一种飞机及其剪口中央翼展向梁及翼根区连接结构制造技术

本实用新型专利技术主要属于航空技术领域，具体涉及一种飞机及其剪口中央翼展向梁及翼根区连接结构。剪口中央翼展向梁，包括第一侧、第二侧、第三侧及第四侧，其中第一侧和第三侧平行，第二侧分别于第一侧和第三侧垂直其特征在于，第二侧的长度小于第一侧和第三侧间的垂直距离，第二侧与第一侧和第三侧连接区均为剪口；剪口包括直线和弧线。通过中央翼展向梁剪口设计使得翼根区中央翼展向梁不于翼根处上下缘条直接接触，将展向梁与上下缘条进行分割，从而使结构由原来的弯剪耦合传载，简化为纯剪传载，避免了上下缘条处的应力集中。

A wing connecting beam and wing root connection structure for aircraft and its shears

The utility model mainly belongs to the aeronautical technical field, in particular to an aircraft and its central wing span beam and wing root connecting structure. The central wing span beam of the shear mouth includes the first side, the second side, the third side and the fourth side, in which the first side and the third side are parallel, and the second side are perpendicular to the first side and the third side respectively. The cut includes straight lines and arcs. Through the shear design of the central wing-span girder, the central wing-span girder in the wing-root region does not contact the upper and lower edges directly at the wing-root region, and the spanwise girder is separated from the upper and lower edges, so that the structure is simplified from the original bending-shear coupling load transfer into pure shear load transfer, thus avoiding the stress concentration at the upper and lower edges.

