CN103523200B - 沿着窗户带连接复合机身部分 - Google Patents

Abstract

本发明名称为沿着窗户带连接复合机身部分。具有纵向窗户带的机身具有复合外部蒙皮，其包括上和下复合蒙皮部分。该蒙皮包括位于窗户带的至少一个窗户开口。上和下蒙皮部分通过位于窗户带的纵向拼接接头连接在一起。

Description

沿着窗户带连接复合机身部分

技术领域

本公开一般地涉及桶形结构，比如飞行器机身，并且更具体地涉及用于沿着窗户带(window belt)连接复合机身蒙皮部分的拼接接头。

背景技术

飞行器机身可包括一个或多个具有外部复合蒙皮的桶组件，该蒙皮附接至环状即桶形的框架和纵向梁的内部框架。在一种设计方法中，桶组件具有整块外部复合蒙皮，其避免需要可能增加飞行器重量的蒙皮中的拼接。整块桶组件要求连续地或者以可能增加生产流程时间的顺序方式执行许多制造建造和组装任务。通过同时建造桶组件的多个板部分并且接着将它们拼接在一起以形成镶板(panelized)机身可减少生产流程时间。但是，使用相对大量的板部分可能增加组装劳动和/或材料成本。另外，连接大量的板部分需要的拼接可能大大增加飞行器的重量。

复合机身蒙皮在窗户所在的机身侧面上的窗户带中具有层衬垫(ply pad-up)。这些蒙皮衬垫增加蒙皮的尺寸(gauge)以加固窗户和/或为安装窗户框架提供基础。板纵向拼接传统上位于窗户带外面的蒙皮较薄的区域。

因此，需要制作复合机身的方法，其通过允许同时制作机身的部分改善生产流程。也需要制作复合机身的方法，其通过使用两个半桶建造完整的桶部分减少需要拼接在一起的机身板的数量。进一步，需要复合机身和相关的制作方法，其减少拼接的数量和相关的蒙皮重量。

发明内容

公开的实施方式提供了制造具有复合蒙皮的机身的方法，其通过能够同时制造两个半桶部分并且用位于机身的窗户带内的两个纵向拼接接头将它们连接在一起改进生产流程时间。仅仅需要两个拼接接头可减少组装时间和劳动，同时避免或至少最小化由于拼接造成的飞行器重量的任何增加。窗户带中的蒙皮衬垫提供双重功能：加固窗户和为纵向拼接接头提供足够的强度和劲度以承载需要的蒙皮负荷。在一个实施方式中，通过将邻接蒙皮的边缘结合在一起形成纵向拼接接头，而在其他实施方式中，使用机械紧固技术实现拼接接头。

根据一个公开的实施方式，机身包括包含上和下复合蒙皮部分的复合蒙皮、复合蒙皮中的窗户带——窗户带至少包括复合蒙皮中的一个窗户开口、以及沿着窗户带的将上和下蒙皮部分连接在一起的纵向拼接接头。上和下蒙皮部分可在拼接接头处结合在一起。上和下蒙皮部分可具有沿着拼接接头连接在一起的重叠的渐缩边缘。上和下蒙皮部分的每一个包括具有每个沿着拼接接头形成结合表面的层剥离面(ply drop-offs)的层压的纤维增强的树脂层。拼接接头可包括结合至上和下蒙皮部分的每一个的复合拼接带。复合蒙皮在窗户带内具有增加的厚度，并且拼接接头位于蒙皮的增加厚度内。拼接接头可包括紧固至上和下蒙皮部分的至少第一拼接板。上和下蒙皮部分包括内表面和外表面，并且第一拼接板通过机械紧固件紧固至上和下蒙皮部分，第一拼接板位于机身内并且接合上和下蒙皮部分的内表面。拼接接头可包括附接至上和下蒙皮部分的第二拼接板。第一拼接板是内部拼接板和第二拼接板是外部拼接板。上和下蒙皮部分每一个包括在上和下蒙皮中形成纵向延伸的凹陷的台阶状的边缘，并且第二拼接板位于凹陷中。拼接接头也可包括窗户框架，其基本上围绕窗户开口并且附接至上和下蒙皮部分。窗户框架可包括沿着窗户带纵向延伸并且机械紧固至上和下蒙皮部分的拼接板部分。

根据另一公开的实施方式，机身桶组件包括分别包含上和下复合蒙皮部分的上和下机身桶半部分、和分别在上和下机身桶半部分的相对侧上的复合蒙皮中的窗户带。复合蒙皮在窗户带中具有增加的厚度。机身桶组件进一步包括沿着窗户带的机身蒙皮中的窗户开口，和上和下蒙皮部分之间的沿着窗户带纵向延伸的拼接接头。上和下蒙皮部分可包括渐缩的重叠边缘，并且拼接接头的每一个包括重叠的渐缩边缘之间的粘性结合。在其他实施中，重叠边缘被共固化。上和下蒙皮部分包括沿着拼接接头的渐缩边缘，并且拼接接头每一个可包括结合至上和下蒙皮部分的渐缩的边缘的渐缩的拼接带。拼接接头每一个可包括分别紧固至上和下蒙皮部分的相对侧的第一和第二拼接板。拼接接头的每一个可包括围绕窗户开口延伸并且附接至上和下蒙皮部分的每一个的窗户框架，其中窗户框架包括重叠的并且附接至上和下蒙皮部分的每一个的拼接板部分。

