CN114537700A - 多节段翼梁制造 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及多节段翼梁制造。提供了用于制造用于飞行器的多节段翼梁的系统和方法。在一个示例中,该方法包括:制造用于翼梁节段的纤维增强材料的预成型件;硬化这些预成型件以形成翼梁节段;以及将这些翼梁节段结合在一起以形成完整翼梁零件。除了结合之外,其他示例包括共固化翼梁节段和紧固翼梁节段。在另外的示例中,翼梁节段包括所描述的拐折或子拐折。
Description
技术领域
本公开涉及制造领域,具体地说,涉及用于飞行器的复合零件的制造。
背景技术
飞行器的翼梁在机翼内从内侧方向向外侧方向延伸,并且向机翼提供结构强度。飞行器的翼梁可以例如由复合材料制成。因为机翼是飞行器的特别长的部件,所以多个翼梁延伸机翼的长度。翼梁的大尺寸增加了专用于铺设、固结、硬化、组装翼梁和组装机翼的设备的复杂性和费用。
根据其摘要,EP2186622 A1阐述了复合结构构件,该复合结构构件包括通过重叠的复合拼接构件拼接在一起的第一复合区段和第二复合区段。根据其摘要,US10836121B2在一个方面中描述了制造用于倾转旋翼飞行器的复合蒙皮的方法,该方法包括:在模具中提供第一蒙皮,第一蒙皮具有由前边缘、后边缘和外侧端部限定的周边;在第一蒙皮上提供多个蜂窝面板,该多个蜂窝板具有大胞元(cell)阵列,每个胞元具有至少1cm的宽度;沿着第一蒙皮的纵向轴线组装多个蜂窝面板,以形成具有位于第一蒙皮的周边内的外周边的蜂窝芯;将第二蒙皮定位在蜂窝芯上,第二蒙皮具有位于第一蒙皮的周边内的外周边;以及固化粘合剂以在第一蒙皮、蜂窝芯和第二蒙皮之间形成结合以形成复合蒙皮。
根据其摘要,WO2010/122325A1阐述了一种结构,该结构包括:由一系列纤维增强复合材料层片形成的固化复合零件;加强板,该加强板通过部分地穿透复合零件的尖锐叉头阵列附接至复合零件;以及孔,该孔穿过加强板和复合零件。接口板在第一侧承载叉头阵列并且在第二侧附接到加强板。
根据其摘要,EP3650333A1阐述了一种示例性飞行器机翼,该机翼包括第一蒙皮、与第一蒙皮相对的第二蒙皮以及复合翼梁。复合翼梁包括双凸缘翼梁帽、单凸缘翼梁帽、连接双凸缘翼梁帽和单凸缘翼梁帽的翼梁腹板以及撕裂带。双凸缘翼梁帽包括面向内凸缘和第一面向外凸缘,并且面向内凸缘和第一面向外凸缘在共固化过程期间与第一蒙皮成一体。单凸缘翼梁帽包括附接到第二蒙皮的第二面向外凸缘。撕裂带沿着复合翼梁的长度的至少一部分缝合到翼梁腹板的内侧。
根据其摘要,US2016/121589A1阐述了提供了用于形成复合材料的方法和相关系统,包括提供复合填料,该复合填料具有施加到顶表面和底表面的释放膜并且定位在轮廓化成型工具上,使得复合填料的一部分悬挂在成型工具的第二上表面上。整形杆抵靠成型工具,该整形杆具有位于成型工具的第二上表面上方的最上表面。整形杆的定位和与复合填料接触的释放膜的使用的组合允许在使用成型膜和施加真空时复合填料遵循轮廓化成型工具而不桥接或起皱复合填料。
前面讨论的问题由于许多翼梁呈现与机翼的复杂曲率相对应的复杂曲率的事实而进一步复杂化,这进一步使制造过程复杂化。
因此,期望具有考虑上述问题中的至少一些以及其他可能的问题的方法和设备。
发明内容
本文描述的实施例提供由多个节段形成的翼梁,所述多个节段经由共固化、共结合或紧固件安装而在结构上集成在一起。通过用多个节段组装翼梁,可以减小用于制造翼梁的设备的尺寸。此外,因为这些节段小于整个翼梁,所以每个节段可展现比所得翼梁更简单的曲率(例如,更线性的轮廓),这进一步降低了用于铺设、固化等的设备的复杂性。
在一个方面中,提供了一种用于制造用于飞行器的翼梁零件(spar detail)的方法。所述方法包括:制造用于翼梁节段的纤维增强材料的预成型件(preform);硬化预成型件以形成翼梁节段;以及将翼梁节段结合在一起以形成完整翼梁零件。
在另一方面中,提供了一种用于飞行器的翼梁。该翼梁包括:第一翼梁节段,该第一翼梁节段包括纤维增强材料,该第一翼梁节段包括拼接区域;第二翼梁节段,该第二翼梁节段包括纤维增强材料,该第二翼梁节段包括第一拼接区域并且与第一翼梁节段串联设置;以及拼接加强件,该拼接加强件覆盖第二翼梁节段的第一拼接区域和第一翼梁节段的拼接区域的至少一部分,拼接加强件结合到第一翼梁节段和第二翼梁节段。
在又一方面中,提供了一种用于制造用于飞行器的翼梁零件的方法。该方法包括:制造用于第一翼梁节段和第二翼梁节段的纤维增强材料的预成型件;将第一翼梁节段的预成型件的端部拼接到第二翼梁节段的预成型件的端部以限定拼接区域;将至少一个用于拼接加强件的预成型件施加到拼接区域;以及同时硬化用于翼梁节段和拼接加强件的预成型件以形成翼梁零件的一部分。
在又一方面中,提供了一种翼梁零件。该翼梁零件包括:用于第一翼梁节段的预成型件,第一翼梁节段包括拼接区域;用于第二翼梁节段的预成型件,第二翼梁节段包括拼接区域,这些拼接区域以拼接关系彼此串联布置;以及拼接加强件预成型件,这些预成型件和拼接加强件预成型件同时固化,同时拼接加强件预成型件覆盖拼接区域的至少一部分以形成翼梁零件的一部分。
在又一方面中,提供了一种用于制造用于飞行器的翼梁零件的方法。该方法包括:制造用于翼梁节段的纤维增强材料的预成型件;硬化预成型件以形成翼梁节段;以及施加将这些翼梁节段联接在一起以形成完整翼梁零件的紧固件。
在又一方面中,提供了一种用于飞行器的翼梁零件。该翼梁零件包括:第一翼梁节段,该第一翼梁节段包括纤维增强材料;第二翼梁节段,该第二翼梁节段包括纤维增强材料并且与第一翼梁节段串联布置;拼接加强件,该拼接加强件覆盖第一翼梁节段和第二翼梁节段之间的拼接区域;以及紧固件,这些紧固件穿过拼接加强件、第一翼梁节段和第二翼梁节段安装,以形成翼梁零件的至少一部分。
在另一方面中,提供了一种用于制造用于飞行器的翼梁的方法。该方法包括:制造用于翼梁节段的纤维增强材料的预成型件,这些翼梁节段中的至少一者包括拐折,每个拐折完全包含在预成型件内;硬化这些预成型件以形成翼梁节段;以及将这些翼梁节段组装在一起以形成表现出这些拐折中的至少一个拐折的完整翼梁零件。。
在又一方面中,提供了一种飞行器翼梁。所述飞行器翼梁包括:第一翼梁节段,该第一翼梁节段包括纤维增强材料和至少一个拼接区域;第二翼梁节段,该第二翼梁节段包括纤维增强材料、至少一个拼接区域和在拼接区域外部的拐折,其中相应拼接区域彼此串联设置;以及拼接加强件,该拼接加强件覆盖第一翼梁节段的拼接区域的至少一部分和第二翼梁节段的对应拼接区域的至少一部分,拼接加强件联接到第一翼梁节段和第二翼梁节段。
在又一方面中,提供了一种用于制造飞行器的翼梁零件的方法。所述方法包括:制造用于第一翼梁节段的预成型件,该预成型件包括靠近第一翼梁节段的一个端部的子拐折;制造用于第二翼梁节段的预成型件,该预成型件包括靠近第二翼梁节段的一个端部的子拐折;将这些预成型件的端部对准,使得这些子拐折在拼接区域内彼此接近;以及在拼接区域中将这些翼梁节段接合在一起以形成展现出拐折的翼梁零件的至少一部分。
在另一方面中,提供了一种用于飞行器的翼梁零件。该翼梁零件包括:第一翼梁节段,该第一翼梁节段包括纤维增强材料并且包括设置在端部的子拐折;第二翼梁节段,该第二翼梁节段包括纤维增强材料并且包括设置在端部的子拐折,第一翼梁节段的具有子拐折的端部与第二翼节段的具有子拐折的端部相邻,使得这些子拐折一起形成拐折,并且这些端部限定拼接区域;以及拼接加强件,该拼接加强件在拼接区域内在结构上将第一翼梁节段和第二翼梁节段一体化。
下面可以描述其他说明性实施例(例如,与前述实施例相关的方法和计算机可读介质)。已经讨论的特征、功能和优点可以在各种实施例中独立地实现,或者可以在其他实施例中组合,这些其他实施例的进一步细节可以参考以下描述和附图看到。
附图说明
现在仅通过示例的方式参考附图来描述本公开的一些实施例。在所有附图中,相同的附图标记表示相同的元件或相同类型的元件。
图1是包括说明性实施例中的完全组装好的机翼的飞行器的立体图。
图1A是说明性实施例中的翼梁零件的框图。
图2示出了说明性实施例中的从多个节段形成翼梁零件的系统。
图3是描绘说明性实施例中的由多个翼梁节段形成的翼梁零件的图。
图4是示出了说明性实施例中的用于经由共结合(co-bonding)用翼梁节段制造翼梁零件的方法的流程图。
图5是示出了说明性实施例中的经由共固化从翼梁节段制造翼梁零件的另一方法的流程图。
图6是示出了说明性实施例中的经由紧固件从翼梁节段制造翼梁零件的另一方法的流程图。
图7是示出了说明性实施例中的用于制造具有拐折(kink)的翼梁零件的方法的流程图。
图8是示出了说明性实施例中的用于制造具有拐折的翼梁零件的另一方法的流程图。
图9描绘了说明性实施例中的包括翼梁的飞行器机翼。
图9A描绘了说明性实施例中的机翼的横截面。
图10至图11描绘了说明性实施例中的翼梁零件。
图12描绘了说明性实施例中的梁细节的一部分处的拐折。
图13至图14描绘了说明性实施例中的已经被细分成弯曲部的拐折的组装。
图15至图17描绘了说明性实施例中的将扁平填料(flat charge)形成为具有预定横截面的预成型件。
图18描绘了说明性实施例中的翼梁节段之间的嵌接接头。
图19是说明性实施例中的飞行器生产和保养方法的流程图。
图20是说明性实施例中的飞行器的框图。
具体实施方式
附图和以下描述提供了本公开的具体说明性实施例。因此,应当理解,本领域技术人员将能够设计出各种布置,尽管本文未明确描述或示出,但是这些布置体现了本公开的原理并且被包括在本公开的范围内。此外,本文描述的任何示例旨在帮助理解本公开的原理,并且应被解释为不限于这些具体叙述的示例和条件。因此,本公开不限于下面描述的特定实施例或示例,而是由权利要求及其等同物限制。
本文所述的翼梁和翼梁零件可被制造为复合零件。复合零件(诸如碳纤维增强聚合物(CFRP)零件)最初以一起被称为预成型件的多个层铺设。预成型件的每个层内的各个纤维彼此平行地排列,但是不同的层表现出不同的纤维取向,以便沿着不同尺寸增加所得到的复合零件的强度。预成型件包括粘性树脂,该粘性树脂凝固以便将预成型件硬化成复合零件(例如,用于在飞行器中使用)。已经用未固化的热固性树脂或热塑性树脂浸渍的碳纤维被称为“预浸料”。其它类型的碳纤维包括“干纤维”,这种“干纤维”尚未浸渍有热固性树脂,但是可以包括增粘剂或粘结剂。在硬化之前用树脂灌注干纤维。对于热固性树脂,硬化是被称为固化的单向过程,而对于热塑性树脂,如果树脂被重新加热,则树脂达到粘性形式,之后树脂可以固结(consolidate)为期望的形状并凝固。如本文所使用的,用于将预成型件转变为最终硬化形状(即,将预成型件转变为复合零件)的过程的涵盖性术语被称为“硬化”,并且该术语既涵盖热固性预成型件的固化又涵盖将热塑性预成型件成型/凝固成最终期望的形状。
现在转向图1,描绘了代表性飞行器10的图示,其中可以实现根据本公开的方面生产的机翼面板和/或机翼组件的说明性实施例。换句话说,飞行器10是可以使用根据本文讨论的一个或多个方面生产的复合零件、机翼面板和/或机翼组件形成的飞行器的示例。在该说明性示例中,飞行器10具有附接到机身14的任一侧并且向机身14的任一侧延伸的机翼12。飞行器10包括附接到每个机翼12的发动机16。尾部18设置在机身14的后端,尾部18包括垂直稳定器22和相对的一对水平稳定器20。机翼12由接合在一起的上机翼面板30和下机翼面板(未示出)形成,其中肋和翼梁(未示出)的组件至少部分地形成机翼的内部结构。
图1A是说明性实施例中的翼梁零件110的框图。如本文所使用的,翼梁零件110指的是结构部件。此外,翼梁零件可以被称为飞行器翼梁零件,或者被称为多节段翼梁零件。具体地说,翼梁零件110是已经用翼梁节段112、114和116组装好但还没有作为完成或几乎完成的制造的一部分附接到其他机翼部件(诸如肋或机翼面板)的部件。在另一零件(支架、增强件、紧固件等)永久地附接至翼梁零件110之后,该翼梁零件变成后翼梁110-1或前翼梁110-2(图9)。“翼梁安装件(spar installation)”(在本文中也称为“翼梁”)是指作为机翼翼盒的一部分附接的后翼梁110-1和前翼梁110-2(图9)。翼梁零件110是通过从内侧端197延伸到外侧端199向飞行器的机翼提供结构强度的部件中的一个部件。例如,一些翼梁零件110从飞行器的主体相交点的一侧朝向翼尖198延伸。一些翼梁零件110在翼尖198处终止,而在其他实施例中,在到达翼尖198之前终止。翼梁零件110可以被认为是提供翼梁(例如,翼梁110-1、110-2)的大部分结构强度的翼梁(例如,图9的翼梁110-1、110-2)的“芯”。在图1A中还图示了翼梁零件110的翼梁节段112、114、116的多个纵向部分127。为了清楚起见,翼梁节段112有时将被称为第一翼梁节段112,翼梁节段114有时将被称为第二翼梁节段114,并且翼梁节段116有时将被称为第三翼梁节段116。
在该实施例中,翼梁零件110由多个翼梁节段112、114、116(另参见图3)制造,每个翼梁节段112、114、116限定从内侧端197到外侧端199的翼梁零件110的节段/部分。每个翼梁节段112、114、116包括多个由纤维124(例如,连续碳纤维、玻璃纤维等)和树脂126(例如热固性树脂、热塑性塑料等)构成的层122。翼梁零件110由在组装之前被预制和/或硬化的翼梁节段112、114、116制成。因此,用翼梁节段112、114、116制造的翼梁110-1、110-2的总体制造过程可以使用与不用多个节段制造翼梁的制造系统相比更便宜且成本更小的设备来快速且高效地执行,例如,每个翼梁节段112、114、116平行。
