CN102126549A - 圆形截面飞行载体壳体顺航向非对称分离仿生结构 - Google Patents

Abstract

一种非传统、非常规的壳体仿生结构，可有效地实施结构力学与材料力学的最优化组合、提高飞行载体的速度与机动(抗过载)能力；实现内腔成附件的可视性装配与检修。

Description

圆形截面飞行载体壳体顺航向非对称分离仿生结构

1基本概念

1.1传统圆形截面飞行载体的壳体结构分离面(也是结构对接装配面——本说明书中此概念贯彻始终)垂直于航向，形成圆形横截面，且依功能确定舱段、分离面即功能区边界，如尾舱、设备舱、控制舱、头罩、发动机舱等：

如图1所示：1-1为功能舱段示意，1-2为分离面示意。在各舱段中，电、气等装置的成附件通过自身附带的辅助结构与飞行载体的壳体进行协调装配，其辅助结构自成***。

如图2所示：2-1为示意成附件，2-2为示意成附件辅助结构。

1.2顺航向非对称结构分离面的基本形态如下：

1.2.1其结构分离面为平行且偏离顺航向水平对称基准，如图3所示：3-1为水平对称基准，3-2为垂直对称基准，3-3为沿航向全载体结构分离面示意，3-4为沿航向局部载体结构分离面示意，3-5为多种偏离量示意，3-5-1为圆周三等分，3-5-2为圆周四等分。

1.2.2其分离后的内腔结构以仿生(核桃)状态构成成附件装配构架，如图4所示：4-1是部分成附件辅助结构，4-2是非对称分离面，4-3是图5的剖面位置。

2本结构优点

2.1功能实现：

2.1.1可将成附件的承载与装配的辅助结构加以利用转化为壳体结构，使壳体结构为优化的复合***状态，实现壳体结构受力状态分布均匀一致，有利于减重，提升承载(如过载)能力。附图4做了直观形象的表达

2.1.2减少或弱化传统舱段各功能结合部的对接界限，有利于内部结构紧凑，使载体体积减小。

2.1.3可以利用紧凑的内腔空间，使结构形态有利于受力载荷的分配与传递，避免应力集中，弱化对材料强度与产品加工精度苛求。如图5所示：5-1是舵翼转动轴示意，5-2是舵翼转动轴基座示意，5-3是舵机传动轴示意，5-4是转动轴挤压应力分布示意，(由于舵翼转动轴基座5-2比常规结构延长可达 3倍，其抗舵翼转动轴的弯曲挤压应力可锐减至1/3)。

2.1.4顺航向分离面以“非对称”实施可弥合在载体弯曲载荷作用下，载体结构对“全对称”抗拉伸与抗挤压能力的不利影响(事实上传统的垂直于航向的分离，在其对接截面处，抗拉伸与挤压能力更差，仅在非对接截面处的其他封闭环式圆截面其抗剪切能力上优于本设计)。

2.2良好的工艺性；

2.2.1采用熔模精铸成型可使为满足受力状态及气动要求而构成的复杂内外结构易于实现。

2.2.2工艺通路开放，可实现内部成附件的可视性装配与检修。

2.2.3顺航向分离面以“非对称”状态实施，有利于结构刚、柔并济(小半部刚性更强，大半部柔性更柔)，有利于装配后高效实现载体外形尺寸精度。

3.结论是：

3.1有利于飞行载体速度与机动能力(抗过载的功能)提升；

3.2有利于外挂呈水平状态的防水渗漏，如图6所示：6-1是雨水示意，6-1是载体任意截面结构示意，6-3是分离面对应雨水流动方向，是非“承接”状态示意。

3.3有利于工艺实现。

Claims (3)

1.一种非传统、非常规的壳体结构，类似于核桃、花生等，沿形体最长方向剖开，其内腔更似核桃：由纵横交错的内部结构与外部壳体连接，构成薄壁坚壳、且非对称。

2.根据权利要求1所述其内部结构依据成附件所占用空间、装配状态以及总体结构的受力状态在外壳上生成，构成一体化结果。通过提高结构受力能力，弱化对产品所用材料的力学性能的苛求(受力状态实现均匀与一致分配)。

3.内外结构的一体化由熔模精铸实现。

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