根据仍另一实施方式，提供制造具有沿着纵向窗户带定位的窗户的机身桶组件的方法。方法包括制作具有上复合蒙皮的上桶半部分、制作具有下复合蒙皮的下桶半部分、和连接上和下桶半部分——包括将上和下蒙皮沿着窗户带拼接在一起。方法可进一步包括在上和下蒙皮中沿着窗户带形成层衬垫，和在衬垫内在上和下蒙皮中形成窗户开口。制作上和下桶半部分包括通过层压纤维增强的树脂层制造上和下蒙皮的每一个，和增加窗户带区域中层压的层的厚度。将上和下蒙皮拼接在一起可包括使上和下蒙皮的边缘重叠，并且将重叠的边缘粘性地共固化或结合在一起。将上和下蒙皮拼接在一起可包括将拼接带连接至重叠的边缘。拼接上和下蒙皮可包括紧固外部和内部拼接板之间的上和下蒙皮。拼接上和下蒙皮包括将窗户框架紧固至上和下蒙皮。

根据进一步的实施方式，提供制造具有沿着纵向窗户带定位的窗户的机身桶的方法。方法包括制作层压的复合机身蒙皮，包括制造上和下复合蒙皮部分和沿着上和下蒙皮部分的边缘形成衬垫，以增加机身蒙皮沿着窗户带的厚度。方法进一步包括将上和下复合蒙皮部分组装在一起，包括在衬垫中的上和下蒙皮部分之间形成纵向拼接接头，和在衬垫内的机身蒙皮中形成窗户切口(cutout)。

根据另一实施方式，提供制造机身桶组件的方法。方法包括制作具有上复合蒙皮的上桶半部分、制作具有下复合蒙皮的下桶半部分、布置上和下桶半部分的每一个为拼接组件特征——包括共定位上和下蒙皮的边缘、和将上和下蒙皮的边缘拼接在一起。拼接上和下蒙皮的边缘可通过将边缘粘性地结合在一起进行，可选地，拼接上和下蒙皮的边缘可通过共固化上和下蒙皮进行。拼接上和下蒙皮的边缘可通过紧固上和下蒙皮之间的拼接板进行。拼接边缘包括重叠和连接上和下蒙皮的边缘。方法可进一步包括在上和下蒙皮的每一个中形成窗户切口，其中将上和下蒙皮拼接在一起包括布置窗户框架在窗户切口中并且将窗户框架的每一个紧固至上和下蒙皮的每一个。制作上和下桶半部分包括在上和下蒙皮的边缘中形成纵向凹陷，和将边缘拼接在一起包括将拼接板布置在凹陷中并且将拼接板紧固至上和下蒙皮的每一个。

根据本公开的进一步方面，提供了机身，其包括包含上和下复合蒙皮部分的复合蒙皮、复合蒙皮中的窗户带——窗户带包括复合蒙皮中的至少一个窗户开口、和沿着窗户带的将上和下蒙皮部分连接在一起的纵向拼接接头。有利地，拼接接头包括上和下蒙皮部分之间的粘性结合。优选地，上和下蒙皮部分的每一个包括具有每个沿着拼接接头形成结合表面的层剥离面的层压的树脂层。有利地，上和下蒙皮部分具有沿着拼接接头连接在一起的重叠的渐缩边缘。有利地，拼接接头包括结合至上和下蒙皮部分的每一个的复合拼接带。有利地，复合蒙皮包括窗户带中的厚度增加的区域，并且拼接接头位于蒙皮的厚度增加的区域中。优选地，窗户位于蒙皮的厚度增加的区域中。有利地，上和下蒙皮部分的每一个是半桶。有利地，第一和第二纵向延伸的纵梁附接至复合蒙皮，其中拼接接头和窗户位于第一和第二纵梁之间。有利地，拼接接头具有高度，并且窗户的高度大于拼接接头的高度。有利地，拼接接头至少包括紧固至上和下蒙皮部分的第一拼接板。优选地，上和下蒙皮部分包括内表面和外表面，并且第一拼接板通过机械紧固件紧固至上和下蒙皮部分，第一拼接板位于机身内并且接合上和下蒙皮部分的内表面。优选地，拼接接头包括附接至上和下蒙皮部分的第二拼接板，并且第一拼接板是内部拼接板和第二拼接板是外部拼接板。优选地，上和下蒙皮部分的每一个包括在上和下蒙皮中形成纵向延伸的凹陷的台阶状的边缘，并且第二拼接板位于凹陷中。有利地，拼接接头包括基本上围绕窗户开口并且附接至上和下蒙皮部分的窗户框架，并且窗户框架包括沿着窗户带纵向延伸并且紧固至上和下蒙皮部分的拼接板部分。优选地，上和下蒙皮部分包括沿着接合线纵向延伸的邻近的内部表面，并且拼接板部分附接至邻近的内表面和横跨接合线。有利地，窗户带包括纵向中心线，上和下蒙皮部分的每一个是桶半部分，并且拼接接头沿着窗户带的中心线连接桶半部分。

