CN118205699A - 飞行器的机窗框架的制造方法、由该方法获得的机窗框架及包含该机窗框架的飞行器 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及一种飞行器的机窗框架(118.1)的制造方法，所述框架包括第一表面(S1)，该第一表面具有在框架(118.1)的整个轮廓上延伸的弯曲联接区域(133)，该区域由复合材料制成，并包括一叠纤维层(132、134、134')和位于联接区域(133)处的至少一个加固件(136)。该制造方法包括组装不同的纤维层(132、134、134')和加固件(136)的组装步骤，在此步骤期间，屏障层(138)定位在加固件(136)和第一表面(S1)之间以形成限制树脂沿朝第一表面(S1)的方向扩散的屏障。本发明还涉及使用该方法获得的机窗框架以及包括所述框架的飞行器。
Description
技术领域
本申请涉及一种包括屏障层的飞行器的机窗框架的制造方法、通过该方法获得的机窗框架以及包含至少一个这种机窗框架的飞行器。
背景技术
根据图1和图2所示的现有技术的实施方式，飞行器的机身10包括具有外面12.1和内面12.2的壁12以及多个机窗14。
在与每个机窗14对准处，壁12包括由连接外面12.1和内面12.2的狭面(边缘)16.1所限定的开口16。如图3所示，每个机窗14都包括支撑两个透明壁20、20'以及外围密封件22的框架18。框架18包括连接至壁12的第一框架18.1和通过联接件18.3连接至第一框架18.1的第二框架18.2，透明壁20、20'和外围密封件22插设于第一框架18.1和第二框架18.2之间。
第一框架18.1包括定位于开口16中的第一部分26、贴靠机身的壁12的内面12.2的第二部分28、连接第一部分26和第二部分28的中间部分30以及连接至第二部分28并基本垂直于该第二部分的第三部分32，第二框架18.2抵靠第三部分28。根据一种构造，中间部分30位于第二部分28的第一端处，并且第三部分32位于第二部分28的第二端处并与该第二部分形成L形。一旦框架18得以安装，则第一部分26的外面26.1与机身的壁12的外面12.1齐平且内面26.2基本平行于外面26.1。第二部分28包括外面28.1和内面28.2，外面28.1贴靠机身的壁12的内面12.2并相对于第一部分26的外面26.1向内偏移，而内面28.2基本平行于外面28.1。中间部分30具有连接第一部分26和第二部分28的外面26.1、28.1的外面30.1以及连接第一部分26和第二部分28的内面26.2、28.2的内面30.2。
因此，第一框架18.1包括：
-第一表面S1，其由第一部分26和第二部分28以及中间部分30的外面26.1、28.1、30.1组成，
-第二表面S2，其由第一部分26和第二部分28以及中间部分30的内面26.2、28.2、30.2组成。
在几何平面上，连接第一部分26和中间部分30的外面26.1、30.1的联接区域33高度弯曲使得中间部分30的外面30.1基本平行于开口16的狭面16.1并与所述狭面16.1稍间隔开。该几何形状允许限制空气动力扰动。
在实施方式，第一框架18.1由复合材料制成为单件并包括嵌入树脂基体中的增强纤维。
如图4和图5所示，第一框架18.1包括多个纤维层34、34'、34”、加固件36、导电材料层38以及用于使层34、38和加固件36保持组装的缝合部40。作为例子，导电材料层38是铜网并允许实现防雷保护层。
根据图5中可见的实施方式，第一框架18.1从第一表面S1开始包括：
-导电材料层38，其在第一部分26的外面26.1上延伸并在高度弯曲的联接区域33处延长，
-两个纤维层34、34'，其在第二部分28和中间部分30的外面28.1、30.1上延伸以及在高度弯曲的联接区域33处伸延，
-一个加固件36，其具有呈D形横截面，其定位于高度弯曲的联接区域33处。
通常，第一框架18.1包括另一(额外的)纤维层34”，加固件36插设于纤维层34'、34”之间。
如图5所示，缝合部40至少连接第一纤维层34和第二纤维层34’以及加固件36并定位于第一部分26和第二部分28以及中间部分30处。
