[go: up one dir, main page]

RU2268196C1 - Wing-and-fuselage joint - Google Patents

Wing-and-fuselage joint Download PDF

Info

Publication number
RU2268196C1
RU2268196C1 RU2004127299/11A RU2004127299A RU2268196C1 RU 2268196 C1 RU2268196 C1 RU 2268196C1 RU 2004127299/11 A RU2004127299/11 A RU 2004127299/11A RU 2004127299 A RU2004127299 A RU 2004127299A RU 2268196 C1 RU2268196 C1 RU 2268196C1
Authority
RU
Russia
Prior art keywords
fuselage
wing
frames
panels
connection
Prior art date
Application number
RU2004127299/11A
Other languages
Russian (ru)
Inventor
Дмитрий Михайлович Козлов (RU)
Дмитрий Михайлович Козлов
Владимир Николаевич Майнсков (RU)
Владимир Николаевич Майнсков
Original Assignee
Государственное образовательное учреждение высшего профессионального образования Самарский государственный аэрокосмический университет имени академика С.П. Королева
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Государственное образовательное учреждение высшего профессионального образования Самарский государственный аэрокосмический университет имени академика С.П. Королева filed Critical Государственное образовательное учреждение высшего профессионального образования Самарский государственный аэрокосмический университет имени академика С.П. Королева
Priority to RU2004127299/11A priority Critical patent/RU2268196C1/en
Application granted granted Critical
Publication of RU2268196C1 publication Critical patent/RU2268196C1/en

Links

Images

Landscapes

  • Moulding By Coating Moulds (AREA)

Abstract

FIELD: aeronautical engineering; connection of mid-mounted torsion-box-type or monoblock wing with fuselage.
SUBSTANCE: wing torsion-box is secured to main frames of fuselage; spar booms and load-bearing panels of torsion boxes of each half-wing intersecting side panel of fuselage skin are extended inside fuselage. Fuselage frames are connected with wing spars load-bearing frames and with spar booms by means of continuous or multiple-spot weld seams; all intermediate frames are ordinary.
EFFECT: reduced mass of structure; enhanced rigidity of joint.
3 dwg

Description

Изобретение относится к области авиационной техники, в частности к конструкции соединения среднерасположенного по высоте кессонного или моноблочного крыла с фюзеляжем.The invention relates to the field of aeronautical engineering, in particular, to the construction of the connection of the mid-height coffer or monoblock wing with the fuselage.

Соединение крыла и фюзеляжа является одной из самых нагруженных зон конструкции планера, в которой происходит передача больших по величине усилий с крыла на силовые элементы фюзеляжа.The connection of the wing and the fuselage is one of the most loaded areas of the airframe structure, in which large-scale forces are transferred from the wing to the power elements of the fuselage.

Известна конструкция соединения крыла и фюзеляжа, в которой кессон крыла ограничен бортом фюзеляжа, силовые шпангоуты фюзеляжа соединены с лонжеронами крыла, а панели обшивки фюзеляжа - с панелями кессона крыла (Michael C.Y. Niu. Airframe Structural Design. Hong Kong: Conmilit Press LTD, 1988, fig.11.5.1 (c); Итоги науки и техники. Авиастроение. Т.2, ч. П.М.: ВИНИТИ. 1976 г., рис.132).A known wing-fuselage connection design in which the wing box is bounded by the side of the fuselage, the power frames of the fuselage are connected to the wing spars, and the fuselage skin panels are connected to the wing box panels (Michael CY Niu. Airframe Structural Design. Hong Kong: Conmilit Press LTD, 1988, fig.11.5.1 (c); Results of science and technology. Aircraft industry. Vol. 2, p. P.M .: VINITI. 1976, fig. 132).

Недостатками известной конструкции являются:The disadvantages of the known design are:

- наличие поперечного стыка крыла с фюзеляжем в сильно нагруженной зоне около борта фюзеляжа, что приводит к снижению ресурса и увеличению массы конструкции;- the presence of a transverse junction of the wing with the fuselage in a heavily loaded area near the side of the fuselage, which leads to a decrease in resource and an increase in the mass of the structure;

