CN107618653A - 摩擦搅拌焊接的翼尖扭力盒 - Google Patents

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Abstract

本发明提供翼尖扭力盒以及使用摩擦搅拌焊接制造此类扭力盒的方法。具体来说，翼尖扭力盒可以通过沿着其相应翼梁摩擦搅拌焊接两个单片蛤壳形成，由此形成新的单片结构。所述摩擦搅拌焊接和单片蛤壳的使用简化了总体摩擦过程并且产生可以栓在机翼上或以其它方式附接到机翼的坚固翼尖扭力盒。所述翼尖扭力盒可以包含还可以与所述扭力盒的其它组件整体化的内部网格加强件和/或外部加强件。例如，在制造蛤壳期间，所述加强件可以在所述蛤壳的翼梁或蒙皮部分中进行机械加工。所述翼尖扭力盒可以具有在末端之间延伸，并且在一些实施例中，在所述扭力盒的翼梁之间延伸并且提供用于在所述扭力盒内执行各种操作的接入的连续腔室。

Description

摩擦搅拌焊接的翼尖扭力盒
背景技术
翼尖是位于固定翼飞行器的机翼末端的结构。翼尖可以用于减小通常在 机翼末端产生的涡流阻力，进而可以有助于燃料经济性、飞行器稳定性和其 它目的。翼尖可以具有各种形状，包含但不限于，倾斜形状、方形、圆形等。 翼尖可以包含承载机翼的负载的扭力盒。常规扭力盒是由许多单独部件组成 的组合结构，例如，翼梁、蒙皮、翼肋和紧固件。这些扭力盒可能制造起来 复杂且昂贵并且可能具有通常与多组件组装相关联的缺点，包含增加重量、 易腐蚀的多个部件到部件接口以及在安装、维修或替换期间的受限接入。
发明内容
下面提供本发明的简要概述以便提供对本发明的特定实施例的基本理 解。本概述并不是本发明的详尽概述，且不标识本发明的关键和重要元素或 描绘本发明的范围。其唯一目的在于以简要形式呈现本文所揭示的一些概念 作为稍后呈现的更详细描述的序言。
本发明提供翼尖扭力盒以及使用摩擦搅拌焊接制造此类扭力盒的方法。 具体来说，翼尖扭力盒可以通过沿着其相应翼梁摩擦搅拌焊接两个单片蛤壳 形成，由此形成新的单片结构。摩擦搅拌焊接和单片蛤壳的使用简化了总体 制造过程并且产生可以螺栓连接在机翼上或以其它方式附接到机翼的坚固翼 尖扭力盒。翼尖扭力盒可以包含还可以与扭力盒的其它组件整体化的内部网 格加强件和/或外部加强件。例如，在制造蛤壳期间，加强件可以在蛤壳的翼 梁或蒙皮部分中进行机械加工。翼尖扭力盒可以具有在末端之间延伸，并且 在一些实施例中，在扭力盒的翼梁之间延伸并且提供用于在扭力盒内执行各 种操作的接入的连续腔室。
在一些实施例中，翼尖扭力盒包括上部单片蛤壳和下部单片蛤壳。上部 单片蛤壳可以包括上部前梁、上部后梁以及在上部前梁与上部后梁之间延伸 的上部蒙皮部分。下部单片蛤壳可以包括下部前梁、下部后梁以及在下部前 梁与下部后梁之间延伸的下部蒙皮部分。上部单片蛤壳和下部单片蛤壳可以 形成腔室。在前摩擦搅拌焊接接合点处上部前梁可以摩擦搅拌焊接到下部前 梁。同样，在后摩擦搅拌焊接接合点处上部后梁可以摩擦搅拌焊接到下部后 梁。在一些实施例中，翼尖扭力盒是单片的。或者，翼尖扭力盒可以包含铆接或以其它方式附接到蛤壳的单片子组合件的一个或多个组件。
在一些实施例中，上部单片蛤壳包括从上部蒙皮部分延伸到腔室的上部 内部网格加强件。同样，下部单片蛤壳包括从下部蒙皮部分延伸到腔室的下 部内部网格加强件。腔室由上部内部网格加强件和下部内部网格加强件的末 端限定。在一些实施例中，腔室具有比上部内部网格加强件的高度或下部内 部网格加强件的高度大的高度。在一些实施例中，上部内部网格加强件和下 部内部网格加强件都是正交网格加强件。在一些实施例中，上部内部网格加 强件和下部内部网格加强件在翼尖扭力盒的尖端与机翼末端之间延伸。
在一些实施例中，上部单片蛤壳包括远离腔室从上部前梁延伸的上部外 部加强件。同样，下部单片蛤壳包括远离腔室从下部前梁延伸的下部外部加 强件。在一些实施例中，上部外部加强件包括垂直于前摩擦搅拌焊接接合点 延伸的上部垂直部分。同样，下部外部加强件可以包括垂直于前摩擦搅拌焊 接接合点延伸的下部垂直部分。在一些实施例中，上部垂直部分中的每一个 与下部垂直部分中的一个共线。
在一些实施例中，上部外部加强件进一步包括平行于前摩擦搅拌焊接接 合点延伸的上部水平部分。同样，下部外部加强件进一步包括平行于前摩擦 搅拌焊接接合点延伸的下部水平部分。在一些实施例中，上部水平部分桥接 上部垂直部分，而下部水平部分桥接下部垂直部分。
在一些实施例中，上部蒙皮部分和下部蒙皮部分限定翼尖扭力盒的翼形 形状。当翼尖扭力盒安装在飞行器上时，上部蒙皮部分和下部蒙皮部分可以 是飞行器的整个外表面的部分。
在一些实施例中，腔室在上部前梁和下部前梁的组合与上部后梁和下部 后梁的组合之间是连续的。在一些实施例中，腔室在翼尖扭力盒的尖端与机 翼末端之间是连续的。此连续性确保在翼尖扭力盒的安装、维修和其它操作 期间通过翼尖扭力盒接入。
在一些实施例中，上部单片蛤壳包括上部机翼附接板。同样，下部单片 蛤壳可以包括下部机翼附接板。上部机翼附接板和下部机翼附接板中的每一 个可以包括紧固件开口。
在一些实施例中，紧固件开口中的每一个包括基本上垂直于由上部机翼 附接板或由下部机翼附接板限定的平面延伸的第一圆柱形开口。紧固件开口 中的每一个可以进一步包括基本上垂直于由上部蒙皮部分或由下部蒙皮部分 限定的平面延伸的第二圆柱形开口。
在一些实施例中，上部机翼附接板和下部机翼附接板共面。在一些实施 例中，上部机翼附接板和下部机翼附接板基本上垂直于前摩擦搅拌焊接接合 点和后摩擦搅拌焊接接合点。
在一些实施例中，翼尖扭力盒包括铝。在一些实施例中，在翼尖扭力盒 的整个体积中，翼尖扭力盒的材料成分基本上均匀。
还提供一种制造翼尖扭力盒的方法。所述方法可以包括将上部单片蛤壳 和下部单片蛤壳相对于彼此对齐。在一些实施例中，上部单片蛤壳包括上部 前梁、上部后梁以及在上部前梁与上部后梁之间延伸的上部蒙皮部分。在一 些实施例中，下部单片蛤壳包括下部前梁、下部后梁以及在下部前梁与下部 后梁之间延伸的下部蒙皮部分。在对齐之后，上部前梁可以在机翼末端与尖 端之间的所有位置处接触下部前梁，并且上部后梁可以在机翼末端与尖端之 间的所有位置处接触下部后梁。
在一些实施例中，方法进一步包括摩擦搅拌焊接上部前梁和下部前梁， 由此形成在机翼末端与尖端之间延伸的前摩擦搅拌焊接接合点。在一些实施 例中，方法进一步包括摩擦搅拌焊接上部后梁和下部后梁，由此形成在机翼 末端与尖端之间延伸的后摩擦搅拌焊接接合点。
在一些实施例中，按顺序执行摩擦搅拌焊接上部前梁和下部前梁以及摩 擦搅拌焊接上部后梁和下部后梁。在其它实施例中，摩擦搅拌焊接上部前梁 和下部前梁适时地与摩擦搅拌焊接上部后梁和下部后梁至少部分地重叠。
在一些实施例中，方法进一步包括在摩擦搅拌焊接上部前梁和下部前梁 之后，清除与摩擦搅拌焊接的路径末端对应的上部前梁的末端和下部前梁的 末端。在一些实施例中，方法进一步包括在上部单片蛤壳的上部机翼附接板 中以及在下部单片蛤壳的下部机翼附接板中形成紧固件开口。在一些实施例 中，方法进一步包括在摩擦搅拌焊接之后阳极氧化翼尖扭力盒。
在一些实施例中，在对齐之后，上部单片蛤壳和下部单片蛤壳形成腔室。 在一些实施例中，在摩擦搅拌焊接上部前梁和下部前梁之后以及在摩擦搅拌 焊接上部后梁和下部后梁之后，翼尖扭力盒是单片的。
