一种水上飞机断阶框结构的制作方法

本发明涉及机身结构设计领域,特别是涉及一种水上飞机断阶框结构及包括该断阶框结构的飞机。

背景技术：
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飞机结构设计应当力争保证结构完整性，同时考虑装配工艺性，机身某些部位需要重新分段设计，这些部位的结构设计就成为全机结构中的关键之一。

由于水上飞机特殊的机身外形，水上飞机断阶框对于飞机水上起飞起着至关重要的作用，此处与龙骨梁分段连接、断阶结构、断阶前后壁板等主承力结构连接交错，结构载荷传递复杂，同时断阶框还应具备水密要求。良好的断阶框结构设计可以使整体结构拥有清晰的传力路径，提高承载效率，满足飞机密封要求。

小型水上飞机由于飞机尺寸小，载荷小，其断阶框结构可以设计成外形附加式结构，或设计成整体式框结构，其维护、维修相对简单。但对于体积较大的水上飞机，由于断阶前后飞机船底外形存在阶差，断阶前后壁板外形不能连续，若采用整体式结构，一不利于其他结构交错通过的连接需求，二是毛料尺寸大，材料利用率低，成本高昂,故断阶框采用合适的分段连接，才能保证飞机整体结构良好的结构工艺性。

技术实现要素：
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本发明提供一种水上飞机断阶框结构，用于解决因断阶周边结构连接交错导致的装配关系错综复杂，传力路径不清晰等问题。

本发明提供的技术方案是：一种水上飞机断阶框结构，包含左右半框结构20，20′和连接组件30，所述左右半框20，20′包括上框21，下框22，侧缘条连接角材23，腹板连接件24，多个垫片25，腹板连接加强件26；连接组件30包括内缘条连接角材31，断阶缘条连接角盒32，船底缘条连接角盒33，腹板连接立柱34，连接板35；上框21与下框22通过外伸搭接结构21a、侧缘条连接角材23，腹板连接件24，多个垫片25，腹板连接加强件26连接。所述左右半框结构20，20′通过连接组件30连接起来。

其中，所述左右半框结构20，20′还包括指形带板27，l型断阶角材28，依次安装于腹板连接件24下部。

其中，所述左右半框20，20′具有一排方形开孔结构。

其中，所述上框21设有多个加强筋。

其中，所述上框21的外伸搭接结构21a背部设有下陷设计，下陷深度与下框22腹板厚

度相同。

其中，所述腹板连接件24为梳状方形开口结构。

有益效果：本发明提供一种水上飞机断阶框结构，采用分段组合装配的结构形式，材料利用率高，降低成本，不仅能保证断阶周边主结构连接互不干扰，满足载荷传递连续性要求，而且有助于提供了良好的结构工艺性和维修性，满足飞机结构强度和密封性要求。

附图说明

为了更好的理解本发明，以下给出附图说明：

图1是本发明与位于对称中心处龙骨梁装配后的示意图，所示断阶半框分布在龙骨梁两侧。

图2是整个断阶框结构图，采用等角视图。

图3是图2各组成的爆炸图，更为清晰的展示断阶框的各组成零件。

图4是整个断阶框后视透视图，密封组件安装与断阶半框后侧。

图5是图4的a-a截面剖视图。

图6是右侧半框的零件装配叠层关系示意图，

图7为半框中垫片与腹板连接件位置关系详图，图示垫片放置于带板连接件开口处。

图8是零件指形带板轴侧视图。

图9是l型断阶角材轴侧视图。

附图说明：

10：断阶框结构、20，20′：左右半框结构、30：连接组件、21：上框、22：下框、23：侧缘条连接角材、24：腹板连接件、25：多个垫片、26：腹板连接加强件、27：指形带板、28：l型断阶角材、21a：外伸搭接结构、21b：上框21的内缘条、21c：断阶缘条、31：内缘条连接角材、32：断阶缘条连接角盒、33：船底缘条连接角盒、34：腹板连接立柱、35：连接板、36：v型接头。

