CN218258680U - 一种eVTOL飞机机翼连接结构 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了一种eVTOL飞机机翼连接结构，包括机翼、整流罩和中央翼，所述中央翼和机翼在沿着弦向连接整流罩的两侧，所述中央翼连接机翼；所述机翼包括机翼梁总成，所述机翼梁总成上连接有机翼蒙皮，所述中央翼包括中央翼骨架，所述中央翼骨架上连接有中央翼蒙皮，所述机翼梁总成和中央翼骨架在整流罩的中部通过连接组件连接，所述机翼蒙皮和中央翼蒙皮连接整流罩。本结构安全性高：机翼与中央翼单个连接点采用三耳对双耳的连接，且机翼梁总成由多个零件组合而成，当某个零件失效时，依然能够承受较大的载荷，安全性较高。

Description

一种eVTOL飞机机翼连接结构

技术领域

本实用新型涉及航空技术领域，具体涉及一种eVTOL飞机机翼连接结构。

背景技术

eVTOL(Electric Vertical Takeoff and Landing)电动垂直起降飞行器开发吸引了包括航空航天企业、汽车行业、运输行业、政府、军方以及学术界的广泛关注。eVTOL未来潜在应用涉及城市客运、区域客运、货运、个人飞行器、紧急医疗服务等多种场景模式。美国垂直飞行协会认为，eVTOL技术是自75年前直升机诞生以来航空业最重要的技术变革之一，可能比涡轮发动机的出现更具有革命性。根据该协会在线发布的“世界电动垂直起降(eVTOL)飞行器目录”显示，目前全球从事eVTOL开发的项目已经多达到了260余项。使用电动力推进***代替内燃机动力，从而获得了很多优点和独特品质。最突出的优点是节能环保，效率高能耗低，同时实现接近零排放，噪声和振动水平很低，乘坐舒适性好，是名符其实的环境友好飞机。此外，还具有安全可靠(不会发生***和燃料泄漏)、结构简单、操作使用简便、维修性好/费用低、经济性好等特点。在设计上也有很多优势:总体布局灵活，可采用最佳布局和非常规/创新布局；可设计出具有超常性能的飞机，满足特殊用途需求等。

eVTOL可分为多旋翼、复合翼、倾转翼三个种类，对于复合翼和倾转翼的eVTOL飞机，机翼为整个eVTOL飞机受力最大的部件，也为重要的安全件之一。考虑制造尺寸、维修要求、运输要求等条件，eVTOL飞机单个部件不宜做的太大，因此需要分块，进行连接。机翼需要连接到机身上，当前主要的连接形式为耳片式，对插式，下吊式等连接结构。而对插式连接结构中的中央翼梁和外翼梁多为单个零件，单个梁的两个连接点平衡翼梁上的弯矩。其损伤容限较差，当单个梁、单个连接点失效时，就可能导致整个连接结构无法平衡机翼的弯矩造成损坏，进而影响整机的飞行安全，例如专利CN201720704404.8。

实用新型内容

本实用新型的目的在于提供一种eVTOL飞机机翼连接结构，以解决背景技术中提到的问题。为实现上述目的，本实用新型提供如下技术方案：一种eVTOL飞机机翼连接结构，包括机翼、整流罩和中央翼，所述中央翼和机翼在沿着弦向连接整流罩的两侧，所述中央翼连接机翼；

所述机翼包括机翼梁总成，所述机翼梁总成上连接有机翼蒙皮，所述中央翼包括中央翼骨架，所述中央翼骨架上连接有中央翼蒙皮，所述机翼梁总成和中央翼骨架在整流罩的中部通过连接组件连接，所述机翼蒙皮和中央翼蒙皮连接整流罩。

优选地，所述机翼梁总成包括机翼梁，所述机翼梁设有两组，之间通过连接梁连接。

优选地，所述机翼梁包括梁本体、加强短梁、第一接头和第二接头，所述梁本体侧边通过紧固件安装有加强短梁，所述梁本体和加强短梁端部分别通过紧固件连接第二接头和第一接头，所述第二接头和第一接头形成双耳结构。

优选地，所述中央翼骨架的端部两侧均设有连接处，所述连接处为三耳结构，且通过连接组件连接第二接头和第一接头形成的双耳结构，所述第一接头和第二接头在与中央翼骨架的连接处连接的耳片位置留有牺牲余量。

优选地，所述整流罩在弦向的前部和后部较大，在中部较小，所述整流罩与机翼和中央翼的连接采用螺钉+托板螺母连接形式，所述托板螺母安装在机翼蒙皮和中央翼蒙皮内部，螺钉把整流罩安装到中央翼蒙皮和机翼蒙皮上。

