多模式高機(jī)動性飛行器的機(jī)體的制作方法
【專利摘要】本發(fā)明涉及重于空氣的飛行器并且意在主要在以亞音速飛行速度和超音速飛行速度運(yùn)行的高機(jī)動性多模式飛行器中使用。本發(fā)明的目的是在機(jī)體框架的僅可忽略的質(zhì)量增加并且包括機(jī)身底部中用于貨艙的大切口的情況下提供機(jī)體框架所必需的耐久性和剛度。同時，由于合理布置機(jī)體框架的承載構(gòu)件而獲得將飛行器機(jī)體的承載構(gòu)件中由外部載荷造成的應(yīng)力進(jìn)行重新分布的技術(shù)結(jié)果。機(jī)身的結(jié)構(gòu)布置包括分別為機(jī)身隔框（17-25）和縱向壁（26-29）形式的橫向承載構(gòu)件和縱向承載構(gòu)件。一組縱向壁（26-29）穿過機(jī)身的整個中部（3）以及后部（5）。中央部段（12）布置在機(jī)翼的最大結(jié)構(gòu)高度的平面（截面D-D）中并且由隔框（17-25）形成。在機(jī)身的下部中設(shè)置有用于貨艙（10、14）的縱向大切口。切口的結(jié)構(gòu)布置包括與中央部段（12）的隔框連接的縱向壁（26）。
【專利說明】多模式高機(jī)動性飛行器的機(jī)體
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及重于空氣的飛行器。以亞音速飛行速度和超音速飛行速度運(yùn)行的多模式高機(jī)動性飛機(jī)代表本發(fā)明的優(yōu)選使用領(lǐng)域。
【背景技術(shù)】
[0002]從現(xiàn)有技術(shù)中已知一種多模式飛行器的機(jī)體，該機(jī)體包括具有翼板的機(jī)翼以及與中部機(jī)身、尾翼一體的中央部段。該機(jī)身包括駕駛艙、燃料電池艙、設(shè)備艙和起落架艙。機(jī)體包括安裝在發(fā)動機(jī)短艙中的至少一個渦輪噴氣發(fā)動機(jī)，其中，該發(fā)動機(jī)短艙布置在機(jī)身的尾部中并且具有與短艙相配合的進(jìn)氣口，所述進(jìn)氣口接著供氣管道。機(jī)體框架由固定至相應(yīng)板的縱向構(gòu)件和橫向構(gòu)件制成。翼板和中央部段制成為盒狀，而機(jī)身的尾部以及機(jī)身在駕駛艙與中央部段之間的部分制成為半硬殼式的。在實用新型RU4109U1，1997中公開了上述機(jī)體。
[0003]作為上述現(xiàn)有技術(shù)的缺點，可以指出如下:當(dāng)切口用于機(jī)身底部中的貨艙時，需要在現(xiàn)有技術(shù)結(jié)構(gòu)中通過例如橫梁的額外的承載構(gòu)件來加強(qiáng)所述切口，這不可避免地涉及機(jī)體質(zhì)量的顯著增加以及飛行器作為整體的性能特性的惡化。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0004]本發(fā)明要解決的問題是在機(jī)體框架的質(zhì)量略微增加并同時存在機(jī)身底部中的用于貨艙的大尺寸切口的情況下提供機(jī)體框架所必需的強(qiáng)度和剛度。這樣做時，通過合理布置機(jī)體框架的承載構(gòu)件來獲得存在于由飛行器機(jī)體的承載構(gòu)件中的外部載荷造成的應(yīng)力重新分布的技術(shù)結(jié)果。
[0005]上述技術(shù)結(jié)果通過在一種多模式高機(jī)動性飛行器的機(jī)體中的事實獲得，該機(jī)體包括機(jī)身和機(jī)翼，所述機(jī)體的結(jié)構(gòu)設(shè)計由縱向承載構(gòu)件和橫向承載構(gòu)件形成，形成飛行器外輪廓的蒙皮固定到縱向承載構(gòu)件和橫向承載構(gòu)件，其中，機(jī)身包括駕駛艙、燃料電池艙、設(shè)備艙和起落架艙、尾翼、布置在機(jī)身的尾部中的兩個渦輪噴氣發(fā)動機(jī)短艙、以及與所述兩個渦輪噴氣發(fā)動機(jī)短艙相配合且具有供氣管道的進(jìn)氣口，機(jī)翼包括翼板，所述翼板連接至與中部機(jī)身一體的中央部段，機(jī)身的結(jié)