图2示出了说明性实施例中的例如如图1所示的用翼梁节段112、114、116形成翼梁零件110的系统200。在该实施例中,系统200包括铺放机器230,铺放机器230诸如用于分配纤维增强材料丝束,该丝束形成一个或多个单层片的扁平填料(flat charge,或平坦填料)232(例如,平面填料)或者当与其他扁平填料232组合时形成在心轴234上层压的全扁平填料(fully flat charge,或全平坦填料)233。在该实施例中,通过成型机器240形成扁平填料232和/或全扁平填料233以创造预成型件242。然后通过拾取铺放(PNP)机器260的末端执行器262将预成型件242铺放到固化心轴238上。
预成型件242是形成并组合在一起的多个扁平填料232和/或全扁平填料233的层压件。一个或多个扁平填料232继续成型机器240以作为预成型件242的一部分逐层(PBP)形成和铺放。扁平填料232或全扁平填料233的成形或成型是由成型机器240通过覆盖成型(drape forming)、冲压成型、逐层成型或其他合适的成型方法来执行的。制造预成型件242包括分配形成扁平填料232的纤维增强材料丝束、将多个扁平填料232组合在一起成为层压件235以形成完全平坦的填料233以及将全扁平填料233成形为具有期望横截面形状的预成型件242。作为创造预成型件242的一部分,成型机器240将扁平填料232成形为铺放在固化心轴238上,在施加真空袋252和可能的垫板253之后,预成型件242在压热器(autoclave)250内硬化成翼梁节段112、114、116。其它替代方案具有组合真空袋和垫板(未示出)。用于拼接加强件340(图3中所示)的预成型件从拼接加强件管线244提供。用于拼接加强件340的预成型件也可被称为拼接加强件预成型件。
在一个未图示的实施例中,真空袋252覆盖用于多个翼梁节段112、114、116的预成型件242,并且整个组件共固化。以这种方式,预成型件242与用于拼接加强件340的预成型件组装在一起,并且在压热器250中硬化成图1中的与肋290和机翼蒙皮30集成的翼梁零件110。用于拼接加强件340的预成型件以准时生产(JIT)交付的方式组装,以与预成型件242组装在一起。
如图所示,翼梁节段112、114、116在压热器250处从预成型件242硬化而成。然后多个翼梁节段112、114、116布置为彼此端对端对准。多个翼梁节段112、114、116与拼接加强件340组合,并且利用紧固件组装在一起以形成翼梁零件110。然后,翼梁节段112、114、116以紧固件安装站272的操作的形式经由节段拼接器280组装在一起。在该实施例中,紧固件安装站272包括夹具276和末端执行器274,夹具276将翼梁节段112、114、116和硬化拼接加强件340相对于彼此保持,末端执行器274穿过这些部件安装紧固件278。也就是说,末端执行器274钻设安装孔并驱动紧固件278(例如,锁紧螺栓)以将拼接加强件340和翼梁节段112、114、116接合。在该实施例中,紧固件278被驱动穿过拼接加强件340和翼梁节段112、114、116,以形成整体的翼梁零件110。硬化拼接加强件340以准时生产交付方式组装以用于与多个翼梁节段112、114、116组装在一起。
预成型件242经由压热器250分别硬化为翼梁节段112、114、116,然后以彼此端对端(串联)对准的方式布置。末端执行器271在翼梁节段112、114、116之间的拼接区域341、341-1(图1A)处铺放用于拼接加强件340的预成型件。然后,至少部分地使用挤压釜(pressclave)270用于节段拼接器280,以将用于拼接加强件340的预成型件与翼梁节段112、114、116共结合,以便形成完整翼梁零件110。挤压釜270经由施加热和压力使拼接加强件340中的一个或多个硬化就位在翼梁节段112、114、116之间的相交点处。
挤压釜270过程和紧固件278接合的翼梁节段112、114、116的组合也是可选的。挤压釜270过程将在紧固件安装过程之前。
系统200的操作由服务器220管理,服务器220包括存储器222和控制器224。在一个实施例中,控制器224被实现为定制电路、执行存储在存储器222中的编程指令的硬件处理器、或其某种组合。
系统200能够同时制造用于多个翼梁零件110的多组翼梁节段112、114、116。系统200被分成若干制造范围(sphere),每个制造范围能够独立地制造最终组合成翼梁零件110的一组翼梁节段112、114、116。因此,在上游预成型件242从扁平填料232、全扁平填料233和成型机器240组装在一起的同时执行用于翼梁节段112、114、116的预成型件242的硬化。这导致翼梁节段112、114、116的组装在与上游组翼梁节段112、114、116在压热器250内的硬化相同的时间(并行地)执行。由节段拼接器280将又一上游组翼梁节段112、114和116后硬化拼接形成为另一翼梁零件110。各个上游和下游翼梁节段112、114、116通常成组地用于前翼梁110-2和后翼梁110-1和/或右翼梁和左翼梁。
图3是描绘说明性实施例中的由第一翼梁节段112、第二翼梁节段114和第三翼梁节段116形成的翼梁零件110(具有从内侧端197向外侧端199渐缩的宽度,并且还具有长度L)的图。第一翼梁节段112包括纤维增强材料301,第二翼梁节段114包括纤维增强材料301-1并且与第一翼梁节段112串联布置。第一翼梁节段112的外侧端312与第二翼梁节段114的内侧端321端对端地布置。第二翼梁节段116具有内侧端321和外侧端322。拼接加强件340覆盖包括外侧端312和内侧端321的拼接区域341(也被称为“相交点”或“拼接区”),并且被放置在第一翼梁节段112和第二翼梁节段114之间的拼接区域341中。根据实施例,拼接区域341可实施为用于第一翼梁节段112的外侧端312和第二翼梁节段114的内侧端321的腹板和凸缘的对接拼接、嵌接拼接、搭接拼接或其它拼接,其中拼接加强件340完成拼接。以类似的方式,第三翼梁节段116包括纤维增强材料301-2并且与第二翼梁节段114串联布置。第三翼梁节段116具有内侧端331和外侧端332。第二翼梁节段114的外侧端322与第三翼梁节段116的内侧端331端对端地布置。另一拼接加强件340-1覆盖第二翼梁节段114的外侧端322与第三翼梁节段116的内侧端331之间的拼接区域341-1。在一个实施例中,使用粘合剂319(例如,环氧树脂、热固性树脂等)将拼接加强件340、第一翼梁节段112和第二翼梁节段114结合成一体的复合零件。根据实施例,拼接区域341可实施为第三翼梁节段116的内侧端331和第二翼梁节段114的外侧端322的腹板和凸缘的对接拼接、嵌接拼接、搭接拼接或其它拼接,其中添加拼接加强件340-1来完成拼接。在这样的实施例中,粘合剂319还可以将其它拼接加强件340-1、第二翼梁节段114和第三翼梁节段116结合成翼梁零件110。在进一步的实施例中,这些部件紧固在一起、紧固并结合、共固化或共结合在一起。
在图3中,翼梁节段中的一个(具体地,第二翼梁节段114)完全包含拐折(kink)370,但是在另外的实施例中,拐折370分布在拼接区域341上,多个拐折(未示出多个拐折)各自完全包含在翼梁节段114内,或者多个翼梁节段中的每一个(诸如翼梁节段112、翼梁节段114和翼梁节段116)完全包含拐折370。每个拐折370包括拐点381,在拐点381处,存在翼梁零件110的第一中性轴线350和第二中性轴线350-1的相交点。在一个实施例中,该改变由2度和10度之间的拐折角θ指示。在一个说明性示例中,拐折370包括翼梁零件110的轴向方向的改变,该改变可以例如在2度与10度之间。在一些实施例中,如图3所示,拐折370与外侧中性轴线端点322(外侧端322)分离380,并且与翼梁节段(诸如第二翼梁节段114)的内侧中性轴线端点(内侧端321)分离大于约30cm(1英尺)。在另一实施例中,制备图2中的扁平填料232(或所得的预成型件242),使得它们在硬化成翼梁节段114之前完全包含拐折370。在一个实施例中,拐折370设置在拼接区域341处,并且肋290(未示出)也设置在拼接区域341处,以增强翼梁零件110的结构强度。第一翼梁节段112可以例如包括在拼接区域341外部的纽结370。
每个翼梁节段112、114和116呈现不同的形状,以便根据设计参数考虑拐折370的厚度和/或拐折角θ的减小。图3进一步描绘了拼接加强件340方便将翼梁节段112、114和116集成为翼梁零件110。肋相交点360设置在拼接加强件340、340-1和接收肋290处和/或拼接加强件340、340-1和接收肋290之间,所述肋进一步支撑拼接区域341、341-1。肋相交点360被示出为小的矩形框,这并不旨在暗示肋290与翼梁零件110的复杂联接限于该相对小的区域。在一个实施例中,肋相交点360与拼接加强件340相对地设置在翼梁零件110上,如图所示,设置在与安装拼接加强件340的一侧相对的一侧391。因此,拼接加强件340安装在翼梁零件110的从该视图不可见的一侧,而肋290在翼梁零件110的可见的一侧391安装在肋相交点360处。拼接加强件340可以横跨肋相交点360定位。
从单独翼梁节段112、114和116组装的翼梁零件110提供了优于之前实现方式的实质性益处,因为它们减小了为了制造翼梁零件110所需的机器的尺寸和复杂性。而且,有利地并行制造翼梁节段112、114和116,从而显著减少了制造时间并增加了工作密度。这导致成本降低以及节省工厂地板空间的技术益处,从而也增加了工作密度。利用上面提供的翼梁零件110和用于制造翼梁的系统的讨论,以下图4至图8描述了制造翼梁零件110的各种方法。
将关于图4讨论系统200的操作的说明性细节。对于该实施例,假设系统200的部件等待激活,以便制造用于组装成一个或多个翼梁110的翼梁节段。
图4是示出说明性实施例中的经由共结合用翼梁节段112、114和116制造翼梁零件110的方法400的流程图。参考图2的系统200描述方法400的步骤,但是本领域技术人员将理解,方法400可以在其他系统中执行。本文描述的流程图的步骤不是包含一切的,而是可以包括未示出的其他步骤。本文描述的步骤也可以以替代的顺序执行。
铺放机器230与成型机器240一起制造402用于翼梁节段112、114和116的纤维增强材料(例如,CFRP)的预成型件242。在一个实施例中,制造402预成型件242包括铺放机器230铺设一个或多个扁平填料232。扁平填料232直接用于形成预成型件242或组合在一起成为全扁平填料233,然后用于形成预成型件242。随后通过成型机器240使扁平填料232和/或全扁平填料233成型,然后将其铺放成具有期望横截面的预成型件242。在未示出的另一实施例中,制造预成型件242包括将纤维增强材料丝束铺设到限定预成型件242的形状的固化心轴238上。在又一实施例中,制造预成型件242包括分配形成扁平填料232的纤维增强材料丝束,并且在形成具有期望横截面形状的预成型件242期间形成扁平填料232。
预成型件242被硬化404以形成翼梁节段112、114和116。在一个实施例中,预成型件242的硬化404包括固结和凝固热塑性树脂,而在进一步的实施例中,硬化404包括在压热器250中处于固结压力的同时将热固性树脂加热至固化温度。在任一实施例中,所得到的翼梁节段112、114、116包括根据用于翼梁零件110的特定纵向部分127的设计参数成形的硬化纤维增强材料。
翼梁节段112、114和116结合406在一起以形成翼梁零件110,其中外侧端312对接或拼接到内侧端321,并且外侧端322对接或拼接到内侧端331。在一个实施例中,这包括将粘合剂319或树脂施加到翼梁节段112、114和116,并且在拼接区域341中在翼梁节段110之间形成拼接(如图3所示)。在另一个实施例中,这包括将未硬化的“绿色”拼接加强件340放置在翼梁节段114和112之间的拼接区域341内,并且在挤压釜270中通过共结合来硬化拼接加强件340。该操作使得拼接加强件340和翼梁节段114和112成一体,从而形成拼接的第一翼梁节段112和第二翼梁节段114。因此,在一个实施例中,将翼梁节段112和114结合406在一起包括施加拼接加强件340,拼接加强件340部分地覆盖第一翼梁节段112和第二翼梁节段114,随后将拼接加强件340结合406到第一翼梁节段112和第二翼梁节段114。在一些实施例中,拼接加强件340被放置在拼接加强件340延伸跨过翼梁零件110的肋相交点360的位置处,以便增强拼接。因此,在一个实施例中,施加拼接加强件340包括将第一翼梁节段112和第二翼梁节段114夹在前拼接加强件340和后拼接加强件(未示出)之间。在这些说明性示例中,拼接加强件340包括前拼接加强件和后拼接加强件中的一者,翼梁还包括前拼接加强件和后拼接加强件中的另一者,并且第一翼梁节段112的拼接区域341和第二翼梁节段114的第一拼接区域341被夹在前拼接加强件和后拼接加强件之间。在一些说明性示例中,拼接加强件340将第一翼梁节段112的一部分和第二翼梁节段114的一部分夹在第二拼接加强件或肋290中的一者与拼接加强件340之间。
在另一个实施例中,施加拼接加强件340包括将第一翼梁节段112和第二翼梁节段114夹在拼接加强件340和肋290之间。在这些说明性示例中,第一翼梁节段的拼接区域和第二翼梁节段的第一拼接区域夹在拼接加强件和肋之间。类似地,第二翼梁节段114和第三翼梁节段116使用拼接加强件340和/或肋290拼接在一起,如以上所讨论的那样,以类似于将第一翼梁节段112拼接到第二翼梁节段114的方式类似的方式拼接在一起,从而得到翼梁零件110。
在完成之后,翼梁零件110与附加零件(detail)组装在一起以形成如图9的后翼梁110-1和前翼梁110-2那样的完整翼梁。方法400提供优于现有系统的实质性益处,因为其使得翼梁零件110能够用一系列较小的单独翼梁节段112、114和116通过共结合而形成,每个翼梁节段112、114和116占据翼梁零件110的总长度的一部分。这降低了制造复杂性和时间。此外,如果保证在单个翼梁节段112、114和116上的返工,则可以在单个翼梁节段112、114和116上而不是整个翼梁零件110上执行返工。
