飞行器机翼的复合翼梁制造技术

示例飞行器机翼包括第一蒙皮、与第一蒙皮相对的第二蒙皮以及复合翼梁。复合翼梁包括双凸缘翼梁帽、单凸缘翼梁帽、连接双凸缘翼梁帽和单凸缘翼梁帽的翼梁腹板以及撕带。双凸缘翼梁帽包括向内凸缘和第一向外凸缘，并且在共固化过程期间，向内凸缘和第一向外凸缘与第一蒙皮成一体。单凸缘翼梁帽包括附接至第二蒙皮的第二向外凸缘。撕带沿复合翼梁的长度的至少一部分缝合至翼梁腹板的内侧。

【技术实现步骤摘要】
飞行器机翼的复合翼梁
本公开总体上涉及飞行器机翼，并且更具体地，涉及飞行器机翼的复合翼梁和组装飞行器机翼的方法。
技术介绍
由于复合材料中固有的通常高强度-重量比，复合材料越来越多地被用作各种结构部件中的诸如铝和钢合金的常规材料的替代品。例如，目前将复合零件用作飞行器的零件。复合材料通常包括以层(称为层片)的形式施加的增强纤维构成的网络，以及基本润湿增强纤维以便在树脂和增强纤维之间形成紧密接触的树脂。一些飞行器机翼的设计在飞行器机翼中(诸如在复合翼梁中)采用复合结构部件。飞行器机翼可包括一个或多个翼梁，该一个或多个翼梁是飞行器机翼的主要结构部件中的一些，并且沿飞行器机翼的长度延伸。在飞行期间，所述一个或多个翼梁可承受由作用在飞行器机翼上的升力引起的向上弯曲载荷，并且可对竖直剪切载荷作出反应。此外，在飞行器在地面上时，所述一个或多个翼梁可承受由于飞行器机翼以及飞行器机翼内或安装在飞行器机翼上的任何部件的重量引起的向下弯曲载荷。
技术实现思路
在一个示例中，描述了飞行器机翼的复合翼梁。复合翼梁包括双凸缘翼梁帽、单凸缘翼梁帽、连接双凸缘翼梁帽和单凸缘翼梁帽的翼梁腹板以及撕带(tearstrap)。双凸缘翼梁帽包括向内凸缘和第一向外凸缘，其中向内凸缘和第一向外凸缘被配置成在共固化过程期间与飞行器机翼的第一蒙皮成一体。单凸缘翼梁帽包括第二向外凸缘，该第二向外凸缘被配置成附接至飞行器机翼的第二蒙皮。第二蒙皮与第一蒙皮相对。撕带沿复合翼梁的长度的至少一部分缝合(stitch)至翼梁腹板的内侧。在另一个示例中，描述了飞行器机翼。飞行器机翼包括第一蒙皮、与第一蒙皮相对的第二蒙皮以及复合翼梁。复合翼梁包括双凸缘翼梁帽、单凸缘翼梁帽、连接双凸缘翼梁帽和单凸缘翼梁帽的翼梁腹板以及撕带。双凸缘翼梁帽包括向内凸缘和第一向外凸缘，并且向内凸缘和第一向外凸缘被缝合至第一蒙皮并在共固化过程期间与第一蒙皮成一体。单凸缘翼梁帽包括附接至第二蒙皮的第二向外凸缘。撕带沿复合翼梁的长度的至少一部分缝合至翼梁腹板的内侧。在另一个示例中，描述了组装飞行器机翼的方法。该方法包括在共固化过程期间使飞行器机翼的前翼梁的双凸缘翼梁帽和飞行器机翼的后翼梁的双凸缘翼梁帽与飞行器机翼的第一蒙皮成一体。另外，该方法包括在共固化过程之后，将多个肋紧固至前翼梁的翼梁腹板和后翼梁的翼梁腹板。此外，该方法包括将前翼梁的单凸缘翼梁帽和后翼梁的单凸缘翼梁帽紧固至飞行器机翼的第二蒙皮，其中第二蒙皮与第一蒙皮相对。已论述的特征、功能和优点可在各个示例中独立地实现，或者可在其他示例中组合，可参考以下描述和附图查看其进一步的细节。附图说明在所附的权利要求书中阐述了认为是说明性实施例的特征的新颖特征。然而，当结合附图阅读时，通过参考以下对本公开的说明性示例的详细描述，将最好地理解说明性示例以及优选的使用模式、其进一步的目的和描述，其中：图1示出了根据示例的飞行器机翼。图2示出了根据示例的复合翼梁的局部视图。图3示出了附接至图2所示的复合翼梁的多个肋。图4示出了根据示例的飞行器机翼的一部分的剖视图。图5示出了将前缘附接至图4所示的飞行器机翼的部分的示例方式。图6示出了将前缘附接至图4所示的飞行器机翼的部分的另一示例方式。图7示出了根据示例的飞行器机翼的另一部分的剖视图。图8示出了将后缘附接至图4所示的飞行器机翼400的部分的示例方式。图9示出了将后缘附接至图4所示的飞行器机翼400的部分的另一示例方式。图10示出了将后缘附接至图4所示的飞行器机翼400的部分的另一示例方式。图11示出了根据示例的翼梁腹板的层叠结构。