优选地，所述连接组件包括螺栓和螺母，所述螺栓和螺母下面均垫有垫片，所述螺母采用双螺母结构，两个螺母的螺牙为正反方向的螺牙。

优选地，所述整流罩为碳纤维复合材料泡沫夹芯结构，所述梁本体和加强短梁为碳纤维复合材料结构。

本实用新型的技术效果和优点：本结构安全性高：机翼与中央翼单个连接点采用三耳对双耳的连接，且机翼梁总成由多个零件组合而成，当某个零件失效时，依然能够承受较大的载荷，安全性较高；

维护方便：整流罩为可拆结构，而且其占的面积较大，拆卸整流罩之后，可以很很方便的为安装和拆卸连接组件提供通道，维护性好；

防松效果好：连接组件螺栓的外端采用双螺母的连接，且两个螺母的螺纹顺序为相反方向，当安装后，可以有效防止飞行过程中的震动，产生螺母松脱的问题，防松效果好；

易装配：机翼梁总成的梁本体、加强短梁、第一接头、第二接头在组合后与中央翼骨架的三耳进行连接，通过在第一接头和第二接头上设计牺牲余量，当由于公差累积原因无法装配时，可以对第一接头和第二接头的牺牲余量进行加工去除，达到较好装配的目的。

附图说明

图1为本实用新型在eVTOL飞机上的轴测图；

图2为本实用新型的轴测图；

图3为本实用新型的***图；

图4为本实用新型的机翼梁总成和中央翼骨架连接轴测图；

图5为本实用新型的机翼梁的轴测图；

图6为本实用新型的机翼与中央翼在连接组件处的剖视图。

图中：1.机翼连接结构；11.机翼；111.机翼梁总成；1111.梁本体；1112.加强短梁；1113.第一接头；1114.第二接头；1115.紧固件；112.连接组件；1121.螺栓；1122.螺母；1123.垫片；113.连接梁；114.机翼蒙皮；12.整流罩；13.中央翼；131.中央翼骨架；132.中央翼蒙皮；2.eVTOL飞机。

具体实施方式

为了使本实用新型的实现技术手段、创作特征、达成目的与功效易于明白了解，下面结合具体图示，进一步阐述本实用新型，在本实用新型的描述中，需要说明的是，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“连”、“连接”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接或是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以两个元件内部的连通。

实施例

如图1所示，机翼连接结构1在eVTOL飞机机翼与机身结合的部位，机身上部为中央翼13，中央翼13左右两侧均与机翼11连接，本实例仅展示了左侧，右侧与左侧连接结构对称。此处为整个eVTOL飞机2受力的结合点，载荷较大，为整机重要的安全区域，一旦失效，可能会造成机毁人亡的安全事故，需要确保连接的可靠性和安全性。

如图2和图3所示，机翼连接结构1包括机翼11、整流罩12和中央翼13，中央翼13和机翼11在沿着弦向连接整流罩12的两侧，中央翼13和机翼11在整流罩13的中部连接，整流罩12在弦向的前部和后部较大，在中部较小，为中央翼13和机翼11之间拆卸连接组件112提供空间，在中部区域仅需要留出放工具的空间，在前部和后部提供工具转动的操作空间，因此前部和后部需要较大的空间。机翼11和中央翼13均为eVTOL飞机重要的***件，承受eVTOL较大的载荷。整流罩12为碳纤维复合材料泡沫夹芯结构，具有较高的刚度，维持eVTOL飞机的外形，整流罩12与机翼11和中央翼13的连接采用的为螺钉+托板螺母连接形式，托板螺母安装在中央翼蒙皮132和机翼蒙皮114内部，螺钉把整流罩12安装到中央翼蒙皮132和机翼蒙皮114上，拆卸时，仅在外部把螺钉拆下，就可以完成整流罩12的拆卸。

如图4所示，机翼11和中央翼13的连接主要靠内部骨架连接，外部的中央翼蒙皮132和机翼蒙皮114在整流罩12的位置为断开的，这样拆卸时，仅需要把四处连接组件拆卸下来，就可以完成机翼11和中央翼13的分离，减少拆卸的时间。机翼11包括机翼梁总成111，机翼蒙皮114安装于机翼梁总成111上，中央翼13包括中央翼骨架131，中央翼蒙皮132安装于中央翼骨架131上，中央翼13与机翼11的连接主要由机翼梁总成111、连接组件112、中央翼骨架131组成，通过连接组件112把机翼梁总成111和中央翼骨架131连接到一起，机翼11的所有力均通过机翼梁总成111、连接组件112传递到中央翼骨架131上，完成传力的传递。

