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一种飞机抗爆结构及其设计方法.pdf

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一种 飞机 结构 及其 设计 方法
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摘要
申请专利号:

CN201910104669

申请日:

20190201

公开号:

CN109573077A

公开日:

20190405

当前法律状态:

公开

有效性:

审中

法?#19978;?#24773;: 公开
IPC分类号: B64D45/00 主分类号: B64D45/00
申请人: 中国工程物理研究院流体物理研究所
发明人: 宜晨虹;苏罗川;刘文杰;胡美娥;苏红梅;田立智
地址: 621000 四川省绵阳市游仙区绵山路64号
优先权:
专利代理机构: 51213 代理人: 刘兴亮
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法律状态
申请(专利)号:

CN201910104669

授权公告号:

法律状态公告日:

20190405

法律状态类型:

公开

摘要

本发明公开了一种飞机抗爆结构,包括一个柱状的承力段,承力?#25991;?#37096;设置有炸药放置空间,柱状承力段的柱段轴线与机舱前后轴线呈90度,柱状承力段两侧连接有柱状的爆轰产物传输段,爆轰产物传输段分别与机舱左右两个壁面固定连接。本发明?#26500;?#24320;了飞机抗爆结构的设计方法。本发明结构形式简单,质量轻,抗爆抗燃效果好,在发生爆炸时能有效保护飞机及乘客的安全。

权利要求书

1.一种飞机抗爆结构,其特征在于:包括一个柱状的承力段,承力?#25991;?#37096;设置有炸药放置空间,柱状承力段的柱段轴线与机舱前后轴线呈90度,柱状承力段两侧连接有柱状的爆轰产物传输段,爆轰产物传输段分别与机舱左右两个壁面固定连接。 2.根据权利要求1所述飞机抗爆结构,其特征在于: 所述承力段包括两层,外层是由超高分子量聚乙烯缠绕而成的,内层是聚氨酯泡沫材料的冲击吸能层。 3.根据权利要求1所述飞机抗爆结构,其特征在于: 所述爆轰产物传输段是?#21830;枷宋?#32544;绕而成的,爆轰产物传输?#25991;?#22806;表面均喷涂有氧化锆抗热陶瓷涂层。 4.根据权利要求1所述飞机抗爆结构,其特征在于: 机舱左右两个壁面上设置有机舱泄爆孔洞,爆轰产物传输段通过螺栓与机舱泄爆孔洞连接。 5.根据权利要求4所述飞机抗爆结构,其特征在于: 所述机舱泄爆孔洞用飞机铝合金蒙皮封闭,但是与机舱主体蒙皮分割开。 6.权利要求1至5任一权利要求所述飞机抗爆结构的设计方法,其特征在于包括: 根据防护的最大当量要求,确定抗爆结构主体承力段的?#26412;?#21644;厚度,对应设计爆轰产物传输段,在设计主体承力段时,要充分考虑承力段超高分子量聚乙烯缠绕而成的外层和聚氨酯泡沫材料的冲击吸能内层的厚度,将柱状承力段的柱段轴线与机舱前后轴线呈90度,然后将爆轰产物传输段两端与机舱两侧壁面上的机舱泄爆孔洞连接,从而完成了飞机抗爆结构的设计。

说明书


一种飞机抗爆结构及其设计方法
技术领域


本发明涉及一种抗爆结构,具体涉及一种飞机抗爆结构,本发明?#22266;?#20379;了飞机抗
爆结构的设计方法。


背景技术


飞机在飞行过程中有时候会遇到恐怖分子的炸弹威胁,如果炸弹在空中爆炸则很
有可能造成机毁人亡。飞机的抗爆安全问题在之前并没有受到太多关注,原因是炸弹被带
上飞机的概?#24066;。?#22914;果为了防止炸药爆炸而在飞机上装备安全防护设备会使飞行成本大幅
升高,因此,在新的适航规定出台前,所有的机型均没有考虑防爆问题。近年来出台了新的
适航规定,要求新上市的大飞机必须有一定的抗爆能力,即飞机在承受一定当量的爆炸载
?#19978;攏?#20173;能维持安全飞行和着陆。


如果采用传统的抗爆容器方法进行防护,则爆炸能?#23458;?#20840;由抗爆容器吸收,抗爆
容器必须做得很重,抗爆容器的重量是控制飞机飞行成?#38236;?#19968;大障碍。不多的文献显示,国
外在抗爆方面采用不对称吸能原理,即把炸药放在飞机特定部位的机舱壁,该壁面做得很
薄弱,机舱内侧通过则通过堆叠行李的方式吸能保护乘客及机舱。爆炸时炸药的大部分能
?#23458;?#36807;炸开的机舱壁面释放到空气中。但是这种不对称吸能的方法有两个严重的弊端,首
先是贴壁爆炸很难控制机舱壁面炸开的孔洞大小和形状,这就会破坏飞机的外形,使飞机
飞行时受到的空气阻力不对称,为后期的飞行带来困难;其次,炸药爆炸会造成机舱及行李
的破坏和燃烧,造成次生灾?#36873;?#22914;果在飞行过程中发现爆炸物,快速将爆炸物放入飞机抗爆
结构,则通过本专利的应用,既?#23665;档?#25239;爆设备的重量,又可以控制飞机机舱开洞的形状和
大小,并且使开洞对称分布于飞机中线,不会对继续飞行造成太大影响,最后该发明还可以
防止机舱内着火燃烧,杜绝次生灾害。


发明内容


为了防止飞行过程中的飞机被炸药破坏,造成机毁人亡以及其他不利后果,本发
明提供一种飞机抗爆结构,用以在炸药爆炸后保护飞机和乘客不受或少受伤害。


本发明是这样实现的:


