闭角型复合机翼翼梁及其制造方法技术

为机翼组件提供了一种闭角型复合机翼翼梁及其制造方法。复合机翼翼梁包括具有一厚度的腹板部分。复合机翼翼梁还包括具有一厚度的翼缘部分。翼缘部分横向于腹板部分延伸。复合机翼翼梁进一步包括使腹板部分和翼缘部分相互连接的半径部分。半径部分是基于设计要求和材料特性而相对于腹板部分的厚度和翼缘部分的厚度变薄的可接受的量。

【技术实现步骤摘要】
闭角型复合机翼翼梁及其制造方法
本申请涉及复合机翼组件(compositeairfoilassemblies)，并且具体地，针对一种闭角型复合机翼翼梁及制造该闭角型复合机翼翼梁的方法。
技术介绍
典型的已知机翼组件包括上蒙皮板、下蒙皮板、以及使上蒙皮板和下蒙皮板相互连接的多个复合翼梁。复合翼梁通常包括多个开角型“C”形翼梁(即，上翼缘或下翼缘在腹板接合部处的角度稍微大于90°，使其成为钝角)。每个开角型翼梁根据具体翼梁的位置而面向机翼组件的向前方向或机翼组件的向后方向(即，朝向机翼组件的向前方向或机翼组件的向后方向打开)。如果开角型翼梁位于机翼组件的后部中，则翼梁通常面向机翼组件的前方。如果开角翼梁位于机翼组件的前部中，则翼梁通常面向机翼组件的向后方向。然而，在机翼组件的一些实现方式中，闭角型翼梁(即，其中上翼缘、下翼缘或这两者与腹板形成小于90°的角度，使其成为锐角)位于机翼组件的前部中。在这些实现方式中，闭角型翼梁与位于机翼组件的后部中的开角型翼梁一样面向机翼组件的向前方向(即，朝向机翼组件的向前方向打开)。因此，本领域技术人员继续努力在包括复合闭角型翼梁的机翼组件的领域中进行研究和开发。
技术实现思路
在一个方面中，为机翼组件提供了一种闭角型复合机翼翼梁。复合机翼翼梁包括具有一厚度的腹板部分。复合机翼翼梁进一步包括具有一厚度并横向于腹板部分延伸的伸长的翼缘部分。伸长的翼缘部分在腹板部分与伸长的翼缘部分之间形成一锐角。伸长的翼缘部分用作机翼组件的前缘与蒙皮板之间的拼接件(splice)。在另一方面中，一种机翼组件包括前缘以及与前缘邻接的蒙皮板。机翼组件进一步包括具有伸长的翼缘部分和腹板部分的闭角型翼梁，在伸长的翼缘部分与腹板部分之间形成一锐角。伸长的翼缘部分用作前缘与蒙皮板之间的沿着伸长的翼缘部分的拼接点处的拼接件。在另一方面中，为机翼组件提供了一种闭角型复合机翼翼梁。复合机翼翼梁包括具有一厚度的腹板部分。复合机翼翼梁还包括具有一厚度的翼缘部分。翼缘部分横向于腹板部分延伸。复合机翼翼梁进一步包括使腹板部分和翼缘部分相互连接的半径部分(radiusportion)。半径部分是基于设计要求和材料特性而相对于腹板部分的厚度和翼缘部分的厚度变薄的可接受的量。在另一方面中，提供了一种制造具有不大于80度的闭角的闭角型复合机翼翼梁的方法。该方法包括，将纤维增强材料层施加至工具部件(toolingpiece)以便在工具部件上堆积纤维增强材料层。该方法进一步包括，在至少第一预定处理时间内关于包括工具部件上的纤维增强材料层的工具部件抽吸真空。该方法还包括，在至少第二预定处理时间内加热包括工具部件上的纤维增强材料层的工具部件。该方法还包括，在第一预定处理时间过去之后，释放关于包括工具部件上的纤维增强材料层的工具部件抽吸的真空以便生产具有不大于80度的闭角的闭角型复合机翼翼梁。在另一方面中，提供了一种组装具有前缘以及与前缘邻接的蒙皮板的机翼组件的方法。