- передача нагрузок с крыла на фюзеляж эффективна лишь для самолетов интегральной схемы. При достаточно большом по сравнению со строительной высотой крыла вертикальном размере сечения фюзеляжа боковые панели фюзеляжа и панели крыла расположены под углом, близким к прямому. Их взаимодействие при передаче нормальных сил, действующих в панелях крыла, неэффективно;- the transfer of loads from the wing to the fuselage is effective only for integrated circuit aircraft. If the vertical fuselage cross section is large enough compared to the wing height, the side panels of the fuselage and the wing panels are at an angle close to the straight line. Their interaction in the transfer of normal forces acting in the wing panels is inefficient;

- в сильно нагруженных панелях фюзеляжа сложно выполнить вырезы для размещения основных опор шасси либо вспомогательной силовой установки, либо элементов других систем.- in heavily loaded fuselage panels, it is difficult to make cutouts to accommodate the main landing gear of the chassis or auxiliary power unit, or elements of other systems.

Известна конструкция соединения крыла и фюзеляжа, в которой кессон каждого полукрыла, пересекая боковые панели обшивки фюзеляжа, продолжен внутрь фюзеляжа на расстояние, ограниченное размером функционального отсека фюзеляжа, все шпангоуты фюзеляжа, расположенные на участке кессона крыла, выполнены силовыми, строительные высоты их боковин также ограничены размером функционального отсека фюзеляжа, а верхние и нижние панели обшивки кессона каждого полукрыла соединены внутри фюзеляжа со стенками боковин силовых шпангоутов непрерывными или многоточечными швами (Патент 2154003 (РФ). Соединение крыла и фюзеляжа /Самарский госуд. аэрокосмический ун-т им. С.П.Королева; Козлов Д.М., Майнсков В.Н.).There is a known wing-fuselage connection design in which the caisson of each half-wing, crossing the side panels of the fuselage skin, is extended inside the fuselage by a distance limited by the size of the functional compartment of the fuselage, all fuselage frames located on the wing caisson section are made power, the construction heights of their sidewalls are also limited the size of the functional compartment of the fuselage, and the upper and lower panels of the casing of the caisson of each half wing are connected inside the fuselage with the walls of the sidewalls of the power frames or multipoint seams (Patent 2154003 (RF). Connection of the wing and fuselage / Samara State Aerospace University named after SP Korolev; Kozlov DM, Maynskov VN).

Недостатками известной конструкции являются:The disadvantages of the known design are:

- сравнительно длинный путь передачи усилий с панелей крыла на уравновешивание в верхнем и нижнем сводах силовых шпангоутов фюзеляжа;- a relatively long way of transferring forces from the wing panels to balance in the upper and lower arches of the power frames of the fuselage;

- большое число силовых шпангоутов и интенсивное нагружение их боковин по всей высоте;- a large number of power frames and intensive loading of their sidewalls over the entire height;

- в связи с этим наличие резервов для снижения массы конструкции стыка крыла и фюзеляжа;- in this regard, the availability of reserves to reduce the mass of the structure of the junction of the wing and fuselage;

- теоретически меньшая по сравнению с известными конструкциями жесткость крыла, сочлененного с фюзеляжем;- theoretically lower stiffness of the wing articulated with the fuselage in comparison with the known structures;

- вследствие большого числа силовых шпангоутов сложно выполнить вырезы для размещения основных опор шасси либо вспомогательной силовой установки, либо элементов других систем.- due to the large number of power frames, it is difficult to make cutouts to accommodate the main landing gear of the chassis or auxiliary power unit, or elements of other systems.

Известна конструкция, выбранная в качестве прототипа, в которой кессонная часть крыла не прерывается внутри фюзеляжа (Michael С.Y. Niu. Airframe Structural Design. Hong Kong: Conmilit Press LTD, 1988, p.406, fig.11.5.1 (d)). Соединение крыла с фюзеляжем осуществляется путем крепления каждого лонжерона крыла к соответствующему силовому шпангоуту фюзеляжа.A known design is chosen as a prototype in which the coffer portion of the wing does not interrupt inside the fuselage (Michael C.Y. Niu. Airframe Structural Design. Hong Kong: Conmilit Press LTD, 1988, p. 406, fig. 11.5.1 (d) ) The wing is connected to the fuselage by attaching each wing spar to the corresponding power frame of the fuselage.