在一些实施例中，上部单片蛤壳包括从上部蒙皮部分延伸到腔室的上部 内部网格加强件，并且下部单片蛤壳可以包括从下部蒙皮部分延伸到腔室的 下部内部网格加强件。腔室可以由上部内部网格加强件的末端和下部内部网 格加强件的末端限定。在一些实施例中，腔室的高度比上部内部网格加强件 的高度或下部内部网格加强件的高度更高。
在一些实施例中，上部内部网格加强件和下部内部网格加强件都是正交 网格加强件。在一些实施例中，上部内部网格加强件和下部内部网格加强件 在翼尖扭力盒的尖端与机翼末端之间延伸。
在一些实施例中，上部单片蛤壳包括远离腔室从上部前梁延伸的上部外 部加强件，并且下部单片蛤壳可以包括远离腔室从下部前梁延伸的下部外部 加强件。在一些实施例中，上部外部加强件包括垂直于前摩擦搅拌焊接接合 点延伸的上部垂直部分，并且下部外部加强件可以包括垂直于前摩擦搅拌焊 接接合点延伸的下部垂直部分。在一些实施例中，上部垂直部分中的每一个 与下部垂直部分中的一个共线。
在一些实施例中，上部外部加强件进一步包括平行于前摩擦搅拌焊接接 合点延伸的上部水平部分。下部外部加强件可以进一步包括平行于前摩擦搅 拌焊接接合点延伸的下部水平部分。在一些实施例中，上部水平部分可以桥 接上部垂直部分，并且下部水平部分可以桥接下部垂直部分。
在一些实施例中，上部蒙皮部分和下部蒙皮部分限定翼尖扭力盒的翼形 形状。在一些实施例中，在翼尖扭力盒的整个体积中，翼尖扭力盒的材料成 本基本上均匀。
下文参考图式进一步描述这些和其它实施例。
附图说明
图1是根据一些实施例的示出翼尖的飞行器的示意性说明。
图2是根据一些实施例的示出扭力盒的翼尖的示意性俯视截面图。
图3A至3B是根据一些实施例的翼尖扭力盒的示意性透视图。
图3C是根据一些实施例的翼尖扭力盒的示意性分解图。
图3D是根据一些实施例的翼尖扭力盒的机翼末端和前梁部分的详细视 图。
图4A至4C是根据一些实施例的示出其内部结构的翼尖扭力盒的示意性 截面图。
图5是根据一些实施例的具有外部加强件的上部前梁和下部前梁的翼尖 扭力盒的一部分的示意性正视图。
图6是根据一些实施例的与用于使用摩擦搅拌焊接的单片蛤壳制造翼尖 扭力盒的方法相对应的进程流程图。
图7A是根据一些实施例的翼尖扭力盒的上部蛤壳的示意性透视图。
图7B是根据一些实施例的翼尖扭力盒的下部蛤壳的示意性透视图。
图8A和8B是根据一些实施例的在后焊接处理操作之前和之后的翼尖扭 矩的机翼末端的示意图。
图9是可以利用本文描述的方法和组合件的飞行器制造和服务方法的框 图。
具体实施方式
在以下描述中，阐述许多具体细节以便提供对所呈现概念的全面理解。 所呈现概念可以在没有这些特定细节的一些或全部的情况下实践。在其它例 子中，不详细描述众所周知的过程操作，以免不必要地混淆所描述概念。尽 管将结合具体实施例描述一些概念，但是应理解，这些实施例并不意图为限 制性的。相反，本发明预期涵盖可以包含在如所附权利要求书限定的本发明 的精神和范围内的替代、修改和等效物。
例如，将在特定飞行器结构，例如，机翼的翼尖的上下文中描述本发明 的技术。然而，应注意，本发明的技术和机构适用于车辆组件的各种其它末 端结构。在以下描述中，阐述许多特定细节以便提供对本发明的全面理解。 本发明的具体实例实施例可以在没有这些特定细节中一些或全部的情况下实 施。在其它例子中，不详细描述众所周知的过程操作，以免不必要地混淆本 发明。为了清楚起见，有时以单数形式描述本发明的各个技术和机构。然而， 应注意，除非另外指出，否则一些实施例包含技术的多次迭代或机构的多次实例化。
本发明通过改进的单片设计、制造技术以及到飞行器的主机翼结构的附 接来描述一种新颖翼尖扭力盒。机翼扭力盒通过两个单片蛤壳的摩擦搅拌焊 接组装，由此形成单个单片结构。与通过紧固多个不同组件形成的常规扭力 盒相比，此翼尖扭力盒的单片设计具有许多优点。例如，所揭示翼尖扭力盒 可能在结构上更加合理并且由于其单片设计而具有更长操作寿命。在所揭示 设计中实际上不存在接口，由此最少化破裂或腐蚀的潜在位点。本领域技术 人员将认识到，部件到部件接口以及用于支持这些接口的紧固件可以在特定 飞行器组合件，例如机翼组合件中的许多结构中引入额外的设计问题。此外， 具有单片设计的翼尖扭力盒更易于制造，从而产生较少制造问题和较低成本， 由此允许扭力盒的更频繁更换并且保持较高安全水平。最后，具有单片设计 的翼尖扭力盒可以具有可以用于接入的连续内部腔室。总体上，每个蛤壳的 单片本质以及对应组件可以产生增加的结构强度、较低重量和/或减小的成本。
根据各个实施例，每个单片蛤壳由单个金属块，例如，铝或其它合适金 属加工而成。每个蛤壳可以包含前梁、后梁以及在前梁与后梁之间延伸的蒙 皮部分。每个蛤壳的蒙皮部分可以限定机翼的翼型。翼梁(或更具体来说， 翼梁边缘)用于两个单片蛤壳的摩擦搅拌焊接。
每个蛤壳可以另外包含内部网格加强件，所述内部网格加强件可以正交 网络配置或一些其它合适的配置布置。内部网格加强件可以与翼梁在相同方 向上延伸，但是可以较短。因此，腔室可以形成于内部网格加强件的边缘之 间，并且此腔室可以用于进入。每个蛤壳可以包含耦合到前梁的外部加强件。
蛤壳可以对齐，使得前梁在从机翼末端到尖端的所有点处彼此接触。这 可以称为前对接配置。同样，两个蛤壳的后梁在形成后对接配置的末端之间 的所有点处彼此接触。每个对接配置随后摩擦搅拌焊接，以形成接合两个前 梁的前摩擦搅拌焊接接合点以及接合两个后梁的后摩擦搅拌焊接接合点。应 注意，由于每个蛤壳是单片的，因此这些摩擦搅拌焊接接合点两者彼此整体 化。在一些实施例中，可以按顺序、同时或同时至少部分地执行摩擦搅拌焊 接前梁和摩擦搅拌焊接后梁。在一些实施例中，在两个蛤壳的摩擦搅拌焊接之后，扭力盒也可以是单片结构。换句话说，除了单片蛤壳之外，没有其它 组件可以用于形成扭力盒或这些组件还摩擦搅拌焊接到蛤壳。
为了更好地理解翼尖气箱的各个方面，现提供飞行器和机翼的简单描述。 图1是根据一些实施例的飞行器100的示意说明。如图1所描绘，飞行器100 由纵轴(X轴)、横轴(Y轴)和竖轴(Z轴)限定。在各个实施例中，飞行 器100包括具有内部170的机身150。飞行器100包含耦合到机身150的机翼 120。每个机翼120可以由机翼前缘120a和机翼后缘120b限定。每个机翼120 可以进一步包含翼尖125，所述翼尖包括每个机翼120中离机身150最远的部 分。飞行器100还包含由机翼120支撑的发动机130。在一些实施例中，飞行 器100进一步包含下文结合图9进一步描述的多个高级检查系统140和160。 图1中所示的飞行器100是根据说明性实施例的交通工具的一个实例，在所 述交通工具中，可以实施摩擦搅拌焊接的扭力盒，例如，扭力盒200，以形成 机翼120的翼尖125的结构。
图2是根据一些实施例的包含扭力盒200的机翼120的翼尖125部分的 说明性俯视截面图。类似于机翼120，翼尖125可以是具有内部空间的半空心 结构。翼尖125可以由机翼120的机翼前缘120a、机翼后缘120b、机内端120c 和机外端120d限定。翼尖125的扭力盒200可以由盒前缘220a、盒后缘220b、 尖端308和机翼末端309限定。翼尖125可以进一步包含在尖端125d处的围 拢配件223以密封翼尖125的末端。在各个实施例中，翼尖125的形状可以影响翼尖涡流的大小和阻力，并且翼尖125可以包括多种形状中的任一个， 包含但不限于，方形、铝管弓形、圆形、霍纳型、小翼、下垂尖端、倾斜翼 尖、翼尖油箱、翼板、翼刀和端板。
