CN112572841A - 增强的超塑性成形和扩散结合结构 - Google Patents

增强的超塑性成形和扩散结合结构 Download PDF

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Abstract

本发明的名称是增强的超塑性成形和扩散结合结构。用于高超音速运输工具的外部面板由例如钛的超塑性金属合金形成，以适应高超音速飞行的高热应力。设计成可在这种运输工具上重复使用的外部面板包括配置为用于大气暴露的外部蒙皮和配置为用于附接到运输工具的结构框架构件的内部蒙皮。中间蒙皮位于一对多孔芯之间。每个多孔芯夹在外部蒙皮和内部蒙皮之间，一个芯位于外部蒙皮和中间蒙皮之间，而另一个则位于中间蒙皮和内部蒙皮之间。气流通道(AFC)延伸穿过多孔芯中至少一个，以冷却外部面板。每个多孔芯是超塑性成形的，并且扩散结合彼此，以及扩散结合至其各自的一对蒙皮，以形成具有统一结构的外部面板。

Description

增强的超塑性成形和扩散结合结构
技术领域
本公开内容涉及用于航空航天应用的超塑性成形和扩散结合(SPF/DB)夹层结构。
背景技术
施加在高速航空运输工具的外表面上的热负荷对改进热管理策略提出重大且持续的需求。
已知由钛合金形成的外部结构对于在超音速下适应高热通量环境是有效的。然而，对于高超音速速度，寻求额外的热补偿机构。瓷砖已用在航天器上，具体是用于管理从太空再进入大气层后的热负荷。镍合金也已用于某些结构中。然而，就其各自的结构构造和燃料需求而言，后者已被证明更重且更昂贵。另外，这种先前用于高超音速交通工具的热保护装置不能重复使用，从而限制了它们在商业应用中的用途。
因此，需要可以在高超音速速度下有效适应温度的成本较低的结构。
发明内容
根据本公开内容的一个方面，用于运输工具的外部面板包括配置为大气暴露的外部蒙皮和配置为用于附接到运输工具的结构框架构件的内部蒙皮。在外部蒙皮和内部蒙皮之间夹有间隔在外部蒙皮下方的中间蒙皮。一对多孔芯(multicellular cores)为外部面板赋予强度，并且气流通道(AFC)延伸穿过多孔芯中的至少一个。多孔芯之一位于外部蒙皮和中间蒙皮之间；另一个位于中间蒙皮和内部蒙皮之间。每个芯都是超塑性成形的，并扩散结合到其各自的一对蒙皮上。
根据本公开内容的另一方面，运输工具包括至少一个外部面板，该外部面板具有被配置为用于大气暴露的外部蒙皮。外部面板包括配置为用于附接到运输工具的结构框架构件的内部蒙皮。位于一对多孔芯之间的中间蒙皮被夹在外部蒙皮和内部蒙皮之间。一个多孔芯位于外部蒙皮和中间蒙皮之间，和另一个位于中间蒙皮和内部蒙皮之间。气流通道(AFC)延伸穿过多孔芯中的一个，从而位于外部蒙皮下面。每个多孔芯都是超塑性成形的，并扩散结合到其各自的一对蒙皮上，并且多孔芯为外部面板赋予拉伸和压缩强度。
根据本公开内容的仍另一方面，制造用于运输工具的外部面板的方法包括：提供被配置为用于大气暴露的超塑性材料的外部蒙皮和超塑性材料的中间蒙皮，其中中间蒙皮在外部蒙皮下方间隔开。方法进一步包括提供超塑性材料的内部蒙皮，其中内部蒙皮在中间蒙皮下方间隔开，并且被配置为用于附接到运输工具的结构框架构件上。方法进一步包括提供超塑性材料的一对芯板(由顶部和底部组成)，以在以下两者中的每个之间形成多孔芯：a)外部蒙皮和中间蒙皮，以及b)中间蒙皮和内部蒙皮。方法进一步包括通过以预定的加强杆图案定向的断续焊缝阵列将至少一个成对的芯板结合在一起，以形成与外部蒙皮相邻的至少一个气流通道，然后将两对芯板的边缘熔焊在一起，和将膨胀管固定到每一对芯板的一个边缘上。最后，方法包括将外部蒙皮、中间蒙皮和内部蒙皮以及加载各自蒙皮之间的芯板放入成形压机中，向膨胀管中供应惰性气体以超塑性成形并扩散结合蒙皮和芯板，以形成与外部蒙皮、中间蒙皮和内部蒙皮整体结合的多孔芯。