Недостатками известной конструкции являются:The disadvantages of the known design are:

- резкое ухудшение компоновочных характеристик фюзеляжа, практически исключающее использование схемы среднеплан для пассажирских и транспортных самолетов (Авиация. Энциклопедия. М.: Большая российская энциклопедия. 1994 г., с.357);- a sharp deterioration in the layout characteristics of the fuselage, virtually eliminating the use of the mid-plane scheme for passenger and transport aircraft (Aviation. Encyclopedia. M: Big Russian Encyclopedia. 1994, p. 357);

- высокая интенсивность усилий в зоне соединения;- high intensity of effort in the connection zone;

- снижение ресурса конструкции в зоне соединения;- reducing the resource of the structure in the connection zone;

- наличие слабонагруженных стенок лонжеронов на участке между бортами фюзеляжа;- the presence of lightly loaded side member walls in the area between the sides of the fuselage;

- повышенная масса конструкции.- increased weight of the structure.

Поставлена задача разработать такое соединение кессонного или моноблочного крыла и фюзеляжа в схеме среднеплан, которое обеспечит повышение эффективности самолета за счет улучшения компоновочных характеристик, устранения слабонагруженных стенок лонжеронов и уменьшения усилий в панелях кессона на участке между бортами фюзеляжа путем увеличения расстояния между панелями, снижения за счет этого массы и повышения жесткости конструкции.The task is to develop such a combination of the caisson or monoblock wing and the fuselage in the mid-plane scheme, which will increase the efficiency of the aircraft by improving the layout characteristics, eliminating lightly loaded side member walls and reducing forces in the caisson panels in the area between the sides of the fuselage by increasing the distance between the panels, reducing due to this mass and increase the rigidity of the structure.

Поставленная задача решается за счет того, что в соединении крыла и фюзеляжа, осуществляемом креплением кессона крыла к силовым шпангоутам фюзеляжа, согласно изобретению пояса лонжеронов и силовые панели кессонов каждого полукрыла, пересекая с переломом по борту в вертикальной плоскости боковые панели обшивки фюзеляжа, продолжены внутри фюзеляжа и замкнуты по верхней и нижней границам функционального отсека фюзеляжа, не нарушая поперечное сечение отсека. Шпангоуты фюзеляжа, соединенные с лонжеронами крыла, выполнены силовыми; боковины силовых шпангоутов ограничены шириной функционального отсека фюзеляжа и соединены с верхней и нижней панелями обшивки кессона каждого полукрыла непрерывными или многоточечными швами. Все промежуточные шпангоуты, расположенные на участке кессона крыла, выполнены рядовыми.The problem is solved due to the fact that in the connection of the wing and the fuselage, carried out by attaching the wing box to the power frames of the fuselage, according to the invention, the side members belt and power panels of the caissons of each half wing, crossing the side panels of the fuselage skin intersecting with a fracture along the side in the vertical plane, are continued inside the fuselage and closed along the upper and lower boundaries of the functional compartment of the fuselage, without violating the cross section of the compartment. The fuselage frames connected to the wing spars are made power; the sides of the power frames are limited by the width of the functional compartment of the fuselage and are connected to the upper and lower panels of the casing of each half wing with continuous or multipoint seams. All intermediate frames located on the section of the wing box, made ordinary.

Соединение осуществляет передачу больших нормальных сил с правого и левого полукрыльев на самоуравновешивание меньшими по сравнению с прототипом усилиями: с поясов лонжеронов - через силовые шпангоуты фюзеляжа, а с панелей кессонов - по верхней и нижней границам функционального отсека фюзеляжа, обеспечивая меньшую массу и большую жесткость конструкции. Функциональный отсек фюзеляжа остается свободным от элементов конструкции крыла. Кроме того, участки обшивки и промежуточных шпангоутов фюзеляжа под и над наклонными панелями кессонов правого и левого полукрыльев оказываются сравнительно слабонагруженными усилиями от крыла и позволяют использовать эти зоны фюзеляжа для размещения основных опор шасси, вспомогательной силовой установки или элементов других систем.The connection transfers large normal forces from the right and left half wings to self-balancing with lesser efforts as compared to the prototype: from the side member belts - through the power frames of the fuselage, and from the caisson panels - along the upper and lower borders of the functional compartment of the fuselage, providing less weight and greater structural rigidity . The functional compartment of the fuselage remains free of wing structure elements. In addition, the sections of the fuselage skin and intermediate frames under and above the inclined panels of the caissons of the right and left half wings are relatively lightly loaded forces from the wing and allow the use of these fuselage zones to accommodate the main landing gear, auxiliary power unit or elements of other systems.

Таким образом, заявляемый способ соединения крыла и фюзеляжа соответствует критерию изобретения "новизна".Thus, the claimed method of connecting the wing and the fuselage meets the criteria of the invention of "novelty."

