阅读说明：本技术 一种飞机货舱拦阻网结构及设计方法 (Aircraft cargo hold arresting net structure and design method ) 是由 闫亚斌 陈栋梁 于静 于 2020-05-15 设计创作，主要内容包括：一种飞机货舱拦阻网结构及设计方法,该拦阻网设置在飞机货舱的前部位置,与飞机货舱壁连接,所述的拦阻网含有柔性兜网,该柔性兜网的两侧通过多个刚性承力带分别铰接在飞机货舱的加强框上。刚性承力带将大部分的拦阻载荷转化为飞机承受载荷能力较强的航向载荷传递给机身舱壁,使飞机所受的框平面内的对拉载荷大幅度降低。同时由于本申请的拦阻网的柔性兜网是一个网带长度一致的方形网,拦阻网在承载时变形量相当,其传给机身连接结构的载荷量值也基本相当,便于机身连接结构的加强设计。(The blocking net is arranged at the front part of the aircraft cargo hold and is connected with the wall of the aircraft cargo hold, the blocking net comprises a flexible net, and two sides of the flexible net are respectively hinged on a reinforcing frame of the aircraft cargo hold through a plurality of rigid bearing belts. The rigid bearing belt converts most of the blocking load into course load with stronger load bearing capacity of the airplane and transmits the course load to the cabin wall of the airplane body, so that the opposite-pulling load in the plane of the frame borne by the airplane is greatly reduced. Simultaneously because the flexible pocket net of the blocking net of this application is a guipure length unanimous square net, the deflection is equal when the blocking net bears, and its load magnitude that passes to fuselage connection structure is also equal basically, is convenient for fuselage connection structure's enhancement design.)

一种飞机货舱拦阻网结构及设计方法

技术领域

本发明属于航空技术领域，涉及一种飞机货舱拦阻网的结构设计形式，主要用于飞机在应急着陆情况下保护周边乘员的安全。

背景技术

按照CCAR25部561条款要求，飞机在应急着陆状态下为了保护乘员的安全，必须对乘员周围的集中质量进行限动，这种限动属于大载荷下限制行为，对飞机结构强度提出了更为严酷的设计要求。目前用于飞机货物拦阻系统设计主要有两种形式，一种是拦阻墙设计，一种是拦阻网设计。拦阻墙设计由于结构增重较多，且连接处结构设计难度较大，通常不被采用。而拦阻网的设计应用，在现有货机设计中主要使用的是平网结构，该结构在承受货物载荷时在拦阻网平面会产生很大的面内对拉载荷。当平网承受货物载荷时，在平网产生微小变形后，平网产生的拉力大部分以横向载荷传递给给机身接头，也就是垂直于航向方向的载荷，这种受力结果对飞机结构来讲属于额外的附加载荷，不利于载荷的传递，增加了飞机结构的设计难度。而拦阻网的设计在国内货机研制领域应用较少，特别是大吨位拦阻设计领域可供借鉴和参考的资料非常有限，技术难度很大。

众所周知，飞机机身承受切向载荷的能力相对较弱，而拦阻网承受货物的向前9g过载时，拦阻网安装框平面内的面内载荷很大，需要最大限度的减小该载荷以降低机身结构设计的难度。

由于飞机机身结构以及空间的限制，拦阻网的设计只能依靠横向网带承载，而且各横向网带长短不一，差异较大。由于网带材料为非金属材料，属于大变形构件，在载荷作用下其变形量很大，导致横向网带之间承受的载荷差异很大，为机身结构的加强设计带来障碍。

发明内容

针对现有技术存在的问题和需求，本发明的目的在于提出一种飞机货舱拦阻网结构，用于在应急状态时对货物实施拦阻，防止货物对周边的乘员造成伤害，同时减少拦阻载荷对飞机结构的影响，满足了型号研制需求，填补了国内拦阻网研制应用的空白。

一种飞机货舱拦阻网结构，该拦阻网设置在飞机货舱的前部位置，与飞机货舱壁连接，其特征在于，所述的拦阻网含有柔性兜网，该柔性兜网的两侧通过多个刚性承力带分别铰接在飞机货舱的加强框上。

本申请还提出一种飞机货舱拦阻网设计方法，拦阻网位于飞机货舱前端的加强框上，其特征在于含有以下内容：1)拦阻网含有柔性兜网，该柔性兜网的两侧通过多个刚性承力带分别铰接在飞机货舱的加强框上；2)所述的柔性兜网含有多条横向承力网带和纵向维形网带组成，每个横向承力网带的两端分别连接一个刚性承力带，该刚性承力带的另一端分别铰接在飞机货舱的加强框上；3)所述的柔性兜网是一个方形网，柔性兜网两侧的刚性承力带的长度与飞机货舱加强框的弧度匹配；4)所述飞机货舱的加强框上设有多个平行的水平状连接耳片，该连接耳片通过轴与刚性承力带端头的双耳片接头铰接；5)所述轴的中心与飞机的航向垂直；6)所述的柔性兜网的上端通过柔性吊带吊挂在飞机货舱的加强框的顶部。

