CN106428523A - 复合翼梁的纵向层片铺设 - Google Patents
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Abstract
本发明提供了一种结构部件,该结构部件包括复合渐缩机翼翼梁,该复合渐缩机翼翼梁具有腹板和位于腹板的相对两侧上的两个凸缘,该复合渐缩机翼翼梁具有由多个层片构成的第一纤维层,其中,所述层片具有相应的直的纵向轴线,其中,所述多个层片中的第一层片在凸缘中的一个凸缘和腹板的第一过渡区域处大致平行于所述一个凸缘的相应延伸方向,其中,所述多个层片中的第二层片在凸缘中的另一凸缘和腹板的第二过渡区域处大致平行于所述另一凸缘的相应延伸方向,并且其中,第一层的多个层片中的位于第一层片与第二层片之间的至少大多数层片相对于第一层片和第二层片的相应延伸方向以相应倾斜角延伸。
Description
背景技术
由复合材料比如碳纤维材料制成的结构部件可以获得超过金属合金的重量强度比的强度重量比。航空业在该领域(商用飞行器和/或军用飞行器)中通常被认为是先驱者。其他类型的交通工具(例如,汽车、船等)利用了由复合材料制成的结构部件。此外,复合结构部件被用于其他领域中,比如建筑领域。
利用复合材料制造结构部件可能是耗时的。这在关于具有复合曲线和/或为不均匀、比如渐缩结构的结构部件的情况下尤其如此。利用复合材料制造结构部件也可能在某些复合曲线/渐缩形状的建立方面受到限制。
发明内容
根据示例性实施方式,提供了包括复合渐缩机翼翼梁的结构部件,该复合渐缩机翼翼梁包括第一纤维层和主腹板,其中,构成至少大致位于与机翼翼梁的主腹板对应的平面上的第一层的纤维的相应纵向轴线在纤维的相应长度的至少大部分上弯曲。
根据另一示例性实施方式,提供了包括将多个纤维铺设在第一层中以形成复合翼梁的方法,其中,第一层具有第一部件、第二部件以及第三部件,该第一部件大体上在第一平面内延伸,该第二部件大体上在第二平面中延伸,该第三部件大体上在第三平面上延伸,使得位于第一部件与第二部件之间的第一过渡区域以至少第一大致线性方式延伸并且使得位于第二部件与第三部件之间的第二过渡区域以至少第二大致线性方式沿与所述第一大致线性方式不同的方向延伸,其中,该方法还包括将第一层的纤维的层片在第一过渡区域处转向成大致垂直于第一过渡区域的延伸方向,并且在第二过渡区域处转向成大致垂直于第二过渡区域的延伸方向。
根据另一示例性实施方式,提供了包括复合渐缩机翼翼梁的结构部件,该复合渐缩机翼翼梁具有腹板和位于腹板的相对两侧上的两个凸缘,该复合的渐缩机翼翼梁具有由层片构成的第一纤维层,该层片在凸缘和腹板的相应过渡区域处大致垂直于相应凸缘的延伸方向,其中,相应凸缘的延伸方向相对于彼此以倾斜方式成一定角度。
根据另一示例性实施方式,提供了一种飞行器,该飞行器比如仅通过示例的方式而非限制的方式对应于商用客运飞行器,该飞行器仅通过示例的方式而非限制的方式具有横跨大西洋的能力,该飞行器具有根据本文中详细描述的教示中一个或更多个教示的复合机翼翼梁。
根据另一示例性实施方式,提供了下述设备:该设备构造成用以以自动化的方式制造根据本文中详细描述的教示的具有渐缩本体的结构部件。
根据另一示例性实施方式,提供了下述设备:该设备构造成用以以自动化的方式执行本文中详细描述的一个或更多个方法从而以自动化的方式制造根据本文中详细描述的教示的结构部件。
根据另一示例性实施方式,提供了下述复合渐缩翼梁,该复合渐缩翼梁具有腹板和位于腹板的相对两侧上的两个凸缘,该复合渐缩翼梁具有由多个层片构成的第一纤维层,其中,多个层片中的第一层片的相应长度比多个层片中的第二层片的相应长度短得多,其中,多个层片中的层片设置成使得第一层片大体上平均分布在第二层片之中。
根据另一示例性实施方式,提供了包括复合渐缩机翼翼梁的结构部件,该复合渐缩机翼翼梁具有腹板和位于腹板的相对两侧上的两个凸缘,该复合渐缩机翼翼梁具有由多个层片构成的第一纤维层,其中,层片具有相应的直的纵向轴线,其中,多个层片中的第一层片在凸缘中的一个凸缘和腹板的第一过渡区域处大致平行于所述一个凸缘的相应延伸方向,并且其中,其他层片的纵向轴线相对于与所述一个凸缘平行的层片的延伸方向的相应角度大致对应于下述等式:角度=(渐缩角度)(层片#)/(总数#第一纤维层的层片-1),其中,“渐缩角度”是机翼翼梁的渐缩角度,“层片#”是从第一层片增大距离的相应层片的整数,以及“总数#第一层的层片”对应于第一层的层片的总数。
附图说明
在下文参照附图对实施方式进行描述,在附图中:
图1是根据示例性实施方式的示例性飞行器的一部分的仰视图;
图2是根据图1的示例性飞行器的一部分的正视图;
图3是根据示例性实施方式的示例性回火机翼翼梁的等距视图;
图4是沿着图3中的线4-4截取的机翼翼梁的横截面;
图5是图3中的机翼翼梁的一部分的层片层的概念图;
图6描绘了图3中的机翼翼梁的总轴线系统;
图7描绘了沿着总轴线的示例性零度层片层;
图8描绘了沿着凸缘轴线的另一示例性零度层片层;
图9A描绘了沿着总轴线的示例性九十度层片层;
图9B描绘了图3中的机翼翼梁的概念性侧视图,其中描绘了用于图9A中描绘的层的层片的方向;
图10描绘了垂直于凸缘轴线的替代的示例性九十度层片层;
图11描绘了图3中的机翼翼梁的概念性侧视图,其中,概念性地细节化了图10中的层的层片的方向;
图12描绘了图3中的机翼翼梁的概念性侧视图,其中,描绘了用于图10中描绘的层的层片的方向;
图13描绘了平行于凸缘的替代的示例性零度层片层;
图14描绘了图3中的机翼翼梁的概念性侧视图,其中,描绘了用于图13中描绘的层的层片的方向;
图15描绘了示例性四十五度层片层;
图16描绘了替代的示例性四十五度层片层;以及
图17描绘了构造成用以制造本文中详细描述的复合材料和/或其变型的示例性装置。
具体实施方式
图1是飞行器1的示意性的仰视图,该飞行器1包括机身12、机翼14和水平尾翼16。图1中的功能性地描述的是前起落架组件18和在位于机翼14的根部处的加强舱中的两个主起落架组件20。