本文公开的特征、功能和优点可以在本文呈现的实例中实现，或者可以以其他变体提供，其细节可以参考以下描述和附图来更好地理解。
附图说明
图1是根据本公开内容构造的用作高超音速运输工具的空气动力学暴露表面的外部面板的一个实例的透视图。
图2是可以采用图1的外部面板的一种类型的高超音速运输工具的透视图。
图2A是图2的插入部分的放大图，根据本公开内容的一个示例，示意性地描绘了多个外部面板在运输工具上的应用，每个外部面板包括被配置为冷却外部面板的对准的空气通道(具有由虚线反映的取向)。
图3是图1的外部面板的部件的分解透视图，根据本公开内容的一个实例，正如该部件将在初始制造步骤期间中出现，其包括外部蒙皮、中间蒙皮和内部蒙皮，连同夹在各自蒙皮之间成对的上下芯板对，并描绘出有效形成气流通道的断续焊接图案。
图4是在制造所公开的外部面板期间，包含图3的部件的成形固定装置的横截面侧视图。
图5A是在制造外部面板期间经历膨胀的上部芯板对的示意性透视图。
图5B是在制造外部面板期间经历膨胀的下部芯板对的示意性透视图。
图6是外部面板的透视图，该外部面板并入了位于上部多孔芯中的一对气流通道，该视图显示了一对由上部和下部芯板对形成的一对多孔芯，这些芯板在制造期间在外部、中间和内部蒙皮之间完全膨胀。
图7描绘了用于容纳图4的固定装置的成形压机，以超塑性成形和扩散结合本公开内容的外部面板。
图8显示了用于制造图1的示例性外部面板的方法步骤的顺序。
参考的附图不一定按比例绘制，并且任何公开的实例仅示意性地示出。所公开实例的方面可以彼此结合或彼此替代，并且可以在本文未示出或描述的多种系统和环境内。同样，以下详细描述仅是示例性的，并且不旨在限制应用或使用。
具体实施方式
以下详细描述包括用于执行本公开内容的装置和方法。本公开内容的实际范围如所附权利要求书所限定。
图1显示了可以用作高超音速运输工具的可重复使用的外表面的外部面板10的实例。外部面板10包括外部蒙皮12，在本文中称为中间蒙皮13的隔板和内部蒙皮14。如图所示，上部多孔芯15和下部多孔芯16被夹在各自的蒙皮对之间。在与高超音速速度相关的高热通量环境下，多孔芯15和16为外部面板10提供拉伸和压缩强度。如本文所公开的，所有描述的结构可以由超塑性材料例如钛合金形成。
一对整体成形的气流通道18、19位于上部多孔芯15内，该气流通道可适于冷却外部面板10，并且具体是冷却外部蒙皮12。例如，气流通道18、19可设计成用于在着陆之前，当高超音速运输工具下降时，通过多个外部面板10提供受控的冷却空气流。
现在还参照图2，示例性的载客高超音速运输工具20包括结构框架构件21，该结构框架构件21包括被设计成在飞行中支撑运输工具20的一对机翼。该运输工具20包括机身22、机头23和发动机(未示出)的推力喷嘴24，以适应在平流层内(即至少100,000英尺的高度)以3至5马赫的速度航行。图2A显示图2的插图部分，描绘了多个外部面板10的一种布置，其覆盖并包括机翼21的至少一部分。在后者的插图部分中，通过图2A的虚线显示了包含在多个邻接并对齐的外部面板10中其他方式隐藏的气流通道18和19的一个示例性取向。在这种情况下，外部面板10的内部蒙皮14可以被熔焊或以其他方式固定到运输工具20的结构框架构件21上，例如机翼。另外，外部面板10中每个都可以熔焊到一个或多个相邻的外部面板10上。
