一种飞机机身气密顶板横梁结构的制作方法

1.本申请属于飞机结构设计领域，特别涉及一种飞机机身气密顶板横梁结构。


背景技术：

2.上单翼飞机机身气密顶板是飞机结构设计中重要结构功能件，主要功能是承受机身的充压载荷，要求不仅承受机身的气密载荷，而且还需承担机身与机翼连接变形协调功能。上单翼飞机气密顶板通常为平板结构，该结构与机身侧曲面壁板连接截面拐折区结构必是结构变形协调和寿命控制的关键要素，拐折区局部变形不协调，将导致该部位结构局部应力过大，提前发生破坏。
3.因此，希望有一种技术方案来克服或至少减轻现有技术的至少一个上述缺陷。


技术实现要素：

4.本申请的目的是提供了一种飞机机身气密顶板横梁结构，以解决现有技术存在的至少一个问题。
5.本申请的技术方案是：
6.一种飞机机身气密顶板横梁结构，包括：横梁本体以及侧部三角撑，其中，
7.所述横梁本体包括依次连接的第一横梁本体、第二横梁本体以及第三横梁本体，所述第一横梁本体以及所述第三横梁本体均与所述第二横梁本体之间具有预定角度，每个所述横梁本体均包括上缘条、下缘条以及腹板，所述上缘条与所述下缘条平行设置，两者之间通过所述腹板连接，所述第一横梁本体的腹板以及所述第三横梁本体的腹板均与飞机机身侧壁板连接；
8.所述侧部三角撑包括第一侧部三角撑以及第二侧部三角撑，所述第一侧部三角撑与所述第一横梁本体连接，所述第二横梁本体与所述第三横梁本体连接。
9.在本申请的至少一个实施例中，所述第一横梁本体、所述第二横梁本体以及所述第三横梁本体为一体成型结构。
10.在本申请的至少一个实施例中，所述横梁本体上设置有第一加强筋。
11.在本申请的至少一个实施例中，所述第一横梁本体的腹板以及所述第三横梁本体的腹板上均开设有安装孔，通过接头以及紧固件与飞机机身侧壁板连接。
12.在本申请的至少一个实施例中，所述紧固件为螺栓或者铆钉。
13.在本申请的至少一个实施例中，所述侧部三角撑与所述横梁本体为一体成型结构。
14.在本申请的至少一个实施例中，所述侧部三角撑与所述横梁本体通过焊接连接。
15.在本申请的至少一个实施例中，所述侧部三角撑为钛合金材质。
16.在本申请的至少一个实施例中，所述侧部三角撑上设置有第二加强筋。
17.实用新型至少存在以下有益技术效果：
18.本申请的飞机机身气密顶板横梁结构，能够使气密顶板与机身侧壁板连接截面拐
折区的相对变形较小，减小拐折部位相关结构的应力水平，大幅降低由于结构前期设计不足导致设计更改的安全风险和经济成本。
附图说明
19.图1是本申请一个实施方式的上单翼飞机横截面示意图；
20.图2是本申请一个实施方式的飞机机身气密顶板横梁结构示意图。
21.其中：
22.1-上缘条；2-下缘条；3-腹板；4-侧部三角撑；5-气密顶板；6-机身侧壁板；7-对接拐折区。
具体实施方式
23.为使本申请实施的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本申请实施例中的附图，对本申请实施例中的技术方案进行更加详细的描述。在附图中，自始至终相同或类似的标号表示相同或类似的元件或具有相同或类似功能的元件。所描述的实施例是本申请一部分实施例，而不是全部的实施例。下面通过参考附图描述的实施例是示例性的，旨在用于解释本申请，而不能理解为对本申请的限制。基于本申请中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本申请保护的范围。下面结合附图对本申请的实施例进行详细说明。
24.在本申请的描述中，需要理解的是，术语“中心”、“纵向”、“横向”、“前”、“后”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“顶”、“底”、“内”、“外”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本申请和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本申请保护范围的限制。
25.下面结合附图1至图2对本申请做进一步详细说明。
26.本申请提供了一种飞机机身气密顶板横梁结构，包括：横梁本体以及侧部三角撑4。
27.具体的，参见图2，横梁本体由三段结构组成，包括依次连接的第一横梁本体、第二横梁本体以及第三横梁本体，第一横梁本体以及第三横梁本体均与第二横梁本体之间具有预定角度，相邻两个横梁本体连接的位置需布置在横梁应力水平较低处，每个横梁本体均包括上缘条1、下缘条2以及腹板3，上缘条1与下缘条2平行设置，两者之间通过腹板3连接，第一横梁本体的腹板3以及第三横梁本体的腹板3均与飞机机身侧壁板连接；侧部三角撑4包括两个，第一侧部三角撑以及第二侧部三角撑，两个侧部三角撑4分别设置两侧的横梁本体上，其中，第一侧部三角撑与第一横梁本体连接，第二横梁本体与第三横梁本体连接。
28.在本申请的优选实施例中，第一横梁本体、第二横梁本体以及第三横梁本体为一体成型结构，其中，各个横梁本体的上缘条1、下缘条2以及腹板3同样为一体成型结构。在安装空间允许条件下，可以通过增加横梁高度以及上缘条1和下缘条2的面积，使气密顶板的抗弯刚度最大。可以理解的是，本实施例中，各个横梁本体上还可以设置有第一加强筋，用于增加横梁本体的抗弯效果。
29.在本申请的优选实施例中，第一横梁本体的腹板3以及第三横梁本体的腹板3上均
开设有安装孔，通过接头以及紧固件与飞机机身侧壁板连接。本实施例中，紧固件可以为螺栓或者铆钉。
30.在本申请的优选实施例中，侧部三角撑4与横梁本体为一体成型结构，或者通过焊接连接。有利的是，本实施例中，侧部三角撑4选取刚度较大的钛合金材料，并通过布置第二加强筋增加抗弯效果。
31.本申请的飞机机身气密顶板横梁结构，在复杂的上单翼飞机机身气密顶板5与机身侧壁板6连接结构区域中，将多种因素按照关注程度进行分类，将影响该结构主要寿命指标的横梁结构细节剥离出来，通过优化横梁结构设计，控制气密顶板5变形量，降低气密顶板5与机身曲面侧壁连接截面处的应力水平，满足飞机寿命设计要求。本申请在考虑控制能力、安装空间、材料规格以及制造水平等前提下，优化气密顶板5 上部的横梁设计，减小气密顶板5，尤其是侧壁框与横梁连接部位局部的相对变形，能够有效降低对接拐折区7的应力水平，效果显著。
32.以上所述，仅为本申请的具体实施方式，但本申请的保护范围并不局限于此，任何熟悉本技术领域的技术人员在本申请揭露的技术范围内，可轻易想到的变化或替换，都应涵盖在本申请的保护范围之内。因此，本申请的保护范围应以所述权利要求的保护范围为准。


