CN102105353A - 飞行器翼面的结构 - Google Patents
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Abstract
一种飞行器翼面结构，特别是用于接合飞行器的水平安定面的侧向箱形梁(2)的后翼梁结构(1)，所述后翼梁(1)包括右后翼梁(5)和左后翼梁(6)，进一步地，所述后翼梁结构(1)包括由一体式部件(10)形成的中心部段，所述一体式部件(10)包括用于使所述后翼梁结构(1)接合至飞行器机身的配件(11)、以及用于使由一体式部件(10)形成的中心部段接合至右后翼梁(5)和左后翼梁(6)的突出部(12)。
Description
技术领域
本发明涉及飞行器翼面的一体式结构。
背景技术
飞行器的翼面是由于空气动力学效应而给飞行器提供升力的表面。
飞行器的水平安定面是飞行器的可在飞行器机身上基于位于飞机尾部的限定转动线枢转的翼面。飞行器水平安定面的结构典型地包括前缘、抗扭箱梁(torsion box beam)、后缘和升降舵。前缘形成水平安定面的空气动力学外形的一部分，以使其与空气流相适应。抗扭箱梁是水平安定面的主要部件并需要承受结构所受到的负载。通常，抗扭箱梁是包括上盖和下盖以及前盖和后盖的矩形类型的箱形梁，上盖和下盖称为蒙皮，前盖和后盖各自称为前翼梁和后翼梁。抗扭箱梁也可包括位于其内部的中间盖，该中间盖称为翼肋，翼肋的功能是维持安定面结构的空气动力学形状。翼肋意味着抗扭箱可又分成一中心箱和数个侧箱。替代地，水平安定面的另一可能的构造方案为具有中间翼梁而不是翼肋。翼梁是由于其构建方式能够承受较大弯矩的梁，弯矩通过翼面结构传递至翼梁并由所述翼梁上的空气反作用力产生。
因此，在飞行器的翼面结构的布局中，迄今所采用的解决方案典型地包括两个侧向的箱形梁和一个金属的中心箱形梁，该金属中心箱形梁又包括突出部，通过这些突出部插入和铆接侧向箱形梁。由此，箱形梁的接头是加倍/双倍的，在两个箱形梁的翼梁的接合位置处尤其如此，其缺点为在制造操作中是困难和昂贵的。
在飞行器的升力结构布局中的另一当前已知的解决方案包括：使两个侧向箱形梁接合，在这两个侧向箱形梁之间不设置中心箱形梁，其中后翼梁借助于被称为后部配件的金属配件以及与翼梁直接接合的独立连接件接合至侧向箱形梁上。这种类型的解决方案的缺点在于：其需要大量的用于翼面结构的独立部件，这伴随着制造操作中的困难和成本。
本发明旨在解决上述的缺点。
发明内容
因此，本发明涉及飞行器翼面的一种结构，特别是用于飞行器的水平安定面的结构，尤其是用于使所述翼面中的后翼梁接合至侧向箱形梁的结构。根据本发明，借助单个一体式部件或中心翼梁接合后翼梁，从而，所述中心翼梁部件包括一体形成在该中心翼梁部件中的用于接合侧向箱形梁、后翼梁和飞行器机身的其余结构的连接件。因此，根据本发明，因为具有当前具有另外用途的部件的功能，所以解决了由已知方案导致的问题，从而减少了部件的总数量，因此使制造操作的难度和成本最小化。
因此，根据本发明，采用了现有的将飞行器的水平安定面接合至该飞行器机身的部件，这些部件又构成安定面结构通过其相对于机身转动的点，这扩展了所述部件的用处，从而设计出单个一体式部件，另外，该单个一体式部件形成水平安定面的两个半部的连接结构的一部分，因此避免了当前所使用的为此目的设计的特殊部件。
参考附图，本发明的其他特征和优点通过下文对所示出的本发明实施例的详细描述清楚地得出。
附图说明
图1示意性示出根据现有技术的飞行器升力结构的侧向箱形梁的接合，所述接合通过金属的中心箱形梁和独立连接件形成；
图2示意性示出根据现有技术的飞行器升力结构的侧向箱形梁的接合，所述接合通过独立连接件和后部配件类型的金属配件形成；
