加固结构、机翼结构以及用于制造加固结构的方法技术

提供加固结构、机翼结构以及用于制造加固结构的方法。根据示例性实施例，加固结构包括第一纵梁、第二纵梁以及从第一纵梁延伸到第二纵梁并且与第一纵梁和第二纵梁一体的第一翼肋。第一纵梁具有第一壁、第二壁以及连接第一壁和第二壁的连接壁。第一壁、第二壁以及连接壁形成具有梯形形状的空间。

【技术实现步骤摘要】


一般涉及加固结构、机翼结构以及用于制造加固结构的方法，尤其涉及由复合材料制成的一体化的加固结构和机翼结构以及用于制造这种加固结构的方法。
技术介绍
用于加固扁平的长面板的加固结构通常使用固定到面板为面板提供刚性和支撑的梯型(ladder-type)构造。这种加固结构的应用包括机身、小翼以及在商用和军用飞行器工业中使用的其它翼状部件。图1示出固定到机翼壁板16的典型的梯型结构10。第一翼梁12和第二翼梁14从基端20到梢端22沿着机翼壁板16的长度延伸。第三翼梁18位于第一翼梁12和第二翼梁14之间，并且从基端20沿着第一翼梁12和第二翼梁14的一部分延伸。多个翼肋24将第一翼梁12连接到第三翼梁18，并且将第三翼梁连接到第二翼梁14。翼梁和翼肋典型地是I型梁或C型梁构造。因此，为了进一步加固结构10，在翼肋的区域内将芯材26嵌入到机翼壁板中。芯材典型地由蜂窝树脂材料制成。当这些梯型构造加固和加强诸如机身或机翼类型结构的长结构时，它们显示出几个缺点。梯型构造的构件，如翼肋和翼梁，典型地使用紧固装置，如螺钉、螺栓或螺母，来相互连接。因此，使用这种紧固机构制造梯型构造是相当费时和昂贵的。另外，这些构件和紧固装置通常由金属制成，这增加了加固结构的重量。此外，这种梯型构造只提供有限的加固支撑，因此需要该加固结构使用额外的加固机构，如芯材26。因此，希望提供由刚性且重量轻的复合材料制成的加固结构。另外，希望提供制造的时间和成本有效的加固结构。还希望提供用于制造这种加固结构的方法。此外，本专利技术的其它有益特征和特点将从以下结合附图和本专利技术的背景对本专利技术的详细描述以及所附的权利要求而变得明显。
技术实现思路
提供加固结构、机翼结构以及用于制造加固结构的方法。根据示例性实施例，加固结构包括第一纵梁、第二纵梁以及从第一纵梁延伸到第二纵梁并且与第一纵梁和第二纵梁一体的第一翼肋。第一纵梁具有第一壁、第二壁以及连接第一壁和第二壁的连接壁。第一壁、第二壁以及连接壁形成具有梯形形状的空间。根据另一个实施例，机翼结构包括具有第一端和纵轴的第一翼板以及固定装配到第一翼板的加固结构。该加固结构包括分别从第一端沿着第一翼板的纵轴延伸的第一翼梁和第二翼梁。第一翼梁和第二翼梁分别具有一长度。第三翼梁位于第一翼梁和第二翼梁之间，并且沿着第一翼梁和/或第二翼梁的长度的至少一部分延伸。第一翼肋从第一翼梁延伸到第三翼梁并且与第一翼梁和第三翼梁一体。第二翼肋从第三翼梁延伸到第二翼梁并且与第三翼梁和第二翼梁一体。根据进一步的实施例，用于制造加固结构的方法包括：将柔性且可悬垂的(flexibleanddrapable)复合材料放入模具的腔内；将该模具置于袋中；在袋中产生真空；将柔性且可悬垂的复合材料固化，以在模具内形成加固结构；以及从模具取出加固结构。该加固结构包括第一纵梁和第二纵梁。第一翼肋从第一纵梁延伸到第二纵梁并且与第一纵梁和第二纵梁一体。第二翼肋从第一纵梁延伸到第二纵梁并且与第一纵梁和第二纵梁一体。第一纵梁和第二纵梁分别具有第一壁、第二壁以及连接第一壁和第二壁的连接壁。第一壁、第二壁以及连接壁形成具有梯形形状的空间。附图说明下面结合附图描述各个实施例，其中相同的标号表示相同的元件，其中：图1是典型地用于翼型结构的传统梯型构造的立体图；图2是根据示例性实施例的装配到壁板的加固结构；图3是图2的加固结构的沿线3-3的剖视图。图4是根据示例性实施例的机翼结构；图5是根据示例性实施例的图4的加固结构的翼梁的剖视图；以及图6是根据示例性实施例的形成加固结构的方法的流程图。具体实施方式以下详细描述本质上是示例性的，不意图限制本专利技术或者本专利技术的应用和使用。此外，也不意图受
