配平式的平尾连接结构制造技术

一种能平衡并满足规定的性能指标的配平式的平尾连接结构，包括：上安装框和下安装框，他们安装并连接于飞机机身的平尾；平尾支撑梁,其将上安装框与下安装框连接并支撑成框平面，并且平尾支撑梁作为垂向传载系统的一部分传递沿垂向的载荷分力，同时作为航向传载系统的一部分传递航向的分力；航向连杆，其作为航向传载系统的一部分传递航向的分力，同时作为垂向传载系统的一部分向平尾传递沿垂向的载荷分力；以及连杆接头和侧向连杆，连杆接头设置在上安装框与下安装框的连接部处，并且在连杆接头上连接有两个侧向连杆，连杆接头和侧向连杆作为侧向传载系统的一部分传递沿侧向的载荷分力，垂向、航向和侧向这三个传载系统相互独立设置。互独立设置。互独立设置。

【技术实现步骤摘要】
配平式的平尾连接结构


[0001]本专利技术涉及一种平尾连接结构，更具体地涉及能配平飞行过程中的纵向力矩的配平式的平尾连接结构。

技术介绍

[0002]飞机的水平尾翼安装在机身后部的平尾上，通过作动器的驱动改变水平安定面的攻角，用以配平飞行过程中的纵向力矩。
[0003]飞机的水平尾翼作为飞机的主要翼面结构承受整个飞行过程中的气动载荷、惯性载荷等外载荷，并通过连接结构将来自外部的外载荷传递至机身部段。在此过程中，水平尾翼的连接结构起着至关重要的作用。
[0004]目前，常规布局的大型飞机在水平尾翼连接结构的设计主要源自两种构型。
[0005]一种是以波音B787、B777为代表的“整体隔框式平尾连接结构”，另一种则是以欧洲空中客车A3XX全系列飞机为代表的“多连杆式平尾连接结构”。此外，其他主力机型，例如俄罗斯SSJ
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100飞机、MS
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21飞机也采用完全一致的“多连杆式平尾连接结构”，而例如庞巴迪/空客的A220(C系列)飞机的平尾连接结构则是在欧洲空中客车的“多连杆式平尾连接结构”的设计的基础上对局部零件的设计形式加以修改，但传力路线及功能实现方案等设计本质上仍与“多连杆式平尾连接结构”基本相同。因此，也可以说，“整体隔框式平尾连接结构”和“多连杆式平尾连接结构”这两种构型的平尾连接结构几乎覆盖了目前在役的全部机型。
[0006]在飞机结构设计专业领域，配平式的平尾连接结构的关键性能包括结构重量、传力路线的完备性、平尾铰链转动机构及轴承的功能实现性、全机维护、维修特性等。理想的设计方案要求能够平衡并满足以上多个性能指标，但是由于设计时需要考虑的因素很多，设计的限制约束也很复杂，因此，截至目前，也仅有前述两种较为成熟的设计构型在目前的飞机机型上大规模应用。
[0007]对于飞机可配平式平尾连接结构的设计、验证及创新一直是国内外各大飞机制造商重点关注的核心技术之一。如何打破现有的设计局限性，设计一种能够平衡并满足规定的多个性能指标的不同于当前两种构型的全新构型的配平式的平尾连接结构，是亟待解决的技术问题。

