一种多级吸能的直升机抗坠毁底舱结构的制作方法

本发明涉及直升飞机底舱结构设计技术领域，具体涉及一种多级吸能的直升机抗坠毁底舱结构。

背景技术：

抗坠毁是指直升机发生坠毁事故时，依靠自身的变形吸收能量以达到保护乘员安全的目的。尽管我国航空工业水平不断提高，然而直升机的坠毁事故仍时有发生。在发生坠毁事故时，直升机底舱结构作为最主要的吸能部件，其抗坠毁性设计对保护驾驶员及乘员的安全有着重要作用。目前，由于直升机客舱地板下部空间较小，主要用来布置吸能结构，大多采用薄壁梁、波纹梁等薄壁吸能部件。由于薄壁零件连接处存在硬点，该底舱结构的吸能效果仍有待改善，且多级逐级吸能的设计并不显著。因此在直升机有限的底舱空间内提高其吸能能力、实现多级逐级吸能具有重要意义。

技术实现要素：

针对现在技术中存在的诸多问题，本发明提供一种多级吸能的直升机抗坠毁底舱结构，可提高其吸能效果，实现多级吸能。

本发明解决其技术问题所采取的技术方案是：

一种多级吸能的直升机抗坠毁底舱结构，包括一隔框，所述隔框分别铆接有一级蜂窝夹层蒙皮吸能模块与二级多向承载蜂窝吸能模块，其中一级蜂窝夹层蒙皮吸能模块内侧设有二级多向承载蜂窝吸能模块，所述二级多向承载蜂窝吸能模块上固定连接有三级翻转切削吸能模块，所述三级翻转切削吸能模块上端固定连接有五级蜂窝夹层地板吸能模块。

进一步的，所述三级翻转切削吸能模块包括一安装座，所述安装座内滑动配合有外导管，在安装座上插接有一定位销，所述定位销使得外导管固定在安装座上，在安装座下侧设有定位板，所述定位板上设有定位孔，在外导管内部设有一中心柱，所述中心柱端部设有安装盘，所述安装盘上设有安装孔，多个所述安装孔上安装有内导管，所述内导管与外导管之间设有翻转管。

进一步的，所述内导管与外导管通过螺栓连接，中心柱通过螺栓连接有切削刀具。

进一步的，所述翻转管底部设有下安装板，其中下安装板上设有多个定位销，所述定位销与定位孔相配合。

进一步的，所述一级蜂窝夹层蒙皮吸能模块内部填充有单向承载铝蜂窝。

进一步的，所述二级多向承载蜂窝吸能模块内部填充有多向承载铝蜂窝。

进一步的，在二级多向承载蜂窝吸能模块与五级蜂窝夹层地板吸能模块之间还设有四级薄壁梁吸能模块，所述四级薄壁梁吸能模块包括金属薄壁横梁与金属薄壁纵梁，两者交叉呈十字形状。

进一步的，所述五级蜂窝夹层地板吸能模块包括上铝合金薄板与下铝合金薄板，上铝合金薄板与下铝合金薄板之间填充有承载铝蜂窝板。

进一步的，所述四级薄壁梁吸能模块与二级多向承载蜂窝吸能模块、三级翻转切削吸能模块、五级蜂窝夹层地板吸能模块之间使用l型连接件进行连接。

本发明的有益效果是：本发明提供了多级逐级吸能的直升机抗坠毁底舱结构，当底舱受到垂向或成角度冲击时，各级吸能模块能按照既定溃变顺序进行变形吸能。保证了在控制底舱总质量和总刚度的前提下，通过在有限的空间内对冲击能量五级吸收，实现了能量吸收的最大化及稳定性，减少了冲击能量对直升机驾驶员及乘员的伤害。

附图说明

图1为本发明的结构示意图。

图2为本发明的剖视图。

图3为三级翻转切削吸能模块剖视图。

图4为金属薄壁纵梁边缘连接处剖视图。

图中，1隔框，21一级蜂窝夹层蒙皮吸能模块，211单向承载铝蜂窝，22二级多向承载蜂窝吸能模块，221多向承载铝蜂窝，23三级翻转切削吸能模块，231安装座，232外导管，233定位销，234定位板，235定位孔，236中心柱，237安装孔，238内导管，239翻转管，2310切削刀具，2311下安装板，2312定位销，24金属薄壁横梁，25金属薄壁纵梁，251l型连接件，26五级蜂窝夹层地板吸能模块，261承载铝蜂窝板，262上铝合金薄板，263下铝合金薄板。

具体实施方式

以下结合附图对本发明作进一步详细说明。如图1至图4所示，一种多级吸能的直升机抗坠毁底舱结构，包括一隔框1，所述隔框分别铆接有一级蜂窝夹层蒙皮吸能模块21与二级多向承载蜂窝吸能模块22，其中一级蜂窝夹层蒙皮吸能模块21内侧设有二级多向承载蜂窝吸能模块22，所述二级多向承载蜂窝吸能模块22上固定连接有三级翻转切削吸能模块23，所述三级翻转切削吸能模块23上端固定连接有五级蜂窝夹层地板吸能模块26。