翼尖125可以进一步包含附接到扭力盒200的结构，例如，肋和蒙皮部 分的延伸部分，从而在机翼前缘120a处形成翼型230a以及在机翼后缘120b 处形成翼型230b。例如，一个或多个前缘肋225a可以耦合到扭力盒200的盒 前缘220a。此外，一个或多个后缘肋225b可以耦合到扭力盒200的盒后缘 220b。与其它结构肋和翼梁相似，前缘肋225a和后缘肋225b可以促成机翼 120的拱形形状以及翼型230a和230b，并且从蒙皮分布负载。
在一些实施例中，机翼120可以包含一个或多个内部机翼结构210，例如， 从机翼120的机翼前缘120a延伸到机翼后缘120b的肋结构。内部结构210 可以进一步包含沿着机翼120的长度从机翼120的机内端120c延伸到机外端 120d的翼梁结构。扭力盒200可以耦合到此类肋和/或翼梁结构210，以便将 翼尖125固定到机翼120上，如下文参考图8A至8B进一步描述。在其它实 施例中，内部结构210可以进一步包含桁条、阻力张线、抗阻力张线、转向连杆等。
图3A至3D是根据一些实施例的翼尖扭力盒200的示意性透视图。具体 来说，图3A是示出扭力盒200的上部蒙皮部分340a、机翼末端309和前梁 部分的透视图。图3B是示出扭力盒200的下部蒙皮部分340b、尖端308和 后梁部分的视图。图3C是根据一些实施例的翼尖扭力盒200的示意性分解图。
在一些实施例中，翼尖扭力盒200包括上部蛤壳310a和下部蛤壳310b。 在一些实施例中，上部蛤壳310a和下部蛤壳310b可以各自是由单片材料形 成的单片结构。在一些实施例中，翼尖扭力盒200包括铝。在其它实施例中， 翼尖扭力盒200可以包括各种任意材料，其包含其它合适的金属、塑料或可 以进行摩擦搅拌焊接的其它合适材料，并且提供所需强度、灵活性、耐久性、 重量、耐水性或其它所需物理特征。在一些实施例中，在翼尖扭力盒200的 整个体积中，翼尖扭力盒200的材料成分可以基本上均匀。
在一些实施例中，上部蛤壳310a包括上部前梁320a、上部后梁330a以 及在上部前梁320a与上部后梁330a之间延伸的上部蒙皮部分340a。同样， 下部蛤壳310b包括下部前梁320b、下部后梁330b以及在下部前梁320b与下 部后梁330b之间延伸的下部蒙皮部分340b。图3C示出上部蛤壳310a和下部 蛤壳310b作为示出前梁320a和320b的定向的单独结构。在一些实施例中， 上部蛤壳310a和下部蛤壳310b可以是对映物体。换句话说，上部蛤壳310a和下部蛤壳310b是沿着由X轴和Y轴限定的平面反射的镜像结构。作为镜 像结构，上部蛤壳310a和下部蛤壳310b可以包含下文进一步描述的相同对 应结构和/或组件，但无法重叠。
上部蛤壳310a和下部蛤壳310b可以通过摩擦搅拌焊接过程接合在一起。 摩擦搅拌焊接是使用第三主体工具(即，摩擦搅拌焊接工具)来接合两个组 件的固态接合过程(其中接合结构的金属被软化，但未熔化)。在摩擦搅拌焊 接工具与焊接组件之间产生热量，从而引起摩擦搅拌焊接工具附近的区域的 软化。摩擦搅拌焊接工具随后以机械方式将两个组件的材料混合，由此形成 摩擦搅拌焊接接合点。可以使用例如通过摩擦搅拌焊接工具施加的外部压力 来压缩软化和混合的材料。重要的是应注意，摩擦搅拌焊接从上部蛤壳310a和下部蛤壳310b形成单片组合件。
在一些实施例中，上部前梁320a在前摩擦搅拌焊接接合点304处摩擦搅 拌焊接到下部前梁320b。类似地，上部后梁330a可以在后摩擦搅拌焊接接合 点306处摩擦搅拌焊接到下部后梁330b。在一些实施例中，在将上部蛤壳310a 和下部蛤壳310b摩擦搅拌焊接在一起之后，翼尖扭力盒200是单片结构。
在一些实施例中，腔室300是由上部蛤壳310a和下部蛤壳310b形成的 空心空间，如在图3A、4B和4C中所示。腔室300可以是由上部前梁320a 与下部前梁320b形成的第一接合结构与由上部后梁330a与下部后梁330b形 成的第二接合结构之间的连续空间。腔室300可以在扭力盒200的尖端308 与机翼末端309之间进一步连续。在一些实施例中，尖端308和机翼末端309 可以各自包含允许接入腔室300中的开口。
在一些实施例中，上部蒙皮部分340a和下部蒙皮部分340b是连续的光 滑表面。上部蒙皮部分340a和下部蒙皮部分340b可以包含限定翼尖扭力盒 200的翼形形状的弯曲或其它合适形状。在一些实施例中，上部蒙皮部分340a 和下部蒙皮部分340b可以形成翼尖125的外表面并且可以与机翼120的外表 面相连续。
图3D是根据一些实施例的翼尖扭力盒200的机翼末端309和前梁部分的 详细视图。扭力盒200进一步包含腔室300内的增加结构支撑的下部内部网 格加强件350b。下文参考图4A至4C以及图7A至7B进一步描述上部内部 网格加强件350a和下部内部网格加强件350b。如在图3D中进一步描绘，上 部前梁320a包含上部外部加强件360a，并且下部前梁320b包含下部外部加 强件360b。在一些实施例中，外部加强件360a和360b提供额外的结构支撑 以及用于各个机翼结构的附接点。在一些实施例中，额外的外部加强件可以 包含在后梁330a和/或330b上。下文参考图5进一步描述上部外部加强件360a 和下部外部加强件360b。
如在图3D中进一步描绘，扭力盒200包含机翼末端309处的垂直附接表 面，包含上部机翼附接板370a和下部机翼附接板370b。在一些实施例中，上 部机翼附接板370a和下部机翼附接板370b共面。上部机翼附接板370a和下 部机翼附接板370b的外部共面表面可操作为围拢肋，或更具体来说，操作为 还可以用于将扭力盒附接到各个其它组件的加强件围拢肋。此外，上部机翼 附接板370a和下部机翼附接板370b基本上垂直于前摩擦搅拌焊接接合点304 和后摩擦搅拌焊接接合点306。在一些实施例中，扭力盒200还可以包含尖端 308处的与机翼附接板370a和370b相似的垂直结构。
在一些实施例中，上部机翼附接板370a和下部机翼附接板370b包含一 个或多个紧固件开口372。每个紧固件开口372可以包括横向开口374和垂直 开口376。横向开口374可以是沿着蛤壳310a和/或310b内的横向Y轴延伸 的圆柱形腔室，其中开口面向机翼附接板370a和/或370b的垂直面。在一些 实施例中，横向开口374基本上垂直于由上部机翼附接板370a或下部机翼附 接板370b限定的平面延伸。
垂直开口376可以是在蛤壳310a和/或310b内沿着垂直Z轴延伸的圆柱 形腔室。在一些实施例中，垂直开口376基本上垂直于由上部蒙皮部分340a 或由下部蒙皮部分340b限定的平面延伸。在一些实施例中，垂直开口376的 开口可以面向上部蒙皮部分340a和/或下部蒙皮部分340b的外表面。在一些 实施例中，垂直开口376可以完全延伸穿过蛤壳310a和/或310b并且穿过蒙 皮部分340a和/或340b到腔室300是连续的。
