阅读说明：本技术 一种用于氢能飞机的储氢罐体安装支架结构 (Hydrogen storage tank mounting support structure for hydrogen energy aircraft ) 是由 张永杰 陈巨 于 2021-10-19 设计创作，主要内容包括：本发明属于飞行器技术领域,涉及一种用于氢能飞机的储氢罐体安装支架结构,至少两个支撑体,间隔设置；连接杆,至少有一个,位于相邻的两个支撑体之间,连接杆的两端分别与相邻的两个支撑体垂直固定；其中,支撑体包括：第一环片；第二环片,和第一环片通过连接件连接,第二环片和第一环片拼合后成整环；支撑结构,设置在第二环片上,用于实现对储氢罐体的支撑。本发明本体质量小,可满足飞机的轻量化要求,同时可承受飞机起飞、着陆和飞行时候遇到的冲击载荷,并且限制储氢罐体的各个方向的自由度,以保证储氢罐体不和飞机发生相对运动,从而导致飞机重心变化,安装支架和储氢罐体结构上设置的缓冲结构,使得其整体具有缓冲能力,可靠性高。(The invention belongs to the technical field of aircrafts, and relates to a hydrogen storage tank mounting bracket structure for a hydrogen energy aircraft, which comprises at least two support bodies arranged at intervals; at least one connecting rod is positioned between the two adjacent supporting bodies, and two ends of each connecting rod are respectively and vertically fixed with the two adjacent supporting bodies; wherein, the support body includes: a first ring segment; the second ring piece is connected with the first ring piece through a connecting piece, and the second ring piece and the first ring piece are spliced to form an integral ring; and the supporting structure is arranged on the second ring piece and used for supporting the hydrogen storage tank body. The invention has the advantages that the weight of the body is small, the requirement of the airplane on light weight can be met, impact load encountered during takeoff, landing and flying of the airplane can be borne, the freedom degree of the hydrogen storage tank body in each direction is limited, the hydrogen storage tank body is prevented from moving relative to the airplane, the gravity center of the airplane is changed, and the installation support and the buffering structure arranged on the hydrogen storage tank body structure ensure that the whole body has buffering capacity and high reliability.)

一种用于氢能飞机的储氢罐体安装支架结构

技术领域

本发明属于飞行器技术领域，具体涉及一种用于氢能飞机的储氢罐体安装支架结构。

背景技术

传统燃油航空发展到今天，技术方面已经十分成熟，无论是燃油发动机还是飞机的油箱系统，都已经趋于完善。然而在全球能源日益紧缺的今天，低碳经济在大力发展的大环境下，燃油消耗巨大的航空领域，不得不做出改变以适应全球的大趋势。

氢气是目前人类发现的最优质的能源，其以储量巨大、效率高、无污染、无排放的优势，越来越受到各国的重视，而且其获取方式简单，采用电解水就能产生氢气，可以为人类提供源源不断的能源。

目前为止，一些国家的航空公司好和研究所都推出了自己的氢能源飞机的验证机方案：

如中国商飞的灵雀试验机，其储氢装置的结构为将储氢罐设计与机身尺寸一致，使用机身的蒙皮包裹住储氢罐本体，而不采用支架结构，相当于机身本体就是一个储氢罐，而机翼和其他部分安置在储氢罐体之上。飞机降落时的载荷都飞机的起落由架传递给机身，相当于载荷直接作用在储氢罐体上。这种结构，飞机机身的大部分被储氢罐填充，在机身飞行过程中，机身受到的作用力会无缓冲直接通过蒙皮作用在储氢罐上，在面临大载荷时可能会导致储氢罐的变形泄露甚至爆炸等严重后果。

