DE60020456T2

DE60020456T2 - Flügelstruktur aus Verbundfaserwerkstoff und Verfahren zu dessen Herstellung

Info

Publication number: DE60020456T2
Application number: DE60020456T
Authority: DE
Inventors: Kazukai Shinjuku-ku Amaoka; Takayuki Shinjuku-ku Nagao; Atsushi Shinjuku-ku Harada; Naoya Shinjuku-ku Takizawa; Hideyuki Shinjuku-ku Sano; Yasuhiro Shinjuku-ku Tol; Megumi Shinjuku-ku Hiraki
Original assignee: Fuji Jukogyo KK; Fuji Heavy Industries Ltd
Current assignee: Subaru Corp
Priority date: 1999-07-19
Filing date: 2000-07-18
Publication date: 2005-10-13
Anticipated expiration: 2020-07-19
Also published as: EP1555204B1; US20020195524A1; EP1806285B1; US6561459B2; EP1070661A2; EP1555204A1; DE60044407D1; EP1070661B1; EP1806285A1; DE60036234D1; DE60020456D1; DE60036234T2; EP1070661A3; EP1070661B8; US6513757B1

Description

Gebiet der Erfindung
Die vorliegende Erfindung betrifft einen Tragflügel aus Verbundmaterial zur Konstruktion eines Flugzeugrahmens und ein Verfahren zu dessen Herstellung.
Beschreibung des Standes der Technik
Ein Flugzeugtragflügel aus Verbundmaterial wird aufgebaut, indem eine untere Außenhaut, eine obere Außenhaut, Sparren und Spanten unter Verwendung von Montagelehren zusammengesetzt werden und die untere Außenhaut, die obere Außenhaut, die Sparren und die Spanten unter Verwendung von Befestigungsmitteln aneinander befestigt werden. Alternativ wird ein Flugzeugtragflügel aus Verbundmaterial aufgebaut, indem eine kombinierte Struktur aus Verbundmaterial gebildet wird, die integriert eine untere Außenhaut (oder eine obere Außenhaut), Sparren und Spanten enthält, und eine obere Außenhaut (oder eine untere Außenhaut) unter Verwendung von Befestigungsmitteln an der kombinierten Struktur befestigt wird.
Bei dem Flugzeugtragflügel aus Verbundmaterial, der gebildet wird, indem die Bauelemente aneinander befestigt werden, handelt es sich um eine schwere Struktur, die eine große Anzahl von Bauteilen enthält. Da zum Zusammensetzen des Flugzeugtragflügels spezielle Montagelehren benötigt werden, ist der Flugzeugtragflügel kostspielig.
Der Flugzeugtragflügel, der unter Verwendung der kombinierten Struktur entweder mit der unteren Außenhaut oder der oberen Außenhaut aufgebaut ist, beruht auf dem herkömmlichen Strukturkonzept, Montagelehren und Verfahren sind kompliziert, und der Flugzeugtragflügel ist infolgedessen kostspielig.
Es wird auf EP-A-0485027 verwiesen, die ein Verfahren zum Aufbau eines Tragflügels aus Kohlenstofffaser-Verbundwerkstoff offenbart, bei dem eine obere und untere Außenhaut mit einem zuvor zusammengesetzten Rahmentragwerk aus Spanten und Sparren verbunden werden, womit die Notwendigkeit von Befestigungsmitteln aus Metall vermieden wird und somit die Zeit für den Zusammenbau reduziert wird. In einer Ausführungsform ersetzt eine neue Klampe mit kreuzförmigem Querschnitt die gewöhnlich verwendeten vier Klampen, um die Spanten und Sparren zusammenzuschrauben. Löcher, die in eines der Enden der Klampen gebohrt sind, dienen während des Zusammenbaus des Rahmentragwerks als Ansatzpunkt für die Lehren und als Löcher für Abschälsicherungen, nachdem die Außenhäute befestigt worden sind.
ZUSAMMENFASSUNG DER ERFINDUNG
Die vorliegende Erfindung wurde im Hinblick auf obige Gegebenheiten gemacht. Daher besteht eine erste Aufgabe der vorliegenden Erfindung darin, einen Tragflügel aus Verbundmaterial mit einer erheblich reduzierten Anzahl an Bauteilen, die mit erheblich reduzierten Mannstunden zusammengesetzt und bei geringen Kosten hergestellt werden können, und ein Verfahren zur Herstellung eines derartigen Tragflügels, bereitzustellen.
Eine weitere Aufgabe der vorliegenden Erfindung besteht darin, einen Tragflügel aus Verbundmaterial mit einem verbesserten Aussehen, der in Abmessungen mit verbesserter Genauigkeit gebaut werden kann, und ein Verfahren zur Herstellung eines derartigen Tragflügels bereitstellen.
Nach einem Aspekt der vorliegenden Erfindung enthält ein Tragflügel aus Verbundmaterial eine obere und eine untere Außenhaut, die jeweils einen Ansatz und ein Ende aufweisen, und mehrere Zwischensparren, die zwischen der oberen und der unteren Außenhaut angeordnet sind, wobei sich die mehreren Zwischensparren vom Ansatz zum Ende der oberen und unteren Außenhaut erstrecken, und integriert mit der oberen und unteren Außenhaut ausgebildet sind oder durch Kleben mit diesen verbunden sind, die Seitenwände der mehreren Zwischensparren mit Öffnungen versehen sind und Verstär kungselemente durch die Öffnungen geführt und mit der oberen und der unteren Außenhaut und den Zwischensparren verbunden sind.
Zwei zusätzliche Sparren können sich auf entgegengesetzten Seiten der Zwischensparren vom Ansatz zum Ende erstrecken, und mit der oberen und unteren Außenhaut verbunden sein.
Bevorzugt handelt es sich bei dem Tragflügel aus Verbundmaterial um einen Flugzeughaupttragflügel, und die Zwischensparren erstrecken sich vom Tragflügelansatz zum Tragflügelende.
Nach einem Aspekt der vorliegenden Erfindung beinhaltet ein Verfahren zur Herstellung eines Tragflügels aus Verbundmaterial, der eine obere Außenhaut, eine untere Außenhaut und mehrere Zwischensparren enthält, die so nebeneinander angeordnet sind, daß sie sich vom Ansatz zum Ende der oberen und unteren Außenhaut erstrecken, die Schritte: Ausbilden durchgehender Löcher in den Seitenwänden der mehreren Zwischensparren, Anordnen mehrerer Zwischensparren auf einer der Außenhäute, so dass die durchgehenden Löcher aufeinander ausgerichtet sind, Anordnen der anderen Außenhaut auf den mehreren Zwischensparren, integriertes Ausbilden mehrerer Zwischensparren und der Außenhäute oder Verbinden der mehreren Zwischensparren und der Außenhäute durch Verkleben, und Führen von Verstärkungselementen durch die durchgehenden Löcher der mehreren Zwischensparren und Verbinden der Verstärkungselemente mit den mehreren Zwischensparren und Außenhäuten.
Bevorzugt beinhaltet der Schritt der Bildung durchgehender Löcher in Seitenwänden der mehreren Zwischensparren die Schritte: Ausbilden von Bereichen, in denen die Prepreg-Matten nicht in Prepreg-Strukturen übereinander angeordnet sind, indem Prepreg-Matten in Zwischenräumen auf einem hohlen hitzebeständigen Kautschukbeutel angeordnet werden, Verschließen der Bereiche, in denen alle Prepreg-Matten nicht übereinander angeordnet sind, mit Verschlußelementen, Aushärten der Prepreg-Strukturen, die durch Übereinanderanordnen von Prepreg-Matten gebildet werden, und Entfernen der Verschlußelemente von den Prepreg-Strukturen nach dem Aushärten.
Alternativ beinhaltet der Schritt, durchgehende Löcher in Seitenwänden der mehreren Zwischensparren auszubilden, die Schritte: Wickeln von Glasfasersträngen um eine Laminiermaschine, um eine Glasfaserstrang-Struktur zu bilden, Ausschneiden von Bereichen der Glasfaserstrang-Struktur, die auf der Laminiermaschine ausgebildet ist, um Öffnungen zu bilden, Verschließen der Öffnungen mit Verschlußelementen, Tränken der Glasfaserstrang-Struktur mit einem Harz und Aushärten der mit Harz getränkten Glasfaserstrang-Struktur, und Entfernen der Verschlußelemente von der mit Harz getränkten Glasfaserstrang-Struktur nach dem Aushärten.
Beispielhaft werden nun spezielle Ausführungsformen der vorliegenden Erfindung unter Bezugnahme auf die beiliegenden Zeichnungen beschrieben.