在各个实施例中，横向开口374的腔室可以与垂直开口376的腔室垂直 相交，使得扭力盒200可以通过紧固件开口372使用各个硬件连接，例如， 圆柱螺母和螺栓系统，附接到各个内部机翼结构210。下文参考图8A至8B 进一步描述上部机翼附接板370a和下部机翼附接板370b。
图4A至4C是根据一些实施例的示出内部结构的翼尖扭力盒的示意性截 面图。图4A描绘示出上部蛤壳310a和下部蛤壳310b的内部结构的扭力盒 200的俯视截面图。在此视图中，上部蛤壳310a直接位于下部蛤壳310b上方 并且这些蛤壳的各个组件的位置可以重叠。
为了改进机械强度，扭力盒200包含内部网格加强件350a和350b。上部 内部网格加强件350a是上部蛤壳310a的部分，而下部内部网格加强件350b 是下部蛤壳310b的部分。在一些实施例中并且如在图4A中所示，内部网格 加强件350a和350b是包括沿着X轴纵向地且沿着Y轴横向地布置的突出部 的正交网格加强件，从而在作为上部蛤壳310a的部分的内部网格加强件350a 中的每一个的内部内形成支撑结构的矩形网格。可替换地，内部网格加强件 350a和350b可以具有其它布置。例如，内部网格加强件350a和/或350b可 以是分别以三角形图案布置在上部蛤壳310a和/或下部蛤壳310b上的等网格 加强件。
如图4A中所示，上部内部网格加强件350a包含沿着X轴纵向地从盒前 缘220a延伸到盒后缘220b的上部纵向网格加强件350a-1。上部内部网格加 强件350a进一步包含沿着Y轴横向地从机翼末端309延伸到尖端308的上部 纬向网格加强件350a-2。类似地，下部内部网格加强件350b包含沿着X轴纵 向地从盒前缘220a延伸到盒后缘220b的下部纵向网格加强件350b-1。下部 内部网格加强件350b进一步包含沿着Y轴横向地从机翼末端309延伸到尖端 308的下部纬向网格加强件350b-2。在各个实施例中，纵向网格加强件350a-1 和/或350b-1相对于彼此平行，而纬向网格加强件350a-2和/或350b-2相对于 彼此平行。在图4A中所示的视图中，纵向网格加强件350a-1和/或350b-1以 及纬向网格加强件350a-2和/或350b-2分别重合。
在其它实施例中，一些纵向网格加强件350a-1和/或350b-1可以平行于盒 前缘220a布置，而当盒前缘220a不平行于盒后缘220b时，其它纵向网格加 强件350a-1和/或350b-1可以平行于盒后缘220b布置。总体上，纵向网格加 强件350a-1和/或350b-1以及纬向网格加强件350a-2和/或350b-2的各个定向 是可能的。定向可以取决于翼尖扭力盒200的结构要求和其它考量。
图4B在更靠近机翼末端309的点处从机翼末端309至尖端308(在图4A 中识别)的A-A视角描绘由上部蛤壳310a和下部蛤壳310b形成的扭力盒200 的横向截面。图4C在更靠近尖端308的点处从机翼末端309至尖端308(在 图4A中识别)的B-B视角描绘由上部蛤壳310a和下部蛤壳310b形成的扭力 盒200的横向截面。归因于盒前缘220a相对于盒后缘220b的角度，上部前 梁320a与下部前梁320b之间的前摩擦搅拌焊接接合点304在图4B和4C中可见。此外，由于下部蒙皮部分340b的曲率，多个下部纵向网格加强件350b-1 在图4B和4C中可见。在一些实施例中，上部蒙皮部分340a可以具有类似曲 率，但其它上部纵向网格加强件350a-1在图4B和4C中不可见。
在各个实施例中，上部内部网格加强件350a可以从上部蒙皮部分340a 延伸。上部纵向网格加强件350a-1可以进一步延伸到上部前梁320a中。在一 些实施例中，上部纵向网格加强件350a-1还可以延伸到上部后梁330a中。上 部纬向网格加强件350a-2可以从机翼末端309处的上部机翼附接板370a朝向 扭力盒200的尖端308延伸。在一些实施例中，上部纬向网格加强件350a-2 可以延伸到上部机翼附接板370a中。类似地，在各个实施例中，下部内部网 格加强件350b可以从下部蒙皮部分340b延伸。下部纵向网格加强件350b-1 可以进一步延伸到下部前梁320b中。在一些实施例中，下部纵向网格加强件 350b-1还延伸到下部后梁330b中。下部纬向网格加强件350b-2可以从机翼 末端309处的下部机翼附接板370b朝向扭力盒200的尖端308延伸。在一些 实施例中，如可以在图3C和3D中看到，下部纬向网格加强件350b-2延伸到 下部机翼附接板370b中。在扭力盒200包含尖端308处的垂直表面的实施例 中，上部纬向网格加强件350a-2和下部纬向网格加强件350b-2可以另外延伸 到此类垂直表面中。如图4A中所示，上部横向网格加强件350a-2和/或下部 横向网格加强件350b-2中的一些或全部可以不断地从机翼末端309延伸到尖 端308。
在各个实施例中，内部网格加强件350a和350b将结构支撑提供到扭力 盒200以及蒙皮部分340a和340b。例如图4A至4C中所描绘的内部网格加 强件350a和350b的正交网格结构在节省材料以及因此节省重量时保持刚度。 三角形地布置的等网格加强件可以类似地保持刚度并且减少重量。等网格加 强件可以用作具有在任何方向上测量到的相等特性的各向同性材料。
在一些实施例中，腔室300的空心空间进一步由上部内部网格加强件350a 和下部内部网格加强件350b的加强件末端352限定。腔室300的高度302是 上部蒙皮部分340a的内表面至下部蒙皮部分340b的内表面之间的距离。在 一些实施例中，取决于沿着扭力盒200的各个点处的蒙皮部分340a和340b 的曲率，高度302可以在腔室300内的不同位置处改变。上部内部网格加强 件350a的高度354a由上部蒙皮部分340a的内表面到上部内部网格加强件 350a的末端352之间的距离限定。类似地，下部内部网格加强件350b的高度 354b由下部蒙皮部分340b的内表面与下部内部网格加强件350b的末端352 之间的距离限定。在一些实施例中，在整个扭力盒200中，每个内部网格加 强件350a或350b分别可以具有均匀高度354a或354b。在其它实施例中，高 度354a或354b可以沿着每个内部网格加强件350a和/或350b改变。在一些 实施例中，所有内部网格加强件350a和350b可以具有均匀高度354a或354b。 在其它实施例中，高度354a和354b可以在内部网格加强件350a和350b之间 改变。在一些实施例中，腔室300的高度302大于上部内部网格加强件350a 的高度354a和/或下部内部网格加强件350b的高度354b。如在图4B至4C中 所描绘，腔室300的高度302大于内部网格加强件350a和350b的组合高度 354a和354b。
除了如先前所描述减小重量之外，腔室300可以通过允许机械臂机构或 其它自动装置进入内部扭力盒200而进一步允许更容易地进行维修和检查。 这可以进一步消除对机修工进入或接近翼尖125的内部的需求。这样进而允 许消除在机翼125的底部和/或顶部处的进入端口，这提供用于更轻且更简化 的结构，因为需要较少组件并且机翼的蒙皮未被接入端口穿通或中断。另外， 翼尖125可以用具有较浅深度的较薄轮廓构造，从而总体为机翼120提供较 小阻力和改进的性能。