構(gòu)設(shè)計在縱向上為多壁結(jié)構(gòu)，該多壁結(jié)構(gòu)連接至由框架形成的中央部段并且通過力矩接頭和鉸接接頭連接至翼板，翼板的結(jié)構(gòu)設(shè)計在縱向上為與壁結(jié)合的多翼梁結(jié)構(gòu)，飛行器的機(jī)體的外表面由承載板形成，在機(jī)身的底部中制有用于貨艙的大尺寸縱向切口，所述貨艙的結(jié)構(gòu)設(shè)計包括連接至中央部段框架的縱向壁，中央部段布置在最大的機(jī)翼總高度區(qū)域中，其中，發(fā)動機(jī)短艙和進(jìn)氣口的下承載板布置成距機(jī)身部段的中線更遠(yuǎn)，而大尺寸切口更靠近機(jī)身的中線。
[0006]該承載板例如可制成為多層高分子復(fù)合材料板、尤其是三層高分子復(fù)合材料板。
[0007]該承載板可制成為一體地機(jī)加工成的鋁合金板。
[0008]該承載板可制成為焊接成的鈦合金板?！緦＠綀D】

【附圖說明】
[0009]通過附圖來說明本發(fā)明，其中:圖1示出多模式飛行器的機(jī)體的平面圖；圖2示出圖1的A-A截面；圖3示出圖1的B-B截面；圖4示出圖1的C-C截面；圖5示出圖1的D-D截面；圖6示出圖1的E-E截面。
【具體實施方式】
[0010]一種多模式高機(jī)動性飛行器的機(jī)體(下文中被稱為機(jī)體)包括由兩個翼板I組成的機(jī)翼、機(jī)身的前部2、中部機(jī)身3、進(jìn)氣口 4、機(jī)身的尾部5。機(jī)身的前部2包括駕駛艙6、設(shè)備艙7和前起落架艙8。燃料電池艙9、貨艙10、主起落架艙11和中央部段12布置在中部機(jī)身3中。燃料電池艙13、貨艙14、發(fā)動機(jī)短艙15和尾部設(shè)備艙16布置在機(jī)身的尾部5中。
[0011]機(jī)身的結(jié)構(gòu)設(shè)計包括分別由機(jī)身框架17至25和縱向壁26至29表示的橫向承載構(gòu)件和縱向承載構(gòu)件。一列縱向壁26至29貫穿中部機(jī)身3以及機(jī)身尾部5。中央部段12布置在最大的機(jī)翼整體高度的平面(D-D截面)中并且由框架17至25形成。用于貨艙10和14的大尺寸縱向切口在機(jī)身的底部中形成。切口的結(jié)構(gòu)設(shè)計包括與中央部段12的框架相連的縱向壁26。
[0012]從結(jié)構(gòu)設(shè)計的視點而言，進(jìn)氣口 4和發(fā)動機(jī)短艙15由框架17至25以及下承載板30形成。
[0013]翼板I的結(jié)構(gòu)設(shè)計包括縱向承載構(gòu)件和橫向承載構(gòu)件。翼板I的縱向承載構(gòu)件由翼梁31、32、34、35、38和39以及壁36、37、41表示，翼梁31、32、34、35、38和39具有用于將翼板I連接至中央部段12的力矩接頭40，壁36、37、41具有用于將翼板I連接至中央部段12的鉸接接頭42。中央部段12的框架制成為承載框架，其中翼板I的翼梁通過力矩接頭40連接至所述中央部段12的框架。翼板I的橫向承載構(gòu)件列為一列翼肋43。
[0014]由于慣性力和空氣力以及從水平尾翼施加的載荷、由從翼板I施加的載荷造成的橫向彎曲、以及扭轉(zhuǎn)，主力因素為機(jī)身在飛行器的縱向平面中(相對于Z軸線)的彎曲，其中，通過該主力因素確定所需的機(jī)身剛度和機(jī)身強(qiáng)度。
[0015]圖1示出該多模式高機(jī)動性飛行器的機(jī)體的平面圖。翼板I的升力通過鉸接接頭42和力矩接頭40傳送至機(jī)身框架17至25。上述成組的框架將來自機(jī)翼的升力傳送至機(jī)身的縱向壁26至29。貫穿中部機(jī)身3以及機(jī)身尾部5的所述一列縱向壁26至29允許減小機(jī)身的截面中的彎曲力矩增大梯度(圖5)，并且允許靠近飛行器對稱平面的隔框緣條(frame caps)中的較低水平的法向應(yīng)力，這進(jìn)而使得可以減小框架的質(zhì)量以及機(jī)身的橫向變形。