图12示出了根据示例的将肋柱附接至翼梁腹板的缝合技术。图13示出了根据示例的将双凸缘翼梁帽附接至蒙皮的缝合技术。图14示出了根据示例的将加强件附接至翼梁腹板的缝合技术。图15示出了根据示例的方法的流程图。图16示出了根据示例的可结合图15所示的方法执行的附加操作。图17示出了根据示例的肋至复合翼梁的紧固。图18示出了根据示例的第二蒙皮至复合翼梁的紧固。具体实施方式现在将在下文中参考附图更充分地描述所公开的示例，在附图中示出了一些但并非全部所公开的示例。实际上，可提供几个不同的示例，并且不应将其解释为限于本文阐述的示例。相反，提供这些示例是为了使本公开透彻和完整，并将本公开的范围充分传达给本领域技术人员。本文描述了飞行器机翼的复合翼梁以及组装飞行器机翼的方法。复合梁的示例包括双凸缘翼梁帽、单凸缘翼梁帽、连接双凸缘翼梁帽和单凸缘翼梁帽的翼梁腹板，以及沿复合翼梁的长度的至少一部分缝合至翼梁腹板的内侧的撕带。双凸缘翼梁帽包括与飞行器机翼的第一蒙皮成一体的向内凸缘和第一向外凸缘。此外，单凸缘翼梁帽包括第二向外凸缘，该第二向外凸缘被配置成附接至飞行器机翼的与第一蒙皮相对的第二蒙皮。例如，第一蒙皮可为下蒙皮，并且第二蒙皮可为上蒙皮。另选地，第一蒙皮可为上蒙皮，并且第二蒙皮可为下蒙皮。由于双凸缘翼梁帽和单凸缘翼梁帽，因此复合材料的横截面可类似于字母“J”的形状。本文公开的复合翼梁的配置可提高飞行器机翼的组装速度，从而降低成本。一些常规的复合翼梁在两个帽上仅包括向内凸缘。通过这种布置，可将第一蒙皮附接至第一向内凸缘，并且然后可将第二蒙皮放置在第二向内凸缘上方。当第二蒙皮位于第二向内凸缘上方时，第二蒙皮限制进入第二向内凸缘。为了将第二向内凸缘紧固至第二蒙皮，机械师可能需要进入飞行器机翼的内部以将第二蒙皮紧固至第二向内凸缘。相反，本文公开的复合翼梁消除了该问题，因为第二蒙皮可从飞行器机翼的外侧紧固至第二向外凸缘，并且不需要进入飞行器机翼的内部。本文公开的复合翼梁的配置还可提供到飞行器机翼的蒙皮的更强的连接。在仅具有向内凸缘的常规翼梁的情况下，当将翼梁附接至上蒙皮时，上蒙皮趋于向外波纹，这可向上拉动向内凸缘并通过对复合层合板的弱层间强度施加局部拉伸载荷来削弱翼梁腹板至帽半径。通过将上蒙皮附接至向外凸缘而不是向内凸缘，翼梁和上蒙皮之间的连接在半径上将层片压缩在一起，从而提高了材料的能力。类似地，将蒙皮(诸如下蒙皮)附接至向内凸缘和向外凸缘两者可相对于蒙皮更好地稳定翼梁，并提高翼梁-凸缘-腹板半径的性能。另外，本文公开的复合翼梁可缝合至第一蒙皮并在共固化过程期间与飞行器机翼的第一蒙皮成一体。不是单独固化第一蒙皮和复合翼梁，并且然后用数百个紧固件将第一蒙皮紧固至复合翼梁，而是可将第一蒙皮和复合翼梁缝合在一起，并且然后同时固化在一起。例如，可将干碳预制件翼梁缝合至干碳预制件的第一蒙皮上，并且然后可将未固化的复合翼梁和未固化的第一蒙皮插入烘箱内，使得可将第一蒙皮和复合翼梁在烘箱内同时共固化。可将多个复合翼梁共固化至第一蒙皮。将第一蒙皮缝合至复合翼梁(一个或多个)可使得将复合翼梁(一个或多个)共固化至第一蒙皮成为可能。共固化过程可减少制造时间和成本。缝合可固定翼梁至蒙皮的位置，并且本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种飞行器机翼的复合翼梁(102、104、200、408、412)，所述复合翼梁包括：/n双凸缘翼梁帽(114、214)，其包括向内凸缘(120)和第一向外凸缘(122)，所述向内凸缘和所述第一向外凸缘被配置成在共固化过程期间与所述飞行器机翼的第一蒙皮(106)成一体；/n单凸缘翼梁帽(116)，其包括第二向外凸缘(124)，所述第二向外凸缘被配置成附接至所述飞行器机翼的第二蒙皮(108)，所述第二蒙皮与所述第一蒙皮相对；/n翼梁腹板(118、218)，其连接所述双凸缘翼梁帽和所述单凸缘翼梁帽；以及/n撕带(220、222)，其沿所述复合翼梁的长度的至少一部分缝合至所述翼梁腹板的内侧。/n