根据本公开的进一步方面，提供了机身桶组件，其包括分别包含形成机身蒙皮的上和下复合蒙皮部分的上和下机身桶半部分、分别在上和下机身桶半部分的每一侧上的复合蒙皮中的窗户带——复合蒙皮在窗户带中具有增加的厚度、沿着每个窗户带的机身蒙皮中的窗户开口、和分别沿着窗户带纵向延伸的上和下蒙皮部分之间的拼接接头。有利地，上和下复合蒙皮部分包括渐缩的重叠边缘，并且每个拼接接头包括渐缩的重叠边缘之间的结合。优选地，每个渐缩的重叠边缘包括形成结合表面的纤维增强的复合树脂层台阶。有利地，上和下复合蒙皮部分包括沿着拼接接头的渐缩边缘，并且每个拼接接头包括结合至上和下蒙皮部分的渐缩的边缘的渐缩的拼接带。有利地，每个拼接接头包括分别紧固至上和下复合蒙皮部分的内侧和外侧的第一和第二拼接板。有利地，每个拼接接头包括分别围绕窗户开口延伸并且附接至上和下蒙皮部分的每一个的窗户框架，并且每个窗户框架包括重叠的并且附接至上和下复合蒙皮部分的每一个的纵向延伸的拼接板部分。

根据本公开的进一步方面，提供了制造具有沿着纵向窗户带定位的窗户的机身桶组件的方法，包括制作具有上复合蒙皮的上桶半部分、制作具有下复合蒙皮的下桶半部分、和连接上和下桶半部分——包括将上和下复合蒙皮沿着窗户带拼接在一起。有利地，方法进一步包括在上和下复合蒙皮中沿着窗户带形成层衬垫、和在层衬垫内在上和下复合蒙皮中形成窗户开口。有利地，制作上和下桶半部分的方法包括通过层压纤维增强的树脂层制作上和下复合蒙皮的每一个，和增加窗户带区域中层压的层的厚度，并且其中将上和下复合蒙皮拼接在一起在层压的层的厚度增加的区域中进行。有利地，将上和下复合蒙皮拼接在一起的方法步骤包括重叠上和下复合蒙皮的边缘、和将重叠的边缘粘性地结合在一起。有利地，将上和下复合蒙皮拼接在一起的方法步骤包括使上和下复合蒙皮的边缘在一起、并且共固化至上和下复合蒙皮。有利地，将上和下复合蒙皮拼接在一起的方法步骤包括将复合拼接带结合至邻近的上和下复合蒙皮的边缘。有利地，将上和下复合蒙皮拼接在一起的方法步骤包括将上和下复合蒙皮紧固在外部和内部拼接板之间。优选地，制作上和下桶半部分的每一个的方法步骤包括在上和下复合蒙皮中形成外部纵向凹陷、并且将上和下蒙皮紧固在外部和内部拼接板之间包括将外部拼接板置于凹陷中。有利地，方法进一步包括制作多个窗户框架、和其中将上和下复合蒙皮拼接在一起包括通过将窗户框架紧固至上和下复合蒙皮的每一个将上和下复合蒙皮机械地连接在一起。

根据本公开的进一步方面，提供了制造具有沿着纵向窗户带定位的窗户的机身桶的方法，其包括制作层压的复合机身蒙皮，包括制作上和下复合蒙皮部分和沿着上和下蒙皮部分的边缘形成层衬垫，以增加机身蒙皮沿着窗户带的厚度，和将上和下复合蒙皮部分组装在一起，包括在层衬垫内在上和下蒙皮部分之间形成纵向拼接接头。有利地，方法进一步包括在层衬垫内在机身蒙皮中形成窗户切口。优选地，在将上和下蒙皮部分组装在一起之前在上和下蒙皮部分中形成窗户切口。优选地，形成拼接接头的方法步骤包括将窗户框架安装在窗户切口中，和将窗户框架紧固至上和下蒙皮部分的每一个。有利地，形成纵向拼接接头的方法步骤包括通过结合和共固化之一连接上和下蒙皮部分。有利地，形成纵向拼接接头的方法步骤包括将拼接板紧固至上和下蒙皮部分的每一个。

根据本公开的进一步方面，提供了制造机身桶组件的方法，包括制作具有上复合蒙皮的上桶半部分、制作具有下复合蒙皮的下桶半部分、布置上和下桶半部分的每一个为拼接组件特征——包括共定位上和下蒙皮的边缘、和将上和下蒙皮的边缘拼接在一起。有利地，拼接上和下蒙皮的边缘的方法步骤通过将边缘粘性地结合在一起进行。有利地，拼接上和下蒙皮的边缘的方法步骤通过共固化上和下蒙皮进行。有利地，拼接上和下蒙皮的边缘的方法步骤通过紧固上和下蒙皮之间的拼接板进行。有利地，拼接边缘的方法步骤包括重叠和连接上和下蒙皮的边缘。有利地，方法进一步包括在上和下蒙皮的每一个中形成窗户切口，并且其中将上和下蒙皮拼接在一起包括将窗户框架布置在窗户切口中并且将每个窗户框架紧固至上和下蒙皮的每一个。有利地，制作上和下桶半部分的方法步骤包括在上和下蒙皮的边缘中形成纵向凹陷，并且将边缘拼接在一起包括将拼接板布置在凹陷中并且将拼接板紧固至上和下蒙皮的每一个。