技术特征：
1.一种飞机机身气密顶板横梁结构，其特征在于，包括：横梁本体以及侧部三角撑(4)，其中，所述横梁本体包括依次连接的第一横梁本体、第二横梁本体以及第三横梁本体，所述第一横梁本体以及所述第三横梁本体均与所述第二横梁本体之间具有预定角度，每个所述横梁本体均包括上缘条(1)、下缘条(2)以及腹板(3)，所述上缘条(1)与所述下缘条(2)平行设置，两者之间通过所述腹板(3)连接，所述第一横梁本体的腹板(3)以及所述第三横梁本体的腹板(3)均与飞机机身侧壁板连接；所述侧部三角撑(4)包括第一侧部三角撑以及第二侧部三角撑，所述第一侧部三角撑与所述第一横梁本体连接，所述第二横梁本体与所述第三横梁本体连接。2.根据权利要求1所述的飞机机身气密顶板横梁结构，其特征在于，所述第一横梁本体、所述第二横梁本体以及所述第三横梁本体为一体成型结构。3.根据权利要求1所述的飞机机身气密顶板横梁结构，其特征在于，所述横梁本体上设置有第一加强筋。4.根据权利要求1所述的飞机机身气密顶板横梁结构，其特征在于，所述第一横梁本体的腹板(3)以及所述第三横梁本体的腹板(3)上均开设有安装孔，通过接头以及紧固件与飞机机身侧壁板连接。5.根据权利要求4所述的飞机机身气密顶板横梁结构，其特征在于，所述紧固件为螺栓或者铆钉。6.根据权利要求1所述的飞机机身气密顶板横梁结构，其特征在于，所述侧部三角撑(4)与所述横梁本体为一体成型结构。7.根据权利要求1所述的飞机机身气密顶板横梁结构，其特征在于，所述侧部三角撑(4)与所述横梁本体通过焊接连接。8.根据权利要求1所述的飞机机身气密顶板横梁结构，其特征在于，所述侧部三角撑(4)为钛合金材质。9.根据权利要求8所述的飞机机身气密顶板横梁结构，其特征在于，所述侧部三角撑(4)上设置有第二加强筋。

技术总结
本申请属于飞机结构设计领域，特别涉及一种飞机机身气密顶板横梁结构。包括：横梁本体以及侧部三角撑，其中，所述横梁本体包括依次连接的第一横梁本体、第二横梁本体以及第三横梁本体，所述第一横梁本体以及所述第三横梁本体均与所述第二横梁本体之间具有预定角度，每个所述横梁本体均包括上缘条、下缘条以及腹板，所述上缘条与所述下缘条平行设置，两者之间通过所述腹板连接，所述第一横梁本体的腹板以及所述第三横梁本体的腹板均与飞机机身侧壁板连接；所述侧部三角撑包括第一侧部三角撑以及第二侧部三角撑，所述第一侧部三角撑与所述第一横梁本体连接，所述第二横梁本体与所述第三横梁本体连接。第三横梁本体连接。第三横梁本体连接。


技术研发人员：王亚芳 张志楠 王炜 王锋 王新波 史志俊 胡健福
受保护的技术使用者：中国航空工业集团公司西安飞机设计研究所
技术研发日：2022.05.26
技术公布日：2022/9/20