KURZE BESCHREIBUNG DER ZEICHNUNGEN
1 ist eine perspektivische Explosionsansicht eines Flugzeug-Haupttragflügels aus Verbundmaterial nach einer ersten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung,
2 ist eine vergrößerte Ansicht des in 1 gezeigten Haupttragflügels im Schnitt,
3 ist eine perspektivische Ansicht einer Laminiervorrichtung zur Herstellung eines Zwischensparren eines Tragflügels aus Verbundmaterial,
4 ist eine Ansicht einer Vorrichtung zur Herstellung eines Tragflügels aus Verbundmaterial im Schnitt,
5 ist eine Ansicht entlang der Linie A-A in 4 im Schnitt,
6 ist eine perspektivische Ansicht einer anderen Laminiervorrichtung zur Herstellung eines Zwischensparren eines Tragflügels aus Verbundmaterial,
7 ist eine Ansicht einer anderen Vorrichtung zur Herstellung eines Tragflügels aus Verbundmaterial,
8 ist eine Ansicht einer dritten Vorrichtung zur Herstellung eines Tragflügels aus Verbundmaterial im Schnitt,
9 ist eine vergrößerte Ansicht des Bereichs A der 8,
10 ist eine perspektivische Ansicht eines Flugzeug-Haupttragflügels aus Verbundmaterial mit einem alternativen Aufbau, der jedoch außerhalb der vorliegenden Erfindung liegt,
11 ist eine perspektivische Explosionsansicht des in 10 gezeigten Tragflügels,
12 ist eine Ansicht der Verbindungsteile der Zwischensparren eines Tragflügels aus Verbundmaterial,
13 ist eine Ansicht einer Verbindungsmaschine, um die Zwischensparren eines Tragflügels aus Verbundmaterial miteinander zu verbinden,
14 ist eine Ansicht von Zwischensparren eines Tragflügels aus Verbundmaterial in einer Phase vor einem Verbindungsverfahren,
15 ist eine Ansicht von Zwischensparren eines Tragflügels aus Verbundmaterial in einer Phase nach einem Verbindungsverfahren,
16 ist eine Ansicht der verbundenen Zwischensparren mit I-förmigem Querschnitt,
17 ist eine Ansicht eines Zwischensparren mit einem I-förmigen Querschnitt und eines Zwischensparren mit einem U-förmigen Querschnitt, die miteinander verbunden sind,
18 ist eine schematische Teilansicht eines Tragflügels aus Verbundmaterial nach einer zweiten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung im Schnitt,
19 ist eine Ansicht eines Verbindungsteils einer Außenhaut und einer flachen Platte eines Tragflügels aus Verbundmaterial,
20 ist eine Ansicht eines anderen Verbindungsteils einer Außenhaut und einer flachen Platte eines Tragflügels aus Verbundmaterial,
21 ist eine Ansicht eines dritten Verbindungsteils einer Außenhaut und einer flachen Platte eines Tragflügels aus Verbundmaterial,
22 ist eine schematische Ansicht einer Einspannvorrichtung, um lokal einen Bindungsdruck auszuüben, die zur Durchführung eines Verfahrens zur Bildung eines Tragflügel aus Verbundmaterial verwendet wird, und
23 ist eine schematische Ansicht einer weiteren Einspannvorrichtung zur lokalen Ausübung eines Bindungsdrucks, die bei der Durchführung eines Verfahrens zur Bildung eines Tragflügels aus Verbundmaterial verwendet wird.
BESCHREIBUNG DER BEVORZUGTEN AUSFÜHRUNGSFORMEN
Bevorzugte Ausführungsformen der vorliegenden Erfindung werden im folgenden unter Bezugnahme auf die beiliegenden Zeichnungen beschrieben.
1 ist eine perspektivische Explosionsansicht eines Flugzeug-Haupttragflügels aus Verbundmaterial nach einer ersten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung. Ein Flugzeug-Haupttragflügel 1 weist eine obere Außenhaut 2, eine untere Außenhaut 3 und mehrere Zwischensparren 4 auf, die zwischen der oberen Außenhaut 2 und der unteren Außenhaut 3 angeordnet sind. Die obere Außenhaut 2, die untere Außenhaut 3 und die Zwischensparren 4 bestehen aus faserverstärktem Verbundmaterialharz. Die obere Außenhaut 2, die untere Außenhaut 3 und die Zwischensparren 4 werden mit Hilfe eines Thermokompressionsverfahrens in einer Kastenstruktur zusammengefügt.
Bei dem in 1 gezeigten Flugzeug-Haupttragflügel 1 sind die fünf Zwischensparren 4 aneinander angrenzend in Richtung vorn nach hinten (eine Richtung senkrecht zur Spannweite des Flugzeug-Haupttragflügels 1) angeordnet, so dass sie sich von einem Tragflügelansatz in Richtung eines Tragflügelendes erstrecken. Einige der fünf Zwischensparren 4 enden am Tragflügelende. Wenn sich die Zwischensparren 4 in Richtung Tragflügelende verjüngen, können die Zwischensparren 4 nebeneinander angeordnet sein, so dass sich alle Zwischensparren 4 vom Tragflügelansatz zum Tragflügelende erstrecken.
Die vordere Kante und die hintere Kante der integrierten Kastenstruktur werden bearbeitet. Ein vorderer Sparren 5 wird mit gebräuchlichen Befestigungsmitteln an der vorderen Kante befestigt, und ein hinterer Sparren 6 wird mit gebräuchlichen Befestigungsmitteln an der hinteren Kante befestigt.
Mehrere Versteifungsspanten 7 werden an vorgegebenen Positonen längs auf dem Haupttragflügel 1 angeordnet. Jeder Spant 7 ist aus einem oberen Element 7a und einem unteren Element 7b aufgebaut. Wie in 2 gezeigt ist, ist jeder Spant 7 mit der oberen Außenhaut 2, der unteren Außenhaut 3 und den Zwischensparren 4 verbunden, um dem Haupttragflügel 1 Gefügefestigkeit und Steifheit zu verleihen. In dieser Ausführungsform ist jeder Spant 7 in ein oberes und unteres Element aufgeteilt, und die oberen und die unteren Elemente werden durch Formpressen hergestellt und durch in den Zwischensparren 4 ausgebildete Öffnungen in den Haupttragflügel 1 eingeführt.
Es wird ein Verfahren zur Herstellung des Tragflügels aus Verbundmaterial erklärt.
Zunächst wird ein Laminierverfahren von wärmehärtbarem Verbundmaterial mit Prepregs erklärt.
Ein hohler Beutel (Balg) 11 aus Silikonkautschuk mit einer Länge, die länger als die eines Zwischensparren 4 ist, und einer Wandstärke von etwa 3 mm, wird auf einen in 3 gezeigten Kern 10 gesetzt. Ein Trennmittel wird auf den Hohlbeutel 11 aufgetragen. Prepreg-Matten, die Harz enthalten, werden übereinander auf dem Hohlbeutel 11 angeordnet, der mit Hilfe einer automatische Laminiermaschine zur Faseranordnung auf den Kern 10 gelegt wurde, um so eine Prepreg-Schichtstruktur 12 zu bilden, deren Seitenwände Einschnitte 13 und Öffnungen 14 aufweisen, um Spanten hindurchführen zu können. Die automatische Laminiermaschine zur Faseranordnung steuert den Beschichtungswinkel der Prepreg-Matten unabhängig von einer Variation des Abschnitts der Spannweite. Bereiche der Prepreg-Matten, die den Einschnitten 13 und Öffnungen 14 entsprechen, können zum Beispiel ausgeschnitten sein. Nachdem die Prepreg-Schichtstruktur 12 gebildet worden ist, wird der Kern 10 entfernt und die Einschnitte 13 und Öffnungen 14 werden jeweils durch Verschlußstopfen 13a und 14a verschlossen. Somit wird die Prepreg-Schichtstruktur 12 für die Zwischensparren fertiggestellt.
Wie in 4 gezeigt ist, werden Prepreg-Matten 21 für die Bildung einer unteren Außenhaut auf eine untere Halbform 22 geschichtet. Mehrere hohle Beutel 11, die darauf liegende Prepreg-Strukturen 12 halten, werden auf den geschichteten Prepreg-Matten 21 angeordnet, und die Prepreg-Matten 25 für die obere Außenhaut werden auf diese Prepreg-Strukturen 12 geschichtet, um ein Gefüge zu bilden. Seitliche Blöcke 23 mit oberen und unteren Flächen in einer Form, die denen der oberen und der unteren Außenhaut entspricht, und Verspannungsstangen 24, um die Kantenbereiche der Tragflügelanordnung in der richtigen Form zu halten, werden an die Anordnung angesetzt. Eine Verkleidungsplatte 26 mit einer unteren Fläche in einer Form, die der Tragflügelfläche entspricht, wird auf die geschichteten Prepreg-Matten 25 der oberen Außenhaut gelegt.
Dann werden die geschichteten Prepreg-Matten 21 der unteren Außenhaut, die Prepreg-Strukturen 12, die die Zwischensparren bilden und die Hohlbeutel 11 abdecken, die geschichteten Prepreg-Matten 25 der oberen Außenhaut, die Verkleidungsplatte 26 und die Verspannungsstangen 24 mit einem Vakuumbeutel 27 abgedeckt, die sich in Enden der inneren Hohlräume der hohlen Beutel 11 öffnen, wie es in 5 gezeigt ist. Zwischenräume zwischen der unteren Halbform 22 und den hohlen Beuteln 11 werden mit Dichtstreifen 28 und 30 abgedichtet.
Ein Raum, der durch den Vakuumbeutel 27 abgedeckt ist, wird evakuiert, und Wärme und Druck werden den geschichteten Prepreg-Matten 21 der unteren Außenhaut, den Prepreg-Strukturen 12 und den geschichteten Prepreg-Matten 25 der oberen Außenhaut zugeführt. Somit werden die geschichteten Prepreg-Matten 21 der unteren Außenhaut, die Prepreg-Strukturen 12, die die Zwischensparren bilden und die geschichteten Prepreg-Matten 25 der oberen Außenhaut zu einer integrierte Kastenstruktur geformt, d.h. einem Hauptelement des Tragflügels aus Verbundmaterial.
Die Verspannungsstangen 24 werden von der unteren Formhälf te 22, die Seitenblöcke 23 und die Hohlbeutel 11 werden von der integrierten Kastenstruktur, und die Verschlussstopfen 13a und 14a werden aus den Einschnitten 13 und den Öffnungen 14 der Zwischensparren 4 entfernt.