图1包括机翼14中的一个机翼的“切除”视图,其中,以功能形式描绘了机翼翼梁10。翼梁从机翼14的内侧位置延伸至机翼14的外侧位置(即,从机翼的第一位置延伸至机翼的第二位置,其中,第一位置比第二位置更靠近机身12)。在示例性实施方式中,机翼翼梁10是支承了机翼的大致全部重量(至少当飞行器驻机在跑道上时/不在空中时)的主翼梁。在替代性实施方式中,机翼翼梁10是机翼14中的一个辅助翼梁(即,不是主要的机翼翼梁/主翼梁,即是不用作主要的机翼翼梁的翼梁)。在示例性实施方式中,机翼翼梁10延伸机翼14的全长,而在替代性的实施方式中,机翼翼梁10延伸了机翼14的部分长度,这可以包括从机翼的根部、从机翼的稍部、或者从位于机翼的根部与稍部之间的第一位置延伸至位于机翼的根部与稍部之间的第二位置。
图2描绘了图1中的飞行器1的一部分的正视图,其中,描绘了机翼14中的一个机翼的剖切部分,其中揭示了翼梁10的一部分。如可以看到的,机翼14从内侧位置至外侧位置渐缩。即,机翼的厚度(如在图2中的竖向方向中测量的/当飞行器驻机在停机坪上时平行于中重力的牵拉方向的方向)以从机翼的内侧至外侧的位置减小。因此,翼梁的翼弦(如在图2中的竖向方向中测量的/当飞行器驻机在停机坪上时平行于中重力的拉力方向的方向)随着从机翼的内侧至外侧的位置减小。因此,在示例性实施方式中,机翼翼梁10也以相似和/或相同的方式渐缩(例如,在两个分开的位置处的机翼翼梁的高度(如在竖向方向上测量的)比与同样在那些位置处的机翼厚度的比至少大约相等)。也就是说,在替代性的实施方式中,该比可以是不同的(即,机翼翼梁10未以与机翼相似的方式渐缩)。
此时,应当指出的是本文中详细描述的示例性机翼翼梁的构型以及同样在本文中描述的此种构型的使用不但是示例性的并且是出于说明的目的而提出。本文中详细描述的教示和/或其变型适用于本文中详细描述的教示和/或其变型可以利用的任何类型的机翼翼梁。实际上,这些教示不限于仅机翼翼梁。实施方式包括将本文中详细描述的教示和/或其变型应用至除了机翼翼梁之外的其他类型翼梁以及其他类型结构部件。例如,竖向尾翼翼梁、襟翼和副翼肋,机翼翼梁肋等。此外,实施方式包括涉及航空航天技术之外的技术(例如,汽车等)的应用。本文中的教示可以涉及任意悬臂式结构。
图3中描绘了可以对应于在图1和图2中描绘的机翼翼梁10的示例性机翼翼梁100和1000(不同附图标记对应于与不同附图标记相关联的不同翼梁的不同设计特征——图3表示了这两者)的等距视图。即,在图3中描绘的机翼翼梁100可以用作飞行器(包括商用飞行器,比如构造成用于穿越海洋(例如,穿越大西洋旅行)的商用飞行器)的机翼中的机翼翼梁(主机翼翼梁或其他)。虽然图3描绘了机翼翼梁100的等距视图,但应当指出的是,在图3中描绘的渐缩并不归咎于绘画表现技术(更远的目标更小)。即,H1比H2更大/H1与H2之比大于1.0。(在替代性实施方式中,H1与H2之比可以小于1.0。提供这些尺寸是出于呈现示例性框架的目的,其中,在一些示例性实施方式中详细描述的教示的实施方式被应用于该示例性框架中)。
如可以看到的,机翼翼梁100包括主腹板110和两个凸缘120和130。出于描述的目的,凸缘120被称为上凸缘以及凸缘130被称为下凸缘。应当指出的是,利用该命名仅是因为翼梁100在图3中的描绘的方式。在一些实施方式中,凸缘120可以是位于底部上的凸缘,凸缘130可以是位于顶部上的凸缘(即,如在图3中描绘的翼梁被倒置)。
图4描绘了穿过翼梁100的近似纵向中心截取的概念性横截面图(如通过图3中的横截面符号4-4所描绘的)。图4中的横截面图是概念性的,其中,其仅出于说明的目的而以放大形式呈现机翼翼梁100中的部件。即,机翼翼梁100的实际截面可以在至少一些实施方式中是不同的。
如可以看到,主翼梁腹板110大体上是平面的。即,在示例性实施方式中,主翼梁腹板110大体上平行于平面110A。通过“大体上平面”,意味着腹板110的整个几何形状以平面方式延伸,尽管存在事实:可能存在由于制造翼梁而导致的一些轮廓/或轻微的弯曲,或者可能有通过设计引起的腹板的少量弯曲——在总体上看,可以认为腹板是大致平面的。
图4包括标识符121和131,其相应地分别对应于凸缘120的过渡区域和凸缘130的过渡区域,其中,翼梁在过渡区域处从主腹板110过渡至凸缘120和130的平面部分。如可以从图中看到的,过渡区域是其中凸缘包括从腹板110的平面部分延伸的弯曲半径的区域。在示例性实施方式中,这些弯曲的半径是由沿层置的复合材料的方向的变化引起的,这些层置的复合层材料是从实现连接至腹板的凸缘的建立的制造过程中得到的。在图4的实施方式中,上凸缘120包括外部凸缘半径123和内部凸缘半径122,下凸缘130包括外部凸缘半径133和内部凸缘半径132。外部半径相对于翼梁100在分别邻近于腹板110的过渡区域121和131的一部分处开始。内部半径也在过渡区域处开始,内部半径可以至少在竖向方向(相对于图4)上与过渡区域121和131局部地对准,并且/或者可以再次至少在竖向方向上与以上提到的过渡区域局部地未对准。例如,该半径可以是大约1英寸至大约4英寸等。
就此而言,应当指出的是,本文中详细描述的机翼翼梁的实施方式是复合机翼翼梁。仅通过示例而非限制的方式,在示例性实施方式中,复合机翼翼梁由石墨纤维层构成。替代性地,复合机翼翼梁由玻璃纤维(玻璃纤维、凯夫拉尔(Kevlar)等)层构成。据此,应当指出的是,以上提到的位于腹板与凸缘之间的过渡区域可以靠近每一层。即,在示例性实施方式中,关于图4,一层纤维的过渡区域的竖向位置可以不同于另一层纤维的过渡区域的竖向位置。
图5描绘了机翼翼梁110的部分110B的概念图。该部分对应于下述部分:该部分大约位于图4的部段的中央处,如在图4中所示,沿逆时针方向旋转90°(即,部分110B在图4中具有竖直取向——在图5中出于讨论的目的而被水平地呈现)。如可以看到,在示例性实施方式中,部分110B包括四个纤维层:层111、层112、层113和层114。这些层被定位成一个层在另一个层之上(或者更准确地,相对于图4中的参照框架,一个层在另一个层旁边)。应当指出的是,机翼翼梁的实施方式可以包括比图5中描绘的层更多的层或更少的层(如以上指出的,图5出于概念性的目的而呈现)。
