具有包括至少一个结构加强面板的机身的旋转机翼飞行器制造技术

具有包括至少一个结构加强面板(6)的机身的旋转机翼飞行器，该结构加强面板(6)包括受应力蒙皮(7)和刚性地附连于受应力蒙皮(7)的加强机架(8)，其中，该受应力蒙皮(7)包括内蒙皮(7a)、外蒙皮(7b)以及芯部元件组件(17)，该芯部元件组件设置在内蒙皮(7a)和外蒙皮(7b)之间，且该芯部元件组件(17)包括嵌合的至少一个粘弹性芯部元件(14)和至少一个中间芯部元件(15)，其中，该至少一个粘弹性芯部元件(14)设置成用于噪声和振动衰减。

A rotating airfoil with a fuselage consisting of at least one structural stiffening panel

【技术实现步骤摘要】
具有包括至少一个结构加强面板的机身的旋转机翼飞行器
本专利技术涉及一种旋转机翼飞行器，该旋转机器飞行器具有机身，该机身包括至少一个结构加强面板，该结构加强面板包括受应力蒙皮和刚性地附连于受应力蒙皮的加强机架。
技术介绍
更一般地说，具有所谓的蒙皮加强设计并且通常应用在半单壳设计中的此类结构加强面板通常包括薄蒙皮，该薄蒙皮由离散背部结构支承，该离散背部结构由离散结构元件构成，例如通常称为纵梁(stringer)之类的纵向加强件，以及通常由框架所限定的横向中间加强件。离散背部结构,即纵梁和框架限定加强机架，其中，纵梁吸收在操作中产生的相当大部分的纵向负载。通常，相应的纵梁粘结于或铆接于受应力蒙皮，并且在复合设计中，这些纵梁也可与受应力蒙皮共同固化、即同时固化。相应框架通常铆接于受应力蒙皮并且铆接到纵梁上，且所具有的高度大于纵梁的相应高度。因此，纵梁是持续的并且通过框架。框架示出局部切口，以允许结构加强面板的纵梁通过这些局部切口。然而，在具有包括此类结构加强面板的旋转机翼飞行器中，受应力蒙皮的至少自由部段由此形成所谓的舱室并且通常具有相对于较小的厚度并易于由旋转机翼飞行器在操作中的动态行为所激励，该至少自由部段设置在纵梁和框架之间且由纵梁和框架界定，因此显著地有助于产生噪声辐射，尤其是在中高音频范围内的噪声辐射。由于对声学和噪声排放特性的改进在航空业中是持续的意愿，因而不断地尝试减小噪声辐射，总的来说是改进旋转机翼飞行器的振动声学性能。通常，有若干技术有助于改进旋转机翼飞行器的振动声学性能。对于大多数技术而言，振动和噪声可通过使用被动方法来控制，类似于隔振和结构衰减，然而两者均与次级非承载元件相关，这些次级非承载元件对给定旋转机翼飞行器的基础重量效率有负面影响。更确切地说，飞行器机体、例如包括结构加强面板的旋转机翼飞行器机身的振动声学性能借助结构衰减在其声源处、即在结构加强面板处得以最佳地控制。通过改进结构加强面板的相应衰减特性，振动能量能在其振动能积聚并且作为噪声而辐射之前耗散到结构加强面板内。能将合适的材料施加于结构加强面板，以增大这些结构加强面板在经受振动时耗散能量的能力。传统的方案基于将例如粘合阻尼片或垫或玻璃纤维隔离垫的隔音材料添加至结构加强面板和/或相应的机舱衬里。粘合阻尼片或垫是附加片或垫，这些附加片或垫粘结到诸如上述舱室之类易于振动的结构加强面板的相应表面上。粘合阻尼片或垫通常仅由粘弹性材料构成或者与覆盖板相组合，并且例如实施为自由弹性体橡胶层。粘弹性材料在加载和卸载循环周期中具有内在滞后性能，这导致机械能量由于材料的内部材料的作用而耗散。文献US3,058,704A描述了此种阻尼片或垫的使用。文献US8,479,876B2也描述了此种阻尼片或垫的使用，然而，这些阻尼片或垫并不尤其适用于飞行器机体，例如旋转机翼飞行器的包括结构加强面板的机身。而是，这些阻尼片或垫设置成通常用于交通工具的结构性非加强元件上的慢速交通工具，并且具有特定成形以改进总体组件的可成形性。此外，例如从文献EP2660048A1和US3,817,256A可以了解将粘弹性材料用于衰减。然而，此类附加片或垫通常直接地施加于基础结构、即直接地施加于结构加强面板，并且更确切地说、施加于结构加强面板的诸如上述舱室之类的自由表面。这使得能够在足够部位的对应设定上采取简单经验方案，即将附加片或垫粘结在其上，但最终意味着额外增重。这些附加片或垫通常由此并不被认为是用于机身的承载和稳定构件。此外，此种附加片或垫的相应覆盖比小于100％，由此导致噪声隔离效率的显著损失。