Dann werden die Spanten 7, die jeweils in ein oberes Element 7a und unteres Element 7b geteilt werden können, von einer Seite der integrierten Kastenstruktur durch die Einschnitte 13 und die Öffnungen 14 der Zwischensparren 4 zur anderen Seite der integrierten Kastenstruktur eingeführt. Die Spanten 7 werden mit Hilfe gebräuchlicher Befestigungsmittel mit der oberen Außenhaut 2, der unteren Außenhaut 3 und den Zwischensparren 4 verbunden.
Die vordere Kante und die hintere Kante der integrierten Kastenstruktur, die mit den Spanten 7 versehen ist, werden bearbeitet. Die vorderen Sparren 5 und die hinteren Sparren 6 werden jeweils mit Hilfe gebräuchlicher Befestigungsmittel an der vorderen Kante und der hinteren Kante der überarbeiteten integrierten Kastenstruktur befestigt, um die Tragflügel aus Verbundmaterial fertigzustellen.
Da das obige Verfahren zur Herstellung der Tragflügel aus Verbundmaterial die Spanten über Befestigungen (Befestigungsmittel) mit der integrierten Kastenstruktur verbindet, benötigt es erheblich weniger Zeit, die Kastenstruktur kann in einem Leichtbaustruktur aufgebaut sein, und die Anzahl an Teilen kann reduziert werden, was es ermöglicht, die Tragflügel zu niedrigeren Kosten herzustellen.
Ein Verfahren zur Bildung einer integrierten Kastenstruktur unter Verwendung eines Duroplast-Imprägnierverfahrens wird unter Bezugnahme auf die 6 und 7 beschrieben.
Nach 6 werden Glasfaserstränge 12a aus vielen Fasern in einer Glasfaserstrang-Struktur um eine Laminiermaschine 10a aus einer Eisenlegierung oder einer CFRP gewickelt. Bereiche der Glasfaserstrang-Struktur werden ausgeschnitten, so dass Einschnitte 13 und Öffnungen 14 gebildet werden, um Spanten durch diese zu führen. Die Einschnitte 13 und die Öffnungen 14 werden mit Platten aus Silikonkautschuk oder Platten aus einer Aluminiumlegierung verschlossen. Die Laminiermaschine 10a ist längs schräg in Teile geteilt, um das Entfernen aus einer darauf ausgebildeten Formstruktur zu vereinfachen.
Wie in 7 gezeigt ist, werden Gewebe 34 zur Verstärkung einer unteren Außenhaut übereinander auf einer unteren Form 31 angeordnet. Mehrere Laminiermaschinen 10a, die jeweils eine Glasfaserstrang-Struktur halten, die durch Wickeln der Glasfaserstränge 12a auf dieser gebildet wird, sind Seite an Seite auf den übereinander angeordneten Geweben 34 angeordnet. Gewebe 35 zur Versteifung einer oberen Außenhaut sind übereinander auf den Glasfaserstrang-Strukturen angeordnet, die auf den Laminiermaschinen 10a gehalten werden, und eine obere Form 32 wird auf das Gewebe 35 gesetzt. Die obere Form 32 und die untere Form 31 werden mit Hilfe einer Klemmvorrichtung 33 miteinander verspannt, so dass ein abgeschlossene Raum zwischen ihnen gebildet wird. Eine Leitung 36, die mit einem Absperrorgan 37 versehen ist, wird an die untere Form 31 angeschlossen, so dass sie mit dem abgeschlossene Raum in Verbindung zu steht. Eine Leitung 38, die mit einem Absperrorgan 39 versehen ist, ist mit der oberen Form 32 verbunden, so dass sie ebenfalls mit dem abgeschlossenen Raum in Verbindung steht.
Der abgeschlossene Raum, der von der oberen Form 32 und der unteren Form 31 eingeschlossen wird, wird über die Leitung 38, die mit der oberen Form 32 verbunden ist, evakuiert und ein Duroplast wird über die Leitung 36, die mit der unteren Form 31 verbunden ist, in den abgeschlossenen Raum eingespritzt. Der abgeschlossene Raum wird über die Leitung 38, die mit der oberen Form 32 verbunden ist, evakuiert, bis der Duroplast, der über die Leitung 36, die mit der unteren Form 31 verbunden ist, in den abgeschlossenen Raum eingespritzt wird, über die Form in die Leitung 38 überfließt, die mit der oberen Form 32 verbunden ist. Sobald der Duroplast in die Leitung 38 gesaugt wird, die mit der oberen Form 32 verbunden ist, wird das Absperrorgan 39 in der Leitung 38 geschlossen und der Duroplast wird durch die Leitung 36, die mit der unteren Form 31 verbunden ist, in den abgeschlossene Raum gepresst und gedrückt.
Dann werden Wärme und Druck dem in die Form gespritzten Duroplasten zugeführt, um eine integrierte Kastenstruktur, d.h, ein Hauptelement eines Tragflügels aus Verbundmaterial fertigzustellen.
Die obere Form 32, die untere Form 31 und die Laminiermaschine 10a werden von der integrierten Kastenstruktur getrennt, und die Platte aus Silikonkautschuk oder aus einer Aluminiumlegierung wird entfernt. Anschließend werden Spanten 7, die jeweils in ein oberes Element 7a und ein unteres Element 7b aufgeteilt werden können, von einer Seite der integrierten Kastenstruktur durch die Einschnitte 13 und die Öffnungen 14 der Zwischensparren 4 zur anderen Seite der integrierten Kastenstruktur geführt. Die Spanten 7 werden mit Hilfe der gebräuchlichen Befestigungsmittel mit einer oberen Außenhaut 2, einer unteren Außenhaut 3 und den Zwischensparren 4 verbunden.
Die vordere Kante und die hintere Kante der integrierten Kastenstruktur, die mit den Spanten 7 versehen ist, werden überarbeitet. Die vorderen Sparren und die hinteren Sparren werden jeweils mit Hilfe gebräuchlicher Befestigungsmittel an der vorderen Kante und der hinteren Kante der überarbeiteten integrierten Kastenstruktur befestigt, um einen Tragflügel aus Verbundmaterial fertigzustellen.
Ein Formgebungsverfahren zur Herstellung eines Tragflügels aus Verbundmaterial, das ein verbindendes Formgebungsverfahren verwendet, verklebt ein ausgehärtetes Element aus Verbundmaterial und ein nicht ausgehärtetes Element aus Verbundmaterial miteinander. In diesem Formgebungsverfahren werden zunächst zwei Außenhäute, zum Beispiel, über ein Laminierverfahren eines wärmehärtbaren Verbundmaterials oder durch ein Duroplast-Imprägnierverfahren geformt. Wie in der Beschreibung des Verfahrens zur Herstellung eines Tragflügel erwähnt wurde, werden unter Einsatz eines Laminierverfahren eines wärmehärtbaren Verbundmaterials, Zwischensparren gebildet, indem Prepreg-Matten auf Hohlbeutel geschichtet werden, und die Zwischensparren werden mit Hilfe eines Klebers auf eine Außenhaut gesetzt, die auf eine untere Formhälfte gelegt wird. Die andere Außenhaut wird mit einem Kleber mit den Zwischensparren verbunden, um so ein Gefüge zu bilden. Durch ein Verfahren, vergleichbar mit dem zuvor beschriebenen Verfahren zur Herstellung eines Tragflügels unter Einsatz des Laminierverfahrens des wärmehärtbaren Verbundmaterial werden dem Gefüge zum Aushärten Wärme und Druck zugeführt.
Wie in 8 gezeigt ist, können die obere Außenhaut 2 und die untere Außenhaut 3 an Positionen, die den senkrechten Wänden entsprechen, die zwischen den aneinander angrenzend angeordneten Zwischensparren 4 angeordnet sind und sich zwischen der oberen Außenhaut 2 und der unteren Außenhaut 3 erstrecken, mit Spanten 40 versehen sein. Die Außenhaut, die mit den Spanten 40 versehen ist, wird gebildet, indem mehrere Prepreg-Matten (die jeweils an einem Ende einen Einschnitt aufweisen) auf mehrere Segmente eines unteren Formteils mit einer oberen Fläche in einer Form, die der einer unteren Tragflügelfläche entspricht, geschichtet werden, die Segmente miteinander verbunden werden, zusätzliche Prepreg-Matten auf die geschichteten Prepreg-Matten geschichtet werden, eine obere Formhälfte mit einer unteren Fläche in einer Form, die einer oberen Tragflügelfläche entspricht, auf die geschichteten Prepreg-Matten gesetzt werden, und Wärme und Druck den geschichteten Prepreg-Matten zugeführt werden.
Die Prepreg-Schichtstruktur 12, die auf dem Hohlbeutel 11 ausgebildet wird, wird sorgfältig unterteilt, zum Beispiel, in halbkreisförmige Abschnitte unterteilt, und die halbkreisförmigen Abschnitte werden so angeordnet, dass ihre Kantenbereiche einander nicht überlappen oder nicht in Kontakt miteinander stehen. Die so gebildete Prepreg-Schichtstruktur 12 wird während eines Formgebungsverfahrens mit Hilfe des Hohlbeutel 11 expandiert, der expandiert, wenn ihm Druck zugeführt wird. Somit kann die Prepreg-Schichtstruktur 12 fest gegen die Außenhäute 2 und 3 gedrückt werden und mit diesen verbunden werden, und die benachbarten Zwischensparren 4 fest gegeneinander gedrückt und miteinander verbunden werden.
Die mit den Spanten 40 versehenden geformten Außenhäute 2 und 3 können einzeln einer zerstörungsfreien Prüfung unterzogen werden. Somit kann eine zerstörungsfreie Prüfung von Bereichen des Tragflügels benachbart zu den Flächen der Tragflügel, die stabil sein müssen, vereinfacht werden. Da die Spanten, die mit den Außenhäuten 2 und 3 kombiniert sind, die Steifheit der Außenhäute 2 und 3 erhöhen, werden die Auswahlmöglichkeiten der Bereiche, an denen die Außenhäute 2 und 3 gehalten werden, um die Außenhäute 2 und 3 handhaben zu können, vergrößert, was die Handhabung der Außenhäute 2 und 3 vereinfachen kann.