本申请的发明方案是在对国外拦阻网设计分析之后，结合国内飞机结构实际设计而来。首先从飞机承受载荷的角度分析，对于机身结构其承受轴向载荷的能力远远大于承受其余方向载荷的能力，因此必须尽可能的减小拦阻网平面内额外产生的对拉载荷；尽可能增大拦阻网对飞机施加的航向载荷。

由于机身截面形状的限制，拦阻网组成的各条横向主承力网带初始长度各不相同，而柔性兜网属于非金属材料，在受力状态下其变形较大，因此导致各条横向承力网带上的载荷大小各异，给机身结构加强设计造成巨大的困难。通过研究，本申请将拦阻网横向承力网带设计分为两部分，中间部分为柔性材料，两侧与加强框连接为刚性承力带，该刚性承力带为金属材料，降低其受载状态下的变形。在拦阻网受载状态下，此设计会使得各横向主承力网带上的载荷量级基本相当，也便于机身连接结构的设计。

本发明的优点在于：1)按照该发明方案设计的大吨位拦阻网，其拦阻载荷通过刚性承力带传递给加强框，由于刚性承力带与加强框是一种铰接关系，随着拦阻载荷的增大，刚性承力带会偏离加强框所在的平面，刚性承力带与飞机舱壁的夹角变小，刚性承力带将大部分的拦阻载荷转化为飞机承受载荷能力较强的航向载荷传递给机身舱壁，使飞机所受的框平面内的对拉载荷大幅度降低。2)同时由于本申请的拦阻网的柔性兜网是一个网带长度一致的方形网，拦阻网在承载时变形量相当，其传给机身连接结构的载荷量值也基本相当，便于机身连接结构的加强设计。

以下结合实施例附图对本申请做进一步详细说明。

附图说明

图1是飞机货舱拦阻网结构示意图。

图2是横向承力网带、刚性承力带与加强框的连接示意图。

图3是飞机货舱拦阻网拦阻状态示意图。

图中编号说明：1加强框、2柔性兜网、3刚性承力带、4横向承力网带、5纵向维形网带、6柔性吊带、7轴、8水平状连接耳片、9双耳片接头、10机身舱壁、11货舱、12货物。

具体实施方式

参见附图，本申请的飞机货舱拦阻网结构，该拦阻网设置在飞机货舱11的前部位置，与飞机货舱壁10连接，为了降低拦阻网安装框平面内的面内对拉载荷，拦阻网采用柔性兜网的设计形式。实施中拦阻网的柔性兜网2，含有多条横向承力网带4和纵向维形网带5组成，每个横向承力网带4的两端分别连接一个刚性承力带3，该刚性承力带的另一端通过轴7分别铰接在飞机货舱的加强框上。刚性承力带3分列在柔性兜网2的两侧，分别铰接在飞机货舱11的加强框1上。

需要强调的是刚性承力带3与加强框之间铰接轴7的中心与飞机的航向垂直，使拦阻网在拦阻状态时，在拦阻载荷作用下，刚性承力带绕轴7远离安装拦阻网的加强框所在框平面，使刚性承力带3的指向接近飞机的航向，以便于刚性承力带3将拦阻载荷转化为飞机承受载荷能力较强的航向载荷传递给机身舱壁。

实施中，所述的柔性兜网2最好是一个方形网，柔性兜网2两侧的刚性承力带3的长度与飞机货舱加强框1的弧度匹配。

为了使加强框受力均衡，所述飞机货舱的加强框上设有多个平行的水平状连接耳片，该连接耳片通过轴与刚性承力带端头的双耳片接头铰接。

为了使拦阻网的受力均衡，保持拦阻网的展开状态，在柔性兜网2的上端通过柔性吊带6吊挂在飞机货舱的加强框1的顶部。

实施中，横向承力网带4的两端可以分别通过钩子与吊环与刚性承力带连接，刚性承力带的另一端头的双耳片接头9与货舱加强框的水平状连接耳片8采用轴状销子或螺栓相连。

实施中，拦阻网网格大小应能约束住尺寸为250mm×300mm×300mm的盒形件货物，即在受载状态下盒形件货物不能从网格散落出去。因此在横向承力网带数量确定好之后，需要布置一定数量用于维形的横向、纵向网带。而且由于拦阻网设计形状为兜状拦阻网，在安装时为了保持拦阻网的初始形状，在拦阻网平面内最上面的一根横向承力网带上增加了两处悬挂吊点，通过两个柔性吊带6吊挂在飞机货舱的加强框1的顶部。为了保证在拦阻网受载状态下，用于维形的辅助网带，包括各横向维形网带、各纵向维形网带以及柔性吊带，不参与总体承载，以保护飞机其余结构不受损伤，因此各维形的辅助网带的刚度设计小于横向承力网带的1/10，特别是纵向维形网带和柔性吊带在拦阻网承受载荷的初期作为辅助网带就会与飞机结构自动断开脱离。