CN102126551A - 用于水平尾翼安定面横向盒段的具有管式中央盒段的接合装置以及所述盒段的制造方法 - Google Patents
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Abstract
一种用于水平尾翼安定面横向盒段(11、11’)的、具有中央管式盒段的接合装置和一种用于制造所述盒段的方法。使用中间接合部件(31)接合所述盒段(11、11’)，该中间接合部件(31)包括中央盒段(33、63、73)、上横向折板(35、35’)和下横向折板(37、37’)、用于配平装置的装配板(A)和用于枢转装置的装配板(B)，横向盒段(11、11’)的蒙皮(15、15’；17、17’)与所述折板(35、35’；37、37’)之间通过铆钉实现接合。用于制造中间接合部件(31)的方法包括如下步骤：a)提供适于成型所述部件(31)的预成型件；b)使用RTM方法成型和固化由所述预成型件制得的部件(31)。
Description
技术领域
本发明涉及用于飞行器水平安定面横向盒段的、具有中间部件的接合装置，更具体地，涉及其中所述中间部件呈盒形状的接合装置。
背景技术
目前，特别是在航空工业中，在各种结构元件中大量使用具有有机基体和连续纤维——主要基于环氧树脂和碳纤维——的复合材料。
众所周知地，航空结构要求将各种结构元件集成一体。例如，机身要求将蒙皮与不同的结构元件如梁、侧柱和纵梁集成一体。与在使用金属材料时不同的是——其时机械接合实际上是将给定构件的各结构元件集成一体的唯一选择，使用化学接合也能将复合材料集成一体。
在某些航空结构中，必须将两个构件接合以使得在该两个构件之间有效地传递负载，这通常要求使用中间部件。这种情况尤其发生在接合飞行器的水平安定面的横向盒段时，因为水平尾翼安定面必须像一个结构单元一样地工作。另外，该接合即要承受空气动力负载又要承受由为使水平安定面配平而使用的机构所产生的负载。
由于这是一种困难的接合，所以就有各种方案：剪切接合、牵引接合(traction joint)以及使用由金属、复合材料或混合材料制成的中间部件。
在这些方案的其中之一——如US 2009159742中所述——中，使用了由复合材料制成的双T形中间部件。
对于水平尾翼安定面的横向盒段的某些构造而言、以及对于配平装置所需要的配件的集成一体而言，这些中间部件的使用可能是有问题的。
本发明旨在解决这些问题。
发明内容
本发明的一个目的在于，提供一种飞行器水平尾翼安定面的横向盒段之间的接合装置，其采用了有助于所述安定面的组装的中间部件。
本发明的另一目的在于，提供具有优化构造的所述中间部件，该中间部件作为所述横向盒段的中间接合部件。
本发明的又一目的在于，提供一种制造所述中间部件的有效方法。
一方面，通过一种用于飞行器水平尾翼安定面的两个横向盒段的接合装置来实现这些及其它目的，包括上蒙皮和下蒙皮并采用中间接合部件，所述中间部件和所述横向盒段均由复合材料制成，其中，所述中间部件包括中央盒段、上横向折板和下横向折板、用于配平装置的装配板以及用于枢转装置的装配板，所述横向盒段的蒙皮通过铆钉接合至所述折板。
在优选的实施方式中，所述中间接合部件通过适当的单管式中央盒段或多管式中央盒段应用于具有或不具有上反角的横向盒段、以及应用于多翼肋盒段或多翼梁盒段。这使得接合装置可适用于飞行器水平尾翼安定面的横向盒段的各基本类型。
另一方面，通过制造所述中间接合部件——所述中间接合部件具有中央单管式盒段或中央多管式盒段——的方法实现了这些及其它目的，该方法包括如下步骤：
a)提供合适的预成型件以使所述部件成型；
b)使用RTM方法成型和固化由所述预成型件制得的部件。
在下面针对结合附图给出并阐述了本发明目的的实施方式的详细描述中，阐明了本发明的优点和其它特征。
附图说明
图1示出飞行器水平尾翼安定面的两个横向盒段的接合装置，其具有现有技术中已知的T形中间部件；
图2是飞行器水平尾翼安定面的侧向盒段的接合装置的示意性截面 图，该接合装置使用了根据本发明的中央单管式盒段；
图3是根据本发明的呈单管式盒段形状的中间部件的立体图，所述中间部件用于接合飞行器水平尾翼安定面的横向盒段；
图4是用于制造图3的中间部件的预成型件的立体图；
图5和6是飞行器水平尾翼安定面的侧向盒段的接合装置的示意性截面图，其各自具有和不具有上反角，该接合装置使用了根据本发明的中央多管式盒段；
图7是中间部件的立体图，其呈图6中多管式盒段的形状。
具体实施方式
本发明涉及用于飞行器水平尾翼安定面的两个横向盒段11、11’的、具有一中间接合部件的接合装置，其中，横向盒段11、11’和所述中间部件均由碳纤维增强塑料(CFRP)复合材料制成。
在US 2009159742中所述的使用双T形中间部件的接合装置的情形中，图1示出该接合装置基于双T形部件21的平凸缘25、27与横向盒段11、11’的蒙皮15、17；15’、17’的端部区域的交叠，所述平凸缘25、27和所述端部区域必须被展平以有助于它们之间的铆接接合。另外，这种接合装置使所述结构可通过如下方式组装：将横向盒段11、11’定位在适当的位置中、并随后在横向盒段11、11’之间插入部件21，尽管这对于双T形中间部件产生一定的困难。
