CN102105354A - 在组装期间加强肋的方法 - Google Patents

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Abstract

描述一种在组装飞机机翼期间加强肋(19，20)的方法。加强板(40，41)被附接于肋(19，20)的表面。肋在附接加强板(40，41)的情况下与一个或更多个机翼部件对准。在对准肋和附接加强板的情况下执行诸如钻孔(16)的组装操作。在组装操作之后从肋除去加强板(40，41)。加强板具有：安装在该板的表面上并且形成真空腔的外周边的有弹性的外密封环；和安装在板(20，21)上的由外密封环限定的周边内并且形成真空腔的内周边的至少一个有弹性的内密封环。加强件可以通过真空夹紧力附接于肋，真空由外密封环和内密封环密封。内密封环密封存在于肋中的任何孔。加强件(40，41)在对准期间可以支撑肋(20，21)，以给予其所需的平直度。

Description

在组装期间加强肋的方法
技术领域
本发明涉及一种在形成机翼组件中当肋与一个或更多个飞机机翼部件对准时加强所述肋的方法，以及适于在该方法中使用的加强件。
背景技术
飞机机翼盒通常由在前梁和后梁之间延伸的上盖和下盖以及附接于盖和梁的一系列肋形成。在组装期间，当肋对准并附接于盖和梁时必须保持肋平直。然而在组装期间肋可能不具有足够的刚度来支撑它自身从而维持所需的平直度。
发明内容
本发明的第一方面提供一种在组装飞机机翼期间加强肋的方法。该方法包括：将一个或更多个加强板附接于所述肋的表面；在附接所述加强板的情况下使所述肋与机翼部件(诸如盖和/或梁)对准；在对准所述肋和附接所述加强板的情况下执行组装操作；并且在所述组装操作之后从所述肋除去所述加强板。
所述组装操作可以包括例如通过使诸如螺栓的紧固件通过所述肋和所述机翼部件而将所述肋紧固至所述机翼部件。可选地，所述组装操作可以包括通过使钻穿过对准的所述肋和所述机翼部件而在该肋和/或该机翼部件中钻出一个或更多个紧固件孔。在这种情况下，无论所述加强板是否处于适当位置，都可以将所述紧固件插入所述孔中。
通常，所述肋包括具有一系列肋脚的肋腹板，所述肋脚定位在所述肋腹板的边缘处并且与该肋腹板成一角度延伸。所述肋脚因而可以用来将所述肋附接于所述部件。较宽且薄的加强板的使用能够使所述肋脚便于接近，以进行钻孔或紧固操作。通常，所述肋脚具有远离所述肋腹板的远端，所述远端与所述肋腹板间隔开沿垂直于该肋腹板的方向测得的距离D，并且所述加强板具有沿垂直于所述肋腹板的方向测得的小于D的最大厚度。
所述加强板可以通过机械紧固件或者通过部分真空的作用附接于所述肋。在使用部分真空的情况下，则优选地，每个加强板均包括：有弹性的外密封环，该有弹性的外密封环安装在所述板的表面上，并且形成真空腔的外周边；以及至少一个有弹性的内密封环，所述至少一个有弹性的内密封环安装在所述板上的由所述外密封环限定的所述周边内，并且形成所述真空腔的内周边。在这种情况下，所述加强板通过由以下方式形成真空室而附接于所述肋，即，使所述肋与所述加强板的所述外密封环接合，所述肋具有位于由所述外密封环限定的所述周边内的一个或更多个孔；用相应的内密封环密封所述肋中的每个孔；以及在所述真空室中产生部分真空以将所述加强板附接于所述肋。
通常，所述加强板覆盖所述肋的表面的面积的多于50％，并且优选地覆盖多于80％。
本发明的另一方面提供一种飞机机翼肋组件，该飞机机翼肋组件包括：机翼肋；以及附接于所述机翼肋的表面的一个或更多个加强板。
