專利名稱:一種適用于無人機(jī)和模型飛機(jī)的構(gòu)架式前中機(jī)身的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域:
本發(fā)明涉及一種適用于無人機(jī)和大尺寸模型飛機(jī)的構(gòu)架式前中機(jī)身的設(shè)計(jì),屬于 航空飛行器部件設(shè)計(jì)領(lǐng)域。
背景技術(shù):
機(jī)身是安裝飛機(jī)各結(jié)構(gòu)部件、各功能系統(tǒng)的基體。機(jī)身除了為其它部件(例如機(jī) 翼、尾翼和起落架等)提供安裝基礎(chǔ),以及為機(jī)載設(shè)備提供安裝空間外,還要承受這些部件 傳來的載荷,需要滿足強(qiáng)度、剛度等力學(xué)要求,并且要求做到結(jié)構(gòu)質(zhì)量最輕,以提高結(jié)構(gòu)效率?,F(xiàn)代無人機(jī)和大尺寸模型飛機(jī)對(duì)于機(jī)身具有較高的設(shè)計(jì)要求,往往要求內(nèi)部空間 大且結(jié)構(gòu)重量輕。在這類飛機(jī)上采用高結(jié)構(gòu)效率的構(gòu)架式機(jī)身是一種比較好的解決方案。
發(fā)明內(nèi)容
根據(jù)本發(fā)明的一個(gè)方面,提供了一種適用于無人機(jī)和模型飛機(jī)的構(gòu)架式前中機(jī) 身,其特征在于包括多個(gè)隔框,它們構(gòu)成和保持所述前中機(jī)身的外形輪廓,沿所述前中機(jī)身的所述外形輪廓縱向布置的多根碳纖維梁,用于將各個(gè)所述隔框 連接起來形成所述前中機(jī)身的主要結(jié)構(gòu)。
圖1顯示了根據(jù)本發(fā)明的一個(gè)實(shí)施例的中機(jī)身在飛機(jī)結(jié)構(gòu)中的位置。圖2顯示了根據(jù)本發(fā)明的一個(gè)實(shí)施例的中機(jī)身的結(jié)構(gòu)組成。圖3顯示了圖2所示實(shí)施例的中機(jī)身的空間劃分剖面示意圖。圖4顯示了根據(jù)本發(fā)明的一個(gè)實(shí)施例的中機(jī)身油箱布置示意圖。圖5顯示了根據(jù)本發(fā)明的一個(gè)實(shí)施例的中機(jī)身與機(jī)翼連接耳片示意圖。圖6顯示了根據(jù)本發(fā)明的一個(gè)實(shí)施例的中機(jī)身與主起落架連接耳片示意圖。圖7顯示了根據(jù)本發(fā)明的一個(gè)實(shí)施例的中機(jī)身與前機(jī)頭連接示意圖。圖8顯示了根據(jù)本發(fā)明的一個(gè)實(shí)施例的中機(jī)身與后機(jī)身連接示意圖。
具體實(shí)施例方式本發(fā)明人針對(duì)大型運(yùn)輸機(jī)和客機(jī)的縮比驗(yàn)證機(jī)這一類無人機(jī)和大尺寸模型所需 要的大內(nèi)部空間機(jī)身的設(shè)計(jì)要求,提出了一種構(gòu)架式中機(jī)身設(shè)計(jì)方案。該設(shè)計(jì)方案為高效 合理地利用機(jī)身內(nèi)部空間,通過安裝天花板和地板,將中機(jī)身內(nèi)部空間分為上中下三層。上 層和下層布置保形油箱。中機(jī)身的前部下層布置前起落架安裝基礎(chǔ)和前起落架艙。中機(jī)身 中部上層與中央翼盒構(gòu)成整體封閉結(jié)構(gòu)。中機(jī)身中部下層通過轉(zhuǎn)接耳片連接主起落架。中 機(jī)身后部通過端面對(duì)接方式和后機(jī)身相連接。