图5是示出了说明性实施例中的用翼梁节段112、114和116经由共固化制造翼梁零件110的另一方法500的流程图。根据方法500,制造502用于翼梁节段112、114和116的纤维增强材料的预成型件242,并且可以以与上述制造402步骤类似的方式完成。例如,在共固化之前,第一翼梁节段112、第二翼梁节段114、第三翼梁节段116、拼接加强件340和第二拼接加强件340-1可包括在共固化之前用树脂原地(in place)灌注的干纤维。作为该制造过程的一部分,预成型件242可包括斜坡、阶梯台阶图案、预成型件242在拼接区域341内的互补特征件的嵌接类型拼接。外侧端312在拼接区域341内对接或拼接至内侧端321。外侧端322在拼接区域341-1内对接或拼接到内侧端331。在一个实施例中,制造502预成型件242包括分配/铺设形成扁平填料232的纤维增强材料丝束,并且将扁平填料232成形为具有期望横截面形状的预成型件242。在另一实施例中,铺设预成型件242包括将多个扁平填料232一起组合成全扁平填料233,并且将全扁平填料233成形为具有期望横截面形状的预成型件242。
用于翼梁节段112、114的预成型件242与第一翼梁节段112的外侧端312拼接504在一起,第一翼梁节段112的外侧端312与内侧翼梁节段114端对端布置。换句话说,翼梁节段112、114串联布置。在一个实施例中,拼接504用于翼梁节段112、114的预成型件242通过搭接拼接、对接拼接和/或的预成型件在拼接区域341内的互补斜坡或图案的嵌接拼接来执行。用于翼梁节段114、116的预成型件242与第一翼梁节段112的外侧端322拼接504在一起,第一翼梁节段112的外侧端322与翼梁节段116的内侧端331端对端布置。在一个实施例中,拼接504用于翼梁节段114、116的预成型件242通过搭接拼接、对接拼接和/或预成型件242在拼接区域341-1内的互补斜坡或图案的嵌接拼接来执行。在另外的实施例中,通过将干纤维预成型件布置在一起然后用树脂灌注预成型件242来执行用于翼梁节段114、116的预成型件242的拼接504。
接下来,PNP机器260将用于拼接加强件340的预成型件施加506到用于翼梁节段112、114的预成型件242之间的拼接区域。在一个实施例中,该操作包括将用于拼接加强件340的未硬化预成型件铺放在拼接区域341中,该未硬化预成型件在用于翼梁节段112、114的预成型件242之间形成拼接。在另一个实施例中,施加506用于拼接加强件340的预成型件包括拾取并将用于拼接加强件340的预成型件铺设在用于拼接加强件340的预成型件延伸跨过翼梁零件110的肋相交点360的位置处。在另一实施例中,施加506用于拼接加强件340的预成型件包括将用于拼接加强件340的预成型件(未示出)铺设在其中用于拼接加强件340的预成型件延伸跨过翼梁零件110的肋相交点360的位置处。在一个实施例中,施加506用于拼接加强件340的预成型件(未示出)包括将用于拼接加强件340的预成型件铺设成跨过外侧端312和内侧端321并跨过翼梁零件110的与翼梁零件件110的肋相交点360相对的一侧。以这种方式,肋相交点360与拼接加强件340相对地设置在翼梁零件110上。此外,施加用于拼接加强件340-1的预成型件(未示出)包括将用于拼接加强件340-1的预成型件铺设成跨过外侧端312和内侧端321,并且被放置在翼梁零件110的与用于翼梁零件110的肋相交点360相对的一侧。类似地,肋相交点360与拼接加强件340-1相对地设置在翼梁零件110上。
在用于翼梁节段112、114和116的预成型件242被拼接504在一起的同时,压热器250硬化508用于翼梁节段112、114的预成型件242和用于拼接加强件340、340-1的预成型件,以便形成完整翼梁零件110。在进一步的实施例中,用于翼梁节段112、114和116的预成型件242和用于拼接加强件340、340-1的预成型件的硬化508包括将用于翼梁节段112、114和116的预成型件242和用于拼接加强件340、340-1的预成型件进行真空装袋。用于翼梁节段112、114和116的预成型件242和用于拼接加强件340、340-1的预成型件经由真空压紧而固结,并且将用于翼梁节段112、114和116的预成型件242和用于拼接加强件340的预成型件加热到固化温度或固结温度。因此,在一个实施例中,真空袋252另外覆盖用于第三翼梁节段116的预成型件242和用于第二拼接加强件340、340-1的预成型件。
图6是示出了说明性实施例中的经由紧固件用翼梁节段112、114和116制造翼梁零件110的另一方法600的流程图。铺放机器230和/或成型机器240制造602用于翼梁节段112、114和116的纤维增强材料的预成型件242。可以以与上面讨论的图4的制造402步骤类似的方式执行制造602。在一个实施例中,制造602预成型件242包括分配形成扁平填料232的纤维增强材料丝束,并且将扁平填料232成形为具有期望横截面形状的预成型件242。在另一实施例中,制造602预成型件242包括分配形成扁平填料232的纤维增强材料丝束、将多个扁平填料232组合在一起成为层压件235以形成全扁平填料233以及将全扁平填料233成形为具有期望横截面形状的预成型件242。这些实施方案可包括如本文其他地方所述的利用干纤维和树脂灌注。
预成型件242被硬化604以形成翼梁节段112、114和116。在一个实施例中,这包括操作压热器250以将预成型件242硬化604成单独的翼梁节段112、114和116。此时,翼梁节段112、114和116保持彼此物理分离。在另一实施例中,拼接加强件340、340-1被利用并且被紧固到每个翼梁节段112、114和116以形成拼接。
紧固件安装站272的夹具276将翼梁节段112和114和另外的翼梁节段114和116以及硬化拼接加强件340、340-1分别保持在拼接区域341、341-1中。末端执行器274安装紧固件以将这些部件接合到翼梁零件110中。具体地说,末端执行器274施加606将翼梁节段112和翼梁节段114以及翼梁节段114和翼梁节段116联接在一起以形成完整翼梁零件110的紧固件。在一个实施例中,施加606紧固件包括:施加拼接加强件340、340-1,拼接加强件340、340-1部分地覆盖外侧端312和内侧端321;以及穿过拼接加强件340并且穿过第一翼梁节段112和第二翼梁节段114安装紧固件。将紧固件施加606到部分地覆盖外侧端322和内侧端331的拼接加强件340-1,并且穿过拼接加强件340-1并穿过第一翼梁节段112和第二翼梁节段114安装紧固件。在另一实施例中,施加拼接加强件340包括将拼接加强件340放置在拼接加强件340延伸跨过位于拼接区域341、341-1中的用于翼梁零件110的肋相交点360的位置处。在一个实施例中,施加606用于拼接加强件340的紧固件包括将拼接加强件340放置成跨过外侧端312和内侧端321并跨过翼梁零件110的与用于翼梁零件110的肋相交点360相对的一侧。以这种方式,肋相交点360与拼接加强件340相对地设置在翼梁零件110上。在组装之后,翼梁零件110与其它零件组合成翼梁110-1、110-2(图9)。以这种方式,紧固件安装站272将拼接加强件340、340-1和翼梁节段112、114和116组装成单个整体翼梁零件110。
图7是示出了说明性实施例中的用于制造具有一个或多个拐折370的翼梁零件110的方法700的流程图。方法700包括铺设或制造702纤维增强材料的预成型件242,该预成型件将被组装成包括一个或多个拐折370的翼梁零件110。每个拐折370完全包含在用于翼梁节段112、114和116的单个预成型件242内,例如翼梁节段112、114、116。在一个实施例中,制造702预成型件242包括在每个拐折370处(例如,在铺设或成型期间)将方向从预成型件242的第一中性轴线350改变到第二中性轴线350-1,其中所述改变在2度与10度之间。在进一步的实施例中,制造702预成型件242包括将每个拐折370放置在距离用于翼梁节段114的预成型件242的外侧端322和内侧端321至少30cm(1英尺)的位置处。同样地,还设想在翼梁节段112和/或翼梁节段114中放置拐折370。在又一实施例中,铺设(即,制造702)预成型件242包括在心轴234上铺设扁平填料232,然后在诸如固化心轴238之类的刚性工具上成形扁平填料232。扁平填料232或全扁平填料233的成形或成型是在结合到预成型件242之前通过区域成型(drape forming)、冲压成形、逐层成形或其他合适的成型方法来执行的。
预成型件242被硬化704以形成翼梁节段112、114和116,然后将翼梁节段112、114和116组装706在一起以形成展现拐折370的完整翼梁零件110。如上所述,组装过程可以经由共固化、共结合或经由紧固件或紧固件和结合或共结合的组合来执行。在一个实施例中,在上游预成型件242用扁平填料232、全扁平填料233和成型机器240组装在一起的同时执行用于翼梁节段112、114和116的预成型件242的硬化704,从而使得翼梁节段112、114和116的组装在与一组上游翼梁节段112、114和116在压热器250内的硬化704以及通过节段拼接器280将又一组上游翼梁节段112、114和116后硬化拼接成翼梁零件110相同的时间进行。上游翼梁节段和下游翼梁节段通常成组地用于前翼梁110-2和后翼梁110-1和/或右翼梁和左翼梁。
将翼梁节段112和114组装706在一起以形成展现拐折370的完整翼梁零件110的一部分。在一个实施例中,组装706翼梁节段112和114包括跨过外侧端312和内侧端321施加拼接加强件340,以将翼梁节段112拼接至翼梁节段114。组装706翼梁节段114和116包括跨过外侧端322和内侧端331施加拼接加强件340-1,以将翼梁节段114拼接至翼梁节段116。在一些说明性示例中,组装706翼梁节段112、114、116包括:在翼梁节段112、114、116的相邻端之间形成搭接拼接、对接拼接和嵌接拼接中的至少一者;以及使用共固化、共结合和紧固件中的一种将拼接加强件340、340-1附接到拼接区域341、341-1。在一些说明性示例中,组装706翼梁节段112、114、116包括将翼梁节段112、114、116彼此串联对准地布置以形成拼接区域341、341-1,并且在拼接区域341、341-1内将拼接加强件340、340-1施加至翼梁节段112、114、116。
虽然可在某些应用中实施单个纽结370,但在其它应用中,单个纽结370会导致两个中性轴线之间的角度太大而不能用已知的CFRP制造方法制造。为此,图8是示出了用于制造翼梁零件110的另一方法800的流程图。在方法800中示出的实施例中,多个拐折跨过相邻的翼梁节段(例如,翼梁节段112和114)彼此相对紧密接近地结合,以更平滑地过渡相邻的翼梁节段112、114之间的中性轴线的改变。在这样的实施例中,为了清楚起见,多个拐折在本文中被称为子拐折371、371-1并且在图13中示出。
在一些说明性示例中,制造702预成型件242包括在每个拐折370处改变预成型件242的轴向方向。在一些说明性示例中,制造702预成型件242包括在每个拐折370处改变预成型件242的轴向方向,轴向方向的改变是2度与10度之间的拐折角。在一些说明性示例中,每个预成型件242包括第一端和与第一端相对的第二端,并且制造702预成型件242包括将每个拐折370放置在距预成型件242的一端至少一英尺处。
根据图8,纤维增强材料的预成型件242被制造802为翼梁节段112、114、116,翼梁节段112、114、116将组装成包括多个子拐折371、371-1的翼梁零件110。例如,翼梁节段112和翼梁节段114的邻接端可以各自包含子拐折,例如子拐折371、371-1,并且每个子拐折371、371-1将方向从翼梁零件110的预成型件242的第一中性轴线350改变到第二中性轴线350-1。制造802预成型件242可如上文针对前述方法所描述那样执行。
具有子拐折371、371-1的预成型件242的端部(例如,翼梁节段112、114)对准804,使得子拐折371、371-1在拼接区域内彼此接近,这将参考图13进一步描述。然后,翼梁节段112和114在拼接区域内接合806在一起。对准804和接合806端部包括在预成型件242形成期间进行重叠、对接拼接、嵌接拼接或其他手段。
使用预成型件242制造翼梁零件110。在一个实施例中,如上文所讨论的,通过共固化预成型件242、共结合翼梁节段112、114和116、紧固翼梁节段112、114和116或者将翼梁节段112、114和116共结合并紧固在一起,来执行制造翼梁零件110。
图9描绘了说明性实施例中的包括翼梁的飞行器机翼900。图9A描绘了与图9的视图箭头9A相对应的机翼900(类似于图1中的机翼12)的横截面。在说明性实施例中,机翼900是包括后翼梁110-1和前翼梁110-2的飞行器的说明性实施例。后翼梁110-1和前翼梁110-2隐藏在机翼面板75下方(类似于图1中的面板30),并且各自从内侧端197延伸到外侧端199和翼尖198,但是在未图示的示例中,一些翼梁零件110也可能在到达翼尖198之前就终止。例如,一些翼梁零件110从飞行器的主体相交点的一侧朝向翼尖198延伸。前翼梁110-2和后翼梁110-1在翼尖198处终止。如图9A所示,后翼梁110-1包括第一凸缘902和第二凸缘906,其间具有腹板904。为了简单起见,前翼梁110-2也示出了第一凸缘902、第二凸缘906和腹板904。