在设置缝合部40后，纤维层34、加固件36和导电材料层38的组装被固结或聚合。在该固结或聚合期间，不同纤维层34、34'的纤维会在通过树脂传递的模制过程期间嵌入热固性树脂中。
在固结或聚合步骤后(的最后)，由于D形横截面的加固件36的存在，第一框架18.1在第一表面S1处具有位于缝合部40处以及位于高度弯曲(大幅度弯曲)的联接区域33处的树脂累积区域。因此，由于这些局部树脂过量，第一框架18.1的第一部分26的外面26.1具有不均匀的表现(行为)，特别是在高度弯曲的联接区域33处。
在飞行器的组装之后且特别是设置机窗14之后，机身的壁12的外面12.1涂覆至少一层涂料层，其也覆盖每个机窗14的第一框架18.1的第一部分26的外面26.1。
由于第一框架18.1的第一部分26的外面26.1具有不均匀表现的这一事实，其导致了涂料的视觉变化。
发明内容
本发明的目的是弥补现有技术的全部或部分缺点。
为此，本发明涉及一种飞行器的机窗框架的制造方法，所述框架包括第一表面，其至少具有第一面和第二面，该第一面和第二面在框架的整个轮廓上延伸并通过弯曲联接区域连接，所述框架由复合材料制成，该复合材料包括嵌入树脂基体中的纤维。这种制造方法包括：组装纤维层和位于联接区域处并具有第一周向边缘和第二周向边缘的至少一个加固件的组装步骤；对组装进行固结或聚合的步骤；以及对框架进行脱模的脱模步骤。
根据本发明，在组装步骤期间，屏障层被定位于加固件和第一表面之间以覆盖加固件，并形成限制树脂沿朝第一表面的方向扩散的屏障层。
这种屏障层的存在允许防止树脂朝第一表面扩散并防止形成局部树脂累积区域。因此，框架的外表面具有更均匀的表现且不会引起涂料的任何视觉变化。
根据单独或组合采用的其他特征：
-在组装步骤期间，屏障层被定位为接触加固件；
-屏障层不延伸超过加固件的第一周向边缘和第二周向边缘；
-形成至少一个缝合部以至少连接加固件和屏障层，缝合部包括至少在第一面和第二面处自第一表面偏移的缝线；
-该方法包括在纤维层之间施加树脂并加热到低于聚合或固结温度的散步和加热步骤以激活树脂的粘着性以在固结或聚合步骤之前保持彼此连接的不同层。
本发明还涉及一种飞行器的机窗框架，其包括第一表面，该第一表面至少具有第一面和第二面，该第一面和第二面在框架的整个轮廓上延伸、由弯曲联接区域连接，所述框架由复合材料制成，该材料包括嵌入树脂基体中的纤维，所述框架包括一叠纤维层(纤维层的叠置层)以及位于联接区域处并具有第一周向边缘和第二周向边缘的至少一个加固件。
根据本发明，框架包括覆盖加固件的至少一个屏障层，其定位于加固件和第一表面之间，并被构造用于形成限制树脂沿朝第一表面的方向扩散的屏障。
根据单独或组合采用的其他特征：
-屏障层与加固件接触；
-屏障层不延伸超过加固件的第一周向边缘和第二周向边缘；
-屏障层包括至少一层玻璃纤维；
-框架包括至少一个缝合部，其连接加固件和屏障层并包括自第一表面间隔开的缝线。
本发明还涉及一种飞行器，该飞行器包括根据上述特征之一所述的至少一个机窗框架。
附图说明
其他特征和优点将从以下对本发明的描述中变得明显，该描述作为示例给出并参考附图，其中：
-图1是飞行器的侧视图，
-图2是机窗的正视图，
-图3示出了现有技术的实施例的机窗的框架的沿图2的III-III线的截面图，
-图4示出了现有技术的实施例的第一机窗框架的一部分的透视图，
-图5示出了现有技术的实施例的机窗框架的示意性截面图，
-图6示出了本发明的实施例的机窗框架的截面图，
-图7示出了本发明的实施例的机窗框架的示意性截面图。
具体实施方式
如图6所示，飞行器的机身壁112包括外面112.1、与外面112.1相对(相反)的内面112.2以及至少一个机窗114，其定位于由连接外面112.1和内面112.2的狭面116.1所限定的开口116处。机窗114包括至少一个透明壁120以及位于透明壁120周围并被构造位将其连接至机身壁112的框架118。框架118包括第一框架118.1和第二框架118.2，机窗118的透明壁120定位于这两个框架之间。