还有环球氢能公司计划改装的冲锋8-300飞机，使用高压储氢罐对飞机快速充能，其储氢罐采用的是多个小型储氢罐叠加布置在飞机后排座位上，使用简单的固定装置将其布置在一起。但是，其没有考虑放置在一起时的挤压碰撞问题，飞机在飞行过程中会受到许多载荷，导致飞机存在各个方向的加速度，这会使储氢罐相互作用，同样有储氢罐变形的危险；此外，由于冲锋8-300飞机的储氢装置全部布置在机身后排，和传统燃油飞机的燃料不同，储氢装置的重量大于燃油储存系统，这会导致飞机的重心偏后，使得飞机的稳定性下降，想要平衡飞机重心，可能会付出更多重量代价。

发明内容

有鉴于此，本发明提供了一种用于氢能飞机的储氢罐体安装支架结构，以便解决上述提到的技术问题。

本发明的技术方案是：

一种用于氢能飞机的储氢罐体安装支架结构，包括：

至少两个支撑体，间隔设置；

连接杆，至少有一个，位于相邻的两个支撑体之间，所述连接杆的两端分别与相邻的两个支撑体垂直固定；

其中，所述支撑体包括：

第一环片；

第二环片，和所述第一环片通过连接件连接，所述第二环片和所述第一环片拼合后成整环；

支撑结构，设置在所述第二环片上，用于实现对储氢罐体的支撑。

优选的，所述支撑结构包括两组对称设置的弹性减震支撑结构。

优选的，所述弹性减震支撑结构包括：

连接块，其与所述第二环片固定；

筒体，竖直设置，位于所述连接块远离所述第二环片的一侧且与所述连接块固定；

支座，包括座体和设置在所述座体上方的杆体，所述杆体竖直设置，其远离所述座体的一端插装在所述筒体内；

弹性件，套装在所述筒体上，卡装在所述座体和连接块之间。

优选的，所述第一环片和第二环片的截面呈L型。

优选的，所述第一环片的厚度比第二环片的厚度小。

优选的，还包括横向限位结构，所述横向限位结构设置在储氢罐体上。

优选的，所述横向限位结构包括至少两个对称设置的挡板，所述挡板的一端与储氢罐体固定，两个挡板之间的距离与相邻两个支撑体之间的距离匹配。

优选的，所述挡板上开设有至少一个减重孔。

优选的，所述连接杆有三个，且其在两个支撑体之间均布设置。

本发明提供的一种用于氢能飞机的储氢罐体安装支架结构，采用了结构简单的L型梁作为支撑体进行结构承重设计，使用第一环片和第二环片构成支撑体的结构来固定储氢罐体的径向自由度，将飞机起飞、着陆、飞行的全部载荷通过支撑体传递给储氢罐，使用连接杆连接相邻的支撑体对其进行固定，连接杆构成的三角稳定结构有利于提升支架的稳定程度；同时使用安装支架结构对储氢罐体进行连接的结构，避免了机身的载荷直接作用于储氢罐体。弹性减震支撑结构固定在两个支撑体的下方，大大减少了机身和储氢罐体受到的冲击载荷，加强了结构的稳定性且不增加太多重量；储氢罐体上布置的横向限位结构限制了储氢罐的轴向自由度，此种方式用最小的重量代价完成了对储氢罐体轴向自由度的限制，传递了飞机起飞等情况下单载荷。本发明能够承受储氢罐体在飞行过程中的载荷，并且限制储氢罐体的各个方向的自由度，以保证储氢罐体不和飞机发生相对运动，从而保证飞机重心的稳定。安装支架和储氢罐体结构上设置的弹性减震支撑结构，使得其整体具有缓冲能力，能够承受飞机起飞，着陆和飞行时候遇到的冲击载荷。本发明提供的支架作为飞机上的结构，本体质量小，可满足结构的轻量化要求，实用性强，值得推广。

