用于桁条面板的复合板条支撑件制造技术

一种用于桁条面板的复合板条支撑件。本发明专利技术提供具有集成板条结构的加强桁条面板。示例复合面板包括具有内表面的蒙皮构件，以及在内表面上的板条。板条包括一组层状层压层片，并且从第一侧延伸到第二侧。该组层状层压层片中的每个层压层片的尺寸被设定为形成第一侧和第二侧中的每一个的期望几何轮廓。复合面板还包括桁条，该桁条包括从板条的第一侧跨到板条的第二侧的帽部分，以在所述蒙皮构件的内表面上分别形成第一凸缘部分和第二凸缘部分。帽部分的基部段符合板条的相应第一侧和第二侧的期望几何轮廓。期望几何轮廓。

【技术实现步骤摘要】
用于桁条面板的复合板条支撑件


[0001]本公开总体上涉及飞行器支撑结构，并且更具体地涉及桁条面板。

技术介绍

[0002]在飞行器和运载火箭的构造中，诸如飞行器的蒙皮的各种表面可附接到被称为桁条或加强肋的结构支撑构件。在典型的飞行器机身中，桁条附接到机身蒙皮并在飞行器的纵向方向上延伸。它们主要负责将作用在蒙皮上的空气动力载荷转移到包括框架在内的内部结构上。在飞行器的机翼或水平稳定器中，桁条附着在机翼/水平稳定器蒙皮上，它们的主要功能是将作用在机翼上的弯曲载荷转移到诸如肋和翼梁的内部结构上。
[0003]然而，支撑结构中的缺陷会导致在复合部件上制造加强构件的现有方法，诸如填面形状的变形、树脂渗出、开裂和褶皱。修复或减轻此类缺陷可能需要额外的人工和材料，并且通常是工具密集型的。考虑到飞行器机翼和机身的规模，用于这些零件的成形和搬运设备也可能昂贵、笨重，并且需要大量的工厂占地面积。
[0004]因此，需要用于制造飞行器支撑结构的改进的系统和方法，以减少制造挑战，以及对劳动力、大量工具、工厂空间和材料搬运设备的需求。