本发明的另一方面提供一种加强件，该加强件包括：面板；以及有弹性的外部密封环，该有弹性的外部密封环安装在所述板的表面上，并且形成真空腔的外周边。本发明的该方面提供一种加强件，该加强件可以通过真空夹紧力附接于所述肋，所述真空由所述外密封环密封。
优选地，所述加强件具有至少一个有弹性的内密封环，所述至少一个有弹性的内密封环安装在所述板上的由所述外密封环限定的所述周边内，并且形成所述真空腔的内周边。所述内密封环因而可以密封存在于所述肋中的任何孔。
通常，所述加强件基本上由复合材料形成。优选地，所述复合材料是纤维增强复合材料。这使所述纤维的方向能够适于沿希望的方向加强所述板。
附图说明
现在将参照附图描述本发明的实施方式，其中：
图1是飞机机翼的机翼盒的示意性立体图；
图2和3是图1所示的肋中的一个的相反两面的立体图；
图4示出一对加强件的内(吸力)表面；
图5和6是加强件的正视图和侧视图；
图7和8示出加强件的外表面；
图9是附接有加强件的肋中的一个的立体图；
图10是沿图4所示的线D-D剖取的定位钩的剖视图；
图11是沿图4所示的线A-A剖取的间隔盘的剖视图；
图12是真空配件和真空发生器的立体图；
图13是沿图4所示的线B-B剖取的真空配件的剖视图；以及
图14是沿图9所示的线E-E剖取的、在附接加强件的情况下肋的下部分的剖视图。
具体实施方式
图1是示出具有在前梁4和后梁5之间延伸的上盖2和下盖3的飞机机翼盒1的一部分的示意图。一系列肋6至8被附接于上盖2和下盖3并且附接于梁4、5。图2和3示出了肋6的示例性的一个。
肋6包括平面肋腹板10，该平面肋腹板10具有从该肋腹板上边缘伸出的一系列上肋脚11和从该肋腹板下边缘伸出的一系列下肋脚12。
在每相邻的一对上肋脚11和每相邻的一对下肋脚12之间形成鼠洞13。上盖2和下盖3在它们的内表面上承载桁条(未示出)，这些桁条沿着机翼顺翼展方向延伸，并且每个桁条均通过相应的鼠洞13。
每个肋脚均包括在肋腹板的垂直面外成一角度顺翼展方向(近似水平地)延伸的凸缘14至17，每个凸缘均具有各自的螺栓孔18。凸缘14至17的角度取决于上盖2和下盖3之间机翼的斜度，但是该角度通常在89°至91°之间。
在组装机翼盒1期间，凸缘14至17由通过螺栓孔18的近似垂直的螺栓(未示出)栓接到上盖2和下盖3。梁4、5承载肋柱(未示出)，并且肋的前端19和后端20由沿翼展方向通过螺栓孔21的螺栓(未示出)栓接到肋柱上。
腹板10具有图2所示的平坦面和图3所示的构型面。平坦面基本上是平坦的而构型面承载加强件30的框架。
燃料被存储在机翼盒1中的相邻肋之间。肋腹板10具有用于允许燃料和系统线缆通过肋的孔。这些孔还用来降低肋的重量。这些孔中的示例性的一个在图2和3中以附图标记23表示。燃料也可以流过鼠洞13。
肋6通常由铝或铝/混杂复合材料制成。在没有任何支撑结构的情况下，肋6将在其自身重量下具体地沿其长轴弯曲。因此提供图4至8所示的一对加强件40、41，以在组装机翼盒期间加强肋并且使这种弯曲最小化。可选地，假如肋较小，则可以仅需要单个加强件。
加强件基本上由诸如纤维增强环氧树脂的复合材料形成。该材料刚硬但足够轻，而使板能够由单个操作员手工抬起。
如将在下面更详细地说明，加强件40、41通过真空夹紧力附接于肋腹板的平坦面。加强件40、41基本上比肋腹板10更刚硬并且一起覆盖肋腹板的大部分的表面积。具体地，加强件被设计成具有沿它们的长轴的刚度，该刚度约为肋6沿其长轴的刚度的10倍以上。
加强件40、41是相似的，因此将仅详细地描述加强件40。该加强件40包括板42，该板42具有图4所示的内(吸力)表面和图7至9所示的外表面。橡胶外密封环43安装在板的内表面上并且限定真空腔的封闭外周边。19个橡胶内密封环安装在板上，并位于由外密封环43限定的周边内。这些内密封环的示例性的一个以附图标记44表示。每个内密封环均形成真空腔的内周边，并且与肋6上的相应的孔对准。因而当将加强件40附接于肋6上时，每个内密封环均密封相应的肋孔。例如内密封环44密封孔23。