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大型運(yùn)輸機(jī)和客機(jī)的縮比驗(yàn)證機(jī)這一類無人機(jī)和大尺寸模型飛機(jī),對(duì)于機(jī)身的內(nèi) 部空間和結(jié)構(gòu)質(zhì)量以及承載效能具有較高的要求。采用何種技術(shù)方案是這類飛機(jī)機(jī)身設(shè)計(jì) 中的關(guān)鍵問題。本發(fā)明通過對(duì)構(gòu)架式機(jī)身的形式,結(jié)構(gòu)和空間與功能分配的合理設(shè)計(jì);實(shí)現(xiàn) 高承載效能、大內(nèi)部空間的中機(jī)身的設(shè)計(jì)。以下說明本發(fā)明具體實(shí)施的技術(shù)方案。1)構(gòu)架式中機(jī)身的形式與結(jié)構(gòu)。根據(jù)本發(fā)明的一個(gè)實(shí)施實(shí)例的飛機(jī)整體外形結(jié)構(gòu)如圖1所示,中機(jī)身位于飛機(jī)機(jī) 身的中部及前部,將機(jī)翼、后機(jī)身、機(jī)頭和起落架連接為一個(gè)整體。圖1中所示部位(10)為 中機(jī)身在飛機(jī)所處的位置的示意圖。中部機(jī)身的結(jié)構(gòu)組成如圖2所示,主要有若干個(gè)隔框(1)構(gòu)成外形輪廓,沿機(jī)身縱 向布置多根(如4根)碳纖維梁(3),與若干桁條(8) —起將各個(gè)隔框連接起來形成構(gòu)架式 機(jī)身的主要結(jié)構(gòu)。機(jī)身前部預(yù)留前起落架安裝部分(5),并在中間部位設(shè)有加強(qiáng)隔框(7), 用以安裝起落架等部件。機(jī)身中部與機(jī)翼連接部位布置有加強(qiáng)框(7),并通過耳片與機(jī)翼相連接。通過對(duì)耳 片的巧妙設(shè)計(jì),既滿足載荷傳遞要求,同時(shí)精確地保證了機(jī)翼安裝角、后掠角等設(shè)計(jì)要求。 如在圖5所示的本發(fā)明的實(shí)施例中,鋁合金耳片(5 通過螺栓(5 固定在中機(jī)身加強(qiáng)框 (51)上,并通過穿過孔(54)的連接銷將機(jī)翼上的對(duì)應(yīng)耳片插接在一起,實(shí)現(xiàn)機(jī)翼與機(jī)身的 裝配,從而實(shí)現(xiàn)安裝簡(jiǎn)潔,定位精確。本發(fā)明的中機(jī)身通過加強(qiáng)框與可收放主起落架及可收放、可轉(zhuǎn)向前起落架相連。 在如圖6所示的本發(fā)明實(shí)施例中,用穿過孔(62)的螺栓將安裝耳片(63)固定于加強(qiáng)隔框 (7)上,通過銷子(64)將主起落架(65)安裝到機(jī)身上,實(shí)現(xiàn)安裝定位??偣怖枚鄠€(gè)耳片, 將一對(duì)主起落架的載荷傳遞到機(jī)身。在主起落架安裝位置設(shè)計(jì)有整流鼓包艙,容納主起落 架,減小機(jī)身阻力,并在主起落架整流鼓包上布置有檢修口蓋,以便維護(hù)檢修。根據(jù)本發(fā)明的一個(gè)實(shí)施例,前機(jī)身與中機(jī)身通過鉸鏈連接,可以開啟,方便檢修與 裝卸貨物。如在圖7所示的實(shí)施例中,在前機(jī)頭(73)內(nèi)壁,安裝有彎曲的搖臂(72),在中機(jī) 身內(nèi)壁預(yù)埋基座(74),通過鉸鏈將搖臂m和基座(74)連接起來,可以方便地向前/向上 開啟前機(jī)頭。根據(jù)本發(fā)明的中機(jī)身采用端面對(duì)接方式與后機(jī)身相連。根據(jù)本發(fā)明的一個(gè)實(shí)施例 的連接方式如圖8所示,其中在中機(jī)身安裝光桿(81),在后機(jī)身(80)的端面隔框(84)內(nèi)部 埋裝抱緊裝置(82),在后機(jī)身側(cè)壁預(yù)留螺釘緊固孔(83),利用穿過緊固孔(8 的螺釘使抱 緊裝置(8 形變將光桿(81)鎖死,實(shí)現(xiàn)定位。2)各空間的劃分與利用。圖3和4顯示了根據(jù)本發(fā)明的一個(gè)實(shí)施例的機(jī)身內(nèi)部空間的劃分和利用;天花板 (4)和地板(6)將機(jī)艙分割為三部分,上下兩部分用來安裝油箱,從而有效地利用了不規(guī)則 的邊角區(qū)域,增加了燃油裝載量,延長(zhǎng)了航時(shí)與航程。同時(shí)考慮到機(jī)翼、起落架與機(jī)載設(shè)備 和機(jī)身的連接關(guān)系,在機(jī)身頂部和底部根據(jù)不同的位置空間,安裝不同規(guī)格的油箱O)。天 花板(4)可安裝若干個(gè)油箱O),而在地板(6)下方也可安裝油箱O)。同時(shí)將天花板(4) 和地板(6)設(shè)計(jì)為可拆卸結(jié)構(gòu),便于檢修和裝卸油箱,方便布置各個(gè)系統(tǒng)管線。油箱采用分 體式,鑲嵌于隔框之間,也便于控制燃油消耗對(duì)飛機(jī)重心位置的影響。
