BR102017000649A2

BR102017000649A2 - Apparatus, and, method

Info

Publication number: BR102017000649A2
Application number: BR102017000649-2A
Authority: BR
Inventors: Reinhard Ludin Douglas; Joseph Deluca Michael; Holemans Peter
Original assignee: The Boeing Company
Priority date: 2016-04-12
Filing date: 2017-01-12
Publication date: 2017-10-17
Also published as: RU2016146177A3; RU2016146177A; EP3231586B1; BR102017000649B1; US20170291679A1; EP3231586A1; US10207788B2

Abstract

um método e aparelho são apresentados. o aparelho compreende uma primeira estrutura unitária, uma segunda estrutura unitária, e um número de juntas entre a primeira estrutura unitária e a segunda estrutura unitária. a primeira estrutura unitária tem uma pluralidade de seções transversais em forma de t. a segunda estrutura unitária tem uma pluralidade de seções transversais em forma de t.

Description

“APARELHO, E, MÉTODO” FUNDAMENTOS DA INFORMAÇÃO 1. Campo: [001] A presente descrição refere-se, de modo geral, a estruturas e, em particular, à formação de estruturas com seção transversal em I. Mais particularmente, a presente descrição refere-se à formação de estruturas compósitas através da união de estruturas unitárias. 2. Fundamentos: [002] Aeronaves estão sendo projetadas e fabricadas cada vez com maiores percentagens de materiais compósitos. Materiais compósitos são usados em aeronaves para reduzir o peso da aeronave. Este menor peso aumenta características de desempenho, como capacidade de carga e eficiência de combustível. Adicionalmente, materiais compósitos proveem maior vida útil para vários componentes em uma aeronave.

[003] Materiais compósitos são materiais resistentes de peso leve criados pela combinação de dois ou mais componentes funcionais. Por exemplo, um material compósito pode incluir fibras de reforço contidas em uma matriz de resina de polímero. As fibras podem ser unidirecionais e podem ter a forma de um pano ou tecido. As fibras e resmas são arranjadas e curadas para formar um material compósito.

[004] Adicionalmente, o uso de materiais compósitos para criar estruturas compósitas aeroespaciais permite potencialmente que porções de uma aeronave sejam fabricadas em maiores peças ou seções. Por exemplo, uma fuselagem em uma aeronave pode ser criada em seções cilíndricas e, depois, montadas para formar a fuselagem da aeronave. Outros exemplos incluem, sem limitação, seções de asa unidas para formar uma asa ou seções de estabilizadores unidas para formar um estabilizador.

[005] Aeronaves incluem reforços, como vigas I. Em algumas implementações, os reforços são arranjados em uma grade. Quando formado de materiais compósitos, cada reforço seria tradicionalmente curado antes de serem fixados a outros reforços na grade. A cura de cada reforço individualmente pode usar, pelo menos um de uma quantidade indesejada de tempo ou quantidade indesejada de recursos. Adicionalmente, a fixação de suportes aumenta o peso da aeronave resultante. Por conseguinte, seria desejável contar com um método e aparelho que eliminassem pelo menos alguns dos problemas explicados acima, bem como outros possíveis problemas.

SUMÁRIO

[006] Em uma modalidade ilustrativa, um aparelho é apresentado. O aparelho compreende uma primeira estrutura unitária, uma segunda estrutura unitária e um número de juntas entre a primeira estrutura unitária e a segunda estrutura unitária. A primeira estrutura unitária tem uma pluralidade de seções transversais em forma de T. A segunda estrutura unitária tem uma pluralidade de seções transversais em forma de T.

[007] Outra modalidade da presente descrição provê um método. Uma primeira estrutura unitária tendo uma pluralidade de seções transversais em forma de T é formada. Uma película compósita ligada a uma segunda estrutura unitária tendo uma pluralidade de seções transversais em forma de T é formada. Um número de juntas entre a primeira estrutura unitária e a segunda estrutura unitária é formado.

[008] Ainda outra modalidade da presente descrição provê um método. Uma primeira pluralidade de reforços em forma de T é curada em conjunto para formar uma primeira grade. Uma segunda pluralidade de reforços em forma de T é curada em conjunto para formar uma segunda grade. Um número de juntas é formado entre a primeira grade e a segunda grade.

[009] As características e funções podem ser obtidas de modo independente em várias modalidades da presente descrição ou podem ser combinadas em outras modalidades ainda, nas quais detalhes adicionais podem ser vistos com referência à descrição a seguir e desenhos.

BREVE DESCRIÇÃO DOS DESENHOS

[0010] Os recursos inéditos tidos como característicos das modalidades ilustrativas são apresentados nas reivindicações apensas. As modalidades ilustrativas, entretanto, bem como, um modo preferido de uso, objetivos e características adicionais da mesma serão melhor entendidos pela referência à descrição detalhada a seguir de uma modalidade ilustrativa da presente descrição quando lida em conjunto com os desenhos anexos, nos quais: a figura 1 é uma ilustração de uma aeronave na qual uma modalidade ilustrativa pode ser implementada; a figura 2 é uma ilustração de um diagrama de blocos de um ambiente de fabricação de acordo com uma modalidade ilustrativa; a figura 3 é uma ilustração de uma fuselagem tendo um número de estruturas submetidas à formação de unidade de acordo com uma modalidade ilustrativa; a figura 4 é uma ilustração de uma estrutura formada pela união de duas estruturas submetidas à formação de unidade de acordo com uma modalidade ilustrativa; a figura 5 é uma ilustração de uma ferramenta de formação, uma segunda estrutura unitária, e película compósita de acordo com uma modalidade ilustrativa; a figura 6 é uma ilustração de uma ferramenta de formação e uma primeira estrutura unitária de acordo com uma modalidade ilustrativa; a figura 7 e uma ilustração de uma primeira estrutura unitária posicionada em relação a uma segunda estrutura unitária de acordo com uma modalidade ilustrativa; a figura 8 é uma ilustração de uma vista de seção transversal de uma junta entre uma primeira estrutura unitária e uma segunda estrutura unitária de acordo com uma modalidade ilustrativa; a figura 9 é uma ilustração de uma vista de seção transversal de uma junta entre uma primeira estrutura unitária e uma segunda estrutura unitária de acordo com uma modalidade ilustrativa; a figura 10 é uma ilustração de um fluxograma de um processo para formar uma estrutura de acordo com uma modalidade ilustrativa; a figura 12 é uma ilustração de um método de fabricação e serviço de aeronave em forma de um diagrama de blocos de acordo com uma modalidade ilustrativa; e a figura 13 é uma ilustração de uma aeronave em forma de um diagrama de blocos no qual uma modalidade ilustrativa pode ser implementada.

