[发明专利]一种通用飞机座舱梁及其设计方法

说明书

本发明提供一种通用飞机座舱梁的设计方法，包括如下步骤：确定机身中摇臂以及钢索的位置，以此定位座舱梁轴线；计算机身扭矩和弯矩，以此确定座舱梁样式并计算该座舱梁尺寸，同时根据重量最小原则，确定座舱梁的所有尺寸参数，座舱梁为铝合金薄壁直圆管，外径为10cm～20cm，壁厚为2mm；将座舱梁一端与前机身主传载结构件连接，将座舱梁另一端与中后机身主传载结构件连接；将连接件套装于座舱梁上，同时将该连接件与机身承载框固连，以使座舱梁与机身结构形成固支结构；将与座舱梁相关系统的安装点固定在座舱梁上。本发明所提供的座舱梁及其设计方法，可替代座椅下方和两侧的承载结构，在保证机身纵向弯矩和扭矩传递的同时，更大限度降低飞机结构重量。

技术领域

本发明属于飞机结构设计领域，具体涉及一种通用飞机座舱梁及其设计方法。

背景技术

通用飞机、飞行汽车等有人飞行器外形尺寸小，乘员和座椅相对来说需要占用较大的空间，座椅下方结构空间非常紧张。对于并排双座的机型来说，该问题尤为突出，如图1所示。一些机型座舱区的蒙皮上还要布置玻璃舱盖等非传力构件，导致在座舱截面上无法形成“闭环”结构，前机身与后机身纵向扭矩(甚至弯矩)至此无法传递，结合图2说明具体为：ABC段：玻璃舱盖，不能承载；ADC段：机身下蒙皮，可布置承载结构，但可设计高度低；问题：承载构件在座舱截面无法形成“闭环”，机身纵向扭矩无法传递。为了解决该问题，部分机型增加座椅下方的蒙皮厚度(或将此处蒙皮设计成夹芯结构)，并在座椅两侧布置较强的梁结构，但重量效率较低，且占用较大的空间。

发明内容

本发明的目的在于提供一种通用飞机座舱梁及其设计方法，克服或减轻现有技术的至少一个上述缺陷。

本发明的目的通过如下技术方案实现：一种通用飞机座舱梁的设计方法，包括如下步骤：

步骤一，确定机身中摇臂以及钢索的位置，以此定位所述座舱梁轴线；

步骤二，计算机身扭矩和弯矩，以此确定座舱梁样式并计算该座舱梁尺寸，同时根据重量最小原则，确定座舱梁的所有尺寸参数；

步骤三，将座舱梁一端与前机身主传载结构件连接，将座舱梁另一端与中后机身主传载结构件连接；

步骤四，将连接件套装于座舱梁上，同时将该连接件与机身承载框固连，以使座舱梁与机身结构形成固支结构；

步骤五，将与座舱梁相关系统的安装点固定在座舱梁上。

优选地是，所述步骤一中的摇臂与钢索布置在飞机对称轴线处。

优选地是，所述步骤三中所述座舱梁一端与前机身主传载结构件中的前轮支座、防火墙以及前承载框相连；所述座舱梁另一端与中后机身主传载结构件中的外翼大梁、主起落架梁以及中后承载框相连。

优选地是，所述步骤四中所述连接件通过焊接或者抽钉的方式套装于所述座舱梁上，并通过焊接或者螺栓的方式与机身承载框相连。

优选地是，所述步骤四中，若传递机身扭矩和弯矩，座舱前后各布置两处所述固支结构；若仅传递机身扭矩，座舱前后各布置一处所述固支结构。

优选地是，所述步骤五中，将与所述座舱梁相关系统的脚踏板、摇臂、管线的安装点固定在座舱梁上。

一种通用飞机座舱梁，包括圆管以及套装在其上的连接件，该座舱梁沿飞机航向设置于机身内部，该座舱梁两端分别与机身前后的主传载结构件相连，座舱梁上的连接件则与机身承载框相连接。

优选地是，所述座舱梁为铝合金薄壁直圆管，外径为10cm～20cm，壁厚为2mm。

优选地是，所述连接件包括方形板形件以及与其一侧面对接的圆环形筒形件，沿圆环形筒形件轴线方向贯穿方形板形件设置一与圆环形筒形件内径相等的通孔，以套装在所述圆管上；所述方形板形件另一侧面用于贴合所述机身承载框设置，该方形板形件四边角倒圆角处理。