大飞机中央翼盒设计方案分析

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大飞机中央翼盒设计方案分析

作者：李林

来源：《科学与财富》2017年第15期

（沈阳飞机工业（集团）有限公司 辽宁沈阳 110850）

摘要：中央翼盒与外翼及机身相连，承受和传递重要的飞机载荷，是中机身客舱地板的支持构件，飞机结构材料的选用决定着不同的设计方案。下面就以采用不同材料的方案一和方案二飞机的翼盒设计对比，来展示不同的飞机设计方案。

关键词：中央翼盒；损伤容限；破损-安全；自动铺带（ATL）

中央翼盒由上下壁板、前后梁和中间肋组成，是机翼的主要承载结构，也是飞机油箱。其设计要满足静强度、破损安全、疲劳、损伤容限、整体油箱等细节设计要求。设计方案的拟定，还要综合考虑材料选用、加工工艺、装配和维修等技术。按上述设计要求，从翼盒布局及零件结构设计方面对选用不同材料的方案一飞机和方案二飞机分别进行论证，详解不同的民用飞机设计理念。 1 材料选用

方案一飞机中央翼盒为全金属结构。

方案二飞机中央翼盒为金属、复合材料混合结构，复合材料用量占中央翼盒重量的41.58%。

复合材料相较金属材料，有较好的比刚度、比强度，耐疲劳、耐腐蚀性能。 2 上、下壁板

方案一飞机壁板，考虑破损-安全特性，金属制造的上壁板分成2块，采用7000系材料；下壁板选用2000系板材和型材，由前、中、后3块壁板组成，包括2个连接前、后壁板的接头。

方案二飞机壁板上、下蒙皮和T型截面长桁采用碳纤维复合材料，分别由自动铺带工艺（ATL）制造，然后共固化成型。

复合材料抗腐蚀和裂纹扩展性能好，有良好的损伤容限特性，比金属结构维护费每年减少30%，重量减轻30%-40%。 3 前、后梁

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