图3描绘了外部面板10的上述部件，其包括外部蒙皮12、中间蒙皮13和内部蒙皮14，以及上部的顶芯板25和底芯板26和下部的顶芯板30和底芯板32，其位于各自成对的蒙皮12、13、14之间。图3显示了制造阶段，其当然将在包含所述的上部多孔芯15和下部多孔芯16的完整的外部面板10(图1)形成之前。因此，应理解为，外部面板10的多孔芯15和16由所描述的上部和下部的顶芯板和底芯板对25、26和30、32(图3)在物理上构成，所有芯板均由超塑性材料例如钛合金组成。
在将描述的成形压机内，在芯板的超塑性成形和扩散结合(SPF/DB)到蒙皮12、13、14上的过程期间，发生多孔芯15和16的形成，以确保芯15和16与外部蒙皮12、中间蒙皮13和内部蒙皮14的永久性整合。为此目的，如图所示，分别将上下组的各自的顶芯板和底芯板25、26和30、32的沿其断续焊缝的第一和第二正交取向34、36(下部)或第一和第二正交取向38、39(上部)熔焊在一起。断续焊缝本质上是点焊，在SPF/DB制造过程中会形成小的通风孔，以平衡气压。下部的顶芯板30和底芯板32的第一和第二取向34、36以预定图案相对于彼此正交取向，使得在那些芯板之间施加气压将形成通过均匀布置的单个小孔限定的多个间隔开的多孔芯，如下文进一步详述。另一方面，上部的顶芯板26和底芯板26的断续焊缝38、39的第一、第二和第三间隔阵列27、28、29被策略性地间隔开预定距离，从而形成开口的焊缝图案布局18'和19'，其被设计成为完成的(即制造的)外部面板10(图1)中的气流通道18和19。
钛是一种既具有超塑性又适合于扩散结合的材料。因此，本文所用的术语“SPF/DB”是指一种制造过程，在该过程中，在施加热和压力的情况下，在足以在被结合的零件的接合界面处形成原子共混的时间段内，发生金属表面的固态接合。因此，SPF/DB过程涉及超塑性膨胀期间的扩散过程，但不足以使接合的表面物理熔化。相反，本文所用的熔融结合或熔焊是指通过施加足够的热量以使材料在其接合界面处物理熔融(即在接合在一起时达到液态或塑性状态)，来进行金属表面的冶金接合。
现在参照图4，固定装置40可用于包含在外部面板10的制造期间图3的上述部件。固定装置40由用于支撑各自的外部蒙皮12、中间蒙皮13和内部蒙皮14的上框架构件42和下框架构件44限定。上部和下部垫片46、48用来作为支架支撑，以确保各自的芯板25、26和30、32与其之间放置和保持芯板的各自的外部蒙皮12、中间蒙皮13和内部蒙皮14之间的预定期望的间隔。随后将蒙皮和芯板在高压、高温SPF/DB制造过程中转变成包括多孔芯15和16的外部面板10。尽管在公开的固定装置40中示出了使用上部和下部垫片46、48，但是没有这种支架支撑的制造也是可行的。
现在参照图5A，上部的顶芯板和底芯板25、26的透视截面图描绘了在膨胀管50已经通过熔焊固定在上部的顶芯板和底芯板25、26的一个边缘上后，在外部面板10的制造期间，使较后的芯板膨胀。然后将较后的芯板的所有边缘熔焊在一起，并在高压下将惰性气体G1供应到膨胀管50中。现参照图6，可以理解，气体G1通过膨胀管50施加在具有如图所示的断续焊缝的取向38、39的第一、第二和第三间隔阵列27、28、29上的压力焊缝有效地产生底芯板26的凸出部分47(图5A)，以及上部芯板25的相应凸出部分49(图5A)，最终将芯板25、26转变成完全形成的孔结构47'(图6)，以限定上部多孔芯15(图6)。
现在还参照图5B，尽管在通过熔焊已经将第二膨胀管51固定到顶芯板和底芯板30、32的一个边缘之后，下部的顶芯板和底芯板30、32的透视截面描绘了它们在同时制造步骤期间的膨胀。然后将芯片30、32的所有边缘熔焊在一起，并且在高压下将惰性气体G2供应到膨胀管51中。再次参照图6，气体G2在断续焊缝的第一和第二取向34、36上的压力产生了底芯板32的凸出部分52(图5B)，以及上部芯板30的相应的凸出部分54(图5B)，最终将较后的顶芯板和底芯板转变成完全形成的小孔结构52'(图6)，以限定下部多孔芯16(图6)。