特征、功能和优点可在本公开的各种实施方式中独立实现，或可在其他实施方式中结合，其进一步的细节通过参考随后的描述和附图可见。

附图说明

在所附权利要求中阐明被认为是有利实施方式的特点的新颖特征。然而，通过当结合附图阅读时参考本公开的有利实施方式的下列详述将极佳地理解有利的实施方式以及优选的使用模式、进一步的目标及其优势，其中：

图1是飞行器生产和使用方法的流程图的图解。

图2是飞行器方框图的图解。

图3是将要连接在一起的两个半机身桶部分的图解。

图4是类似于图3的图解，但是示出已经通过纵向拼接接头连接在一起的两个半桶部分。

图5是图4中指示为图5的方向上的结合接头的内部视图的图解。

图6是沿着图5中的线6-6取得的截面图的图解，为了使结合的拼接接头的一种形式清楚，未显示窗户框架和框架部分。

图6A是图6中指示为图6A的区域的图解。

图6B是图6中指示为图6B的区域的图解。

图6C是图6B中指示为6C的区域的图解。

图7是类似于图6的截面图的图解，但是显示可选形式的结合的拼接接头。

图7A是图7中指示为图7A的区域的图解。

图8是机身的外侧视图的图解，显示通过一种形式的机械拼接接头连接在一起的桶部分。

图9是图8中示出的机身的内侧的图解，在安装框架拼接之前通过一种形式的机械拼接将部分连接在一起。

图9A是沿着图9中的线9A-9A取得的截面图的图解。

图9B是图9A中指示为图9B的区域的图解。

图9C是图9A中指示为图9C的区域的图解。

图9D是图9A中指示为图9D的区域的图解。

图10是类似于图9的图解，但是已经安装了框架拼接。

图11是机身外侧的透视图的图解，其中桶部分使用可选形式的机械拼接接头连接在一起。

图12是图11中示出的机身内侧的图解。

图13是在图11中显示为图13的方向上的等距视图的图解。

图14是沿着图12中的线14-14取得的截面图的图解。

图15是使用一种形式的结合的拼接接头制作机身桶组件的方法的流程图的图解。

图16是使用可选形式的结合的拼接接头制作机身桶组件的方法的流程图的图解。

图17是采用一种形式的机械紧固的拼接接头制作机身桶组件的方法的流程图的图解。

图18是使用可选形式的机械紧固的拼接接头制作机身桶组件的方法的流程图的图解。

具体实施方式

公开的实施方式涉及制作桶型结构，比如具有复合外蒙皮的飞行器机身，其中镶板机身部分通过纵向拼接接头连接在一起。但是，实施方式可应用于航空宇宙工业之外的领域。现参考图1和2，本公开的实施方式可在图1中所示的飞行器制造和使用方法20和图2中所示的飞行器22的背景下使用。在生产前期间，示例性方法20可包括飞行器22的规格和设计24和材料获取26。生产期间，进行飞行器22的部件和子组件制造28和系统整合30。此后，飞行器22可经历发照和交付32以进行使用34。在客户使用时，飞行器22可被安排进行日常维修和保养36，其也可以包括改进、重新配置、整修等。

可以由系统整合者、第三方和/或操作者(例如用户)进行或执行方法20的每个过程。对本说明书的目的，系统整合者可以非限制性地包括诸多飞行器制造商和主要系统转包商；第三方可以非限制性地包括诸多销售商、转包商和供应商；以及操作者可以是航空公司、租赁公司、军事实体、服务组织等。

如图2中所示，通过示例性方法20生产的飞行器22可包括具有多个系统40和内部42的机体38。高水平的系统40的例子包括推进系统60、电力系统62、液压系统64和环境系统66的一个或多个。也可包括任何数量的其他系统。机体38包括机身44、机翼46以及水平和垂直的安定面47。机身44可包括一个或多个桶组件45，其每一个包括上桶部分48和下桶部分50。桶部分48、50的每一个可形成桶组件45的半部分，或形成桶组件45的分离的上和下部分。桶部分48、50分别包括上蒙皮部分52和下蒙皮部分54，二者通过两个纵向拼接接头56连接在一起以形成桶组件45的复合外蒙皮73。拼接接头56位于机身44的窗户带58中，此处可定位一个或多个窗户(未显示)。如在下面将更详细讨论的，公开的拼接接头56位于用于加固窗户带58中的窗户的蒙皮层衬垫内，从而减少飞行器22的重量并且提高制造效率。

本文具体化的系统和方法可在生产和使用方法20的任何一个或多个阶段期间使用。例如，可以以类似于当使用飞行器22时部件和子组件被生产的方式制作或制造对应于生产过程28的部件或子组件。而且，一个或多个装置实施方式、方法实施方式、或其组合可在生产阶段28和30期间使用，例如，通过充分加速飞行器22的组装或降低其成本。类似地，当使用飞行器22时，例如并且不限于维修和保养36，可使用装置实施方式、方法实施方式、或其组合的一个或多个。

