[发明专利]飞机压力隔墙组装结构

说明书

技术领域

本发明被设计用于航空工业中的飞机设计和制造领域。

发明目的

如本说明书的标题所述，本发明的目的是提供一种飞机压力隔墙组装结构。

压力隔墙是隔离飞机后部加压区域的元件。从结构角度看，该元件在形状上从加压区域侧凹入并且基本为半球形，从而可以充分利用隔墙材料以吸收由压差造成的负荷，在下文中将这种负荷称为压力负荷。

本发明的另一个目的是提供一种组装结构以使该结构所包括的所有部件都能够容易地用复合材料制成，由此得到减轻重量的结果，这在航空工业中是一项决定因素。

背景技术

通常，利用框架将压力隔墙组装至飞机，框架将机身的前部分与后部分分开，这些部分分别是飞机中的加压区域和未加压区域。在这种结构中，隔墙组件除了吸收压力负荷以外，主要是还必须能够提供合适的强度用于将机身的前部分和后部分连接在一起以及充分地加强机身。

为此，已知的压力隔墙组装结构如下所述地包括由其对称部分界定的圆柱状对称框架(遵循机身的轮廓)。

框架包括中心幅板、上法兰和下法兰。通常，框架的上法兰具有前部和后部。

压力隔墙被装至框架上法兰的后部，后部相对于蒙皮以一定角度倾斜地向上和向后伸出。这种倾斜由与压力隔墙相切的直线确定，作为指导，该直线以大约60度的角度倾斜。通常，利用机械固定装置例如铆钉将隔墙固定至框架。

除了上述内容以外，利用置于框架下法兰和蒙皮之间的被称为对接搭板的加强板将机身前部分和后部分的蒙皮固定至框架的下法兰。通常，框架下法兰和蒙皮之间的连接是利用机械装置例如铆钉来完成。

为了确保机身前部分和后部分的连接的连续性并由此确保被相应部分的桁条和蒙皮吸收的力的连续性，包含了包括一些前张力配件和后张力配件的已知组装结构。这些张力配件利用框架将机身前部分的桁条和蒙皮与机身后部分的桁条和蒙皮相连。这些张力配件中的每一个都通过机械装置例如铆钉在一侧被固定桁条并且在另一侧被固定至框架。通常利用中心幅板以及利用框架上法兰的前部将张力配件固定至框架。通常仅利用框架的中心幅板将后张力配件固定至框架。

已知在加压区域侧设置结构元件，其主要由连接在框架和连接至前部分桁条的另一加强框架之间的支柱构成，还具有确保前部分和后部分之间的连接连续性的功能以及加强对压力负荷的吸收并由此将负荷从框架移出。

常规压力隔墙组装结构中的元件，换句话说也就是框架、对接搭板、张力配件以及加强框架和支柱通常是由金属制成。具体地，鉴于框架必须如上所述地由其成分来吸收作用力，再考虑到以低成本提供了最佳强度和最小重量，所以框架当然地必须使用机械加工技术由金属制成。因此，考虑利用常规的RTM技术以复合材料制造，利用该技术制造已知组装结构中的框架的直接解决方案，这可以被认为是用于这种情况的理想方案，仍然产生严重的缺陷。首先，考虑到为了给框架提供合适的强度而必须要敷设的定向纤维层的数量，因此这种方案会得到不成比例的结构件设计。其次，制造出的框架很容易出现脱层问题，特别是在中心幅板和上法兰的相交区域，在此处方向垂直于层压的作用力将会集中于此。第三，由于框架截面的形状相对复杂，因此这种方案将需要相对复杂的工具。

发明内容

为了提供对现有技术中缺点的解决方案，本发明提供了一种能够轻易地完全用复合材料制造的压力隔墙组装结构。

本发明的压力隔墙组装结构与常规结构一样也被设计为连接机身的分别对应飞机中的加压区域和未加压区域的前部分或后部分。因此，隔墙组装结构除了吸收压力负荷以外，还必须能够提供合适的强度用于机身前部分和后部分之间的连接以及横向加强机身。

为此，要求保护的压力隔墙组装结构与已知的组装结构不同，包括简单框架和角圈，这两种元件如下所述均为圆柱状对称(遵循机身的轮廓)并且因此由其对称的截面界定。

角圈具有接纳来自隔墙的压力负荷的功能。其特征在于它为L形，具有两个直线部分：前部和后部。因此，压力隔墙被连接至角圈的后部，后部相对于蒙皮以一定的倾斜度向上和向后伸出，倾斜度由与压力隔墙相切的直线确定。

除了上述内容以外，简单框架以与由角圈提供的吸收来自隔墙的压力负荷的功能无关联的方式具有加强机身横向截面的功能。为此，框架具有上法兰、中心幅板和下法兰。

简单框架被连接至角圈，并且用角圈前部和蒙皮之间的名为对接搭板的加强板将组合的框架和环固定至蒙皮。蒙皮的前部分以及后部分被固定至角圈前部以使所述环的前部具有接纳机身各部分连接作用力的功能。