δ：指形带板27与l型断阶角材28连接后翻边间隙。

a-a：局部剖视图标示。

b：局部详图标示。

具体实施方式：

为了更好的理解本发明的功用和目的，并且不被视为限制性解决方案，以下基于附图作进一步给出本发明实施例的详细说明。

由图1可以看出，所述断阶框结构10为一个左右对称，并分布在龙骨梁两侧的组合结构，包括左右半框结构20，20′和连接组件30。

左右半框结构20，20′都包含上框21，下框22，侧缘条连接角材23，腹板连接件24，多个垫片25，腹板连接加强件26，指形带板27，l型断阶角材28。其中上框21、下框22是主要承力结构件，上框21设有多个加强筋，同时设有外伸搭接结构21a。上框21与下框22通过外伸搭接结构21a、侧缘条连接角材23，腹板连接件24，多个垫片25，腹板连接加强件26连接。左右半框结构20，20′通过连接组件30连接起来。

更详细的，上框21通过外伸搭接结构21a搭接于下框22上，然后通过侧缘条连接角材23连接其侧缘条，由于上框21的外伸搭接结构21a下陷深度与下框22腹板厚度相同，搭接后上框21与下框22腹板背面齐平。

梳状方形开口结构的腹板连接件24，分别安装于上框21和下框22腹板背面，梳状方形开口一侧朝上安装在上框21腹板背部。多个垫片25与腹板连接件24等厚度，其对应布置在腹板连接件24梳状开口中，并保持与腹板连接件24边缘齐平。腹板连接加强件26安装在多个垫片25与腹板连接件24上方。装配后形成的方形开口结构沿断阶缘条21c分布，用于通过断阶后壁板长桁。

进一步的，指形带板27，l型断阶角材28依次安装于腹板连接件24上，与下框22连接，与腹板连接件24下侧边缘对齐。连接后指形带板27，l型断阶角材28翻边之间存在间隙δ，此间隙用于连接断阶后壁板蒙皮，保证断阶后壁板密封和传力要求。

特别的，在左右下框22背部对称中心处腹板上安装有连接板35，左右l型断阶角材28在靠近对称中心处一端分别搭接在连接板35上，最后再通过v型接头36搭接于左右l型断阶角材28上连接。

左右两侧上框21的内缘条21b通过横跨于龙骨梁上缘条的内缘条连接角材31连接；左右两侧上框21腹板通过分布于龙骨梁腹板两侧的腹板连接立柱34以背靠背的形式夹紧连接；两侧上框21的左右断阶缘条21c通过断阶缘条连接角盒32左右连接，断阶缘条连接角盒32立边将龙骨梁腹板夹紧并通过例如对拉高锁螺栓等紧固件连接，另一边分别与左右断阶缘条21c连接。同理，左右两侧下框22的船底缘条通过船底缘条连接角盒33连接。

本发明是一种水上飞机断阶框结构，将整体框拆分为分段组合结构形式，降低了零件生产难度，降低产品报废率，同时提高结构装配工艺性，既能满足结构交联复杂的断阶区域的结构传力需求和水密要求。

以上所述内容是本发明的优选实施方式，不能认定本发明的具体实施只局限于这些说明。对于本发明所属技术领域的工程技术人员来说，在不脱离本发明构思的前提下，还可以做出若干简单推演或替换，都应当视为属于本发明的保护范围。

技术特征：

技术总结
本发明提供一种水上飞机断阶框结构，所述断阶框结构包括左右半框结构(20,20′)以及连接组件(30)。所述左右半框结构(20,20′)关于飞机对称中心对称，每个半框都由上框(21)，下框(22)，侧缘条连接角材(23)，腹板连接件(24)，多个垫片(25)，腹板连接加强件(26)，指形带板(27)，L型断阶角材(28)组合而成；所述连接组件(30)包括内缘条连接角材(31)，断阶缘条连接角盒(32)，船底缘条连接角盒(33)，腹板连接立柱(34)，连接板(35)，V型接头(36)。所述连接组件(30)将左右半框结构(20,20′)连接起来组成完整的断阶框结构。根据本发明的断阶结构采用分段组合设计，保证了断阶周边结构连接互不干扰，传力路径清晰，提高装配工艺性，降低装配难度，同时满足了断阶结构水密性要求。

技术研发人员：朱明华;杨伟;董峰光;刘木君;杜中潮
受保护的技术使用者：中航通飞研究院有限公司
技术研发日：2017.10.31
技术公布日：2018.05.29