现参考图3和4，机身桶组件45分别宽泛地包括上和下桶部分48、50，其在本文也可有时也被称为上和下桶半部分或桶半部分48、50。上和下桶半部分48、50通过分别在桶组件45的相对左和右侧上的一对纵向延伸的拼接接头56连接在一起。每个拼接接头56位于窗户带58的区域中，在此处可定位一个或多个窗户70，并且机身桶组件45的外蒙皮73被支垫至增加的厚度。

在图解的实施例中，拼接接头56的中心线56a大体穿过一排窗户70的中间。尽管机身桶组件45显示为具有大体上圆形横截面形状，但是其他横截面形状也是可能的。而且，尽管桶部分48、50大体上是形成两片式桶组件45的半部分，这里应当注意，上和下桶半部分48、50每一个本身可由两个或更多个部分形成。但是，仅仅采用两个部分或半部分48、50的图解的桶组件45可代表应用的最佳布置，其中期望最小化部分之间接头的数量，和/或通过允许同时制作桶部分48、50改善生产流程。如下面将讨论的，拼接接头56的每一个可为上和下桶半部分部分48、50之间沿着窗户带58的任何合适形式的接头。因此，如本文所使用，“拼接接头”打算包括宽范围的接头构造，包括但不限于渐缩的搭接接头、台阶状搭接接头、指形接头和采用单个拼接元件的接头，以将上和下桶半部分部分48、50连接在一起。

桶半部分48、50分别包括上和下外复合蒙皮部分52、54，每个包括层压的纤维增强的树脂层，并且共同形成桶组件45的外蒙皮73。蒙皮部分52的厚度或尺寸(未显示)在窗户带58的区域中较大，以便加固窗户切口70a。通过上和下蒙皮部分52、54中的层衬垫实现的该窗户带58的区域中增加的蒙皮厚度也允许拼接接头56承载需要的负荷，从而避免需要拼接接头56的另外的衬垫。蒙皮部分52、54附接至内部框架，其包括纵向间隔的、环状或桶形框架74和纵向延伸的、沿圆周间隔的纵梁72，二者使用紧固、结合或其他技术附接至蒙皮部分52、54。多个横向延伸的底梁76固定至框架74并且部分地由连接至框架74的支柱78部分支撑。其他内部框架构造也是可能的。

现参考图5，每个窗户70包括窗户切口70a，其被通过任何合适的方式——比如通过紧固件——附接至上和下蒙皮部分52、54的加固窗户框架80围绕。每个窗户70位于两个邻近的纵梁72和通过框架拼接84附接至框架74的两个邻近的框架拼接段82之间。可见上和下蒙皮部分52、54之间的拼接接头56位于在纵梁72之间延伸的窗户带58内。在72a指示纵梁72的中心线。拼接接头56可以延伸或可以不延伸窗户带58的全部高度。在图解的实施例中，拼接接头56的中心线56a基本上与窗户带58的中心线重合，但是在其他实施方式中，这两个中心线可与彼此有一些偏离。

参考图6和6A，剪裁上和下蒙皮部分52、54的每一个，以包括在邻近的纵梁72之间延伸的窗户带58中的层衬垫75，使得窗户带58中的蒙皮厚度或尺寸“t”大于窗户带58上方或下方的蒙皮厚度“t₁”。衬垫75在纵梁72之间基本上延伸窗户带58的全部高度。拼接接头56位于用于加固窗户切口70a的衬垫75中，因此利用加固窗户切口70a需要的增加的蒙皮厚度“t”，以承载上和下蒙皮部分52、54之间的负荷。换句话说，公开的实施方式利用加固窗户带58中的窗户切口70a需要的衬垫的存在和位置，通过将拼接接头56定位在窗户带58中，从而避免需要拼接接头56的单独的衬垫。在该实施例中，拼接接头56是结合的渐缩的搭接接头，但是如之前提到的，其他接头构造也是可能的。

图6B和6C图解图6中示出的结合的拼接接头56的另外的细节。通过分别重叠蒙皮部分52、54的边缘52a、54a形成结合的拼接接头56。如图6C中最佳可见，蒙皮部分52、54的每一个包括多个纤维增强的树脂层86，并且渐缩的边缘52a、54a包括形成台阶状搭接接头构造的多个匹配层台阶88。每个层台阶88可包括由层剥离面形成的一个或多个层86。由蒙皮层86(图6C)的厚度和数量确定拼接接头56的区域中蒙皮部分52、54的厚度“t”，并且该厚度被选择以使蒙皮73和拼接接头56可承载窗户带58的区域中所有必要的负荷。每个层台阶88形成结合表面90。可选择边缘52a、52b的层剥离或锥度比以适应具体应用，并且其可至少部分确定可用于分别在上和下蒙皮部分52、54之间形成载荷用结合接头的结合表面90的总量。通常，可选择锥度比，其将产生面积足够使拼接接头56的强度在窗户带58中足以充分加固窗户切口70a并且足以在蒙皮部分52、54之间传递负荷的结合表面90。