值得注意的是，所有在图6中示意性示出的，在各部件之间，即外部蒙皮12、中间蒙皮13和内部蒙皮14，以及它们各自的上、下支撑芯15、16之间的可见的轮廓或划界线，仅用于描述部件在SPF/DB制造过程之前如何装配在一起。实际上，在外部面板10的这种制造之后，所截取的任何横截面都不会显示可见的轮廓线，因为部件随后将被整体结合在一起成为统一的结构。
继续参照图6，应当理解，超塑性成形和扩散结合的外部面板10的芯15、16的单个小孔47'、52'的最终形状受到上述分别具有第一和第二取向34、36和第一、第二和第三阵列27、28、29的断续焊缝以及外部蒙皮12、中间蒙皮13和内部蒙皮14的限制。在所公开的实例中，气流通道的最终形状也是通过上述预定的焊接图案来控制的。
现在还参照图7，超塑性成形压机60包括下部构件，例如容纳箱62，和上部构件，例如被配置为固定到容纳箱62的容纳箱盖64。应当理解，包含预先制造的外部面板10(图3)的上述各个部件的图4中的固定装置40被插入超塑性成形压机60中，以通过SPF/DB过程制造每个完成的外部面板10。为此目的，可以使用例如氩气的惰性气体G以压力成形外部面板10；分别在压力G1和G2下将这样的气体引入所描述的上部和下部芯板组中。后者的压力可以相等，特别是如果这种结构由均质的超塑性可成形材料(例如所述的钛合金)构成时。除氩气外，其他惰性气体也可能适用于上述部件。
继续参照图7，在对超塑性成形压机60加压之前，首先使用非腐蚀性气体(又例如氩气)进行从超塑性成形压机60中吹扫大气，因为大气可以在接近1700℉的SPF/DB制造温度下具有腐蚀性。为此目的，例如真空管56、吹扫管58、上吹扫管66和吹扫口68的吹扫管和真空管均示意性地示出为用于适应预制造吹扫的示例性结构。在完成外部面板10的SPF/DB制造的每个实例之后，将完成的外部面板10(例如，图1)从超塑性成形压机中移出并修整。因此，图1示出了完成的、完全修整的外部面板10，即，已经从超塑性成形压机60和固定装置40上移出，且已移除了膨胀管50。
可以注意到，在高超音速飞行期间，由钛合金制成的外部面板10的外部蒙皮12的稳态工作温度可以高达1100至1200℉。外部蒙皮12的厚度可以在千分之五英寸上至大约千分之六十英寸之间。此外，气流通道可以被引导(未示出)以仅在运输工具20下降时才起作用以用于冷却。芯板25、26和30、32的厚度可以在1mm或千分之四十英寸的范围内，并且中间蒙皮13和内部蒙皮14的厚度可以与外部蒙皮12的厚度相当或略小于外部蒙皮12的厚度。在SPF/DB制造过程期间，气体G1和G2的压力可以在200-500psi之间。
现参照图8，制造用于运输工具20(图2)的示例性外部面板10(图1)的方法包括提供配置为大气暴露的超塑性材料(例如钛合金)的外部蒙皮12的步骤150。方法进一步提供：提供在外部蒙皮12下方间隔开的超塑性材料的中间蒙皮13的步骤152；和提供附接运输工具20到结构框架构件(机翼21)上的也是超塑性材料的内部蒙皮14的步骤154。方法接下来包括提供也是超塑性材料的上部和下部顶芯板和底芯板对25、26和30、32的步骤156，每对用于形成在外部蒙皮12与中间蒙皮13之间，以及在中间蒙皮13与内部蒙皮14之间的两个多孔芯15、16中的一个。接下来，根据步骤158，将各自的芯板对25、26和30、32经由具有预定焊接图案(图3)的断续焊缝结合在一起。