優(yōu)點(diǎn)/有益效果本發(fā)明的優(yōu)點(diǎn)和/或有益效果包括1)結(jié)構(gòu)采用構(gòu)架型式。普通隔框與加強(qiáng)框相間,前者維形,后者還用于連接機(jī)翼、 起落架、后機(jī)身、前機(jī)身等,兩者對(duì)蒙皮、桁梁和桁條起支撐作用。在保持了機(jī)身剛度、強(qiáng)度 的同時(shí),也保證了機(jī)身內(nèi)部的空間要求。2)內(nèi)部空間的分層設(shè)計(jì),可以滿足裝載和投放的需要。上、下兩層用于布置油箱、 排布管線等,中間用于放置待投放貨物及機(jī)載設(shè)備,空間利用率高。3)機(jī)身中部,合理布置布加強(qiáng)框,通過連接耳片實(shí)現(xiàn)機(jī)翼、起落架的安裝。通過 對(duì)耳片的巧妙設(shè)計(jì),既滿足載荷傳遞要求,同時(shí)精確地保證了機(jī)翼安裝角、后掠角等設(shè)計(jì)要 求。可收放主起落架及可收放、可轉(zhuǎn)向前起落架通過耳片直接與加強(qiáng)隔框相連,在主起落架 安裝位置設(shè)計(jì)有整流鼓包艙,容納主起落架,減小機(jī)身阻力,并在主起落架整流鼓包上布置 有檢修口蓋,以便維護(hù)檢修。4)前機(jī)身與中機(jī)身通過鉸鏈連接,可以開啟,方便檢修與裝卸貨物。采用端面對(duì)接 方式與后機(jī)身相連,并在對(duì)接框上安裝有快裝卸接頭,方便拆卸,利于運(yùn)輸。應(yīng)用了本發(fā)明的實(shí)施例的實(shí)例大飛機(jī)縮比驗(yàn)證機(jī)設(shè)計(jì)縮比模型自由飛試驗(yàn)成本低、干擾小、條件模擬真實(shí)、無飛行員的安全問題,在飛 機(jī)研制中發(fā)揮著重要作用。根據(jù)本發(fā)明的實(shí)施例的大飛機(jī)縮比驗(yàn)證機(jī)采用上單翼布局,具有良好的穩(wěn)定性, 翼下吊掛四臺(tái)渦輪噴氣發(fā)動(dòng)機(jī),采用構(gòu)架式中機(jī)身,合理有效地承擔(dān)氣動(dòng)和裝載載荷,滿足 了裝載和空中模擬投放的空間要求。通過分割機(jī)艙空間,不占用裝載空間的同時(shí)增加了載 油量,加大了航時(shí)/航程。構(gòu)架式機(jī)身的梁、桁條和蒙皮共同參與載荷的傳遞與平衡,提高 了重量效率,有效地減輕了結(jié)構(gòu)重量。中機(jī)身還通過加強(qiáng)框?qū)崿F(xiàn)了與機(jī)翼、起落架、機(jī)頭和 后機(jī)身的可拆卸式、穩(wěn)固連接。應(yīng)當(dāng)理解的是,在以上敘述和說明中對(duì)本發(fā)明所進(jìn)行的描述只是說明而非限定性 的,且在不脫離如所附權(quán)利要求書所限定的本發(fā)明的前提下,可以對(duì)上述實(shí)施例進(jìn)行各種 改變、變形、和/或修正。
權(quán)利要求
1.適用于無人機(jī)和大型縮比模型飛機(jī)的構(gòu)架式前中機(jī)身,其特征在于包括 多個(gè)隔框(1),它們保持和構(gòu)成所述前中機(jī)身的外形輪廓,沿所述前中機(jī)身的所述外形輪廓縱向布置的多根碳纖維梁(3),用于將各個(gè)所述隔框 (1)連接起來形成所述前中機(jī)身的主要結(jié)構(gòu)。
2.根據(jù)權(quán)利要求1的構(gòu)架式前中機(jī)身,其特征在于進(jìn)一步包括 在所述前中機(jī)身的前部預(yù)留的前起落架安裝部分(5),用于安裝起落架;設(shè)置在所述前中機(jī)身的中間部位的加強(qiáng)隔框(7,51)。(7)用于安裝主起落架,(51)用 于安裝機(jī)翼。