进一步的，所述一级蜂窝夹层蒙皮吸能模块内部填充有单向承载铝蜂窝211。

进一步的，所述二级多向承载蜂窝吸能模块内部填充有多向承载铝蜂窝221。

进一步的，在二级多向承载蜂窝吸能模块与五级蜂窝夹层地板吸能模块之间还设有四级薄壁梁吸能模块。所述四级薄壁梁吸能模块包括金属薄壁横梁24与金属薄壁纵梁25，两者交叉呈十字形状。

进一步的，所述五级蜂窝夹层地板吸能模块包括上铝合金薄板262与下铝合金薄板263，上铝合金薄板262与下铝合金薄板263之间填充有承载铝蜂窝板261。

至少一个实施例中，所述四级薄壁梁吸能模块与二级多向承载蜂窝吸能模块、三级翻转切削吸能模块、五级蜂窝夹层地板吸能模块之间使用l型连接件251进行连接，五级蜂窝夹层地板吸能模块与隔框之间填充缓冲材料，连接方式为铆接。

在安装时，吸能模块按照二级、三级、四级、五级、一级的顺序依次进行安装。

至少一个实施例中，参见图3，所述三级翻转切削吸能模块包括一安装座231，所述安装座内滑动配合有外导管232，在安装座上插接有一定位销233，所述定位销可使得外导管固定在安装座上。在安装座下侧设有定位板234，所述定位板上设有定位孔235。在外导管内部设有一中心柱236，所述中心柱端部设有安装盘，所述安装盘上设有安装孔237，多个所述安装孔上安装有内导管238，所述内导管与外导管之间设有翻转管239。

进一步的，所述内导管与外导管通过螺栓连接，中心柱通过螺栓连接有切削刀具2310。

进一步的，所述翻转管239底部设有下安装板2311，其中下安装板上设有多个定位销2312，所述定位销与定位孔相配合。其中下安装板可固定连接在二级多向承载蜂窝吸能模块上。

在上述方案的基础上，所述翻转管选用韧性较好的材料，以免翻转运动过程中下部出现断裂。

工作方式，当直升机底舱受到垂向或成角度冲击时，一级蜂窝夹层蒙皮吸能模块中的蒙皮金属薄板出现变形，同时单向承载铝蜂窝被压缩来吸收冲击能量完成第一级吸能。

当第一级吸能模块不足以完全吸收冲击能量时，即单向承载铝蜂窝被彻底压缩到极限时，二级多向承载蜂窝吸能模块中的多向承载铝蜂窝被压缩，同时两侧的金属薄板发生变形来吸收冲击能量完成第二级吸能。

当第二级吸能模块不足以完全吸收冲击能量时，即多向承载蜂窝被压缩到极限时，冲击能量的小部分通过缓冲材料传递到地板，大部分通过二级吸能模块上层金属薄板传递到三级翻转切削吸能模块。由于外导管与安装座通过定位销固定，内导管与外导管通过螺栓连接，当冲击能量由二级吸能模块由下向上传递到翻转管时，翻转管会向上运动，并在外导管和内导管的作用下发生变形来吸收冲击能量。随着翻转管向上运动行程的增加，翻转管发生变形的部分不断增多，当到达安装在中心柱上的切削刀具的位置后，切削刀具切削翻转管的部分材料来再次吸收冲击能量。当翻转切削吸能模块完成两次吸收冲击能量之后，翻转管上的定位销会进入安装座上的定位孔中，完成最终定位，同时二级多向承载蜂窝吸能模块的上表面金属薄板对金属薄壁横梁和金属薄壁纵梁的下部提供支撑。此过程中，翻转管的翻转变形和被切削共同吸收冲击能量来完成第三级吸能。

当第三级吸能模块不足以完全吸收冲击能量时，冲击能量传递到四级薄壁梁吸能模块和安装座上，金属薄壁横梁、金属薄壁纵梁和安装座被压溃来吸收冲击能量完成第四级吸能。

当第四级吸能模块不足以完全吸收冲击能量时，冲击能量传递到五级蜂窝夹层地板吸能模块，其下表面金属薄板变形，且同时单向承载铝蜂窝被压缩来吸收冲击能量完成第五级吸能。

当直升机底舱受到冲击时，此多级吸能的抗坠毁底舱结构中的各级吸能模块能按照既定溃变顺序进行变形吸能，通过对冲击能量的五级吸收，实现了能量吸收的最大化及稳定性，减少了冲击能量对直升机驾驶员及乘员的伤害。

本说明书中未作详细描述的内容属于本领域专业技术人员公知的现有技术。

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