1.本发明涉及航空结构设计领域，具体涉及一种高生存力直升机座舱。
背景技术：
2.生存力是直升机关键性能指标，关乎直升机的安全，通常涉及直升机的隐身能力、抗弹击能力、抗坠毁能力和机动能力。
3.座舱是飞行员操作直升机的工作空间，位于直升机前部，将飞行员与外界环境形成物理隔离，保护飞行员在执行任务过程中免受伤害。一般直升机座舱只考虑座舱的承载功能需求，未考虑飞行员的生存力需求，武装直升机通常需要面对各种复杂的战场环境，对生存力有更高的要求，而现在国内该方面研究工作与国外有较大差距，个别武装直升机仅考虑了一定的适坠性需求，抗弹击需求考虑较少，同时具备抗坠毁和抗弹击能力的直升机座舱结构更少。
技术实现要素：
4.本发明的目的是提供一种高生存力直升机座舱，在重量最优的情况下，可同时满足直升机抗坠毁、抗弹击需求，提高飞行员的生存概率。
5.为了实现上述任务，本发明采用以下技术方案：
6.一种高生存力直升机座舱，包括座舱罩、下构件和斜梁，其中，下构件包括下构件蒙皮、厚固定蜂窝组件、纵梁、地板装甲和隔框；
7.在座舱内的前部、中部、后部均沿横向布置多道隔框；地板装甲位于座舱内部，固定在纵梁和隔框上；纵梁沿座舱的纵向布置，纵梁的上端与地板装甲固定，纵梁的下端固定于厚固定蜂窝组件上；厚固定蜂窝组件布设于下构件内的底部，在下构件的外部设置有下构件蒙皮；通过斜梁将下构件与座舱罩连接起来；座舱罩、下构件蒙皮、地板装甲、斜梁构成飞行员工作空间。
8.进一步地，所述座舱罩包括座舱罩骨架，座舱罩骨架上覆盖有座舱罩蒙皮，并安装有透明件。
9.进一步地，在座舱罩的纵向截面上，座舱罩的宽度变化趋势是：由下至上的方向上，座舱罩先向两侧宽度逐渐增大，然后逐渐减小形成拐点后在上部封闭。
10.进一步地，在拐点处的上部、下部外侧均设置有侧装甲。
11.进一步地，上、下相邻的侧装甲的朝向不同；驾驶员位于座舱内侧装甲的内侧。
12.进一步地，地板装甲、隔框、纵梁和厚固定蜂窝组件形成座舱多级吸能结构；地板装甲和侧装甲形成座舱防弹功能结构；隔框、蒙皮、厚固定蜂窝组件、纵梁和斜梁构成座舱多路传力结构。
13.进一步地，座舱罩、隔框、蒙皮、厚固定蜂窝组件、纵梁、和斜梁通过铆接连接，地板装甲和侧装甲通过螺栓与周边结构连接，可以实现快速更换。
14.进一步地，厚固定蜂窝组件由上面板、下面板和铝蜂窝组成，蜂窝高度根据吸能需
求设计，不低于70mm；纵梁为复合材料工字型梁结构，纵梁内设置有波纹形腹板。
15.与现有技术相比，本发明具有以下技术特点：
16.本发明提供的座舱结构能够同时满足抗坠毁和抗弹击要求，提高了飞行员在战场的生存概率；由于结构件的功能融合，重量效率显著提高，起到减重效果；多路传力结构的应用，能够提高直升机座舱结构的破损安全性；装甲板拆卸维护方便，可以满足装甲板失效后的维护要求。目前该种座舱结构在某型直升机等机型上应用，达到了设计目标要求。
附图说明
17.图1为本发明的结构侧视图；
18.图2为本发明的横截面结构示意图；
19.图3的(a)为厚固定蜂窝结构，(b)为波纹形腹板；
20.图4为多路传力结构示意图。
21.图中标号说明：1座舱罩，2隔框，3蒙皮，4厚固定蜂窝组件，5纵梁，6地板装甲，7斜梁，8侧装甲。
具体实施方式