第一框架118.1包括第一部分126和第二部分128，第一部分用于定位于机身壁112的开口116中，且第二部分用于压靠机身壁112的内面112.2。
当框架118定位于机身壁112的开口116中时，第一部分126包括与机身壁112的外面112.1齐平的外面126.1以及与外面126.1相对的内面126.2。第二部分128包括压靠机身壁112的内面112.2的外面128.1以及与外面128.1相对的内面128.2。
根据一种构造，第一部分126和第二部分128直接连接。根据这种构造，第一部分126包括侧向面130，其面对机身壁112的开口116的狭面116.1。
根据另一种构造，第一框架118.1包括连接第一部分126和第二部分128的中间部分，该中间部分具有侧向(横向)面130，该侧向面连接第一部分126和第二部分128的外面126.1、128.1，其被构造成面对机身壁112开口116的狭面116.1。
第一框架118.1可包括其他部分，例如连接至第二部分128并基本垂直于第二部分128的第三部分131，框架118的第二框架118.2在工作(操作)时抵靠该第三部分131。
根据这些构造，第一框架118.1包括第一表面S1以及连接外面126.1、128.1的侧向面130，第一表面S1至少包括第一部分126和第二部分128.1的外面126.1、128.1，侧向面130被构造为面对机身壁112的开口116的狭面116.1。
在几何平面上，第一框架118.1的第一表面S1包括联接(结合)区域133，其连接第一部分126的外面126.1和侧向面130，该联接区域高度弯曲，使得侧向面130基本平行于机身壁112的开口116的狭面116.1并与所述狭面116.1略微间隔开。
无论实施例如何，飞行器的机身壁112的机窗114都包括至少一个框架118.1，其包括在框架118.1的整个轮廓上延伸的第一表面S1。
该第一表面S1至少具有第一面和第二面，其均在框架118.1的整个轮廓上延伸、通过同样在框架11.1的整个轮廓上延伸的弯曲联接区域133连接。第一表面S1可包括其他面。第一面对应于框架118.1的第一部分126的外面126.1。当机窗114定位于机身壁112的开口116中时，第一面基本上为平面的并且从飞行器的外部可见。当框架118.1定位于机身壁112的开口116处时，第一面126.1与机身壁112的外面112.1齐平。第二面对应于侧向面130。该侧向面基本垂直于第一面126.1。联接区域133高度弯曲。
根据一实施例，框架118.1由复合材料制成为单件并包括嵌入树脂基体中的纤维。优选地，树脂为热固性树脂。
如图7所示，框架118.1包括多个纤维层132、134以及位于联接区域133处的至少一个加固件136。
该加固件136在框架118.1的整个轮廓上延伸且呈D形横截面。该加固件在第一周向边缘136.1和第二周向边缘136.2之间延伸。该加固件136可呈预浸渍纤维预型件或非预浸渍纤维预型件的形式。由于其可能与现有技术中的加固件相同，因此不再进一步描述。
框架118.1可包括其他加固件。
根据一实施例，框架118.1自第一表面S1起包括：
-位于第一表面S1处的第一干纤维层132，其在整个第一表面S1上延伸，
-定位于第一层132下方的中间干纤维层134，其在整个第一表面S1上延伸，
-呈D形横截面的加固件136，其定位于高度弯曲联接区域133处。
通常，框架118.1包括内部的干纤维层134'，加固件136插设于中间层134和内部层134'之间。
根据简化的变型，框架118.1在第一层132和加固件136之间不包括任何中间层134。根据一种构造，框架118.1在第一层132和加固件56之间包括仅一个中间层134。
第一层132覆盖着加固件136并在其两侧延伸超过第一周向边缘136.1和第二周向边缘136.2。根据一种结构，第一层132覆盖与第一部分126的外面126.1相对应的整个第一面。第一层也可以覆盖与侧向面130相对应的整个第二面。
中间层134覆盖加固件136并在其两侧延伸超过第一周向边缘136.1和第二周向边缘136.2。根据一种构造，中间层134覆盖与第一部分126的外面126.1相对应的整个第一面。中间层还可以覆盖与侧向面130相对应的整个第二面。