注意力现转向图7和7A，其图解了结合的拼接接头56的可选实施方式。在该实施例中，蒙皮部分52、54的边缘52a、54a相对渐缩并且结合至双渐缩的拼接带92，其可包括合适的纤维增强的树脂的多层94(图7A)，类似于蒙皮部分52、54的层。如图7A中最佳可见，蒙皮部分52、54的外边缘52a、54a的一个或多个层96可通常在接头56的中心线56a的区域中彼此面对和紧靠，形成在拼接带92上方的平接接头97。但是，在其他实施方式中，层96可能不彼此紧靠，而是在外边缘52a、52b处层96之间可能具有微小的缝隙(未显示)。在图5-7A示出的实施方式的情况下，用于将窗户框架80和框架拼接82附接至上和下蒙皮52、54的机械紧固件87(图5)可用于减缓或阻止层压蒙皮部分52、54中出现的任何拼接分离的蔓延，同时也提供了多余的负荷路径。采用结合的拼接带的其他结合的接头构造也是可能的，包括但不限于其中拼接带92与上和下蒙皮部分52、54形成台阶状搭接接头或指形接头的那些情况。

作为上述方法的可选方案——其中通过结合在上和下蒙皮部分52、54之间形成拼接接头56，可改为使用机械紧固方法以形成拼接接头56。例如，参考图8-10，位于窗户带58中的纵向拼接接头56使用合适的机械紧固件87以连接上和下蒙皮部分52、54。如图8中最佳可见，拼接接头56的中心线56a基本上通过窗户带58中的窗户切口70a的中心。上和下蒙皮部分52、54形成接合线85。在接合线85，蒙皮部分52、54之间可存在微小的缝隙(未显示)。如下面将明白的，用窗户带58中另外的层支垫层压的蒙皮部分52、54，以便加固窗户切口70a，类似于之前结合图5-7描述的实施方式。

具体参考图9、9A、9B、9C和9D，由合适的刚性材料比如金属或复合材料形成窗户框架80。每个窗户框架80包括围绕和加固窗户切口70a的框架部分80a，和与框架部分80a一体形成的纵向拼接板部分80b。拼接板部分80b基本上与中心线56a对齐并且分别覆盖上和下蒙皮52、54之间的接合线85。实际上，窗户框架80形成分别在框架座65中的一系列内部拼接板93，该框架座65在上和下蒙皮部分52、54之间沿着接合线85形成单个剪切接头。如在图9A、9B、9C和9D中最佳可见，剪裁上和下蒙皮部分52、54的每一个以包括在邻近的纵梁72之间延伸的窗户带58中的层衬垫75，使得窗户带58中的蒙皮厚度或尺寸“t”大于窗户带58上方和下方的蒙皮厚度“t₁”。衬垫75在纵梁72之间基本上延伸窗户带58的全部高度。包括拼接板部分80b的由窗户框架80形成的拼接接头56位于包括衬垫75的区域中，因此利用加固窗户70需要的增加的蒙皮厚度“t”，以在上和下蒙皮部分52、54之间承载负荷。如图9中所示，合适的紧固件87将窗户框架80——包括拼接板部分80b——附接至上和下蒙皮部分52、54二者。

具体参考图9，窗户框架80的窗户框架拼接延伸部80b可稍微间隔开以形成邻近窗户框架之间的缝隙105。也分别在上和下桶部分48、50的框架74之间存在缝隙95。如图10中所显示，为了将上和下桶部分48、50的框架74连接在一起，框架拼接98安装在框架74之间并且与其附接，覆盖缝隙95和105(图9)。框架拼接98也被紧固至上和下蒙皮部分52、54。

图11-14图解了采用机械紧固的拼接接头56的另一实施方式，其可减少在图8-10中示出的单个剪切拼接接头中可存在的任何质心偏离和/或弯曲力矩。如在之前例子的情况，上和下蒙皮部分52、54在用于窗户切口和拼接接头加固的窗户带58的区域中具有增加的厚度。

具体参考图13和14，邻近的上和下蒙皮部分52、54的边缘成台阶状，以沿着窗户带58分别形成外部凹陷102、104。上和下蒙皮部分52、54的边缘彼此紧靠对齐，其之间沿着上和下蒙皮部分52、54之间的接合线106具有微小的缝隙。外部拼接板100位于上和下蒙皮部分52、54的渐缩的凹陷102、104中。外部拼接板100的外部表面114(图14)可大体与蒙皮外模线(OML)112齐平。外部拼接板100在上和下蒙皮部分52、54的接合线106上方。拼接接头56进一步包括多个内部拼接板108，其齐平靠着蒙皮部分52、54的IML(内模线)115，并且在接合线106上方。因此，上和下蒙皮部分52、54与外部拼接板100和内部拼接板108面对面地接触，并且被捕获在外部拼接板100和内部拼接板108之间，形成上和下蒙皮部分52、54之间的双剪切接头。合适的紧固件110将外部和内部拼接板100、108彼此紧固并且紧固至上和下蒙皮部分52、54。可在外部拼接板108和凹陷102、105中的蒙皮部分52、54之间存在的任何缝隙107(图14)可填充适于应用的航空填料(未显示)。