3.根據(jù)權(quán)利要求2的構(gòu)架式前中機(jī)身,其特征在于至少一個(gè)所述加強(qiáng)隔框(51)適合于通過螺栓(53)與機(jī)翼連接耳片(52)固定連接,而 所述機(jī)翼連接耳片(52)帶有孔(M),從而適合于通過穿過孔(54)的連接銷與機(jī)翼上的對(duì) 應(yīng)耳片插接在一起,從而實(shí)現(xiàn)機(jī)翼與所述前中機(jī)身的連接。
4.根據(jù)權(quán)利要求2的構(gòu)架式前中機(jī)身,其特征在于 至少一個(gè)所述加強(qiáng)隔框(7);適合于通過穿過起落架連接耳片(6 上的孔(6 的螺栓而與所述起落架連接耳片 (63)固定連接,其中所述起落架連接耳片(6 適合于通過起落架連接銷子(64)而將主起落架(65) 安裝到所述起落架連接耳片(6 上,從而將所述主起落架(6 安裝道所述前中機(jī)身上。
5.根據(jù)權(quán)利要求4的構(gòu)架式前中機(jī)身,其特征在于所述主起落架(6 通過多個(gè)所述起落架連接耳片(6 與多個(gè)隔框(1)和/或加強(qiáng)隔 框(7)連接,從而將所述主起落架的載荷傳遞到機(jī)身;在主起落架安裝位置設(shè)計(jì)有整流鼓包艙,容納主起落架,減小機(jī)身阻力,并在主起落架 整流鼓包上布置有檢修口蓋,以便維護(hù)檢修。
6.根據(jù)權(quán)利要求1-4中任何一項(xiàng)的構(gòu)架式前中機(jī)身,其特征在于在所述前中機(jī)身內(nèi)壁預(yù)埋有基座(74),用于通過鉸鏈將安裝在一個(gè)前機(jī)頭(7 內(nèi)壁 上的彎曲搖臂(7 和所述基座(74)連接起來,從而可以方便地向前/向上開啟所述前機(jī) 頭。
7.根據(jù)權(quán)利要求1-4中任何一項(xiàng)的構(gòu)架式前中機(jī)身,其特征在于在所述前中機(jī)身上安裝有一個(gè)光桿(81),所述光桿(81)適合于被埋裝在一個(gè)后機(jī)身 (80)的端面隔框(84)內(nèi)部的一個(gè)抱緊裝置(82)所鎖死,其中在后機(jī)身側(cè)壁預(yù)留有螺釘緊固孔(83),利用穿過緊固孔(8 的螺釘使抱緊裝置 (82)形變將所述光桿(81)鎖死。
8.根據(jù)權(quán)利要求1-4中任何一項(xiàng)的構(gòu)架式前中機(jī)身,其特征在于 所述前中機(jī)身的內(nèi)部被一個(gè)天花板(4)和一個(gè)地板(6)分割為三部分。
9.根據(jù)權(quán)利要求8的構(gòu)架式前中機(jī)身,其特征在于 所述三個(gè)部分中的上、下兩部分用來安裝油箱;所述天花板(4)和地板(6)為可拆卸結(jié)構(gòu),從而便于檢修和裝卸油箱和/或布置各個(gè) 系統(tǒng)管線,所述油箱采用分體式并被鑲嵌于隔框(1)和/或加強(qiáng)框(7)之間,從而便于控制燃油消耗對(duì)飛機(jī)重心位置的影響。
全文摘要
提供了一種適用于無人機(jī)和模型飛機(jī)的構(gòu)架式前中機(jī)身,包括多個(gè)隔框,它們構(gòu)成和保持前中機(jī)身的外形輪廓;沿前中機(jī)身的外形輪廓縱向布置的多根碳纖維梁,將各隔框連接起來形成前中機(jī)身的主要結(jié)構(gòu)。本發(fā)明的優(yōu)點(diǎn)包括1)結(jié)構(gòu)采用構(gòu)架型式,普通隔框與加強(qiáng)框相間,前者維形,后者還用于連接機(jī)翼、起落架、后機(jī)身、前機(jī)身等,兩者對(duì)蒙皮、桁梁和桁條起支撐作用;2)內(nèi)部空間的分層設(shè)計(jì),可滿足裝載和投放的需要,上、下兩層用于布置油箱、排布管線等,中間用于放置待投放貨物及機(jī)載設(shè)備,空間利用率高;3)機(jī)身中部,合理布置加強(qiáng)框,通過連接耳片實(shí)現(xiàn)機(jī)翼、起落架的安裝;4)前機(jī)身與中機(jī)身通過鉸鏈連接,可以開啟,方便檢修與裝卸貨物。
文檔編號(hào)A63H27/18GK102139757SQ20101023900
公開日2011年8月3日 申請(qǐng)日期2010年7月28日 優(yōu)先權(quán)日2010年7月28日
發(fā)明者丁未龍, 萬志強(qiáng), 周磊, 楊庭, 楊超 申請(qǐng)人:北京航空航天大學(xué)