真空管线45通过图12和13的横截面中所示的配件47被联接至加强件的板中的真空口。真空发生器48接收来自输入管线49的气流，并且通过文丘里效应(Venturieffect)在真空管线45中产生真空。
一对定位钩50、51从加强件40的内表面伸出以将加强件精确地定位并支撑在肋上。如图10所示，钩51通过紧固件52连接至加强板42并且具有尼龙保护套57。
参看图7和8，加强件40的外表面还包括一对手柄53和54。在肋被垂直定向且其前边缘19位于底部的情况下，将加强件安装到肋。加强件40由操作员利用手柄53、54抬起到肋6的附近，将定位钩50、51插入肋6中的对应孔55、56内，并且允许加强件略微向下移动，使得两个定位钩50、51的轴上的尼龙保护套57与孔的下边缘接合。在该点处，操作员放开手柄因此钩的轴承担加强件的重量。钩的端部防止加强件从肋脱落。
紧接着真空发生器被开启并且部分地抽空由加强板、内密封环、外密封环以及肋腹板限定的真空室。这将加强件吸向肋，而压缩密封件。
加强板和肋腹板之间的最小间隙由从板42的内表面伸出的9个间隔盘60维持。图11示出在未压缩密封环62的情况下如沿图4的线A-A观看的间隔盘60中的一个的剖视图。在密封环62未被压缩状态下，其比间隔盘60厚。然而，当将加强件40附接于肋6时，密封环62压靠平坦面21，并且其厚度减小直到肋腹板与间隔盘60接合。将间隔盘60的厚度选择为与处于压缩状态的密封环62的厚度匹配。间隔盘不但维持最小间隙，而且也防止肋或加强件在真空负荷下局部弯曲。
图14示出了沿图9所示的线E-E剖取的、穿过附接有加强件的肋6的前部分的剖视图。通过下列组装操作顺序将肋6附接于每个盖：
1.在附接加强板的情况下，使肋6与盖对准。在该组装操作期间可以移动肋和/或盖。
2.通过使钻穿过肋脚凸缘中的螺栓孔18而在盖中钻设螺栓孔。加强件在该组装操作期间保持附接，以确保肋不会弯曲变形并且变得与盖错配。
3.通过使螺栓穿过肋脚凸缘中的螺栓孔18和盖中钻出的螺栓孔而将肋附接于盖。任选地，加强件在该组装操作期间可以保持在适当位置，然后通过关掉真空发生器以解除真空并且用手抬起该加强件而除去该加强件。可选地，在孔已被钻出之后但是在插入螺栓之前，可以除去加强件。在后述情况下，假如在螺栓被插入之前肋弯曲，则肋可以被用手向后移动以重新对准螺栓孔。一旦插入一些螺栓，则肋将被对准并且将不再明显地弯曲。
图14示出了一对肋脚凸缘16、17和表示基本上平行于肋腹板延伸的螺栓的线的虚线64、65。
加强件40因为以下两个原因而在钻孔操作期间不会妨碍接近螺栓孔18：
1.加强件是较薄的。具体地，肋脚凸缘16具有远离肋腹板10的远端，该远端与肋腹板间隔开沿垂直于该肋腹板的方向测得的距离D1。肋脚凸缘16中的螺栓孔18与肋腹板间隔开沿垂直于该肋腹板的方向测得的距离D2。加强板40具有沿垂直于肋腹板的方向测得的、小于D1和D2的最大厚度。
2.在加强件40的底缘和肋脚凸缘16之间设置小间隔63。
因此，当使钻通过螺栓孔18以在盖2、3中钻孔时，加强件40可以保持附接于肋6。
尽管以上已经参照一个或更多个优选实施方式描述了本发明，但是应当理解，在没有脱离如随附的权利要求中限定的本发明的范围的情况下，可以进行各种改变或修改。

Claims (17)

1.一种在组装飞机机翼期间加强肋的方法，该方法包括：
a.将一个或更多个加强板附接于所述肋的表面；