Der Tragflügel aus Verbundmaterial nach der vorliegenden Erfindung kann durch ein Verfahren hergestellt werden, bei dem mehrere Bauelemente der Tragflügel einzeln ausgeformt werden und miteinander verklebt werden. Dieses Verfahren wird als Sekundärklebeverfahren bezeichnet, wobei die Außenhäute und die Zwischensparren einzeln ausgebildet werden und miteinander verklebt werden.
Nachdem die Außenhäute und die Zwischensparren einzeln durch das Laminierverfahren eines wärmehärtbaren Verbundmaterials oder das Duroplast-Imprägnierverfahren hergestellt worden sind, können die Außenhäute und die Zwischensparren aus den Formen entfernt werden und einem Formgebungsverfahren unterzogen werden. Wenn der Tragflügel durch dieses Verfahren hergestellt wird, können die Einschnitte und die Öffnungen nach dem Aushärten in die Zwischensparren eingelassen werden.
Wenn die einzeln ausgeformten Außenhäute und die Zwischensparren zusammengesetzt werden, wird eine Außenhaut auf eine untere Formhälfte gelegt, die Zwischensparren auf der Außenhaut angeordnet und die andere Außenhaut auf die Zwischensparren gelegt. Ein Kleber wird auf die Verbindungsteile der Bauelemente aufgetragen und die Verbindungsteile werden mit Wärme und Druck behandelt.
Der obige Tragflügel aus Verbundmaterial weist die obere Außenhaut, die untere Außenhaut und mehrere Zwischensparren auf, die zwischen der oberen und der unteren Außenhaut angeordnet sind. Die Zwischensparren erstrecken sich zwischen Ansatz und Ende der oberen und der unteren Außenhaut, und die Zwischensparren werden integriert mit der oberen und der unteren Außenhaut ausgebildet oder werden mit einem Kleber an der oberen und der unteren Außenhaut befestigt. Somit benötigt der Tragflügel eine relativ geringe Anzahl an Bauteilen und eine erheblich verringerte Herstellungszeit und kann bei niedrigen Kosten hergestellt werden.
Das vorherige Verfahren zur Herstellung des Tragflügel aus Verbundmaterial mit der oberen Außenhaut, der unteren Außenhaut und mehrere Zwischensparren, die nebeneinander zwischen der oberen und der unteren Außenhaut angeordnet sind und sich vom Tragflügelansatz zum Tragflügelende erstreckt: bildet durchgehende Löcher in den Zwischensparren im wesentlichen senkrecht zur Längsrichtung der Zwischensparren, ordnet mehrere Zwischensparren auf einer der Außenhäute an, wobei die durchgehenden Löcher aufeinander ausgerichtet sind, ordnet die andere Außenhaut auf den mehreren Zwischensparren an, verklebt die Zwischensparren und die Außenhäute miteinander, führt die Versteifungsspanten durch die durchgehenden Löcher der Zwischensparren, und verbindet die Versteifungsspanten mit den Zwischensparren und den Au ßenhäuten. Somit kann die Anzahl der Teile erheblich reduziert werden, können die Versteifungsspanten auf einfache Weise angeordnet werden, haben die Tragflügel aus Verbundmaterial eine ausreichende Gefügefestigkeit und Steifheit und erfordert die Herstellung der Tragflügel eine erheblich reduzierte Anzahl Mannstunden.
Im folgenden wird ein Tragflügel aus Verbundmaterial gemäß einer zweiten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung beschrieben.
10 zeigt eine perspektivische Ansicht eines Flugzeug Haupttragflügels 101, der außerhalb des Rahmens der vorliegenden Erfindung liegt, der aber zum Verständnis der vorliegenden Erfindung miteinbezogen wird. Der Flugzeug Haupttragflügel 101 weist einen Zwischensparren 102a und mehrere Zwischensparren 102 auf, die jeweils aus einem Verbundmaterial bestehen und einen U-förmigen Querschnitt aufweisen. Die Zwischensparren 102a und 102 sind auf eine Weise angeordnet, dass sich Längsflansche benachbarter Zwischensparren 102a und 102 überlappen und in Kontakt miteinander stehen. Überlappende Bereiche der Längsflansche benachbarter Zwischensparren 102a und 102 werden mit Befestigungsmitteln 103 aneinander befestigt, wie es in 12 gezeigt ist.
Wie in 11 gezeigt ist, verjüngen sich die Zwischensparren 102a und 102 in Richtung ihres Endes in einer Form, die jenen Abschnitten des Haupttragflügel 101 entsprechen, wie sie durch Unterteilen des Haupttragflügels 101 in Richtung der Spannweite definiert werden. Die Zwischensparren 102a und 102 erstrecken sich zwischen Tragflügelansatz und Tragflügelende des Haupttragflügels 101. Die Zwischensparren 102a und 102 werden zum Beispiel durch ein Laminierverfahren eines wärmehärtbaren Verbundmaterials einzeln ausgeformt.
Wie in den 11 und 12 gezeigt ist, handelt es sich bei jedem Zwischensparren 102a und 102 um ein Element mit einem U-förmigen Querschnitt und mit einem Steg 104, der als senkrechte Wand dient, und Flanschen 105 und 106, die integriert mit dem Steg 104 ausgebildet sind. Wenn benachbarte Zwischensparren 102a und 102 auf eine Weise angeordnet sind, dass die Flansche 105 und 106 eines Zwischensparren 102a und 102 Bereiche der Flansche 105 und 106 in der Nähe eines Stegs 104 der benachbarten Zwischensparren 104 überlappen und die überlappenden Bereiche der Flansche 105 und 106 aneinander befestigt werden, um den in 10 gezeigten Haupttragflügels 101 zu bilden, bilden die oberen Flansche 105 und die unteren Flansche 106 Abschnitte der Außenhäute des Haupttragflügel 101. Das bedeutet, dass Außenflächen der oberen Flansche 105 der Zwischensparren 102 und deren untere Flansche 106 als Flächenabschnitte des Haupttragflügel 101 dienen.
Wie 14 gezeigt ist, weist der Zwischensparren 102a, der an einem Ende der Anordnung aus den Zwischensparren 102 angeordnet ist, Verbindungsteile 105a und 106a auf, die gebildet werden, indem jeweils Innenflächen der Kantenbereiche der Flansche 105 und 106 nach hinten versetzt werden. Die Verbindungsteile 105a und 106a der Zwischensparren 102a werden gebildet, indem die Anzahl der Prepreg-Matten, die zur Bildung der Zwischensparren 102a geschichtet werden, reduziert wird. Die Stärke der Verbindungsteile 105a und 106a ist geringer als die anderer Bereiche der Flansche 105 und 106 und beträgt zum Beispiel etwa die Hälfte der Stärke der anderen Bereiche der Flansche 105 und 106. Die Verbindungsteile 105a und 106a werden im Mittelteil 102a ausgebildet, um die Zwischensparren 102a mit den benachbarten Zwischensparren 102 auf eine Weise zu verbinden, dass die Außenflächen der oberen Flansche 105 der Zwischensparren 102a und 102 bündig aufeinander liegen und die Außenflächen deren unteren Flansche 106 bündig aufeinander liegen, so dass sie mit den Abschnitten der Außenfläche des Haupttragflügel 101 übereinstimmen.
Wie in 14 gezeigt ist, werden Versteifungselemente 107 aus einem Verbundmaterial, einer Aluminiumlegierung oder einer Titanlegierungen zwischen dem Steg 104 und den Flanschen 105 und 106 der endständigen Zwischensparren 102a angeordnet und mit Hilfe von Befestigungsmitteln 103a an dem Steg 104 und den Flanschen 105 und 106 befestigt, bevor die endständigen Zwischensparren 102a an den benachbarten Zwischensparren 102 befestigt werden. Die endständigen Zwischensparren 102a können als hintere Sparren des Haupttragflügel 101 dienen.
Wie in 14 gezeigt ist, weist jeder Zwischensparren 102 ein Verbindungsteil 105a, das ausgebildet wird, indem eine Innenfläche eines Kantenbereichs nach hinten versetzt wird, und ein Verbindungsteil 105b, das ausgebildet ist, indem die Außenfläche eines Bereichs, der an den Steg 104 des oberen Flansches 105 grenzt, nach hinten versetzt wird, und ein Verbindungsteil 106a, das ausgebildet ist, indem die Innenfläche eines Kantenbereichs nach hinten versetzt ist, und ein Verbindungsteil 106b auf, das gebildet wird, indem die Außenfläche eines Bereichs, der an den Steg 104 des unteren Flansches 106 grenzt, nach hinten versetzt wird. Die Verbindungsteile 105a, 105b, 106a und 106b des Zwischensparren 102 werden gebildet, indem die Anzahl der zur Bildung des Zwischensparren 102 geschichteten Prepreg-Matten reduziert wird. Die Dicke der Verbindungsteile 105a, 105b, 106a und 106b ist geringer als die anderer Bereiche der Flansche 105 und 106 und ist zum Beispiel etwa halb so dick wie andere Bereiche der Flansche 105 und 106. Die Verbindungsteile 105a, 105b, 106a und 106b werden in den Zwischenteilen 102 ausgebildet, um die benachbarten Zwischensparren 102 auf eine Weise miteinander zu verbinden, dass die Außenflächen der oberen Flansche 105 der Zwischensparren 102 bündig zueinander stehen und die Außenflächen ihrer unteren Flansche 106 bündig zueinander stehen, um so die Abschnitte der Außenfläche des Haupttragflügels 101 anzugleichen.