典型的机翼面板75、76包括复合机翼蒙皮和复合纵梁,复合纵梁附接至机翼蒙皮并从内侧端197延伸至外侧端199。如下面将讨论的,机翼面板75、76由复合材料形成,诸如以具有各种纤维取向的条带带宽铺设的CFRP,以提供期望的强度和柔性。如图9所示,肋290沿弦向在机翼面板75下方布置在后翼梁110-1和前翼梁110-2之间。
图9A描绘了前翼梁110-2和后翼梁110-1,前翼梁110-2和后翼梁110-1设置在机翼面板75、76之间并且接合到肋290。机翼面板75分别联接到凸缘906和肋290,而机翼面板76分别联接到凸缘902和肋290以完成机翼900。为了清楚起见,机翼面板75和76没有示出为具有纵梁。
图10至图11描绘了说明性实施例中的翼梁零件110。其表示后翼梁110-1和/或前翼梁110-2。图10示出了第一视图,其中腹板904和凸缘902是可见的,而图11示出了与图10的视图箭头11相对应的第二视图。在图11中,每个凸缘902和凸缘906清晰可见,如同联接到凸缘902和凸缘906的腹板904一样。每个拐折370包括拐点381(在图12中示出),其中存在翼梁零件110的第一中性轴线350和第二中性轴线350-1的相交点,所有这些都在图12中示出。
图12描绘了说明性实施例中的翼梁零件110的一部分处的拐折370,并且对应于图3的标记为图12的方框内的视图。拐折370是翼梁零件110的第一中性轴线350(示出为虚线)在拐点381处弯曲角度θ导致第二中性轴线350-1的结果。将拐折370集成到由多个节段(图12中未示出)形成的翼梁零件110中可能使组装过程复杂化。因此,在一个实施例中,拐折370完全包含在单个翼梁节段112、114和116内。如图12所示,拐折370完全包含在第二翼梁节段114内。因为拐折370完全包含在翼梁节段112、114和116内,所以翼梁零件110中的不同翼梁节段112、114和116在拼接区域341和/或341-1中(均在图3中示出)中拼接,拼接区域341和/或341-1分别展现出与第一中性轴线350和/或第二中性轴线350-1对准的中性轴线。与第一中性轴线350和/或第二中性轴线350-1的这种中性轴线对准基本上减小了将翼梁节段112、114和116对准并固定在一起的难度。
在进一步的实施例中,如在图13和图14中所示,具有角度θ的拐折370在弯曲部1312和1322处被细分成两个子拐折371、371-1,弯曲部1312和1322在相邻翼梁节段(诸如翼梁节段112和114)处分别具有θ2和θ3的角偏移。在弯曲部1322处,第一中性轴线1324以角度θ2转变为第二中性轴线242-1。子拐折371-1是翼梁零件110的第一中性轴线1324在拐点381-1处弯曲角度θ2的结果,从而得到第二中性轴线242-1。在弯曲部1312处,第二中性轴线242-1以角度θ3转变为第三中性轴线1314。子拐折371是在拐点381-2处翼梁零件110的第二中性轴线242-1以角度θ3弯曲的结果,从而得到第三中性轴线1314。在实施例中,子拐折371-1的角度θ2加上子拐折371的角度θ3的总和等于角度θ,所述角度θ可等于或可不等于图12中所说明的单个拐折370配置的角度θ。
在另外的实施例中,子拐折371、371-1分布在附加的翼梁节段112、114、116上。例如,翼梁节段112和114的相交点可以包括两个子拐折371、371-1,而翼梁节段114和116的相交点也可以包括两个子拐折371、371-1。
因此,当翼梁节段112、114、116被放在一起时,可以通过将翼梁节段112、114、116对准804在一起并且施加(图3的)拼接加强件340以将接合806固定来准确地执行组装过程。拼接加强件340可以共固化、共结合或紧固到相应的翼梁节段112、114、116中的两者。
为了重申,在进一步的实施例中,第一翼梁节段(例如翼梁节段112)包括纤维增强材料并且包括设置在端部1310处的子拐折371-1,并且第二翼梁节段(例如翼梁节段114)也包括纤维增强材料,包括设置在端部1320处的另一子拐折371。在一些说明性示例中,与第一翼梁节段112相关联的子拐折371-1设置在第一翼梁节段112的端部的约30cm(1英尺)内;并且与第二翼梁节段114相关联的子拐折371设置在第二翼梁节段114的端部的约30cm(1英尺)内。端部1310与端部1320串联并相邻地(例如,在端部的30cm/1英尺内)布置,并且该示例的翼梁节段112、114被串联布置,使得子拐折371、371-1一起提供期望的拐折量。部件(例如,如上所述的图3的拼接加强件340)可以在结构上将第一翼梁节段112和第二翼梁节段114一体化。在一些说明性实例中,拼接加强件340被布置成将拼接区域341和子拐折371、371-1夹在拼接加强件340与第二拼接加强件之间。在一些说明性示例中,制造802预成型件242包括制造802预成型件242,使得每个子拐折371-1、371具有相等的角偏移。在一些说明性示例中,制造802预成型件242包括制造802预成型件242,使得子拐折371-1、371具有不相等的角偏移。在一些说明性示例中,每个子拐折371-1、371以为拐折370的量的一半来改变翼梁零件110的轴向方向。
图14描绘了其中翼梁节段(例如翼梁节段116)呈现一个弯曲部1312的实施例,该弯曲部与可能在翼梁节段114中找到的另一弯曲部1322在大小上不同。子拐折371-1的角度θ2加上子拐折371的角度θ3的总和仍等于角度θ,但角度θ2不等于角度θ3。
在一些实施例中,在在铺设时具有弯曲部1312和1322的扁平填料232的弯曲部1312和1322处形成子拐折371、371-1。另一替代方案使成型机器将不具有子拐折371-1、371-1的扁平填料232成形为预成型件242,预成型件242包括在端部1310和1320处的子拐折371、371-1和弯曲部1312和1322,它们组合地形成角度θ的拐折。
图15至图17描绘了说明性实施例中的将扁平填料232形成为具有预定横截面1702的预成型件242。在图15中,通过施加多个丝束1510形成一层或多层的扁平填料232。在与图15中的视图箭头16对应的图16中,包括多个扁平填料232的全扁平填料被转移到具有轮廓1610的心轴234。在图17中,扁平填料232通过施加压力和/或热量而被成形为与轮廓1610一致,从而产生预成型件242。尽管描绘了具有多个扁平填料232的全扁平填料233被成形为与轮廓1610一致,但是在一些未描绘的示例中,将每个扁平填料232单独地成形为与轮廓1610一致。
图18描绘了说明性实施例中的翼梁节段112和114之间的嵌接接头1850(或其它重叠)。如图18所示,翼梁节段112包括与翼梁节段114的端部1844重叠的端部1834。这些端部沿着翼梁节段112、114的斜坡1832和斜坡1842重叠。每个斜坡1832、1842的斜坡率可以是互补的和/或相等的,使得在整个嵌接接头1850上保持均匀的厚度。为了清楚起见,端部1834和端部1844被简单地描绘而没有凸缘902、906。在另一实施例中,嵌接接头1850是将多个翼梁节段接合在一起而成为单个整体翼梁零件的多个嵌接接头中的一个。嵌接接头1850可以通过共固化、共结合、紧固件安装或期望的其它手段来制造。代替嵌接接头1850,可以设想阶梯搭接接头或其它合适的接头。
示例
在以下示例中,在制造翼梁零件的背景下描述附加的过程、系统和方法。
更具体地参考附图,本公开的实施例可以在如图19所示的方法1900中的飞行器制造和保养以及在图1中示出的飞行器1902的背景下描述。图19是说明性实施例中的飞行器经营和保养方法的流程图。在预生产期间,方法1900可以包括飞行器1902的规格和设计1904以及材料采购1906。在生产期间,进行飞行器1902的部件和子组件制造1908和系统集成1910。此后,飞行器1902可以经历认证和交付1912,以便投入使用1914。在由客户使用时,飞行器1902被安排进行维护和保养1916中的日常工作(其还可以包括修改、重构、翻新等)。可在方法1900中描述的生产和保养的任何一个或多个合适阶段(例如,规格和设计1904、材料采购1906、部件和子组件制造1908、系统集成1910、认证和交付1912、投入使用1914、维护和保养1916)期间和/或飞行器1902的任何合适部件(例如,机体1918、系统1920、内部1922、推进系统1924、电气系统1926、液压系统1928、环境系统1930)的任何一个或多个合适阶段期间采用本文体现的设备和方法。
方法1900的每个过程可以由系统集成商、第三方和/或运营商(例如,客户)执行或进行。出于本说明书的目的,系统集成商可以包括但不限于任何数量的飞行器制造商和主系统分包商;第三方可以包括但不限于任何数量的供应商、分包商和供货商;并且运营商可以是航空公司、租赁公司、军事实体、服务组织等。
图20是说明性实施例中的飞行器的框图。如图20所示,由方法1900生产的飞行器1902可包括具有多个系统1920和内部1922的机体1918。系统1920的示例包括推进系统1924、电气系统1926、液压系统1928和环境系统1930中的一者或多者。可以包括任何数量的其它系统。尽管示出了航空航天示例,但是本发明的原理可以应用于其他行业,诸如汽车行业。
如上面已经提到的,本文所体现的装置和方法可以在方法1900中描述的生产和保养的任何一个或多个阶段期间采用。例如,对应于部件和子组件制造1908的部件或子组件可以在飞行器1902投入使用1914的同时以类似于所生产的部件或子组件的方式制造或生产。此外,一个或多个设备实施例、方法实施例或其组合可以在子组件制造1908和系统集成1910期间使用,例如,通过显著加快飞行器1902的组装或降低飞行器1902的成本。类似地,可以在飞行器1902处于服务中时利用设备实施例、方法实施例或其组合中的一者或多者,例如但不限于在维护和保养1916期间。因此,本发明可在本文讨论的任何阶段或其任何组合中使用,诸如规格和设计1904、材料采购1906、部件和子组件制造1908、系统集成1910、认证和交付1912、投入使用1914、维护和保养1916和/或飞行器1902的任何合适部件(例如,机体1918、系统1920、内部1922、推进系统1924、电气系统1926、液压系统1928和/或环境系统1930)。
在一个实施例中,零件包括机体1918的一部分,并且在部件和子组件制造1908期间制造。该零件然后可以在系统集成1910中组装到飞行器中,然后在投入使用1914中使用,直到磨损使得该零件不可用为止。然后,在维护和保养1916中,可以将该零件丢弃并用新制造的零件替换。本发明的部件和方法可以在整个部件和子组件制造1908中使用,以便制造新的零件。
此外,本公开包括根据以下条款的示例。
条款1.一种用于制造用于飞行器10的翼梁零件110的方法400,所述方法400包括:制造402用于翼梁节段112、114、116的纤维增强材料301的预成型件242;硬化404预成型件242以形成翼梁节段112、114、116;以及将翼梁节段112、114、116结合在一起以形成完整的翼梁零件110。
条款2.根据条款1所述的方法400,其中,将翼梁节段112、114、116结合在一起包括:施加部分地覆盖第一翼梁节段112和第二翼梁节段114的拼接加强件340;以及将拼接加强件340结合406到第一翼梁节段112和第二翼梁节段114。
条款3.根据条款2所述的方法400,其中,施加拼接加强件340包括将拼接加强件340夹在第一翼梁节段112的拼接区域341和第二翼梁节段114的拼接区域341之间。
条款4.根据条款2或3所述的方法400,其中,施加拼接加强件340包括将第一翼梁节段112的拼接区域341和第二翼梁节段114的拼接区域341夹在前拼接加强件和后拼接加强件之间。
条款5.根据条款2、3或4所述的方法400,其中,施加拼接加强件340包括将拼接加强件340放置在拼接加强件340延伸跨过翼梁零件110的肋相交点360的位置处。
条款6.根据条款2至5中任一项所述的方法400,其中,施加拼接加强件340包括将第一翼梁节段112和第二翼梁节段114夹在拼接加强件340和肋290之间。
条款7.根据条款2至6中任一项所述的方法400,其中,结合406拼接加强件340包括在挤压釜中通过共结合来硬化拼接加强件340。
条款8.根据前述条款中任一项所述的方法400,其中,将翼梁节段112、114、116结合406在一起包括:将粘合剂和树脂中的一者施加到翼梁节段112、114、116;以及在翼梁节段112、114、116的拼接区域341中在翼梁节段112、114、116之间形成拼接。
条款9.根据前述条款中任一项所述的方法400,其中,将翼梁节段112、114、116结合406在一起包括在第一翼梁节段112的拼接区域341和第二翼梁节段114的拼接区域341之间形成对接拼接、搭接拼接和嵌接拼接中的一者。
条款10.一种用于飞行器10的翼梁,该翼梁包括:第一翼梁节段112,该第一翼梁节段112包括纤维增强材料301,第一翼梁节段112包括拼接区域341;第二翼梁节段114,该第二翼梁节段114包括纤维增强材料301-1,第二翼梁节段114包括第一拼接区域341并且与第一翼梁节段112串联设置;以及拼接加强件340,该拼接加强件340覆盖第二翼梁节段114的第一拼接区域341和第一翼梁节段112的拼接区域341的至少一部分,拼接加强件340结合到第一翼梁节段112和第二翼梁节段114。
条款11.根据条款10所述的翼梁,其中,所述翼梁是前翼梁110-1和后翼梁110-2中的一者。
条款12.根据条款10或11所述的翼梁,其中,拼接加强件340夹在第一翼梁节段112的拼接区域341与第二翼梁节段114的第一拼接区域341之间。
