CN103832578A - 模块化结构组件 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种用以形成具有外蒙皮和多个桁条的飞行器机翼的一部分的模块化结构组件。该组件包括多个面板,每个面板具有形成外蒙皮的一部分的部分以及与所述部分一体成形的至少一个桁条。
Description
技术领域
本发明涉及一种模块化结构组件。更为具体地,本发明涉及一种形成包括外蒙皮和多个桁条的飞行器机翼的一部分的模块化结构组件。还公开了用于飞行器机翼的盒式部段、包括根据本发明的结构组件的飞行器机翼、以及形成飞行器机翼的方法。
背景技术
在传统的商业飞行器机翼设计中,使用结构盒体承载由升力装置和其他高载荷装置产生的主要载荷是常见的。在图1的立体图中示出了这种盒体1的一部分的示例,从图中能够观察到,盒体1由包括翼梁2、翼肋3和桁条4的众多不同的部分构造而成,翼梁2、翼肋3和桁条4形成机翼的主承载结构部件。盒体1由外蒙皮覆盖。翼梁2为承载结构的主要侧向构件,并且这些翼梁2通过为该结构提供支撑和强度的翼肋3连接在一起。桁条4附接至外蒙皮5以便提供纵向的加固。
上述部分中的每一个通过螺栓连接在一起以形成机翼盒式部段。然而,这在钻孔、去毛刺、密封以及螺母和螺栓的装配上需要大笔支出。螺母和螺栓还为结构增加了显著的重量。
虽然能够通过由复合材料形成盒体结构而桁条共固化到盒体中或者通过将复合材料和桁条形成为具有夹层结构或具有复合材料缠绕微孔而避免至少一些螺栓的使用,但这种结构易受损坏并且易受湿气的入侵。
本发明旨在克服或基本上缓解上文指出的传统组件的至少一些问题。
发明内容
根据本发明,提供一种用以形成具有外蒙皮和多个桁条的飞行器机翼的一部分的模块化结构组件,所述组件包括多个面板,每个面板具有形成所述外蒙皮的一部分的部分以及与所述部分一体成形的至少一个桁条。
在优选实施方式中,每个面板包括两个桁条以及盖板,所述两个桁条分别具有远离所述部分的上端部,所述盖板能够附接至所述桁条以将所述上端部连接到一起从而形成由所述部分、所述桁条和所述盖板封围的腔室。使用盖板形成腔室增加了机翼的刚度和承载能力。
所述盖板能够通过焊接附接至所述桁条,优选地所述盖板通过搅拌摩擦焊接附接至所述桁条,这是比通过螺栓连接更为容易实现的相对简单的工艺。
在一些实施方式中,在所述腔室内能够布置阻裂元件。
每个面板的外蒙皮部分具有边缘,并且相邻面板能够沿着所述边缘彼此附接。
优选地,所述组件包括翼梁帽元件和翼梁,所述翼梁能够经由所述翼梁帽元件附接至面板。
翼梁帽元件可包括形成外蒙皮的一部分的部分。所述部分的边缘则能够优选地通过例如搅拌摩擦焊接之类的焊接附接至面板的外蒙皮部分的边缘。
翼梁帽元件优选地具有从所述外蒙皮部分和翼梁竖立的翼梁附接构件。翼梁于是能够附接至所述翼梁附接构件。优选地,翼梁能够通过例如搅拌摩擦焊接之类的焊接附接至翼梁附接构件。
在一些实施方式中,所述组件包括上部面板组和下部面板组,每个面板组的面板能够沿着相邻的边缘彼此附接,翼梁帽的边缘能够在所述上部面板组和所述下部面板组中的每一者的任一端处附接至面板的边缘,并且,翼梁能够附接至翼梁附接构件从而在每一端在所述上部面板组和下部面板组之间延伸,以形成封闭的翼盒部段。
优选地,面板能够通过焊接、最优选地通过搅拌摩擦焊接彼此附接。
面板可通过挤出而成形。翼梁帽、盖板和翼梁也可通过挤出而成形。