Wie in 15 gezeigt ist, werden Versteifungselemente und Befestigungen zur Halterung eines Entlüftungsrohrs 108 oder andere Anschlussstücke mit Befestigungsmitteln 103b oder zusätzlichen Klebemittel an der Innenfläche der Zwischensparren 102 fixiert, bevor der Zwischensparren 102 mit dem benachbarten verbunden wird.
Die Zwischensparren 102 und 102a werden über ein Laminierverfahren eines wärmehärtbaren Verbundmaterials oder ein Duroplast-Imprägnierverfahren ausgeformt, bei denen es sich um allgemein bekannte Verfahren handelt und ihre Beschreibung wird somit weggelassen.
Ein Verfahren zur Herstellung des Flugzeug-Haupttragflügels 101, der mit den Zwischensparren 102 und 102a versehen ist, wird im folgenden beschrieben.
Wie in 14 gezeigt ist, werden die Versteifungselemente 107, die separat hergestellt werden, über Befestigungsmittel 103a an dem Steg 104 und den Flanschen 105 und 106 der endständigen Zwischensparren 102a befestigt. Die Befestigungen zur Halterung von Anschlussstücken werden ebenfalls an den endständigen Zwischensparren 102a befestigt. Versteifungselemente 107 oder ähnliches sind leicht an den endständigen Zwischensparren 102a zu befestigen, da der Befestigungsvorgang unter Beobachtung erfolgen kann.
Wie in 14 gezeigt ist, sind die Zwischensparren 102a und 102 parallel zueinander auf eine Weise angeordnet, dass ein Bereich der Zwischensparren 102 auf der Seite der Verbindungsteile 105b und 106b in Richtung des Pfeils A in einen Bereich der Zwischensparren 102a auf der Seite der Verbindungsteile 105a und 106a geschoben werden kann. Folglich überlappen der Verbindungsteil 105a des oberen Flansches 105 der Zwischensparren 102a und der Verbindungsteil 105b des oberen Flansches 105 der Zwischensparren 102, und es überlappen der Verbindungsteil 106a des unteren Flansches 106 der Zwischensparren 102a und der Verbindungsteil 106b des unteren Flansches 106 der Zwischensparren 102.
Die überlappenden Verbindungsteile 105a und 105b und die überlappenden Verbindungsteile 106a und 106b werden mit Hilfe einer automatischen Nietmaschine 109 über Nieten 110 aneinander befestigt, wie es in 13 gezeigt ist. Da die jeweiligen oberen Flansche 105 der Zwischensparren 102a und 102 und ihre jeweiligen unteren Flansche 106 Abschnitte der Außenhäute des Haupttragflügels 101 bilden, bilden die Außenflächen der oberen Flansche 105 der Zwischensparren 102a und 102 und die Außenflächen ihrer unteren Flansche 106 Abschnitte einer Fläche des Haupttragflügels 101, wenn die Zwischensparren 102a und 102 zusammengesetzt werden, wie es in 10 gezeigt ist. Da die Dicke der Verbindungsteile 105a, 105b, 106a und 106b geringer als die anderer Bereiche der Flansche 105 und 106 ist, zum Beispiel, nur der Hälfte letzerer beträgt, bilden die Außenflächen der jeweiligen oberen Flansche 105 der Zwischensparren 102a und 102, und die Außenflächen der jeweiligen unteren Flansche 106 der Zwischensparren 102a und 102 Abschnitte der sanft gekrümmten Fläche des Haupttragflügels 101.
Wie in 15 gezeigt ist, werden die Befestigungen, die das Entlüftungsrohr 108 halten, und Versteifungselemente mit den Befestigungsmitteln 103b an einer Innenfläche des Stegs 104 der Zwischensparren 102 befestigt, welcher mit dem abschließenden Zwischensparren 102a verbunden ist. Das Entlüftungsrohr 108 kann auf einfache Weise am Steg 104 der Zwischensparren 102 angebracht werden, da das Entlüftungsrohr 108 zu sehen ist, während das Entlüftungsrohr 108 an den Zwischensparren 102 angebracht wird.
Dann wird ein anderer Zwischensparren 102 neben dem Zwischensparren 102 angeordnet, der mit dem Entlüftungsrohr 108 versehen ist, wie es in 15 gezeigt ist. Dann wird ein Bereich der Zwischensparren 102 auf der Seite der Verbindungsteile 105b und 106b in einen Bereich der Zwischensparren 102a auf der Seite der Verbindungsteile 105a und 106a, der mit dem Entlüftungsrohr 108 versehen ist, ge drückt. Folglich überlappen die jeweiligen Verbindungsteile 105a und 105b der oberen Flansche 105 der Zwischensparren 102, und die jeweiligen Verbindungsteile 106a und 106b der unteren Flansche 106 der Zwischensparren 102 einander.
Die überlappenden Verbindungsteile 105a und 105b und die überlappenden Verbindungsteile 106a und 106b werden mit Hilfe der automatischen Nietmaschine 109 mittels Nieten 110 aneinander befestigt, wie es in 13 gezeigt ist. Da die jeweiligen oberen Flansche 105 der Zwischensparren 102 und deren jeweilige untere Flansche 106 Abschnitte der Außenhäute des Haupttragflügels 101 bilden, bilden die Außenflächen der oberen Flansche 105 der Zwischensparren 102 und die Außenflächen deren unterer Flansche 106 Flächenabschnitte des Haupttragflügel 101, wenn die Zwischensparren 102 zusammengesetzt werden, wie es in 10 gezeigt ist.
Die mehreren Zwischensparren 102 werden auf obige Weise nacheinander miteinander verbunden, und ein Sparren mit einem kurzen Flansch und einem U- oder I-förmigen Querschnitt wird an dem letzten Zwischensparren 102 befestigt, um den Flugzeug-Haupttragflügel 101 fertigzustellen.
Es können auch Zwischensparren mit einem anderen als einem U-förmigen Querschnitt verwendet werden. Es können zum Beispiel Zwischensparren 102b mit einem I-förmigen Querschnitt verwendet werden, wie er in 16 gezeigt ist, und Zwischensparren 102 mit einem U-förmigen Querschnitt und Zwischensparren 102b mit einem I-förmigen Querschnitt können in Kombination verwendet werden, wie es in 17 gezeigt ist. Obwohl ein offener Raum, der von den Zwischensparren 102 und 102b begrenzt wird, nicht zum Verbinden der Zwischensparren 102 und 102b miteinander verwendet werden kann, wenn ein Zwischensparren 102 mit einem U-förmigen Querschnitt und ein Zwischensparren 102b mit einem I-förmigen Querschnitt in Kombination verwendet werden, können die Zwischensparren 102 und 102b über Blindbefestigungen aneinander befestigt werden, die allgemein für den Flugzeugzusammenbau verwendet werden.
Obwohl die Versteifungselemente, die Befestigungen oder die Anschlussstücke an den Zwischensparren angebracht werden, nachdem der Zwischensparren mit dem benachbarten verbunden wird, kann bei der Herstellung des Haupttragflügels nach dieser Ausführungsform, um eine Beeinträchtigung des Verbindungsvorgangs des Zwischensparren mit dem benachbarten zu vermeiden, der Zwischensparren mit dem benachbarten verbunden werden, nachdem die Abschlussstücke oder ähnliches an dem Zwischensparren befestigt wurden, vorausgesetzt, dass die Abschlussstücke oder ähnliches auf eine Weise angeordnet werden, dass das Verbinden des Zwischensparren mit dem benachbarten durch die Abschlussstücke oder ähnliches nicht beeinträchtigt wird.
Bei den Befestigungsmitteln kann es sich um Nieten oder Schrauben handeln.
Somit wird der Haupttragflügel aus Verbundmaterial gebildet, indem nacheinander mehrere Zwischensparren aus Verbundmaterial miteinander verbunden werden, die jeweils einen oberen und unteren Flansch und einen Steg aufweisen, so dass der obere und der untere Flansch der Zwischensparren so angeordnet werden, dass eine glatte Fläche gebildet wird, die mit der oberen und unteren Fläche des Haupttragflügels übereinstimmt. Daher enthält der Haupttragflügel eine erheblich reduzierte Anzahl an Teilen und kann mit einer erheblich reduzierten Anzahl an Mannstunden zusammengesetzt werden und mit niedrigen Kosten hergestellt werden. Da Räume, die von den Zwischensparren begrenzt werden, während des Zusammenbaus einfach zugänglich sind, können die Abschlussstücke einfach in die Räume gesetzt werden, und es kann auf eine einfache Weise eine zerstörungsfreie Prüfung erfolgen.
Außerdem wird der Haupttragflügel aus Verbundmaterial durch Verbinden der überlappenden Bereiche (Verbindungsteile) mit den Befestigungsmitteln, nachdem der Bereich der Zwischensparren mit der Seite des Steg ist in den Bereich der benachbarte Zwischensparren auf der Seite, die dem Steg gegenüberliegt, gesetzt worden ist. Daher hat der Haupttragflügel eine erheblich reduzierte Anzahl an Teilen und kann mit einer erheblich reduzierten Anzahl an Mannstunden zusammengebaut werden und bei niedrigen Kosten hergestellt werden. Da Räume, die durch die Zwischensparren begrenzt werden, während des Zusammenbaus einfach zugänglich sind, können die Anschlussstücke auf einfache Weise in die Räume eingesetzt werden und eine zerstörungsfreie Untersuchung auf einfache Weise durchgeführt werden.
