一种飞机及其后机身结构

技术领域

本发明涉及航空器技术领域，特别涉及一种飞机及其后机身结构。

背景技术

飞机后机身结构位于机身结构的最后端，一般是由横向隔框、纵向长桁或梁及其蒙皮组合而成的半硬壳式结构。在后机身中通常需要布置可收放式起落架和发动机，这就需要在后机身结构上设计大开口结构用于起落架的收放和发动机的维护。

飞机结构上布置大开口会影响结构的刚度和强度以及载荷的传递。飞机机身结构中主要是通过横向骨架和纵向骨架来传递载荷，横向骨架为加强框，纵向骨架为大梁。加强框只能承受面内载荷，无法承受面外载荷，所以传递纵向载荷的大梁在加强框处需要连续。

但是在需要开大口盖的区域，无法保证大梁的连续，这就需要设计一种可以在结构大开口处传递加强框面外载荷的结构。

发明内容

有鉴于此，本发明提供了一种飞机及其后机身结构，解决了在飞机结构大开口处加强框无法传递面外弯矩的问题。

为实现上述目的，本发明提供如下技术方案：

一种后机身结构，包括：横梁、加强框、左后大梁、右后大梁和前大梁；

所述加强框分别与所述左后大梁和所述右后大梁相连，所述横梁和所述加强框相连，所述横梁和所述前大梁相连。

优选地，所述横梁是可承受弯矩的中空结构。

优选地，所述横梁的两端和所述加强框的腹板相连。

优选地，所述横梁两端的内侧腹板通过螺栓连接于所述加强框的腹板。

优选地，所述横梁的中段和所述前大梁的后段相连。

优选地，所述横梁的横梁中段腹板通过螺栓连接于所述前大梁的后端腹板。

优选地，所述横梁两端的外侧腹板分别通过螺栓连接于所述左后大梁和所述右后大梁的前端。

优选地，所述横梁的前后腹板之间设置有筋条。

优选地，还包括：前蒙皮；

所述前蒙皮和所述横梁的横梁外缘条相连，所述前蒙皮和所述加强框的前缘条相连。

一种飞机，包括如上所述的后机身结构。

从上述的技术方案可以看出，本发明提供飞机及其后机身结构,是一种在飞机大开口处可传递加强框面外弯矩的结构形式，包含横梁、加强框、左后大梁、右后大梁、左后蒙皮、右后蒙皮、前大梁、前蒙皮、维护口盖以及多颗连接螺栓、抽钉和铆钉。

其中前大梁和前蒙皮在加强框前方，位于主起落架舱的最下端，为了主起落架的收放，主起落架舱两侧需要留出足够大的空间，从而形成大开口结构。

左后大梁、右后大梁、左后蒙皮、右后蒙皮和维护口盖在加强框后方，左后大梁、右后大梁、左后蒙皮、右后蒙皮位于此舱段的两侧，维护口盖位于此舱段下方，维护口盖为发动机及其附件的日常维护提供了通道，从而也形成大开口结构。

发动机传递到左后大梁、右后大梁的纵向载荷传递到加强框后无法直接传递给前大梁，需要在加强框和前大梁之间增加一个横梁，横梁可以将左后大梁、右后大梁的纵向载荷传递给前大梁，从而实现了纵向载荷在加强框处的传递。

本发明是一种在飞机大开口处可传递加强框面外弯矩的结构，所有零件均采用7050-T7451铝合金整体机加成型，工艺成熟，此结构中的横梁可承受加强框处的面外弯矩，其余零件可传递机身的纵向载荷，并且此结构能够满足在机身上开大口盖的需求。同时，此结构传载能力强，结构重量轻，装配简单，具有防腐蚀的能力，并且使用常用的标准件，工艺性和可行性良好。

附图说明

为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1是本发明一种在飞机大开口处可传递加强框面外弯矩的结构组成；

图2是本发明一种在飞机大开口处可传递加强框面外弯矩的结构骨架结构；

图3是本发明中横梁的具体结构形式；

图4是本发明横梁整体的螺栓孔结构示意图；

图5是本发明横梁左侧的螺栓连接结构示意图；

图6是本发明横梁中段的螺栓连接结构示意图；

图7是本发明左后大梁与加强框筋条的螺栓连接结构示意图。

其中，1-横梁，2-加强框，3-左后大梁，4-右后大梁，5-左后蒙皮，6-右后蒙皮，7-前大梁，8-前蒙皮，9-维护口盖。

具体实施方式

针对在飞机结构中加强框处的大开口问题，本申请为既能实现加强框处面外载荷的传递，又能实现在加强框处布置大口盖从而满足总体要求，采用一种在飞机大开口处可传递加强框面外弯矩的结构。

下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。

本发明实施例提供的后机身结构，包括：横梁1、加强框2、左后大梁3、右后大梁4和前大梁7，其结构可以参照图1和图2所示；

其中，加强框2分别与左后大梁3和右后大梁4相连，横梁1和加强框2相连，横梁1和前大梁7相连。

本方案的传载路径如下：纵向载荷通过左后大梁3、右后大梁4传递到加强框2后，加强框2又将纵向载荷传递到横梁1，横梁1再将纵向载荷传递到前大梁7，以此便完成了纵向载荷在加强框2处的传递。

进一步的，横梁1是此结构中的关键传载零件，是一个可承受弯矩的中空结构，以更好解决在飞机结构大开口处加强框无法传递面外弯矩的问题。

作为优选，横梁1的两端和加强框2的腹板相连，以优化传载路径，便于传递来自左右两侧的纵向载荷。

具体的，横梁1两端的内侧腹板102通过螺栓连接于加强框2的腹板，其结构可以参照图3和图4所示。在本实施例中，横梁两端的内侧腹板102使用12颗高锁螺栓连接在加强框2腹板上，如图5的螺栓1-6(仅示左侧)。