该方法包括，提供具有伸长的翼缘部分和腹板部分的闭角型翼梁，在伸长的翼缘部分与腹板部分之间形成锐角。该方法进一步包括，在沿着闭角型翼梁的伸长的翼缘部分的拼接点处拼接前缘和蒙皮板。在另一方面中，提供了一种用于制造闭角型复合机翼翼梁的方法。该方法包括，将纤维增强材料层施加于工具部件以便在工具部件上堆积纤维增强材料层并生产具有锐角的闭角型复合机翼翼梁。纤维增强材料包括促进受控制的流动并在交联的同时相对较少移动的环氧材料。从以下具体实施方式部分、附图和所附权利要求，其他方面将变得显而易见。附图说明图1A是体现根据一个实施例的闭角型复合机翼翼梁的示例性机翼组件。图1B是大致在图1A中示出的标记为圆圈“1B”的区域中截取的图1A的放大图。图2是与图1B相似并仅示出了根据一个示例性实施例的闭角型复合机翼翼梁的放大图。图3是与图1B相似并仅示出了根据另一个示例性实施例的闭角型复合机翼翼梁的放大图。图4是与图1B相似并仅示出了根据又一个示例性实施例的闭角型复合机翼翼梁的放大图。图5是示出了根据一个示例性实施例的制造闭角型复合机翼翼梁的示例性方法的流程图。图6A是用于实现图5的示例性制造方法的示例性工具配置。图6B是大致沿着线“6B-6B”截取并仅示出了使用图5的制造方法制造的闭角型复合机翼翼梁的图6A的截面图。图7是飞机制造和保养方法的流程图。图8是飞机的框图。具体实施方式本申请针对闭角型复合机翼翼梁及其制造方法。可以改变特定的复合机翼翼梁、制造方法、以及实现复合机翼翼梁和制造方法的工业。应当理解，以下公开内容提供了用于实现各种实施例的不同特征的多个实施例或实例。描述部件和布置的具体实例以简化本公开内容。这些仅仅是实例，而并非旨在是限制性的。例如，以下本公开内容描述了用于飞机的复合机翼翼梁和制造方法。更具体地，以下本公开内容描述了一种在飞机的机翼组件中使用的复合机翼翼梁。复合机翼翼梁以及制造复合机翼翼梁的方法可以依照军事和太空规则通过用于制造复合机翼翼梁的初始设备制造商(OEM)实现。参考图1A和图1B(此处共同被称为“图1”)，示出了体现根据一个实施例的闭角型复合机翼翼梁的示例性机翼组件200。机翼组件200包括前缘(例如，机首配件)202、上蒙皮板204和下蒙皮板206。前缘202位于机翼组件200的前部。机翼组件200进一步包括位于机翼组件200的前部处的一个翼梁210(前翼梁)、以及位于机翼组件200的后部处的两个翼梁212、214(中间翼梁和后翼梁)。位于前部处的一个翼梁210是面向机翼组件200的前方的闭角型翼梁(即，翼梁形成小于90°的锐角)。如图1A中最佳示出的，一个翼梁210可具有类似字母“C”的横截面形状。位于后部处的两个翼梁212、214是面向机翼组件200的前方的开角型翼梁。尽管两个翼梁212、214中的每一个都被示出为具有钝角并面向机翼组件200的前方，但是可以设想的是，该翼梁被构造成具有锐角并面向机翼组件200的后方。两个翼梁212、214中的每一个的顶部被直接紧固至上蒙皮板204。类似地，两个翼梁212、214中的每一个的底部被直紧固定至下蒙皮板206。如图1B中最佳示出的，一个翼梁210的顶部(伸长的翼缘部分322)可紧邻接合部203直接紧固至上蒙皮板204和前缘202，上蒙皮板204和前缘202在该接合部处相接。翼梁210的腹板部分320位于上蒙皮板204与前缘202之间的接合部203的后部。