根据图2、3和4中示出的本发明的一优选实施方式，通过中间部件31实现用于飞行器尾翼安定面的两个横向盒段11、11’的接合装置，中间部件31包括一单管式中央盒段33、数个上折板35、35’和下折板37、37’、配平装置的装配板A以及枢转装置的装配板B，所述上折板和下折板铆接在横向盒段11、11’的蒙皮15、17，15’、17’的端部区域上。
通过树脂传递模塑(RTM)方法——即采用树脂注射的闭模成型工艺，使用图4中示出的预成型件制造所述中间部件：
-使用两个C形预成型件41、41’和两个预成型件43、43’形成部件 31的侧部，其包括配平装置的装配板A和枢转装置的装配板B中的一些；
-使用两个预成型件45、45’，与C形预成型件41、41’的凸缘一起形成部件31的上部和下部；
-使用预成型件47、47’、49来完成枢转装置的装配板B。
依照所述方法，通过适当模具制造的中间部件31可完美地适用于不同构造的盒段11、11’，因此，中间部件31可应用于具有或不具有上反角的盒段以及多翼肋盒段或多翼梁盒段。
另外，部件31具有与配平装置和枢转装置所需的装配件A、B集成一体的中央单管式盒段33，部件31的这种构造有助于水平尾翼安定面的组装：即将横向盒段11、11’定位在适当的位置中、并随后在横向盒段11、11’之间插入部件31。
如图5中示意性示出地，本发明还包括一种中间部件31，该中间部件31不包括中央单管式盒段而是包括中央多管式盒段63以用在不具有上反角的横向盒段11、11’的接合装置中，使用RTM方法从一组合适的预成型件制造此中间部件31——所述预成型件与用于具有中央单管式盒段33的部件31的预成型件相类似。
此外，如图6和7中示意性示出地，本发明还包括一种中间部件31，该中间部件31不包括中央单管式盒段而是包括中央多管式盒段73以用在具有上反角的横向盒段11、11’的接合装置中，使用RTM方法从一组合适的预成型件制造此中间部件31——所述预成型件与用于具有中央单管式盒段33的部件31的预成型件相类似。
对于本领域技术人员清楚的是，具有中央单管式盒段33或具有多管式盒段63、73的部件31的成型取决于所涉及的尾翼安定面的具体特征。
本发明的优点包括如下：
-在盒段11、11’的接合中所使用的部件的数量显著减少；
-与横向盒段的蒙皮15、15’，17、17’相接触的中间部件31的内表面通过合适的工具被最佳地精加工/抛光(finish)，这有助于符合制造和组装中的公差要求，如前面所述，一旦横向盒段11、11’位于适当的位 置中，这通过中间部件31的运动实现，盒段11、11’没有任何后续运动。
虽然本发明的全部描述与优选的实施方式有关，但应清楚的是，本发明可在其范围内进行任何修改，该范围不是由上述的实施方式限定的，而是由下面的权利要求的内容限定的。
Claims (10)
1.一种用于飞行器水平尾翼安定面的两个横向盒段(11、11’)的接合装置，包括上蒙皮(15、15’)、下蒙皮(17、17’)，并采用中间接合部件(31)，所述部件(31)和所述横向盒段(11、11’)均由复合材料制成，其特征在于，所述中间部件(31)包括中央盒段(33、63、73)、上横向折板(35、35’)和下横向折板(37、37’)、用于配平装置的装配板(A)以及用于枢转装置的装配板(B)，横向盒段(11、11’)的所述蒙皮(15、15’；17、17’)通过铆钉接合至所述上横向折板(35、35’)和下横向折板(37、37’)。
2.根据权利要求1所述的接合装置，其特征在于，所述盒段(11、11’)的蒙皮(15、17；15、17’)的端部区域彼此不平行。
3.根据权利要求1所述的接合装置，其特征在于，所述盒段(11、11’)的蒙皮(15、17；15’、17’)的端部区域彼此平行。
4.根据权利要求3所述的接合装置，其特征在于，所述盒段(11、11’)的上蒙皮(15、15’)和下蒙皮(17、17’)的端部区域彼此不对齐。
5.根据权利要求1至4中任一项所述的接合装置，其特征在于，所述盒段(11、11’)是多翼肋盒段。
6.根据权利要求1至4中任一项所述的接合装置，其特征在于，所述盒段(11、11’)是多翼梁盒段。
7.根据权利要求1至6中任一项所述的接合装置，其特征在于，所述中央盒段(33)是单管式盒段。
8.根据权利要求1至6中任一项所述的接合装置，其特征在于，所述中央盒段(63、73)是多管式盒段。
9.一种用于制造具有中央单管式盒段(33)的中间接合部件(31)的方法，所述中央单管式盒段(33)用于如权利要求7所述的接合装置中，其特征在于，所述方法包括如下步骤：
a)提供适于成型所述部件(31)的预成型件(41、41’、43、43’、45、45’、47、47’、49)；
b)使用RTM方法成型和固化由所述预成型件(41、41’、43、43’、45、45’、47、47’、49)制得的部件(31)。
10.一种用于制造具有中央多管式盒段(63、73)的中间接合部件(31)的方法，所述中央多管式盒段(63、73)用于如权利要求8所述的接合装置中，其特征在于，所述方法包括如下步骤：
a)提供适于成型所述部件(31)的预成型件；
b)使用RTM方法成型和固化由所述预成型件制得的部件(31)。
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