在示例性实施方式中,图5的层呈现了相对于彼此以不同纤维取向“铺设”的纤维材料层,但在替代性的实施方式中,层中的一个或更多个层的纤维的取向可以与一个或更多个其他层的取向相同。
就此而言,在示例性实施方式中,纤维层包括组成相应的层的夹层的各个层片。在示例性实施方式中,利用自动纤维放置(AFP)机器来铺设这些层。仅通过示例的方式而非通过限制的方式,示例性实施方式可以包括制造动作,这些动作需要同时地或单独地或成组地铺设32个单独的层片以构成夹层(这些夹层可以是8英寸夹层、16英寸夹层等)。在至少一些示例性实施方式中,层片的延伸方向/构成给定层的纤维的方向局部地平行于邻近的层片/纤维。在示例性实施方式中,复合层片以使得其可以遵循复合表面(比如工装铸模或工装模具的其上堆叠有层的表面)上的自然路径的方式被应用。纤维的构成腹板的部分的大致矢量限定了纤维的取向(即使纤维的取向在凸缘开始的过渡区域处改变)。就此而言,具有与翼梁100(机翼的内侧至外侧的方向或反之亦然)的翼展长度128(参见图3)的方向平行的大致纵向方向的延伸矢量的层片被称为零度角层片,这意味着与翼梁的翼展长度的方向垂直的大致矢量被称为九十度角层片等。
更具体地,现参照图6,在一些实施方式中,翼梁100的纤维层的纤维的取向通过在本文中被称为由第一坐标系统140表示的总轴线系统的事物来限定。在示例性实施方式中,总轴线系统为使得坐标系的零度矢量平行于上凸缘120与下凸缘130之间的平均矢量。在图6中,线159是线129和139的平均,线129和139是上凸缘和下凸缘的平均矢量(如果在凸缘的延伸方向上没有偏差,该平均矢量可以是准确矢量),其中,线129与线139之间的角度被称为渐缩角度(在示例性实施方式中仅通过示例而非通过限制的方式,该渐缩角度可以为大约八(8)度)。
图7描绘了相对于第一总轴线系统具有0°纤维取向的纤维(即,与通过第一坐标系统140的0°符号标示的矢量平行的纤维)并且因此描绘了与上凸缘120与下凸缘130之间的平均矢量(图7中的线159)平行的纤维。在示例性实施方式中,图7描绘了由各个层片151(在图7中标示出三个层片151)构成的纤维的第一层(例如,图5中的层111至114中的一个层)。
如可以看到的,邻近于上凸缘和下凸缘的层片151未在翼梁的全部长度(翼梁的整个翼展)上延伸。在至少一些示例性实施方式中,这是由于AFP机器不能够将0°层片铺设于凸缘半径上和/或由于偏斜角度将导致层片的聚束/层片上的不可接受的应力。
对于图7中的实施方式,尽管所有层片开始于翼梁的根部处,但这些层片151在到达翼梁的稍部之前结束。在至少一些实施方式中,在此由于翼梁渐缩的事实而具有实用性价值,并且这避免了由于在层的过渡区域处开始的半径而出现的偏斜。然而,可以看到的是,本实施方式在凸缘半径处不遵循的层片的自然路径。在一些示例性实施方式中,可能存在在上凸缘和/或下凸缘的平均矢量附近排列的薄弱区域。不受理论的束缚,这可以是由于层片如在图7中示出的那样结束。
相反地,图8描绘了层111的替代性布置,其中,纤维具有相对于139和129不同的0°纤维取向。在示例性实施方式中,第二总轴线系统为使得存在分别平行于上凸缘120和下凸缘130的平均矢量(再次说明,如果在凸缘的延伸方向上没有偏差,则该平均矢量可以是准确的矢量)的两个零度矢量。如可以看到,邻近于上凸缘120和下凸缘130的层片151延伸了翼梁的全部长度(翼梁的全部翼展),但是在中间的层片151未延伸翼梁的全部长度。对于图8中的实施方式,尽管所有的层片开始于翼梁的根部处,但是一些层片151在到达翼梁的稍部之前结束。在至少一些实施方式中,在此由于翼梁渐缩的事实而存在实用性价值,并且这允许层片遵循它们相应的上凸缘取向和下凸缘取向。然而,可以看到的是,不受理论的束缚,由于在凸缘的平均矢量(通过线159表示)附近排列的层片未在翼梁的全部长度上延伸并且在接近平均矢量排列的位置处结束,因此可能存在有在沿着平均矢量定中心的通过图8示出的层中的薄弱区域(这可以通过示例的方式描绘为在椭圆800中的区域)。
图9A示出了翼梁110的示例性层,并且描绘了相对于第一总轴线系统具有90°纤维取向的纤维150(即,平行于通过第一坐标系140的90°符号140A标示的矢量并且垂直于通过第一坐标系140的0°符号140B标示的矢量的纤维),并且描绘了垂直于上凸缘120与下凸缘130之间的平均矢量(图9A中的线159)的纤维。在图9A的实施方式中,90°层片关于凸缘半径遵循它们的自然路径以倾斜的方式偏斜。
如以上指出的,翼梁100的层可以具有取向不同的纤维。就此而言,尽管图7至图9A仅不同地描绘了零度纤维和九十度纤维(相对于翼梁的纵向方向)。然而,其他层150可以具有相对于相关轴线系统以不同度数成角度的纤维。仅通过示例的方式而非通过限制的方式,纤维可以相对于系统的纵向轴线大致以±45°、±30°、±60°等成角度。在示例性实施方式中,任何特定的层150的纤维可以相对于翼梁的纵向方向以0.1度的增量在0度至90度的范围内的±角度(例如,+10、-7.6、±43.9°、-89.0°至﹢55.7°等)成角度。
应当指出的是,图7至图9A中的纤维可以经历下述情形:纤维在上翼梁凸缘120和/或下翼梁凸缘130处出现偏斜,因此形成下述区域:在该区域中翼梁不如无纤维偏斜的情况一样坚固。在示例性实施方式中,基于第一总轴线系统140定向的纤维150可以相对于翼梁凸缘120/130偏斜翼梁的渐缩角度的大约一半(例如,在翼梁的渐缩角度是8°的实施方式中约为4°)。就此而言,该偏斜可以导致层片条的一侧被折叠在它自身之上和/或层片的一侧未粘附于下面的层。
图9B描绘了翼梁100的一部分的仰视图的概念图,其中详细描述了图9A中的层的层片150。更具体地,图9B描绘了底部凸缘130,其中,翼梁部件的剩余部分被底部凸缘遮挡。图9B描绘了围绕从翼梁的平面腹板延伸至凸缘的边缘139的过渡区包覆的层片。如可以看到的,层片151相对于底部凸缘130的翼展延伸方向/边缘139的延伸方向以倾斜角度(出于概念性图示的目的以放大的方式描绘)延伸。因此,层片151延伸的局部方向相对于凸缘130的翼展延伸方向128/相对于边缘139的延伸方向倾斜。应当指出的是,图9B也概念性表示了顶部翼梁的层片的布置(即,在用附图标记120代替附图标记130的情况下,图9B将表示图9A中的翼梁1000的一部分的俯视图,但层片的延伸的相对方向可以是不同的)。
