一种飞机机翼的翼梁连接结构及飞机制造技术

本实用新型专利技术公开了一种飞机机翼的翼梁连接结构及飞机,属于飞机结构设计领域，翼梁连接结构包括中央翼翼梁(1)，外翼翼梁(2)以及连接组件(3)；复合材料制成的中央翼翼梁(1)通过钛合金或铝合金制成的连接组件(3)与复合材料制成的外翼翼梁(2)连接；在连接组件(3)为铝合金时，连接组件(3)与复合材料制成的中央翼翼梁(1)、外翼翼梁(2)的接触面之间设有至少一层绝缘层。在铝合金材料结构与复合材料结构连接存在电位差时，通过在铝合金材料结构和复合材料结构的接触面之间设置绝缘层，解决了铝合金材料和复合材料连接时异电位腐蚀的问题，防止复合材料翼梁根部分层，延长机翼使用寿命，具有重量轻，制造装配成本低，且连接结构更稳定等优点。

A wing beam connection structure and aircraft

The utility model discloses a wing beam connection structure and aircraft, which belongs to the field of aircraft structural design. The wing beam connection structure includes a central wing beam (1), a wing wing beam (2) and a connecting component (3), and a central wing beam (1) made of composite materials (3) and composite materials made of titanium alloy or aluminum alloy and composite materials. The outer wing beam (2) is connected; when the connecting component (3) is an aluminum alloy, the connecting component (3) has at least one layer of insulation between the central wing beam (1) and the outer wing beam (2) made of the composite material. When there is potential difference between the structure of aluminum alloy material and the structure of composite material, the insulation layer is set up between the aluminum alloy material structure and the contact surface of the composite material structure to solve the problem of abnormal corrosion in the connection of aluminum alloy material and composite material, and to prevent the Liang Gen part of the composite wing and prolong the service life of the wing. The utility model has the advantages of light weight, low manufacturing and assembly cost, and stable connection structure.

【技术实现步骤摘要】
一种飞机机翼的翼梁连接结构及飞机
本技术涉及飞机结构设计领域，特别涉及一种飞机机翼的翼梁连接结构及飞机。
技术介绍
