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CN102112370A - 保护板和包括该保护板的起落架 - Google Patents

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Abstract

用于运载工具的保护板(115)具有外表面(140)，该外表面包括至少一种复合材料，保护板借助于可变形构件(125)被安装在被连接至运载工具结构的支撑体(135)上。可变形构件接合在支撑体的多个加强件(145)上。在一些实施方式中，可变形构件垂直于板的外表面并适于在撞击作用下弯曲。在一些实施方式中，可变形构件为夹形，复合材料为CFRP且支撑体为刚性。

Description

保护板和包括该保护板的起落架
技术领域
本发明涉及一种保护板及包括该保护板的起落架组件。本发明旨在减轻保护板的重量并改善抗撞击强度，尤其是增强轮胎对舱板的撞击强度。本发明因此特别应用于航空领域。
发明内容
对于公知类型的飞机，位于起落架后部并保护机身免受起飞或降落时轮胎转动所溅起的石子和碎屑撞击的舱板是铝制的，并因此具有为9％的断裂伸长系数，即断裂前的最大伸长率。由于刚性很强的带有铝质表皮的弯折框架的存在，当两个框架之间出现撞击时，只会促动在相关框架之间的一距离上的表皮，由于这些框架没有提供径向变形的余地，因此会最大化拉伸所述板。
然而，该金属板很重，因而不能满足飞机轻量化的当前需求。
发明内容
本发明目的在于弥补这些缺陷。为此，本发明涉及用于运载工具的保护板，其特征在于，其外表面包括至少一种复合材料；并且，所述保护板借助于可变形构件被安装在与运载工具结构相连接的支撑体上，所述可变形构件的形变率与外表面的断裂伸长系数相适应，以便在外表面断裂之前多个所述可变形构件发生变形。
由于这些布置，因而受益于复合材料的轻盈性。在撞击的情况下，相对于现有技术中的铝材板的刚性支撑体，所述可变形构件的形变允许外表面变形在很大范围上延伸，尽管伸长断裂系数较低(通常不足2％)，但这还是会改善抗撞击强度。因此，低的伸长断裂系数也通过设置可变形构件予以弥补。发生撞击时，所述可变形构件因而形成“易折”件。
根据特定的特征，所述可变形构件呈夹形。
根据特定的特征，所述复合材料为CFRP(为碳纤维增强塑料“carbon fibre reinforced plastic”的首字母缩写)。
根据特定的特征，所述支撑体为刚性。
根据特定的特征，所述可变形构件接合在支撑体的多个加强件上。所述加强件被称作“桁条”或“框架”。
根据特定的特征，所述可变形构件垂直于板的外表面，并适于在撞击作用下弯曲。
事实上，高度增加可以使可变形构件对抗垂直于机身的压缩负荷的强度显著减弱，且因此允许在冲击下弯曲。这因而允许促使保护板的外表面或“表皮”的平面外弯曲，例如在加强件之间的三个间隔上，而不是如现有技术中的仅一个间隔上。
根据第二方面，本发明涉及起落架组件，其特征在于所述起落架组件包括起落架和如上所简述的本发明的目标保护板。
根据第三方面，本发明涉及航空器，其特征在于所述航空器包括至少一个如上所简述的起落架组件。
这种组件的特定的优点、目的和特征与如上简要叙述的本发明的目标板类似，在此不再重复。
附图说明
本发明的其他特别的优点、目的和特征将从随后的参照附图以出于说明性而非限制性的目的进行的说明中体现出来，附图中：
-图1示意性示出本发明的目标起落架组件的一特定实施方式；
-图2示意性并以剖视图示出实施本发明所获得的板的变形；
-图3示意性并以剖视图示出本发明的目标保护板的一特定实施方式；及
-图4示意性并局部地示出本发明的目标保护板的一特定实施方式。
具体实施方式
在图1上可看到起落架组件105，其包括起落架110及也称为“舱板”的保护板115。飞机前部在图1的左部，可理解的是，在滑行、起飞或降落时，起落架110的轮胎120会卷起一些碎屑或石子并将其在后面抛甩向飞机机身。该保护板115用于保护机身免受这些撞击。
依照本发明和如图3所示，保护板115的外表面140基本由复合材料制成，复合材料例如为通过纤维自动布置机获得的碳纤维增强塑料CFRP，其中通过使用机器使纤维层叠布置，所述机器利用细带将它们布置。另外，该板在板115的外表面130或“表皮”与刚性支撑体135之间具有一些可变形构件125，所述刚性支撑体形成板的结构并被连接至飞机结构。该刚性支撑体135包括一些刚性的内部框架145。
所述可变形构件125垂直于保护板115的外表面140且适于在撞击作用下弯曲。
所述可变形构件具有与外表面的断裂伸长系数相适应的形变率(通过施力装置在长度上的变形)，以便在外表面断裂之前多个可变形构件发生变形。换言之，使外表面断裂的力对应于足以使一个可变形构件发生变形的力的倍数，因为外表面的断裂伸长系数小而相关倍数就更大。例如，当断裂伸长系数除以2时，该倍数加倍。
因此，相对于公知类型的金属舱板的刚性结构，所述可变形构件125允许在撞击情况下被变形的该板区域延伸。为了这些可变形构件125能够在保护板115的厚度中变形，该保护板比传统的铝质舱板更厚。
因此，表皮的复合材料的较小的断裂极限伸长性，在采用CFRP的情况下低于2％，由允许可变形构件125变形的保护板115的大厚度加以补偿。
图2表示所述保护板的外表面的形变曲线，曲线205对应铝制表皮，曲线210对应本发明的目标板。
可以观察到，对于同样的表皮凹陷：
-曲线205示出两个框架215之间的基本一个间隔长度的有限变形延展，而
-曲线210示出所述框架215之间的三个间隔上的变形延展。
图4示出所述外表面140、可变形构件125和框架145各自的布置形式。
所述可变形构件125这里呈垂直于所述外表面140的夹形。在图4所示的情形中，所述框架145适于支撑桁条(未示出)。
接合在板115的多个加强件(框架145或桁条)上的夹125在撞击时形成易折件。夹125抵挡垂直于外表面140的压缩负荷性较弱，因此在撞击下弯曲。如结合图2所述的，这可以促使表皮在三个框架间或三个桁条间上进行平面外弯曲，因而极大地减小表皮的伸长率，并因此减小其断裂风险。
在图3和图4可见，浮动的框架145远远地布置在外表面140的上方。相对于现有技术的金属板，因此，可从5毫米的间隙变到表皮和框架之间的25毫米、甚至35毫米的距离。