【技术实现步骤摘要】
一种飞机及其剪口中央翼展向梁及翼根区连接结构
本技术主要属于航空
，具体涉及一种飞机及其剪口中央翼展向梁及翼根区连接结构。
技术介绍
现有飞机中，飞机的机翼组件可以包括左机翼、右机翼、以及互连左机翼和右机翼的机翼中心区段，机翼中心区段包括中央翼上壁板、中央翼下壁板和两个垂直设置于央翼上壁板、中央翼下壁板间的中央翼展向梁。翼根区是指外翼(左机翼、右机翼)与中央翼(机翼中心区段)连接区。中央翼展向梁通常为长方形结构，包括第一侧、第二侧、第三侧及第四侧，其中第一侧和第三侧平行，第二侧和第四侧分别于第一侧和第三侧垂直。在翼根区，中央翼展向梁第一侧通过“十”字形结构的翼根上缘条与中央翼上壁板连接，中央翼展向梁第三侧通过倒“T”字形结构的翼根下缘条与中央翼下壁板连接，中央翼展向梁第二侧同时与翼根上缘条、翼根下缘条和翼肋连接。当飞机在地面上时，机翼的重量一般使翼根上缘条处于张力而翼根下缘条处于压缩。然而，当飞机在空中时，机翼将升力提供至飞机且机身相对于机翼的重量是显著的。因此，在飞行过程中，翼根上缘条处于压缩而翼根下缘条处于张力。左机翼、右机翼的气动载荷通过翼根，以弯矩及剪力的形式传递至中央翼。翼根处上下缘条将弯矩以及扭距导致的平面内拉压及剪切载荷传递至中央翼，其中展向梁主要承担了面内剪切载荷，同时通过连接上下壁板将翼盒分割成了多单元体增强了盒段的稳定性。由于翼根区域的载荷较为复杂，将展向梁与翼根上下缘条等多个对接面连接后，会导致载荷在缘条处叠加，从而导致应力集中。
技术实现思路
针对上述问题，本技术提供了一种飞机剪口中央翼展向梁及翼根区连接结构，通过中央翼展向梁剪口设计使得翼根区中央翼展向梁不于翼根处上下缘条直接接触，将展向梁与上下缘条进行分割，从而使结构由原来的弯剪耦合传载，简化为纯剪传载，避免了上下缘条处的应力集中。本技术是通过以下技术方案实现的：一种飞机剪口中央翼展向梁，包括第一侧、第二侧、第三侧及第四侧，其中第一侧和第三侧平行，第二侧分别与第一侧和第三侧垂直，所述第二侧的长度小于第一侧和第三侧间的垂直距离，所述第二侧与所述第一侧和所述第三侧的连接区均为剪口；所述剪口包括直线和弧线。一种飞机剪口中央翼展向梁翼根区连接结构，所述翼根区连接结构包括中央翼展向梁、中央翼上壁板、中央翼下壁板、翼根上缘条、翼根下缘条和翼肋，所述中央翼展向梁采用如上所述剪口中央翼展向梁，所述第二侧与所述翼肋连接，所述第一侧与所述中央翼上壁板连接，所述第三侧与所述中央翼下壁板连接，所述翼根上缘条分别与所述翼肋和所述中央翼上壁板连接，所述翼根下缘条分别与所述翼肋和所述中央翼下壁板连接；所述剪口中央翼展向梁不与所述翼根上缘条或所述翼根下缘条直接接触。中央翼展向梁剪口的设计避免了中央翼展向梁与所述翼根上缘条或所述翼根下缘条直接接触，可有效改善传力路径，优化载荷传递效率，降低装配难度及紧固件数量。进一步地，所述第二侧与所述第一侧的连接区包括第一直线段和第一弧线段；所述第一直线段与所述第二侧垂直连接，所述第一直线段与所述第一侧平行，所述第一直线段与所述第一侧通过所述第一弧线段连接；所述第一直线段的长度不小于翼根上缘条与中央翼上壁板连接长度；所述第一弧线段为分别与所述一直线段和所述第一侧相切的弧线，所述第一直线段与所述第一侧通过所述第一弧线段连接。进一步地，所述第一弧线段包括一段内凹弧线和一段外凸弧线，所述内凹弧线分别与所述第一直线和所述外凸弧线相切，所述外凸弧线分别与所述内凹弧线和所述第一侧相切；所述外凸弧线和所述内凹弧线的弧线半径比为3：8。弧形设计可以降低剪口收窄区的应力集中；通过此弧线的半径比例，优化载荷比例。进一步地，所述外凸弧线的弧线半径为15mm，所述内凹弧线的弧线半径为40mm。进一步地，所述第二侧与所述第三侧的连接区包括第二直线段和第二弧线段；所述第二直线段与所述第二侧垂直连接，所述第二直线段与所述第三侧平行，所述第二弧线段为分别与所述第二直线段与所述第三侧相切的弧线，所述第二直线段与所述第三侧通过所述第二弧线段连接；所述第二直线段的长度不小于翼根下缘条与中央翼下壁板连接长度；下缘条处为避免展向梁在机翼形变下的接触，同时考虑闪电防护需求，所述第二弧线段的弧度半径不小于30mm。进一步地，所述剪口中央翼展向梁采用复合材料以多种铺层角度铺设而成，各铺层角度中铺层角度为±45°的铺层的比例不小于40％。通过提高±45°的铺层的比例，提高复合材料构成的剪口中央翼展向梁的抗剪能力，能跟好的与翼根区剪口中央翼展向梁需承载的剪切载荷匹配。进一步地，铺层角度包括0°，±45°,90°且铺层比为40:50:10。进一步地，所述剪口中央翼展向梁上设置有多个金属加强筋条，复合材料与金属加强筋条之间采用紧固件连接。一种飞机，包括机身，所述飞机的翼根区连接结构采用上述翼根区连接结构。本技术的有益技术效果：(1)本技术提供一种新的中央展向梁结构，通过收窄展向梁与机翼根部翼肋连接处的结构，分离展向梁与翼根上下缘条，减少对接面和紧固件数量，简化传载路径，降低装配难度，优化中央翼的结构形式。(2)本技术利用复合材料制备中央展向梁，过调整铺层的角度的百分比，降低不需要的结构抗弯性能来补强抗剪，展向梁的结构效率得到了有效的提升。(3)本技术翼根区通过剪口设计，将展向梁与上下缘条进行分割，从而使结构由原来的弯剪耦合传载，简化为纯剪传载，避免了上下缘条处的应力集中，提高了上下缘条使用寿命。附图说明图1、本技术实施例1中剪口中央翼展向梁示意图；图2、本技术实施例1翼根连接区爆炸示意图；图3、本技术实施例1翼根上缘条示意图；图4、本技术实施例1翼根下缘条示意图；图5、本技术实施例2中剪口中央翼展向梁示意图；图中：1.加强筋、3.中央翼展向梁、4.翼根上缘条、5.翼肋、6.翼根下缘条、8.中央翼上壁板、9.中央翼下壁板、301.中央翼展向梁第一侧、302.中央翼展向梁第二侧、303.中央翼展向梁第三侧、305.第一直线段、306.第一直线段、307.第一直线段、308.第二直线段、309.第二弧线段、401.第一缘条、402.第二缘条、403.第三缘条、404.第四缘条、601.第五缘条、602.第六缘条、603.第七缘条。具体实施方式为了使本技术的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合附图及实施例，对本技术进行进一步详细描述。应当理解，此处所描述的具体实施例仅仅用于解释本技术，并不用于限定本技术。相反，本技术涵盖任何由权利要求定义的在本技术的精髓和范围上做的替代、修改、等效方法以及方案。进一步，为了使公众对本技术有更好的了解，在下文对本技术的细节描述中，详尽描述了一些特定的细节部分。对本领域技术人员来说没有这些细节部分的描述也可以完全理解本技术。实施例1一种飞机剪口中央翼展向梁，包括第一侧301、第二侧302、第三侧303及第四侧，其中第一侧301和第三侧303平行，第二侧302分别于第一侧301和第三侧303垂直，所述第二侧302的长度小于第一侧301和第三侧303间的垂直距离，所述第二侧302与所述第一侧301和所述第三侧303连接区为剪口；所述剪口包括直线和弧线。本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种飞机剪口中央翼展向梁，包括第一侧、第二侧、第三侧及第四侧，其中第一侧和第三侧平行，第二侧分别与第一侧和第三侧垂直，其特征在于，所述第二侧的长度小于第一侧和第三侧间的垂直距离，所述第二侧与所述第一侧和所述第三侧的连接区均为剪口；所述剪口包括直线和弧线。