图3示意性示出根据本发明的飞行器升力结构的侧向箱形梁的接合，所述接合通过单个一体式中心翼梁部件形成；
图4a 通过飞行器翼面的后视图示意性示出在根据本发明的飞行器升力结构--其具有单个一体式中心翼梁部件--中的侧向箱形梁的过渡；
图4b 通过飞行器翼面的后视图示意性示出在根据图2的现有技术的飞行器升力结构--其具有单个一体式中心翼梁部件--中的侧向箱形梁的过渡；
图5示出根据本发明的飞行器升力结构的侧向箱形梁的接合结构的立体图，该接合结构通过单个一体式中心翼梁部件形成；
图6示出根据本发明的飞行器升力结构的侧向箱形梁的接合结构的细节，该接合结构通过单个一体式中心翼梁部件形成；
图7示出所述单个一体式中心翼梁部件的细节，其用于根据本发明的飞行器升力结构的侧向箱形梁的接合。
具体实施方式
图1和2示出飞行器升力结构中--特别是飞行器的水平安定面中--的侧向箱形梁的连接元件迄今所采用的已知解决方案。
图1示出升力结构--特别是飞行器的水平安定面--的侧向箱形梁2通过金属中心箱形梁3形成的已知接合结构，金属中心箱形梁3包括呈“翼”式的突出部8，以用于插入以及铆接所述侧向箱形梁2和将它们接合到飞行器机身的其余部分上。由此，如图1中示出地，侧向箱形梁2的连接是双倍的，在后翼梁1的接合中尤其如此，所述后翼梁1包括一右后翼梁5和一左后翼梁6。
图2示出升力结构--特别是水平安定面--的侧向箱形梁2的通过后部配件类型的金属配件7以及独立连接件9形成的已知接合结构，金属配件7用于连接右后翼梁5和左后翼梁6，独立连接件9被接合至右后翼梁和左后翼梁5、6、并使翼梁5、6连接至飞行器机身的其余结构上，从而水平安定面在这些部件9上枢转和受引导。
因此，本发明开发了一种用于飞行器翼面--特别是用于飞行器的水平安定面--的后翼梁1的连接结构，其包括作为一体式部件由复合材料、优选为碳纤维通过树脂传递模塑技术或者说RTM技术制成的单个部件10或中心翼梁，所述一体式部件10或中心翼梁又包括优选由碳纤维制成的一体式配件11和也优选由碳纤维制成的突出部12，突出部12用于连接到右后翼梁5和左后翼梁6。一体式部件10整个由相同的复合材料制成并单次注塑成型，配件11和突出部12同时制成。以这种方式，基于部件的一体化和接合位置的去除，我们得到了用于翼面的侧向箱形梁2接合结构的构思，其具有下列优点：
i.可由碳纤维制成单个一体式连接部件10，其允许：
1.使所涉及的材料保持一致，使被使用的复合材料所占的百分比最大化，同时具有重量优势--这在飞行器的整体设计中是有用的，
2.改善组装过程，通过减少待组装元件的数量来避免中间操作并节约时间，
3.大大改善已制成结构的检验和维修，因为这是一种不加入金属的解决方案；
ii.实际上去除了在已知解决方案中的钻孔。
因此，本发明的一体式连接件10以下列方式使侧向箱形梁2、右后翼梁和左后翼梁5、6以及飞行器机身的其余结构相接合：即与示出现有技术的图2相比较，使后部配件类型的金属配件7的功能和独立连接件9的功能集成在一起。以这种方式，根据本发明，因为具有当前具有另外用途的部件--具体而言为图2的现有技术中的独立连接件9--的功能，所以解决了由已知方案导致的问题，从而减少了部件的总数量，因此使得整体结构的制造操作的难度和成本最小化。
根据本发明的新构思包括：使后翼梁1在三个部段处接合--经过一体式部件10或中心翼梁的中心部段、以及经过右后翼梁5和左后翼梁6的两个侧向部段。中心翼梁10包括一体形成在相同的单一部件10内的配件11，配件11用于将板连接至飞行器的机身结构。由于配件11一体形成在单一的一体式部件10内，所以配件11也由碳纤维复合材料制成。为了避免这种单一部件或中心翼梁10的制造问题，如图4a中示出地，根据本发明的这种解决方案必须伴随着侧向箱形梁2的蒙皮的光滑过渡，其中图4a示出了具有根据本发明的结构的水平安定面的后视图，而图1、2和3对应于从正面观察的俯视图。由于由所述连接结构形成的上反角20(图4b)，图2中的后部配件类型的金属配件7不能由纤维恰当地制造。