DESCRIÇÃO DETALHADA

[0011] As modalidades ilustrativas reconhecem e levam em conta uma ou mais diferentes considerações. Por exemplo, as modalidades ilustrativas reconhecem e compreendem que grades compósitas submetidas à formação de unidade tendo seções transversais de viga I têm um peso menor em relação a seções transversais de viga I unidas pelo uso de fixadores. As modalidades ilustrativas reconhecem e levam em conta que grades compósitas submetidas à formação de unidade tendo seções transversais de viga I têm menos etapas de fabricação do que formar, curar e fixar seções transversais de viga I separadas.

[0012] As modalidades ilustrativas reconhecem e levam em conta adicionalmente que a formação de grades compósitas submetidas à formação de unidade tendo seções transversais de viga I podem prender as ferramentas. Consequentemente, ferramentas especializadas para aplicar pressão durante a cura a grades compósitas submetidas à formação de unidade podem ser desenvolvidas. Por exemplo, ferramentas infláveis, ferramentas retráteis, ou ferramentas tendo uma pluralidade de partes podem ser usadas como ferramentas especializadas para aplicar pressão a grades compósitas submetidas à formação de unidade durante a cura. Entretanto, essas ferramentas especializadas podem ser mais complicadas do que o desejado. Adicionalmente, o uso de ferramentas especializadas pode tomar mais tempo do que desejado. Adicionalmente, ainda, as ferramentas especializadas podem ter um número limitado de ciclos de cura.

[0013] As modalidades ilustrativas reconhecem e compreendem que pode ser desejável formar estruturas compósitas submetidas à formação de unidade sem prender ferramentas. Mais especificamente, as modalidades ilustrativas reconhecem e compreendem que peso, tempo de fabricação, quantidade de etapas de fabricação e complicação de ferramentas podem, cada um, ter a importância avaliada na mudança do projeto de uma estrutura compósita unitária. Adicionalmente, as modalidades ilustrativas reconhecem e levam em conta que o peso, tempo de fabricação, custo e características de desempenho podem ser avaliados na decisão de que material será usado para formar estruturas unitárias. Estruturas unidas podem ser formadas pelo uso de pelo menos um de uma quantidade de metais, quantidade de polímeros, ou quantidade de materiais compósitos.

[0014] Com referência agora às figuras e, em particular, com referência à figura 1, uma ilustração de uma aeronave é mostrada, na qual uma modalidade ilustrativa pode ser implementada. Neste exemplo ilustrativo, a aeronave 100 tem asa 102 e asa 104 afixadas ao corpo 106. A aeronave 100 inclui motor 108 afixado à asa 102 e motor 110 afixado à asa 104.

[0015] O corpo 106 tem seção de cauda 112. Estabilizador horizontal 114, estabilizador horizontal 116 e estabilizador vertical 118 são afixados à seção de cauda 112 do corpo 106.

[0016] A aeronave 100 é um exemplo de uma aeronave tendo estruturas unidas que podem ser formadas pela união de uma primeira estrutura unitária e uma segunda estrutura unitária de acordo com uma modalidade ilustrativa. Por exemplo, a película compósita no corpo 106 pode ser reforçada pelo uso de uma grade compósita formada de uma primeira estrutura unitária e uma segunda estrutura unitária.

[0017] Como usada aqui, a frase “pelo menos um de”, quando usada com uma lista de itens, significa que diferentes combinações de um ou mais dos itens listados podem ser usadas, e apenas um de cada item na lista pode ser necessário. Em outras palavras, “pelo menos um de” significa que qualquer combinação de itens e número de itens pode ser usada da lista, mas nem todos os itens na lista são necessários. O item pode ser um objeto, coisa material, ou uma categoria.

[0018] Por exemplo, “pelo menos um do item A, item B, ou item C” pode incluir, sem limitação, item A, item A e item B, ou item B. Este exemplo pode incluir também item A, item B e item C ou item B e item C. Naturalmente, qualquer combinação destes itens pode estar presente. Em outros exemplos, sem limitação, dois do item A; um do item B; e dez do item C; quatro do item B e sete do item C, ou outras combinações adequadas.

[0019] Esta ilustração de aeronave 100 é provida para fins de ilustrar um ambiente no qual as diferentes modalidades ilustrativas podem ser implementadas. A ilustração de aeronave 100 na figura 1 não tem propósito de implicar limitações arquiteturais quanto à maneira pela qual diferentes modalidades ilustrativas podem ser implementadas. Por exemplo, a aeronave 100 é mostrada como uma aeronave comercial de passageiros. As diferentes modalidades ilustrativas podem ser aplicadas a outros tipos de aeronaves, como uma aeronave privada de passageiros, um helicóptero ou outros tipos adequados de aeronave.

[0020] Embora os exemplos ilustrativos de uma modalidade ilustrativa sejam descritos com relação a uma aeronave, uma modalidade ilustrativa pode ser aplicada a outros tipos de plataformas. A plataforma pode ser, por exemplo, uma plataforma móvel, uma plataforma estacionária, uma estrutura terrestre, uma estrutura aquática, ou uma plataforma espacial. Mais especificamente, a plataforma pode ser uma embarcação superficial, um tanque, um transportador pessoal, um trem, uma aeronave espacial, uma estação espacial, um satélite, um submarino, um automóvel, uma instalação fabril, um prédio, ou outras plataformas adequadas.

[0021] Passando agora à figura 2, uma ilustração de um diagrama de blocos de um ambiente fabril é mostrada de acordo com uma modalidade ilustrativa. Neste exemplo ilustrativo, o ambiente fabril 200 é um ambiente no qual estruturas de aeronave 100 são formadas.

