操纵面元件制造技术

本发明专利技术涉及一种用于飞机的操纵面元件(1)、尤其是扰流板，包括：上外壳元件(2)，该上外壳元件具有可被空气绕流的外侧(4)；下外壳元件(3)；至少一个增强筋(8)和由泡沫材料制成的芯元件(9)，其中，所述增强筋(8)设置在芯元件(9)的两个芯区段(10)之间。

Control surface element

The invention relates to a method for aircraft control surface element (1), especially the spoiler, including: the shell element (2), the shell element has a lateral is the air flow around (4); the shell element (3); at least one reinforcing rib (8) and the core element is made of foam material (9), wherein, the reinforcing ribs (8) arranged in the core element (9) of the two core sections (10).

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】操纵面元件
本专利技术涉及一种用于飞机的操纵面元件、尤其是扰流板，包括：上外壳元件，其具有可被空气绕流的外侧；下外壳元件；至少一个增强筋和由泡沫材料制成的芯元件。此外，本专利技术涉及一种用于制造操纵面元件、尤其是扰流板的方法，其中，将上外壳元件与下外壳元件连接，其中构造至少一个增强筋，其中设置由泡沫材料制成的芯元件。
技术介绍
在现有技术中提供了空气绕流的、空气动力学学的操纵面元件(英文称为“controlsurfaces”)的多种不同的设计方案，借助这些设计方案实现飞机控制。在扰流板中通常设有包括支承覆层和以蜂窝为形式(英文“honeycomb”)的支撑芯的蜂窝芯结构。然而，这种设计方案带来多种缺点。已证明的是，已知的带有蜂窝结构的操纵面一方面易进水。另一方面无法始终保证均匀的冲击保护。在蜂窝芯的壁之间碰撞时可能发生损坏。此外，航空工业不断追求实现重量的减轻。在US6234423B1中描述了一种升降机，其中在两个分开的方法步骤中制造上外壳和下外壳。每个外壳由设有芯材料的预浸料(亦即用反应树脂预浸渍的纤维半成品)构成，所述预浸料在高压釜中在压力和热的作用下固化。接着，将上外壳与下外壳粘接。在制造外壳时构造增强筋，所述增强筋具有自身封闭的横截面，该横截面用泡沫材料芯填满。然而，在所述增强筋之间构成空腔。已知的方法不利地限制于升降机的制造，其中所述方法过程此外是非常复杂的。通过预浸料在分开的方法步骤中制造外壳是复杂且昂贵的。此外，在上外壳和下外壳之间的粘接连接构成薄弱处、即易受尤其是由冲击载荷引起的损坏。因此无法保证从操纵面的上侧到下侧的有效力传递。另一缺点在于，已知的升降机在增强筋之间设有容易进水的空腔。由于这些限制，已知的方法无法满足对于航空交通适用的允许前提条件。US2009/072090A1涉及一种在飞机机翼上的操纵面元件。在一种实施方式中，在外壳元件之间设置有增强结构。该增强结构位于两个蜂窝芯之间。此外，在增强结构的两个边腿之间形成自由空间。US3775238A示出一种带有外壳嵌板的副翼，在所述外壳嵌板之间设置有增强筋。所述外壳嵌板构造成带有泡沫芯的复合构件。在此现有技术中，在副翼的增强筋之间同样保持有自由空间。DE102008013759A1描述了以空气动力学操纵面为形式的纤维复合构件的制造，所述操纵面具有由外壳包围的增强元件。在此，引入芯形的可去除的芯，以便仿制纤维复合构件的内表面几何形状。随后将纤维半成品放置到该芯上。最后以RTM方法制成所述纤维复合构件。随后将芯去除。据此，在此现有技术中，最后要去除芯。为此目的，芯的芯材料为可熔化的材料，所述材料的熔点在基质材料的固化温度之上，或者芯的芯材料为可固化的物质，之后可通过适合的溶解剂又溶解该物质并且将该物质从之后的构件中冲洗出去。为了去除芯，使用之后在外壳中引入的孔或者在横肋片的角区域中设置的开口，所述开口之后用作冷凝水的排水口。文献EP1227035A2公开了一种扰流器，其中设置由塑料材料制成的配件。所述扰流器具有以蜂窝芯为形式的轻质结构芯，该轻质结构芯用上覆层和下覆层覆盖。所述轻质结构芯具有相应于所述配件的剖面。