图10至图16呈现了用于翼梁的纤维层的替代性实施方式,其中,如将在下文详细描述的由不同附图标记指示的纤维的取向和/或纤维的空间范围不同于以上所描述的那些。就此而言,存在具有下述纤维层的机翼翼梁的实施方式:该纤维层不具有图7至图9B中的特征中的一个或更多个或所有特征。
返回参照图3,如以上提到的,图3表示了机翼翼梁1000。机翼翼梁1000对应于机翼翼梁100,除了一个或更多个纤维层的层片取向不同之外,如现将要详细描述的。即,尽管机翼翼梁100利用了根据图7至图9B中的一个或更多个或所有图的纤维层,但是机翼翼梁1000利用了对应于下文的特征中的一个或更多个特征的纤维层。图10描绘了一层复合渐缩机翼翼梁1000,该机翼翼梁1000具有腹板110和位于腹板的相反两侧上的两个凸缘120和130(外部几何形状/总体几何形状与以上详细描述的机翼翼梁100基本相同——包括相同,机翼翼梁1000可以用作在图1中的机翼翼梁10中的机翼翼梁100和/或用于机翼翼梁100的任何其他用途)。与翼梁100一样,相应的凸缘的延伸方向相对于彼此以倾斜的方式成角度(例如,与翼梁100一样,两个凸缘的延伸方向之间的角度是8°)。然而,如可以看到,翼梁1000具有由层片1151构成的纤维层,层片1151在凸缘和腹板的相应过渡位置处大致垂直于各个凸缘120和130的纵向延伸方向,如通过坐标系统1141指示的,该坐标系统1141包括分别与上凸缘120和下凸缘130的平均矢量平行的两个零度的矢量(如果在凸缘的延伸方向中没有偏差,该平均矢量可以是准确矢量)。
更特别地,在示例性实施方式中,纤维的层片路径被转向成使得它们遵循凸缘半径周围的自然路径,或者相对于图9A的情况至少转向成更接近遵循其凸缘半径周围的自然路径,并且因此,垂直于相应凸缘的延伸方向/或至少垂直(或者至少相对于图9A的情况更接近地垂直)于局部过渡区域的延伸方向。在示例性实施方式中,这可以减小和/或消除以上提到的纤维偏斜。在示例性实施方式中,这可以防止层片条的一侧折叠在其自身上和/或一层与另一层在过渡区域处分离。
如可以从图10中看到的,该路径随着其从底部凸缘130越过翼梁1000的腹板110的平面循弧线行进至顶部凸缘120(或反之亦然)而是弯曲的。以此方式,参照图11——图11对应于具有不同注释的图4,如通过箭头1190所指示的,层片相对于底部凸缘的边缘/相对于底部凸缘的翼展延伸方向大致以直角从底部凸缘的边缘延伸越过其宽度。接着,如通过箭头1191所指出的,层片围绕过渡区域131弯曲至翼梁1000的腹板110,仍然再次大致垂直于底部凸缘130的边缘/大致垂直于底部凸缘(或至少相应的过渡区域)的延伸方向。在翼梁的腹板部分处,层片以大致平面的方式延伸越过腹板至上凸缘的过渡区域,如通过箭头1192所指示的。然而,随着层片延伸越过腹板,层片如图10中示例性示出那样(相对于图11的截面的平面,从附图的平面向外和/或进入附图的平面/朝向和/或远离附图的观察者)弯曲,使得在到达上腹板的过渡区域时,层片大致垂直于上凸缘的延伸方向。如通过箭头1193所指示的,层片(相对于图11的截面的平面)以弯曲的方式延伸通过过渡区域但垂直于上凸缘的翼展延伸方向直到到达上凸缘的平面部分为止,并且接着,如通过箭头1194所指示的延伸至上凸缘的边缘,仍然垂直于上凸缘的所述翼展延伸方向/垂直于上凸缘的边缘。
应当指出的是,虽然根据起始于下凸缘并且终止于上凸缘处的层片应用(关于铸型或关于先前的纤维层,视情况而定)对刚刚详述的实施方式已经进行了描述,但在替代性的实施方式中,层片应用开始于上凸缘并终止于下凸缘。
在示例性实施方式中,由于层片(例如,多个层片)遵循凸缘半径的自然路径,因此在上翼梁凸缘处和/或在下翼梁凸缘处的纤维偏斜在一些实施方式中被消除,或者至少相对于将会是用于在图9A中描绘的实施方式的可比较的总体纤维取向的情况而减小。
图12描绘了翼梁1000的一部分的仰视图的概念图,其中详细描述了图10的层片1151。更具体地,图12描绘了从底部向上朝向底部凸缘130观察的视图,其中翼梁的剩余部分被底部凸缘遮挡。就此而言,除了层片1151与层片151的不同取向外,图12与图9B相似。图12描绘了围绕从翼梁的平面腹板延伸至凸缘的边缘1139的过渡区域包覆的层片。如可以看到的,层片1151相对于底部凸缘130的翼展延伸方向/边缘1139的延伸方向以直角延伸。因此,层片1151的局部延伸方向相对于凸缘的翼展延伸方向基本上并不偏斜。应当指出的是,图12也概念性地表示了上凸缘的层片的布置(即,图12还表示了图10中的翼梁1000的一部分的俯视图)。
如以上提到的,图10中描绘的层的层片1151是弯曲的。因此,图10呈现了复合渐缩机翼翼梁1000,其中,构成第一层的纤维的相应的纵向轴线999在纤维的长度的至少大部分上是弯曲的,该第一层至少大致上在位于机翼翼梁的主腹板的表面上的平面上铺设/延伸。
应当指出的是,在图11的至少一些实施方式中,本文中描绘的纤维层的层片1151以弯曲的方式延伸越过具有与从底部凸缘130延伸至顶部凸缘120的弯曲部一样大致恒定的半径的腹板110。也就是说,在替代性实施方式中,纤维层的层片以弯曲的方式延伸越过具有与从底部凸缘130延伸至顶部凸缘120的弯曲部一样的复合半径的腹板110。仅通过示例的方式而非通过限制的方式,该弯曲部可以为椭圆形或抛物线形弯曲部或将使本文中详细描述的教示及其变型能够实践的任何其他类型的弯曲部。实际上,在至少一些实施方式中,在底部凸缘与顶部凸缘之间可以存在层片的直的部分。在一些实施方式中,层片可以曲折。即,相对于翼梁的一个纵向端部(例如,较短的端部——图10的右边的一侧),层片可以具有凸出部分和凹入部分(然而,图10中的层片1151的弯曲部相对于翼梁的一个端部全部为凹形的并且相对于翼梁的另一端部为凸形的)。在一些实施方式中,弯曲存在于层片的上凸缘与下凸缘之间的全部长度上,而在一些实施方式中,弯曲存在于少于该全部长度(例如,大致上所有、大部分等)上。可以在至少一些实施方式中使用在过渡区域处/翼梁处形成上述法向矢量的层片1151的任何类型的弯曲或轨迹。
