具有包括一体帽形翼梁的复合基部蒙皮的翼型体制造技术

本发明专利技术涉及具有包括一体帽形翼梁的复合基部蒙皮的翼型体。本发明专利技术公开了包括由复合材料制成的基部组件的翼型体(诸如机翼或飞行控制表面)，该基部组件进而包括基部蒙皮以及与所述基部蒙皮一体地形成的一个或更多个帽形翼梁。所述翼型体进一步包括使用紧固件附接至所述帽形翼梁的闭合蒙皮。制造这样的翼型体的方法使用树脂注入处理。

An airfoil with a composite base skin consisting of a single cap shaped wing beam

The invention relates to an airfoil with a composite base skin consisting of a single cap shaped wing beam. The invention discloses airfoil including a base assembly made of composite material, such as wing or flight control surface, and the base assembly further comprises a base skin and one or more hat shaped wing beams formed integrally with the base skin. The airfoil body is further included with a closed skin attached to the cap shaped wing beam with a fastener. The method of making such an airfoil is treated with resin injection.

【技术实现步骤摘要】
具有包括一体帽形翼梁的复合基部蒙皮的翼型体
本文公开的技术总体涉及用于飞行器的翼型体，特别地涉及用于飞行器的机翼和飞行控制表面。
技术介绍
飞行器在不同方向上的移动可使用飞行控制表面来控制。例如，飞行控制表面可用于使飞行器旋转，以改变飞行器的俯仰、滚动和偏航。另外，飞行控制表面还可用于改变飞行器上机翼的升力系数。飞行控制表面可例如是但不限于：副翼、升降舵、方向舵、扰流板、襟翼、板条、制气器、升降舵配平或一些其它合适类型的控制表面。例如，襟翼是用于以给定的空速增大飞行器机翼的升力的类型的高升力装置。襟翼通常安装在固定翼飞行器的机翼后缘上。这些襟翼通常用于减小飞行阶段(例如，但不限于，起飞和降落)期间的飞行器的失速速度。特别地，延伸的襟翼增加机翼翼型件的弯度，这进而增加最大升力系数。弯度是机翼翼型件的顶部曲线和底部曲线之差。增加最大升力系数允许飞行器以较慢的速度生成给定量的升力。以这种方式，使襟翼延伸会降低飞行器的失速速度。诸如机翼和飞行控制表面的翼型体的设计必须考虑到多个问题，诸如结构完整性、制造成本、加工简单性、非破坏性检查进入、装配一体化、损伤容限和修理方案。将期望提供具有解决这些问题中的一个或更多个的改进的翼型体。
技术实现思路
下面详细公开的主题涉及包括由复合材料制成的基部组件的翼型体(诸如机翼和飞行控制表面)，该基部组件进而包括基部蒙皮以及与所述基部蒙皮一体地形成的一个或更多个帽形翼梁。(如本文所使用的，术语“复合材料”意指“纤维增强塑料”，例如，碳纤维增强塑料)。所述翼型体进一步包括使用紧固件附接至所述帽形翼梁的闭合蒙皮(close-outskin)。所公开的主题还涉及使用树脂注入处理来制造这样的翼型体的方法。依据本文公开的实施方式设计并制造的翼型体改进了以下中的一者或多者：结构完整性、制造成本、加工简单性、非破坏性检查进入、装配一体化、损伤容限和修理方案。下文详细公开的主题的一个方面是一种翼型体，该翼型体包括：基部蒙皮，所述基部蒙皮由复合材料制成；第一帽形翼梁，所述第一帽形翼梁由复合材料制成并且包括与所述基部蒙皮一体地形成的前凸缘和后凸缘、顶部、将所述前凸缘连接到所述顶部的前腹板以及将所述后凸缘连接到所述顶部的后腹板；闭合蒙皮；以及第一多个紧固件，所述闭合蒙皮由所述第一多个紧固件附接至所述第一帽形翼梁的所述顶部。依据一些实施方式，所述翼型体进一步包括：第二帽形翼梁，所述第二帽形翼梁由复合材料制成并且包括与所述基部蒙皮一体地形成的前凸缘和后凸缘、顶部、将所述前凸缘连接到所述顶部的前腹板以及将所述后凸缘连接到所述顶部的后腹板；第二多个紧固件，所述闭合蒙皮由第二多个紧固件附接至所述第二帽形翼梁的所述顶部；鼻部；和第三多个紧固件，所述鼻部由第三多个紧固件附接至所述基部蒙皮。