Сравнение заявляемого решения не только с прототипом, но и с другими защищенными патентами техническими решениями в данной области техники, не позволило выявить в них признаки, отличающие заявляемое решение от прототипа, что позволяет сделать вывод о соответствии критерию "изобретательский уровень".Comparison of the claimed solutions not only with the prototype, but also with other technical solutions protected by patents in the given technical field, did not allow revealing in them the features that distinguish the claimed solution from the prototype, which allows us to conclude that the criterion is “inventive step”.

Изобретение поясняется чертежами, гдеThe invention is illustrated by drawings, where

на фиг.1 представлено поперечное сечение центральной части планера самолета,figure 1 presents a cross section of the Central part of the glider of the aircraft,

на фиг.2 представлено сечение А-А,figure 2 presents a section aa,

на фиг.3 представлено сечение Б-Б.figure 3 presents a section bB.

Пояса лонжеронов и панели кессона 1 каждого полукрыла продолжены внутрь фюзеляжа с переломом по его борту в вертикальной плоскости. На участках боковин фюзеляжа, ограниченных шириной функционального отсека 2, пояса лонжеронов и панели выведены на верхнюю и нижнюю границы отсека. Шпангоуты 3 фюзеляжа, соединенные с лонжеронами крыла 4, выполнены силовыми. Промежуточные шпангоуты 5, расположенные на участке кессона 1, выполнены рядовыми. Кессон 1 каждого полукрыла имеет бортовую нервюру 6 и заканчивается на границе функционального отсека продольной стенкой 7 фюзеляжа. Соединение поясов лонжеронов со стенками шпангоутов 3 осуществлено непрерывными или многоточечными швами. На фиг.1-3 основные силовые элементы соединения показаны жирными линиями.The side member belts and the caisson panel 1 of each half-wing are continued inside the fuselage with a fracture along its side in a vertical plane. On the sections of the fuselage sides, limited by the width of the functional compartment 2, the side member belts and panels are brought to the upper and lower borders of the compartment. The frames 3 of the fuselage connected to the side members of the wing 4 are made power. Intermediate frames 5, located on the section of the caisson 1, are made ordinary. The caisson 1 of each half-wing has a side rib 6 and ends at the border of the functional compartment with the longitudinal wall 7 of the fuselage. The connection of the spar belts with the walls of the frames 3 is carried out by continuous or multipoint seams. 1-3, the main force elements of the connection are shown in bold lines.

Заявляемое для признания изобретением соединение крыла с фюзеляжем обеспечивает новый технический эффект, заключающийся:The inventive connection of the wing with the fuselage provides a new technical effect, namely:

- в лучшем использовании внутреннего объема фюзеляжа в схеме среднеплан за счет удаления центральной части кессона центроплана из объема, занимаемого функциональным отсеком фюзеляжа, и уменьшения числа силовых шпангоутов в зоне соединения;- in the best use of the internal volume of the fuselage in the midplane scheme by removing the center part of the center section box from the volume occupied by the functional compartment of the fuselage and reducing the number of power frames in the connection zone;

- в расширении возможностей для выбора рационального размещения крыла по высоте фюзеляжа;- in expanding the possibilities for choosing the rational placement of the wing along the fuselage height;

- в снижении массы конструкции за счет уменьшения усилий, действующих в поясах лонжеронов и панелях кессона на участке между бортами фюзеляжа, вследствие более полного использования его строительной высоты, а также исключения слабонагруженных стенок лонжеронов на участке, занятом функциональным отсеком;- to reduce the weight of the structure by reducing the forces acting in the side members belts and caisson panels in the section between the sides of the fuselage, due to the more complete use of its building height, as well as the exclusion of lightly loaded side member walls in the section occupied by the functional compartment;

- в повышении жесткости соединения за счет увеличения расстояния между верхними и нижними панелями кессона в зоне соединения.- to increase the rigidity of the connection by increasing the distance between the upper and lower panels of the caisson in the connection zone.

Наибольший эффект от использования заявляемого решения может быть достигнут для летательных аппаратов, у которых ширина поперечного сечения фюзеляжа больше его высоты, например, для летательных аппаратов с аэродинамически несущими фюзеляжами.The greatest effect of the use of the proposed solution can be achieved for aircraft in which the width of the cross section of the fuselage is greater than its height, for example, for aircraft with aerodynamically bearing fuselages.