条款13.根据条款10、11或12所述的翼梁,其中,拼接加强件340包括前拼接加强件和后拼接加强件,所述第一翼梁节段112的拼接区域341和第二翼梁节段114的第一拼接区域341被夹在前拼接加强件和后拼接加强件之间。
条款14.根据条款10至13中任一项所述的翼梁,其中,拼接加强件340延伸跨过翼梁的肋相交点360。
条款15.根据条款10至14中任一项所述的翼梁,其中,第一翼梁节段112的拼接区域341和第二翼梁节段114的第一拼接区域341被夹在拼接加强件340和肋之间。
条款16.根据条款10至15中任一项所述的翼梁,其中,拼接加强件340共结合至第一翼梁节段112的拼接区域341和第二翼梁节段114的第一拼接区域341。
条款17.根据条款10至16中任一项所述的翼梁,其中,第二翼梁节段114还包括第二拼接区域341-1,所述翼梁还包括:第三翼梁节段116,第三翼梁节段116包括纤维增强材料301-2,第三翼梁节段116包括拼接区域341-1并且与第二翼梁节段114串联设置;以及第二拼接加强件340-1,第二拼接加强件340-1覆盖第三翼梁节段116的拼接区域341-1的至少一部分和第二翼梁节段114的第二拼接区域341-1的至少一部分,第二拼接加强件340-1结合到第二翼梁节段114和第三翼梁节段116。
条款18.使用条款10至17中任一项的翼梁来制造飞行器10的一部分。
条款19.一种包括多节段翼梁零件110的飞行器机翼12,该翼梁零件110包括:第一翼梁节段112,该第一翼梁节段112包括纤维增强材料301,第一翼梁节段112包括拼接区域341;第二翼梁节段114,该第二翼梁节段114包括纤维增强材料301-1,第二翼梁节段114包括第一拼接区域341,第二翼梁节段114与第一翼梁节段112串联设置;拼接加强件340,该拼接加强件340覆盖第二翼梁节段114的第一拼接区域341和第一翼梁节段112的拼接区域341的至少一部分,拼接加强件340共结合到第一翼梁节段112和第二翼梁节段114;第三翼梁节段116,该第三翼梁节段116包括纤维增强材料301-2,第三翼梁节段116包括拼接区域341-1并且与第二翼梁节段114串联设置;以及第二拼接加强件340-1,第二拼接加强件340-1覆盖第三翼梁节段116的拼接区域341-1的至少一部分和第二翼梁节段114的第二拼接区域341-1的至少一部分,第二拼接加强件340-1共结合到第二翼梁节段114和第三翼梁节段116。
条款20.根据条款19所述的飞行器机翼12,其中,拼接加强件340和第二拼接加强件340-1中的至少一者延伸跨过多节段翼梁零件110的肋相交点360。
条款21.一种用于制造用于飞行器10的翼梁零件110的方法500,该方法500包括:制造502用于第一翼梁节段112和第二翼梁节段114的纤维增强材料301、301-1的预成型件242;将第一翼梁节段112的预成型件242的端部312拼接504到第二翼梁节段114的预成型件242的端部321以限定拼接区域341;将至少一个用于拼接加强件340的预成型件施加506到拼接区域341;以及同时硬化508用于翼梁节段112、114和拼接加强件340的预成型件以形成翼梁零件110的一部分。
条款22.根据条款21所述的方法500,其中,同时硬化508用于翼梁节段112、114的预成型件242和用于拼接加强件340的预成型件包括:用真空袋真空装袋用于翼梁节段112、114的预成型件242和用于拼接加强件340的预成型件;经由真空袋252固结用于翼梁节段112、114的预成型件242和用于拼接加强件340的预成型件;以及加热用于翼梁节段112、114的预成型件242和用于拼接加强件340的预成型件。
条款23.根据条款21或22所述的方法500,其中,施加506至少一个用于拼接加强件340的预成型件包括拾取和铺放用于拼接加强件340的预成型件,使得拼接加强件340延伸跨过翼梁零件110的肋相交点360。
条款24.根据条款21、22或23所述的方法500,其中,施加506至少一个用于拼接加强件340的预成型件包括将用于拼接加强件340的预成型件铺设到第一翼梁节段112和第二翼梁节段114的拼接端部312、321上,使得拼接加强件340延伸跨过翼梁零件110的肋相交点360。
条款25.根据条款21至24中任一项所述的方法500,其中,施加506至少一个用于拼接加强件340的预成型件包括将用于拼接加强件340的预成型件铺设成跨过第一翼梁节段112和第二翼梁节段114的与翼梁零件110的肋相交点360相对的一侧。
条款26.根据条款21至25中任一项的方法500,其中,同时硬化508用于翼梁节段112、114和拼接加强件340的预成型件242包括:布置用于第一翼梁节段112、第二翼梁节段114和拼接加强件340的干纤维预成型件;以及用树脂灌注干纤维。
条款27.根据条款21至26中任一项的方法500,其中,将第一翼梁节段112预成型件242的端部312拼接到第二翼梁节段114预成型件242的端部321以限定拼接区域341包括利用搭接拼接、对接拼接和嵌接拼接中的至少一者拼接这些端部312、321。
条款28.根据条款21至27中任一项的方法500,其中,制造502预成型件242包括:分配纤维增强材料301丝束以形成扁平填料232;以及将扁平填料232成形为具有期望横截面形状的预成型件242。
条款29.根据条款21至28中任一项所述的方法500,其中,制造502预成型件242包括:分配形成扁平填料232的纤维增强材料301丝束;将多个扁平填料232组合在一起成为全扁平填料233;以及将全扁平填料233成形为具有期望横截面形状的预成型件242。
条款30.根据条款21至29中任一项所述的方法组装的飞行器10的一部分。
条款31.一种翼梁零件110,该翼梁零件包括:用于第一翼梁节段112的预成型件242,第一翼梁节段112包括拼接区域341;用于第二翼梁节段114的预成型件242,第二翼梁节段114包括拼接区域341,这些拼接区域341以拼接关系彼此串联布置;以及拼接加强件340预成型件,这些预成型件242和拼接加强件340预成型件同时固化,同时拼接加强件340预成型件覆盖拼接区域341的至少一部分以形成翼梁零件110的一部分。
条款32.根据条款31所述的翼梁零件110,其中,拼接加强件340设置在翼梁零件110的肋相交点360处。
条款33.根据条款31或32的翼梁零件110,其中,拼接加强件340设置在翼梁节段112、114的与翼梁零件110的肋相交点360相对的一侧处,肋相交点360和拼接加强件340将拼接区域341夹在中间。
条款34.根据条款31、32或33所述的翼梁零件110,其中,这些预成型件242之间的拼接区域341限定搭接拼接、对接拼接和嵌接拼接中的至少一者。
条款35.根据条款31至34中任一项所述的翼梁零件110,其中,这些预成型件242和拼接加强件340预成型件包括在拼接加强件340预成型件覆盖拼接区域341的至少一部分的同时用树脂灌注的干纤维。
条款36.根据条款31至35中任一项所述的翼梁零件110,该翼梁零件还包括:用于第三翼梁节段116的预成型件242,第三翼梁节段116包括拼接区域341-1;以及第二拼接加强件340-1预成型件,该第二拼接加强件340-1预成型件覆盖第三翼梁节段116的拼接区域341-1的至少一部分和第二翼梁节段114的第二拼接区域341-1的一部分。
条款37.使用条款31至36中任一项所述的翼梁零件110制造飞行器10的一部分。
条款38.一种飞行器机翼12,该机翼包括:第一翼梁节段112,该第一翼梁节段112包括纤维增强材料301,第一翼梁节段112包括拼接区域341;第二翼梁节段114,该第二翼梁节段114包括纤维增强材料301-1,第二翼梁节段114包括第一拼接区域341和第二拼接区域341-1,第二翼梁节段114的第一拼接区域341与第一翼梁节段112的拼接区域341串联设置;拼接加强件340,该拼接加强件340覆盖第一翼梁节段112的拼接区域341的至少一部分和第二翼梁节段114的第一拼接区域341的至少一部分,拼接加强件340与第一翼梁节段112和第二翼梁节段114共固化;第三翼梁节段116,该第三翼梁节段116包括纤维增强材料301-2,第三翼梁节段116包括拼接区域341-1,拼接区域341-1与第二翼梁节段114的第二拼接区域341-1串联设置;以及第二拼接加强件340-1,该第二拼接加强件340-1覆盖第三翼梁节段116的拼接区域341-1的至少一部分和第二翼梁节段114的第二拼接区域341-1的至少一部分,第二拼接加强件340-1与第二翼梁节段114和第三翼梁节段116共固化。
条款39.根据条款38所述的飞行器机翼12,其中,拼接加强件340和第二拼接加强件340-1中的至少一者延伸跨过翼梁零件110的肋相交点360。
条款40.根据条款38所述的飞行器机翼12,其中,在共固化之前,第一翼梁节段112、第二翼梁节段114、第三翼梁节段116、拼接加强件340和第二拼接加强件340-1包括干纤维,干纤维在共固化之前用树脂原地灌注。
条款41.一种用于制造用于飞行器10的翼梁零件110的方法600,该方法600包括:制造602用于翼梁节段112、114、116的纤维增强材料301、301-1、301-2的预成型件242;硬化604预成型件242以形成翼梁节段112、114、116;以及施加606将翼梁节段112、114、116联接在一起以形成完整翼梁零件110的紧固件278。
条款42.根据条款41所述的方法600,其中,施加606紧固件278包括:施加部分地覆盖第一翼梁节段112和第二翼梁节段114的拼接加强件340;以及将紧固件278穿过拼接加强件340安装到第一翼梁节段112和第二翼梁节段114中。
条款43.根据条款42所述的方法600,其中,施加拼接加强件340包括将第一翼梁节段112和第二翼梁节段114夹在拼接加强件340之间。
条款44.根据条款42所述的方法600,其中,施加拼接加强件340包括将拼接加强件340放置在拼接加强件340延伸跨过翼梁零件110的肋相交点360的位置处。
条款45.根据条款42所述的方法600,其中,施加拼接加强件340包括将拼接加强件340放置在拼接加强件340延伸跨过翼梁零件110的与翼梁零件110的肋相交点360相对的一侧的位置处。
条款46.根据条款42所述的方法600,所述方法还包括:施加部分地覆盖第二翼梁节段114和第三翼梁节段116的第二拼接加强件340-1;以及将紧固件278穿过第二拼接加强件340-1安装到第二翼梁节段114和第三翼梁节段116中。
条款47.根据条款41至46中任一项所述的方法600,其中,制造602预成型件242包括:分配形成扁平填料232的纤维增强材料301丝束;以及将扁平填料232成形为具有期望横截面形状的预成型件242。
条款48.根据条款41至47中任一项所述的方法600,其中,制造602预成型件242包括:分配形成扁平填料232的纤维增强材料301丝束;将多个扁平填料232一起组合成全扁平填料233;以及将全扁平填料233成形为具有期望横截面形状的预成型件242。
条款49.根据条款41至48中任一项的方法600组装的飞行器10的一部分。
条款50.一种用于飞行器10的翼梁零件110,该翼梁零件110包括:第一翼梁节段112,第一翼梁节段112包括纤维增强材料301;第二翼梁节段114,第二翼梁节段114包括纤维增强材料301-1并且与第一翼梁节段112串联布置;拼接加强件340,拼接加强件340覆盖第一翼梁节段112和第二翼梁节段114之间的拼接区域341;以及紧固件278,这些紧固件278穿过拼接加强件340、第一翼梁节段112和第二翼梁节段114安装,以形成翼梁零件110的至少一部分。
条款51.根据条款50所述的翼梁零件110,其中,拼接加强件340横跨肋相交点360设置在第一翼梁节段112和第二翼梁节段114上。
条款52.根据条款50或51所述的翼梁零件110,其中,拼接加强件340设置在第一翼梁节段112和第二翼梁节段114的与肋相交点360相对的一侧上。
条款53.根据条款50、51或52所述的翼梁零件110,所述翼梁零件还包括:第三翼梁节段116,第三翼梁节段116包括纤维增强材料301-2并且与第二翼梁节段114串联设置;第二拼接加强件340-1,第二拼接加强件340-1覆盖第二翼梁节段114和第三翼梁节段116之间的拼接区域341-1;以及紧固件278,这些紧固件278穿过第二拼接加强件340-1、第二翼梁节段114和第三翼梁节段116安装,以形成翼梁零件110的至少一部分。
条款54.根据条款50至53中任一项所述的翼梁零件110,其中,第一翼梁节段112和第二翼梁节段114夹在拼接加强件340之间。
条款55.使用条款50的翼梁零件110制造飞行器10的一部分。
条款56.一种飞行器机翼12,该机翼包括:第一翼梁节段112,第一翼梁节段112包括纤维增强材料301,第一翼梁节段112包括拼接区域341;第二翼梁节段114,第二翼梁节段114包括纤维增强材料301,第二翼梁节段114包括第一拼接区域341和第二拼接区域341-1,第二翼梁节段114的第一拼接区域341与第一翼梁节段112的拼接区域341串联设置;拼接加强件340,拼接加强件340覆盖第一翼梁节段112的拼接区域341的至少一部分和第二翼梁节段114的第一拼接区域341的至少一部分;以及紧固件278,这些紧固件278穿过拼接加强件340、第一翼梁节段112的拼接区域341和第二翼梁节段114的第一拼接区域341安装,以形成翼梁零件110的至少一部分。