因此,在图10的视图中,在示例性实施方式中,翼梁1000包括具有第一凸缘半径(122/123/132/133)的第一凸缘(上凸缘120或下凸缘130),该第一凸缘半径(122/123/132/133)将翼梁的主腹板120连接至第一凸缘。与以上实施方式一样,第一凸缘在翼梁的纵向翼展方向上沿着翼梁的至少一部分延伸。在第一凸缘半径处的构成第一层的纤维的纵向轴线999的局部方向相对于第一凸缘的大致延伸方向大致为90度。
因此,在示例性实施方式中,翼梁1000包括下述层片:所述层片在一个或更多方面中不同于图9A和/或图9B中的层片/所述层片不包括图9A和/或图9B中的层片的一个或更多方面(例如,偏斜特征、相对于凸缘方向的倾斜角特征等)。
图13描绘了翼梁1000的另一层(例如,图5中的层111至层114中的一者)。更具体地,在本文描绘的层直接地层叠在图10中描绘的第一层上并且层叠在图10中描绘的第一层紧上方,但在替代性的实施方式中,该层或者更精确地具有图13中的纤维取向的层可以位于与图10中的层对应的层上方和/或下方。如可以看到,第二层的层片具有相应的直的纵向轴线。多个层片中的第一层片1152A在底部凸缘130和腹板110的相应的过渡区域处大致平行于底部凸缘130的延伸方向。多个层片中的第二层片1152B在凸缘120和腹板110的相应的过渡区域处大致平行于上凸缘120的延伸方向。位于第一层片1152A与第二层片1152B之间的多个层片中的大多数(包括全部)层片相对于彼此并且相对于层片1152A和层片1152B的延伸方向以不同的相应倾斜角延伸。在示例性实施方式中,所述不同的相应倾斜角累积形成具有相对于相应的凸缘的前述平行特征的层片1152A和层片1152B。在示例性实施方式中,如果相应层片的纵向轴线相对于图13的附图向右方延伸,那么纵向轴线将在大约相同的焦点处相交。然而,在替代性实施方式中,这样的延伸轴线可以在两个或更多个焦点中相交。
在示例性实施方式中,层片的纵向轴线相对于与凸缘中的一个凸缘平行的层片的延伸方向/所述凸缘的相应过渡区域的延伸方向的角度大致对应于以下等式:
角度(层片#)=(渐缩角度)(层片#/平行层片之后的全部层片)
其中,“角度(层片#)”对应于数量整数地增加的层片相对于基部层片(平行于凸缘的多个层片中的一个层片——层片1152A或层片1152B中的一者)的角度,“渐缩角度”是翼梁的渐缩角度,“(层片#)”是刚刚提到的层片的数量,以及“平行层片之后的全部层片”是不包括基部层片(平行层片,从该平行层片测量角度)的层片的总体数量。
例如,如果在与凸缘/过渡区域平行的给定层片之后存在20个层片(将对应于总计21个层片)并且渐缩角是8°,那么从平行层片计数但不包括平行层片(例如,层片1152A或层片1152B中的一者)的层片数10的角度将为大约4°。层片数20——将对应于与其他凸缘/其他过渡区域平行的层片(例如,如果平行于凸缘/过渡区域的层片被应用数字1152A,那么层片数20将为层片1152B)——的角度将为大约8°(包括8°),其对应于翼梁的渐缩角度,从而证实该等式。
在至少一些示例性实施方式中,图13中描绘的层片之间的倾斜角是相同的。即,在替代性实施方式中,至少对于一些层片而言,层片之间的倾斜角可以是不同的。可以在至少一些实施方式中利用能够使本文中详细描述的教示和/或其变型实施的任何布置。
如可以看到的,图13中的层片并非全部具有相同的长度。具体地,图13中描绘的第二纤维层的层片具有第一层片1152X以及第二层片1152Y和1152Z,第一层片1152X在翼梁的全部长度上延伸,以及第二层片1152Y和1152Z在翼梁的部分长度上延伸。在根据图13的布置使纤维成角度的示例性实施方式中,如可以看到的,第一层片和第二层片相对于在翼梁1000的弦向方向(顶部至底部)上的位置大体上均匀地分散。
图14描绘了翼梁1000的一部分的仰视图的概念性视图,其中,详细描述了图13中的层片1152中的一些层片。更具体地,除了不同的层之外,图14对应于图12以及描述了底部凸缘,其中,翼梁的剩余部分被底部凸缘遮挡(腹板位于顶部处)。就此而言,除了层片1151与层片1152的不同取向外,图14与图12相似。图14描绘了围绕过渡区域包覆的层片,但层片的曲率对应于层片的与纵向方向相反的横向方向。如可以看到的,层片1152平行于底部凸缘130的翼展延伸方向/边缘1139的延伸方向延伸。因此,层片1151的延伸的局部方向相对于凸缘翼展延伸方向基本上不偏斜。应当指出的是,图14概念性地表示了顶部翼梁的层片的布置(即,图14还表示了图13中的翼梁1000的一部分的俯视图)。
因此,在图13的视图中,在示例性实施方式中,翼梁1000包括主腹板110和具有第一凸缘半径的第一凸缘(顶部凸缘120或底部凸缘130),该第一凸缘半径将主腹板110连接至第一凸缘,第一凸缘沿着翼梁的至少一部分在翼梁的纵向翼展方向上延伸。构成第一层的纤维的纵向轴线在第一凸缘半径处的局部方向相对于第一凸缘的总体延伸方向为大约零度,并且这些纤维是弯曲的。
因此,在图13的视图中,在示例性实施方式中,翼梁1000包括下述层片:该层片在一个或更多方面中与图7和/或图8中的层片不同/不包括图7和/或图8中的层片的一个或更多个方面。
在示例性实施方式中,在图13的视图中,由于层片几乎平行于彼此和/或由于层片之间的相对角度是极小的和/或大致是恒定的,和/或层片之间的不连续大体上均匀分散,因此零度层的强度相对于纤维在根据图7或图8的层(其中,在图8中,存在大体上平行于线159延伸的薄弱区域800,如以上详细描述的)上定向的情况更均匀地分布。
图15描绘了可以位于本文中详细描述的任何其他层之上和/或之下的纤维层的替代性实施方式。该层对应于“倾斜角”层,其中纤维的总体取向相对于翼梁的纵向方向/翼展方向以倾斜角延伸。在图15中描绘的实施方式中,该层对应于45°层,其中纤维的总体取向相对于翼梁的纵向方向/翼展方向以大约45°角延伸。在图15中,本文中描绘的纤维层由倾斜角层片1153构成,该倾斜角层片1153具有相对于图10中的层片的相应的局部方向分量倾斜的局部方向分量。