Ein Tragflügel aus Verbundmaterial wird im folgenden anhand einer zweiten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung unter Bezugnahme auf 18 beschrieben, die den Tragflügel 210 aus Verbundmaterial der zweiten Ausführungsform in einer schematischen Teilansicht im Schnitt zeigt, der Tragflügel 210 hat eine obere Außenhaut 212, die mit mehreren Versteifungsteilen 211 versehen ist, welche über die Innenfläche vorstehen, eine untere Außenhaut 214, die mit mehreren Versteifungsteilen 213 versehen ist, die über die Innenfläche vorstehen, und senkrechten flachen Platten 216. Jede senkrechte flache Platte 216 hat obere und untere Kantenbereiche, die mit Klebefilmen 215 aus einem wärmehärtbaren Kleber an entsprechende Versteifungsteile 211 und 211 der Außenhäute 212 und 214 geklebt sind. Die flachen Platten 216 dienen als Stege der kanalförmigen Sparren. Bei den Außenhäuten 212 und 214 und flachen Platten 216 vor der Formbildung kann es sich um ausgehärtete Elemente aus faserverstärktem Verbundmaterial oder halbausgehärtete Elemente eines Prepreg handeln.
Die Versteifungsteile 211 und 213 der Außenhäute 212 und 214 erstrecken sich zwischen Tragflügelansatz und Tragflügelende des Tragflügels 210, um die Hauptlast auf den Tragflügel 210 zu halten. Die Versteifungsteile 211 und 213 haben flache Verbindungsflächen 217, so dass die Kantenberei che der flachen Platten 216 fest an die Versteifungsteile 211 und 213 gebunden werden können.
Die 19 to 21 zeigen Verbindungen verschiedenen Typs der Versteifungsteile 211 und 213 und der flachen Platte 216, wobei die Verbindungen selektiv nach erforderlicher Festigkeit verwendet werden. Da die Verbindung des oberen Kantenbereichs und des Versteifungsteils 211 der obere Außenhaut 212 und die Verbindung des unteren Kantenbereichs und des Versteifungsteils 213 der unteren Außenhaut 214 im wesentlichen gleich sind; werden lediglich die Verbindung des Versteifungsteils 213 der unteren Außenhaut 214 und der untere Kantenbereich der flachen Platte 216 beschrieben, und die Beschreibung der anderen Verbindungen wird unterlassen.
In der Verbindung des Versteifungsteils 213 und der in 19 gezeigten flachen Platte 216, weist das Versteifungsteil 213 eine flache Verbindungsfläche 217, mit der der untere Kantenbereich der flachen Platte 261 verbunden wird, und eine geneigte Rückfläche 218 auf. Die geneigte Rückfläche 218 kann durch eine stufenförmige Fläche ersetzt werden. Der untere Kantenbereich der flachen Platte 216 ist über einen wärmehärtbaren Klebefilm 215 mit der Verbindungsfläche 217 des Versteifungsteils 213 verbunden.
In der Verbindung des Versteifungsteils 213 und der flachen Platte 216, wie es in 20 gezeigt ist, weist das Versteifungsteil 213 eine flache Verbindungsfläche 217 und eine geneigte Verbindungsfläche 218 der flachen Verbindungsfläche 217 gegenüberliegend auf. Ein unterer Kantenbereich der flachen Platte 216 ist in zwei Verbindungsbereiche 219 und 220 aufgeteilt. Der Verbindungsbereich 219 wird über einen wärmehärtbaren Klebefilm 215 mit der flachen Verbindungsfläche 217 verbunden, und der andere Verbindungsbereich 220 wird über einen wärmehärtbaren Klebefilm 215 mit der geneigten Verbindungsfläche 218 des Versteifungsteils 213 verbunden.
In der Verbindung des Versteifungsteils 213 und der flachen Platte 216 weist, wie in 21 gezeigt ist, das Versteifungsteil 213 eine flache Verbindungsfläche 217 und eine geneigte Verbindungsfläche 218 der flachen Verbindungsfläche 217 gegenüberliegend auf. Ein unterer Kantenbereich der flachen Platte 216 wird mit einem wärmehärtbaren Klebefilm 215 an die flache Verbindungsfläche 217 geklebt. Ein wärmehärtbarer Klebefilm 215 und mehrere übereinander angeordnete Prepreg-Matten 221 werden in einem Bereich vom unteren Ende der geneigten Verbindungsfläche 218 bis zu einem Bereich der flachen Platte 216 angebracht, der sich vom oberen Ende des Versteifungsteils 213 nach oben erstreckt. Wärme und Druck werden den Prepreg-Matten 221 zugeführt, um diese mit der geneigten Verbindungsfläche 218 und dem Bereich der flachen Platte 216 zu verbinden. Die Anzahl der Prepreg-Matten 221 ist von dem Design des Tragflügel abhängig.
22 zeigt eine Anordnung der Außenhäute 212 und 214 und der in 19 gezeigten flachen Platten 216, welche in eine geteilte Einspannvorrichtung 230 gesetzt worden sind, in einem Zustand vor der Formgebung. Die geteilte Einspannvorrichtung 230 kann in eine obere Hälfte der Einspannvorrichtung 233 und eine untere Hälfte der Einspannvorrichtung 234 aufgetrennt werden. Die obere Hälfte der Einspannvorrichtung 233 weist eine Innenfläche in einer Form auf, die der oberen Tragflügelfläche entspricht, und die untere Hälfte der Einspannvorrichtung 234 weist eine Innenfläche in einer Form auf, die der unteren Tragflügelfläche entspricht. Formvorrichtungen 232 werden in geschlossene Räume 231 gesetzt, die jeweils von den Außenhäuten 212 und 214 und den flachen Platten 216 begrenzt werden. Jede Formvorrichtung 232 enthält zwei Pressvorrichtungen 235a und 235b und eine ausziehbare Vorrichtung 236, um die Pressvorrichtungen 235a und 235b auseinander zu bewegen.
Die Pressvorrichtung 235a weist eine Druckfläche 237a auf, um die obere Außenhaut 212 gegen die Innenfläche der oberen Hälfte der Einspannvorrichtung 233 zu drücken, und ist auf einer ihrer Seitenflächen mit einem Silikonkautschuk-Balg 238a versehen. Der Silikonkautschuk-Balg 238a wird expandiert, indem ein Fluid unter Druck in den Silikonkautschuk-Balg 238a eingespeist wird, um den oberen Kantenbereich der flachen Platte 216 gegen die Verbindungsfläche des Versteifungsteils 211 der obere Außenhaut 212 zu pressen. Der Silikonkautschuk-Balg 238a kann durch einen festen Silikonkautschuk-Körper ersetzt werden, der expandiert, wenn er erwärmt wird, um den oberen Kantenbereich der flachen Platte 216 gegen die Verbindungsfläche des Versteifungsteils 211 der obere Außenhaut 212 zu pressen.
Die Pressvorrichtung 235b weist eine Druckfläche 237b auf, um die untere Außenhaut 214 gegen die Innenfläche der unteren Hälfte der Einspannvorrichtung 234 zu pressen, und ist auf einer ihrer Seitenflächen mit einem Silikonkautschuk-Balg 238b versehen. Der Silikonkautschuk-Balg 238b wird expandiert, indem ein Fluid unter Druck in den Silikonkautschuk-Balg 238b eingespeist wird, um den unteren Kantenbereich der flachen Platte 216 gegen die Verbindungsfläche des Versteifungsteils 213 der unteren Außenhaut 214 zu pressen. Der Silikonkautschuk-Balg 238a kann durch einen festen Silikonkautschuk-Körper ersetzt werden, der expandiert, wenn Wärme zugeführt wird.
Bei der ausziehbaren Vorrichtung 236 handelt es sich um eine geteilte Einspannvorrichtung, die aus zwei länglichen keilförmigen Teilen besteht, die jeweils über Schrägen in Gleitkontakt miteinander stehen. Nach dem Verbinden der oberen Hälfte der Einspannvorrichtung 233 und der unteren Hälfte der Einspannvorrichtung 234 werden die länglichen keilförmigen Teilen der ausziehbaren Vorrichtung 236 in entgegengesetzte Richtungen bewegt, um die Pressvorrichtungen 235a und 235b auseinander zu bewegen und die obere Außenhaut 212 gegen die obere Hälfte der Einspannvorrichtung 233 und die untere Außenhaut 214 und gegen die untere Hälf te der Einspannvorrichtung 234 zu drücken.
23 zeigt eine Anordnung der Außenhäute 212 und 214 und der flachen Platten 216, die wie in 21 gezeigt, in eine andere geteilte Einspannvorrichtung 230 eingesetzt sind, in einem Zustand vor der Formgebung. Die geteilte Einspannvorrichtung 230 kann in eine obere Hälfte der Einspannvorrichtung 233 und eine untere Hälfte der Einspannvorrichtung 234 geteilt werden. Formvorrichtungen 240 werden in geschlossene Räume 231 gesetzt, die von den Außenhäuten 212 und 214 und den flachen Platten 216 begrenzt werden. Jede Formvorrichtung 240 enthält zwei Pressvorrichtungen 241a und 241b und eine ausziehbare Vorrichtung 242, um die Pressvorrichtungen 241a und 241b voneinander weg zu bewegen.
Die Pressvorrichtung 241a weist eine Druckfläche 243a auf, um die obere Außenhaut 212 gegen die Innenfläche der oberen Hälfte der Einspannvorrichtung 233 zu drücken, und ist auf einander gegenüberliegenden Seitenflächen jeweils mit Silikonkautschuk-Bälgen 244a und 245a versehen. Der Silikonkautschuk-Balg 244a wird expandiert, indem ein Fluid unter Druck in den Silikonkautschuk-Balg 244a eingespeist wird, um den oberen Kantenbereich der flachen Platte 216 gegen die Verbindungsfläche des Versteifungsteils 211 der oberen Außenhaut 212 zu drücken. Der Silikonkautschuk-Balg 245a wird expandiert, indem ein Fluid unter Druck in den Silikonkautschuk-Balg 245a eingespeist wird, um die Prepreg-Matten 221 gegen das Versteifungsteil 211 der oberen Außenhaut 212 und die flache Platte 216 zu drücken.