技术实现思路
对此，本专利技术的目的在于，消除或者缓解现有技术的个别或者所有缺点。因此，本专利技术的目的尤其在于，提供一种开头所述类型的操纵面元件，所述操纵面元件可以以简化的方法、尤其是以灌注方法制造，并且使至少一个增强筋的构造变得简单。按照本专利技术，增强筋设置在芯元件的两个芯区段之间。有利地，增强筋(或者用于构成增强筋的半成品)通过芯区段可以可靠地在侧向、亦即沿操纵面元件的纵向(或者说沿飞机的翼展方向)固定。优选，设有多个沿操纵面元件的纵向间隔开距离的增强筋或加固筋。按照本专利技术的设计方案能实现以灌注方法制造操纵面元件，其中，在液态中的塑料尤其是被抽吸引导穿过纤维半成品，以便一起制造上外壳、下外壳和增强筋。在制造时，增强筋可以通过与之接触的芯区段精确地定位和成型。此外，设置芯元件具有如下优点：操纵面元件在运行中针对进水得到更好地保护。此外有利的是：改善了冲击保护。当芯元件(除了所述至少一个在芯区段之间的增强筋之外)基本上在操纵面元件的上外壳和下外壳之间的间隙的整个长度(或者说沿操纵面元件的纵向延伸尺寸)上延伸，可以可靠地阻止沿操纵面元件的进水。此外优选规定，一件式或多件式的芯元件的芯区段基本上在上外壳和下外壳之间的间隙的整个宽度(亦即间隙在操纵面元件的主平面中基本上垂直于其纵向的延伸尺寸)上延伸。这一方面具有如下优点：增强筋在其长度上固定地存在。另一方面可以进一步改进针对进水的保护。对于本专利公开文件的目的，方向说明“上”、“下”、“前”、“后”以操纵面元件的、根据优选实施例在扰流板时的安装状态为参考。对于其它类型的操纵面元件，方向说明可以类似地转用。为了在制造时沿操纵面元件的纵向来稳定或固定增强筋(或者用于构成增强筋的半成品)，有利的是：增强筋具有至少一个基本上垂直于上外壳元件的纵向延伸的接片，其中一个所述芯区段与增强筋的接片的一个纵侧面接触，并且另一所述芯元件与增强筋的接片的另一纵侧面接触。优选，增强筋的接片基本上垂直于上外壳元件设置。以这种方式，所述增强筋在制造时、例如在灌注方法中可靠地保持在两个芯区段之间。增强筋可以具有不同的横截面几何形状。然而优选的是，增强筋具有敞开的横截面。区别于封闭的横截面，这意味着增强筋不具有各处都封闭的内部空间。因此，增强筋沿操纵面元件的纵向(亦即沿飞机机翼的翼展方向)通过与增强筋接触的芯区段保持。为了引起在操纵面元件的上侧和操纵面元件的下侧之间的力传递，增强筋的接片优选从上外壳元件的内侧延伸到下外壳元件的内侧。优选，芯元件基本上完全地填满在上外壳元件、下外壳元件和至少一个增强筋之间形成的间隙。在此设计方案中，操纵面元件基本上不具有内部的空腔，由此可以可靠地阻止进水。此外，还显著地改善了在安装状态中针对冲击载荷的防护。与之相对，以带有蜂窝芯的扰流板为形式的操纵面元件一方面具有如下缺点，即，水可能进入到空的间隙中。另一方面，在蜂窝结构的壁之间的冲击载荷可能造成损坏。此外，本设计方案具有如下优点：增强筋(或者为此所设的半成品)在制造过程期间全面固定地存在。按照一种尤其优选的设计方案变型，设置尤其是由碳纤维增强塑料制成的纤维复合元件作为增强筋，所述纤维复合元件设置在芯元件的两个彼此分开的芯区段之间。纤维复合元件由纤维半成品、尤其是纤维松布、纤维织物、纤维编织物、纤维针织物、纤维网构成，所述纤维半成品用固化的塑料、例如环氧树脂浸渍或者说浸润。在此设计方案中有利的是：增强筋具有至少一个基本上平行于上外壳元件的主平面延伸的、设置于上外壳元件的内侧上的上凸缘和/或至少一个基本上平行于下外壳元件的主平面延伸的、设置于下外壳元件的内侧上的下凸缘，其中所述上凸缘和/或下凸缘以一个角度、优选以基本上直角的角度相对于增强筋的接片设置。优选，增强筋具有C型材，该C型材由接片和与之弯曲的凸缘构成。该设计方案能实现将载荷有利地从带有上侧外表面的上外壳元件和从带有下侧外表面的下外壳元件导出到操纵面元件的增强筋中。为了使增强筋的上凸缘和下凸缘与芯元件的上侧或下侧的邻接的区段基本上齐平地设置，优选规定，芯区段中的至少一个芯区段在朝向下外本文档来自技高网...