技术实现思路

[0005]以下提供本公开的简化概述，以便提供对本公开的某些示例的基本理解。该概述不是本公开的广泛总览，并且它没有标识本公开的关键和重要元素，也没有描绘本公开的范围。其唯一目的是以简化的形式呈现本文公开的一些概念，作为稍后呈现的更详细描述的序言。
[0006]提供了用于各种飞行器结构的加强复合面板以及制造此类面板的方法。具体地，复合面板(100)包括具有内表面(510
‑
A)的蒙皮构件(510)。复合面板还包括在内表面上的板条(400)。该板条包括从第一侧(402)延伸到第二侧(404)的一组层状层压层片(420、422、424)。该组层状层压层片中的每个层压层片的尺寸被设定为形成第一侧和第二侧中的每一个的期望几何轮廓。复合面板还包括桁条(520)，该桁条包括帽部分(521)，其中帽部分从板条的第一侧跨到板条的第二侧，以分别在蒙皮构件的内表面上形成第一凸缘部分(524
‑
A)和第二凸缘部分(524
‑
B)，每个凸缘部分从帽部分延伸。
[0007]桁条可包括多个桁条层片。帽部分的第一基部段(522
‑
A)与板条的第一侧接触，并且符合板条的第一侧的期望几何轮廓。帽部分的第二基部段(522
‑
B)与板条的第二侧接触，并且符合板条的第二侧的期望几何轮廓。
[0008]支撑工具(530)可定位在该组层状层压层片中的最上层层压层片的顶部上，使得接合第一基部段和第二基部段的帽部分的主段(526)由支撑工具支撑。板条、桁条和蒙皮构件可被共固化。板条、桁条和蒙皮构件可被共结合。支撑工具可为硅成形心轴，该硅成形心轴包括均匀混合在其中的20％二氧化硅微球。
[0009]该层状层压层片中的每个层压层片可包括预浸渍有树脂的复合纤维。相邻的层压
层片的复合纤维可具有不同的取向角。
[0010]本公开的其他实施方式包括对应于所描述的装置的系统和方法。例如，在可包括前述和/或以下示例和方面中任一项的主题的至少一部分的另一方面，提供了一种飞行器，其包括一个或多个如上所述的复合面板。
[0011]还提供了一种制造所述复合面板的方法。该方法包括提供(610)具有内表面的蒙皮构件，以及将板条定位(620)在蒙皮构件的内表面上。板条包括一组层状层压层片，并且从第一侧延伸到第二侧。该组层状层压层片中的每个层压层片的尺寸被设定为形成第一侧和第二侧中的每一个的期望几何轮廓。该方法还包括将桁条放置(630)到支撑工具(530)上，并且支撑工具和桁条定位(640)在该组层状层压层片中的最上层层压层片上。该方法还包括接合(650)蒙皮构件、板条和桁条。
[0012]这些和其他示例在下面参考附图进一步描述。
附图说明
[0013]图1示出了可用本公开的各种示例来实施的加强桁条面板的示例。
[0014]图2示出了现有桁条面板组装系统的示例的横截面视图。
[0015]图3示出了具有制造缺陷的另一现有桁条面板组装系统的横截面透视图。
[0016]图4A、图4B和图4C示出了根据一个或多个示例的示例板条。
[0017]图5A和图5B示出了根据一个或多个示例的结合有板条的加强桁条面板的横截面视图。
[0018]图6示出了根据一个或多个示例的用于制造加强桁条面板的示例过程序列。
[0019]图7示出了根据一个或多个示例的用于制造具有板条的加强桁条面板的示例过程。
[0020]图8是根据一个或多个示例的可包括如本文所述的加强桁条面板的飞行器的示意图。
[0021]图9是可利用本文描述的方法和组件的飞行器生产和服务方法的框图。
具体实施方式
[0022]在下面的描述中，阐述了许多具体细节，以便提供对所呈现的概念的透彻理解。所呈现的概念可在没有这些具体细节中的一些或全部的情况下实践。在其他情况下，没有详细描述众所周知的过程操作，以免不必要地模糊所描述的概念。尽管将结合具体示例描述一些概念，但应理解，这些示例并非旨在进行限制。相反，其旨在覆盖由所附权利要求限定的本公开的精神和范围内可能包括的替代、修改和等同物。
[0023]例如，本公开的技术将在诸如飞行器面板的特定飞行器结构的背景下描述。然而，应注意，本公开的技术和机构可应用于各种其他交通工具或构建结构的各种其他面板组件。在以下描述中，阐述了许多具体细节，以便提供对本公开的透彻理解。本公开的特定示例可在没有这些特定细节中的一些或全部的情况下实施。在其他情况下，未详细描述众所周知的处理操作，以免不必要地模糊本公开。为了清楚起见，有时将以单数形式描述本公开的各种技术和机构。然而，应注意，除非另外说明，否则一些示例包括技术的多次迭代或机构的多次实例化。
[0024]总览
[0025]本公开描述了用于飞行器和其他交通工具或工业系统的新型加强桁条面板组件。如本文所述，术语“桁条”、“纵梁”、“加强肋”、“支撑结构”和“支撑构件”可互换使用。本文所述的加强桁条面板包括板条结构，该板条结构配置有侧，该侧包括用于在制造过程期间支撑和成形桁条的期望几何轮廓。如本文所用，板条结构可简称为板条。支撑工具在构建过程期间用于加强桁条面板中，以在固化过程期间支撑各种支撑结构的形状，诸如具有内部腔的加强肋。
[0026]板条可包括堆叠在彼此顶部的多层片复合材料。这些层片可包括预浸渍有树脂或预浸料的复合纤维。板条可为多方向的，其中在相邻层中复合纤维被配置成不同取向，从而可增加板条的强度。层压层片的宽度可变化，使得板条包括对应于桁条的各部分的期望几何形状，以便支撑桁条结构。可将板条放置在面板的蒙皮构件或其他更高级别的组装部件上的期望位置上。然后可将桁条(诸如帽形桁条)与心轴一起放置在板条上，使得在制造过程期间，桁条由板条和心轴支撑。
[0027]加强桁条面板的现有制造本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种复合面板(100)，其包括：具有内表面(510
‑
A)的蒙皮构件(510)；所述内表面上的板条(400)，所述板条包括一组层状层压层片(420、422、424)，所述板条从第一侧(402)延伸到第二侧(404)，其中所述一组层状层压层片中的每个层压层片的尺寸被设定为形成所述第一侧和所述第二侧中的每一个的期望几何轮廓；以及包括帽部分(521)的桁条(520)，其中所述帽部分从所述板条的所述第一侧跨到所述板条的所述第二侧，以在所述蒙皮构件的所述内表面上分别形成第一凸缘部分(524
‑
A)和第二凸缘部分(524
‑
B)，每个凸缘部分从所述帽部分延伸。2.根据权利要求1所述的复合面板，其中所述桁条包括多个桁条层片。3.根据权利要求1所述的复合面板，其中所述帽部分的第一基部段(522
‑
A)与所述板条的所述第一侧接触并且符合所述板条的所述第一侧的所述期望几何轮廓，其中所述帽部分的第二基部段(522
‑
B)与所述板条的所述第二侧接触并且符合所述板条的所述第二侧的所述期望几何轮廓。4.根据权利要求3所述的复合面板，其中支撑工具(530)定位在所述一组层状层压层片的最上层层压层片的顶部上，使得接合所述第一基部段和所述第二基部段的所述帽部分的主段(526)由所述支撑工具支撑。5.根据权利要求4所述的复合面板，其中所述支撑工具是硅成形心轴，所...

【专利技术属性】
技术研发人员：G，
申请(专利权)人：波音公司，
类型：发明
国别省市：