条款57.根据条款56所述的飞行器机翼12,该机翼还包括:第三翼梁节段116,该第三翼梁节段116包括纤维增强材料301,第三翼梁节段116包括与第二翼梁节段114的第二拼接区域341-1串联设置的拼接区域341-1;第二拼接加强件340-1,第二拼接加强件340-1覆盖第三翼梁节段116的拼接区域341-1的至少一部分和第二翼梁节段114的第二拼接区域341-1的至少一部分;以及紧固件278,紧固件278穿过第二拼接加强件340-1、第二翼梁节段114的第二拼接区域341-1以及第三翼梁节段116的拼接区域341-1安装,以形成翼梁零件110的至少一部分。
条款58.根据条款57所述的飞行器机翼12,其中,拼接加强件340和第二拼接加强件340-1中的至少一者延伸跨过肋相交点360。
条款59.根据权利要求57或58所述的飞行器机翼,其中,如下至少一者:拼接加强件340设置在第一翼梁节段112和第二翼梁节段114的与肋相交点360相对的一侧上;以及第二拼接加强件340-1设置在第二翼梁节段114和第三翼梁节段116的与肋相交点360相对的一侧上。
条款60.使用条款57至59中任一项的飞行器机翼12制造飞行器10的一部分。
条款61.一种用于制造用于飞行器10的翼梁的方法700,该方法包括:制造702用于翼梁节段112、114、116的纤维增强材料301的预成型件242,翼梁节段112、114、116中的至少一者包括拐折370,每个拐折370完全包含在预成型件242内;硬化704这些预成型件242以形成翼梁节段112、114、116;以及将翼梁节段112、114、116组装706在一起以形成表现出这些拐折370中的至少一个拐折的完整翼梁零件110。
条款62.根据条款61所述的方法700,其中,每个拐折370包括拐点381,在该拐点处,存在翼梁的第一中性轴线350和第二中性轴线350-1的相交点。
条款63.根据条款61或62所述的方法700,其中,制造702预成型件242包括在每个拐折370处改变预成型件242的轴向方向。
条款64.根据条款61、62或63所述的方法700,其中,制造702预成型件242包括在每个拐折370处改变预成型件242的轴向方向,轴向方向的改变是在2度与10度之间的拐折角。
条款65.根据条款61至64中任一项所述的方法700,其中,每个预成型件242包括第一端部和与第一端部相对的第二端部,并且制造702预成型件242包括将每个拐折370放置在距预成型件242的端部至少约30cm(1英尺)的位置处。
条款66.根据条款61至65中任一项所述的方法700,其中,每个预成型件242包括至少一个拼接区域341、341-1,并且组装706翼梁节段112、114、116包括将拼接加强件340、340-1在拼接区域341、341-1内施加至翼梁节段112、114、116。
条款67.根据条款66所述的方法700,其中,将拼接加强件340、340-1施加至翼梁节段112、114、116包括:在相邻拼接区域341、341-1之间形成搭接拼接、对接拼接和嵌接拼接中的至少一者;以及使用共固化、共结合和紧固件278中的一者将拼接加强件341、341-1附接到拼接区域340、340-1。
条款68.根据条款66或67所述的方法700,其中,将拼接加强件340、340-1在拼接区域341、341-1内施加至翼梁节段112、114、116包括将拼接加强件340、340-1横跨翼梁上的肋相交点360布置。
条款69.根据条款66、67或68所述的方法700,其中,将拼接加强件340、340-1在拼接区域341、341-1内施加至翼梁节段112、114、116包括将拼接区域341、341-1夹在拼接加强件340、340-1与肋之间。
条款70.根据条款66至69中任一项所述的方法700,其中,将拼接加强件340、340-1在拼接区域341、341-1内施加至翼梁节段112、114、116包括将拼接区域341、341-1夹在前拼接加强件和后拼接加强件之间。
条款71.根据条款61至70中任一项所述的方法700,其中,每个预成型件242包括至少一个拼接区域341、341-1,并且制造用于翼梁节段112、114、116的纤维增强材料301的预成型件242包括将拐折370放置在翼梁节段112、114、116的拼接区域341、341-1的外部。
条款72.一种飞行器翼梁零件110,该飞行器翼梁零件包括:第一翼梁节段112,第一翼梁节段112包括纤维增强材料301、至少一个拼接区域341;第二翼梁节段114,第二翼梁节段114包括纤维增强材料301、至少一个拼接区域341和在拼接区域341外部的拐折370,其中相应拼接区域341彼此串联设置;以及拼接加强件340,拼接加强件340覆盖第一翼梁节段112的拼接区域341的至少一部分和第二翼梁节段114的对应拼接区域341的至少一部分,拼接加强件340联接到第一翼梁节段112和第二翼梁节段114。
条款73.根据条款72所述的飞行器翼梁零件110,其中,拐折370包括所述翼梁零件110的轴向方向的改变。
条款74.根据条款73所述的飞行器翼梁零件110,其中,轴向方向的改变在2度与10度之间。
条款75.根据条款72、73或74所述的飞行器翼梁零件110,其中,拐折370与第二翼梁节段114的端部分隔超过约30cm(1英尺)。
条款76.根据条款72至75中任一项所述的飞行器翼梁零件110,其中,所述第一翼梁节段112包括在拼接区域341外部的拐折370。
条款77.根据条款72至76中任一项所述的飞行器翼梁零件110,其中,拼接加强件340横跨肋相交点360定位。
条款78.根据条款77所述的飞行器翼梁零件110,其中,拼接加强件340包括以下中的一者:将拼接区域341夹在中间的前拼接加强件和后拼接加强件;以及拼接加强件340,拼接加强件340被放置成将拼接区域341夹在拼接加强件340与肋之间。
条款79.根据条款72至78中任一项所述的飞行器翼梁零件110,该翼梁零件还包括:第三翼梁节段116,第三翼梁节段116包括纤维增强材料301、至少一个拼接区域341-1和在拼接区域341-1外部的拐折370,这些拼接区域341-1与第二翼梁节段114的对应拼接区域341-1串联设置;以及第二拼接加强件340-1,第二拼接加强件340-1覆盖第三翼梁节段116的拼接区域341-1的至少一部分和第二翼梁节段114的对应拼接区域341-1的至少一部分,第二拼接加强件340-1与第二翼梁节段114和第三翼梁节段116联接。
条款80.一种飞行器机翼12,该飞行器机翼包括:第一翼梁节段112,第一翼梁节段112包括纤维增强材料301,第一翼梁节段112包括拼接区域341;第二翼梁节段114,第二翼梁节段114包括纤维增强材料301,第二翼梁节段114包括第一拼接区域341和第二拼接区域341-1,第二翼梁节段114的第一拼接区域341与第一翼梁节段112的拼接区域341串联设置;拼接加强件340,拼接加强件340覆盖第一翼梁节段112的拼接区域341的至少一部分和第二翼梁节段114的第一拼接区域341的至少一部分;第三翼梁节段116,第三翼梁节段116包括纤维增强材料301,第三翼梁节段116包括拼接区域341-1,拼接区域341-1与第二翼梁节段114的第二拼接区域341-1串联设置;第二拼接加强件340-1,第二拼接加强件340-1覆盖第三翼梁节段116的拼接区域341-1的至少一部分和第二翼梁节段114的第二拼接区域341-1的至少一部分;以及至少一个拐折370,至少一个拐折370位于第一翼梁节段112、第二翼梁节段114和第三翼梁节段116中的一者或多者中,至少一个拐折370在拼接区域341、341-1外部并且包括翼梁节段112、114、116的轴向方向在拐折370所在位置处改变。
条款81.一种用于制造用于飞行器10的翼梁零件110的方法800,所述方法800包括:制造802用于第一翼梁节段112的预成型件242,预成型件242包括靠近第一翼梁节段112的一个端部的子拐折371-1;制造802用于第二翼梁节段114的预成型件242,预成型件242包括靠近第二翼梁节段114的一个端部的子拐折371;将这些预成型件242的端部对准804,使得子拐折371-1、371在拼接区域341内彼此接近;以及将翼梁节段112、114在拼接区域341中接合806在一起以形成呈现拐折370的翼梁零件110的至少一部分。
条款82.根据条款81所述的方法800,其中,接合806翼梁节段112、114包括使用共固化、共结合、拼接加强件340的安装以及紧固件278的安装中的至少一者在拼接区域341中接合翼梁节段112、114。
条款83.根据条款81或82所述的方法800,其中,制造802预成型件242包括制造802预成型件242,使得每个子拐折371-1、371具有相等的角偏移。
条款84.根据条款81、82或83所述的方法800,其中,制造802预成型件242包括制造802预成型件242,使得子拐折371-1、371具有不相等的角偏移。
条款85.根据条款81至84中任一项所述的方法800,其中,制造802预成型件242包括制造802预成型件242,使得子拐折371-1、371一起在2度和10度之间改变翼梁零件110的轴向方向。
条款86.根据条款81至85中任一项的方法800,其中,对准804预成型件242的端部包括在拼接区域341中利用预成型件242的端部形成搭接拼接、对接拼接和嵌接拼接中的一者。
条款87.根据条款81至86中任一项所述的方法800,其中,将翼梁节段112、114接合806在一起包括将拼接加强件340施加到拼接区域341,拼接区域341与肋相交点360相对。
条款88.根据条款81至87中任一项所述的方法800,其中,将翼梁节段112、114接合806在一起包括将子拐折371-1、371夹在拼接加强件340和肋之间。
条款89.根据条款81至88中任一项所述的方法800,其中,将翼梁节段112、114接合806在一起包括将子拐折371-1、371夹在前拼接加强件和后拼接加强件之间。
条款90.根据条款81至89中任一项所述的方法800组装的飞行器10的一部分。
条款91.一种用于飞行器10的翼梁零件110,翼梁零件110包括:第一翼梁节段112,第一翼梁节段112包括纤维增强材料301并且包括设置在端部的子拐折371-1;第二翼梁节段114,第二翼梁节段114包括纤维增强材料301并且包括设置在端部的子拐折371,第一翼梁节段112的具有子拐折371-1的端部与第二翼节段114的具有子拐折371的端部相邻,使得子拐折371-1、371一起形成拐折370,并且这些端部限定拼接区域341;以及拼接加强件340,拼接加强件340在拼接区域341内在结构上将第一翼梁节段112和第二翼梁节段114一体化。
条款92.根据条款91所述的翼梁零件110,其中,与第一翼梁节段112相关联的子拐折371-1设置在第一翼梁节段112的端部的约30cm(1英尺)内;并且与第二翼梁节段114相关联的子拐折371设置在第二翼梁节段114的端部的约30cm(1英尺)内。
条款93.根据条款91或92所述的翼梁零件110,其中,每个子拐折371-1、371以拐折370的量的一半改变翼梁零件110的轴向方向。
条款94.根据条款91、92或93所述的翼梁零件110,其中,子拐折371-1、371一起在2度和10度之间改变翼梁零件110的轴向方向。
条款95.根据条款91至94中任一项所述的翼梁零件110,其中,拼接加强件340设置成与为翼梁零件110限定的肋相交点360相对。
条款96.根据条款91至95中任一项所述的翼梁零件110,其中,拼接加强件340被布置为将拼接区域341和子拐折371-1、371夹在中间。
条款97.根据条款91至96中任一项所述的翼梁零件110,其中,为了在结构上将第一翼梁节段112和第二翼梁节段114一体化,拼接加强件340是以下中的一种:共结合至、共固化至和利用紧固件附接至第一翼梁节段112和第二翼梁节段114。
条款98.使用条款91至97中任一项所述的翼梁零件110制造飞行器10的一部分。
条款99.一种飞行器机翼12,该飞行器机翼包括:第一翼梁节段112,第一翼梁节段112包括纤维增强材料301并且包括设置在端部的子拐折371-1;第二翼梁节段114,第二翼梁节段114包括纤维增强材料301并且包括设置在端部的子拐折371,第一翼梁节段112的具有子拐折371-1的端部与第二翼节段114的具有子拐折371的端部相邻,使得子拐折371-1、371一起形成拐折370,并且这些端部限定拼接区域341;拼接加强件340,拼接加强件340在拼接区域341内在结构上将第一翼梁节段112和第二翼梁节段114一体化;第三翼梁节段116,第三翼梁节段116包括纤维增强材料301,第三翼梁节段116包括拼接区域341-1,拼接区域341-1与在第二翼梁节段114的相对端部处的第二拼接区域341-1串联设置;以及第二拼接加强件340-1,第二拼接加强件340-1覆盖第三翼梁节段116的拼接区域341-1的至少一部分和第二翼梁节段114的第二拼接区域341-1的至少一部分。
条款100.根据条款99所述的飞行器机翼12,其中,拼接加强件340是以下各项中的一种:共结合至、共固化至和利用紧固件附接至第一翼梁节段112和第二翼梁节段114。
附图中示出或本文描述的各种控制元件(例如,电气或电子部件)中的任一个可以实现为硬件、实现软件的处理器、实现固件的处理器或这些的某种组合。例如,元件可以被实现为专用硬件。专用硬件元件可以被称为“处理器”、“控制器”或一些类似术语。当由处理器提供时,功能可以由单个专用处理器、由单个共享处理器、或由多个单独的处理器(其中的一些处理器可以是共享的)提供。此外,术语“处理器”或“控制器”的明确使用不应解释为专门指代能够执行软件的硬件,而是可隐含地包含(但不限于)数字信号处理器(DSP)硬件、网络处理器、专用集成电路(ASIC)或其它电路、现场可编程门阵列(FPGA)、用于存储软件的只读存储器(ROM)、随机存取存储器(RAM)、非易失性存储装置、逻辑或某一其它物理硬件组件或模块。
