结构部件制造技术

本发明专利技术涉及用于飞行器的结构部件。该结构部件包括具有第一表面的本体和延伸到第一表面外的凸耳。该本体和凸耳包含复合材料并且一体地形成。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及用于飞行器的结构部件并且涉及包括该结构构件的飞行器。本专利技术还涉及制造结构部件的方法。
技术介绍
在常规的商用飞行器机翼设计中，通常使用结构盒来承载通过提升装置和其他高载荷装置所产生的大部分载荷。在图1的立体图中示出了这种结构盒1的一部分的示例，从图1可以看到结构盒1由多个不同的部段——包括形成机翼的主要承载结构部件的翼梁2、翼肋3以及桁条4在内——以及形成外蒙皮表面的下机翼盖5和上机翼盖(未示出)来构造。桁条4附接至机翼盖5的内侧并且提供支撑。翼肋3横向于桁条4延伸以定形飞行器机翼的截面并且提供对机翼盖5的额外支撑。结构盒1内的空间可以形成燃料箱(未示出)，其中，机翼盖5包围燃料箱。翼肋3紧固至桁条4以防止翼肋3相对于机翼盖5移动并且保持盖5的位置使得盖5不受由燃料箱中的燃料施加在其上的压力而变形。在常规的机翼结构中，翼肋3使用多个支架(未示出)紧固至桁条4和盖5，多个支架螺栓连接至翼肋3并且穿过盖5螺栓连接。在每个桁条4的本体中钻出孔以使得支架能够螺栓连接在每个桁条4的本体上从而使翼肋3相对于桁条4紧固。然而，已经发现，在桁条4的本体中钻出孔减小了桁条4的强度和刚度。另外，螺栓头从盖5的外表面突出使得盖5的空气阻力增大。此外，如果螺栓孔钻通盖5的形成燃料箱的部分，则螺栓孔将需要仔细地密封以防止燃料通过螺栓孔泄漏。这种密封增大了机翼结构的制造复杂性。每个支架必须制造成公差极其紧密以确保当支架安装至桁条4
时，翼肋3、桁条4以及盖5中的每一者准确地对准使得飞行器机翼的截面轮廓不被扭曲。替代性地，桁条4和支架的轮廓的差别可以通过垫隙来校正。然而，垫隙使得难以大量和/或低成本地制造结构盒。此外，桁条4必须设置有宽度增大的部分以提供支架螺栓连接所用的足够的表面区域。然而，该宽度增大的部分增加了桁条4的重量。在一些构型中，支架粘结至桁条4。然而，出于在粘结失效的情况下的失效安全的原因，这种构型可能仍需要支架另外地螺栓连接至桁条4。本专利技术力图克服或实质性地减轻上面提及的常规组件的问题中的至少一些。
技术实现思路
根据本专利技术的第一方面，提供了一种用于飞行器的结构部件，包括具有第一表面的本体和延伸到所述第一表面外的凸耳，其中，所述本体和所述凸耳包含复合材料并且一体地形成。根据本专利技术的第二方面，提供了一种飞行器结构，包括第一结构部件和第二结构部件，所述第一结构部件包括具有第一表面的本体和延伸到所述第一表面外的凸耳，其中，所述本体和所述凸耳包含复合材料并且一体地形成，所述第二结构部件具有本体，其中，所述第一结构部件的所述凸耳安装至所述第二结构部件的所述本体的外部。根据本专利技术的第三方面，提供了一种制造用于飞行器结构的结构部件的方法，其中，所述方法包括以下步骤：提供由复合材料制成的第一平面构件；在所述第一平面构件中形成切口以便形成材料第一折板；将所述材料第一折板折叠到所述第一平面构件外以便使所述第一折板从所述第一平面构件突出；以及对所述复合材料进行固化使得所述材料第一折板形成凸耳。附图说明图1为现有技术的用于飞行器的翼盒结构的截面示意性侧视图；图2为包括根据本专利技术的第一实施方式的结构部件的翼盒结构的截面示意性侧视图；图3为图2中示出的翼盒结构的共同固化至桁条的结构部件的示意性立体图；图4为根据本专利技术的第二实施方式的结构部件的示意性立体图；图5为图4的结构部件的示意性俯视图；图6为根据本专利技术的第三实施方式的结构部件的示意性立体图；以及图7为包括图6的结构部件的飞行器的示意性立体图。具体实施方式现在将参照附图的图2至图7，仅以示例的方式对本专利技术的实施方式进行描述。图2中示出了翼盒结构11并且该翼盒结构11包括接合在一起的多个部件。部件包括一对间隔开的翼梁12，其中，在翼梁12之间延伸有翼肋13。上盖16和下盖15附接至翼梁12和翼肋13并且形成机翼外蒙皮。多个桁条14粘结或共同固化至上盖16和下盖15并且横向于翼肋13沿机翼的纵向方向延伸。桁条14的(横)截面呈大致“T”形，桁条14具有粘结或共同固化至上盖16和下盖15的表面的足部14A和从足部14A的中间直立的叶片部或翅片部14B。尽管桁条14示出为大致“T”形的截面轮廓，然而也可以设想其他轮廓。例如，桁条14可以替代性地呈“L”或“J”形的截面轮廓。现在参照图3，示出了根据本专利技术的第一实施方式的结构部件。该结构部件包括支架17，该支架17用于将桁条14紧固至翼肋13。然而，应当认识到，支架也可以用于将其他类型的飞行器部件紧固在一起。在每个桁条14上设置支架17以将桁条14紧固至翼盒结构11的相应的翼肋13。支架17由复合材料例如任何预浸渍或者干纤维材料制造，其中，任何预浸渍或者干纤维材料形成为多层交织纤维或单向(UD)纤维—
—又被称为“复层(plys)”——它们最初被布置为大致平坦的复合板材。一种这样的复合材料是HEXCEL(TM)的HEXPLY(TM)M21E。支架17的材料可以使用自动铺带技术(ATL)或自动铺丝技术(AFP)来制造，并且随后被模切或者冲压出所需形状。平坦板材的一半包括第一附接部18A并且平坦板材的另一半包括第二附接部18B。为了制造支架17，在第一附接部18A和第二附接部18B中的每一者中穿过平坦板材的整个厚度切割有切口，使得在第一附接部18A和第二附接部18B中分别形成有复合材料制的第一折板19A和第二折板19B。第一折板19A和第二折板19B最初分别与第一附接部18A和第二附接部18B的主表面共平面。复合材料制的第一折板19A随后被折叠成使得第一折板19A以与第一附接部18A的主表面垂直的方式延伸。类似地，复合材料制的第二折板19B被折叠成沿与第一折板19A相同的方向延伸，从而使得第二折板19B以与第二附接部18B的主表面垂直的方式延伸。切穿第一附接部18A和第二附接部18B的切口呈“U”形，使得所形成的复合材料制的第一折板19A和第二折板19B也呈“U”形。第一折板19A和第二折板19B均为大致平坦的并且形成从相应的第一附接部18A和第二附接部18B突出的板状突出部。第一折板19A和第二折板19B各自具有相向的主平面表面。第一折板19A和第二折板19B布置成使得它们的主表面平行。当第一折板19A和第二折板19B折叠到第一附接部18A和第二附接部18B外时，分别形成有穿过第一附接部18A和第二附接部18B的第一孔口18C和第二孔口18D。在第一折板19A和第二折板19B被折叠成使得其与第一附接部18A和第二附接部18B垂直之后，平坦板材被折叠成使得第一附接部18A和第二附接部18B定位成相互垂直并且共同构成大致“L”形截面。当平坦板材被折叠时，第一折板19A的主表面与第二折板19B的主表面邻接。支架17的复合材料随后被固化，这使得第一折板19A和第二折板19B变为一体地形成从而形成凸耳19。由于凸耳19包括材料制的第一折板19A和第二折板19B，因而与凸耳19仅包括材料制的
单个折板的情况相比，凸耳19具有增大的固有刚度，并且因此凸耳19能够在变形之前承受更大的载荷。支架17紧固至桁条14的足部14A。桁条14的足部14A包括具有减小的宽度W1的部段和具有增大的宽度W2的部段，其中，具有增大的本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种用于飞行器的结构部件，包括具有第一表面的本体和延伸到所述第一表面外的凸耳，其中，所述本体和所述凸耳包含复合材料并且一体地形成。