现转向图15，其宽泛地图解了使用之前结合图5、6和6A讨论的结合技术制作图3和4示出类型的机身桶组件45的方法的步骤。在116、118分别同时制造上和下桶部分48、50，包括支垫将被纵向拼接接头在窗户带连接的蒙皮部分52、54的边缘。作为顺序116的一部分，在120组装上蒙皮部分52和纵梁72。在122，使用常规技术比如压热固化——尽管非压热固化也是可能的——共固化组装的上蒙皮部分52和纵梁72。组装上蒙皮部分52和纵梁72的其他技术也是可能的，包括使用机械紧固件。在124，框架74和其他机械紧固的部件比如切口增强板(未显示)使用机械紧固件或其他合适的手段附接至上蒙皮部分52和纵梁72的组件。

以类似于上述顺序116的方式的顺序118组装下桶部分50。在126，组装下蒙皮部分54和相关的纵梁72，和在128，共固化组装的下蒙皮部分54和纵梁72。接着，在步骤130，框架74和任何其他机械紧固的部件，比如蒙皮切口增强件，使用紧固件或其他合适的手段附接至下蒙皮部分54和纵梁72的组件。上和下桶部分48、50已经被组装和固化后，接着，在步骤132，合适的结合用粘合剂被施加至拼接接头56的配对表面。具体地，结合用粘合剂可被施加至拼接接头56的渐缩的边缘52a、54a的相对结合表面90(图6C)。在134，将上和下桶部分48、50置于合适的组件夹紧装置中，其中渐缩的蒙皮边缘以重叠关系彼此对齐，如图6中所显示。这里应当注意，包括将粘合剂施加至接头表面的步骤132可在上和下桶半部分已经在步骤134中被置于拼接组件夹紧装置之后进行。

在136，在二次结合操作中将上和下桶部分48、50连接在一起，例如但不限于，其可在高压釜中进行，其中结合用粘合剂被固化从而将窗户带58中的桶部分结合在一起。结合用粘合剂的非压热固化也是可能的。在步骤138，在准备窗户框架80的安装中，窗户开口70a可在上和下蒙皮部分52、54中被切割。接着在步骤140，分别安装框架拼接段和框架拼接82、84以便连接上和下桶部分的框架部分74。

图16图解了使用拼接接头56制作桶组件45的方法的全部步骤，该拼接接头56采用之前结合图7和7A讨论的结合的拼接带92。以显示在116、118的步骤顺序组装上和下桶组件48、50，类似于之前结合图15描述的方法。在步骤142，制作拼接带92，和在144将合适的结合用粘合剂施加至拼接接头表面，包括拼接带92。在146，将上和下桶部分48、50放置在组件夹紧装置中，并且将上和下蒙皮部分52、54的边缘与拼接带92的那些边缘共定位。在148，在二次结合操作期间，使用拼接带92将桶部分48、50连接在一起，其中未加工的拼接带92与结合用粘合剂——例如在高压釜中，尽管非压热固化也是可能的——一起固化。在步骤150，窗户切口开口70a可被形成在上和下蒙皮部分52、54中，其后在152，安装框架拼接段82和框架拼接84以连接框架部分74，和安装窗户框架。

图17宽泛图解了制作桶组件45的方法的步骤，其中使用机械紧固件和具有之前结合图8-10描述的拼接板部分80b的内部窗户框架80形成拼接接头56。在该实施方式中，以类似于图15和16示出的那些顺序的顺序116、118同时组装上和下桶部分48、50。在154，将上和下桶部分48、50放置在合适的拼接组件夹紧装置中，其中上和下蒙皮部分52、54的边缘相对于彼此共定位。在156，制作具有拼接板部分80b的窗户框架80。在158，如图8-10中图解的，将上和下桶部分48、50连接在一起。在160，可在上和下蒙皮部分52、54中切割窗户开口70a。可选地，可通过在将桶部分48、50放置在拼接组件夹紧装置之前修整它们的每一侧，在步骤154之前形成窗户开口70a。最后，在162，安装连接框架部分74的框架拼接98。

图18图解了使用之前结合图11-14描述类型的机械拼接接头56制作桶组件45的方法的全部步骤，该机械拼接接头56分别采用外部和内部拼接板100、108。如在之前描述的方法中，在116、118，组装上和下桶部分48、50。在164，将上和下桶部分48、50置于组件夹紧装置中，并且将上和下蒙皮部分52、54的渐缩的边缘共定位。在166，制作外部拼接板100，和在步骤168制作内部拼接板108。在170，外部和内部拼接板108、100用于连接蒙皮部分52、54。在172，可在上和下蒙皮52、54中切割窗户开口70a。可选地，可通过在将桶部分48、50放置在拼接组件夹紧装置之前修整它们的每一侧，在步骤164之前形成窗户开口70a。最后，在174，安装连接框架部分74的框架拼接98。