技术介绍
或者以下详细描述中给出的任何理论的束缚。在此提供加固结构、机翼结构以及用于制造加固结构的方法的各种示例性实施例。该加固结构包括一体化的纵梁和翼肋并且由单个模具制成。因此，该结构的制造在时间和成本上都是有效的。该结构的梁和翼肋配置有两个壁，这与传统的梯型构造的单壁支撑相比，提供可承受更大载荷的支撑。另外，该加固结构由复合材料制成，这使该结构比包含金属的传统梯型构造更轻。参考图2，根据示例性实施例的加固结构50固定到面板52。面板52可以是需要加固或者需要额外支撑以承受载荷的任何面板。例如，面板52可以用于航天或航空工业中的飞行器机身、飞行器水平尾翼等的面板。可以使用任何适当的紧固机构，例如，粘合剂、螺栓、钉子、夹子等，将加固结构50固定到面板52。加固结构50包括多个纵梁53，纵梁53包括从面板52的第一端60延伸到第二端62的纵梁54和纵梁56。在示例性实施例中，纵梁53基本相互平行，而在其他实施例中纵梁可以相互交叉。在实施例中，纵梁64位于纵梁54和纵梁56之间。纵梁54、纵梁56和纵梁64的长度可以彼此独立。它们的长度和它们彼此的相对位置取决于整体结构的应用和配置，例如，飞行器的机身。在一个实施例中，如图2中所示，纵梁53是曲线的。在未示出的另一个实施例中，纵梁是直线的。尽管图2特别示出了纵梁54、64和56，但是应当理解，加固结构50可以包括两个或更多个纵梁，纵梁的数量取决于使用该加固结构的整体应用。加固结构50还包含多个翼肋66。在示例性实施例中，翼肋66基本垂直于纵梁53，但是在可选实施例中，翼肋也可以与纵梁成一角度。每个翼肋66从一个纵梁53延伸到相邻的纵梁，例如，从纵梁54延伸到纵梁64，或者从纵梁64延伸到纵梁56。翼肋66与纵梁53在翼肋和纵梁的交叉处是一体的。这样，该加固结构在翼肋和纵梁之间没有缝隙，这种缝隙是整体结构的薄弱区域。翼肋的数量和翼肋的间隔根据整体结构的应用和配置而彼此不同。在一个实施例中，如图2中所示翼肋是曲线的。在未示出的另一个实施例中，翼肋是直线的。图3是沿着图2的线3-3的加固结构50的剖视图。如图3中所示，纵梁54、纵梁56和纵梁64是双壁的，也就是说，纵梁具有第一壁68和第二壁70，第一壁68和第二壁70通过相对平行于面板52的连接壁72相连。这样，壁68、70和72形成具有梯形形状的空间78。与第一壁68和第二壁70一体的底脚76装配到面板52。如上所述，使用任何适当的紧固机构，例如，粘合剂、螺栓、钉子、夹子等，将底脚76固定到面板52。尽管没有示出，本文讨论的翼肋66也具有壁68、70和72，它们形成具有梯形形状的空间。利用梯形横截面结构，翼肋66和纵梁53是具有壁68和70的双壁的，因此，与如图1中所示的传统梯型构造的单壁的翼肋和纵梁相比，加固结构50具有更大的强度。这样，在传统的梯型构造中典型地使用的额外加强机构，例如，图1的嵌入芯材26，在本文讨论的加固结构50中是不必要的。该梯形的尺寸，即，翼肋66和纵梁53的空间78的高度、长度、顶部宽度和底部宽度取决于整体结构的应用和配置。在一个实施例中，在面板52测得的定义空间78的底部宽度或者壁68和70之间距离的“跨度(bayarea)”74足够宽，使得加固结构50在制造期间容易从模具取出，下面将更详细地讨论。纵梁53和翼肋66的数量、跨度74以及纵梁和翼肋的间隔取决于使用该加固结构的整体应用的应用。图4示出根据另一个示例性实施例的加固结本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种加固结构，其特征在于，包括：第一纵梁和第二纵梁；第一翼肋，其从所述第一纵梁延伸到所述第二纵梁，并且与所述第一纵梁和所述第二纵梁一体；其中所述第一纵梁具有第一壁、第二壁以及连接所述第一壁和所述第二壁的连接壁，并且其中所述第一壁、所述第二壁以及所述连接壁形成具有梯形形状的空间。

