本发明属于飞机结构设计领域,尤其涉及水上飞机喷溅抑制设计。
背景技术:
水陆两栖飞机作为一种可在水面和陆上起降的飞机,在水面起降时,机身下方的船体会喷出一系列水花,此为喷溅。喷溅会冲刷风挡,模糊飞行员视界,干扰飞行员对飞机的安全操纵;喷溅会冲击螺旋桨、襟翼或尾翼,影响这些部件的正常使用;喷溅会进入发动机进气道造成发动机熄火停车。这些不利影响将减小飞机的抗浪能力,降低水陆两栖飞机出勤率,并直接影响水陆两栖飞机的水上使用安全。为了避免以上影响,设计人员一直进行抑制喷溅措施研究。
目前水陆两栖飞机常用的抑制喷溅措施有:抑波槽、挡水板、水平防溅条及垂直防溅条等。抑波槽是沿船体舭线设置的沟槽,利用水流的吸附效应将水流导流入抑波槽内,并将船底横向的喷溅水流变成纵向流动,从抑波槽出口流出,使喷溅得到有效的抑制。挡水板为位于机身上的一段水平板条,通过阻挡喷溅上扬以达到抑制喷溅的效果。水平防溅条为沿船体舭线纵向布置的一段水平板条,其通过改变喷溅上扬的方向与降低喷溅上扬的高度来抑制喷溅。与水平防溅条类似,垂直防溅条为沿船体舭部纵向布置的一段垂直板条。
但是上述抑制喷溅措施的不足之处在于:抑波效果好的措施存在结构复杂、重量较重的缺点,结构相对简单且重量较轻措施的抑波效果又比较差。
技术实现要素:
发明目的:提供一种新型的抑波结构,在确保抑波效果的同时,可以简化结构和减轻重量。
技术方案:一种水上飞机抑波结构,包括抑波外板组件1、顶部连接组件2和底部连接组件3,其中抑波外板组件1通过顶部连接组件2和底部连接组件3与机身船底结构连接,并形成截面形状为“п”的抑波槽6。
优选地,抑波外板组件1为一种壁板结构,横向件103和纵向件102分别与抑波外板蒙皮101相连,纵向件102搭接横向件103后与蒙皮螺接。
优选地,顶部连接组件2和底部连接组件3的螺接连接形式,能将水流冲击力转化成船底支座303对船底框的拉力。
优选地,底部连接组件3通过可调拉杆301、拉杆单耳接头302和船底支座303,采用螺接的形式将抑波外板组件1和船体4结构相连。
优选地,抑波外板组件1中设有横向件103,其整体机加成型且自带连接耳片,顶部通过顶部单耳支座201和顶部双耳支座202,下部通过可调拉杆301拉杆、单耳接头302和船底支座303连接船底4将力传递到机身船底框。
优选地,底部连接组件3中的可调拉杆301长度可调,能够减少装配应力和装配工差累积。
有益效果:将船底横向的喷溅水流变成纵向流动,降低驻点附近压力,从而改善喷溅性能,避免喷溅影响发动机、襟翼和驾驶员视野。本发明能够大大提高用喷溅的抑制效果,提高水上飞机的抗浪性能,提高飞机使用安全性。
附图说明
图1示出了抑波结构示意图;
图2示出了抑波结构a向剖视示意图图;
图3示出了抑波结构b处放大示意图;
图4示出了图1中抑波外板组件结构详图,为增强显示效果,视图经过一定角度旋转且截取其中一段作为代表,为清晰起见移除了紧固件组件;
图5示出了图1中顶部连接组件结构详图,为增强显示效果,视图经过一定角度旋转且截取其中一段作为代表,为清晰起见移除了紧固件组件;
图6示出了图1中底部连接组件结构详图,为增强显示效果,视图经过一定角度旋转且截取其中一段作为代表,为清晰起见移除了紧固件组件。
具体实施方式
现结合附图说明本发明一种大型飞机舵面悬挂结构的具体实施方式。
图1示出了整个抑波结构。该结构包括抑波外板组件1、顶部连接组件2、底部连接组件3、船体4及泄压槽5。
图2示出了抑波外板组件结构。该组件主要包括抑波外板蒙皮101、纵向件102、横向件103、连接带板104。
图3示出了顶部连接组件结构。该组件主要包括抑顶部单耳支座201和顶部双耳支座202。
图4示出了底部连接组件结构。该组件主要包括拉杆301、拉杆单耳接头302、和船底支座303。
本发明中的抑波槽截面形状为“п”,由外壁板和内壁板组成。其中,内壁为机身船底壁板构件;外壁板,亦可称“抑波外板”,由蒙皮、横向件(103)、长桁构成,通过加强支座和拉杆结构与内壁板连接,使其形成一个完整的抑波槽结构。
抑波外板外形为曲面,可以保证飞机流线性、减小水的阻力同时兼顾空气动力要求。由于外形复杂,对抑波板结构的布置、结构零件设计、组件装配关系都带来一定的难度,且水陆两栖飞机在起飞或着水时承受水载荷,特别是在着水时,瞬态的冲击载荷对抑波板结构强度要求更为严格。因此抑波外板在设计时从结构布置、生产需要、防腐密封等多个方面考虑其结构形式,主要有:
1、结构尺寸。从飞机上方俯视,抑波外板是一个大大的“∪”形,增加了加工和装配的难度。为了减小加工和装配的难度,将其分为6段,各段通过横向件(103)连接,这样在保证生产需求的同时,又不破坏承力结构的连续性。
2、主承力结构设计输入复杂。主要承力构件需承受横向水载荷且要传力直接、装配简单。横向件(103)采用机加件,传力直接、装配简单。横向件(103)沿机身框站位布置,支撑抑波板蒙皮和长桁、承受水载荷。横向件103是“工”截面,整体机加成型,顶部通过顶部单耳支座201和顶部双耳支座202,下部通过可调拉杆301拉杆单耳接头302和船底支座303连接船底4并将力传递到框。
3、装配应力和装配公差。波外板组件1和船体4通过底部连接组件3实现连接,底部连接组件3中的可调拉杆301长度可调,使安装简单可靠,能够消除装配应力和装配公差,提高结构的抗疲劳性能。
4、防腐蚀要求。水上起降时的潮湿环境使得结构件容易遭受腐蚀。抑波结构在设计时考虑到多种防腐蚀设计手段,如贴合面密封,结构填角密封、紧固件湿装配、结构件上布置排水通道等等,虽然加大了工艺操作难度,但提高了结构件的使用寿命,利大于弊。
5、水载荷。抑波槽将水上飞机在水上起降时涌入抑波槽的水排到外部,作用在结构件上的水载荷大。抑波外板顶部与船底之间布置条形泄压槽5,它的主要作用就是飞机在起飞或着水时将涌入抑波槽的水排到外部,从而减小水压,降低作用在结构件上的水载荷。