b.在附接所述加强板的情况下使所述肋和机翼部件对准；
c.在对准所述肋并附接所述加强板的情况下执行组装操作；以及
d.在所述组装操作之后从所述肋除去所述加强板。
2.根据权利要求1所述的方法，其中，所述组装操作包括通过使钻穿过对准的所述肋和所述机翼部件而在该肋和/或该机翼部件中钻设一个或更多个紧固件孔。
3.根据权利要求2所述的方法，其中，所述肋包括具有一系列肋脚的肋腹板，所述一系列肋脚定位在所述肋腹板的边缘处并且与该肋腹板成一角度延伸；并且其中所述钻穿过所述肋脚。
4.根据前述权利要求中任一项所述的方法，其中，所述组装操作包括将所述肋紧固至所述机翼部件。
5.根据前述权利要求中任一项所述的方法，其中，所述肋包括具有一系列肋脚的肋腹板，所述一系列肋脚定位在所述肋腹板的边缘处并且与该肋腹板成一角度延伸；并且其中所述组装操作包括将所述肋脚紧固至所述机翼部件。
6.根据前述权利要求中任一项所述的方法，其中，每个所述加强板均通过部分真空的作用附接于所述肋。
7.根据权利要求6所述的方法，其中，每个所述加强板均包括：有弹性的外密封环，该有弹性的外密封环安装在所述板的表面上，并且形成真空腔的外周边；以及至少一个有弹性的内密封环，所述至少一个有弹性的内密封环安装在所述板上的由所述外密封环限定的所述周边内，并且形成所述真空腔的内周边，并且其中，所述加强板通过由以下方式形成真空室而被附接于所述肋，即，使所述肋与所述加强板的所述外密封环接合，所述肋具有定位于由所述外密封环限定的所述周边内的一个或更多个孔；用相应的内密封环密封所述肋内的每个孔；以及在所述真空室中产生部分真空以将所述加强板附接于所述肋。
8.根据前述权利要求中任一项所述的方法，其中，所述加强板覆盖所述肋的表面的面积的多于50％。
9.一种飞机机翼肋组件，该飞机机翼肋组件包括：机翼肋；以及附接于所述机翼肋的表面的一个或更多个加强板。
10.根据权利要求9所述的组件，其中，所述机翼肋包括具有一系列肋脚的肋腹板，所述一系列肋脚定位在所述肋腹板的边缘处并且与该肋腹板成一角度延伸。
11.根据权利要求9或10所述的组件，其中，所述加强板覆盖所述肋腹板的表面的面积的多于50％。
12.根据权利要求10或11所述的组件，其中，所述肋脚具有远离所述肋腹板的远端，所述远端与所述肋腹板间隔开沿垂直于该肋腹板的方向测得的距离D，并且其中每个所述加强板均具有沿垂直于所述肋腹板的方向测得的小于D的最大厚度。
13.根据权利要求9至12中任一项所述的组件，其中，每个所述加强板均具有有弹性的外密封环，该有弹性的外密封环安装在该板的表面上，并且形成真空腔的外周边，并且其中每个所述加强板均适于通过在真空室中产生部分真空而被附接于所述肋，所述真空室通过使所述肋与所述加强板的所述外密封环接合而形成。
14.根据权利要求13所述的组件，该组件还包括至少一个有弹性的内密封环，所述至少一个有弹性的内密封环安装在所述板上的由所述外密封环限定的所述周边内，并且形成所述真空腔的内周边，并且其中所述肋具有定位于由所述外密封环限定的所述周边内的一个或更多个孔，所述肋中的每个孔均由相应的内密封环密封。
15.根据权利要求9至14中的任一项所述的组件，其中，所述板基本上由复合材料形成。
16.根据权利要求13至15中的任一项所述的组件，该组件还包括安装在所述板的所述表面上的所述真空腔内的一个或更多个间隔件，用于维持所述板的所述表面与所述肋之间的间隙。
17.根据权利要求13至16中的任一项所述的组件，该组件还包括从所述板的所述表面伸出的一系列定位构件，用于将所述加强板定位在所述肋上。
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