此外,控制元件可以被实现为可由处理器或计算机执行以执行元件的功能的指令。指令的一些示例是软件、程序代码和固件。所述指令在由所述处理器执行时可操作以引导所述处理器执行所述元件的功能。指令可以存储可由处理器读取的存储设备上。存储设备的一些示例是数字或固态存储器、诸如磁盘和磁带之类的磁存储介质、硬盘驱动器或可光学读取的数字数据存储介质。
尽管本文描述了特定实施例,但是本公开的范围不限于那些特定实施例。本公开的范围由所附权利要求限定。
本公开还包括以下条款。
条款
1.一种用于制造用于飞行器的翼梁零件的方法,所述方法包括:
制造用于翼梁节段的纤维增强材料的预成型件;
硬化预成型件以形成翼梁节段;以及
将翼梁节段结合在一起以形成完整翼梁零件。
2.根据条款1所述的方法,其中,将翼梁节段结合在一起包括:
施加部分地覆盖第一翼梁节段和第二翼梁节段的拼接加强件;以及
将拼接加强件结合到第一翼梁节段和第二翼梁节段。
3.根据条款2所述的方法,其中,施加拼接加强件包括将拼接加强件夹在第一翼梁节段的拼接区域和第二翼梁节段的拼接区域之间。
4.根据条款2所述的方法,其中,施加拼接加强件包括将第一翼梁节段的拼接区域和第二翼梁节段的拼接区域夹在前拼接加强件和后拼接加强件之间。
5.根据条款2所述的方法,其中,施加拼接加强件包括将拼接加强件放置在拼接加强件延伸跨过翼梁零件的肋相交点的位置处。
6.根据条款2所述的方法,其中,施加拼接加强件包括将第一翼梁节段和第二翼梁节段夹在拼接加强件和肋之间。
7.根据条款2所述的方法,其中,结合拼接加强件包括在挤压釜中通过共结合来硬化拼接加强件。
8.根据条款1所述的方法,其中,将翼梁节段结合在一起包括:
将粘合剂和树脂中的一者施加到翼梁节段;以及
在翼梁节段的拼接区域中在翼梁节段之间形成拼接。
9.根据条款1所述的方法,其中,将翼梁节段结合在一起包括在第一翼梁节段的拼接区域和第二翼梁节段的拼接区域之间形成对接拼接、搭接拼接和嵌接拼接中的一者。
10.一种用于飞行器的翼梁,该翼梁包括:
第一翼梁节段,该第一翼梁节段包括纤维增强材料,第一翼梁节段包括拼接区域;
第二翼梁节段,该第二翼梁节段包括纤维增强材料,第二翼梁节段包括第一拼接区域并且与第一翼梁节段串联设置;以及
拼接加强件,该拼接加强件覆盖第二翼梁节段的第一拼接区域和第一翼梁节段的拼接区域的至少一部分,拼接加强件结合到第一翼梁节段和第二翼梁节段。
11.根据条款10所述的翼梁,其中,所述翼梁是前翼梁110-1和后翼梁110-2中的一者。
12.根据条款10所述的翼梁,其中,拼接加强件夹在第一翼梁节段的拼接区域与第二翼梁节段的第一拼接区域之间。
13.根据条款10所述的翼梁,其中,拼接加强件包括前拼接加强件和后拼接加强件,所述第一翼梁节段的拼接区域和第二翼梁节段的第一拼接区域被夹在前拼接加强件和后拼接加强件之间。
14.根据条款10所述的翼梁,其中,拼接加强件延伸跨过翼梁的肋相交点。
15.根据条款10所述的翼梁,其中,第一翼梁节段的拼接区域和第二翼梁节段的第一拼接区域被夹在拼接加强件和肋之间。
16.根据条款10所述的翼梁,其中,拼接加强件共结合至第一翼梁节段的拼接区域和第二翼梁节段的第一拼接区域。
17.根据条款10所述的翼梁,其中,第二翼梁节段还包括第二拼接区域,所述翼梁还包括:
第三翼梁节段,第三翼梁节段包括纤维增强材料,第三翼梁节段包括拼接区域并且与第二翼梁节段串联设置;以及
第二拼接加强件,第二拼接加强件覆盖第三翼梁节段的拼接区域的至少一部分和第二翼梁节段的第二拼接区域的至少一部分,第二拼接加强件结合到第二翼梁节段和第三翼梁节段。
18.使用条款10的翼梁来制造飞行器的一部分。
19.一种包括多节段翼梁零件的飞行器机翼,该翼梁零件包括:
第一翼梁节段,该第一翼梁节段包括纤维增强材料,第一翼梁节段包括拼接区域;
第二翼梁节段,该第二翼梁节段包括纤维增强材料,第二翼梁节段包括第一拼接区域,第二翼梁节段与第一翼梁节段串联设置;
拼接加强件,该拼接加强件覆盖第二翼梁节段的第一拼接区域和第一翼梁节段的拼接区域的至少一部分,拼接加强件共结合到第一翼梁节段和第二翼梁节段;
第三翼梁节段,该第三翼梁节段包括纤维增强材料,第三翼梁节段包括拼接区域并且与第二翼梁节段串联设置;以及
第二拼接加强件,第二拼接加强件覆盖第三翼梁节段的拼接区域的至少一部分和第二翼梁节段的第二拼接区域的至少一部分,第二拼接加强件共结合到第二翼梁节段和第三翼梁节段。
20.根据条款19所述的飞行器机翼,其中,拼接加强件和第二拼接加强件中的至少一者延伸跨过多节段翼梁零件的肋相交点。
共固化
21.一种用于制造用于飞行器的翼梁零件的方法,该方法包括:
制造用于第一翼梁节段和第二翼梁节段的纤维增强材料的预成型件;
将第一翼梁节段的预成型件的端部拼接到第二翼梁节段的预成型件的端部以限定拼接区域;
将至少一个用于拼接加强件的预成型件施加到拼接区域;以及
同时硬化用于翼梁节段和拼接加强件的预成型件以形成翼梁零件的一部分。
22.根据条款21所述的方法,其中,同时硬化用于翼梁节段的预成型件和用于拼接加强件的预成型件包括:
用真空袋真空装袋用于翼梁节段的预成型件和用于拼接加强件的预成型件;
经由真空袋固结用于翼梁节段的预成型件和用于拼接加强件的预成型件;以及
加热用于翼梁节段的预成型件和用于拼接加强件的预成型件。
23.根据条款21的方法,其中:
施加至少一个用于拼接加强件的预成型件包括拾取和铺放用于拼接加强件的预成型件,使得拼接加强件延伸跨过翼梁零件的肋相交点。
24.根据条款21所述的方法,其中:
施加至少一个用于拼接加强件的预成型件包括将用于拼接加强件的预成型件铺设到第一翼梁节段和第二翼梁节段的拼接端部上,使得拼接加强件延伸跨过翼梁零件的肋相交点。
25.根据条款21所述的方法,其中:
施加至少一个用于拼接加强件的预成型件包括将用于拼接加强件的预成型件铺设成跨过第一翼梁节段和第二翼梁节段的与翼梁零件的肋相交点相对的一侧。
26.根据条款21的方法,其中,同时硬化用于翼梁节段和拼接加强件的预成型件包括:
布置用于第一翼梁节段、第二翼梁节段和拼接加强件的干纤维预成型件;以及
用树脂灌注干纤维。
27.根据条款21的方法,其中,将第一翼梁节段预成型件的端部拼接到第二翼梁节段预成型件的端部以限定拼接区域包括利用搭接拼接、对接拼接和嵌接拼接中的至少一者拼接这些端部。
28.根据条款21的方法,其中,制造预成型件包括:
分配纤维增强材料丝束以形成扁平填料;以及
将扁平填料成形为具有期望横截面形状的预成型件。
29.根据条款21所述的方法,其中,制造预成型件包括:
分配形成扁平填料的纤维增强材料丝束;
将多个扁平填料组合在一起成为全扁平填料;以及
将全扁平填料成形为具有期望横截面形状的预成型件。
30.根据条款21所述的方法组装的飞行器的一部分。
31.一种翼梁零件,该翼梁零件包括:
用于第一翼梁节段的预成型件,第一翼梁节段包括拼接区域;
用于第二翼梁节段的预成型件,第二翼梁节段包括拼接区域,这些拼接区域以拼接关系彼此串联布置;以及
拼接加强件预成型件,这些预成型件和拼接加强件预成型件同时固化,同时拼接加强件预成型件覆盖拼接区域的至少一部分以形成翼梁零件的一部分。
32.根据条款31所述的翼梁零件,其中,拼接加强件设置在翼梁零件的肋相交点处。
33.根据条款31的翼梁零件,其中,拼接加强件设置在翼梁节段的与翼梁零件的肋相交点相对的一侧处,肋相交点和拼接加强件将拼接区域夹在中间。
34.根据条款31所述的翼梁零件,其中,这些预成型件之间的拼接区域限定搭接拼接、对接拼接和嵌接拼接中的至少一者。
35.根据条款31所述的翼梁零件,其中,这些预成型件和拼接加强件预成型件包括在拼接加强件预成型件覆盖拼接区域(341)的至少一部分的同时用树脂灌注的干纤维。
36.根据条款31所述的翼梁零件,该翼梁零件还包括:
用于第三翼梁节段330的预成型件242,第三翼梁节段包括拼接区域;以及
第二拼接加强件预成型件242,该第二拼接加强件预成型件覆盖第三翼梁节段的拼接区域的至少一部分和第二翼梁节段的第二拼接区域的一部分。
37.使用条款31所述的翼梁零件制造飞行器的一部分。
38.一种飞行器机翼,该机翼包括:
第一翼梁节段,该第一翼梁节段包括纤维增强材料,第一翼梁节段包括拼接区域;
第二翼梁节段,该第二翼梁节段包括纤维增强材料,第二翼梁节段包括第一拼接区域和第二拼接区域,第二翼梁节段的第一拼接区域与第一翼梁节段的拼接区域串联设置;
拼接加强件,该拼接加强件覆盖第一翼梁节段的拼接区域的至少一部分和第二翼梁节段的第一拼接区域的至少一部分,拼接加强件与第一翼梁节段和第二翼梁节段共固化;
第三翼梁节段,该第三翼梁节段包括纤维增强材料,第三翼梁节段包括拼接区域,该拼接区域与第二翼梁节段的第二拼接区域串联设置;以及
第二拼接加强件,该第二拼接加强件覆盖第三翼梁节段的拼接区域的至少一部分和第二翼梁节段的第二拼接区域的至少一部分,第二拼接加强件与第二翼梁节段和第三翼梁节段共固化。
39.根据条款38所述的飞行器机翼,其中,拼接加强件和第二拼接加强件中的至少一者延伸跨过翼梁零件的肋相交点。
40.根据条款38所述的飞行器机翼,其中,在共固化之前,第一翼梁节段、第二翼梁节段、第三翼梁节段、拼接加强件和第二拼接加强件包括干纤维,干纤维在共固化之前用树脂原地灌注。
紧固件
41.一种用于制造用于飞行器的翼梁零件的方法,该方法包括:
制造用于翼梁节段的纤维增强材料的预成型件;
硬化预成型件以形成翼梁节段;以及
施加将这些翼梁节段联接在一起以形成完整翼梁零件的紧固件。
42.根据条款41所述的方法,其中,施加紧固件包括:
施加部分地覆盖第一翼梁节段和第二翼梁节段的拼接加强件;以及
将紧固件穿过拼接加强件安装到第一翼梁节段和第二翼梁节段中。
43.根据条款42所述的方法,其中,施加拼接加强件包括将第一翼梁节段和第二翼梁节段夹在拼接加强件之间。
44.根据条款42所述的方法,其中,施加拼接加强件包括将拼接加强件放置在拼接加强件延伸跨过翼梁零件的肋相交点的位置处。
45.根据条款42所述的方法,其中,施加拼接加强件包括将拼接加强件放置在拼接加强件延伸跨过翼梁零件的与翼梁零件的肋相交点相对的一侧的位置处。
46.根据条款42所述的方法,所述方法还包括:
施加部分地覆盖第二翼梁节段和第三翼梁节段的第二拼接加强件;以及
将紧固件穿过第二拼接加强件安装到第二翼梁节段和第三翼梁节段中。
47.根据条款41所述的方法,其中,制造预成型件包括:
分配形成扁平填料的纤维增强材料丝束;以及
将扁平填料成形为具有期望横截面形状的预成型件。
48.根据条款41所述的方法,其中,制造预成型件包括:
分配形成扁平填料的纤维增强材料丝束;
将多个扁平填料一起组合成全扁平填料;以及
将全扁平填料成形为具有期望横截面形状的预成型件。
49.根据条款41至48中任一项的方法组装的飞行器的一部分。
50.一种用于飞行器的翼梁零件,该翼梁零件包括:
第一翼梁节段,该第一翼梁节段包括纤维增强材料;
第二翼梁节段,该第二翼梁节段包括纤维增强材料并且与第一翼梁节段串联布置;
拼接加强件,该拼接加强件覆盖第一翼梁节段和第二翼梁节段之间的拼接区域;以及
紧固件,这些紧固件穿过拼接加强件、第一翼梁节段和第二翼梁节段安装,以形成翼梁零件的至少一部分。
51.根据条款50所述的翼梁零件,其中,拼接加强件横跨肋相交点设置在第一翼梁节段和第二翼梁节段上。
52.根据条款50所述的翼梁零件,其中,拼接加强件设置在第一翼梁节段和第二翼梁节段的与肋相交点相对的一侧上。
53.根据条款50所述的翼梁零件,所述翼梁零件还包括:
第三翼梁节段,该第三翼梁节段包括纤维增强材料并且与第二翼梁节段串联设置;
第二拼接加强件,该第二拼接加强件覆盖第二翼梁节段和第三翼梁节段之间的拼接区域;以及
紧固件,这些紧固件穿过第二拼接加强件、第二翼梁节段和第三翼梁节段安装,以形成翼梁零件的至少一部分。
54.根据条款50所述的翼梁零件,其中,第一翼梁节段和第二翼梁节段夹在拼接加强件之间。
55.使用条款50至54中任一项所述的翼梁零件制造飞行器的一部分。
56.一种飞行器机翼,该机翼包括:
第一翼梁节段,该第一翼梁节段包括纤维增强材料,该第一翼梁节段包括拼接区域;
第二翼梁节段,该第二翼梁节段包括纤维增强材料,该第二翼梁节段包括第一拼接区域和第二拼接区域,第二翼梁节段的第一拼接区域与第一翼梁节段的拼接区域串联设置;
拼接加强件,该拼接加强件覆盖第一翼梁节段的拼接区域的至少一部分和第二翼梁节段的第一拼接区域的至少一部分;以及
紧固件,这些紧固件穿过拼接加强件、第一翼梁节段的拼接区域和第二翼梁节段的第一拼接区域安装,以形成翼梁零件的至少一部分。
57.根据条款56所述的飞行器机翼,该机翼还包括:
第三翼梁节段,该第三翼梁节段包括纤维增强材料,该第三翼梁节段包括与第二翼梁节段的第二拼接区域串联设置的拼接区域;
第二拼接加强件,该第二拼接加强件覆盖第三翼梁节段的拼接区域的至少一部分和第二翼梁节段的第二拼接区域的至少一部分;以及
紧固件,这些紧固件穿过第二拼接加强件、第二翼梁节段的第二拼接区域以及第三翼梁节段的拼接区域安装,以形成翼梁零件的至少一部分。
58.根据条款57所述的飞行器机翼,其中,拼接加强件和第二拼接加强件中的至少一者延伸跨过肋相交点。
59.根据权利要求57所述的飞行器机翼,其中,如下至少一者:
拼接加强件设置在第一翼梁节段和第二翼梁节段的与肋相交点相对的一侧上;以及
第二拼接加强件设置在第二翼梁节段和第三翼梁节段的与肋相交点相对的一侧上。
60.使用条款57至59中任一项的飞行器机翼制造飞行器的一部分。
翼梁拐折
61.一种用于制造用于飞行器的翼梁的方法,该方法包括:
制造用于翼梁节段的纤维增强材料的预成型件,这些翼梁节段中的至少一者包括拐折,每个拐折完全包含在预成型件内;
硬化这些预成型件以形成翼梁节段;以及
将这些翼梁节段组装在一起以形成表现出这些拐折中的至少一个拐折的完整翼梁零件。