【技术特征摘要】
20181108 US 16/184,4691.一种飞行器机翼的复合翼梁(102、104、200、408、412)，所述复合翼梁包括：
双凸缘翼梁帽(114、214)，其包括向内凸缘(120)和第一向外凸缘(122)，所述向内凸缘和所述第一向外凸缘被配置成在共固化过程期间与所述飞行器机翼的第一蒙皮(106)成一体；
单凸缘翼梁帽(116)，其包括第二向外凸缘(124)，所述第二向外凸缘被配置成附接至所述飞行器机翼的第二蒙皮(108)，所述第二蒙皮与所述第一蒙皮相对；
翼梁腹板(118、218)，其连接所述双凸缘翼梁帽和所述单凸缘翼梁帽；以及
撕带(220、222)，其沿所述复合翼梁的长度的至少一部分缝合至所述翼梁腹板的内侧。


2.根据权利要求1所述的复合翼梁，还包括缝合至所述翼梁腹板的所述内侧的多个肋柱(224)，所述多个肋柱被配置成附接至所述飞行器机翼的肋。


3.根据权利要求2所述的复合翼梁，其中所述多个肋柱在所述共固化过程期间与所述翼梁腹板成一体。


4.根据权利要求1至3中任一项所述的复合翼梁，还包括沿所述复合翼梁的高度的至少一部分缝合至所述翼梁腹板的所述内侧的加强件(226)。


5.根据权利要求4所述的复合翼梁，其中所述加强件支撑所述向内凸缘。


6.根据权利要求4所述的复合翼梁，其中所述加强件在所述共固化过程期间与所述翼梁腹板成一体。


7.根据权利要求1至3中任一项所述的复合翼梁，其中所述复合翼梁包括第一肋柱(224a)和第二肋柱(224b)，并且其中所述加强件位于所述第一肋柱和所述第二肋柱之间。


8.根据权利要求1至3中任一项所述的复合翼梁，其中所述撕带从所述单凸缘翼梁帽偏移小于所述复合翼梁的高度的第一距离。


9.根据权利要求8所述的复合翼梁，还包括沿所述复合翼梁的所述长度...

【专利技术属性】
技术研发人员：K·A·林顿，J·P·杜博富尔，J·E·巴拉亚，HY·T·吴，
申请(专利权)人：波音公司，
类型：发明
国别省市：美国;US