[0022] Como ilustrado, a estrutura 202 tem a forma de qualquer parte desejada. A estrutura 202 pode ser uma estrutura compósita de aeronave 100 da figura 1.

[0023] Em alguns exemplos ilustrativos, a estrutura 202 tem a forma de um reforço 204. Mais especificamente, em um exemplo, o reforço 204 é grade 206. A grade 206 pode ser um reforço para corpo 106 de aeronave 100 da figura 1.

[0024] A estrutura 202 compreende uma primeira estrutura unitária 208 tendo primeira pluralidade de seções transversais em forma de T 210, segunda estrutura unitária 212 tendo segunda pluralidade de seções transversais em forma de T 214, e um número de juntas 216 entre primeira estrutura unitária 208 e segunda estrutura unitária 212.

[0025] Como usado aqui, “um número de”, quando usado com referência a itens, significa um ou mais itens. Como resultado, número de juntas 216 inclui uma ou mais juntas. Em alguns exemplos ilustrativos, um número de juntas 216 é um número de juntas PI.

[0026] O número de juntas 216 inclui número de aberturas 218 na segunda estrutura unitária 212, número de protuberâncias 220 na primeira estrutura unitária 208, e adesivo 222. Embora o número de aberturas 218 seja associado à segunda estrutura unitária 212 nesta demonstração, em outros exemplos, o número de aberturas 218 é, em vez disso, associado à primeira estrutura unitária 208. Nestes outros exemplos, o número de protuberâncias 220 é, em vez disso, associado à segunda estrutura unitária 212.

[0027] Em algumas modalidades ilustrativas, o número de protuberâncias 220 é formado por usinagem de material compósito 224 da primeira estrutura unitária 208. Quando o número de protuberâncias 220 é formado por usinagem, o número de protuberâncias 220 inclui o número de superfícies usinadas 226.

[0028] Em alguns exemplos ilustrativos, o número de aberturas 218 é formado pela usinagem de material compósito 228 da segunda estrutura unitária 212. Quando o número de aberturas 218 é formado por usinagem, o número de aberturas 218 inclui número de superfícies usinadas 230.

[0029] Quando a primeira estrutura unitária 208 é formada de material compósito 224 e a segunda estrutura unitária 212 é formada de material compósito 228, a estrutura 202 pode ser referida como uma estrutura compósita. Em alguns exemplos, uma da primeira estrutura unitária 208 ou segunda estrutura unitária 212 é formada de outro material que não material compósito. Nesses exemplos, o material não compósito é selecionado para impedir interações indesejadas com o material compósito da outra da primeira estrutura unitária 208 ou segunda estrutura unitária 212.

[0030] Número de aberturas 218 inclui também furos de drenagem 231. Os furos de drenagem 231 são usinados na lateral das camadas de material compósito 228. Adesivo 222 flui através de furos de drenagem 231 durante a junção de primeira estrutura unitária 208 e segunda estrutura unitária 212. A estrutura 202 é inspecionada quanto à impregnação de adesivo pelos furos de drenagem 231. Impregnação do adesivo indica tração adesiva.

Tração adesiva é quando o adesivo está em contato com desejadas superfícies de ligação. Tração adesiva desejável indica uma ligação adequada.

[0031] Quando a impregnação de adesivo estiver indesejavelmente baixa, o número de juntas 216 pode ter uma qualidade indesejável. Por exemplo, quando a impregnação estiver indesejavelmente baixa, o número de juntas 216 pode carecer de resistência mecânica para formar a primeira estrutura unitária 208.

[0032] Quando a estrutura 202 é uma grade, a primeira estrutura unitária 208 é primeira grade 232 e a segunda estrutura unitária 212 é a segunda grade 234. A primeira grade 232 e segunda grade 234 são unidas para formar a grade 206.

[0033] A película compósita 236 é ligada diretamente a uma da primeira estrutura unitária 208 ou segunda estrutura unitária 212. Mais especificamente, em alguns exemplos, a película compósita 236 é curada conjuntamente com uma da primeira estrutura unitária 208 ou segunda estrutura unitária 212. Como ilustrado, a película compósita 236 é diretamente ligada à segunda estrutura unitária 212. Em alguns exemplos ilustrativos, a primeira estrutura unitária 208, segunda estrutura unitária 212, e película compósita 236 formam um componente de uma aeronave, como a aeronave 100 da figura 1.

[0034] A estrutura 202 é formada pelo uso de equipamento de fabricação 238. Como ilustrado, o equipamento de fabricação 238 inclui primeira ferramenta 240, segunda ferramenta 242, equipamento de infusão de resina 244, equipamento de usinagem 246, e autoclave 248.

[0035] Em alguns exemplos, o uso de equipamento de infusão de resina 244, em vez de materiais compósitos, cria primeira estrutura unitária 208 e segunda estrutura unitária 212 com características desejáveis. Nestes exemplos, equipamento de infusão de resina 244 infunde resina nos pré-formados secos em vez de usar materiais compósitos pré-impregnados. Por exemplo, o uso de equipamento de infusão de resina 244 provê tolerâncias desejáveis para a primeira estrutura unitária 208 e segunda estrutura unitária 212. Tolerâncias desejáveis incluem tolerâncias para a primeira estrutura unitária 208 e segunda estrutura unitária 212, de modo que a primeira estrutura unitária 208 e a segunda estrutura unitária 212 possam ser unidas. Mais especificamente, as dimensões de equipamento de infusão de resina 244 são bem controladas e, como resultado, criam tolerâncias bem controladas para primeira estrutura unitária 208 e segunda estrutura unitária 212.

[0036] Material compósito 224 é formado por material de fibra seco de infusão de resina pelo uso de equipamento de infusão de resina 244. Mais especificamente, equipamento de infusão de resina 244 infunde uma primeira estrutura seca para formar uma primeira estrutura infusa. Após formar o material compósito 224, o material compósito 224 é curado pelo uso de primeira ferramenta 240 e autoclave 248. Mais especificamente, a primeira estrutura infusa é curada para formar primeira estrutura unitária 208. Após curar, a primeira ferramenta 240 é removida da primeira estrutura unitária 208. A primeira pluralidade de seções transversais em forma de T 210 permite a remoção de primeira ferramenta 240.