Claims (10)

1.用于运载工具的保护板(115)，其特征在于，所述保护板的外表面(140)包括至少一复合材料；并且，所述保护板通过可变形构件(125)被安装在连接于所述运载工具的结构的支撑体(135)上，所述可变形构件(125)接合在所述支撑体的多个加强件(145)上，所述可变形构件的形变率适应于所述外表面的断裂伸长系数，以便在所述外表面断裂之前多个所述可变形构件变形。
2.根据权利要求1所述的保护板(115)，其特征在于，所述可变形构件(125)呈夹形。
3.根据权利要求1或2所述的保护板(115)，其特征在于，所述可变形构件(125)接合在多个框架上。
4.根据权利要求1或2所述的保护板(115)，其特征在于，所述可变形构件(125)接合在由一些框架支撑的多个桁条上。
5.根据前述权利要求1至4中任一项所述的保护板(115)，其特征在于，所述可变形构件(125)垂直于所述外表面(140)安装。
6.根据权利要求1至5中任一项所述的保护板(115)，其特征在于，所述复合材料为碳纤维增强塑料CFRP(“carbon fibre reinforced plastic”的首字母缩写)。
7.根据权利要求1至6中任一项所述的保护板(115)，其特征在于，所述支撑体(135)是刚性的。
8.根据权利要求1至7中任一项所述的保护板(115)，其特征在于，所述可变形构件(125)垂直于所述保护板的外表面(140)并适于在撞击作用下弯曲。
9.起落架组件(105)，其特征在于，所述起落架组件包括起落架(110)及根据权利要求1至8中任一项所述的保护板(115)。
10.航空器，其特征在于，所述航空器包括至少一个根据权利要求9所述的起落架组件(105)。
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