根据步骤160，接下来将膨胀管50和51每个固定到各自的芯板25、26和30、32的一个边缘上，并且在步骤162中，在各自的芯板对的所有边缘上施加熔焊。在步骤164中，将外部蒙皮12、中间蒙皮13和内部蒙皮14与各自的芯板25、26和30、32一起放入固定装置40中，其然后被放入成形压机60中。在步骤166中，吹扫超塑性成形压机60，并向各自的膨胀管50、51的每个中供应惰性气体G1和G2，以对所有蒙皮和芯板超塑性增压，以形成与外部蒙皮12、中间蒙皮13和内部蒙皮14整体结合的多孔芯15、16。
如上所述，在SPF/DB过程期间，在上述外部面板10的超塑成形期间压力可能达到200-500psi。
尽管本文仅描述了一些实例和方法步骤，但是本公开内容可以允许既未描述也未暗示的仍其他变化和修改。例如，尽管上面没有描述，但是外部面板10可以具有其他的多孔芯配置，从而导致明显更轻、更简单和更便宜的结构。例如，在一些预期的实例中，多孔芯可以仅由单个芯板层形成。此外，可以在SPF/DB工艺中使用除氩气以外的惰性气体来制造外部面板10。而且，可以预期的是，可以采用除钛材料以外的超塑性可成形材料组合物来制造所公开的外部面板10，一定程度上使这种组合物的高强度和拉伸性能在超过1200华氏度的环境中可以保持完整。最后，如本领域技术人员可以理解的，可以预期在本文中未描述的一些其他可行方法来制造外部面板10。
条款1.运输工具的外部面板，该外部面板包括：
外部蒙皮，其配置为用于大气暴露；
中间蒙皮，其在外部蒙皮下方间隔开；
内部蒙皮，其在中间蒙皮下方间隔开，并且配置为用于附接到运输工具的结构框架构件上；
第一超塑性成形的多孔芯，其夹在外部蒙皮和中间蒙皮之间，和第二超塑性成形的多孔芯，其夹在中间蒙皮和内部蒙皮之间；
其中多孔芯是超塑性成形的，并且分别扩散结合到外部蒙皮和中间蒙皮，以及中间蒙皮和内部蒙皮，并且其中至少一个多孔芯包含气流通道。
条款2.根据条款1所述的外部面板，其中外部蒙皮、中间蒙皮和内部蒙皮由超塑性材料形成。
条款3.根据条款1或2所述的外部面板，其中气流通道在外部面板内整体成形。
条款4.根据条款1-3中任一项所述的外部面板，其中多孔芯为外部面板赋予拉伸和压缩强度。
条款5.根据条款1-4中任一项所述的外部面板，其中在外部蒙皮下面具有至少两个气流通道。
条款6.根据条款1-5中任一项所述的外部面板，其中气流通道被配置为冷却外部面板。
条款7.根据条款1-6中任一项所述的外部面板，其中气流通道由在一对芯板上的断续焊缝的三个阵列形成，每个阵列彼此间隔开。
条款8.一种具有至少一个外部面板的运输工具，所述至少一个外部面板包括：
外部蒙皮，其配置为用于大气暴露；
中间蒙皮，其在外部蒙皮下方间隔开；
内部蒙皮，其在中间蒙皮下方间隔开，并且配置为用于附接到运输工具的结构框架构件上；
第一超塑性成形的多孔芯，其夹在外部蒙皮和中间蒙皮之间，和第二超塑性成形的多孔芯，其夹在中间蒙皮和内部蒙皮之间；
中间蒙皮和多孔芯配置为向外部面板提供拉伸和压缩强度；
其中多孔芯是超塑性成形的，并且分别扩散结合到外部蒙皮和中间蒙皮，以及中间蒙皮和内部蒙皮，其中多孔芯的一个包括气流通道；并且其中气流通道位于外部蒙皮下面并对其进行冷却。
条款9.根据条款8所述的运输工具，其中所述运输工具是具有多个外部面板的高超音速交通工具，并且其中每个外部面板被熔焊到至少一个其他外部面板上。
条款10.根据条款9所述的运输工具，其中多个外部面板中的每一个内的每个气流通道整体成形。
条款11.根据条款8-10中任一项所述的运输工具，其中气流通道被配置为冷却外部面板。
条款12.根据条款8-11中任一项所述的运输工具，其中气流通道由在一对芯板上的断续焊缝的三个阵列形成，每个阵列彼此间隔开。
条款13.制造用于运输工具的外部面板的方法，该方法包括：
提供配置为大气暴露的超塑性材料的外部蒙皮；