[0037] A primeira ferramenta 240 é uma ferramenta rígida para aplicar pressão igual ao material compósito 224 durante a cura. A primeira pluralidade de seções transversais em forma de T 210 são curadas conjuntamente para formar a primeira grade 232. A primeira ferramenta 240 é formada de qualquer material desejado. Em um exemplo ilustrativo, a segunda ferramenta 2442 é formada de um metal.

[0038] Como ilustrado, a película compósita 236 é diretamente ligada à segunda estrutura unitária 212. Em alguns exemplos, a deposição de película compósita é curada conjuntamente com a segunda estrutura infusa para formar película compósita 236 ligada à segunda estrutura unitária 212.

[0039] Após formar a primeira estrutura unitária 208 e segunda estrutura unitária 212, a primeira estrutura unitária 208 e a segunda estrutura unitária 212 são preparadas para serem unidas. O preparo da primeira estrutura unitária 208 e segunda estrutura unitária 212 para serem unidas inclui formar pelo menos um número de protuberâncias 220 ou número de aberturas 218.

[0040] Em alguns exemplos, um número de protuberâncias 220 fica presente na primeira estrutura seca. Nestes exemplos, o número de protuberâncias 220 é formado antes da cura. Em outros exemplos, pelo menos uma porção do número de protuberâncias 220 é formado pelo uso de equipamento de usinagem 246. Um úmero de protuberâncias 220 é usinado de modo que a primeira estrutura unitária 208 e a segunda estrutura unitária 212 fiquem dentro de tolerâncias para junção.

[0041] Um número de aberturas 218 é formado pelo uso de equipamento de usinagem 246. Um número de aberturas 218 pode ter qualquer forma ou tamanho desejável de modo que uma quantidade desejável de adesivo 222 esteja presente.

[0042] Adicionalmente, um número de aberturas 218 inclui, opcionalmente, um número de elementos de centragem 250. O número de elementos de centragem 250 centra um número de protuberâncias 220 dentro do número de aberturas 218. Pela centragem de um número de protuberâncias 220 dentro de um número de aberturas 218, a espessura de linha de ligação é controlada. Controlar a espessura da linha de ligação afeta a capacidade estrutural da estrutura 202.

[0043] O número de elementos de centragem 250 assume a forma de qualquer componente desejável. Quando o número de elementos de centragem 250 estiver presente, as paredes do número de aberturas 218 não são planares. Em alguns exemplos, o número de elementos de centragem 250 inclui, pelo menos um de saliências, fendas, canais, protuberâncias ou outras estruturas físicas. Em alguns exemplos, o número de elementos de centragem 250 é integral ao número de aberturas 218. Por exemplo, o número de elementos de centragem 250 é formado a partir do material da segunda estrutura unitária 212. Em outros exemplos, o número de elementos de centragem 250 é formado de um material diferente adicionado à segunda estrutura unitária 212.

[0044] A ilustração de ambiente de fabricação 200 na figura 2 não se destina a implicar em limitações físicas ou arquiteturais à maneira pela qual uma modalidade ilustrativa pode ser implementada. Outros componentes, adicionais ou em substituição àqueles ilustrados, podem ser usados. Alguns componentes podem ser desnecessários. Adicionalmente, os blocos são apresentados para ilustrar alguns componentes funcionais. Um ou mais desses blocos podem ser combinados, divididos ou combinados, e divididos em blocos diferentes quando implementados em uma modalidade ilustrativa.

[0045] Por exemplo, embora não ilustrado no ambiente de fabricação 200 da figura 2, o equipamento de fabricação 238 pode incluir ainda equipamento de inspeção não destrutivo. Equipamento de inspeção não destrutivo pode ser usado para inspeção adicional de qualquer porção desejada da estrutura 202, como um número de juntas 216, primeira estrutura unitária 208 ou segunda estrutura unitária 212.

[0046] Como outro exemplo, embora a primeira estrutura unitária 208 seja descrita como sendo formada de material compósito 224 e segunda estrutura unitária 212, é descrito como sendo formada de material compósito 228, pelo menos uma da primeira estrutura unitária 208 ou segunda estrutura unitária 212 é formada de um material polimérico, um metal, ou algum outro material não compósito desejável. Nestes exemplos, o equipamento de fabricação 238 inclui equipamento adicional como equipamento de fabricação adicional, equipamento de injeção, equipamento de moldagem, ou qualquer outro tipo desejável de equipamento.

[0047] Ainda como outro exemplo, pelo menos um de material compósito 224 ou material compósito 228 é formado de um material pré-impregnado. Neste exemplo, equipamento de fabricação 238 inclui equipamento desejável para colocar o material pré-impregnado como, pelo menos um de equipamento de pegar e colocar, um cabeçote de dispor fita compósita, ou outro equipamento desejável.

[0048] Passando agora à figura 3, é mostrada uma ilustração de uma fuselagem tendo um número de estruturas submetidas à formação de unidade de acordo com uma modalidade ilustrativa. O reforço 300 de fuselagem 302 é uma implementação física da estrutura 202 da figura 2. Adicionalmente, a vista 304 de fuselagem 302 pode ser uma vista do interior do corpo 106 da figura 1.

[0049] A fuselagem 302 inclui película compósita 306 e reforço 300. Conforme ilustrado, o reforço 300 tem a forma de grade 308. A grade 308 pode ser uma implementação física da grade 206 da figura 2.

[0050] Passando agora à figura 4, uma ilustração de uma estrutura formada pela junção de duas estruturas submetidas à formação de unidade é mostrada de acordo com uma modalidade ilustrativa. A estrutura 400 é uma implementação física da estrutura 202 da figura 2. Em alguns exemplos, a estrutura 400 é uma porção de reforço 300 da figura 3.

[0051] A estrutura 400 inclui primeira estrutura unitária 402, segunda estrutura unitária 404, e um número de juntas 406. A segunda estrutura unitária 404 é diretamente ligada à película compósita 408.

[0052] Se a estrutura 400 tiver sido curada como peça única, uma ferramenta ficaria aprisionada dentro da cavidade 410. Entretanto, pela formação e cura de uma primeira estrutura unitária 402 e segunda estrutura unitária 404 separadamente, as ferramentas não ficam aprisionadas dentro da cavidade 410.

