● 摘要
翼身融合布局飞机作为一种新布局飞行器近年来受到广泛关注,其在提高气动效率、降低噪音和排放等方面的优势也是众所周知的,很有可能成为下一代民用运输机所采用布局方案之一。
本文在国内外对翼身融合布局飞机研究的基础上,以350座级飞机作为研究对象,基于总体设计要求和该类飞机的结构特点,根据已有的气动布局方案,首先对全机整体结构进行初步设计,然后运用有限元分析方法进行强度、刚度和屈曲分析,基于分析结果提出了增压舱结构设计的改进方案,并进行了分析验证,最后,对外翼段的初步设计方案进行了基于结构减重为目标的优化设计。
上述研究结果表明:机翼结构变形主要由气动载荷引起,增压舱蒙皮变形主要由增压载荷引起;传统增压舱结构设计方案不能满足蒙皮和主承力结构的强度,刚度要求;在提出的六种增压舱结构设计改进方案中,双层蒙皮结构是减小蒙皮变形的最有效设计,但会引起结构重量的显著增长;若保持重量不变而采用双层蒙皮结构,则较薄的厚度易引起蒙皮屈曲失稳;采用在纵向隔断顶部增加Y型支撑结构是一种折中且有效的设计方案;通过结构优化设计,在满足结构刚度条件限制下,外翼段结构可减重约5%。