Die Pressvorrichtung 241b weist eine Druckfläche 243b auf, um die untere Außenhaut 214 gegen die Innenfläche der untere Hälfte der Einspannvorrichtung 234 zu drücken und ist auf einander gegenüberliegenden Seitenflächen mit Silikonkautschuk-Bälge 244b und 245b versehen. Der Silikonkautschuk-Balg 244b wird expandiert, indem ein Fluid unter Druck in den Silikonkautschuk-Balg 244b eingespeist wird, um den untere Kantenbereich der flachen Platte 216 gegen die Verbindungsfläche des Versteifungsteils 213 der unteren Außenhaut 214 zu drücken. Der Silikonkautschuk-Balg 245b wird expandiert, indem ein Fluid unter Druck in den Silikonkautschuk-Balg 245b eingeführt wird, um die Prepreg-Matten 221 gegen das Versteifungsteil 213 der unteren Außenhaut 214 und die flache Platte 216 zu drücken.
Bei der ausziehbaren Vorrichtung 242 handelt es sich um eine geteilte Einspannvorrichtung, die aus zwei länglichen keilförmigen Teilen besteht, die jeweils über Schrägen in Gleitkontakt miteinander stehen. Nach dem Verbinden der oberen Hälfte der Einspannvorrichtung 233 und der unteren Hälfte der Einspannvorrichtung 234, werden die länglichen keilförmigen Teile der ausziehbaren Vorrichtung 242 in entgegengesetzte Richtungen bewegt, um die Pressvorrichtungen 241a und 241b voneinander weg zu bewegen und die obere Außenhaut 212 und die untere Außenhaut 214 jeweils gegen die obere Hälfte der Einspannvorrichtung 233 und die untere Hälfte der Einspannvorrichtung 234 zu drücken.
Wenn der in 18 gezeigte Tragflügel geformt wird, werden die obere Außenhaut 212, die auf ihrer Innenfläche mit den Versteifungsteilen 211 versehen ist, die untere Außenhaut 214, die auf ihrer Innenfläche mit den Versteifungsteilen 213 versehen ist, und die flachen Platten 216, die als Stege der kanalförmigen Zwischensparren dienen können, einzeln aus einem faserverstärktem Verbundmaterialharz gefertigt.
Die obere Außenhaut 212 und die untere Außenhaut 214 werden einander gegenüberliegend in die geteilte Einspannvorrichtung gelegt. Die flachen Platten 216 werden zwischen der oberen Außenhaut 212 und der unteren Außenhaut 214 auf eine Weise angeordnet, dass ihre oberen Kantenbereiche den Verbindungsflächen der Versteifungsteile 211 der oberen Außenhaut 212 mit den Klebefilmen 215 gegenüberliegen, und dass ihre unteren Kantenbereiche den Verbindungsflächen der Ver steifungsteile 213 der untere Außenhaut 214 mit den Klebefilmen 215 gegenüberliegen. Dann werden die oberen und die unteren Endbereiche der flachen Platten 216 gegen die Verbindungsflächen der Versteifungsteile 211 und 213 gedrückt, und Wärme wird den Verbindungsflächen zugeführt, um die flachen Platten 216 mit den Versteifungsteilen 211 und 213 der Außenhäute 212 und 214 zu verbinden. Somit werden die obere Außenhaut 212, die untere Außenhaut 214 und die flachen Platten 216 miteinander verbunden.
Ein Verfahren zum Zusammenbau der Außenhäute 212 und 214, die mit den Versteifungsteilen 211 und 213 versehen sind, wie es in 19 gezeigt ist, und der flachen Platten 216 zur Bildung eines Tragflügels aus Verbundmaterial wird im folgenden unter Bezugnahme auf 22 beschrieben.
Die obere Außenhaut 212, die auf ihrer Innenfläche mit den Versteifungsteilen 211 versehen ist, die untere Außenhaut 214, die auf der Innenfläche mit den Versteifungsteilen 213 versehen ist, und die flachen Platten 216, die als Zwischensparren dienen, werden einzeln aus einem faserverstärkten Verbundmaterialharz gefertigt. Die obere Außenhaut 212, die untere Außenhaut 214 und die flachen Platten 216 können jeweils entweder ausgehärtete Elemente oder halbausgehärtete Elemente sein.
Die untere Außenhaut 214 wird auf die untere Hälfte der Einspannvorrichtung 234 gelegt. Die untere Hälfte der Einspannvorrichtung 234 hat eine Innenfläche in einer Form, die der unteren Tragflügelfläche entspricht.
Die flachen Platten 216 mit einander entgegengesetzten Kantenbereichen, die mit den wärmehärtbaren Klebefilmen 215 bedeckt sind, werden auf eine Weise auf die untere Außenhaut 214 gelegt, dass die unteren Kantenbereichen jeweils den Verbindungsflächen der Versteifungsteile 213 der unteren Außenhaut 214 gegenüberliegen.
Die Formvorrichtungen 232 sind in Räumen zwischen benachbarten flachen Platten 216 angeordnet, und die obere Außenhaut 212 wird auf eine Weise auf den Formvorrichtungen 232 angeordnet, dass ihre Versteifungsteile 211 jeweils den oberen Kantenbereichen der flachen Platten 216 gegenüberliegen. Die Formvorrichtungen 232 können auf die untere Außenhaut 214 gelegt werden, bevor die flachen Platten 216 auf die untere Außenhaut 214 gesetzt werden.
Die Positionen der Formvorrichtungen 232 werden auf eine Weise eingestellt, dass die jeweiligen Außenflächen der Außenhäute 212 und 214 so geformt sind, dass sie jeweils exakt der oberen und der unteren Tragflügelfläche entspricht. Nach Abschluß der Positionierung der Außenhäute 212 und 214 wird die obere Hälfte der Einspannvorrichtung 233 auf die obere Außenhaut 212 gesetzt. Die obere Hälfte der Einspannvorrichtung 233 hat eine Innenfläche mit einer Form, die der der oberen Tragflügelfläche entspricht.
Die obere Hälfte der Einspannvorrichtung 233 und die untere Hälfte der Einspannvorrichtung 234 werden miteinander verbunden, die ausziehbaren Einspannvorrichtungen 236 werden in Betrieb gesetzt, so dass die obere Außenhaut 212 mit Hilfe der Pressvorrichtungen 235a gegen die obere Hälfte der Einspannvorrichtung 233 und die untere Außenhaut 214 mit Hilfe der Pressvorrichtungen 235b gegen die untere Hälfte der Einspannvorrichtung 234 gedrückt werden.
Dann werden die Silikonkautschuk-Bälge 238a und 238b der Pressvorrichtungen 235a und 235b expandiert, indem Fluid unter Druck in die Silikonkautschuk-Bälge 238a und 238b eingespeist wird, um die oberen und unteren Kantenbereiche der flachen Platten 216 gegen die Verbindungsflächen der Versteifungsteile 211 der oberen Außenhaut 212 und die Versteifungsteile 213 der unteren Außenhaut 214 zu drücken.
Somit werden die Außenhäute 212 und 214 und die flachen Platten 216 in einem Aufbau vereinigt. Der Aufbau wird ei nem Aushärtverfahren oder einem Thermokompressionsverfahren unterzogen, um so den Tragflügel zu bilden.
Dann werden die obere Hälfte der Einspannvorrichtung 233 und die untere Hälfte der Einspannvorrichtung 234 von dem Tragflügel entfernt, und anschließend die Formvorrichtungen 232 durch den Tragflügelansatz aus dem Tragflügel entfernt.
Jedes Verstärkungselement, wie Spanten, ist ein geteiltes Element, das aus einem oberen und einem unteren Teil besteht. Das obere und das untere Teil werden durch Öffnungen geführt, die in die flachen Platten 216 eingelassen sind, und mit Befestigungsmitteln an geeigneten Bereichen des Tragflügel befestigt. Die Öffnungen, die in die flachen Platten 216 eingelassen sind, und Kontrolllöcher, die in die Außenhäute 212 und 214 eingelassen sind, werden zur Befestigung anderer Bauelemente an den Tragflügeln verwendet.
Ein Verfahren zum Zusammenbau der Außenhäute 212 und 214, die mit den Versteifungsteilen 211 und 213, wie sie in 21 gezeigt sind, und den flachen Platten 216 versehen sind, um einen Tragflügel aus Verbundmaterial zu bilden, wird im folgenden unter Bezugnahme auf 23 beschrieben.
Der Aufbau der Außenhäute 212 und 214 und der flachen Platten 216, wie sie in 23 gezeigt sind, unterscheidet sich von der in 22 gezeigten lediglich darin, dass die in 23 gezeigte Anordnung mit Prepreg-Matten 221 versehen ist, die an den Versteifungsteilen 211 der oberen Außenhaut 212 und den Versteifungsteile 213 der unteren Außenhaut 213 angebracht werden. Daher wird die Beschreibung der Schritte des Verfahren zur Bildung der in 23 gezeigten Anordnung, die denjenigen des Verfahren zur Bildung der in 22 gezeigten Anordnung entsprechen, weggelassen.
Die Formvorrichtungen 240, die zur Ausbildung der in 23 gezeigten Tragflügel verwendet werden, unterscheiden sich von den Formvorrichtungen 232, die bei der Ausbildung der in 22 gezeigten Tragflügel verwendet werden, da es bei den Formvorrichtungen 240 notwendig ist, Druck auf die Prepreg-Matten 221, die an die Versteifungsteile 211 der oberen Außenhaut 212 und die Versteifungsteile 213 der unteren Außenhaut 214 angesetzt sind, auszuüben.