22.参见附图，本发明提供了一种高生存力直升机座舱，包括座舱罩1、隔框2、下构件、厚固定蜂窝组件4、纵梁5、地板装甲6、斜梁7和侧装甲8等部分；其中：
23.下构件包括下构件蒙皮3、厚固定蜂窝组件4、纵梁5、地板装甲6和隔框2；座舱罩由座舱罩骨架、透明件、座舱罩蒙皮构成；
24.在座舱内的前部、中部、后部均沿横向布置多道隔框2；地板装甲3位于座舱内部，固定在纵梁5和隔框2上；纵梁5沿座舱的纵向布置，纵梁5的上端与地板装甲6固定，纵梁的下端固定于厚固定蜂窝组件4上；厚固定蜂窝组件4布设于下构件内的底部，在下构件的外部设置有下构件蒙皮3；通过斜梁7将下构件与座舱罩1连接起来。座舱罩1、下构件蒙皮3、地板装甲6、斜梁7构成飞行员工作空间。
25.在座舱罩1的纵向截面上，座舱罩1的宽度变化趋势是：由下至上的方向上，座舱罩1先向两侧宽度逐渐增大，然后逐渐减小形成拐点后在上部封闭；在拐点处的上部、下部外侧均设置有侧装甲8，且上、下相邻的侧装甲8的朝向不同；驾驶员位于座舱内侧装甲8的内侧。
26.本方案中，地板装甲6、隔框2、纵梁5和厚固定蜂窝组件4形成座舱多级吸能结构；地板装甲和侧装甲形成座舱防弹功能结构。座舱罩1、隔框2、蒙皮3、厚固定蜂窝组件4、纵梁5、和斜梁7通过铆接连接，地板装甲6和侧装甲8通过螺栓与周边结构连接，可以实现快速更换；隔框2、蒙皮3、厚固定蜂窝组件4、纵梁5和斜梁7构成座舱多路传力结构。
27.本发明的技术原理如下：
28.地板装甲6、隔框2、纵梁5和厚固定蜂窝组件4形成座舱多级吸能结构。厚固定蜂窝组件4位于机身底部，如图3所示，构成多级吸能结构的第一级，由上面板、下面板和铝蜂窝组成，蜂窝高度根据吸能需求设计，不低于70mm；纵梁5为复合材料工字型梁结构，纵梁5内设置有波纹形腹板，为抗坠毁结构主要吸能构件图2，构成多级吸能结构的第二级，在冲击过程中，通过连续压溃、撕裂、皱曲等失效模式来吸收大量能量；地板装甲6构成多级吸能结
构的第3级，吸收少量的坠毁能量，其主要作用是给飞行员提供足够的支撑。
29.如图1和图2，地板装甲6和侧装甲8形成座舱防弹功能结构，根据直升机飞行姿态、着弹概率和飞行员座椅位置，确定装甲板的安装位置和防护面积。装甲板采用“三明治”结构，利用胶粘剂将陶瓷、支撑层、pe背板粘结复合，并在陶瓷迎弹面覆盖止裂层，利用陶瓷材料高强度高硬度和pe背板的拉伸断裂及变形吸收弹丸的冲击能量，达到防止弹丸侵入的目的。地板装甲即起到抗坠毁吸能的作用，也起到抗弹击吸能的作用，同时参与座舱的载荷传递，综合利用率高，减重效果明显。
30.如图4所示，隔框2、地板6、蒙皮3、厚固定蜂窝组件4、纵梁5和斜梁7构成座舱多路传力结构。座舱的载荷既可以通过纵梁、地板传递，也可以通过斜梁、蒙皮、厚固定蜂窝组件等结构传递，在其中一个组件或者几个组件出现意外损伤的情况下，其它结构件依然保证载荷的有效传递。
31.以上实施例仅用于说明本申请的技术方案，而非对其限制；尽管参照前述实施例对本申请进行了详细的说明，本领域的普通技术人员应当理解：其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分技术特征进行同等替换；而这些修改或替换，并不使相应技术方案的本质脱离本申请各实施例技术方案的精神和范围，均应包含在本申请的保护范围之内。