在图15的实施方式中,该特征通过使层片1153在翼梁的腹板的平面中弯曲而实现。在图15中描绘的示例性实施方式中,层片1153具有遵循弧线998的纵向轴线。在示例性实施方式中,图15中描绘的层的所有层片具有遵循弧线998的纵向轴线。在示例性实施方式中,弧线998为具有恒定半径的弧线,而在替代性实施方式中,弧线998为复合曲线(抛物曲线、椭圆曲线等)。可以在至少一些实施方式中利用能够使本文中详细描述的教示和/或其变型得以实施的任何弯曲。
在图15中描绘的实施方式中,局部方向分量在大致上所有的局部位置(包括所有的位置)处相对于图10和/或图13中(和/或图7、图8和/或图9)的层片的相应的局部方向分量倾斜。在示例性实施方式中,倾斜角为45°(或如图16中描绘的-45°,图16描述了可以位于图10中的层和/或本文中详细描述的任何其他层和/或其变型之上和/或之下的又一层,如现将详细描述的)。
图16描绘了纤维层的又一替代性的实施方式,该纤维层可以位于本文详细描述的任何其他层之上和/或之下。该层对应于“倾斜角”层,其中纤维的总体取向相对于翼梁的纵向方向/翼展方向以倾斜角延伸。在图16中描绘的实施方式中,该层对应于-45°层,其中纤维的总体取向相对于翼梁的纵向方向/翼展方向以大约-45°(或135°的角度)延伸。在图16中,本文中描绘的纤维层由倾斜角层片1154构成,该倾斜角层片1154具有相对于图10和/或图13中的层片的相应的局部方向分量倾斜的局部方向分量。
在图16的实施方式中,该特征通过使层片1156在翼梁的腹板的平面中弯曲而实现。在图16中描绘的示例性实施方式中,层片1154具有遵循弧线997的纵向轴线。在示例性实施方式中,图16中描绘的层的所有层片具有遵循弧线997的纵向轴线。在示例性实施方式中,弧线997为恒定半径的弧线,而在替代性实施方式中,弧线997为复合曲线(抛物曲线、椭圆曲线等)。可以在至少一些实施方式中利用能够使本文中详细描述的教示和/或其变型得以实施的任何弯曲。
在图16中描绘的实施方式中,局部方向分量在大致上所有的局部位置(包括所有的位置)处相对于图10和/或图13(和/或图7、图8和/或图9A)中的层片的相应的局部方向分量倾斜。在示例性实施方式中,倾斜角为-45°。
应当指出的是,在替代性实施方式中,可以在倾斜角层中利用其他倾斜角。即,任何特定层的纤维的纵向方向可以以0.1度的增量在0度至90度的范围内以±角度成角度(例如,+10、-7.6、±43.9°、-89.0°至﹢55.7°等)。在示例性实施方式中,对于大致所有位置而言,这可以使得位于这些层与对应于图10中的层之间的层片取向的相对角度是相同的。
在示例性实施方式中,与具有相对于总轴线系统——该总轴线系统用于定向图7和图9A中的层片——定向的相同的大致角度的倾斜角层片相比,图15和图16中的层片1153/1154的取向减小了围绕凸缘半径的自然路径的偏斜,层片1153/1154具有分别与弧线998和弧线997平行的相应的纵向轴线。
因此,在图15和/或图16的视图中,在示例性实施方式中,翼梁1000包括主腹板110和具有第一凸缘半径的第一凸缘(顶部凸缘120或底部凸缘130),该第一凸缘半径将主腹板110连接至第一凸缘,第一凸缘沿着翼梁的至少一部分在翼梁的纵向翼展方向上延伸。构成第一层的纤维在第一凸缘半径处的纵向轴线的局部方向相对于第一凸缘的总体延伸方向大约成45度,并且这些纤维是弯曲的。
因此,在示例性实施方式中,提供了由多个纤维层构成的示例性翼梁。参照图5,第一层111可以对应于通过图10表示的层,第二层112可以对应于通过图13表示的层,第三层113可以对应于通过图15表示的层,并且第四层114可以对应于通过图16表示的层。也就是说,在替代性实施方式中,层可以打乱该顺序。仅通过示例的方式而非通过限制的方式,第一层111可以对应于通过图10表示的层,第二层112可以对应于通过图15或图16表示的层,第三层113可以对应于通过图13表示的层,并且第四层114可以对应于通过图15或图16中的另一者表示的层。在一些实施方式中,可以存在更少或附加的层。可以在至少一些实施方式中利用能够使本文中详细描述的教示或其变型在结构部件比如翼梁中得以实践的层的任何布置。还应当指出的是,在至少一些实施方式中,图10至图16中的各种层可以与图7至图9B中的各种层一起使用。因此,在示例性实施方式中,存在具有包括下述层片的层的翼梁:该层片在一个或更多个方面与图7至图9B中的一者或更多者的层片不同/不包括图7至图9B中的一者或更多者的层片的一个或更多个方面,并且所述翼梁还具有包括下述层片的层:该层片与图7至图9B中的一者或更多者的层片的一个或更多方面相同和/或包括图7至图9B中的一者或更多者的层片的一个或更多方面。
在一些示例性实施方式中,提供了制造复合渐缩翼梁的示例性方法,如现将详细描述的。在示例性实施方式中,第一纤维层以下述方式铺设:第一部件大致在第一平面(例如,凸缘120的平面)内延伸,并且第二部件大致在第二平面(例如,腹板110的平面)内延伸,并且第三部件大致在第三平面(例如,凸缘130的平面)内延伸。该层被铺设成使得第一过渡区域存在于第一部件与第二部件之间并且以至少第一大致线性的方式延伸。该层被铺设成还使得在第二部件与第三部件之间的第二过渡区域以至少第二大致线性的方式沿与第一大致线性的方式不同的方向延伸。仅通过示例的方式而不通过限制的方式,这些过渡区域可以对应于以上详细描述的过渡区域123和133。
该示例性方法还包括:将第一层的纤维的层片在第一过渡区域123处转向成大致垂直于第一过渡区域123的延伸方向并且在第二过渡区域133处转向成大致垂直于第二过渡区域133的延伸方向。在示例性实施方式中,这种方法的结果形成九十度层(例如,图10中的层)。