【技术特征摘要】
2015.04.15 US 14/687,0221.一种加固结构，其特征在于，包括：第一纵梁和第二纵梁；第一翼肋，其从所述第一纵梁延伸到所述第二纵梁，并且与所述第一纵梁和所述第二纵梁一体；其中所述第一纵梁具有第一壁、第二壁以及连接所述第一壁和所述第二壁的连接壁，并且其中所述第一壁、所述第二壁以及所述连接壁形成具有梯形形状的空间。2.根据权利要求1所述的加固结构，其中所述第二纵梁具有第一壁、第二壁以及连接所述第一壁和所述第二壁的连接壁，并且其中所述第一壁、所述第二壁以及所述连接壁形成具有梯形形状的空间。3.根据权利要求1所述的加固结构，其中所述第一翼肋具有第一壁、第二壁以及连接所述第一壁和所述第二壁的连接壁，并且其中所述第一壁、所述第二壁以及所述连接壁形成具有梯形形状的空间。4.根据权利要求1所述的加固结构，其中所述加固结构包括碳纤维增强塑料。5.根据权利要求1所述的加固结构，其中所述第一纵梁和所述第二纵梁是曲线的。6.根据权利要求1所述的加固结构，还包括装配到所述第一纵梁和所述第二纵梁的面板。7.一种机翼结构，其特征在于，包括：第一翼板，其具有第一端和纵轴；以及加固结构，其固定装配到所述第一翼板，并且包括：第一翼梁和第二翼梁，它们分别从所述第一端沿着所述第一翼板的纵轴延伸，所述第一翼梁和所述第二翼梁分别具有一长度；第三翼梁，其位于所述第一翼梁和所述第二翼梁之间，并且沿着所述第一翼梁和/或所述第二翼梁的长度的至少一部分延伸；第一翼肋，其从所述第一翼梁延伸到所述第三翼梁，并且与所述第一翼梁和所述第三翼梁一体；以及第二翼肋，其从所述第三翼梁延伸到所述第二翼梁，并且与所述第三翼梁和所述第二翼梁一体。8.根据权利要求7所述的机翼结构，其中所述第一翼梁和所述第二翼梁分别具有第一壁、第二壁以及连接所述第一壁和所述第二壁的连接壁，并且其中所述第一壁、所述第二壁以及所述连接壁形成具有梯形形状的空间。9.根据权利要求7所述的机翼结构，其中所述第三翼梁具有第一壁、第二壁以及连接...

【专利技术属性】
技术研发人员：B·奥特里，B·威廉森，特拉维斯·柯普，苏珊·达格特，J·麦圭尔，迈克尔·麦基，C·艾特肯，
申请(专利权)人：湾流航空航天公司，
类型：发明
国别省市：美国;US