提供在外部蒙皮下方间隔开的超塑性材料的中间蒙皮；
提供附接到运输工具的结构框架构件上的超塑性材料的内部蒙皮；
提供第一对和第二对超塑性材料的芯板，以在外部蒙皮和中间蒙皮，以及中间蒙皮和内部蒙皮的每个之间形成一个多孔芯；
将芯板对中的一个与以预定的加强杆图案取向的断续焊缝结合，所述断续焊缝足以形成与外部蒙皮相邻的至少一个气流通道；
向芯板对的每一个的一个边缘上提供并固定一个膨胀管，并且熔焊每对芯板的所有边缘；和
将外部蒙皮、中间蒙皮和内部蒙皮以及各自的芯板放入成形压机中，将惰性气体供应至膨胀管中，以超塑性成形并扩散结合外部蒙皮、中间蒙皮和内部蒙皮与芯板，以形成与外部蒙皮、中间蒙皮和内部蒙皮整体结合的多孔芯。
条款14.根据条款13所述的方法，其中气流通道在外部面板内整体成形。
条款15.根据条款13或14所述的方法，其中所有部件均由钛合金形成。
条款16.根据条款13-15中任一项所述的方法，其中多孔芯为外部面板赋予拉伸和压缩强度。
条款17.根据条款13-16中任一项所述的方法，其中在多孔芯的一个中具有至少两个气流通道。
条款18.根据条款13-17中任一项所述的方法，其中气流通道由在一对芯板上的断续焊缝的三个阵列形成，每个阵列彼此间隔开。
条款19.根据条款18所述的方法，其中在制造外部面板期间，断续焊缝的三个阵列中的每一个将芯板对固定在一起。
条款20.根据条款13-19中任一项所述的方法，其中气流通道被配置为冷却外部蒙皮。

Claims (20)

1.运输工具(20)的外部面板(10)，所述外部面板包括：
外部蒙皮(12)，其配置为用于大气暴露；
中间蒙皮(13)，其在所述外部蒙皮下方间隔开；
内部蒙皮(14)，其在所述中间蒙皮下方间隔开，并且配置为用于附接到所述运输工具(20)的结构框架构件(21)上；
第一超塑性成形的多孔芯(15)，其夹在所述外部蒙皮(12)和所述中间蒙皮(13)之间，和第二超塑性成形的多孔芯(16)，其夹在所述中间蒙皮(13)和所述内部蒙皮(14)之间；
其中所述多孔芯(15、16)是超塑性成形的并且分别扩散结合至所述外部蒙皮和中间蒙皮(12、13)，以及所述中间蒙皮和内部蒙皮(13、14)，并且其中至少一个所述多孔芯(15、16)包括气流通道(18、19)。
2.根据权利要求1所述的外部面板(10)，其中所述外部蒙皮、中间蒙皮和内部蒙皮(12、13、14)由超塑性材料形成。
3.根据权利要求1所述的外部面板(10)，其中所述气流通道(18，19)在所述外部面板(10)内整体成形。
4.根据权利要求1所述的外部面板(10)，其中所述多孔芯(15、16)为所述外部面板(10)赋予拉伸和压缩强度。
5.根据权利要求1所述的外部面板(10)，其中在所述外部蒙皮(12)下面具有至少两个气流通道(18、19)。
6.根据权利要求1所述的外部面板(10)，其中所述气流通道(18，19)被配置为冷却所述外部面板(10)。
7.根据权利要求1-6中任一项所述的外部面板(10)，其中所述气流通道(18、19)由在一对芯板(25、26)上的断续焊缝(38、39)上的三个阵列(27、28、29)形成，每个阵列彼此间隔开。
8.一种具有至少一个外部面板(10)的运输工具(20)，所述至少一个外部面板包括：
外部蒙皮(12)，其配置为用于大气暴露；
中间蒙皮(13)，其在所述外部蒙皮(12)下方间隔开；
内部蒙皮(14)，其在所述中间蒙皮(13)下方间隔开，并且配置为用于附接到所述运输工具(20)的结构框架构件(21)上；
第一超塑性成形的多孔芯(15)，其夹在所述外部蒙皮(12)和所述中间蒙皮(13)之间，和第二超塑性成形的多孔芯(16)，其夹在所述中间蒙皮(13)和所述内部蒙皮(14)之间；