技术实现思路

[0008]本专利技术的专利技术目的在于提供一种能平衡并满足规定的性能指标的全新构型的配平式的平尾连接结构。
[0009]为了实现本专利技术的上述专利技术目的，本专利技术提供一种配平式的平尾连接结构，其特征是，所述平尾连接结构包括：作为平尾安装框的平尾上安装框和平尾下安装框，所述平尾上安装框和所述平尾下安装框安装并连接于飞机的机身；平尾支撑梁,所述平尾支撑梁将所述平尾上安装框与所述平尾下安装框连接并支撑成框平面，并且所述平尾支撑梁作为所
述垂向传载系统的一部分向所述机身传递所述框平面所受到的沿垂向的载荷分力，同时作为航向传载系统的一部分向所述机身传递所述框平面所受到的航向的分力；航向连杆，所述航向连杆从所述框平面的中心向相对于所述框平面倾斜的方向延伸设置，并且所述航向连杆作为所述航向传载系统的一部分向所述机身传递所述框平面所受到的航向的分力，同时作为所述垂向传载系统的一部分向所述机身传递所述框平面所受到的沿垂向的载荷分力；以及连杆接头和侧向连杆，所述连杆接头设置在所述平尾上安装框与所述平尾下安装框的连接部处，并且在所述连杆接头上连接有两个所述侧向连杆，所述连杆接头和所述侧向连杆作为侧向传载系统向所述机身传递所述框平面所受到的沿侧向的载荷分力，所述垂向传载系统、所述航向传载系统以及所述侧向传载系统相互独立设置。
[0010]优选的是，所述平尾支撑梁上设置有作为垂向传载系统的一部分的平尾铰链转轴机构，所述平尾支撑梁具有以隔开规定间距的方式平行设置的第一支撑梁和第二支撑梁，所述平尾铰链转轴机构具有在所述平尾支撑梁的中间部设置在所述第一支撑梁与所述第二支撑梁之间的铰链件，所述铰链件通过转动紧固连接部将所述第一支撑梁及第二支撑梁与所述铰链件连接。
[0011]更优选的是，所述转动紧固连接部具有衬套、螺栓以及球轴承，所述衬套从所述第一支撑梁侧依次穿过所述第一支撑梁、所述铰链件、所述第二支撑梁，所述球轴承设置在所述铰链件与所述衬套之间，以使所述铰链件能相对于所述第一支撑梁及所述第二支撑梁转动。
[0012]进一步优选的是，在所述衬套的、与所述球轴承相对的部位处，形成有轴承注油孔,所述螺栓从所述第一支撑梁侧插入到越过所述轴承注油孔的位置，并且所述螺栓的杆部中形成注油通道，所述注油通道与所述轴承注油孔连通。
[0013]优选的是，所述侧向连杆在一端具有开口端向外的U形部，安装在所述平尾安装框及所述平尾上的安装座具有从所述安装座的座面向着所述U形部的所述开口端内伸出的插入部，所述U形部的所述开口端与所述安装座的所述插入部通过紧固结构连接。
[0014]更优选的是，所述U形部的两个直立部上分别形成有能够供所述紧固结构中的螺栓穿过的通孔，所述安装座的所述插入部上形成有贯通孔，所述贯通孔能够供所述螺栓贯穿，并且在贯通孔的孔壁与所述螺栓之间设置有能使所述侧向连杆相对于所述平尾安装框及所述平尾转动的球轴承。
[0015]优选的是，所述平尾连接结构具有在侧向方向上朝着两个不同方向延伸的两个所述侧向连杆。
[0016]优选的是，所述航向连杆从所述框平面的中心向相对于所述框平面朝斜上方和斜下方延伸设置有两个，在两个所述航向连杆处产生的支反力中的沿着垂向方向的分力的方向相反而发生力的抵消，在两个所述航向连杆处产生的支反力中的沿着航向方向的分力的方向相同而发生力的叠加，抵消后的支反力的沿着垂向方向的分力作为所述框平面所受到的沿垂向的载荷分力，叠加后的支反力的沿着航向方向的分力作为所述框平面所受到的沿航向的载荷分力。
[0017]优选的是，在所述平尾支撑梁安装于所述平尾安装框时，设置于所述平尾安装框的所述衬套位于所述平尾支撑梁的所述第一支撑梁与所述第二支撑梁之间，并通过紧固连接部将所述第一支撑梁及所述第二支撑梁与所述衬套连接。
[0018]优选的是，在所述平尾的前端部设置有前接头,在所述平尾的前接头上产生的支反力能分解成沿着垂向方向的分力和沿着航向方向的分力。
[0019]优选的是，所述平尾上安装框和所述平尾下安装框各自包括D 字形的框架主体部，所述框架主体部由弧形框、直梁以及多个加强肋构成，所述直梁将所述弧形框的两端部连接，多个所述加强肋在所述直梁的与弧形框相反一侧的外部连接到一起，以形成加强肋结合部。
[0020]更优选的是，多个所述加强肋指向位于外部的同一个中心。