不同的层132、134、134'中的纤维由碳制成。当然，本发明并不局限于这种材料。
不同的层132、134、134'可以是编织层或非编织层。
不同的层132、134、134'的纤维可以以相同或不同的方式定向。
根据一个特征，框架118.1包括至少一个屏障层138，其覆盖加固件136，插设于加固件136和第一表面S1之间并被构造用于限制树脂从加固件136朝第一表面S1的扩散。该屏障层138的存在可以在联接区域133处避免树脂朝第一表面S1的扩散并避免形成局部树脂累积区域。因此，框架118.1的外表面S1具有更均匀的表现且不会引起涂料上的视觉变化。
根据一种构造，框架118.1包括仅一个屏障层138。
根据一种设置，屏障层138与加固件136接触。屏障层插设于加固件136和中间层134之间。
根据一种非限制性构造，屏障层138从加固件136的第一周向边缘136.1延伸至第二周向边缘136.2。屏障层不会超过加固件136的第一周向边缘136.1和第二周向边缘136.2。
根据一实施例，屏障层138包括至少一层玻璃纤维。当然，本发明并不局限于这种材料。
根据一种构造，屏障层138为编织层，其具有限制树脂通过屏障层138扩散的缩小网眼。
根据一实施例，框架118.1包括至少一个第一缝合部140，其至少连接加固件136和至少某些层(例如屏障层138)，第一缝合部140包括一组缝线，其至少在第一面(对应于第一部分126的外面126.1)和接合区域133处不穿过加固件136和第一表面S1之间的任何纤维层132、134。无论实施例如何，第一缝合部140的缝线都不会到达第一表面S1而是相对于第一表面偏移，从而至少在第一面126.1和联接区域133处不会从第一表面S1可见。
第一缝合部140的缝线在联接区域133和第一面处相对于第一表面S1偏移(并且远离该第一表面)的事实，允许防止树脂通过沿着第一缝合部140的线材迁移而到达第一层132。这种设置允许限制树脂朝第一表面S1的迁移并限制形成局部树脂累积(积聚)区域。因此，框架118.1的第一表面S1，至少在第一面和联接区域处具有更均匀的表现且不会引起涂料上的视觉变化。
根据图7中可见的实施例，框架118.1包括至少一个第二缝合部142，其自接合区域133偏移、自与第一部分126的外面126.1相对应的第一面且优选地自与侧向面130相对应的第二面偏移。该第二缝合部142可以包括穿通(穿过所有纤维层132、134、134')并从第一表面S1可见的缝线。
与现有技术相反，框架118.1至少在第一面和第二面(对应于第一部分126的外面126.1和侧向面130)以及联接区域133处不包括覆盖第一层干纤维层132的任何导电材料层。因此，表面S1在与这些区域对齐处具有均匀外观。
框架118.1的制造方法包括通过叠置不同的层132、134、134'、加固件136和屏障层138而将其进行组装的组装步骤。在该组装步骤中，至少一个屏障层138定位于加固件136和第一表面S1之间以覆盖加固件136并形成限制树脂沿朝第一表面S1的方向扩散的屏障。在组装步骤期间，可以实施至少一个第一缝合部140以连接经组装加固件136和屏障层138。该第一缝合部140包括从第一表面S1不可见且远离该第一表面的缝线以限制树脂朝第一表面S1的扩散。作为变型，为了使不同层132、134、134'在聚合或固结前保持彼此连结(粘结到一起)，该方法还包括在多层之间施加树脂并加热到低于聚合或固结温度(约为80℃)的施加和加热步骤，以激活树脂的粘着性。因此，不再需要设置缝合部(线)。
然后，该方法包括固结或聚合树脂的固结或聚合步骤，将不同的层132、134、134'、加固价136和屏障层138的组件定位在模具上并覆盖至少一个包封件，该包封件为柔性的、密封的(水密)且在组件的整个周围覆以密封的方式连接至模具。在固结或聚合步骤期间，组件要经受压力和温度循环。根据一种操作方式，不同的层132、134、134'是干的且没有预浸渍。在这种情况下，在固结或聚合步骤期间，在传输树脂的模制过程期间，不同的层132、134、134'的纤维嵌入热固性树脂中