该覆盖比限定被附加片或垫所覆盖的给定面板表面。更确切地说，结构加强面板通常包括多个加强构件、即纵梁和框架，这些加强构件铆接于给定受应力蒙皮、即受应力单体蒙皮。因此，在每个舱室处使用局部附加片或垫会不仅引起较低的覆盖比，而且会引起较高的额外重量。此外，给定结构加强面板的相应外表面须在施加附加片或垫之前经局部地预处理，以允许随后粘结附加片或垫，这会导致额外成本并延长交货时间。最后，须适当地保护附加片或垫的相应边界和边缘免受环境影响，以确保耐久性。与此相反，即通常在粘弹性材料作为粘弹性层夹在给定面板的两个硬性层之间的情形中，一旦给定面板经受横向负载和横向运动，机械能量就会耗散，这些横向负载在粘弹性层内产生横向剪切应力和应变。其中，机械能量耗散由于粘弹性层的剪切变形而产生。与刚好施加在易于振动的结构加强面板的相应表面上的上述自由粘弹性橡胶层所获得的衰减效果相比，此种所谓的约束层衰减效果有效得多。更确切地说，约束层衰减效果的基础有效性在很大程度上取决于所施加的粘弹性材料的相应特性和粘弹性层的厚度以及相应约束层、即给定面板的两个硬性层的对应厚度和弹性模量，并且还取决于给定面板的相应覆盖比。在该情形中，该覆盖比限定给定面板的由粘弹性层所覆盖的表面。然而，应注意的是，诸如相应操作温度之类的环境因素也会影响基础衰减特性。借助示例，文献US3,071,217A描述了一种结构加强面板的对应衰减结构，该结构加强面板具有粘弹性材料层，该粘弹性材料层在相关联加强机架的区域中施加在给定受应力蒙皮的外蒙皮和内蒙皮之间。然而，此种方案在实践中是不可行的，因为需要铆接通过粘弹性材料层，这易于由于松弛和微动疲劳问题而产生预张力损失。更一般地说，结构加强面板、即加强件和框架与具有一体粘弹性层的受应力蒙皮的组件的铆接被视为是不可行的，这是因为由于粘弹性层的松弛和相应铆钉的轴向微动而产生的显著张紧负载损失。应注意的是，还存在各种其它方案用以改进结构加强面板且更通常是在操作中易于产生振动和噪声的强化蒙皮结构的振动声学性能。例如，文献US4,635,882A描述了一种提供结构加强面板的噪声衰减的方案，该方案基于借助粘弹性材料层来互连结构加强面板的给定纵梁的远侧凸缘。文献WO81/02718A1还描述了借助粘弹性约束层来对结构加强元件、例如飞行器机身中的框架进行振动衰减，这些粘弹性约束层刚性地附连于结构加强元件的两个横向表面。此外，文献US4,235,398A描述了一种装饰板设计，该装饰板设计用作机身和飞行器机舱之间的隔离装置，而为飞行器添加额外的非承载质量。在文献EP1399362A1中描述了用于改进结构加强面板的振动声学性能的又一种方案，根据该方案，飞行器的结构加强面板包括夹层蒙皮和刚性地附连于该夹层蒙皮的加强框架。该受应力蒙皮包括铝制内蒙皮、铝制外蒙皮以及芯部材料，该芯部材料设置在内蒙皮和外蒙皮之间。该芯部材料包括轻型铝泡沫芯部和铝制强化网格，该强化网格包括纵向和横向网格构件。这些纵向网格构件限定纵梁，以使得可省略设置单独的纵梁，从而能减小结构加强面板的总体重量。此外，可避免框架中、单独的纵梁所需的弱化切口，由此整体地加强结构加强面板。在文献US3,817,356A、US3,058,704A以及US2,819,032A中描述了其它结构加强面板。然而，这些文献均未描述借助粘弹性芯部元件实现噪声和振动衰减。综上所述，通常将结构加强面板用在飞行器中是众所周知的措施，并且通常将粘弹性材料用于噪声和振动衰减也是众所周知的措施。然而，目前并不存在可用的用在旋转机翼飞行器中的结构设置，该结构设置将结构加强面板与粘弹性材料本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种旋转机翼飞行器(1)，所述旋转机翼飞行器具有机身(2)，所述机身包括至少一个结构加强面板(6)，所述结构加强面板(6)包括受应力蒙皮(7)和刚性地附连于所述受应力蒙皮(7)的加强机架(8)，其特征在于，所述受应力蒙皮(7)包括内蒙皮(7a)、外蒙皮(7b)以及芯部元件组件(17)，所述芯部元件组件设置在所述内蒙皮(7a)和所述外蒙皮(7b)之间，且所述芯部元件组件(17)包括嵌合的至少一个粘弹性芯部元件(14)和至少一个中间芯部元件(15)，其中，所述至少一个粘弹性芯部元件(14)设置成用于噪声和振动衰减。