前述段落中描述的所述翼型体中的所述帽形翼梁中的至少一者可具有一个或更多个以下特征：(a)所述帽形翼梁的轮廓在翼展方向上是变化的；(b)所述帽形翼梁的腹板的厚度在翼展方向上是变化的；(c)所述帽形翼梁的所述顶部不平行于所述基部蒙皮；以及(d)所述帽形翼梁的腹板与所述基部蒙皮之间的第一底角不同于所述帽形翼梁的腹板与所述基部蒙皮之间的第二底角。下文详细公开的主题的另一方面是一种翼型体，该翼型体包括：基部蒙皮，所述基部蒙皮由复合材料制成；帽形翼梁，所述帽形翼梁由复合材料制成并且包括与所述基部蒙皮一体地形成的前凸缘和后凸缘、顶部、将所述前凸缘连接到所述顶部的一侧的前腹板以及将所述后凸缘连接到所述顶部的另一侧的后腹板；闭合蒙皮；第一多个紧固件，所述闭合蒙皮由所述第一多个紧固件附接至所述第一帽形翼梁的所述顶部；以及第二多个紧固件，所述闭合蒙皮的后部由所述第二多个紧固件附接至所述基部蒙皮的后部以形成所述翼型体的后缘。下文详细公开的主题的另一方面是一种制造翼型体的方法，该方法包括：(a)使用树脂注入处理来形成由复合材料制成的基部组件，所述基部组件包括基部蒙皮和帽形翼梁，所述帽形翼梁具有与所述基部蒙皮一体地形成的前凸缘和后凸缘、顶部、将所述前凸缘连接到所述顶部的前腹板以及将所述后凸缘连接到所述顶部的后腹板；(b)形成闭合蒙皮；(c)将所述闭合蒙皮紧固到所述帽形翼梁的所述顶部；以及(d)将所述基部蒙皮的后部紧固到所述闭合蒙皮的后部。依据一些实施方式，前述段落中描述的方法的步骤(a)包括：将第一多个织物层放置到具有构造成使所述帽形翼梁成形的凹部的基部工具的表面上；在所述第一多个织物层的顶部上将心轴放置到所述凹部中；将两个填条件(noodle)和第二多个织物层放置到所述心轴和所述第一多个织物层的相邻部分之上；将挡板放置到所述第二多个织物层之上；将真空袋放置到所述挡板之上；为所述真空袋与所述基部工具之间的空间抽真空；将树脂注入到所述第一多个织物层和第二多个织物层中；以及固化注入的树脂。依据其它实施方式，制造翼型体的方法的步骤(a)包括：将多个编织物放置到具有构造成形成所述帽形翼梁的凹部的基部工具的表面上；在所述凹部中的所述多个编织物的顶部上将心轴放置到所述凹部中；将两个填条件和多个带放置到所述心轴和所述多个编织物的相邻部分之上；将挡板放置到所述多个带之上；将真空袋放置到所述挡板之上；为所述真空袋与所述基部工具之间的空间抽真空；将树脂注入到所述多个编织物和多个带中；以及固化注入的树脂。下文公开了具有帽形翼梁的翼型体以及制造这样的翼型体的方法的其它方面。附图说明前述章节中讨论的特征、功能和优点可以在各个实施方式中独立地实现，或者可在其它实施方式中组合。出于说明上述及其它方面的目的，将在下文中参照附图描述各个实施方式。图1表示结合有不同类型的飞行控制表面的飞行器的俯视图。图2表示包括基部蒙皮以及与基部蒙皮一体地形成并表示各种弦向尺寸参数的一对帽形翼梁的基部组件的端视图。图3表示依据基部组件具有第一构造的第一襟翼实施方式的高升力后缘襟翼的未组装部件的端视图。图3A表示由图3中看到的虚线椭圆3A包围的梁状翼梁的端视图，该梁状翼梁具有前凸缘和后凸缘以及与基部蒙皮共同注入的结构填条件。图4表示依据基部组件具有第二构造的第二襟翼实施方式的高升力后缘襟翼的未组装部件的端视图。图5表示依据基部组件具有第三构造的第三襟翼实施方式的高升力后缘襟翼的未组装部件的端视图。图6表示依据基部组件具有第四构造的第四襟翼实施方式的高升力后缘襟翼的未组装部件的端视图。图6A表示具有图6中描绘的第四襟翼实施方式的结构的变型的高升力后缘襟翼的前部的未组装部件的端视图。图7表示依据基部组件具有第五构造的实施方式的飞行控制表面(例如，副翼、升降舵或方向舵)的部分组装部件的剖视图。图8表示依据基部组件具有第六构造的实施方式的飞行控制表面(例如，副翼、升降舵或方向舵)的部分组装部件的剖视图。图9表示依据基部组件具有类似于第六构造的构造的实施方式的机翼扰流板的部分组装部件的剖视图。图10示出了使用树脂注入处理来制造图6中描绘的基部组件的加工概念。图11示出了使用树脂注入处理来制造具有类似于图7中描绘的基部组件的结构的基部组件的加工概念。图12是标示用于制造具有使凸缘与基部蒙皮共同注入的帽形翼梁的翼型体的方法的一些步骤的流程图。图13是标示可以用于制造由复合材料制成的基部组件的树脂注入系统的一些部件本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种翼型体，该翼型体包括：基部蒙皮，所述基部蒙皮由复合材料制成；第一帽形翼梁，所述第一帽形翼梁由复合材料制成并且包括与所述基部蒙皮一体地形成的前凸缘和后凸缘、顶部、将所述前凸缘连接到所述顶部的前腹板以及将所述后凸缘连接到所述顶部的后腹板；闭合蒙皮；以及第一多个紧固件，所述闭合蒙皮由所述第一多个紧固件附接至所述第一帽形翼梁的所述顶部。