飞机机翼的翼梁连接是飞机设计中的重要环节，主要结构件材料多为金属(铝合金或铝锂合金等)。飞机机翼的翼梁连接形式有两种，一种是对接结构的形式，一种是搭接结构的形式，多采用紧固件连接或者焊接等方式连接。随着新材料、新工艺的大力发展，尤其复合材料的应用，复合材料与金属材料相比，具有比强度高、比刚度高、可设计性等优势。但是铝合金等金属材料和复合材料在异电位腐蚀方面不匹配，对连接区的设计提出新的挑战。现有飞机机翼的翼梁通常是金属翼梁或复合材料制成的翼梁，金属翼梁之间的连接方案多针对铝合金材料结构，采用铝合金制成的连接结构连接，相关连接件及结构件具有制造成本高，公差控制难，重量重的特点。主要体现在如果个别零件做大做长，整个连接区零件会减少，整体性好，但导致加工难度增加，且变形超差严重；如果零件采用常规尺寸，整个连接区零件数量会增加，装配难度及装配精度控制难度增加；同时，连接区零件多，导致结构重量增加。复合材料制成的翼梁通过铝合金制成的连接结构连接时存在异电位腐蚀问题；此外，复合材料制成的翼梁的连接端若是进行切割处理，在使用过程中易产生分层问题，进而降低翼梁的疲劳寿命。因此，需要设计一种能有效传递翼梁载荷，质量轻，制造及装配成本低，防止复合材料翼梁根部分层，解决异电位腐蚀等问题的飞机机翼的翼梁连接结构是本领域技术人员需要解决的技术问题。
技术实现思路
本技术的目的是提供一种飞机机翼的翼梁连接结构，解决了铝合金材料结构和复合材料结构连接时异电位腐蚀的问题，防止复合材料翼梁根部分层，以及疲劳寿命降低的问题。为了解决上述技术问题，本技术提供的一种飞机机翼的翼梁连接结构，包括：中央翼翼梁，外翼翼梁以及连接组件；复合材料制成的中央翼翼梁通过钛合金或铝合金制成的连接组件与复合材料制成的外翼翼梁连接；在连接组件为铝合金时，连接组件与复合材料制成的中央翼翼梁、外翼翼梁的接触面之间设有至少一层绝缘层。进一步，所述中央翼翼梁包括中央翼翼梁腹板，位于中央翼翼梁腹板宽度方向两端的中央翼翼梁上缘条和中央翼翼梁下缘条，所述中央翼翼梁腹板、中央翼翼梁上缘条和中央翼翼梁下缘条构成C形结构的中央翼翼梁；所述外翼翼梁包括外翼翼梁腹板，位于外翼翼梁腹板宽度方向两端的外翼翼梁上缘条和外翼翼梁下缘条，所述外翼翼梁腹板、外翼翼梁上缘条和外翼翼梁下缘条构成C形结构的外翼翼梁；所述中央翼翼梁的C形结构的开口和外翼翼梁的C形结构的开口位于同一侧。进一步，当所述中央翼翼梁和外翼翼梁位于机头侧时，所述中央翼翼梁腹板和外翼翼梁腹板形成第一夹角，所述第一夹角的范围为[120°,160°]；当所述中央翼翼梁和外翼翼梁位于机尾侧时，所述中央翼翼梁腹板和外翼翼梁腹板形成第二夹角,所述第二夹角的范围为[120°,160°]。进一步，所述连接组件包括连接中央翼翼梁上缘条与中央翼翼梁腹板的中央翼翼梁上角盒，连接中央翼翼梁下缘条与中央翼翼梁腹板的中央翼翼梁下角盒，连接外翼翼梁上缘条与外翼翼梁腹板的外翼翼梁上角盒，以及连接外翼翼梁下缘条与外翼翼梁腹板的外翼翼梁下角盒，所述中央翼翼梁上角盒与外翼翼梁上角盒之间、中央翼翼梁下角盒与外翼翼梁下角盒之间均通过紧固件连接。进一步，所述连接组件还包括：第一三叉接头，设置在所述中央翼翼梁与外翼翼梁之间；第一对接带板，设置在与所述外翼翼梁上缘条相对的另一侧，与所述外翼翼梁腹板和所述第一三叉接头连接；所述第一三叉接头包括：第一侧板，与所述中央翼翼梁腹板全部搭接，其一端位于所述中央翼翼梁上角盒与中央翼翼梁腹板之间，另一端位于所述中央翼翼梁下角盒与中央翼翼梁腹板之间；第二侧板，与所述第一三叉接头的第一侧板垂直，设置在与所述中央翼翼梁上缘条相同的一侧，其一端位于所述中央翼翼梁上角盒与外翼翼梁上角盒之间，另一端位于所述中央翼翼梁下角盒与外翼翼梁下角盒之间；第三侧板，与所述外翼翼梁腹板采用对接方式连接，通过所述第一对接带板固定，其一端位于所述外翼翼梁上角盒与第一对接带板之间，另一端位于所述外翼翼梁下角盒与第一对接带板之间；所述第一三叉接头的第一侧板、第二侧板以及第三侧板相交于一条直线。进一步，所述第一三叉接头的第一侧板与第三侧板形成第三夹角，所述第三夹角与第一夹角大小相等。进一步，所述第一三叉接头的中线与外翼翼梁腹板的中线对齐。进一步，所述连接组件还包括翼肋，所述翼肋一侧与所述外翼翼梁上角盒和外翼翼梁下角盒连接，另一侧与所述第一三叉接头的第二侧板连接。