具有CFRP材料增强的凸缘的飞行器桁条制造技术

本申请公开了具有碳纤维增强塑料(CFRP)材料增强的凸缘的飞行器桁条。一种要被耦接到飞行器的蒙皮的示例桁条包括凸缘。所述凸缘包括第一加强节段的第一部分。所述凸缘进一步包括第二加强节段的第一部分，所述第二加强节段的所述第一部分被耦接到所述第一加强节段的所述第一部分。所述凸缘进一步包括CFRP增强节段，所述CFRP增强节段被耦接到所述第一加强节段的所述第一部分并且被耦接到所述第二加强节段的所述第一部分。所述CFRP增强节段强化所述第一加强节段的所述第一部分和所述第二加强节段的所述第一部分。

Aircraft stringer with CFRP reinforced flange

The application discloses an aircraft stringer with a flange reinforced with carbon fiber reinforced plastic (CFRP) material. An example stringer of a skin to be coupled to an aircraft includes a flange. The flange includes a first part of a first reinforcing section. The flange further comprises a first part of the second reinforcing section coupled to the first part of the first reinforcing section. The flange further comprises a CFRP enhanced section coupled to the first part of the first enhanced section and to the first part of the second enhanced section. The CFRP enhanced section strengthens the first part of the first enhanced section and the first part of the second enhanced section.