[0053] Passando agora à figura 5, uma ilustração de uma ferramenta, uma segunda estrutura unitária, e película compósita é mostrada de acordo com uma modalidade ilustrativa. O ambiente de fabricação 500 inclui segunda estrutura unitária 502, película compósita 504, e ferramenta 506. Conforme ilustrado, a ferramenta 506 é removida da segunda estrutura unitária 502 após a segunda estrutura unitária 502 ser curada. Neste exemplo, a segunda estrutura unitária 502 e a película compósita 504 são curadas conjuntamente. Pela cura concomitante da segunda estrutura unitária 502 e película compósita 504, a película compósita 504 é diretamente ligada à segunda estrutura unitária 502.

[0054] A segunda estrutura unitária 502 tem uma pluralidade de seções transversais em forma de T incluindo seção transversal em forma de T 508, seção em forma de T 510, seção em forma de T 512, e seção em forma de T 514. Devido à pluralidade de seções transversais em forma de T, a ferramenta 506 não fica aprisionada dentro da cavidade 516 da segunda estrutura unitária 502. A ferramenta 506 é removida da segunda estrutura unitária 502 pela movimentação da ferramenta 506 na direção 518.

[0055] Após a remoção da ferramenta 506, porções de segunda estrutura unitária 502 são usinadas. Por exemplo, após a remoção da ferramenta 506, um número de aberturas é usinado na seção transversal em forma de T 508, seção em forma de T 510, seção em forma de T 512, e seção em forma de T 514. O número de aberturas recebe um número de protuberâncias de uma primeira estrutura unitária.

[0056] Passando agora à figura 6, uma ilustração de uma ferramenta de formação e uma primeira estrutura unitária é mostrada de acordo com uma modalidade ilustrativa. O ambiente de fabricação 600 pode ser uma implementação física de ambiente de fabricação 200 da figura 2. Em alguns exemplos, o ambiente de fabricação 600 é igual ao ambiente de fabricação 500 da figura 5. O ambiente de fabricação 600 inclui primeira estrutura unitária 602 e ferramenta 604. Conforme ilustrado, a ferramenta 604 é removida da primeira estrutura unitária 602 após a primeira estrutura unitária 602 ser curada.

[0057] A primeira estrutura unitária 602 tem uma pluralidade de seções transversais em forma de T incluindo seção em forma de T 606, seção em forma de T 608, seção em forma de T 610, e seção em forma de T 612. Devido à pluralidade de seções transversais em forma de T, a ferramenta 604 não fica aprisionada dentro da cavidade 614 da primeira estrutura unitária 602. A ferramenta 604 é removida da primeira estrutura unitária 602 pela movimentação da ferramenta 604 na direção 616. Em alguns exemplos, após a remoção da ferramenta 604, porções da primeira estrutura unitária 602 são usinadas. Por exemplo, após a remoção da ferramenta 604, um número de protuberâncias é usinado em seção transversal em forma de T 606, seção em forma de T 608, seção em forma de T 610, e seção em forma de T 612. Em outros exemplos, a primeira estrutura unitária 602 não é usinada. Nestes exemplos, o número de protuberâncias faz parte da forma da primeira estrutura unitária 602 antes da cura. Após a formação, o número de protuberâncias é inserido no número de aberturas da segunda estrutura unitária 502.

[0058] Passando agora à figura 7, é mostrada uma ilustração de uma primeira estrutura unitária posicionada em relação a uma segunda estrutura unitária, de acordo com uma modalidade ilustrativa. Na vista 700, a primeira estrutura unitária 602 foi rotada por 180 graus da vista da figura 6. A primeira estrutura unitária 602 é posicionada sobre a segunda estrutura unitária 502 da figura 5. Para formar uma estrutura, como a estrutura 202 da figura 2, adesivo é aplicado ao número de aberturas 702 na segunda estrutura unitária 502. Após a aplicação de adesivo ao número de aberturas 702, o número de protuberâncias 704 da primeira estrutura unitária 602 é inserido no número de aberturas 702. A inserção do número de protuberâncias 704 no número de aberturas 702 forma um número de juntas 406 da estrutura 400 da figura 4.

[0059] Passando agora à figura 8, uma ilustração de uma vista de seção transversal de uma junta entre uma primeira estrutura unitária e uma segunda estrutura unitária é mostrada de acordo com uma modalidade ilustrativa. A vista 800 é uma vista de seção transversal de uma porção de uma estrutura, como a estrutura 400 da figura 4.

[0060] A estrutura 802 da vista 800 inclui a primeira estrutura unitária 804, segunda estrutura unitária 806, e junta 808. A primeira estrutura unitária 804 tem protuberâncias 810. A segunda estrutura unitária 806 tem abertura 812. Pelo menos uma de protuberâncias 810 ou aberturas 812, a primeira estrutura unitária 804 e a segunda estrutura unitária 806 ficam dentro da tolerância para junção.

[0061] Conforme mostrado, o furo de drenagem 814 é usinado na segunda estrutura unitária 806. O furo de drenagem 814 permite a impregnação do adesivo pela abertura 812. A impregnação de adesivo é visível a partir furo de drenagem 814. A observação da impregnação pelo furo de drenagem 814 permite inspeção de junta 808 sem o uso de equipamento de inspeção.

[0062] A junta 808 é posicionada em uma porção de rede de estrutura 802. A localização da junta 808 dentro da porção de rede pode ser posicionada em qualquer altura desejável da estrutura 802. A junta 808 pode ser colocada no eixo geométrico neutro, ou próximo a ele, da porção de rede para minimizar cargas cisalhantes de momentos de flexão da seção em forma de I da estrutura 802.

[0063] Como mostrado, o furo de drenagem 814 é usinado na segunda estrutura unitária 806 em apenas um lado. Entretanto, em outros exemplos, o furo de drenagem 814 pode ser usinado através de ambos os lados de abertura 812 da segunda estrutura unitária 806. Adicionalmente, em outros exemplos, o furo de drenagem 814 pode ser desejavelmente usinado no lado oposto da segunda estrutura unitária 806, altemativamente.