出于图解和说明的目的，已经呈现不同例证性实施方式的描述，并且不意欲是穷尽性的或者限于公开形式的实施方式。许多改型和变化对于本领域技术人员将是明显的。此外，与其它例证性实施方式相比，不同的例证性实施方式可提供不同的特征。选择并描述了所选的一个或多个实施方式，以便最好的解释实施方式、实际应用的原则，并且使本领域其他技术人员能够理解具有适合于考虑的具体用途的各种改型的各种实施方式的公开内容。

Claims (14)

1.机身，其包括：

包括上复合蒙皮部分和下复合蒙皮部分的复合蒙皮；

所述复合蒙皮中的窗户带，所述窗户带包括所述复合蒙皮中的至少一个窗户开口；和

沿着所述窗户带的纵向拼接接头，其将所述上复合蒙皮部分和下复合蒙皮部分连接在一起，

其中所述复合蒙皮包括在所述窗户带中的厚度增加的区域，和

所述拼接接头位于所述蒙皮的所述厚度增加的区域中，并且其中所述窗户位于所述蒙皮的所述厚度增加的区域中。

2.根据权利要求1所述的机身，其中所述拼接接头包括所述上复合蒙皮部分和下复合蒙皮部分之间的粘性结合，并且其中所述上复合蒙皮部分和下复合蒙皮部分的每一个包括具有层剥离面的层压的树脂层，每个层剥离面沿着所述拼接接头形成结合表面。

3.根据权利要求1或权利要求2所述的机身，其中所述上复合蒙皮部分和下复合蒙皮部分具有沿着所述拼接接头连接在一起的重叠的渐缩边缘。

4.根据权利要求3所述的机身，其中所述拼接接头包括结合至所述上复合蒙皮部分和下复合蒙皮部分的每一个的复合拼接带。

5.根据权利要求1所述的机身，其中所述上复合蒙皮部分和下复合蒙皮部分的每一个是半桶。

6.根据权利要求1所述的机身，进一步包括：

附接至所述复合蒙皮的第一纵向延伸的纵梁和第二纵向延伸的纵梁，其中所述拼接接头和所述窗户位于所述第一纵梁和第二纵梁之间。

7.根据权利要求6所述的机身，其中：

所述拼接接头具有高度，和

所述窗户的高度大于所述拼接接头的高度。

8.根据权利要求7所述的机身，其中所述拼接接头至少包括紧固至所述上复合蒙皮部分和下复合蒙皮部分的第一拼接板，并且其中：

所述上复合蒙皮部分和下复合蒙皮部分包括内表面和外表面，和

所述第一拼接板通过机械紧固件紧固至所述上复合蒙皮部分和下复合蒙皮部分，所述第一拼接板被定位在所述机身内，并且接合所述上复合蒙皮部分和下复合蒙皮部分的所述内表面。

9.根据权利要求8所述的机身，其中所述拼接接头包括：

窗户框架，其基本上围绕所述窗户开口并且附接至所述上复合蒙皮部分和下复合蒙皮部分，和

所述窗户框架包括拼接板部分，其沿着所述窗户带纵向延伸，并且紧固至所述上复合蒙皮部分和下复合蒙皮部分，并且其中：

所述上复合蒙皮部分和下复合蒙皮部分包括沿着接合线纵向延伸的邻近的内部表面，和

所述拼接板部分附接至所述邻近的内部表面并且横跨所述接合线。

10.根据权利要求9所述的机身，其中：

所述窗户带包括纵向中心线，

所述上复合蒙皮部分和下复合蒙皮部分的每一个是桶半部分，和

所述拼接接头沿着所述窗户带的中心线连接所述桶半部分。

11.制造机身桶组件的方法，其包括：

制作具有上复合蒙皮的上桶半部分；

制造具有下复合蒙皮的下桶半部分；

布置所述上桶半部分和下桶半部分的每一个为拼接组件特征，包括共定位所述上复合蒙皮和下复合蒙皮的边缘，和

将所述上复合蒙皮和下复合蒙皮的所述边缘拼接在一起，

其中所述上复合蒙皮和所述下复合蒙皮包括在窗户带中的厚度增加的区域，和

拼接接头位于所述蒙皮的所述厚度增加的区域中，并且其中窗户位于所述蒙皮的所述厚度增加的区域中。

12.根据权利要求11所述的方法，其中拼接所述上复合蒙皮和下复合蒙皮的所述边缘通过将所述边缘粘性地结合在一起进行。

13.根据权利要求11所述的方法，其中拼接所述上复合蒙皮和下复合蒙皮的所述边缘通过共固化所述上复合蒙皮和下复合蒙皮进行。

14.根据权利要求13所述的方法，其中拼接所述上复合蒙皮和下复合蒙皮的所述边缘通过紧固所述上复合蒙皮和下复合蒙皮之间的拼接板进行，并且其中拼接所述边缘包括重叠和连接所述上复合蒙皮和下复合蒙皮的所述边缘，并且其中：

制作所述上桶半部分和下桶半部分包括在所述上复合蒙皮和下复合蒙皮的所述边缘中形成纵向凹陷，和

将所述边缘拼接在一起包括将拼接板布置在所述凹陷中和将所述拼接板紧固至所述上复合蒙皮和下复合蒙皮中的每个。