【技术实现步骤摘要】
具有CFRP材料增强的凸缘的飞行器桁条
本公开大致涉及被实施在飞行器中的桁条(stringer)，并且更具体涉及具有碳纤维增强塑料(carbonfiberreinforcedplastic，CFRP)材料增强的凸缘的飞行器桁条。
技术介绍
飞行器的机身和机翼能够包括结构加强件(诸如桁条)来帮助机身和机翼在各种应力和应变状况下维持其形状。桁条的尺寸、形状和/或构造能够影响与桁条相关联的一个或更多个性能属性。例如，被耦接到飞行器的复合结构(诸如机身或机翼的蒙皮)的桁条的尺寸、形状和/或构造能够影响与桁条相关联的冲击强度、破损强度和/或屈曲强度。桁条的尺寸、形状和/或构造还能够影响桁条内的热破裂和/或皱褶形成的可能性。
技术实现思路
公开了具有CFRP材料增强的凸缘的飞行器桁条。公开了一种要被耦接到飞行器的蒙皮的桁条。所述桁条包含凸缘。所述凸缘包括第一加强节段的第一部分。所述凸缘还包括第二加强节段的第一部分，所述第二加强节段的所述第一部分被耦接到所述第一加强节段的所述第一部分。所述凸缘还包括CFRP增强节段，所述CFRP增强节段被耦接到所述第一加强节段的所述第一部分并且被耦接到所述第二加强节段的所述第一部分。所述CFRP增强节段是要强化所述第一加强节段的所述第一部分和所述第二加强节段的所述第一部分。公开了一种制造用于飞行器的桁条的方法。所述方法包含由第一复合坯件形成第一和第二加强节段。所述方法进一步包含将所述第一加强节段的第一部分耦接到所述第二加强节段的第一部分。所述方法进一步包含由第二复合坯件形成CFRP增强节段。所述方法进一步包含将所述CFRP增强节段耦接到所述第一加强节段的所述第一部分并且耦接到所述第二加强节段的所述第一部分。所述CFRP增强节段是要强化所述第一加强节段的所述第一部分和所述第二加强节段的所述第一部分。附图说明图1图示了一个或更多个桁条能够被实施在其中的飞行器。图2图示了已知的桁条。图3图示了根据本公开的教导构建的桁条。图4是图3的桁条的增强节段能够由其制作的复合坯件的透视图。图5是沿着图4的线A-A获取的图4的复合坯件的放大剖视图。图6是沿着图4的线B-B获取的图4的复合坯件的放大剖视图。图7是图3的桁条的第一和第二加强节段或基本节段能够由其制作的复合坯件的透视图。图8是沿着图7的线A-A获取的图7的复合坯件的放大剖视图。图9是沿着图7的线B-B获取的图7的复合坯件的放大剖视图。图10A-图10K图示了被用来制造图3的桁条的过程。某些示例在上面识别的图中进行示出并且在下面详细地进行描述。在描述这些示例中，类似的或完全相同的参考数字被用来识别相同的或相似的元件。图不一定按比例，并且为了清楚和/或简洁，图的某些特征和某些视图可以在比例上或在示意上可以被夸大地示出。具体实施方式如上面讨论的，飞行器的机身和机翼能够包括桁条来帮助机身和机翼在各种应力和应变情况下维持其形状。图1图示了一个或更多个桁条能够被实施在其中的飞行器100。图1的飞行器100包括机身102，所述机身102能够围住客舱和/或货物区域。机身102能够包括蒙皮和被耦接到蒙皮的桁条。桁条为机身102的蒙皮提供结构支撑。机身102能够是多层复合机身102，诸如CFRP机身。替代地，机身102能够由不同类型的材料制作。图1的飞行器100进一步包括从机身102横向向外延伸的机翼104(例如，右机翼和左机翼)。机翼104还能够包括桁条来为机翼104的蒙皮提供结构支撑。机翼104能够由与复合机身102基本上相同的复合材料制作。替代地，机翼104能够由不同类型的材料制作。被耦接到机身102的蒙皮或到图1的飞行器100的机翼104中的一个的蒙皮的桁条的尺寸、形状和/或构造能够影响与桁条相关联的一个或更多个性能属性。例如，桁条的尺寸、形状和/或构造能够影响与桁条相关联的冲击强度、破损强度和/或屈曲强度。桁条的尺寸、形状和/或构造还能够影响桁条内的热破裂和/或皱褶形成的可能性。在描述所公开的具有CFRP材料增强的凸缘的桁条的细节之前，本文中为背景提供了已知的桁条的描述。图2图示了已知的桁条200。图2的桁条200被耦接(例如，接合、结合、粘附等)到飞行器的蒙皮202(例如，图1的飞行器100的蒙皮)。桁条200包括第一加强节段204、第二加强节段206、基本节段208、填料区域210、填料212、第一凸缘214、第二凸缘216、第三凸缘218和端帽220。图2的桁条200的第一加强节段204包括第一表面222和位于第一表面222反面的第二表面224。第一加强节段204的第一表面222面向和/或被取向为远离桁条200的第二加强节段206和/或基本节段208。第一加强节段204的第二表面224面向和/或被取向为朝向桁条200的第二加强节段206和/或基本节段208。第一加强节段204包括被夹在第一加强节段204的第一与第二表面222、224之间的多层材料和/或由被夹在第一加强节段204的第一与第二表面222、224之间的多层材料形成。图2的第一加强节段204进一步包括第一部分226、以与第一加强节段204的第一部分226成一角度取向的第二部分228以及在第一加强节段204的第一部分226与第二部分228之间延伸的第三部分230。第一加强节段204的第二部分228基本上垂直于第一加强节段204的第一部分226。基于在图2中图示的桁条200的取向，第一加强节段204的第一部分226被竖直地取向，并且第一加强节段204的第二部分228被水平地取向。第一加强节段204的第一和第二部分226、228是基本上线性的，并且第一加强节段204的第三部分230是弧形的和/或非线性的。图2的第一加强节段204进一步包括由第一加强节段204的第一部分226形成的第一端232和由第一加强节段204的第二部分228形成的第二端234。第一加强节段204的第一端232具有在第一加强节段204的第一和第二表面222、224之间延伸的平坦边缘236(例如，零度倒角边缘)。第一加强节段204的第二端234具有在第一加强节段204的第一和第二表面222、224之间延伸的带角度边缘/倾斜边缘238(例如，四十五度倒角边缘)。第一加强节段204的第三部分230具有由沿着第一加强节段204的第二表面224在第三部分230的跨度上面测量的曲率半径240限定的弯曲部分。第一加强节段204具有在第一加强节段204的第一和第二表面222、224之间测量的厚度242。第一加强节段204的厚度242在第一加强节段204的第一、第二和第三部分226、228、230之间和/或上面是基本上恒定的和/或均匀的。图2的第一加强节段204的曲率半径240为大约十二毫米(12mm)。图2的第一加强节段204的厚度242为大约六毫米(6mm)。图2的桁条200的第二加强节段206被构建和/或实施为桁条200的第一加强节段204的镜像。图2的第二加强节段本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种要被耦接到飞行器(100)的蒙皮(302)的桁条(300)，所述桁条包含：/n凸缘(316)，所述凸缘(316)包括第一加强节段(304)的第一部分(326)、第二加强节段(306)的第一部分(348)和碳纤维增强塑料增强节段即CFRP增强节段(314)，所述第二加强节段(306)的所述第一部分(348)被耦接到所述第一加强节段的所述第一部分，所述碳纤维增强塑料增强节段(314)被耦接到所述第一加强节段的所述第一部分并且被耦接到所述第二加强节段的所述第一部分，所述CFRP增强节段要强化所述第一加强节段的所述第一部分和所述第二加强节段的所述第一部分。/n

