制造飛機結構的方法和模具組件技術

制造飛機結構的方法和模具組件。方法包括：設置至少部分地限定飛機結構構件的模具表面的第一部分的結構構件模具部件；設置至少部分地限定飛機加固件的模具表面的加固件模具部件；將預先固化的加固件復合材料元件施加到加固件模具部件；組裝結構構件模具部件和加固件模具部件，使得預先固化的加固件復合材料元件限定飛機結構構件的模具表面的第二部分；將預先固化的結構構件復合材料元件施加到組裝的模具，使預先固化的結構構件復合材料元件與飛機結構構件的模具表面的第一部分和第二部分相接觸；同時固化結構構件和加固件，以形成整體的飛機的固定的結構構件和加固件。還提供了包括結構構件模具部件和加固件模具部件的模具組件。

【技術實現步驟摘要】

本專利技術涉及一種用于飛機的固定的空氣動力學結構的翼梁。更加具體地，本專利技術涉及一種復合材料翼梁，所述復合材料翼梁具有整體加固件。本專利技術還涉及一種制造包括整體加固件的翼梁的方法。
技術介紹
通常，已知的是使用加強件或加固件提高飛機部件的機械性能。加固件能夠提供額外的強度并且減小承受集中負載的諸如附接點的區域中的變形。這種局部加強件所存在的問題是需要緊固件，以將所述局部加強件固定到毗鄰部件。這產生了局部應力集中。而且，熱效應可能會導致加固件和毗鄰部件中的不相等的應變，從而產生高應力，這可能會導致需要較早地進行更換或維修。在飛機的可運動的控制表面附接件的領域中所存在的另一個問題是，必須管理從肋引入到固定的空氣動力學結構翼梁中的負載，控制表面能夠運動地安裝到所述肋。例如，已知擾流板肋從翼梁上的兩個附接點(一個在頂部邊緣，而一個在底部邊緣)延伸，以在擾流板的附接凸耳處會合。因此，兩個附接點連接到翼梁和機翼蒙皮并且間隔開，所有這些部件都設計成管理由擾流板施加的高負載。已知方法所存在的問題是，由于附接點定位在翼梁的兩個端部中的任意一個端部處(在機翼的情況下，頂部和底部)，所以每個肋均必須制造成沿著翼梁配合安裝在特定點。在這個實施例中，這是因為機翼蒙皮通常朝向機翼末端趨于會聚。另外，機翼蒙皮幾何形狀的變化通常使得必須給肋加填片和/或對其進行修整，以使其適合。厚度發生變化的其它固定的空氣動力學結構(諸如穩定器)也存在類似的問題。
技術實現思路
本專利技術的目的是克服或至少減緩以上提及的問題。根據本專利技術，提供了一種制造飛機結構的方法，所述方法包括以下步驟:提供結構構件模具部件，所述結構構件模具部件至少部分地限定了飛機結構構件的模具表面的第一部分；提供加固件模具部件，所述加固件模具部件至少部分地限定了飛機加固件的模具表面；將預先固化的加固件復合材料元件施加到加固件模具部件；組裝結構構件模具部件和加固件模具部件，使得預先固化的加固件復合材料元件限定了飛機結構構件的模具表面的第二部分；將預先固化的結構構件復合材料元件施加到組裝的模具，使預先所述固化的結構構件復合材料元件與所述飛機結構構件的模具表面的第一部分和第二部分相接觸；同時固化結構構件和加固件，以形成整體的飛機的固定的結構構件和加固件。“預先固化的復合材料元件”指的是若干可能性中的一個，例如，僅纖維(稍后利用基質浸潰所述纖維)、預浸材料或部分浸潰材料或分階段(部分固化)復合材料(staged(part-cured) composite material)。有利地，提供一種整體的復合材料加固件(其與例如翼梁本體同時經受最終固化)意味著，兩個部件之間的負載傳遞主要由基質聯結物(matrix bond)承擔。在仍然需要緊固件來附接擾流板肋的情況下，由于來自擾流板肋的負載的大部分由加固件和翼梁分攤，所以減輕了緊固件孔在形成局部應力集中方面的任何不利影響。換言之，來自肋的負載平均地分配在位于加固件和翼梁之間的接觸區域上，從而消除了與僅通過機械緊固件連接的翼梁和加固件相關的高集中負載。此外，將加固件設置成與翼梁成一體和與此相關的負載能力的增加，允許將擾流板肋的附接位置從肋的末端運動到中央區域。使用本專利技術可獲得的加固量足以使得擾流板肋從翼梁的中心以懸臂的方式伸出，這意味著能夠沿著整個機翼使用通用肋，從而削減了成本并且降低了復雜性。優選地，飛機結構構件的模具表面的第一部分和第二部分基本是連續的，更加優選地，飛機結構構件的模具表面的第一部分和第二部分共面且是連續的。預先固化的復合材料元件中的至少一個可以是預先浸潰的纖維元件。優選地，模具部件被可釋放地組裝，以允許組裝、拆卸和重新組裝。優選地，利用機械緊固件組裝模具部件。飛機結構構件的模具表面的第一部分和第二部分的橫截面優選地是大體C形的。