[0064] Passando agora à figura 9, uma ilustração de uma vista de seção transversal de uma junta entre uma primeira estrutura unitária e uma segunda estrutura unitária é mostrada de acordo com uma modalidade ilustrativa. A vista 900 é uma vista de seção transversal de uma porção de uma estrutura, como a estrutura 400 da figura 4.

[0065] A estrutura 902 da vista 900 inclui primeira estrutura unitária 904, segunda estrutura unitária 906, e junta 908. A primeira estrutura unitária 904 tem protuberância 910. A segunda estrutura unitária 906 tem abertura 912. Em alguns exemplos, pelo menos uma da protuberância 910 ou abertura 912 é usinada. Pela usinagem de pelo menos uma de protuberância 910 ou abertura 912, a primeira estrutura unitária 904 e segunda estrutura unitária 906 ficam dentro da tolerância para a junção.

[0066] Como ilustrado, o furo de drenagem 914 é usinado na segunda estrutura unitária 906. O furo de drenagem 914 permite que o adesivo se espalhe superficialmente a partir da abertura 912. A impregnação de adesivo é visível pelo furo de drenagem 914. A observação da impregnação pelo furo de drenagem 914 permite inspeção de junta 908 sem o uso de equipamento de inspeção.

[0067] A junta 908 é posicionada em uma porção de rede de estrutura 902. A localização da junta 908 dentro da porção de rede pode ser posicionada em qualquer altura desejável da estrutura 902. A junta 808 pode ser colocada no eixo geométrico neutro, ou próximo a ele, da porção de rede para minimizar cargas cisalhantes de momentos de flexão da seção em forma de I da estrutura 902.

[0068] Como mostrado, o furo de drenagem 914 é usinado na segunda estrutura unitária 906 em apenas um lado. Entretanto, em outros exemplos, o furo de drenagem 914 pode ser usinado através de ambos os lados de abertura 912 da segunda estrutura unitária 906. Adicionalmente, em outros exemplos, o furo de drenagem 914 pode ser desejavelmente usinado no lado oposto da segunda estrutura unitária 906, altemativamente.

[0069] Como mostrado, o furo de drenagem 914 é usinado na segunda estrutura unitária 906 em apenas um lado. Entretanto, em outros exemplos, o furo de drenagem 914 pode ser usinado através de ambos os lados de abertura 912 da segunda estrutura unitária 906. Adicionalmente, em outros exemplos, o furo de drenagem 914 pode ser desejavelmente usinado no lado oposto da segunda estrutura unitária 806, altemativamente.

[0070] Neste exemplo mostrado, a abertura 912 inclui um número de elementos de centragem 916. O número de elementos de centragem 916 centra a protuberância 910 dentro da abertura 912. Como mostrado, o número de elementos de centragem 916 é um número de saliências. Em outros exemplos, o número de elementos de centragem 916 pode ter a forma de fendas, canais, protuberâncias ou outros elementos não planares.

[0071] Passando agora à figura 10, uma ilustração de um fluxograma de um processo para formar uma estrutura é mostrada de acordo com uma modalidade ilustrativa. O processo 1000 pode ser implementado no ambiente de fabricação 200 da figura 2 para formar estrutura 202 da figura 2. Estrutura 400 da figura 4 pode ser formada pelo uso do processo 1000. O processo 1000 pode ser implementado para formar estruturas de aeronave 100 da figura 1.

[0072] O processo 1000 forma uma primeira estrutura unitária tendo uma pluralidade de seções transversais em forma de T (operação 1002). Em alguns exemplos, a formação da película compósita unida à segunda estrutura unitária compreende resina infundida em uma segunda estrutura seca para formar uma segunda estrutura infundida; e a cura da segunda estrutura infundida para formar a segunda estrutura unitária. Em alguns exemplos, a formação da película compósita unida à segunda estrutura unitária compreende adicionalmente a cura conjunta de uma de uma disposição de película compósita e a segunda estrutura infundida para formar a película compósita unida à segunda estrutura unitária.

[0073] O processo 1000 forma uma película compósita ligada a uma segunda estrutura unitária tento uma pluralidade de seções transversais em forma de T (operação 1004). Em alguns exemplos, formar a película compósita ligada à segunda estrutura unitária para formar uma segunda estrutura infundida e curar a segunda estrutura infundida. Em alguns exemplos formar a película compósita ligada à segunda estrutura unitária compreende adicionalmente curar conjuntamente uma disposição de película compósita e a segunda estrutura infundida para formar a película compósita ligada à segunda estrutura unitária.

[0074] O processo 1000 forma um número de juntas entre a primeira estrutura unitária e a segunda estrutura unitária (operação 1006). Em alguns exemplos, a formação do número de juntas entre a primeira estrutura unitária e a segunda estrutura unitária compreende a aplicação de um adesivo a um número de aberturas na segunda estrutura unitária, e inserção de um número de protuberâncias da primeira estrutura unitária no número de aberturas.

[0075] Passando agora à figura 11, uma ilustração de um fluxograma de um processo para formar uma estrutura compósita é mostrada de acordo com uma modalidade ilustrativa. O processo 1100 pode ser implementado no ambiente de fabricação 200 da figura 2 para formar estrutura 202 da figura 2. Estrutura 400 da figura 4 pode ser formada pelo uso do processo 1100. O processo 1100 pode ser implementado para formar estruturas de aeronave 100 da figura 1.

[0076] O processo 1000 cura conjuntamente uma primeira pluralidade de reforços em forma de T para formar uma primeira grade (operação 1102). O processo 1100 cura conjuntamente uma segunda pluralidade de reforços em forma de T para formar uma segunda grade (operação 1004).

[0077] O processo 1100 forma, então, um número de juntas entre a primeira grade e a segunda grade (operação 1106) Em seguida, o processo termina. Em alguns exemplos, a formação do número de juntas compreende a aplicação de adesivo a um número de aberturas da segunda grade; e a inserção de um número de protuberâncias da primeira grade no número de aberturas da segunda grade.

[0078] Os fluxogramas e diagrama de blocos nas diferentes modalidades ilustrativas ilustram a arquitetura, funcionalidade, e operação de algumas implementações possíveis de aparelhos e métodos em uma modalidade ilustrativa. A este respeito, cada bloco nos fluxogramas ou blocos-diagramas pode representar um módulo, um segmento, uma função, e/ou uma porção de uma operação ou etapa.