进一步，所述连接组件还包括第二三叉接头，设置在所述中央翼翼梁下角盒与外翼翼梁下角盒之间；所述第二三叉接头包括：第一侧板，设置在所述中央翼翼梁下角盒与中央翼下壁板之间，与所述中央翼翼梁下缘条对接；第二侧板，设置在所述中央翼翼梁下角盒与外翼翼梁下角盒之间；第三侧板，设置在所述外翼翼梁下角盒与外翼下壁板之间，与所述外翼翼梁下缘条对接；所述第二三叉接头的第一侧板、第二侧板以及第三侧板相交于一条直线。进一步，所述连接组件还包括第二对接带板，其一端与中央翼下壁板连接，另一端与外翼下壁板连接。进一步，所述连接组件还包括第一四叉接头，设置在中央翼上壁板与外翼上壁板之间；所述第一四叉接头包括：第一侧板，与所述中央翼上壁板连接；第二侧板，设置在所述中央翼上壁板与外翼上壁板之间；第三侧板，与所述外翼上壁板连接；第四侧板，与所述第二侧板相对设置；所述第一四叉接头的第一侧板、第二侧板、第三侧板、第四侧板相交于一条直线。进一步，所述中央翼翼梁靠近外翼翼梁一端的中央翼翼梁腹板、中央翼翼梁上缘条的端面位于同一平面，所述中央翼翼梁上缘条与中央翼翼梁上角盒全部搭接；所述中央翼翼梁下缘条靠近外翼翼梁一端设有第一缺口，所述中央翼翼梁下缘条与中央翼翼梁下角盒部分搭接。进一步，所述外翼翼梁靠近中央翼翼梁的一端沿其宽度方向设有第二缺口，所述外翼翼梁上缘条与外翼翼梁上角盒部分搭接，所述外翼翼梁下缘条与外翼翼梁下角盒部分搭接。进一步，所述连接组件还包括：第二四叉接头，设置在所述中央翼翼梁与外翼翼梁之间；第三对接带板，设置在与所述外翼翼梁上缘条相对的另一侧，与所述外翼翼梁腹板和所述第二四叉接头连接；所述第二四叉接头包括：第一侧板，与所述中央翼翼梁腹板全部搭接，其一端位于所述中央翼翼梁上角盒与中央翼翼梁腹板之间，另一端位于所述中央翼翼梁下角盒与中央翼翼梁腹板之间；第二侧板，与所述第二四叉接头的第一侧板垂直，设置在与所述中央翼翼梁上缘条相同的一侧，其一端位于所述中央翼翼梁上角盒与外翼翼梁上角盒之间，另一端位于所述中央翼翼梁下角盒与外翼翼梁下角盒之间；第三侧板，与所述外翼翼梁腹板采用对接方式连接，通过所述第三对接带板固定，其一端位于所述外翼翼梁上角盒与所述第三对接带板之间，另一端位于所述外翼翼梁下角盒与所述第三对接带板之间；第四侧板，与所述第二侧板相对设置；所述第二四叉接头的第一侧板、第二侧板、第三侧板以及第四侧板相交于一条直线。进一步，所述第二四叉接头的第一侧板与第三侧板形成第四夹角，所述第四夹角与第二夹角大小相等。进一步，所述中央翼翼梁靠近外翼翼梁一端的中央翼翼梁腹板、中央翼翼梁上缘条的端面位于同一平面，所述中央翼翼梁上缘条与中央翼本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种飞机机翼的翼梁连接结构，其特征在于，包括：中央翼翼梁(1)，外翼翼梁(2)以及连接组件(3)；复合材料制成的中央翼翼梁(1)通过钛合金或铝合金制成的连接组件(3)与复合材料制成的外翼翼梁(2)连接；在连接组件(3)为铝合金时，连接组件(3)与复合材料制成的中央翼翼梁(1)、外翼翼梁(2)的接触面之间设有至少一层绝缘层；所述中央翼翼梁(1)包括中央翼翼梁腹板(11)，所述外翼翼梁(2)包括外翼翼梁腹板(21)；当所述中央翼翼梁(1)和外翼翼梁(2)位于机头侧时，所述中央翼翼梁腹板(11)和外翼翼梁腹板(21)形成第一夹角，所述第一夹角的范围为[120°,160°]。

【技术特征摘要】
2016.09.06 CN 20161080698371.一种飞机机翼的翼梁连接结构，其特征在于，包括：中央翼翼梁(1)，外翼翼梁(2)以及连接组件(3)；复合材料制成的中央翼翼梁(1)通过钛合金或铝合金制成的连接组件(3)与复合材料制成的外翼翼梁(2)连接；在连接组件(3)为铝合金时，连接组件(3)与复合材料制成的中央翼翼梁(1)、外翼翼梁(2)的接触面之间设有至少一层绝缘层；所述中央翼翼梁(1)包括中央翼翼梁腹板(11)，所述外翼翼梁(2)包括外翼翼梁腹板(21)；当所述中央翼翼梁(1)和外翼翼梁(2)位于机头侧时，所述中央翼翼梁腹板(11)和外翼翼梁腹板(21)形成第一夹角，所述第一夹角的范围为[120°,160°]。2.