图5是根据一些实施例的示出具有上部外部加强件360a的上部前梁320a 和具有下部外部加强件360b的下部前梁320b的扭力盒200的一部分的示意 性正视图。具体来说，上部蛤壳310a可以包含上部外部加强件360a，所述上 部外部加强件包括远离腔室300从上部前梁320a延伸的突出部。对应地，下 部蛤壳310b也可以包含下部外部加强件360b，所述下部外部加强件包括远离 腔室300从下部前梁320b延伸的突出部。
在一些实施例中，上部外部加强件360a包括垂直于前摩擦搅拌焊接接合 点304延伸的一个或多个上部垂直部分362a。下部外部加强件360a可以类似 地包括垂直于前摩擦搅拌焊接接合点304延伸的一个或多个下部垂直部分 362b。如在图5中所描绘，每个蛤壳310a和310b分别包含三个垂直部分362a 和362b。上部垂直部分362a中的一个或多个可以与一个或多个下部垂直部分 360b共线。在其它实施例中，扭力盒200可以包含比图5中所示更多或更少 的垂直部分362a和/或362b。
在一些实施例中，上部外部加强件360a可以进一步包括平行于前摩擦搅 拌焊接接合点304延伸的上部水平部分364a。对应地，下部外部加强件360b 还可以进一步包括平行于前摩擦搅拌焊接接合点304延伸的下部水平部分 364b。如图5中所描绘，上部水平部分364a桥接三个上部垂直部分362a，并 且下部水平部分364b桥接三个下部垂直部分364b。在一些实施例中，扭力盒 200可以包含比图5中所示更多的水平部分364a和/或364b。
在各个实施例中，外部加强件360a和360b可以具体来说在机翼附接板 370a和370b到机翼120的内部结构，例如内部机翼结构210的附接点处增加 扭力盒200的结构强度。由于外部加强件，例如外部加强件360a和360b是 单片蛤壳(例如，310a和310b)的固体连续部分，因此外部加强件360a或 360b可以比传统使用的支撑结构需要更少材料，同时保持类似的支撑强度。 此外，由于使用更少材料，因此外部加强件360a和360b可以比传统使用的 支撑结构更轻且更具有成本效益。
在其它实施例中，外部加强件360a和360b可以用作各个内部结构，例 如，前缘肋225a和后缘肋225b，和/或形成翼型230a和230b的外部结构的 附接点。在一些实施例中，各个内部和外部结构可以附接到前梁320a和320b 和/或后梁330a和330b的其它部分上。
图6是根据一些实施例的与用于使用摩擦搅拌焊接的单片蛤壳制造翼尖 扭力盒的方法600相对应的进程流程图。上文描述翼尖扭力盒的各个实例。 在各个实施例中，方法600可以实施为下文参考图9描述的过程900的具体 部分，例如，至少操作904、908和910。图6内的虚线指示方法600的任选 操作和/或组件。
在操作602处，形成上部蛤壳310a和下部蛤壳310b中的每一个。例如， 上部蛤壳310a和下部蛤壳310b中的每一个可以由单个金属块机械加工而成。 在一些实施例中，上部蛤壳310a和下部蛤壳310b各自是单片结构。如先前 所描述，上部蛤壳310a可以包括上部前梁320a、上部后梁330a以及在上部 前梁320a与上部后梁330a之间延伸的上部蒙皮部分340a。类似地，下部蛤 壳310a可以包括下部前梁320b、下部后梁330b以及在下部前梁320b与下部 后梁330b之间延伸的下部蒙皮部分340b。
在操作610处，上部蛤壳310a和下部蛤壳310b相对于彼此对齐。在一 些实施例中，上部蛤壳310a和下部蛤壳310b对齐，使得上部前梁320a在形 成对接配置的机翼末端309与尖端308之间的所有位置处接触下部前梁320b。 上部蛤壳310a和下部蛤壳310b可以进一步对齐，使得上部后梁330a在形成 另一对接配置的机翼末端309与尖端308之间的所有位置处接触下部后梁 330b。在一些实施例中，在对齐蛤壳310a和310b之后，例如腔室300的腔室可以由上部蛤壳310a和下部蛤壳310b形成。
在操作620处，摩擦搅拌焊接前梁320a和320b。在一些实施例中，前梁 320a和320b的摩擦搅拌焊接形成在扭力盒200的机翼末端309与尖端308之 间延伸的前摩擦搅拌焊接接合点304。在操作622处，摩擦搅拌焊接后梁330a 和330b。在一些实施例中，后梁330a和330b的摩擦搅拌焊接形成在扭力盒 200的机翼末端309与尖端308之间延伸的后摩擦搅拌焊接接合点306。如先 前在图3A至3D中所描述，通过摩擦搅拌焊接工具执行摩擦搅拌焊接。焊接 可以通过首先分别将旋转探针投入上部蛤壳310a和下部蛤壳310b的前梁 320a和320b中来起始，直到肩部与前梁320a和320b的顶部表面紧密接触。 当旋转肩部单元在外加力下与前梁320a和320b的顶部表面摩擦时产生所产 生的摩擦热，以便软化前梁320a和320b处的材料。在向前推动旋转工具时， 穿过胶层传送软化材料，从而使上部前梁320a的材料与下部前梁320b的材 料混合并且推进接合点，例如，前摩擦搅拌焊接接合点304。通过在由后梁 330a和330b形成的对接配置处应用摩擦搅拌焊接工具，可以通过相同过程形 成后摩擦搅拌焊接接合点306。
在一些实施例中，可以按顺序执行操作620和622处的摩擦搅拌焊接。 在其它实施例中，操作620处的摩擦搅拌焊接可以适时地至少部分地与操作 622处的摩擦搅拌焊接重叠。在又一些实施例中，操作620和622处的摩擦搅 拌焊接可以同时发生。在一些实施例中，操作620和/或622中的焊接可以从 尖端308到机翼末端309发生。在其它实施例中，操作620和/或622中的焊 接可以从机翼末端309到尖端308发生。在一些实施例中，在前梁320a和320b 在操作620处摩擦搅拌焊接之后和/或在后梁330a和330b在操作630处摩擦 搅拌焊接之后，翼尖扭力盒200是单片结构。
在各个实施例中，在操作630处实施后焊接处理操作。在一些实施例中， 后焊接处理操作可以包含在操作632处清除翼梁末端，在操作634处形成紧 固件开口，和/或在操作636处沉积涂层(阳极氧化)。在其它实施例中，可以 在操作630处执行其它后焊接处理操作。
例如，在完成操作620和/或622中的摩擦搅拌焊接过程之后，可以在操 作632期间清除翼梁320a、320b、330a和/或330b的一个或多个末端。因为 在摩擦搅拌焊接过程期间软化和移位待接合的每个部件(例如，蛤壳310a和 310b)的材料，所以接合部件可以包含在由摩擦搅拌焊接装置的探针获取的 路径的开头和/或末端处的多余材料，以将多余材料保持在摩擦搅拌焊接接合 点(例如，304或306)的开头和/或末端处，以便确保焊接一致性。在一些实 施例中，此路径对应于摩擦搅拌焊接接合点，例如，304和/或306。图7A至 7B描绘在将两个部件摩擦搅拌焊接在一起之前分别示出包括用于摩擦搅拌焊 接操作的此多余材料的翼梁末端的上部蛤壳310a和下部蛤壳310b。图7A是 根据一些实施例的翼尖扭力盒200的上部蛤壳310a的内部的示意图。图7B 是根据一些实施例的翼尖扭力盒200的下部蛤壳310b的内部的示意图。例如， 上部蛤壳310a可以包含在机翼末端309和尖端308处从上部前梁320a突出的 上部前梁末端322a。上部蛤壳310a可以进一步包含在机翼末端309和尖端308 处从上部后梁330a突出的上部后梁末端332b。另外，下部蛤壳310b可以包 含在机翼末端309和尖端308处从下部前梁320b突出的下部前梁末端322b。 下部蛤壳310b可以进一步包含在机翼末端309和尖端308处从下部后梁330b 突出的下部后梁末端332b。