Jede Formvorrichtung 240 enthält die Pressvorrichtungen 241a und 241b. Die Pressvorrichtung 241a ist auf entgegengesetzten Seitenflächen mit den Silikonkautschuk-Bälgen 244a und 245a versehen. Die Pressvorrichtung 241b ist auf entgegengesetzten Seitenflächen mit den Silikonkautschuk-Bälgen 244b und 245b versehen.
In dem Verfahren zur Ausbildung des in 23 gezeigten Tragflügels wird die untere Außenhaut 214 auf die untere Hälfte der Einspannvorrichtung 234 gelegt, und die Prepreg-Matten 221 auf die geneigten Flächen der Versteifungsteile 213 der untere Außenhaut 214 gesetzt. Die Formvorrichtungen 240 werden auf die untere Außenhaut 214 gesetzt, und die obere Außenhaut 212 wird auf die Formvorrichtungen 240 gelegt. Die Prepreg-Matten 221 werden zunächst an den geneigten Flächen der Versteifungsteile 211 der obere Außenhaut 212 angebracht.
Die obere Hälfte der Einspannvorrichtung 233 und die untere Hälfte der Einspannvorrichtung 234 werden miteinander verbunden, und die obere Außenhaut 212 und die untere Außenhaut 214 werden mit den Pressvorrichtungen 241a und 241b der Formvorrichtungen 240 gegen die obere Halbform 233 und die untere Halbform 234 gedrückt. Dann wird das Fluid bei einem Druck in die Silikonkautschuk-Bälge 244a und 244b eingeführt, dass die Silikonkautschuk-Bälge 244a und 244b expandieren und die oberen und die unteren Kantenbereiche der flachen Platten 216 gegen die flachen Verbindungsflächen der Versteifungsteile 211 und 213 der Außenhäute 212 und 214 gedrückt werden. Gleichzeitig wird das Fluid mit einem Druck in die Silikonkautschuk-Bälge 245a und 245b der Pressvorrichtungen 241a und 241b eingeführt, dass die Silikonkautschuk-Bälge 245a und 245b expandieren und die Prepreg-Matten 221 gegen die schrägen Flächen der Versteifungsteile 211 und 213 der Außenhäute 212 und 214 und gegen die oberen und unteren Bereiche der flachen Platten 216 gedrückt werden.
Dann werden die obere Außenhaut 212, die untere Außenhaut 214, die flachen Platten 216 und die Prepreg-Matten 221 mit Hilfe eines Aushärtverfahrens miteinander verbunden, um den Tragflügel aus Verbundmaterial zu bilden.
Da die obere und die untere Außenhaut des Tragflügel integriert mit den Versteifungsteilen versehen sind, die die Hauptlast auf den Tragflügel halten können, haben die Außenhäute eine große Steifheit, sind einfach zu handhaben und haben eine hohe Formstabilität.
Die Tragflügel aus Verbundmaterial nach der vorliegenden Erfindung haben ein qualitativ besseres Aussehen und eine äußere Form höherer Genauigkeit, da die Außenflächen der oberen und der unteren Außenhaut durch die Flächen der Einspannvorrichtungen geformt werden. Die zerstörende Untersuchen von Ecken der Tragflügel kann einfach erfolgen, da der Tragflügel einen offenen Querschnitt hat.
In dem Verfahren zur Herstellung des Tragflügels nach der vorliegenden Erfindung sind die obere und die untere Außenhaut so angeordnet, dass mit hoher Genauigkeit eine Kastenstruktur gebildet wird, und dann lokal Druck auf die flachen Platten ausgeübt wird, um die flachen Platten mit den Versteifungsteilen zu verbinden, um so die obere Außenhaut, die untere Außenhaut und die flachen Platten in einer integrierten Kastenstruktur miteinander zu verbinden. Daher stehen die Verbindungen der oberen und der unteren Außenhaut und der flachen Platten in einem Abstand zu den Ecken und eine zerstörungsfreie Untersuchung kann auf einfache Weise erfolgen. Da Teileinspannvorrichtungen verwendet wer den, um die Kastenstruktur zu bilden, ohne Zwischeneinspannvorrichtungen zu verwenden, die die Innenräume der Kastenstruktur ausfüllen, können die Kosten für die Einspannvorrichtungen reduziert werden.
Das Verfahren zur Ausbildung des Tragflügels aus Verbundmaterial stellt die Bauelemente einzeln her und setzt die Bauelemente dann zusammen. Daher können die Bauelemente in einer Dicke ausgeführt werden, die wirkungsvoll die Abschälfestigkeit erhöht, und der Tragflügel kann in einem Aufbau mit wirksamer Festigkeit mit den ausreichend dicken Versteifungsteilen ausgeformt werden, die die Hauptlast und die dünnen inneren Elemente halten.
Auch wenn vorliegend bevorzugte Ausführungsformen der vorliegenden Erfindung gezeigt und beschrieben worden sind, versteht es sich, dass diese Offenbarungen Illustrationszwecken dienen und dass verschiedene Veränderungen und Modifikationen vorgenommen werden können, ohne sich aus dem Rahmen der Erfindung, wie er in den beiliegenden Ansprüchen definiert ist, zu entfernen.

Claims

Tragflügel (1) aus Verbundmaterial, aufweisend: eine obere und eine untere Außenhaut (2, 3), die jeweils einen Ansatz und ein Ende aufweisen, und mehrere Zwischensparren (4), die zwischen der oberen und der unteren Außenhaut (2, 3) angeordnet sind, wobei die mehreren Sparren (4) sich von den Ansätzen zu den Enden der oberen und der unteren Außenhaut erstrecken und integriert mit der unteren und oberen Außenhaut (2, 3) ausgebildet sind oder durch Kleben mit diesen verbunden sind, die Seitenwände der mehreren Zwischensparren (4) mit Öffnungen versehen sind, und Verstärkungselemente (7) durch die Öffnungen geführt sind und mit der oberen und der unteren Außenhaut (2, 3) und den Zwischensparren (2, 3) verbunden sind.
Tragflügel (1) aus Verbundmaterial nach Anspruch 1, wobei sich zwei zusätzliche Sparren (5, 6) auf entgegengesetzten Seiten der Zwischensparren (4) von den Ansätzen zu den Enden erstrecken und mit der oberen und der unteren Außenhaut (2, 3) verbunden sind.
Tragflügel (1) aus Verbundmaterial nach Anspruch 1 oder Anspruch 2, wobei es sich bei dem Tragflügel aus Verbundmaterial um einen Haupttragflügel eines Flugzeugs handelt und sich die Zwischensparren vom Flügelansatz bis zum Flügelende hin erstrecken.
Verfahren zur Herstellung eines Tragflügels (1) aus Verbundwerkstoff, der eine obere Außenhaut (2), eine untere Außenhaut (3) und mehrere Zwischensparren (4) enthält, die Seite an Seite angeordnet sind und sich von den Ansätzen zum Ende der oberen und der unteren Außenhaut (2, 3) erstrecken, wobei das Verfahren die folgenden Schritte um faßt: Ausbilden durchgehender Löcher in den Seitenwänden der mehreren Zwischensparren (4), Anordnen mehrerer Zwischensparren (4) auf einer der Außenhäute (2, 3), so daß die durchgehenden Löcher aufeinander ausgerichtet sind, Anordnen der Außenhaut (3, 2) auf den mehreren Zwischensparren (4), integriertes Ausbilden der mehreren Zwischensparren (4) und der Außenhäute oder Verbinden der mehreren Zwischensparren (4) und der Außenhäute (2, 3) durch Kleben, und Durchführen von Verstärkungselementen (7) durch die durchgehenden Löcher der mehreren Zwischensparren (4) und Verbinden der Verstärkungselemente (7) mit den mehreren Zwischensparren (4) und den Außenhäuten (2, 3).
Verfahren zur Herstellung eines Tragflügels (1) aus Verbundmaterial nach Anspruch 4, wobei der Schritt, durchgehende Löcher in den Seitenwänden der mehreren Zwischensparren (4) auszubilden, die Schritte beinhaltet: Ausbilden von Bereichen, in denen sämtliche Prepreg-Matten (21) nicht in Prepreg-Strukturen (12) übereinander angeordnet sind, indem Prepreg-Matten (21) in Zwischenräumen auf einem hohlen hitzebeständigen Kautschukbeutel angeordnet werden, Verschließen der Bereiche, in denen die Prepreg-Matten nicht übereinander angeordnet sind, mit Verschlußelementen, Aushärten der Prepreg-Strukturen (12), die durch Übereinanderanordnen von Prepreg-Matten (21) gebildet werden, und Entfernen der Verschlußelemente von den Prepreg-Strukturen (12) nach dem Aushärten.
Verfahren zur Herstellung eines Tragflügels (1) aus Verbundwerkstoff nach Anspruch 4, wobei der Schritt, durchgehende Löcher in den Seitenwänden der mehreren Zwischensparren (4) auszubilden, die Schritte beinhaltet: Wickeln von Glasfasersträngen (12a) um eine Laminierma schine (10a) zur Ausbildung einer Glasfaserstrang-Struktur, Ausschneiden von Bereichen der Glasfaserstrang-Struktur, die auf der Laminiermaschine (10a) ausgebildet ist, um Öffnungen (13, 14) zu bilden, Verschließen der Öffnungen mit Verschlußelementen, Tränken der Glasfaserstrang-Struktur mit einem Harz und Aushärten der mit Harz getränkten Glasfaserstrang-Struktur, und Entfernen der Verschlußelemente von der mit Harz getränkten Glasfaserstrang-Struktur nach dem Aushärten.