【技术特征摘要】
20180604 US 15/997,3311.一种要被耦接到飞行器(100)的蒙皮(302)的桁条(300)，所述桁条包含：
凸缘(316)，所述凸缘(316)包括第一加强节段(304)的第一部分(326)、第二加强节段(306)的第一部分(348)和碳纤维增强塑料增强节段即CFRP增强节段(314)，所述第二加强节段(306)的所述第一部分(348)被耦接到所述第一加强节段的所述第一部分，所述碳纤维增强塑料增强节段(314)被耦接到所述第一加强节段的所述第一部分并且被耦接到所述第二加强节段的所述第一部分，所述CFRP增强节段要强化所述第一加强节段的所述第一部分和所述第二加强节段的所述第一部分。


2.根据权利要求1所述的桁条，其中所述CFRP增强节段包括多层(502)CFRP条带或CFRP织物，并且其中所述CFRP增强节段的所述多层被配置为非常规铺设。


3.根据权利要求2所述的桁条，其中所述非常规铺设是对称铺设。


4.根据权利要求1所述的桁条，其中所述CFRP增强节段是要增加所述第一加强节段的所述第一部分和所述第二加强节段的所述第一部分的冲击强度、破损强度或屈曲强度中的至少一个。


5.根据权利要求1所述的桁条，其中所述第一加强节段进一步包括第一表面(322)和位于所述第一加强节段的所述第一表面反面的第二表面(324)，其中所述第二加强节段进一步包括第一表面(344)和位于所述第二加强节段的所述第一表面反面的第二表面(346)，其中所述CFRP增强节段包括第一表面(388)和位于所述第一加强节段的所述第一表面反面的第二表面(390)，其中沿着所述第一加强节段的所述第一部分的所述第一加强节段的所述第二表面被耦接到沿着所述第二加强节段的所述第一部分的所述第二加强节段的所述第二表面，并且其中所述CFRP增强节段的所述第二表面被耦接到沿着所述第一加强节段的所述第一部分的所述第一加强节段的所述第一表面，并且进一步被耦接到沿着所述第二加强节段的所述第一部分的所述第二加强节段的所述第一表面。


6.根据权利要求5所述的桁条，其中所述第一加强节段进一步包括正交于所述第一加强节段的所述第一部分被取向的第二部分(328)和在所述第一加强节段的所述第一部分和所述第二部分之间延伸的第三部分(330)，并且其中所述第二加强节段进一步包括正交于所述第二加强节段的所述第一部分被取向的第二部分(350)和在所述第二加强节段的所述第一部分和所述第二部分之间延伸的第三部分(352)。


7.根据权利要求6所述的桁条，其中所述CFRP增强节段沿着所述桁条的高度尺寸的百分之三十五与百分之八十五之间延伸，所述桁条的所述高度尺寸从所述第一加强节段的所述第一部分的末端(332)到位于所述第一加强节段的所述第二部分处的所述第一加强节段的所述第一表面的一部分正交地进行测量。


8.根据权利要求6所述的桁条，其进一步包含基本节段(308)、填料区域(310)和填料(312)，所述基本节段包括第一部分(370)、位于所述基本节段的所述第一部分反面的第二部分(372)和在所述基本节段的所述第一部分和所述第二部分之间延伸的第三部分(374)，所述基本节段的所述第一部分被耦接到所述第一加强节段的所述第二部分，所述基本节段的所述第二部分被耦接到所述第二加强节段的所述第二部分，所述填料区域由所述第一加强节段的所述第三部分、所述第二加强节段的所述第三部分和所述基本节段的所述第三部分限定，所述填料被保持在所述填料区域内。


9.根据权利要求8所述的桁条，其中所述第一加强节段具有第一厚度(342)，所述第二加强节段具有等于所述第一厚度的第二厚度(364)，所述基本节段具有等于所述第一厚度并且等于所述第二厚度的第三厚度(384)，并且所述CF...

【专利技术属性】
技术研发人员：J·程，
申请(专利权)人：波音公司，
类型：发明
国别省市：美国;US