Claims (1)

Соединение крыла и фюзеляжа, осуществляемое креплением кессона крыла к силовым шпангоутам фюзеляжа, отличающееся тем, что пояса лонжеронов и панели кессонов каждого полукрыла, пересекая с переломом по борту в вертикальной плоскости боковые панели обшивки фюзеляжа, продолжены внутри фюзеляжа и на участках его боковин, ограниченных шириной функционального отсека фюзеляжа, выведены на верхнюю и нижнюю границы функционального отсека и замкнуты по ним, причем шпангоуты фюзеляжа, соединенные с лонжеронами крыла, выполнены силовыми и соединены с поясами лонжеронов непрерывными или многоточечными швами, а промежуточные шпангоуты, расположенные на участке кессона крыла, выполнены рядовыми.The connection of the wing and the fuselage, carried out by attaching the wing box to the power frames of the fuselage, characterized in that the side member belts and the panel of the caissons of each half wing, intersecting the side panels of the fuselage skin with a fracture along the side in the vertical plane, are continued inside the fuselage and on the sections of its sidewalls limited by the width the functional compartment of the fuselage, brought to the upper and lower boundaries of the functional compartment and closed on them, and the fuselage frames connected to the side members of the wing are made power and connected us with belts or multipoint spars continuous seams, and the intermediate frames arranged on a portion of wing box, formed privates.
RU2004127299/11A 2004-09-13 2004-09-13 Wing-and-fuselage joint RU2268196C1 (en)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
RU2004127299/11A RU2268196C1 (en) 2004-09-13 2004-09-13 Wing-and-fuselage joint

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
RU2004127299/11A RU2268196C1 (en) 2004-09-13 2004-09-13 Wing-and-fuselage joint

Publications (1)

Publication Number Publication Date
RU2268196C1 true RU2268196C1 (en) 2006-01-20

Family

ID=35873437

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
RU2004127299/11A RU2268196C1 (en) 2004-09-13 2004-09-13 Wing-and-fuselage joint

Country Status (1)

Country Link
RU (1) RU2268196C1 (en)

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
RU2456204C2 (en) * 2007-04-26 2012-07-20 Эйрбас Оперейшнс Гмбх Aircraft wing-fuselage section

Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
RU2456204C2 (en) * 2007-04-26 2012-07-20 Эйрбас Оперейшнс Гмбх Aircraft wing-fuselage section
US8322656B2 (en) 2007-04-26 2012-12-04 Airbus Operations Gmbh Wing-fuselage section of an aircraft

Similar Documents

Publication Publication Date Title
RU2438922C2 (en) Aircraft fuselage floor structural set
RU2090450C1 (en) Helicopter fuselage
CN106335629B (en) Fuselage spar structure with continuous integral fastened upper and lower chord sections
US9533768B2 (en) Aircraft engine mounting system
US10899447B2 (en) Methods for improvements of the box wing aircraft concept and corresponding aircraft configuration
CN107891965B (en) Unmanned aerial vehicle nose landing gear cabin section based on catapult takeoff
EP2735503B1 (en) Modular structural assembly
CN105730671B (en) Aircraft rear structure
EP3330174B1 (en) Aircraft stabilizer leading edge integration with torsion box and fuselage
CN112533824B (en) Method for improving the concept of a closed-wing aircraft and corresponding aircraft construction
RU2268196C1 (en) Wing-and-fuselage joint
Mukhopadhyay Structural concepts study of non-circular fuselage configurations
CN102556333B (en) Energy-absorbing scheme of corrugated beam structure at bottom of civil airplane body
Kaur et al. Spars and stringers-function and designing
CN103192979B (en) Aircraft tail beam transition section structure
CN103534168B8 (en) Body of a multi-mode high maneuverability aircraft
CN114906313B (en) Connection structure of aircraft fin and fuselage
CN216003090U (en) Engine back support structure and airplane
CN111361723B (en) Fairing assembly connected below civil aircraft fuselage
RU2443599C1 (en) Fuselage central part and beam
RU2481243C1 (en) Aircraft wing and outer wing joint assembly
KR102130467B1 (en) Braced wing aircraft
RU2391251C2 (en) Aircraft airframe
CN111348170A (en) Civil aircraft keel beam structure capable of improving structural comprehensive performance
CN113581476A (en) Engine back support structure and airplane

Legal Events

Date Code Title Description
MM4A The patent is invalid due to non-payment of fees

Effective date: 20070914