所述中间蒙皮(13)和所述多孔芯(15、16)配置为向所述外部面板(10)提供拉伸和压缩强度；
其中所述多孔芯(15、16)是超塑性成形的，并分别扩散结合到所述外部蒙皮和中间蒙皮(12、13)，以及所述中间蒙皮和内部蒙皮(13、14)，其中所述多孔芯(15、16)包括气流通道(18、19)；且其中所述气流通道(18、19)位于所述外部蒙皮(12)下面并对其进行冷却。
9.根据权利要求8所述的运输工具(20)，其中所述运输工具是具有多个外部面板(10)的高超音速交通工具，并且其中每个外部面板(10)被熔焊到至少一个其他外部面板(10)上。
10.根据权利要求9所述的运输工具(20)，其中所述多个外部面板(10)中的每一个内的每个气流通道(18、19)整体成形。
11.根据权利要求8所述的运输工具(20)，其中所述气流通道(18，19)被配置为冷却所述外部面板(10)。
12.根据权利要求8-11中任一项所述的运输工具(20)，其中所述气流通道(18、19)由在一对芯板(25、26)上的断续焊缝(38、39)的三个阵列(27、28、29)形成，每个阵列彼此间隔开。
13.制造用于运输工具(20)的外部面板(10)的方法，所述方法包括：
提供配置为用于大气暴露的超塑性材料的外部蒙皮(12)；
提供在所述外部蒙皮(12)下方间隔开的超塑性材料的中间蒙皮(13)；
提供附接到所述运输工具(20)的结构框架构件(21)上的超塑性材料的内部蒙皮(14)；
提供第一对和第二对超塑性材料的芯板(25、26)，(30、32)，以在所述外部蒙皮(12)和所述中间蒙皮，以及所述中间蒙皮和所述内部蒙皮(14)的每个之间形成一个多孔芯(15)，(16)；
将所述芯板对中的一个与以预定的加强杆图案定向的断续焊缝结合，所述断续焊缝足以形成与所述外部蒙皮(12)相邻的至少一个气流通道(18、19)；
向芯板对(25、26)，(30、32)的每一个的一个边缘提供并固定一个膨胀管(50)，(51)，并且熔焊每对芯板(25、26)，(30、32)的所有边缘；和
将所述外部蒙皮(12)、所述中间蒙皮(13)和所述内部蒙皮(14)以及各自的芯板(25、26)，(30、32)放入成形压机(60)中，将惰性气体供应至膨胀管(50、51)中，以超塑性成形并扩散结合所述外部蒙皮、中间蒙皮和内部蒙皮(12、13、14)与芯板(25、26)，(30、32)，以形成与所述外部蒙皮、中间蒙皮和内部蒙皮(12、13、14)整体结合的多孔芯(15、16)。
14.根据权利要求13所述的方法，其中所述气流通道(18、19)在所述外部面板(10)内整体成形。
15.根据权利要求13所述的方法，其中所有部件(12、13、14、15、16)由钛合金形成。
16.根据权利要求13所述的方法，其中所述多孔芯(15、16)为所述外部面板(10)赋予拉伸和压缩强度。
17.根据权利要求13所述的方法，其中在所述多孔芯(15、16)的一个中具有至少两个气流通道(18、19)。
18.根据权利要求13所述的方法，其中所述气流通道(18、19)由在一对芯板(25、26)上的三个断续焊缝(38、39)的三个阵列(27、28、29)形成，每个阵列彼此隔开。
19.根据权利要求18所述的方法，其中在所述外部面板(10)的制造期间，所述断续焊缝(38、39)的三个阵列(27、28、29)中的每一个将所述芯板对(25、26)固定在一起。
20.根据权利要求13-19中任一项所述的方法，其中所述气流通道(18、19)被配置为冷却所述外部蒙皮(12)。
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