[0021]更优选的是，所述加强肋结合部在框架主体部的外部将多个所述加强肋连接，并且所述平尾上安装框的加强肋结合部与所述平尾下安装框的加强肋结合部相互连接。
[0022]更优选的是，在所述弧形框的两端部与所述直梁的两端部连接的部位处形成有用于安装到所述机身的安装孔。
[0023]根据如上所述构成，由于平尾支撑梁作为所述垂向传载系统的一部分向所述机身传递所述框平面所受到的沿垂向的载荷分力，同时作为航向传载系统的一部本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种配平式的平尾连接结构(100)，其特征在于，所述平尾连接结构(100)包括：作为平尾安装框(110)的平尾上安装框(111)和平尾下安装框(112)，所述平尾上安装框(111)和所述平尾下安装框(112)安装并连接于飞机的机身(200)；平尾支撑梁(120),所述平尾支撑梁(120)将所述平尾上安装框(111)与所述平尾下安装框(112)连接并支撑成框平面，并且所述平尾支撑梁(120)作为所述垂向传载系统的一部分向所述机身(200)传递所述框平面所受到的沿垂向的载荷分力，同时作为航向传载系统的一部分向所述机身(200)传递所述框平面所受到的航向的分力；航向连杆(130)，所述航向连杆(130)从所述框平面的中心向相对于所述框平面倾斜的方向延伸设置，并且所述航向连杆(130)作为所述航向传载系统的一部分向所述机身(200)传递所述框平面所受到的航向的分力，同时作为所述垂向传载系统的一部分向所述机身(200)传递所述框平面所受到的沿垂向的载荷分力；以及连杆接头(140)和侧向连杆(150)，所述连杆接头(140)设置在所述平尾上安装框(111)与所述平尾下安装框(112)的连接部处，并且在所述连杆接头(140)上连接有两个所述侧向连杆(150)，所述连杆接头(140)和所述侧向连杆(150)作为侧向传载系统向所述机身(200)传递所述框平面所受到的沿侧向的载荷分力，所述垂向传载系统、所述航向传载系统以及所述侧向传载系统相互独立设置。2.如权利要求1所述的配平式的平尾连接结构(100)，其特征在于，所述平尾支撑梁(120)上设置有作为所述垂向传载系统的一部分和所述航向传载系统的一部分的平尾铰链转轴机构(124)，所述平尾支撑梁(120)具有以隔开规定间距的方式平行设置的第一支撑梁(121)和第二支撑梁(122)，所述平尾铰链转轴机构(124)具有在所述平尾支撑梁(120)的中间部设置在所述第一支撑梁(121)与所述第二支撑梁(122)之间的铰链件(124a)，所述铰链件(124a)通过转动紧固连接部(124b)将所述第一支撑梁(121)及第二支撑梁(122)与所述铰链件(124a)连接。3.如权利要求2所述的配平式的平尾连接结构(100)，其特征在于，所述转动紧固连接部(124b)具有衬套(124b1)、螺栓(124b2)以及球轴承，所述衬套(124b1)从所述第一支撑梁(121)侧依次穿过所述第一支撑梁(121)、所述铰链件(124a)、所述第二支撑梁(122)，所述球轴承设置在所述铰链件(124a)与所述衬套(124b1)之间，以使所述铰链件(124a)能相对于所述第一支撑梁(121)及所述第二支撑梁(122)转动。4.如权利要求3所述的配平式的平尾连接结构(100)，其特征在于，在所述衬套(124b1)的、与所述球轴承相对的部位处，形成有轴承注油孔(124b4),所述螺栓(124b2)从所述第一支撑梁(121)侧插入到越过所述轴承注油孔(124b4)的位置，并且所述螺栓(124b2)的杆部中形成注油通道(124b5)，所述注油通道(124b5)与所述轴承注油孔(124b4)连通。5.如权利要求1所述的配平式的平尾连接结构(100)，其特征在于，所述侧向连杆(150)在一端插设有开口端向外的U形部(151)，安装在所述平尾安装框(110)及平尾(201)上的安装座(210)具有从所述安装座(210)
的座面(211)向着所述U形部(151)的所述开口端内伸出的插入部(212)...

【专利技术属性】
技术研发人员：赵荃，刘长玮，叶聪杰，赵诗鸿，
申请(专利权)人：中国商用飞机有限责任公司上海飞机设计研究院，
类型：发明
国别省市：