在示例性实施方式中,提供了跟在刚刚详细描述的方法之后或在刚刚详细描述的方法之前的方法(意识到的是,刚刚详细描述的方法将随后被执行,并且因此仍然满足对于以上方法而言是关键的取向),该方法需要在位于第一层上方的第二层中铺设多个纤维(尽管在替代性实施方式中,该方法可以在以上描述的方法之前执行,在此情况下,以上详细描述的方法需要将纤维铺设在由执行此方法产生的层之上)以形成复合翼梁。第二层具有大致在第一平面内延伸的第四部件(对应于凸缘120)、大致在第二平面内延伸的第五部件(对应于腹板110)和大致在第三平面内延伸的第六部件(对应于凸缘130),使得第四部件与第五部件之间的第三过渡区域以至少第一大致线性的方式延伸,并且使得第五部件与第六部件之间的第四过渡区域以至少第二大致线性的方式延伸。仅通过示例的方式而非通过限制的方式,这些第三过渡区域和第四过渡区域可以对应于以上详细描述的过渡区域123和过渡区域133。
该方法还包括将第二层的纤维的层片在第三过渡区域处转向成大致平行于第四过渡区域的延伸方向并且在第四过渡区域处转向成大致平行于第四过渡区域的延伸方向。在示例性实施方式中,这种方法的结果形成零度层(例如,图13中的层)。
在示例性实施方式中,提供了跟在刚刚详细描述的方法中的一者或两者之后或在刚刚详细描述的方法中的一者或两者之前的方法(其中,取向是基于计划随后执行的方法而建立的),该方法需要在第一层上和/或第二层之上的另一层(尽管在替代性实施方式中,该方法可以在以上描述的方法之前执行,在此情况下,以上详细描述的方法需要将这些层铺设在由该层形成的层之上)。附加的层可以包括大致在第一平面内延伸的部件、大致在第二平面内延伸的部件和大致在第三平面内延伸的部件,使得建立了相应的过渡区域。在该示例性方法中,该方法还包括将通过该方法建立的层的纤维的±45度层片转向成使得对于翼梁的大致所有位置而言,该层的纤维的延伸的局部方向相对于通过以上方法建立的第一层或第二层的纤维的延伸的局部方向为(或者在建立这些层之前实践的情况下将为)大于45度。在示例性实施方式中,该层被重复以实现以上提到的用于第一层或第二层中的另一者的角度取向。
在示例性实施方式中,以上详细描述的方法中的一个或更多个或全部方法都可以以自动化的方式执行。仅通过示例的方式而非通过限制的方式,可以利用AFP机器执行以上详细描述的方法中的一个或更多个或全部方法。因此,在示例性实施方式中,提供了被编程以执行以上详细描述的方法中的一个或更多个或全部方法的AFP机器。仅通过示例的方式而非通过限制的方式,图17描绘了示例性装置1700,该装置1700包括机械人装置1710和控制单元1720。控制单元1720容纳在机架1730中,并且机械人装置1710连接至机架1730/从机架1730延伸。机械人装置1710还包括可以与纤维施放器和/或纤维操纵器对应的部件1740。在示例性实施方式中,控制单元构造成用以控制装置1700执行本文中详细描述的方法中的一个或更多个或全部方法和/或其变型。在示例性实施方式中,该方法通过该控制单元控制机械人装置1710来移动部件1740以将纤维层片施加在本文中详细描述的层中来实现。
应该指出的是,本文中详细描述的任何方法作用对应于通过该方法制成的最终产品的公开内容。还应指出的是,本文中详细描述的任何方法作用对应于构造成以自动化的方式全部地或部分地执行该方法的装置的公开内容。特别地,本文中详细描述的方法对应于与具有构造成用以控制机械人装置以自动化的方式全部地或部分地执行该方法的装置的公开内容对应。
以类似方式,应当指出的是,本文中详细描述的任何结构对应于制造该结构的方法的公开内容,其中,包括制造该结构的自动化的方法。还应当指出的是,本文中详细描述的任何结构对应于构造成以自动化的方式全部地或部分地制造该结构的装置的公开内容。
因此,在至少一些实施方式中,提供了具有渐缩机翼的飞行器,比如商用客机。在实施方式中,这可以对应于以上讨论的图1中的飞行器1。在这样的示例性飞行器1中,机翼14的上蒙皮26和下蒙皮27在翼展方向99中是不平行的,并且在机翼14的上蒙皮26与下蒙皮27之间存在复合翼梁,比如复合翼梁1000。在示例性实施方式中,翼梁的上凸缘直接地或者间接地连接至机翼的上表面,并且翼梁的下凸缘直接地或者间接地连接至机翼的下表面。翼梁的渐缩角度为大约8°,但在替代性的实施方式中,渐缩角度可以为大于8°或小于8°。此外,翼梁可以为复合渐缩翼梁,其中,翼梁的一部分以第一角度渐缩,并且翼梁的另一部分以不同于第一角度的第二角度渐缩。在至少一些示例性实施方式(例如,比如利用图10至图16中的实施方式的那些实施方式)中,至少相对于利用其他实施方式(例如,图7至图9B中的实施方式/层的层片基于总轴线系统的实施方式等),利用本文中详细描述的教示和/或其变型,可以在某种程度上减轻利用织造纤维、单向带、滑移带和/或两种材料制造翼梁的分析和/或制造困难。在示例性实施方式中,通过根据图10至图16中详细描述的实施方式将纤维路径转向所得到的整个堆叠层片至少相对于通过根据图7至图9B中详细描述的实施方式使纤维路径转向的情况,与可以用于得到翼梁的结构性能的测试和分析模型更紧密地相关。这能够具有实用性,因为其可以改变抗屈曲(柱形屈曲和/或面板屈曲等)的能力。这在剪切负载阻力(例如,增大的剪切阻力)方面可以具有实用性。同样地,实施方式关于在减小孔、拐角等处的应力和/或应变集中方面可具有实用性。所有这些与缺少本文中详细描述的教示中的至少一些教示的情况有关。
仅通过示例的方式而非通过限制的方式,本文中详细描述的至少一些教示使得层片铺设在现有测试数据的限定参数内。在示例性实施方式中,这可以具有实用性,因为至少在利用了图10至图16的层的翼梁中,相对于关于利用了图7至图9B的层的实施方式的情况,这允许更好地理解所得到的翼梁的强度性能。在示例性实施方式中,相对于与利用图7至图9B的层生产翼梁相关的时间和/或花费,与利用图10至图16的层生产可比较的翼梁相关的时间和/或花费可以减少。在示例性实施方式中,相对于与利用根据图7至图9B的层生产翼梁相关的所得到的重量,利用根据图10至图16的层的翼梁的最终重量可以减少。
在示例性实施方式中,将九十度层的纤维转向成大致垂直于上凸缘和/或下凸缘(例如,根据图10)允许纤维在凸缘半径处遵循它们的自然路径。这可以使得凸缘能够构造成:至少相对于不存在本文详细描述的教示的情况,可以具有增大的燃料压力载荷。