【技术保护点】
用于飞机的操纵面元件(1)、尤其是扰流板，包括：上外壳元件(2)，该上外壳元件具有可被空气绕流的外侧(4)；下外壳元件(3)；至少一个增强筋(8)和由泡沫材料制成的芯元件(9)，其特征在于，所述增强筋(8)设置在芯元件(9)的两个芯区段(10)之间。

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】2015.04.24 AT A50332/20151.用于飞机的操纵面元件(1)、尤其是扰流板，包括：上外壳元件(2)，该上外壳元件具有可被空气绕流的外侧(4)；下外壳元件(3)；至少一个增强筋(8)和由泡沫材料制成的芯元件(9)，其特征在于，所述增强筋(8)设置在芯元件(9)的两个芯区段(10)之间。2.如权利要求1所述的操纵面元件(1)，其特征在于，所述增强筋(8)具有至少一个基本上垂直于上外壳元件(2)的纵向(2a)延伸的接片(11)，其中一个所述芯区段(10)与增强筋(8)的接片(11)的一个纵侧面接触，并且另一所述芯区段(10)与增强筋(8)的接片(11)的另一纵侧面接触。3.如权利要求1或2所述的操纵面元件(1)，其特征在于，所述增强筋(8)的接片(11)从上外壳元件(2)的内侧延伸到下外壳元件(3)的内侧。4.如权利要求1至3之一所述的操纵面元件(1)，其特征在于，所述芯元件(9)基本上完全填满在所述上外壳元件(2)、所述下外壳元件(3)和所述至少一个增强筋(8)之间形成的间隙。5.如权利要求1至4之一所述的操纵面元件(1)，其特征在于，设置纤维复合元件、尤其是由碳纤维增强塑料制成的纤维复合元件作为增强筋(8)，该纤维复合元件设置在芯元件(9)的两个彼此分离的芯区段(10)之间。6.如权利要求5所述的操纵面元件(1)，其特征在于，所述增强筋(8)具有至少一个基本上平行于上外壳元件(2)的主平面延伸的、设置于上外壳元件(2)的内侧上的上凸缘(12)和/或至少一个基本上平行于下外壳元件(3)的主平面延伸的、设置于下外壳元件(3)内侧上的下凸缘(13)，其中所述上凸缘(12)和/或下凸缘(13)以一个角度、优选以基本上直角的角度相对于增强筋(8)的接片(11)设置。7.如权利要求6所述的操纵面元件(1)，其特征在于，所述芯区段(10)中的至少一个芯区段在朝向下外壳元件(3)内侧的下侧上具有用于增强筋(8)的下凸缘(13)的下凹部(14)和/或在朝向上外壳元件(2)的内侧的上侧上具有用于增强筋(8)的上凸缘(12)的上凹部(15)。8.如权利要求1至7之一所述的操纵面元件(1)，其特征在于，所述芯元件(9)设有由纤维复合材料制成的缝合部(18)以用于构成所述至少一个增强筋(8)。9.如权利要求8所述的操纵面元件，其特征在于，所述由纤维复合材料制成的缝合部(18)分别从芯元件(9)的朝向上外壳元件(2)的上侧延伸到芯元件(9)的朝向下外壳元件(3)的下侧。10.如权利要求8或9所述的操纵面元件(1)，其特征在于，多个由纤维复合材料制成的...

【专利技术属性】
技术研发人员：赫尔曼·菲泽格，沃尔特·斯特凡，
申请(专利权)人：FACC股份公司，
类型：发明
国别省市：奥地利,AT