根据本发明的另一方面,提供一种用于飞行器机翼的盒式部段,所述盒式部段包括模块化结构组件,所述模块化结构组件包括:上部面板组和下部面板组,每个面板一体成形并且包括形成飞行器机翼的外蒙皮部分的部分以及桁条,每个面板组的面板沿着相邻的边缘彼此附接;以及翼梁帽,所述翼梁帽在所述上部面板组和所述下部面板组中的每一者的任一端处附接至面板,翼梁附接至每一端的所述翼梁帽并且在所述上部面板组和所述下部面板组之间延伸。
根据本发明的另一方面,还提供一种飞行器机翼,其包括根据本发明的模块化结构组件或盒式部段。
根据本发明,还提供一种形成具有外蒙皮和多个桁条的飞行器机翼的一部分的方法,包括将多个面板附接到一起,每个面板具有形成外蒙皮的一部分的部分以及与所述部分一体成形的至少一个桁条。
附图说明
图1示出现有技术的用于飞行器的翼盒结构的一部分的立体图;
图2示出穿过根据本发明的实施方式的用于飞行器的翼盒结构的侧视图;
图3示出处于分解状态下的图2中所示的翼盒结构的一部分;
图4示出图3的翼盒结构的一部分,其中盖板和翼梁帽附接至多个面板。
具体实施方式
现在将参照附图中的图2至4以仅仅是示例性的方式对本发明的实施方式进行描述。
图2中示出的翼盒结构由模块化结构元件或部件的组件形成。所述元件包括多个面板7,每个面板具有面朝外并形成外蒙皮的一部分的部分8以及与该部分8一体成形的至少一个桁条9。虽然一个面板7示出为具有三个桁条,但图2中示出的大部分面板7具有两个桁条。每个面板7的外蒙皮部分8具有边缘8a并且相邻的面板7沿着所述边缘彼此附接。
每个面板的桁条9从形成外蒙皮的部分8竖立并且每个桁条具有远离所述部分8的上端部10。如图2、3和4中所示,桁条9可具有大致为“T”形的截面轮廓,不过也可以设想其他的截面轮廓。
为了增加机翼刚度以及承载能力,盖板11附接至相邻桁条9的上端部之间的延伸部,以便形成由外蒙皮部分8、桁条9和盖板11限界的封闭腔室12。在盖板11中可设置局部加固的孔(未示出)以便于用孔探检查。腔室12还能够用作集成的燃料和/或通风管。由于盖板11提高了结构的承载能力,因此能够减少用于部件的材料的厚度或者增加相邻翼肋之间的距离。
可在一个或多个腔室中设置阻裂元件17。元件17既可以独立于面板7,也可以与外蒙皮部分一体成形。
翼盒结构6还包括翼梁端帽13。每个翼梁端帽13具有部分14,部分14形成外蒙皮的一部分并包括能够附接至面板7的一部分的边缘8a的边缘14a。每个帽13还包括翼梁附接构件15,翼梁附接构件15与所述部分14一体成形并且从所述部分14竖立。翼梁附接构件15可布置于任意数量的面板7之间或者可布置于一系列面板7的端部处。
如图2中所示,翼梁16在上部和下部的附接面板7组的相对端部处的翼梁附接构件15之间延伸以使所述附接面板组彼此间隔开并将其支撑于适当位置。
组件的部件优选地全部由挤出成型的金属材料形成并且所有这些部件能够优选地通过焊接、并且最优选地通过搅拌摩擦焊接使用对接接头而非搭接接头进行连结,这是廉价且生产快捷的工艺。这允许在少量或没有螺栓接头的情况下形成低成本、轻质量的机翼。一旦完成焊接后,能够在一次操作中对该组件进行机械加工以移除表面材料,以便提高疲劳性能并获得对于飞行器装载而言最佳的厚度。
虽然已经主要地将本发明描述为应用于机翼的主结构部件,但应当理解,相同的理念可以应用于包括副翼、缝翼和横尾翼在内的任何其他的翼型部段的制造。
应理解,前面的说明仅以示例的方式给出,并且,在不背离所附权利要求的范围的情况下,可对本发明的支撑组件做出改型。
Claims (18)
1.一种用以形成具有外蒙皮和多个桁条的飞行器机翼的一部分的模块化结构组件,所述组件包括多个面板,每个面板具有形成所述外蒙皮的一部分的部分以及与所述部分一体成形的至少一个桁条。