【技术特征摘要】
2016.08.11 EP 16400035.81.一种旋转机翼飞行器(1)，所述旋转机翼飞行器具有机身(2)，所述机身包括至少一个结构加强面板(6)，所述结构加强面板(6)包括受应力蒙皮(7)和刚性地附连于所述受应力蒙皮(7)的加强机架(8)，其特征在于，所述受应力蒙皮(7)包括内蒙皮(7a)、外蒙皮(7b)以及芯部元件组件(17)，所述芯部元件组件设置在所述内蒙皮(7a)和所述外蒙皮(7b)之间，且所述芯部元件组件(17)包括嵌合的至少一个粘弹性芯部元件(14)和至少一个中间芯部元件(15)，其中，所述至少一个粘弹性芯部元件(14)设置成用于噪声和振动衰减。2.如权利要求1所述的旋转机翼飞行器(1)，其特征在于，所述至少一个中间芯部元件(15)在所述内蒙皮(12a)和所述外蒙皮(7a)之间设置在附连区域(12a)中，所述内蒙皮(7a)在所述附连区域(12a)中经由所述至少一个中间芯部元件(15)刚性地附连于所述外蒙皮(7b)。3.如权利要求2所述的旋转机翼飞行器(1)，其特征在于，所述至少一个中间芯部元件(15)是包括纵向部件(15a)和横向部件(15b)的网格，所述纵向部件和所述横向部件限定至少一个中间自由空间(13)，所述至少一个粘弹性芯部元件(14)设置在所述至少一个中间自由空间(13)中。4.如权利要求3所述的旋转机翼飞行器(1)，其特征在于，所述加强机架(8)是包括纵梁(10)和框架(9)的网格，所述纵梁和所述框架在所述附连区域(12a)中刚性地附连于所述受应力蒙皮(7)，且所述纵梁(10)和所述框架(9)至少部分地界定所述至少一个中间自由空间(13)。5.如权利要求4所述的旋转机翼飞行器(1)，其特征在于，所述纵梁(10)和所述框架(9)...

【专利技术属性】
技术研发人员：A·芬克，A·瑞克，H·菲茨，
申请(专利权)人：空客直升机德国有限公司，
类型：发明
国别省市：德国,DE