如图5所示，机翼梁总成111包括机翼梁，机翼梁设有两组，之间通过连接梁113连接，机翼梁包括梁本体1111、加强短梁1112、第一接头1113和第二接头1114，梁本体1111侧边通过紧固件1115安装有加强短梁1112，梁本体1111和加强短梁1112端部分别通过紧固件1115连接第二接头1114和第一接头1113。由于机翼11和中央翼13中间的蒙皮是断开的，蒙皮不传递力，所有力均通过机翼梁总成11传递，因此蒙皮上的力全部传递到连接区域，增加加强短梁1112来传递蒙皮传递过来的力。梁本体1111和加强短梁1112一起支撑机翼11的主要受力，为碳纤维复合材料结构，由于碳纤维复合材料特性，制作耳片结构难度较大，采用第一接头1113和第二接头1114进行过渡连接，第一接头1113和第二接头1114可为铝合金、不锈钢、高强钢、钛合金等材质，根据空间、受力大小、重量和成本等权衡设计，本实例选用的为不锈钢材质。第一接头1113和第二接头1114在设计时，在与中央翼骨架131连接的耳片位置留出牺牲余量(额外的厚度)，当后续装配时，由于公差原因导致配合问题，可以通过修配牺牲余量达到容易装配的目的。

如图6所示，中央翼骨架131端部两侧均设有连接处，连接处为三耳结构，为整体机加的金属结构，本实例为铝合金结构，机翼11侧为第一接头1113和第二接头1114形成的双耳结构，通过连接组件112连接到一起，连接组件112包括螺栓1121，由于此处螺栓1121的直径较大，为了确保连接可靠性，需要较大的拧紧力矩，为了防止螺栓1121拧紧时划伤零件表面，在螺栓1121和螺母1122下面均垫有垫片1123，对零件进行隔离，防止划伤零件表面。螺母1122采用双螺母结构，两个螺母1122的螺牙为正反方向的螺牙，拧紧以后防止此处松动，具有较好的防松效果。在设计时，三耳与双耳配合连接处，除了通过在第一接头1113和第二接头1114设计牺牲余量外，耳片之间留出微小的间隙，方便安装，优选的间隙为0.2mm。

最后应说明的是：以上所述仅为本实用新型的优选实施例而已，并不用于限制本实用新型，尽管参照前述实施例对本实用新型进行了详细的说明，对于本领域的技术人员来说，其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分技术特征进行等同替换，凡在本实用新型的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本实用新型的保护范围之内。

Claims (7)

1.一种eVTOL飞机机翼连接结构，包括机翼、整流罩和中央翼，其特征在于：所述中央翼和机翼在沿着弦向连接整流罩的两侧，所述中央翼连接机翼；

所述机翼包括机翼梁总成，所述机翼梁总成上连接有机翼蒙皮，所述中央翼包括中央翼骨架，所述中央翼骨架上连接有中央翼蒙皮，所述机翼梁总成和中央翼骨架在整流罩的中部通过连接组件连接，所述机翼蒙皮和中央翼蒙皮连接整流罩。

2.根据权利要求1所述的一种eVTOL飞机机翼连接结构，其特征在于：所述机翼梁总成包括机翼梁，所述机翼梁设有两组，之间通过连接梁连接。

3.根据权利要求2所述的一种eVTOL飞机机翼连接结构，其特征在于：所述机翼梁包括梁本体、加强短梁、第一接头和第二接头，所述梁本体侧边通过紧固件安装有加强短梁，所述梁本体和加强短梁端部分别通过紧固件连接第二接头和第一接头，所述第二接头和第一接头形成双耳结构。

4.根据权利要求3所述的一种eVTOL飞机机翼连接结构，其特征在于：所述中央翼骨架的端部两侧均设有连接处，所述连接处为三耳结构，且通过连接组件连接第二接头和第一接头形成的双耳结构，所述第一接头和第二接头在与中央翼骨架的连接处连接的耳片位置留有牺牲余量。

5.根据权利要求1所述的一种eVTOL飞机机翼连接结构，其特征在于：所述整流罩在弦向的前部和后部较大，在中部较小，所述整流罩与机翼和中央翼的连接采用螺钉+托板螺母连接形式，所述托板螺母安装在机翼蒙皮和中央翼蒙皮内部，螺钉把整流罩安装到中央翼蒙皮和机翼蒙皮上。

6.根据权利要求1所述的一种eVTOL飞机机翼连接结构，其特征在于：所述连接组件包括螺栓和螺母，所述螺栓和螺母下面均垫有垫片，所述螺母采用双螺母结构，两个螺母的螺牙为正反方向的螺牙。

7.根据权利要求3所述的一种eVTOL飞机机翼连接结构，其特征在于：所述整流罩为碳纤维复合材料泡沫夹芯结构，所述梁本体和加强短梁为碳纤维复合材料结构。

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