在摩擦搅拌焊接操作已在操作620和/或630处完成之后，可以存在对应 于翼梁末端322a、322b、332a和/或332b中的一个或多个的剩余额外材料。 在一些实施例中，通过各种机械过程，例如，旋转、研磨、焊接、烧蚀激光 器、燃烧、等离子体、水射流切割等清除翼梁末端322a、322b、332a和/或 332b剩余的任何多余材料。例如，可以用锯子、凿子、剪切机、激光器或其 它切割机切断剩余材料。还可以通过例如用磨砂机或其它研磨机器磨掉剩余 材料来清除翼梁末端322a、322b、332a和/或332b。在其它实施例中，可以 在操作632处实施其它金属处理方法以清除末端。在一些实施例中，清除一 个或多个末端，使得切割和/或研磨表面与扭力盒200的机翼末端309和/或尖 端308的剩余部分齐平，例如在图3A至3D中。下文在图8A至8B中描绘具 有和不具有翼梁末端的扭力盒200的另一实例。图8A描绘具有下部前梁末端 322b和下部后梁末端332b的下部蛤壳310b的机翼末端309。图8B描绘清除 了下部前梁末端322b和下部后梁末端332的下部蛤壳310b的机翼末端309。 可以对切割和/或研磨表面进一步进行抛光和/或磨砂以实现平滑的表面光洁 度。例如，可以清除和平滑化翼梁末端322a、322b、332a和332b，使得前梁 320a和320b以及后梁330a和330b与上部机翼附接板370a和下部机翼附接 板370b齐平，如在图3D中所描绘。
再次参考在图6中的操作630处的后焊接处理操作，在完成操作620和/ 或622中的摩擦搅拌焊接过程之后，可以在操作634期间形成一个或多个紧 固件开口372。在一些实施例中，如先前在图3D中所描述，形成的紧固件开 口可以是横向紧固件开口372a和垂直紧固件开口372b。在各个实施例中，可 以通过钻孔或其它切割机构，例如，钻孔机、激光器、喷水器等形成紧固件 开口372。在图8B中描绘具有形成的紧固件开口372的扭力盒200的另一实例。
在完成操作620和622中的摩擦搅拌焊接过程之后，涂层可以在操作636 期间沉积在翼尖扭力盒200周围。在一些实施例中，可以通过经由增加金属 部件(例如，扭力盒200)的表面上的自然氧化层的厚度的电解钝化过程阳极 氧化扭力盒200来执行沉积涂层，由此在扭力盒200周围形成耐蚀和耐磨层。 在一些实施例中，可以在操作636的阳极氧化过程期间添加颜料，以便将所 需颜色涂覆到扭力盒200。操作636可以进一步包含实施密封过程以实现多孔 阳极氧化表面的耐蚀性。在其它实施例中，在操作636处沉积涂层可以包含 使用其它涂覆过程，例如，涂色或涂覆扭力盒200的表面周围的其它材料。
图8A和8B是根据一些实施例的在后焊接处理操作之前和之后的翼尖扭 力盒的机翼末端的示意图。图8A描绘在后焊接处理操作之前，例如，在操作630中，扭力盒200的机翼末端309。图8B描绘在后焊接处理操作之后，例 如，在操作630，扭力盒200的机翼末端309。因为上部蛤壳310a和下部蛤 壳310b是镜像对映体(如先前所描述)，所以图8A和8B可以描绘扭力盒200 的机翼末端309以及相关联组件和/或元件的俯视图或仰视图。然而，出于描述图8A至8B的目的，图8A至8B将被视为下部蛤壳310b的仰视图。
如在图8A中所描绘，下部蛤壳310b包含从下部前梁320a朝向机翼末端 309向外延伸的下部前梁末端322b。类似地，下部蛤壳310b进一步包含从下 部后梁330b朝向机翼末端309向外延伸的下部后梁末端332b。在操作620和 /或622期间的摩擦搅拌焊接之后，在操作630处的后焊接处理操作(例如， 上文先前所描述的操作632)中清除翼梁末端322a或322b的任何部分。图 8B描绘扭力盒200，其中翼梁末端322b和332b通过后焊接处理操作632清除，使得下部前梁320b和下部后梁330b与机翼末端309处的下部机翼附接 板370b齐平。类似地，翼梁末端322a和332a可以通过后焊接处理操作632 清除，使得上部前梁320a和上部后梁330a与机翼末端309处的上部机翼附接 板370a齐平。图8B进一步描绘具有在后焊接处理操作634处形成的紧固件 开口372的扭力盒200。具体示出在下部蛤壳310b的下部机翼附接板370b中 形成的垂直开口376。
本发明的实例可以描述于如图9中所示的飞行器制造和服务方法900以 及如图1中所示的飞行器100的上下文中。在预生产期间，说明性方法900 可以包含飞行器100的规范和设计(块904)和材料采购(块906)。在生产 期间，可以进行飞行器100的组件和子组合件制造(块908)以及检查系统集 成(块910)。所描述方法以及通过这些方法形成并且包含扭力盒200的组合 件可以用于飞行器100的规范和设计(块904)、材料采购(块906)、组件和子组合件制造(块908)和/或飞行器100的检查系统集成(块910)中的任一 个中。
此后，飞行器100可以通过认证和交付(块912)以投入运行(块914)。 在运行时，飞行器100可以安排日常维护和保养(块916)。日常维护和保养 可以包含飞行器100的一个或多个检查系统的修改、重新配置、维修等。所 描述方法以及通过这些方法形成并且包含扭力盒200的组合件可以用于认证 和交付(块912)、运行中(块914)和/或日常维护和保养(块916)中的任 一个中。
说明性方法900的过程中的每一个可以通过检查系统集成器、第三方和/ 或操作者(例如，消费者)执行或实施。出于此描述的目的，检查系统集成 器可以包含，但不限于，任何数目的飞行器制造商和主要检查系统承包商； 第三方可以包含，但不限于，任何数目的供应商、承包商和供货商；并且操 作者可以是航空公司、租赁公司、军方机构、服务组织等。
如在图1中所示，通过说明性方法900生产的飞行器100可以包含具有 内部170的机身150。如先前所描述，飞行器100进一步包含耦合到机身150 的机翼120，其中发动机130耦合到机翼120。机身150进一步包含多个高级 检查系统，例如，电气检查系统140和环境检查系统160。可以包含任何数目 个其它检查系统。尽管示出航空航天实例，但是本文揭示的原理可以适用于 其它工业，例如，汽车工业。因此，除了飞行器100之外，本文所揭示的原理可以应用于其它车辆，例如，地面车辆、海上运载工具、宇宙飞船等。
在制造和服务方法(说明性方法900)的阶段中的任一个或多个期间可以 采用本文所示出或所描述的(一个或多个)设备和(一个或多个)方法。例 如，对应于组件和子组合件制造(块908)的组件或子组合件可以通过与飞行 器100在运行时(块914)生产的组件或子组合件类似的方式制造或生产。此 外，例如，通过显著加快飞行器100的组合件或减少飞行器100的成本，可 以在生产阶段(块908)和(块910)期间利用(一个或多个)设备、(一个或多个)方法或其组合的一个或多个实例。类似地，例如，但不限于，在飞 行器100运行时(块914)和/或在维护和保养期间(块916)，可以利用设备 或方法实现或其组合的一个或多个实例。