技术特征：
1.一种高生存力直升机座舱，其特征在于，包括座舱罩(1)、下构件和斜梁(7)，其中，下构件包括下构件蒙皮(3)、厚固定蜂窝组件(4)、纵梁(5)、地板装甲(6)和隔框(2)；在座舱内的前部、中部、后部均沿横向布置多道隔框(2)；地板装甲(3)位于座舱内部，固定在纵梁(5)和隔框(2)上；纵梁(5)沿座舱的纵向布置，纵梁(5)的上端与地板装甲(6)固定，纵梁的下端固定于厚固定蜂窝组件(4)上；厚固定蜂窝组件(4)布设于下构件内的底部，在下构件的外部设置有下构件蒙皮(3)；通过斜梁(7)将下构件与座舱罩(1)连接起来；座舱罩(1)、下构件蒙皮(3)、地板装甲(6)、斜梁(7)构成飞行员工作空间。2.根据权利要求1所述的高生存力直升机座舱，其特征在于，所述座舱罩(1)包括座舱罩骨架，座舱罩骨架上覆盖有座舱罩蒙皮，并安装有透明件。3.根据权利要求1所述的高生存力直升机座舱，其特征在于，在座舱罩(1)的纵向截面上，座舱罩(1)的宽度变化趋势是：由下至上的方向上，座舱罩(1)先向两侧宽度逐渐增大，然后逐渐减小形成拐点后在上部封闭。4.根据权利要求3所述的高生存力直升机座舱，其特征在于，在拐点处的上部、下部外侧均设置有侧装甲(8)。5.根据权利要求4所述的高生存力直升机座舱，其特征在于，上、下相邻的侧装甲(8)的朝向不同；驾驶员位于座舱内侧装甲(8)的内侧。6.根据权利要求1所述的高生存力直升机座舱，其特征在于，地板装甲(6)、隔框(2)、纵梁(5)和厚固定蜂窝组件(4)形成座舱多级吸能结构；地板装甲和侧装甲形成座舱防弹功能结构；隔框(2)、蒙皮(3)、厚固定蜂窝组件(4)、纵梁(5)和斜梁(7)构成座舱多路传力结构。7.根据权利要求1所述的高生存力直升机座舱，其特征在于，座舱罩(1)、隔框(2)、蒙皮(3)、厚固定蜂窝组件(4)、纵梁(5)、和斜梁(7)通过铆接连接，地板装甲(6)和侧装甲(8)通过螺栓与周边结构连接，可以实现快速更换。8.根据权利要求1所述的高生存力直升机座舱，其特征在于，厚固定蜂窝组件(4)由上面板、下面板和铝蜂窝组成，蜂窝高度根据吸能需求设计，不低于70mm；纵梁(5)为复合材料工字型梁结构，纵梁(5)内设置有波纹形腹板。
技术总结
本发明公开了一种高生存力直升机座舱，包括座舱罩、下构件和斜梁，其中，下构件包括下构件蒙皮、厚固定蜂窝组件、纵梁、地板装甲和隔框；在座舱内的前部、中部、后部均沿横向布置多道隔框；地板装甲位于座舱内部，固定在纵梁和隔框上；纵梁沿座舱的纵向布置，纵梁的上端与地板装甲固定，纵梁的下端固定于厚固定蜂窝组件上；厚固定蜂窝组件布设于下构件内的底部，在下构件的外部设置有下构件蒙皮；通过斜梁将下构件与座舱罩连接起来；座舱罩、下构件蒙皮、地板装甲、斜梁构成飞行员工作空间。本发明提供的座舱结构能够同时满足抗坠毁和抗弹击要求，提高了飞行员在战场的生存概率。提高了飞行员在战场的生存概率。提高了飞行员在战场的生存概率。
技术研发人员：赵国文 王宏 高建玉 杨东雷
受保护的技术使用者：中国直升机设计研究所
技术研发日：2021.11.19
技术公布日：2022/1/18