根据权利要求1所述的飞机机翼的翼梁连接结构，其特征在于，所述中央翼翼梁(1)还包括位于所述中央翼翼梁腹板(11)宽度方向两端的中央翼翼梁上缘条(12)和中央翼翼梁下缘条(13)，所述中央翼翼梁腹板(11)、中央翼翼梁上缘条(12)和中央翼翼梁下缘条(13)构成C形结构的中央翼翼梁(1)；所述外翼翼梁(2)还包括位于所述外翼翼梁腹板(21)宽度方向两端的外翼翼梁上缘条(22)和外翼翼梁下缘条(23)，所述外翼翼梁腹板(21)、外翼翼梁上缘条(22)和外翼翼梁下缘条(23)构成C形结构的外翼翼梁(2)；所述中央翼翼梁(1)的C形结构的开口和外翼翼梁(2)的C形结构的开口位于同一侧。3.根据权利要求1所述的飞机机翼的翼梁连接结构，其特征在于，当所述中央翼翼梁(1)和外翼翼梁(2)位于机尾侧时，所述中央翼翼梁腹板(11)和外翼翼梁腹板(21)形成第二夹角，所述第二夹角的范围为[120°,160°]。4.根据权利要求2所述的飞机机翼的翼梁连接结构，其特征在于，所述连接组件(3)包括连接中央翼翼梁上缘条(12)与中央翼翼梁腹板(11)的中央翼翼梁上角盒(301)，连接中央翼翼梁下缘条(13)与中央翼翼梁腹板(11)的中央翼翼梁下角盒(302)，连接外翼翼梁上缘条(22)与外翼翼梁腹板(21)的外翼翼梁上角盒(303)，以及连接外翼翼梁下缘条(23)与外翼翼梁腹板(21)的外翼翼梁下角盒(304)，所述中央翼翼梁上角盒(301)与外翼翼梁上角盒(303)之间、中央翼翼梁下角盒(302)与外翼翼梁下角盒(304)之间均通过紧固件连接。5.根据权利要求4所述的飞机机翼的翼梁连接结构，其特征在于，所述连接组件(3)还包括：第一三叉接头(305)，设置在所述中央翼翼梁(1)与外翼翼梁(2)之间；第一对接带板(306)，设置在与所述外翼翼梁上缘条(22)相对的另一侧，与所述外翼翼梁腹板(21)和所述第一三叉接头(305)连接；所述第一三叉接头(305)包括：第一侧板(3051)，与所述中央翼翼梁腹板(11)全部搭接，其一端位于所述中央翼翼梁上角盒(301)与中央翼翼梁腹板(11)之间，另一端位于所述中央翼翼梁下角盒(302)与中央翼翼梁腹板(11)之间；第二侧板(3052)，与所述第一三叉接头(305)的第一侧板(3051)垂直，设置在与所述中央翼翼梁上缘条(12)相同的一侧，其一端位于所述中央翼翼梁上角盒(301)与外翼翼梁上角盒(303)之间，另一端位于所述中央翼翼梁下角盒(302)与外翼翼梁下角盒(304)之间；第三侧板(3053)，与所述外翼翼梁腹板(21)采用对接方式连接，通过所述第一对接带板(306)固定，其一端位于所述外翼翼梁上角盒(303)与第一对接带板(306)之间，另一端位于所述外翼翼梁下角盒(304)与第一对接带板(306)之间；所述第一三叉接头(305)的第一侧板(3051)，第二侧板(3052)以及第三侧板(3053)相交于一条直线。6.根据权利要求5所述的飞机机翼的翼梁连接结构，其特征在于，所述第一三叉接头(305)的第一侧板(3051)与第三侧板(3053)形成第三夹角，所述第三夹角与第一夹角大小相等。7.根据权利要求5所述的飞机机翼的翼梁连接结构，其特征在于，所述第一三叉接头(305)的中线与外翼翼梁腹板(21)的中线对齐。8.根据权利要求5所述的飞机机翼的翼梁连接结构，其特征在于，所述连接组件(3)还包括：第二三叉接头(308)，设置在所述中央翼翼梁下角盒(302)与外翼翼梁下角盒(304)之间；所述第二三叉接头(308)包括：第一侧板(3081)，设置在所述中央翼翼梁下角盒(302)与中央翼下壁板(5)之间，与所述中央翼翼梁下缘条(13)对接；第二侧板(3082)，设置在所述中央翼翼梁下角盒(302)与外翼翼梁下角盒(304)之间；第三侧板(3083)，设置在所述外翼翼梁下角盒(304)与外翼下壁板(7)之间，与所述外翼翼梁下缘条(23)对接；所述第二三叉接头(308)的第一侧板(3081)、第二侧板(3082)以及第三侧板(3083)相交于一条直线。9.根据权利...

【专利技术属性】
技术研发人员：王海军，梁斌，马波，王栋，
申请(专利权)人：中国商用飞机有限责任公司北京民用飞机技术研究中心，中国商用飞机有限责任公司，
类型：新型
国别省市：北京,11