[0079] Em algumas implementações alternativas de uma modalidade ilustrativa, a função ou funções notadas nos blocos pode surgir da ordem notada nas figuras. Por exemplo, em alguns casos, dois blocos mostrados em sucessão podem ser executados substancialmente concorrentemente, ou os blocos podem, por vezes, ser formados na ordem inversa, dependendo da funcionalidade envolvida. Adicionalmente, outros blocos podem ser adicionados aos blocos ilustrados em um fluxograma ou diagrama de blocos.

[0080] Em um exemplo, o processo 1000 compreende adicionalmente a usinagem da segunda estrutura unitária para formar o número de aberturas. Em um exemplo, o processo 1000 compreende adicionalmente a usinagem de furos de drenagem no número de aberturas.

[0081] Em alguns exemplos, o processo 1100 compreende adicionalmente a usinagem de furos de drenagem na segunda grade, e a determinação de uma quantidade de adesivo espalhado superficialmente pelos furos de drenagem. Em alguns exemplos, o processo 1100 compreende adicionalmente a usinagem de um número de aberturas na segunda grade. Em alguns exemplos, o processo 1100 compreende adicionalmente a usinagem da primeira grade para formar o número de protuberâncias. Em alguns exemplos, o processo 1100 compreende adicionalmente a cura conjunta de uma película compósita para, pelo menos uma da primeira grade ou segunda grade.

[0082] As modalidades ilustrativas da descrição podem ser descritas no contexto de método de fabricação e de serviço de aeronave como mostrado na figura 12 e aeronave 1300 como mostrada na figura 13. Passando orifício à figura 12, uma ilustração de um método de fabricação e de serviço de aeronave é mostrada de acordo com uma modalidade ilustrativa. Durante a pré-produção, a método de fabricação e de serviço de aeronavel200 podem incluir podem incluir especificação e projeto 1202 da aeronave 1300 na figura 13 e aquisição de material 1204.

[0083] Durante produção, a fabricação de componente e submontagem 1206 e integração do sistema 1208 da aeronave 1300 ocorrem. Em seguida, a aeronave 1300 pode passar por certificação e entrega 1210 de ordem a ser colocada em serviço 1212. Enquanto em serviço 1212 por um cliente, a aeronave 1300 é programada para manutenção e serviço de rotina, que podem incluir modificação, reconfiguração, renovação e outra manutenção ou serviço.

[0084] Cada um dos processos de fabricação de aeronave e método de serviço 1200 podem ser efetuados ou executados por um integrador de sistema, um terceiro, e/ou um operador. Nestes exemplos, o operador pode ser um cliente. Para finas desta descrição, um integrador de sistema pode incluir, sem limitação, qualquer número de fabricantes de aeronave e subempreiteiros de sistema principal; um terceiro pode incluir, sem limitação, qualquer número de vendedores, subcontratados e fornecedores; e um operador pode ser uma linha aérea, uma companhia de leasing, uma entidade militar, uma organização de serviço etc.

[0085] Com referência agora à figura 13, uma ilustração de uma aeronave é mostrada, na qual uma modalidade ilustrativa pode ser implementada. Neste exemplo, a aeronave 1300 é produzida pelo método de fabricação e de serviço de aeronave1200 na figura 12 e pode incluir estrutura de avião 1302 com pluralidade de sistemas 1304 e interior 1306. Exemplos de sistemas 1304 incluem um ou mais de sistema de propulsão 1308, sistema elétrico 1310, sistema hidráulico 1312, e sistema ambiental 1314. Qualquer número de outros sistemas pode ser incluído. Embora um exemplo de aeroespacial esteja mostrado, diferentes modalidades ilustrativas podem ser aplicadas a outras indústrias, como a indústria automotiva.

[0086] Aparelhos e métodos aqui incluídos podem ser empregados durante pelo menos um dos estágios de método de fabricação e de serviço de aeronavel200 na figura 1200 na figura 12. Um ou mais modalidades ilustrativas podem ser suadas durante fabricação de componente e submontagem 1206. Por exemplo, o ambiente de fabricação 200 na figura 2 pode ser usado durante fabricação de componente e submontagem 1206. Especificamente, estrutura 202 na figura 2 pode ser montada durante fabricação de componente e submontagem 1206. Por exemplo, processo 1000 da figura 10 ou processo 1100 da figura 11 podem ser usados durante fabricação de componente e submontagem 1206 para formar uma porção de aeronave 1300. Adicionalmente, a estrutura 202 pode ser usada também para efetuar substituições e upgrades durante manutenção e serviço 1214.

[0087] As modalidades ilustrativas proveem um método e aparelho para formar uma estrutura. A estrutura compreende uma primeira estrutura unitária tendo uma pluralidade de seções transversais em forma de T; uma segunda estrutura unitária tendo uma pluralidade de seções transversais em forma de T; e um número de juntas entre a primeira estrutura unitária e segunda estrutura unitária. Mais especificamente, a pluralidade de seções transversais em forma de T da primeira estrutura unitária e a pluralidade de seções transversais em forma de T da segunda estrutura unitária são unidas para formar uma seção transversal em forma de I para a estrutura.

[0088] O número de juntas é posicionado em qualquer localização desejável dentro de uma rede da estrutura. Em alguns exemplos, o número de juntas é posicionado no, ou, próximo ao eixo geométrico neutro da rede para minimizar cargas cisalhantes dos momentos de flexão das vigas.

[0089] Pela formação da primeira estrutura unitária e segunda estrutura unitária separadamente, ferramentas de formação podem ser removidas da primeira estrutura unitária e segunda estrutura unitária após cura. A primeira estrutura unitária e a segunda estrutura unitária têm, ambas, extremidades abertas para permitir remoção de ferramentas nas respectivas cavidades durante a cura.

[0090] As modalidades ilustrativas reconhecem e consideram que tolerâncias de estruturas em forma quadrada ou de grade afetam a junção das estruturas. Pequenas diferenças em uma ou mais porções de estruturas em forma quadrada ou de grade podem impedir que as estruturas em forma quadrada e de grade sejam unidas.