【技术特征摘要】
1.一种飞机剪口中央翼展向梁，包括第一侧、第二侧、第三侧及第四侧，其中第一侧和第三侧平行，第二侧分别与第一侧和第三侧垂直，其特征在于，所述第二侧的长度小于第一侧和第三侧间的垂直距离，所述第二侧与所述第一侧和所述第三侧的连接区均为剪口；所述剪口包括直线和弧线。2.一种飞机剪口中央翼展向梁翼根区连接结构，所述翼根区连接结构包括中央翼展向梁、中央翼上壁板、中央翼下壁板、翼根上缘条、翼根下缘条和翼肋，其特征在于，所述中央翼展向梁采用如权利要求1所述剪口中央翼展向梁，所述第二侧与所述翼肋连接，所述第一侧与所述中央翼上壁板连接，所述第三侧与所述中央翼下壁板连接，所述翼根上缘条分别与所述翼肋和所述中央翼上壁板连接，所述翼根下缘条分别与所述翼肋和所述中央翼下壁板连接；所述剪口中央翼展向梁不与所述翼根上缘条或所述翼根下缘条直接接触。3.如权利要求2所述翼根区连接结构，其特征在于，所述第二侧与所述第一侧的连接区包括第一直线段和第一弧线段；所述第一直线段与所述第二侧垂直连接，所述第一直线段与所述第一侧平行，所述第一直线段与所述第一侧通过所述第一弧线段连接；所述第一直线段的长度不小于翼根上缘条与中央翼上壁板连接长度；所述第一弧线段为分别与所述第一直线段和所述第一侧相切的弧线，所述第一直线段与所述第一侧通过所述第一弧线段连接。4.如权利要求3所述翼根区连接结构，其特征在于，所述第一弧线段包括一段...

【专利技术属性】
技术研发人员：王洋，高举斌，肖志鹏，梁斌，王栋，刘传军，
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