在固结或聚合步骤后，该方法还包括对硬化的框架118.1进行脱模的脱模步骤。
Claims (12)
1.一种用于制造飞行器的机窗框架(118.1)的制造方法，所述框架包括第一表面(S1)，所述第一表面(S1)至少具有第一面(126.1)和第二面(130)，所述第一面(126.1)和所述第二面(130)在所述框架的整个轮廓上延伸并通过弯曲联接区域(133)连接，所述框架(118.1)由复合材料制成，所述复合材料包括嵌入树脂基体中的纤维，所述制造方法包括以下步骤：
组装多个纤维层(132、134、134')和位于所述联接区域(133)处并具有第一周向边缘(136.1)和第二周向边缘(136.2)的加固件(136)；
对组装的组件进行固结或聚合；以及
使所述框架脱模；
其特征在于，在所述组装步骤期间，将屏障层(138)定位于所述加固件(136)和所述第一表面(S1)之间，以覆盖所述加固件(136)并形成限制树脂沿朝所述第一表面(S1)的方向扩散的屏障。
2.根据权利要求1所述的用于制造飞行器的机窗框架的制造方法，其特征在于，在所述组装步骤期间，所述屏障层(138)被定位为接触所述加固件(136)。
3.根据权利要求1或2所述的用于制造飞行器的机窗框架的制造方法，其特征在于，所述屏障层(138)的延伸不超过所述加固件(136)的所述第一周向边缘(136.1)和所述第二周向边缘(136.2)。
4.根据权利要求3所述的用于制造飞行器的机窗框架的制造方法，其特征在于，在所述组装步骤期间，形成至少一个缝合部(140)以便连接至少所述加固件(136)和所述屏障层(138)，所述缝合部(140)包括至少在所述第一面(126.1)和所述第二面(130)处自所述第一表面(S1)偏移的缝线。
5.根据前述权利要求中任一项所述的用于制造飞行器的机窗框架的制造方法，其特征在于，所述方法还包括以下步骤：
在所述纤维层(132、134)之间施加树脂并加热到低于聚合温度或固结温度以激活所述树脂的粘着性，从而在所述固结或聚合的步骤之前保持不同的层(132、134)粘结在一起。
6.一种采用根据前述权利要求中任一项所述的制造方法制造的飞行器的机窗框架，其特征在于，所述框架包括第一表面(S1)，所述第一表面至少具有第一面(126.1)和第二面(130)，所述第一面(126.1)和所述第二面(130)在所述框架的整个轮廓上延伸并通过弯曲联接区域(133)连接，所述框架(118.1)由复合材料制成，所述复合材料包括嵌入树脂基体中的纤维，所述框架(118.1)包括叠置层(132、134、134')以及位于所述联接区域(133)处并具有第一周向边缘(136.1)和第二周向边缘(136.2)的至少一个加固件(136)，其特征在于，所述框架(118.1)包括至少一个屏障层(138)，所述屏障层(138)覆盖所述加固件(136)，定位于所述加固件(136)和所述第一表面(S1)之间，并被构造为能够形成限制树脂沿朝所述第一表面(S1)的方向扩散的屏障。
7.根据权利要求6所述的飞行器的机窗框架，其特征在于，所述屏障层(138)与所述加固件(136)接触。
8.根据权利要求6或7所述的飞行器的机窗框架，其特征在于，所述屏障层(138)的延伸不超过所述加固件(136)的所述第一周向边缘和所述第二周向边缘。
9.根据权利要求6至8中任一项所述的飞行器的机窗框架，其特征在于，所述屏障层(138)包括至少一层玻璃纤维。
10.根据权利要求6至9中任一项所述的飞行器的机窗框架，其特征在于，所述框架包括至少一个缝合部(140)，所述缝合部(140)连接至少所述加固件(136)和所述屏障层(138)，并包括与所述第一表面(S1)间隔开的缝线。
11.根据权利要求6至10中任一项所述的飞行器的机窗框架，其特征在于，所述框架包括至少一个纤维层(132)，所述纤维层(132)插设于所述加固件(136)和所述第一表面(S1)之间。
12.一种飞行器，所述飞行器包括根据权利要求6至11中任一项所述的飞行器的机窗框架。
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