[0091] Infusão de resina de pré-formados secos provê melhores tolerâncias do que o assentamento de materiais compósitos pré-impregnados. Como resultado, a primeira estrutura unitária e a segunda estrutura unitária são formadas pela infusão de resina. Pela formação da primeira estrutura unitária e segunda estrutura unitária por infusão de resina, as tolerâncias podem ser aceitáveis para unir a primeira estrutura unitária e segunda estrutura unitária.

[0092] Adicionalmente, o número de juntas é formado por um número de superfícies usinadas. Pelo menos um de um número de aberturas ou um número de protuberâncias do número de juntas é formado por usinagem. As superfícies usinadas ficam dentro de tolerâncias para junção. Pela usinagem de superfícies, algumas inconsistências em tamanho ou forma de primeira estrutura unitária ou segunda estrutura unitária podem ser removidas ou compensadas para usinagem completa.

[0093] A descrição das diferentes modalidades ilustrativas foi apresentada para fins de ilustração e descrição, e não pretendem ser exaustivas ou limitadas às modalidades na forma apresentada. Muitas modificações e variações serão aparentes a alguém experiente na técnica.

Adicionalmente, diferentes modalidades ilustrativas podem prover diferentes características em comparação a outras modalidades ilustrativas. A modalidade ou modalidades selecionadas são escolhidas e descritas para melhor explicar os princípios das modalidades, aplicação prática, e para possibilitar que outros de experiência normal na técnica compreendam a apresentação para várias modalidades com várias modificações como adequadas ao particular uso contemplado.

REIVINDICAÇÕES

Claims

1. Aparelho, caracterizado pelo fato de que compreende: uma primeira estrutura unitária tendo uma pluralidade de seções transversais em forma de T; uma segunda estrutura unitária tendo uma pluralidade de seções transversais em forma de T; e um número de juntas entre a primeira estrutura unitária e segunda estrutura unitária.

2. Aparelho de acordo com a reivindicação 1, caracterizado pelo fato de que compreende adicionalmente: uma película compósita ligada diretamente a uma da primeira estrutura unitária ou segunda estrutura unitária.

3. Aparelho de acordo com a reivindicação 1, caracterizado pelo fato de que o número de juntas compreende um número de aberturas na segunda estrutura unitária, um número de protuberâncias na primeira estrutura unitária e adesivo.

4. Aparelho de acordo com a reivindicação 3, caracterizado pelo fato de que o número de aberturas inclui um número de superfícies usinadas.

5. Aparelho de acordo com a reivindicação 3, caracterizado pelo fato de que o número de aberturas inclui furos de drenagem.

6. Aparelho de acordo com a reivindicação 1, caracterizado pelo fato de que a primeira estrutura unitária é uma grade.

7. Aparelho de acordo com a reivindicação 6, caracterizado pelo fato de que a segunda estrutura unitária é uma grade.

8. Aparelho de acordo com a reivindicação 2, caracterizado pelo fato de que a primeira estrutura unitária, a segunda estrutura unitária e a película compósita formam um componente de uma aeronave.

9. Método, caracterizado pelo fato de que compreende: formar uma primeira estrutura unitária tendo uma pluralidade de seções transversais em forma de T; formar uma película compósita ligada a uma segunda estrutura unitária tendo uma pluralidade de seções transversais em forma de T; e formar um número de juntas entre a primeira estrutura unitária e a segunda estrutura unitária.

10. Método de acordo com a reivindicação 9, caracterizado pelo fato de que a formação da primeira estrutura unitária compreende: infundir resina em uma primeira estrutura seca para formar uma primeira estrutura infundida; e curar a primeira estrutura infundida para formar a primeira estrutura unitária.

11. Método de acordo com a reivindicação 9, caracterizado pelo fato de que a formação de película compósita ligada à segunda estrutura unitária compreende: infundir resina em uma segunda estrutura infundida para formar uma segunda estrutura infundida; e curar a segunda estrutura infundida para formar a segunda estrutura unitária.

12. Método de acordo com a reivindicação 11, caracterizado pelo fato de que a formação da película compósita ligada à segunda estrutura unitária compreende adicionalmente: curar conjuntamente uma disposição de película compósita e a segunda estrutura infundida para formar a película compósita ligada à segunda estrutura unitária.

13. Método de acordo com a reivindicação 9, caracterizado pelo fato de que a formação do número de juntas entre a primeira estrutura unitária e segunda estrutura unitária compreende: aplicar um adesivo a um número de aberturas na segunda estrutura unitária; e inserir um número de protuberâncias da primeira estrutura unitária no número de aberturas.

14. Método de acordo com a reivindicação 13, caracterizado pelo fato de que compreende adicionalmente: usinar a segunda estrutura unitária para formar o número de aberturas.

15. Método de acordo com a reivindicação 13, caracterizado pelo fato de que compreende adicionalmente: usinar furos de drenagem no número de aberturas.

16. Método, caracterizado pelo fato de que compreende: curar conjuntamente uma primeira pluralidade de reforços em forma de T para formar uma primeira grade; curar conjuntamente uma segunda pluralidade de reforços em forma de T para formar uma segunda grade; e formar um número de juntas entre a primeira grade e a segunda grade.

17. Método de acordo com a reivindicação 16, caracterizado pelo fato de que o número de juntas compreende: aplicar adesivo a um número de aberturas da segunda grade; e inserir um número de protuberâncias da primeira grade no número de aberturas da segunda grade.

18. Método de acordo com a reivindicação 17, caracterizado pelo fato de que compreende adicionalmente: usinar furos de drenagem na segunda grade; e determinar uma quantidade de impregnação de adesivo a partir dos furos de drenagem.

19. Método de acordo com a reivindicação 17, caracterizado pelo fato de que compreende adicionalmente: usinar o número de aberturas na segunda grade.

20. Método de acordo com a reivindicação 17, caracterizado pelo fato de que compreende adicionalmente: usinar a primeira grade para formar o número de protuberâncias.

21. Método de acordo com a reivindicação 16, caracterizado pelo fato de que compreende adicionalmente: curar conjuntamente uma película compósita a pelo menos uma da primeira grade ou segunda grade.