上述情况基于下述事实：在传统的构造方式中(图2)侧向箱形梁2的连接结构具有上反角20，上反角20是由侧向箱形梁2与水平面形成的角度，且允许这类显著的角度的部件(例如现有的后部配件类型的金属配件7)不能由纤维恰当地制成。根据本发明，因为水平安定面结构中的表面过渡发生于安定面的处于飞行器机身内的部分中，所以水平安定面的空气动力学性能没有受损。
作为本发明的用于飞行器水平安定面升力结构的示例以及具体应用，由于本发明的构思引起的主要变化如下：
i.由于已知解决方案中的连接件8或9对于引导水平安定面的支承负载是必须的，所以本发明采用作为一体式配件11的构件8或9，所述一体式配件11也用作用于飞行器机身的其余结构的连接件；
ii.与图2中示出的现有技术相比，中心翼梁10集成在现有的后翼梁1中而无需使用任何后部配件类型的金属配件7，因此减少了进行组装所必需的部件的数量；
iii.由于本发明的解决方案去除了后翼梁1的连接件，为了避免中心部分或中心翼梁10的复杂形状--所述复杂形状使得该中心翼梁10制造困难并且不利地影响该中心翼梁10的性能，必须将本发明的解决方案与侧向箱形梁2蒙皮的光滑过渡相结合以避免摇摆运动。
对于上面刚刚描述的实施例可以进行在由所附权利要求限定的范围内的变化。
Claims (6)
1.一种用于接合飞行器的水平安定面的侧向箱形梁(2)的后翼梁结构(1)，所述后翼梁(1)包括右后翼梁(5)和左后翼梁(6)，其特征在于，所述后翼梁结构(1)还包括由一体式部件(10)形成的中心部段，所述一体式部件(10)包括用于使所述后翼梁结构(1)接合至飞行器机身的配件(11)、以及用于使由一体式部件(10)形成的中心部段接合至右后翼梁(5)和左后翼梁(6)的突出部(12)。
2.根据权利要求1所述的飞行器的水平安定面的后翼梁结构(1)，其特征在于，一体式部件(10)由复合材料制成。
3.根据权利要求2所述的飞行器的水平安定面的后翼梁结构(1)，其特征在于，一体式部件(10)由碳纤维制成。
4.根据权利要求3所述的飞行器的水平安定面的后翼梁结构(1)，其特征在于，一体式部件(10)通过RTM制成。
5.根据上述权利要求中任一项所述的飞行器的水平安定面的后翼梁结构(1)，其特征在于，一体式部件(10)单次注塑制造成型。
6.根据上述权利要求中任一项所述的飞行器的水平安定面的后翼梁结构(1)，其特征在于，侧向箱形梁(2)的蒙皮光滑地过渡，其形成所述飞行器的水平安定面的结构。
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Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| C06 | Publication | ||
| PB01 | Publication | ||
| C10 | Entry into substantive examination | ||
| SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
| C02 | Deemed withdrawal of patent application after publication (patent law 2001) | ||
| WD01 | Invention patent application deemed withdrawn after publication |
Application publication date: 20110622 |