类似地，一个翼梁210的底部在下蒙皮板206和前缘202相接的接合部处被直接紧固至下蒙皮板206和前缘202。可以使用任何适合的技术将翼梁和蒙皮板直接紧固在一起。例如，可以使用适合的粘结材料将翼梁和蒙皮板直接共粘结在一起。作为另一实例，可以使用适合的机械紧固件将翼梁和蒙皮板机械地紧固在一起。尽管机翼组件200被示出和描述为具有三个翼梁(即，一个闭角型翼梁210和两个开角翼梁212、214)，但是在不偏离本公开内容的范围的情况下，在机翼组件200中可以包括其他的闭角型翼梁和/或其他的开角型翼梁。另外，本领域技术人员将理解，图1中仅示出了闭角型复合机翼翼梁210的一部分，并且复合机翼翼梁210的总尺寸和形状可以取决于最终应用。可以相应地为所公开的复合机翼翼梁210本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种用于机翼组件(200)的闭角型复合机翼翼梁(210)，所述复合机翼翼梁包括：腹板部分(320)，所述腹板部分具有一厚度；以及伸长的翼缘部分(322)，具有一厚度并横向于所述腹板部分延伸并在所述腹板部分与所述伸长的翼缘部分之间形成锐角θ，其中，所述伸长的翼缘部分用作所述机翼组件的前缘与蒙皮板之间的拼接件。

【技术特征摘要】
2017.06.01 US 15/610,9221.一种用于机翼组件(200)的闭角型复合机翼翼梁(210)，所述复合机翼翼梁包括：腹板部分(320)，所述腹板部分具有一厚度；以及伸长的翼缘部分(322)，具有一厚度并横向于所述腹板部分延伸并在所述腹板部分与所述伸长的翼缘部分之间形成锐角θ，其中，所述伸长的翼缘部分用作所述机翼组件的前缘与蒙皮板之间的拼接件。2.根据权利要求1所述的闭角型复合机翼翼梁，其中，所述拼接件在所述机翼组件的前缘(202)与上蒙皮板(204)之间。3.根据权利要求2所述的闭角型复合机翼翼梁，其中，所述前缘在接合部(203)处与所述上蒙皮板相接，并且其中，所述腹板部分位于所述接合部的后部。4.根据权利要求1所述的闭角型复合机翼翼梁，其中，所述锐角最多是80度。5.根据权利要求1所述的闭角型复合机翼翼梁，其中，所述复合机翼翼梁具有类似字母“C”的横截面形状。6.根据权利要求1所述的闭角型复合机翼翼梁，进一步包括使所述腹板部分和所述伸长的翼缘部分相互连接的半径部分(324)，其中，所述半径部分是基于设计要求和材料性能的相对于所述腹板部分的厚度和所述伸长的翼缘部分的厚度变薄的可接受的量。7.根据权利要求6所述的闭角型复合机翼翼梁，其中，所述腹板部分具有0.220+/-0.005英寸的厚度，所述伸长的翼缘部分具有0.220+/-0.005英寸的厚度，并且所述半径部分具有0.210+/-0.005英寸之间的厚度。8.一种制造闭角型复合机翼翼梁(210)的方法(600)，包括：步骤(602)，将纤维增强材料层施加于工具部件(700)以便在所述工具部件上堆积所述纤维增强材料层，所述工具部件包括多个暂时连接的芯轴部件(711、712、713)；步骤(604)，在至少第一预定处理时间内关于包括所述工具部件上的所述纤维增强材料层的所述工具部件抽吸真空...

【专利技术属性】
技术研发人员：埃里克·E·德克，查尔斯·艾伦·罗兹，杰弗里·K·贝尔纳，
申请(专利权)人：波音公司，
类型：发明
国别省市：美国,US