在示例性实施方式中,将零度层的纤维转向成基本上与上凸缘和下凸缘平行(例如,图13中的取向)可以允许将连续的纤维铺设于凸缘半径上,由此至少相对于仅通过示例的方式而非通过限制的方式与导致实践图7中的纤维取向的情况相比,减小了屈曲问题和/或改善用于机翼弯曲载荷的翼梁凸缘。
尽管以上已经描述了本发明的各种实施方式,但是应当理解的是,这些实施方式仅通过示例的方式而非通过限制的方式呈现。对相关领域的技术人员来说将明显的是,可以在不偏离本发明的精神和范围的情况下在形式上和细节方面做出各种改变。
Claims (21)
1.一种结构部件,包括:
复合渐缩机翼翼梁,所述复合渐缩机翼翼梁具有腹板和位于所述腹板的相对两侧上的两个凸缘,所述复合渐缩机翼翼梁具有由多个层片构成的第一纤维层,其中,所述多个层片中的各层片具有相应的直的纵向轴线,其中,所述多个层片中的第一层片在所述凸缘中的一个凸缘和腹板的第一过渡区域处大致平行于所述一个凸缘的相应延伸方向,其中,所述多个层片中的第二层片在所述凸缘中的另一个凸缘和腹板的第二过渡区域处大致平行于所述另一个凸缘的相应延伸方向,并且其中,所述第一层的所述多个层片中的位于所述第一层片与所述第二层片之间的至少大多数层片相对于所述第一层片和所述第二层片的相应延伸方向以相应倾斜角延伸。
2.根据权利要求1所述的结构部件,其中:
所述第一层的所述多个层片中的位于所述第一层片与所述第二层片之间的大多数层片相对于彼此的相应延伸方向以相应倾斜角延伸。
3.根据权利要求1所述的结构部件,其中:
所述第一层的所述多个层片中的位于所述第一层片与所述第二层片之间的至少大致所有层片相对于彼此的延伸方向以相应倾斜角延伸。
4.根据权利要求1所述的结构部件,其中:
所述第一层的所述多个层片中的位于所述第一层片与所述第二层片之间的至少大致所有层片相对于所述第一层片和所述第二层片的延伸方向以相应倾斜角延伸。
5.根据权利要求1所述的结构部件,其中:
所述第一层的第一组层片的相应长度比所述第一层的第二组层片的相应长度短得多。
6.根据权利要求1所述的结构部件,其中:
所述第一层的第一组层片的相应长度比所述第一层的第二组层片的相应长度的大约1/2更小。
7.根据权利要求6所述的结构部件,其中:
所述第一层的第三组层片的相应长度是所述第一层的所述第二组层片的相应长度的大约两倍或多于两倍中的至少一者。
8.根据权利要求1所述的结构部件,其中:
所述第一层的与层片总数中的多个层片对应的第一组层片具有位于所述结构部件的纵向端部之间的端部,所述第一组层片的所述端部聚集在从所述第一凸缘延伸至所述第二凸缘的第一离散区域中;
所述第一层的与层片总数中的多个层片对应的第二组层片具有位于所述结构部件的纵向端部之间的端部,所述第二组层片的所述端部聚集在从所述第一凸缘延伸至所述第二凸缘的第二离散区域中,所述第二离散区域基本上远离所述第一离散区域。
9.根据权利要求1所述的结构部件,其中:
所述第一层的第一组层片的相应长度比所述第一层的第二组层片的相应长度短得多;以及
所述第一层的第三组层片的相应长度比所述第一层的所述第一组层片的所述相应长度以及所述第一层的所述第二组层片的相应长度短得多。
10.一种结构部件,包括:
复合渐缩翼梁,所述复合渐缩翼梁具有腹板和位于所述腹板的相对两侧上的两个凸缘,所述复合渐缩翼梁具有由多个层片构成的第一纤维层,其中,所述多个层片中的第一层片的相应长度比所述多个层片中的第二层片的相应长度短得多,其中,所述多个层片中的各层片设置成使得所述第一层片大体上平均分布在所述第二层片之中。
11.根据权利要求10所述的结构部件,其中:
所述多个层片中的第三层片的相应长度比所述第二层片的所述相应长度长得多,其中,所述多个层片中的所述层片设置成使得所述第三层片大体上平均分布在所述第二层片之中。
12.根据权利要求10所述的结构部件,其中:
层片之间的不连续区域大体上均匀地分散。
13.根据权利要求10所述的结构部件,其中:
所述多个层片中的层片的纵向轴线在所述凸缘中的一个凸缘和腹板的第一过渡区域处大致平行于所述一个凸缘的相应的延伸方向;以及
对于所述第一纤维层中的除了所述大致平行的层片之外的其他大多数层片而言,这些层片的纵向轴线相对于所述大致平行的层片的纵向轴线的延伸方向的相应角度彼此不同。
14.根据权利要求13所述的结构部件,其中:
对于所述第一纤维层中的除了所述大致平行的层片之外的至少大致所有层片而言,这些层片的纵向轴线相对于所述大致平行的层片的纵向轴线的延伸方向的相应角度彼此不同。
15.根据权利要求13所述的结构部件,其中:
所述第一纤维层中的除了所述大致平行的层片之外的下述层片大致上均匀地分布在所述腹板中:所述层片的纵向轴线相对于所述大致平行的层片的所述延伸方向的相应角度彼此不同。
16.一种结构部件,包括:
复合渐缩机翼翼梁,所述复合渐缩机翼翼梁具有腹板和位于所述腹板的相对两侧上的两个凸缘,所述复合渐缩机翼翼梁具有由多个层片构成的第一纤维层,其中,所述层片具有相应的直的纵向轴线,其中,所述多个层片中的第一层片在所述凸缘中的一个凸缘和腹板的第一过渡区域处大致平行于所述一个凸缘的相应的延伸方向,并且其中,其他层片的纵向轴线相对于平行于所述一个凸缘的所述层片的延伸方向的相应角度大约对应于以下等式:
角度=(渐缩角度)(层片#)/(总数#第一纤维层的层片-1),
其中,“渐缩角度”是所述机翼翼梁的渐缩角度,“层片#”是从所述第一层片增大距离的相应层片的整数,并且“总数#所述第一层的层片”对应于所述第一层的层片的总数。
17.根据权利要求16所述的结构部件,其中,位于所述第一层片与所述第二层片之间的相应层片具有不同的相应长度。
18.根据权利要求16所述的结构部件,其中,层片之间的不连续区域大体上均匀地分散。
19.一种飞行器,包括:
机翼,所述机翼包括与权利要求1的所述结构部件对应的机翼翼梁。
20.一种飞行器,包括:
机翼,所述机翼包括与权利要求10的所述结构部件对应的机翼翼梁。
21.一种飞行器,包括:
机翼,所述机翼包括与权利要求16的所述结构部件对应的机翼翼梁。
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