【技术特征摘要】
2016.09.28 US 15/278,1441.一种翼型体，该翼型体包括：基部蒙皮，所述基部蒙皮由复合材料制成；第一帽形翼梁，所述第一帽形翼梁由复合材料制成并且包括与所述基部蒙皮一体地形成的前凸缘和后凸缘、顶部、将所述前凸缘连接到所述顶部的前腹板以及将所述后凸缘连接到所述顶部的后腹板；闭合蒙皮；以及第一多个紧固件，所述闭合蒙皮由所述第一多个紧固件附接至所述第一帽形翼梁的所述顶部。2.根据权利要求1所述的翼型体，其中，所述第一帽形翼梁的轮廓在翼展方向上是变化的。3.根据权利要求1所述的翼型体，其中，所述第一帽形翼梁的所述前腹板的厚度在翼展方向上是变化的。4.根据权利要求1所述的翼型体，其中，所述第一帽形翼梁的所述顶部不平行于所述基部蒙皮。5.根据权利要求1所述的翼型体，其中，所述第一帽形翼梁的所述前腹板与所述基部蒙皮之间的第一底角不同于所述第一帽形翼梁的所述后腹板与所述基部蒙皮之间的第二底角。6.根据权利要求1所述的翼型体，所述翼型体进一步包括：第二帽形翼梁，所述第二帽形翼梁由复合材料制成并且包括与所述基部蒙皮一体地形成的前凸缘和后凸缘、顶部、将所述前凸缘连接到所述顶部的前腹板以及将所述后凸缘连接到所述顶部的后腹板；以及第二多个紧固件，所述闭合蒙皮由所述第二多个紧固件附接至所述第二帽形翼梁的所述顶部。7.根据权利要求6所述的翼型体，所述翼型体进一步包括鼻部和第三多个紧固件，所述鼻部由所述第三多个紧固件附接至所述基部蒙皮。8.根据权利要求6所述的翼型体，所述翼型体进一步包括铰链配件、附接至所述铰链配件的内部配件、将所述第二帽形翼梁附接至所述内部配件的第三多个紧固件以及将所述闭合蒙皮附接至所述内部配件的第四多个紧固件。9.根据权利要求1所述的翼型体，其中，所述闭合蒙皮包括由复合材料制成的第一层压件。10.根据权利要求9所述的翼型体，其中，所述闭合蒙皮进一步包括：第一蜂窝面板，所述第一蜂窝面板由复合材料制成并且与所述第一层压件成一体；以及第二层压件，该第二层压件由复合材料制成并且与所述第一蜂窝面板成一体，其中，所述第一蜂窝面板覆盖在所述第一帽形翼梁与第二帽形翼梁之间的第一空间上。11.根据权利要求10所述的翼型体，所述翼型体进一步包括第三多个紧固件，所述闭合蒙皮的后部由所述第三多个紧固件附接至所述基部蒙皮的后部以形成所述翼型体的后缘，其中，所述闭合蒙皮进一步包括：第二蜂窝面板，所述第二蜂窝面板由复合材料制成并且与所述第一层压件成一体；以及第三层压件，所述第三层压件由复合材料制成并且与所述第二蜂窝面板成一体，其中，所述第二蜂窝面板覆盖在所述第一帽形翼梁与所述后缘之间的第二空间上。12.根据权利要求1所述的翼型体，所述翼型体进一步包括：铰链配件；内部配件，所述内部配件附接至所述铰链配件；前向翼梁，所述前向翼梁由复合材料制成并且包括与所述基部蒙皮一体地形成的前凸缘和后凸缘；以及第二多个紧固件，所述前向翼梁由所述第二多个紧固件附接至所述内部配件。13.一种翼型体，该翼型体包括：基...

【专利技术属性】
技术研发人员：A·谢泼德，D·A·普克，A·拉格度，N·K·H·杜，M·M·奥斯本，
申请(专利权)人：波音公司，
类型：发明
国别省市：美国,US