【技术特征摘要】
2015.05.07 GB 1507843.91.一种用于飞行器的结构部件，包括具有第一表面的本体和延伸到所述第一表面外的凸耳，其中，所述本体和所述凸耳包含复合材料并且一体地形成。2.根据权利要求1所述的结构部件，其中，所述凸耳以与所述第一表面大致垂直的方式延伸。3.根据权利要求1或权利要求2所述的结构部件，其中，所述本体包括与所述第一表面成角度的第二表面。4.根据权利要求3所述的结构部件，其中，所述本体的所述第二表面大致垂直于所述第一表面。5.根据权利要求3所述的结构部件，其中，所述凸耳包括从所述本体的所述第一表面成角度地延伸的第一元件和从所述第二表面成角度地延伸的第二元件，以及，所述第一元件和所述第二元件一体地形成。6.根据权利要求5所述的结构部件，其中，所述第一元件以大致垂直于所述本体的所述第一表面的方式延伸，并且所述第二元件以大致垂直于所述本体的第二表面的方式延伸。7.根据权利要求5所述的结构部件，其中，所述凸耳包括材料第一折板和/或材料第二折板，所述材料第一折板折叠到所述第一表面外以形成所述第一元件，所述材料第二折板折叠到所述第二表面外以形成所述第二元件。8.根据权利要求7所述的结构部件，其中，所述材料第一折板从所述第一表面切出和/或所述材料第二折板从所述第二表面切出。9.根据权利要求5所述的结构部件，其中，所述第一元件与所述第二元件大致共平面。10.根据权利要求1或权利要求2所述的结构部件，其中，所述复合材料包括形成为多层交织或单向(UD)纤维的预浸渍或干纤维材料，并且优选地包括HEXCEL(TM)的M21E。11.根据权利要求1或权利要求2所述的结构部件，其中，所述凸耳与所述本体共同固化。12.根据权利要求1或权利要求2所述的结构部件，其中，所述凸耳和所述本体的延伸出所述凸耳的部分由单件材料制造。13.根据权利要求1或权利要求2所述的结构部件，其中，所述凸耳包括螺栓孔。14.根据权利要求1或权利要求2所述的结构部件，其中，所述本体包括翅片部和足部。15.根据权利要求1或权利要求2所述的结构部件，其中，...

【专利技术属性】
技术研发人员：史蒂文·埃万斯，
申请(专利权)人：空中客车营运有限公司，
类型：发明
国别省市：英国;GB