此外，本发明包括根据以下条款的实施例：
条款1.一种翼尖扭力盒，其包括：上部单片蛤壳，其包括上部前梁、上 部后梁以及在所述上部前梁与所述上部后梁之间延伸的上部蒙皮部分；下部 单片蛤壳，其包括下部前梁、下部后梁以及在所述下部前梁与所述下部后梁 之间延伸的下部蒙皮部分，其中所述上部单片蛤壳和所述下部单片蛤壳形成 腔室，其中所述上部前梁在前摩擦搅拌焊接接合点处摩擦搅拌焊接到所述下 部前梁，并且其中所述上部后梁在后摩擦搅拌焊接接合点处摩擦搅拌焊接到 所述下部后梁。
条款2.根据条款1所述的翼尖扭力盒，其中所述翼尖扭力盒是单片的。
条款3.根据条款1所述的翼尖扭力盒，其中所述上部单片蛤壳包括从所 述上部蒙皮部分延伸到所述腔室的上部内部网格加强件，并且其中所述下部 单片蛤壳包括从所述下部蒙皮部分延伸到所述腔室的下部内部网格加强件， 所述腔室由所述上部内部网格加强件和所述下部内部网格加强件的末端限 定。
条款4.根据条款3所述的翼尖扭力盒，其中所述腔室具有比所述上部内 部网格加强件的高度或所述下部内部网格加强件的高度大的高度。
条款5.根据条款3所述的翼尖扭力盒，其中所述上部内部网格加强件和 所述下部内部网格加强件都是正交网格加强件。
条款6.根据条款3所述的翼尖扭力盒，其中所述上部内部网格加强件和 所述下部内部网格加强件在所述翼尖扭力盒的尖端与机翼末端之间延伸。
条款7.根据条款1所述的翼尖扭力盒，其中所述上部单片蛤壳包括远离 所述腔室从所述上部前梁延伸的上部外部加强件，其中所述下部单片蛤壳包 括远离所述腔室从所述下部前梁延伸的下部外部加强件。
条款8.根据条款7所述的翼尖扭力盒，其中所述上部外部加强件包括垂 直于所述前摩擦搅拌焊接接合点延伸的上部垂直部分，并且其中所述下部外 部加强件包括垂直于所述前摩擦搅拌焊接接合点延伸的下部垂直部分。
条款9.根据条款8所述的翼尖扭力盒，其中所述上部垂直部分中的每一 个与所述下部垂直部分中的一个共线。
条款10.根据条款8所述的翼尖扭力盒，其中所述上部外部加强件进一 步包括平行于所述前摩擦搅拌焊接接合点延伸的上部水平部分，并且其中所 述下部外部加强件进一步包括平行于所述前摩擦搅拌焊接接合点延伸的下部 水平部分。
条款11.根据条款10所述的翼尖扭力盒，其中所述上部水平部分桥接所 述上部垂直部分，并且其中所述下部水平部分桥接所述下部垂直部分。
条款12.根据条款1所述的翼尖扭力盒，其中所述上部蒙皮部分和所述 下部蒙皮部分限定所述翼尖扭力盒的翼形形状。
条款13.根据条款1所述的翼尖扭力盒，其中所述腔室在所述上部前梁 和所述下部前梁的组合与所述上部后梁和所述下部后梁的组合之间是连续 的。
条款14.根据条款13所述的翼尖扭力盒，其中所述腔室在所述翼尖扭力 盒的尖端与机翼末端之间是连续的。
条款15.根据条款1所述的翼尖扭力盒，其中所述上部单片蛤壳包括上 部机翼附接板，其中所述下部单片蛤壳包括下部机翼附接板，并且其中所述 上部机翼附接板和所述下部机翼附接板中的每一个包括紧固件开口。
条款16.根据条款15所述的翼尖扭力盒，其中所述紧固件开口中的每一 个包括基本上垂直于由所述上部机翼附接板或由所述下部机翼附接板限定的 平面延伸的第一圆柱形开口，其中所述紧固件开口中的每一个进一步包括基 本上垂直于由所述上部蒙皮部分或由所述下部蒙皮部分限定的平面延伸的第 二圆柱形开口。
条款17.根据条款15所述的翼尖扭力盒，其中所述上部机翼附接板和所 述下部机翼附接板共面。
条款18.根据条款15所述的机翼扭力盒，其中所述上部机翼附接板和所 述下部机翼附接板基本上垂直于所述前摩擦搅拌焊接接合点和所述后摩擦搅 拌焊接接合点。
条款19.根据条款1所述的翼尖扭力盒，其中所述翼尖扭力盒包括铝。
条款20.根据条款1所述的翼尖扭力盒，其中在所述翼尖扭力盒的整个 体积中，所述翼尖扭力盒的材料成分基本上均匀。
条款21.一种制造翼尖扭力盒的方法，所述方法包括：将上部单片蛤壳 和下部单片蛤壳相对于彼此对齐，其中所述上部单片蛤壳包括上部前梁、上 部后梁以及在所述上部前梁与所述上部后梁之间延伸的上部蒙皮部分，其中 所述下部单片蛤壳包括下部前梁、下部后梁以及在所述下部前梁与所述下部 后梁之间延伸的下部蒙皮部分，其中在对齐之后，所述上部前梁在机翼末端 与尖端之间的所有位置处接触所述下部前梁，其中在对齐之后，所述上部后 梁在机翼末端与尖端之间的所有位置处接触所述下部后梁；摩擦搅拌焊接所述上部前梁和所述下部前梁，由此形成在所述机翼末端与所述尖端之间延伸 的前摩擦搅拌焊接接合点；以及摩擦搅拌焊接所述上部后梁和所述下部后梁， 由此形成在所述机翼末端与所述尖端之间延伸的后摩擦搅拌焊接接合点。
条款22.根据条款21的方法，其中按顺序执行摩擦搅拌焊接所述上部前 梁和所述下部前梁以及摩擦搅拌焊接所述上部后梁和所述下部后梁。
条款23.根据条款21所述的方法，其中摩擦搅拌焊接所述上部前梁和所 述下部前梁适时地与摩擦搅拌焊接所述上部后梁和所述下部后梁至少部分地 重叠。
条款24.根据条款21所述的方法，其进一步包括在摩擦搅拌焊接所述上 部前梁和所述下部前梁之后，清除与摩擦搅拌焊接的路径末端对应的所述上 部前梁的末端和所述下部前梁的末端。
条款25.根据条款21所述的方法，其进一步包括在所述上部单片蛤壳的 上部机翼附接板中以及在所述下部单片蛤壳的下部机翼附接板中形成紧固件 开口。
条款26.根据条款21的方法，其进一步包括在摩擦搅拌焊接之后阳极氧 化所述翼尖扭力盒。
条款27.根据条款21所述的方法，其中在对齐之后，所述上部单片蛤壳 和所述下部单片蛤壳形成腔室。
条款28.根据条款21所述的方法，其中在摩擦搅拌焊接所述上部前梁和 所述下部前梁之后以及在摩擦搅拌焊接所述上部后梁和所述下部后梁之后， 所述翼尖扭力盒是单片的。
条款29.根据条款27所述的方法，其中所述上部单片蛤壳包括从所述上 部蒙皮部分延伸到所述腔室的上部内部网格加强件，并且其中所述下部单片 蛤壳包括从所述下部蒙皮部分延伸到所述腔室的下部内部网格加强件，所述 腔室由所述上部内部网格加强件和所述下部内部网格加强件的末端限定。
条款30.根据条款29所述的方法，其中所述腔室具有比所述上部内部网 格加强件的高度或所述下部内部网格加强件的高度大的高度。
条款31.根据条款29所述的方法，其中所述上部内部网格加强件和所述 下部内部网格加强件都是正交网格加强件。
条款32.根据条款29所述的方法，其中所述上部内部网格加强件和所述 下部内部网格加强件在所述翼尖扭力盒的尖端与机翼末端之间延伸。
条款33.根据条款27所述的方法，其中所述上部单片蛤壳包括远离所述 腔室从所述上部前梁延伸的上部外部加强件，其中所述下部单片蛤壳包括远 离所述腔室从所述下部前梁延伸的下部外部加强件。
条款34.根据条款33所述的方法，其中所述上部外部加强件包括垂直于 所述前摩擦搅拌焊接接合点延伸的上部垂直部分，并且其中所述下部外部加 强件包括垂直于所述前摩擦搅拌焊接接合点延伸的下部垂直部分。
条款35.根据条款33所述的方法，其中所述上部垂直部分中的每一个与 所述下部垂直部分中的一个共线。
