， R是左端圆管[1]和右端圆管[3]的外径，腹板[2b]的高度H= 2R*COS(a/2)，腹板[2b] 的厚度t = Imm 3mm;左端圆管[1]、左连接圆板W]、工字梁[2]、右连接圆板[5]和右端 圆管[3]整体加工成形。
专利摘要本实用新型属于直升机设计技术，涉及对直升机平尾圆管梁的改进。包括左端圆管[1]和右端圆管[3]，其特征在于在左端圆管[1]和右端圆管[3]之间有一根工字梁[2]，在左端圆管[1]的右端和工字梁[2]的左端之间有左连接圆板[4]，在工字梁[2]的右端和右端圆管[3]的左端之间有右连接圆板[5]，左端圆管[1]、左连接圆板[4]、工字梁[2]、右连接圆板[5]和右端圆管[3]整体加工成形。本实用新型能大幅度降低直升机平尾管梁的重量，解决了平尾圆管梁周向各向同性带来的重量重、结构效率低的问题。
文档编号B64C5/02GK201914457SQ20102070129
公开日2011年8月3日 申请日期2010年12月31日 优先权日2010年12月31日
发明者彭海峰, 洪少波, 罗国仁, 赵小全, 韩振忠 申请人:中国直升机设计研究所