[0016]此外，為了提高飛行器機(jī)體抵抗橫向彎曲的剛度，貨艙10、14由中央部段12分開(見圖2)。中央部段12的布置在最大機(jī)翼總高度的平面(D-D截面)中的承載框架通過力矩接頭40承受來自機(jī)翼的彎曲力矩。因此，橫向變形值ey在沿著貨艙的截面(B-B、C-C、E_E截面)中減小。
[0017]飛行器機(jī)體的外表面由承受所有類型的法向應(yīng)力和切向應(yīng)力的承載板形成。承載板可以制成為多層高分子復(fù)合材料板、尤其是三層高分子復(fù)合材料板，或者制成為一體機(jī)加工的鋁合金板，或者制成為焊接成的鈦合金板。承載板通過機(jī)身的框架17至25并且還通過翼板I的翼梁31、32、34、35、38、39以及壁36、37、41連接至縱向壁26至29。[0018]由機(jī)身在飛行器的縱向平面中的橫向彎曲造成的法向應(yīng)力由機(jī)身的上承載板和下承載板承受，其中，用于貨艙門的切口布置成比發(fā)動機(jī)短艙15和進(jìn)氣口 4的下承載板30更靠近飛行器部段的中線(Z軸線)(圖3)。根據(jù)用于確定經(jīng)受彎曲的截面中的法向應(yīng)力的公式(1)，進(jìn)氣口 4和發(fā)動機(jī)短艙15的下承載板中的法向應(yīng)力的值大于用于貨艙門的切口的區(qū)域中的法向應(yīng)力的值。
【權(quán)利要求】
1.一種多模式高機(jī)動性飛行器的機(jī)體，所述機(jī)體包括機(jī)身和機(jī)翼，所述機(jī)體的結(jié)構(gòu)設(shè)計由縱向承載構(gòu)件和橫向承載構(gòu)件形成，形成所述飛行器的外輪廓的蒙皮固定至所述縱向承載構(gòu)件和所述橫向承載構(gòu)件，其中，所述機(jī)身包括駕駛艙、燃料電池艙、設(shè)備艙和起落架艙、尾翼、布置在所述機(jī)身的尾部中的兩個渦輪噴氣發(fā)動機(jī)短艙、以及與所述兩個渦輪噴氣發(fā)動機(jī)短艙相配合且具有供氣管道的進(jìn)氣口，所述機(jī)翼包括翼板，所述翼板連接至與中部機(jī)身一體的中央部段，所述機(jī)體的特征在于，所述機(jī)身的結(jié)構(gòu)設(shè)計在縱向上為多壁結(jié)構(gòu)，所述多壁結(jié)構(gòu)連接至由框架形成的所述中央部段并且通過力矩接頭和鉸接接頭連接至所述翼板，所述翼板的結(jié)構(gòu)設(shè)計在縱向上為與壁結(jié)合的多翼梁結(jié)構(gòu)，所述飛行器的所述機(jī)體的外表面由承載板形成，在所述機(jī)身的底部中制有用于貨艙的大尺寸縱向切口，所述貨艙的結(jié)構(gòu)設(shè)計包括連接至中央部段框架的縱向壁，所述中央部段布置在最大的機(jī)翼總高度區(qū)域中，其中，所述發(fā)動機(jī)短艙和所述進(jìn)氣口的下承載板布置成距機(jī)身部段的中線更遠(yuǎn)，而所述大尺寸切口更靠近所述機(jī)身的所述中線。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的機(jī)體，其特征在于，所述承載板制成為多層高分子復(fù)合材料板、尤其是三層高分子復(fù)合材料板。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的機(jī)體，其特征在于，所述承載板制成為一體機(jī)加工成的鋁合金板。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的機(jī)體，其特征在于，所述承載板制成為焊接成的鈦合金板。
【文檔編號】B64C3/18GK103534168SQ201180067229
【公開日】2014年1月22日 申請日期:2011年12月7日 優(yōu)先權(quán)日:2010年12月9日
【發(fā)明者】亞歷山大·伊萬諾維奇·布利諾夫, 弗拉迪米爾·亞歷山德羅維奇·魯尼舍夫, 亞歷山大·尼古拉耶維奇·達(dá)維堅科, 尤里·阿羅諾維奇·科根, 米哈伊爾·葉夫根耶維奇·拉普申, 米哈伊爾·尤里耶維奇·斯特雷勒茨 申請人:蘇霍伊聯(lián)合股份公司, 亞歷山大·伊萬諾維奇·布利諾夫, 弗拉迪米爾·亞歷山德羅維奇·魯尼舍夫