62.根据条款61所述的方法,其中,每个拐折包括拐点,在该拐点处,存在翼梁的第一中性轴线和第二中性轴线的相交点。
63.根据条款61所述的方法,其中,制造预成型件包括在每个拐折处改变预成型件的轴向方向。
64.根据条款61所述的方法,其中,制造预成型件包括在每个拐折处改变预成型件的轴向方向,轴向方向的改变是在2度与10度之间的拐折角。
65.根据条款61所述的方法,其中,每个预成型件包括第一端部和与第一端部相对的第二端部,并且制造预成型件包括将每个拐折放置在距预成型件的端部至少约30cm(1英尺)的位置处。
66.根据条款61所述的方法,其中,每个预成型件包括至少一个拼接区域,并且组装翼梁节段包括将拼接加强件在拼接区域内施加至翼梁节段。
67.根据条款66所述的方法,其中,将拼接加强件施加至翼梁节段包括:
在相邻拼接区域之间形成搭接拼接、对接拼接和嵌接拼接中的至少一者;以及
使用共固化、共结合和紧固件中的一者将拼接加强件附接到拼接区域。
68.根据条款66所述的方法,其中,将拼接加强件在拼接区域内施加至翼梁节段包括将拼接加强件横跨翼梁上的肋相交点布置。
69.根据条款66所述的方法,其中,将拼接加强件在拼接区域内施加至翼梁节段包括将拼接区域夹在拼接加强件与肋之间。
70.根据条款66所述的方法,其中,将拼接加强件在拼接区域内施加至翼梁节段包括将拼接区域夹在前拼接加强件和后拼接加强件之间。
71.根据条款61所述的方法,其中,每个预成型件包括至少一个拼接区域,并且制造用于翼梁节段的纤维增强材料的预成型件包括将拐折放置在翼梁节段的拼接区域的外部。
72.一种飞行器翼梁零件,该飞行器翼梁零件包括:
第一翼梁节段,该第一翼梁节段包括纤维增强材料和至少一个拼接区域;
第二翼梁节段,该第二翼梁节段包括纤维增强材料、至少一个拼接区域和在拼接区域外部的拐折,其中相应拼接区域彼此串联设置;以及
拼接加强件,该拼接加强件覆盖第一翼梁节段的拼接区域的至少一部分和第二翼梁节段的对应拼接区域的至少一部分,拼接加强件联接到第一翼梁节段和第二翼梁节段。
73.根据条款72所述的飞行器翼梁零件,其中,拐折包括所述翼梁零件的轴向方向的改变。
74.根据条款73所述的飞行器翼梁零件,其中,轴向方向的改变在2度与10度之间。
75.根据条款72所述的飞行器翼梁零件,其中,拐折与第二翼梁节段的端部分隔超过约30cm(1英尺)。
76.根据条款72所述的飞行器翼梁零件,其中,所述第一翼梁节段包括在拼接区域外部的拐折。
77.根据条款72所述的飞行器翼梁零件,其中,拼接加强件横跨肋相交点定位。
78.根据条款77所述的飞行器翼梁零件,其中,拼接加强件包括以下中的一者:
将拼接区域夹在中间的前拼接加强件和后拼接加强件;以及
拼接加强件,该拼接加强件被放置成将拼接区域夹在拼接加强件与肋之间。
79.根据条款72所述的飞行器翼梁零件,该翼梁零件还包括:
第三翼梁节段,该第三翼梁节段包括纤维增强材料、至少一个拼接区域和在拼接区域外部的拐折,这些拼接区域与第二翼梁节段的对应拼接区域串联设置;以及
第二拼接加强件,该第二拼接加强件覆盖第三翼梁节段的拼接区域的至少一部分和第二翼梁节段的对应拼接区域的至少一部分,第二拼接加强件与第二翼梁节段和第三翼梁节段联接。
80.一种飞行器机翼,该飞行器机翼包括:
第一翼梁节段,该第一翼梁节段包括纤维增强材料,该第一翼梁节段包括拼接区域;
第二翼梁节段,该第二翼梁节段包括纤维增强材料,该第二翼梁节段包括第一拼接区域和第二拼接区域,第二翼梁节段的第一拼接区域与第一翼梁节段的拼接区域串联设置;
拼接加强件,该拼接加强件覆盖第一翼梁节段的拼接区域的至少一部分和第二翼梁节段的第一拼接区域的至少一部分;
第三翼梁节段,该第三翼梁节段包括纤维增强材料,该第三翼梁节段包括拼接区域,该拼接区域与第二翼梁节段的第二拼接区域串联设置;
第二拼接加强件,该第二拼接加强件覆盖第三翼梁节段的拼接区域的至少一部分和第二翼梁节段的第二拼接区域的至少一部分;以及
至少一个拐折,该至少一个拐折位于第一翼梁节段、第二翼梁节段和第三翼梁节段中的一者或多者中,至少一个拐折在这些拼接区域外部并且包括翼梁节段的轴向方向在拐折所在位置处改变。
分离斜坡
81.一种用于制造用于飞行器的翼梁零件的方法,所述方法包括:
制造用于第一翼梁节段的预成型件,该预成型件包括靠近第一翼梁节段的一个端部的子拐折;
制造用于第二翼梁节段的预成型件,该预成型件包括靠近第二翼梁节段的一个端部的子拐折;
将这些预成型件的端部对准,使得这些子拐折在拼接区域内彼此接近;以及
在拼接区域中将这些翼梁节段接合在一起以形成展现出拐折的翼梁零件的至少一部分。
82.根据条款81所述的方法,其中,接合翼梁节段包括使用共固化、共结合、拼接加强件的安装以及紧固件的安装中的至少一者在拼接区域中接合翼梁节段。
83.根据条款81所述的方法,其中,制造预成型件包括制造预成型件,使得每个子拐折具有相等的角偏移。
84.根据条款81所述的方法,其中,制造预成型件包括制造预成型件,使得这些子拐折具有不相等的角偏移。
85.根据条款81所述的方法,其中,制造预成型件包括制造预成型件,使得这些子拐折一起在2度和10度之间改变翼梁零件的轴向方向。
86.根据条款81所述的方法,其中,对准这些预成型件的端部包括在拼接区域中利用这些预成型件的端部形成搭接拼接、对接拼接和嵌接拼接中的一者。
87.根据条款81所述的方法,其中,将这些翼梁节段接合在一起包括将拼接加强件施加到拼接区域,该拼接区域与肋相交点相对。
88.根据条款81所述的方法,其中,将这些翼梁节段接合在一起包括将这些子拐折夹在拼接加强件和肋之间。
89.根据条款81所述的方法,其中,将这些翼梁节段接合在一起包括将这些子拐折夹在前拼接加强件和后拼接加强件之间。
90.根据81所述的方法组装的飞行器的一部分。
91.一种用于飞行器的翼梁零件,该翼梁零件包括:
第一翼梁节段,该第一翼梁节段包括纤维增强材料并且包括设置在端部的子拐折;
第二翼梁节段,该第二翼梁节段包括纤维增强材料并且包括设置在端部的子拐折,第一翼梁节段的具有子拐折的端部与第二翼节段的具有子拐折的端部相邻,使得这些子拐折一起形成拐折,并且这些端部限定拼接区域;以及
拼接加强件,该拼接加强件在拼接区域内在结构上将第一翼梁节段和第二翼梁节段一体化。
92.根据条款91所述的翼梁零件,其中:
与第一翼梁节段相关联的子拐折设置在第一翼梁节段的端部的约30cm(1英尺)内;并且
与第二翼梁节段相关联的子拐折设置在第二翼梁节段的端部的约30cm(1英尺)内。
93.根据条款91所述的翼梁零件,其中,每个子拐折以拐折的量的一半改变翼梁零件的轴向方向。
94.根据条款91所述的翼梁零件,其中,这些子拐折一起在2度和10度之间改变翼梁零件的轴向方向。
95.根据条款91所述的翼梁零件,其中,拼接加强件设置成与为翼梁零件限定的肋相交点相对。
96.根据条款91所述的翼梁零件,其中,拼接加强件被布置为将拼接区域和子拐折夹在中间。
97.根据条款91所述的翼梁零件,其中,为了在结构上将第一翼梁节段和第二翼梁节段一体化,拼接加强件是以下中的一种:共结合至、共固化至和利用紧固件附接至第一翼梁节段和第二翼梁节段。
98.使用条款91所述的翼梁零件制造飞行器的一部分。
99.一种飞行器机翼,该飞行器机翼包括:
第一翼梁节段,该第一翼梁节段包括纤维增强材料并且包括设置在端部的子拐折;
第二翼梁节段,该第二翼梁节段包括纤维增强材料并且包括设置在端部的子拐折,第一翼梁节段的具有子拐折的端部与第二翼节段的具有子拐折的端部相邻,使得这些子拐折一起形成拐折,并且这些端部限定拼接区域;
拼接加强件,该拼接加强件在拼接区域内在结构上将第一翼梁节段和第二翼梁节段一体化;
第三翼梁节段,该第三翼梁节段包括纤维增强材料,该第三翼梁节段包括拼接区域,该拼接区域与在第二翼梁节段的相对端部处的第二拼接区域串联设置;以及
第二拼接加强件,该第二拼接加强件覆盖第三翼梁节段的拼接区域的至少一部分和第二翼梁节段的第二拼接区域的至少一部分。
100.根据条款99所述的飞行器机翼,其中,拼接加强件是以下各项中的一种:共结合至、共固化至和利用紧固件附接至第一翼梁节段和第二翼梁节段。
Claims (15)
1.一种用于制造用于飞行器(10)的翼梁的方法(700),所述方法包括:
制造(702)用于翼梁节段(112、114、116)的纤维增强材料(301)的预成型件(242),所述翼梁节段(112、114、116)中的至少一者包括拐折(370),每个拐折(370)被完全包含在预成型件(242)内并且包括拐点(381),在所述拐点(381)处,所述预成型件(242)的第一中性轴线(350)和第二中性轴线(350-1)之间的拐折角在2度和10度之间;
硬化(704)所述预成型件(242)以形成所述翼梁节段(112、114、116);以及
将所述翼梁节段(112、114、116)组装(706)在一起以形成表现出所述拐折(370)中的至少一个拐折的完整翼梁零件(110)。
2.根据权利要求1所述的方法,其中,制造(702)所述预成型件的步骤包括在每个拐折处改变所述预成型件(242)的拐折角(370)。
3.根据权利要求1或2所述的方法,其中,每个预成型件(242)包括第一端部和与所述第一端部相对的第二端部,并且制造(702)所述预成型件(242)包括将每个拐折(370)放置在距所述预成型件的端部至少30cm即1英尺的位置处。
4.根据权利要求1至3中任一项所述的方法,其中,每个预成型件(242)包括至少一个拼接区域(341、341-1),并且组装(706)所述翼梁节段(112、114、116)包括在所述拼接区域(341、341-1)内将拼接加强件(340、340-1)施加至所述翼梁节段(112、114、116)。
5.根据权利要求4所述的方法,其中,所述至少一个拼接区域(341、341-1)展现出与所述第一中性轴线(350)或所述第二中性轴线(350-1)对准的中性轴线。
6.根据权利要求4或5所述的方法,其中,将拼接加强件(340、340-1)施加到所述翼梁节段(112、114、116)包括:
在所述翼梁节段(112、114、116)的相邻端部之间形成搭接拼接、对接拼接和嵌接拼接中的至少一者;以及
使用共固化、共结合和紧固件中的一者将所述拼接加强件(340、340-1)附接到所述拼接区域(341、341-1)。
7.根据权利要求4至6中任一项所述的方法,其中,在所述拼接区域(341、341-1)内将拼接加强件(340、340-1)施加到所述翼梁节段(112、114、116)包括以下中的一者:
将所述拼接加强件(340、340-1)中的一拼接加强件(340、340-1)横跨所述翼梁上的肋相交点(360)布置;
将每个拼接区域(341,341-1)夹在所述一拼接加强件(340,340-1)和肋之间;
将所述拼接区域(341、341-1)夹在前拼接加强件和后拼接加强件之间。
8.根据前述权利要求中任一项所述的方法,其中,每个预成型件包括至少一个拼接区域(341、341-1),并且制造(702)用于翼梁节段(112、114、116)的纤维增强材料(301)的预成型件(242)包括将所述拐折(370)放置在所述翼梁节段(112、114、116)的所述拼接区域(341、341-1)之外。
9.一种用于飞行器的翼梁零件(110),所述翼梁零件包括:
包括纤维增强材料(301)和外侧端的第一翼梁节段(112);
包括纤维增强材料(301)、内侧端和拐折的第二翼梁节段(114),所述拐折包括拐点(381),在所述拐点(381)处,所述第二翼梁节段(114)的第一中性轴线(350)和第二中性轴线(350-1)之间的拐折角在2度和10度之间;
其中,所述第一翼梁节段(112)的所述外侧端和所述第二翼梁节段(114)的所述内侧端彼此串联设置以形成拼接区域(341);以及
拼接加强件(340),所述拼接加强件在所述拼接区域(341)中覆盖所述第一翼梁节段(112)的至少一部分和所述第二翼梁节段(114)的至少一部分,所述拼接加强件(340)联接到所述第一翼梁节段(112)和所述第二翼梁节段(114)。
10.根据权利要求9所述的翼梁零件,其中,所述拼接区域(341)展现出与所述第一中性轴线(350)或所述第二中性轴线(350-1)对准的中性轴线。
11.根据权利要求9或10所述的翼梁零件,其中,所述拐折(370)与所述第二翼梁节段(114)的所述内侧端分隔开多于30cm即1英尺。
12.根据权利要求9至11中任一项所述的翼梁零件,其中,所述第一翼梁节段(112)包括位于所述拼接区域(341)之外的拐折(370)。
13.根据权利要求9至12中任一项所述的翼梁零件,其中,所述拼接加强件(340)横跨肋相交点(360)定位,其中,所述拼接加强件(340)优选地包括以下中的一者:
将所述拼接区域(341)夹在之间的前拼接加强件和后拼接加强件;以及
被放置成将所述拼接区域(341)夹在拼接加强件(340)和肋之间的所述拼接加强件(340)。
14.根据权利要求9至13中任一项所述的翼梁零件,所述翼梁零件还包括:
包括纤维增强材料(301)、内侧端和拐折(370)的第三翼梁节段(116),所述第三翼梁节段(116)的所述内侧端与所述第二翼梁节段(114)的对应外侧端串联设置以形成第二拼接区域(341-1),其中所述拐折(370)位于所述第二拼接区域(341-1)之外;以及
第二拼接加强件(340-1),所述第二拼接加强件在所述第二拼接区域(341-1)中覆盖所述第三翼梁节段(116)的至少一部分和所述第二翼梁节段(114)的至少一部分),所述第二拼接加强件(340-1)与所述第二翼梁节段(114)和所述第三翼梁节段(116)联接。
15.一种飞行器机翼,该飞行器机翼包括至少一个根据权利要求9至14中任一项所述的翼梁零件。
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