應當理解的是，用于固定的空氣動力學結構的結構構件能夠例如是用于機翼或穩定器的前緣翼梁或后緣翼梁。 優選地，所述方法包括在固化之后，在整體的固定的結構構件和加固件中加工出肋附接部件。肋附接部件優選地穿過固定的結構構件和加固件。優選地，在結構構件是盒狀部分的一部分的情況下，構件基質元件和加固件基質元件沿著結構構件的面向內的表面接合。例如，如果結構構件是飛機機翼盒的一部分，則在使用過程中，接合沿著后翼梁的面向前的表面。在使用過程中，構件基質元件和加固件基質元件還優選地沿著結構構件的面向上的表面和面向下的表面中的至少一個接合。在使用過程中，構件基質元件和加固件基質元件可以沿著結構構件的面向上的表面和面向下的表面接合。優選地，結構構件限定了凹部，加固件中的至少一部分嵌在所述凹部中。優選地，結構構件是盒組件的一部分，并且結構構件的面向上的表面和面向下的表面沿著盒的面向內的方向以成錐形的方式遠離彼此。一系列機械附接孔可以設置成貫通復合材料結構構件和加固件的重疊區域。優選地，設置有用于附接可運動的控制表面的肋，其中，結構構件被夾在所述肋和所述加固件之間。根據本專利技術的第二方面，提供一種用于制造飛機結構的模具組件，所述模具組件包括:結構構件模具部件；和加固件模具部件，其中，結構構件模具部件和加固件模具部件構造成被組裝，以將預先固化的結構構件和加固件放置成相接觸，用于同時固化。優選地，結構構件模具部件和加固件模具部件構造成使得在組裝后，結構構件模具部件和加固件模具部件形成單個連續的模具表面，并且更加優選地，當加固件模具部件上施加有預定厚度的復合材料(例如預浸層)時，加固件模具部件構造成與結構構件模具部件形成單個連續的模具表面。優選地:結構構件模具部件包括凸形構造，用于模制結構構件的凹形部件；加固件模具部件包括凸形構造，用于模制加固件的凹形部件，并且其中，結構構件模具部件的凸形構造包括用于接收加固件模具部件的凸形構造的構造。優選地，結構部件模具部件和加固件模具部件包括用于在使用過程中可分離地機械接合的對應的接合構件。優選地，結構構件是用于機翼或穩定器的翼梁。有利地，這種制造方法使得不再需要任何將增加組裝的成本和時間的機械緊固件。此外，與機械緊固的加固件相比，成品更結實，并且具有更少的應力集中。附圖說明現在將參照以下附圖描述根據本專利技術的用于空氣動力學結構的示例性的固定的結構構件及其制造方法，其中:圖1a是具有根據本專利技術制造的翼梁的組件的側視圖；圖1b是圖1a的組件的剖視圖；圖2a是根據本專利技術制造的加固件的側視圖；圖2b是沿著線條B-B的圖2a的加固件的剖視圖；圖3a是在根據本專利技術的制造方法中使用的模具的一部件的俯視圖；圖3b是沿著圖3a的線條B-B的剖視圖；圖3c是沿著圖3a的線條C-C的剖視圖；圖4a是在根據本專利技術的制造方法中使用的模具的一部件的側視圖；圖4b是圖4a的模具部件的俯視圖；圖4c是圖4a的模具部件的側視圖，該模具部件上鋪設有復合纖維；圖4d是圖4a的模具部件的俯視圖，該模具部件上鋪設有復合纖維；圖5a是處于組裝狀態的圖3a和4a的模具部件的視圖；圖5b是沿著圖5a的線條B-B的剖視圖；圖6a是與圖5a相似的視圖；圖6b是沿著圖6a的線條B-B的剖視圖；和圖6c是模具部件的俯視圖。具體實施例方式參照圖la，后緣翼梁組件10包括翼梁本體12，所述翼梁本體大致呈C形，并且具有中央板14以及上部分支16和下部分支18。翼本文檔來自技高網...

【技術保護點】
一種制造飛機結構的方法，所述方法包括以下步驟：設置結構構件模具部件，所述結構構件模具部件至少部分地限定了飛機結構構件的模具表面的第一部分；設置加固件模具部件，所述加固件模具部件至少部分地限定了飛機加固件的模具表面；將預先固化的加固件復合材料元件施加到所述加固件模具部件；組裝所述結構構件模具部件和所述加固件模具部件，使得所述預先固化的加固件復合材料元件限定了所述飛機結構構件的模具表面的第二部分；將預先固化的結構構件復合材料元件施加到組裝的模具，使所述預先固化的結構構件復合材料元件與所述飛機結構構件的模具表面的所述第一部分和第二部分相接觸；同時固化所述結構構件和所述加固件，以形成整體的飛機的固定的結構構件和加固件。

【技術特征摘要】
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【專利技術屬性】
技術研發人員：D·M·斯圖爾特，
申請(專利權)人：空中客車運營有限公司，
類型：發明
國別省市：