一种飞机抗爆结构,包括一个柱状的承力段,承力?#25991;?#37096;设置有炸药放置空间,柱
状承力段的柱段轴线与机舱前后轴线呈90度,柱状承力段两侧连接有柱状的爆轰产物传输
段,爆轰产物传输段分别与机舱左右两个壁面固定连接。


承力段与爆轰产物传输段可以直接通过两者的接触面的摩?#20142;?#36830;接,只需要两者
大小相近即可,因为横向不受力,所以可以保证有效连接。


更进一步的方案是:


所述承力段包括两层,外层是由超高分子量聚乙烯缠绕而成的,内层是聚氨酯泡
沫材料的冲击吸能层。


超高分子量聚乙烯(简称UHMWPE),是分子量150万以上的无支链的线性聚乙烯。通
过缠绕的方式形成类似于聚乙烯管的柱状结构。


聚氨酯泡沫采用吸能聚氨酯泡沫PU半硬泡Semi-rigid U。


更进一步的方案是:


所述爆轰产物传输段是?#21830;枷宋?#32544;绕而成的,爆轰产物传输?#25991;?#22806;表面均喷涂有
氧化锆抗热陶瓷涂层。


碳?#23435;?#21487;以采用东丽T1000碳?#23435;?#27687;化锆抗热陶瓷涂层的厚度一般在3mm左右。


更进一步的方案是:


机舱左右两个壁面上设置有机舱泄爆孔洞,爆轰产物传输段通过螺栓与机舱泄爆
孔洞连接。


机舱泄爆孔洞的?#26412;叮源?#20110;爆轰产物传输段的?#26412;丁?br>

更进一步的方案是:


所述机舱泄爆孔洞用飞机铝合金蒙皮封闭,但是与机舱主体蒙皮分割开。


机舱泄爆孔洞处的舱壁与机舱其他地方不是一个整体,本身就有舱壁,孔洞不是
裸露的,封闭后不会影响飞机的飞行,而在爆炸后机舱泄爆孔洞被炸开,形成机舱两侧对应
的孔洞,但是也不会影响飞机的飞行。


本发明?#22266;?#20379;了一种飞机抗爆结构的设计方法,包括:


根据防护的最大当量要求,确定抗爆结构主体承力段的?#26412;?#21644;厚度,对应设计爆
轰产物传输段,在设计主体承力段时,要充分考虑承力段超高分子量聚乙烯缠绕而成的外
层和聚氨酯泡沫材料的冲击吸能内层的厚度,将柱状承力段的柱段轴线与机舱前后轴线呈
90度,然后将爆轰产物传输段两端与机舱两侧壁面上的机舱泄爆孔洞连接,从而完成了飞
机抗爆结构的设计。


在具体使用时,将爆炸物放入主体承力?#25991;?#23618;中间的炸药放置空间,然后将承力
段与爆轰产物传输段连接,爆炸后,冲击波击破两侧的机舱泄爆孔洞,通过孔洞泄压,有效
?#26723;?#29190;炸对飞机的影响。本发明结构形式简单,质量轻,抗爆抗燃效果好,在发生爆炸时能
有效保护飞机及乘客的安全。


附图说明


图1为本发明提供的飞机抗爆结构的?#36866;?#31034;意图。


其中:1、机舱2、抗爆承力段3、冲击吸能层4、产物传输段5、机舱泄爆孔洞6、炸药


具体实施方式


以下具体实施例以1000gTNT当?#31354;?#33647;为标准进行考虑,在出现其他当量的情况
时,可以根据需要调整相关的承力段的厚度设计,这种调整是本领域技术人?#22791;?#25454;爆炸当
量的大小结合相关实验可以得到的,此处不再赘述。


首先将100mm厚的冲击吸能层3用胶水粘接在40mm厚的抗爆承力层2的内部;抗爆
承力层的外?#27573;?00mm,将抗爆承力层2通过螺栓固定于机舱内;产物传输段4由左右两段碳
?#23435;?#32544;绕而成的管道组成,外侧通过螺栓固定在机舱泄爆孔洞5处,内侧伸入抗爆承力?#25991;?br>部大约10mm;左?#19994;?#20135;物传输段分别由两?#25991;?#24452;不同的碳?#23435;?#26609;筒组成,分别?#19978;?#20004;侧伸
缩,炸药6通过产物传输段4的收缩放入抗爆承力层2内部的冲击吸能层3。产物传输段的厚
度为8mm,外?#27573;?36mm和420mm;最后抗爆结构的内外表面都涂氧化锆陶瓷涂层,?#32654;?#25269;抗
爆炸产生的高温。


使用时,首先将可伸缩的产物传输段4拉开与抗爆承力段分离,然后将炸药放入抗
爆承力层2的冲击吸能层3上,将产物传输段4拉伸与抗爆承力层2结合。爆炸时空气冲击波
和爆轰产物通过机舱泄爆孔洞排入大气,能量大部分得以释放,一部分被抗爆承力层2和冲
击吸能层3吸收,确保飞机及乘客的安全。


尽管这里参照本发明的解释性实施例对本发明进行了描述,上述实施例仅为本发
明较佳的实施方式,本发明的实施方式并不受上述实施例的限制,应该理解,本领域技术人
员可以设计出很多其他的修改和实施方式,这些修改和实施方式将落在本申请公开的原则
?#27573;?#21644;精神之内。


关于本文
本文标题:一种飞机抗爆结构及其设计方法.pdf
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当前资源信息

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编号: cj20190428135302504293

类型: 共享资源

格式: PDF

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上传时间: 2019-04-28

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