作为优选，横梁1的中段和前大梁7的后段相连，便于将两侧的纵向载荷汇集至居中设置的前大梁7。

具体的，横梁1的横梁中段腹板103通过螺栓连接于前大梁7的后端腹板，其结构可以参照图3和图4所示。在本实施例中，前大梁7后端腹板通过15颗高锁螺栓连接到横梁中段腹板103上，见图5螺栓1-15。

进一步的，横梁1的左右两端分别连接于左后大梁3和右后大梁4的前端。优选为通过螺栓连接，其结构可以参照图3和图4所示，左后大梁3和右后大梁4的前端各使用3颗高锁螺栓连接到横梁两端外侧腹板101。

具体的，横梁1的前后腹板之间设置有筋条105，增加了稳定性和传载能力。

本发明实施例提供的后机身结构，还包括：前蒙皮8，其结构可以参照图1所示；

该前蒙皮8和横梁1的横梁外缘条106相连，如图3所示；前蒙皮8和加强框2的前缘条相连。

本发明实施例还提供了一种飞机，包括如上述的后机身结构。

下面结合附图对本发明的在飞机大开口处可传递加强框面外弯矩结构的制造、装配过程及传载路径做详细的说明。

参见图1，其是本发明一种在飞机大开口处可传递加强框面外弯矩的结构形式，包含横梁1、加强框2、左后大梁3、右后大梁4、左后蒙皮5、右后蒙皮6、前大梁7、前蒙皮8、维护口盖9以及多颗连接螺栓、抽钉、托板螺母和铆钉。

此结构中的横梁1两端和加强框2腹板相连，横梁1中段和前大梁57的后段相连，左后大梁3、右后大梁4和加强框2相连，从而形成骨架组件。前蒙皮8和横梁1、加强框2前缘条、前大梁7相连，左后蒙皮5、右后蒙皮6和加强框2后缘条、左后大梁3、右后大梁4相连，从而形成不可拆卸结构。维护口盖9和加强框2后缘条、左后大梁3、右后大梁4相连，从而形成可拆卸的维护口盖。

此结构中的所有零件除了维护口盖9，其它的均为7050-T7451铝合金整体机加件，维护口盖9为碳纤维复合材料夹芯结构。为了腐蚀防控，所有铝合金零件都需进行铬酸阳极化和铬酸盐封闭，最后涂TB06-9锶黄底漆。

此结构装配方法如下：

首先进行骨架结构装配。将加强框2安装在装配型架上，再将横梁两端内侧腹板102使用12颗高锁螺栓连接在加强框2腹板上，见图5螺栓1-6(仅示左侧)；再将前大梁7后端腹板通过15颗高锁螺栓连接到横梁中段腹板103上，见图6螺栓1-15；最后再将左后大梁3、右后大梁4的前端各使用3颗高锁螺栓连接到加强框2腹板和横梁两端外侧腹板101上，，以及将左后大梁3、右后大梁4的腹板各使用3颗高锁螺栓连接到加强框2筋条上，见图6螺栓1-6(仅示左侧)，骨架组件装配完成。

然后再在骨架组件的基础上继续装配蒙皮以形成不可拆卸结构。将前蒙皮8通过铆钉和加强框2前缘条连接，前蒙皮8再通过铆钉和横梁外缘条106连接，前蒙皮8再通过8颗高锁螺栓和加强框2前缘条、横梁外缘条106连接，最后前蒙皮8再通过抽钉和加强框2前缘条连接。其次再将左后蒙皮5、右后蒙皮6通过铆钉和加强框2后缘条、左后大梁3、右后大梁4连接，从而形成不可拆卸结构。

最后再在不可拆卸结构装配维护口盖9以形成整体结构。将维护口盖9通过托板螺母、沉头螺栓和加强框2后缘条、左后大梁3、右后大梁4连接，完成结构的装配。

一种在飞机大开口处可传递加强框面外弯矩的结构的传载路径如下：纵向载荷通过左后大梁3、右后大梁4传递到加强框2后，加强框2又将纵向载荷传递到横梁1，横梁1再将纵向载荷传递到前大梁7，以此便完成了纵向载荷在加强框2处的传递。横梁1是此结构中的关键传载零件，是一个可承受弯矩的中空结构。横梁1两端和中间有螺栓孔，两端和加强框2的腹板和缘条连接，中间和前大梁7连接，总共布置45颗高锁螺栓，如图4。横梁1可将两侧的纵向载荷转换成弯矩而传递到中部，横梁前后腹板之间的筋条105增加了稳定性和传载能力。横梁腹板104无需与加强框2腹板连接，简化了连接形式。

综上所述，本发明的目的是提出一种在飞机大开口处可传递加强框面外弯矩的结构，此结构使用成熟的制造工艺，并且具有重量轻、连接简单、装配简单、传力路径合理等特点，解决了在飞机结构大开口处加强框无法传递面外弯矩的问题。

本说明书中各个实施例采用递进的方式描述，每个实施例重点说明的都是与其他实施例的不同之处，各个实施例之间相同相似部分互相参见即可。

对所公开的实施例的上述说明，使本领域专业技术人员能够实现或使用本发明。对这些实施例的多种修改对本领域的专业技术人员来说将是显而易见的，本文中所定义的一般原理可以在不脱离本发明的精神或范围的情况下，在其它实施例中实现。因此，本发明将不会被限制于本文所示的这些实施例，而是要符合与本文所公开的原理和新颖特点相一致的最宽的范围。