附图说明

图1是本发明的使用状态示意图；

图2是本发明的局部结构示意图1；

图3是本发明的局部结构示意图2；

图4是本发明的局部结构示意图2的剖面图；

图5是本发明的局部结构示意图3；

图6是本发明的局部结构示意图4；

图7是本发明的局部结构示意图5；

图8是本发明的局部结构示意图5的左视图。

具体实施方式

本发明提供了一种用于氢能飞机的储氢罐体安装支架结构，下面结合图1到图8的结构示意图，对本发明进行说明。

实施例1

一种用于氢能飞机的储氢罐体安装支架结构，如图1和图2所示，包括间隔设置的两个支撑体，在两个支撑体之间设置有三个连接杆，三个连接杆的两端分别与相邻的两个支撑体垂直固定。

其中，三个连接杆规格相同，因为连接杆参与的承载载荷较少，所以对连接杆的强度要求不高，三个连接杆采用薄壁钢管进行连接即可，三个连接杆形成的三角稳定结构大大加强了安装支架在承受飞机着陆时的冲击载荷时的结构稳定性。

其中，如图1、图2和图6所示，支撑体包括第一环片1和第二环片2，第二环片2和第一环片1通过连接件4连接后拼合成整环，连接件4包括螺栓4-1和螺母4-2，螺栓4-1穿设在第二环片2和第一环片1上后，利用螺母4-2背紧。在第二环片2上设支撑结构，支撑结构用于实现对储氢罐体6的支撑。

其中，第一环片1和第二环片2的截面呈L型，使得安装支架和储氢罐体的接触面大，同时安装支架整体采用铝合金进行设计，使得安装支架整体重量轻，强度高。其次，第一环片的厚度比第二环片的厚度小，将第一环片1和第二环片2的厚度设计为不同，以保证结构整体强度达标的条件下尽可能减小支架的重量。

进一步具体的，如图1和图2所示，支撑结构包括两组对称设置的弹性减震支撑结构5。

如图3、图4和图5所示，弹性减震支撑结构5的结构包括与第二环片2固定的连接块5-1，连接块5-1下方有竖直设置的筒体5-2，筒体5-2的一端与连接块5-1固定。筒体5-2下方有支座5-3，支座5-3包括座体和设置在座体上方的杆体，杆体竖直设置，其远离座体的一端插装在筒体5-2内；筒体5-2上套装弹性件5-4，弹性件5-4卡装在座体和连接块5-1之间，用于实现整体的减震缓冲。

其中，弹性件5-4优选为硬弹簧，起到减震的作用。

弹性减震支撑结构5总共有四个，分别位于两个支撑体下侧，座焊接的空心圆柱，杆体和筒体5-2组成一个套筒结构，用来限制硬弹簧的自由度，使硬弹簧只能沿筒体5-2的方向进行伸缩，达到稳定的作用，座体与机身地面相焊接，起到固定整个支架的作用。

进一步的，为了防止储氢罐体在安装支架结构上的轴向位置发生变化，还在储氢罐体6上设置了横向限位结构，对储氢罐体在沿罐体方向的自由度进行限制。横向限位结构和安装支架结构上的第二环片相接触，两处平面相互耦合传递载荷。

如图7和图8所示，横向限位结构包括至少两个对称设置的挡板7，用来传递正负两个方向的载荷，挡板7的一端与储氢罐体6固定，两个挡板7之间的距离与相邻两个支撑体之间的距离匹配。

进一步的，挡板7上采用了两处挖孔用于减重，在进行了强度校核后，保证挡板7的结构强度的情况下减轻了安装支架的重量。

本发明提供的一种用于氢能飞机的储氢罐体安装支架结构，能够承受储氢罐体在飞行过程中的载荷，并且限制储氢罐体的各个方向的自由度，以保证储氢罐体不和飞机发生相对运动，从而保证飞机重心的稳定性。安装支架和储氢罐体结构上设置的弹性减震支撑结构，使得其整体具有缓冲能力，能够承受飞机起飞，着陆和飞行时候遇到的冲击载荷。本发明提供的支架作为飞机上的结构，本体质量小，可满足结构的轻量化要求，实用性强，值得推广。

以上公开的仅为本发明的较佳具体实施例，但是，本发明实施例并非局限于此，任何本领域技术人员能思之的变化都应落入本发明的保护范围。