条款36.根据条款33所述的方法，其中所述上部外部加强件进一步包括 平行于所述前摩擦搅拌焊接接合点延伸的上部水平部分，并且其中所述下部 外部加强件进一步包括平行于所述前摩擦搅拌焊接接合点延伸的下部水平部 分。
条款37.根据条款36所述的方法，其中所述上部水平部分桥接所述上部 垂直部分，并且其中所述下部水平部分桥接所述下部垂直部分。
条款38.根据条款21所述的方法，其中所述上部蒙皮部分和所述下部蒙 皮部分限定所述翼尖扭力盒的翼形形状。
条款39.根据条款21所述的方法，其中在所述翼尖扭力盒的整个体积中， 所述翼尖扭力盒的材料成分基本上均匀。
本文所揭示的设备和方法的不同实例包含各个组件、特征和功能。应理 解，本文所揭示的设备和方法的各个实例可以包含本文所揭示的设备和方法 的以任何组合的其它实例中的任一个的组件、特征和功能中的任一个，并且 所有这些可能预期处于本发明的精神和范围内。
本发明所属领域的技术人员将明白，本文阐述的实例的许多修改具有之 前描述和相关附图所给出的教示的益处。
此外，应理解，本发明不限于所说明的具体实例，并且修改和其它实例 预期包含在所附权利要求书的范围内。此外，尽管之前描述和相关附图在元 件和/或功能的某些说明性组合的上下文中描述本发明的实例，但是应了解， 在不脱离所附权利要求书的范围的情况下，可以通过替代实施方案提供元件 和/或功能的不同组合。因此，所附权利要求书中的放在括号里的参考数字仅 用于说明目的，并且并非意图将所主张主题的范围限于本发明中提供的具体 实例。

Claims (15)

1.一种翼尖扭力盒(200)，其包括：
上部单片蛤壳(310a)，其包括上部前梁(320a)、上部后梁(330a)以及在所述上部前梁(320a)与所述上部后梁(330a)之间延伸的上部蒙皮部分(340a)；
下部单片蛤壳(310b)，其包括下部前梁(320b)、下部后梁(330b)以及在所述下部前梁(320b)与所述下部后梁(330b)之间延伸的下部蒙皮部分(340b)，
其中所述上部单片蛤壳(310a)和所述下部单片蛤壳(310b)形成腔室(300)，
其中所述上部前梁(320a)在前摩擦搅拌焊接接合点(304)处摩擦搅拌焊接到所述下部前梁(320b)，以及
其中所述上部后梁(330a)在后摩擦搅拌焊接接合点(306)处摩擦搅拌焊接到所述下部后梁(330b)。
2.根据权利要求1所述的翼尖扭力盒(200)，其中所述翼尖扭力盒(200)是单片的。
3.根据权利要求1或2所述的翼尖扭力盒(200)，其中所述上部单片蛤壳(310a)包括从所述上部蒙皮部分(340a)延伸到所述腔室(300)的上部内部网格加强件(350a)，并且其中所述下部单片蛤壳(310b)包括从所述下部蒙皮部分(340b)延伸到所述腔室(300)的下部内部网格加强件(350b)，所述腔室(300)由所述上部内部网格加强件(350a)和所述下部内部网格加强件(350b)的末端限定。
4.根据权利要求3所述的翼尖扭力盒(200)，其中所述上部内部网格加强件(350a)和所述下部内部网格加强件(350b)在所述翼尖扭力盒(200)的尖端(308)与机翼末端(309)之间延伸。
5.根据权利要求1或2所述的翼尖扭力盒(200)，其中所述上部单片蛤壳(310a)包括远离所述腔室(300)从所述上部前梁(320a)延伸的上部外部加强件(360a)，其中所述下部单片蛤壳(310b)包括远离所述腔室(300)从所述下部前梁(320b)延伸的下部外部加强件(360b)。
6.根据权利要求5所述的翼尖扭力盒(200)，其中所述上部外部加强件(360a)包括垂直于所述前摩擦搅拌焊接接合点(304)延伸的上部垂直部分(362a)，并且其中所述下部外部加强件(360b)包括垂直于所述前摩擦搅拌焊接接合点(304)延伸的下部垂直部分(362b)。
7.根据权利要求6所述的翼尖扭力盒(200)，其中所述上部外部加强件(360a)进一步包括平行于所述前摩擦搅拌焊接接合点(304)延伸的上部水平部分(364a)，并且其中所述下部外部加强件(360b)进一步包括平行于所述前摩擦搅拌焊接接合点(304)延伸的下部水平部分(364b)。
8.根据权利要求1或2所述的翼尖扭力盒(200)，其中所述上部蒙皮部分(340a)和所述下部蒙皮部分(340b)限定所述翼尖扭力盒(200)的翼形形状。
9.根据权利要求1或2所述的翼尖扭力盒(200)，其中所述上部单片蛤壳(310a)包括上部机翼附接板(370a)，其中所述下部单片蛤壳(310b)包括下部机翼附接板(370b)，并且其中所述上部机翼附接板(370a)和所述下部机翼附接板(370b)中的每一个包括紧固件开口(372a、b)。
10.一种制造翼尖扭力盒(200)的方法(600)，所述方法包括：
将上部单片蛤壳(310a)和下部单片蛤壳(310b)相对于彼此对齐(610)，其中所述上部单片蛤壳(310a)包括上部前梁(320a)、上部后梁(330a)以及在所述上部前梁(320a)与所述上部后梁(330a)之间延伸的上部蒙皮部分(340a)；
其中所述下部单片蛤壳(310b)包括下部前梁(320b)、下部后梁(330b)以及在所述下部前梁(320b)与所述下部后梁(330b)之间延伸的下部蒙皮部分(340b)，
其中在对齐之后，所述上部前梁(320a)在机翼末端(309)与尖端(308)之间的所有位置处接触所述下部前梁(320b)，
其中在对齐之后，所述上部后梁(330a)在所述机翼末端(309)与所述尖端(308)之间的所有位置处接触所述下部后梁(330b)；
摩擦搅拌焊接(620)所述上部前梁(320a)和所述下部前梁(320b)，由此形成在所述机翼末端(309)与所述尖端(308)之间延伸的前摩擦搅拌焊接接合点(304)；以及
摩擦搅拌焊接(622)所述上部后梁(330a)和所述下部后梁(330b)，由此形成在所述机翼末端(309)与所述尖端(308)之间延伸的后摩擦搅拌焊接接合点(306)。
11.根据权利要求10的方法(600)，其中按顺序执行摩擦搅拌焊接(620)所述上部前梁(320a)和所述下部前梁(320b)以及摩擦搅拌焊接(622)所述上部后梁(330a)和所述下部后梁(330b)。
12.根据权利要求10或11所述的方法(600)，其中摩擦搅拌焊接(620)所述上部前梁(320a)和所述下部前梁(320b)适时地与摩擦搅拌焊接(622)所述上部后梁(330a)和所述下部后梁(330b)至少部分地重叠。
13.根据权利要求10或11所述的方法(600)，其进一步包括在摩擦搅拌焊接(620)所述上部前梁(320a)和所述下部前梁(320b)之后，清除(632)与摩擦搅拌焊接(304)的路径末端对应的所述上部前梁的末端(322a)和所述下部前梁的末端(322b)。
14.根据权利要求10或11所述的方法(600)，其进一步包括在所述上部单片蛤壳(310a)的上部机翼附接板(370a)中以及在所述下部单片蛤壳(310b)的下部机翼附接板(370b)中形成紧固件开口(634)。
15.根据权利要求10或11的方法(600)，其进一步包括在摩擦搅拌焊接(620、622)之后阳极氧化(636)所述翼尖扭力盒(200)。
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