2.根据权利要求1所述的模块化结构组件,其中,每个面板包括两个桁条以及盖板,所述两个桁条分别具有远离所述部分的上端部,所述盖板能够附接至所述桁条以将所述上端部连接到一起从而形成由所述部分、所述桁条和所述盖板封围的腔室。
3.根据权利要求2所述的模块化结构组件,其中,所述盖板能够通过焊接附接至所述桁条。
4.根据权利要求2或3所述的模块化结构组件,包括能够布置在所述腔室内的阻裂元件。
5.根据任一项前述权利要求所述的模块化结构组件,其中,每个面板的所述外蒙皮部分具有边缘,相邻面板能够沿着所述边缘彼此附接。
6.根据权利要求5所述的模块化结构组件,包括翼梁帽元件和翼梁,所述翼梁能够经由所述翼梁帽元件附接至面板。
7.根据权利要求6所述的模块化结构组件,其中,所述翼梁帽元件包括形成所述外蒙皮的一部分的部分,所述部分具有能够附接至面板的外蒙皮部分的边缘的边缘。
8.根据权利要求7所述的模块化结构组件,其中,所述翼梁帽的形成所述外蒙皮的一部分的所述部分能够附接至面板的外蒙皮部分的边缘。
9.根据权利要求8所述的模块化结构组件,其中,所述翼梁帽的形成所述外蒙皮的一部分的所述部分能够通过焊接附接至面板的外蒙皮部分的边缘。
10.根据权利要求8或9所述的模块化结构组件,其中,所述翼梁帽元件具有从所述外蒙皮部分竖立的翼梁附接构件,所述翼梁能够附接至所述翼梁附接构件。
11.根据权利要求10所述的模块化结构组件,其中,所述翼梁能够通过焊接附接至翼梁附接构件。
12.根据权利要求10或11所述的模块化结构组件,包括上部面板组和下部面板组,每个面板组的面板能够沿着相邻的边缘彼此附接,翼梁帽能够在所述上部面板组和所述下部面板组中的每一者的任一端处附接至面板,并且,翼梁能够附接至所述翼梁帽从而在每一端在所述上部面板组和下部面板组之间延伸,以形成封闭的翼盒部段。
13.根据任一项前述权利要求所述的模块化结构组件,其中,所述面板能够通过焊接彼此附接。
14.根据任一项前述权利要求所述的模块化结构组件,其中,至少所述面板通过挤出而成形。
15.一种用于飞行器机翼的盒式部段,所述盒式部段包括模块化结构组件,所述模块化结构组件包括:上部面板组和下部面板组,每个面板一体成形并且包括形成飞行器机翼的外蒙皮部分的部分以及桁条,每个面板组的面板沿着相邻的边缘彼此附接;以及翼梁帽,所述翼梁帽在所述上部面板组和所述下部面板组中的每一者的任一端处附接至面板,翼梁附接至每一端的所述翼梁帽并且在所述上部面板组和所述下部面板组之间延伸。
16.一种飞行器机翼,包括根据任一项前述权利要求所述的模块化结构组件。
17.一种形成具有外蒙皮和多个桁条的飞行器机翼的一部分的方法,包括将多个面板附接到一起,每个面板具有形成所述外蒙皮的一部分的部分以及与所述部分一体成形的至少一个桁条。
18.一种大体如前文所述的模块化结构组件。
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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 | ||
WD01 | Invention patent application deemed withdrawn after publication | ||
WD01 | Invention patent application deemed withdrawn after publication |
Application publication date: 20140604 |