[發明專利]將結構元件附接至復合部件的接頭以及包括該接頭的飛機

無效

• 申請號: 201310026058.9
• 申請日: 2013-01-23
• 公開（公告）號: CN103213668A
• 公開（公告）日: 2013-07-24
• 發明（設計）人: 費爾南多·坎波卡巴萊羅;呂本·阿拉戈內塞斯曼索
• 申請（專利權）人: EADS飛機設計有限公司
• 主分類號: B64C1/00
• 分類號: B64C1/00;F16B1/00
• 代理公司: 北京康信知識產權代理有限責任公司 11240
• 代理人: 余剛;李靜

技術領域

本發明涉及一種在飛機中使用的裝置，特別是涉及將飛機中的結構元件（structural?element）和復合部件（composite?part）附接的接頭（joint，連接件），使得這些接頭承受結構載荷并且具有耐火性。

背景技術

目前，由于現在的飛機設計中的重量限制的原因，在飛機結構中越來越頻繁地使用復合材料。在飛機結構的一些部件中，將金屬元件與用復合材料制成的元件相連接。在一些情況中，這些接頭承受來自飛機的高結構載荷。在這些接頭上出現火災的情況中，復合元件的強度大幅減小，因為已經發現在承受高溫的復合材料結構中，對力（特別是對垂直力）的強度是非常關鍵的。因此，在所述情況中，復合材料元件中的高強度減小會引起金屬元件從復合材料元件（其與金屬元件連接）的分離，這將引起飛機結構的潛在故障。

在這些接頭位于飛機發動機艙中的情況中，此問題是特別相關的。

在現有技術中，已知在結構飛機元件上使用護罩或涂層，以防止其起火。通常，這些結構元件包括由低導熱系數的材料制成的熱敷層或涂層，以降低將保護的元件或部件的溫度。然而，這些已知的解決方案存在這樣的問題：在飛機的總重量上增加重量。除此之外，這些解決方案很昂貴，并需要較強的可維修性修訂，這同樣是很昂貴的。

特別是在所連接的飛機元件是金屬的且由復合材料制成，并且元件需要耐火，并且承受高載荷（特別是高垂直載荷）的情況中，使用提供由絕緣材料制成的涂層的已知解決方案并不適用，因為其存在高成本和高重量的問題。

本發明旨在解決上述缺點，提供一種可適用于下述情況的解決方案。

發明內容

本發明的目的是，提供一種在飛機中使用的裝置，特別是一種將飛機中的結構元件和復合部件附接的接頭，此接頭包括金屬附件并承受結構載荷。根據本發明的接頭包括保持裝置（retaining?device，擋板裝置，固定裝置），其確保所述接頭的耐火性。

根據本發明，接頭在其一側上承受火源，叫做火側，使得保持裝置位于接頭的與火側相反的一側處，叫做冷側，特別是在飛機的外側中，承受外部氣流。本發明的保持裝置包括與金屬附件接觸的第一表面，此第一表面接收來自金屬附件的載荷，作為對金屬附件所承受的載荷的反作用載荷，該保持裝置還包括第二表面，該第二表面與飛機中的復合部件接觸，特別是與復合部件的與火源相反的一側接觸。根據本發明，保持裝置的第二表面的面積比保持裝置的第一表面的面積大。

通過上述結構，本發明的接頭中的保持裝置用來將在其第一表面中接收的載荷傳遞至其第二表面，該第二表面與復合部件的與和火源相反的一側接觸，由此，是與和火源接觸的具有更高溫度的一側相比具有更低溫度的復合部件的一側。因此，本發明的接頭中的保持裝置將載荷傳遞至具有更低溫度的復合部件的一側，該側與具有更高溫度的一側相比具有更高的強度。

除此之外，因為第二表面的面積比與金屬附件接觸的第一表面的面積大，作用于復合部件上的壓力減小。

這樣，改進了金屬附件和復合部件之間的接頭性能，因為復合材料中的接頭具有在高溫下以及垂直于復合表面的力（即，壓力）下工作的關鍵性能。

附圖說明

本發明的以上目的和許多相關優點將變得更容易理解，因為當結合附圖時參考以下詳細描述其變得更好理解，附圖中：

圖1示出了根據已知的現有技術的接頭的剖視圖，該接頭承受將金屬元件和復合材料元件附接的結構載荷。

圖2示出了現有技術的圖1的接頭在承受火時的剖視圖，還示出了在該結構和接頭中的熱量分布。

圖3示出了根據本發明的接頭中的主要部件的剖視圖，該接頭將飛機中的結構元件附接至復合部件，具有耐火性。

具體實施方式

在飛機結構的一些部件中，如圖1所示，需要將結構元件10（典型地是金屬的）與由復合材料制成的元件或部件20連接。在一些情況中，這些結構元件10承受來自飛機的高結構載荷30。通常，通過金屬附件40（典型地是鉚釘或螺栓）將結構元件10與復合部件20連接。在火災的情況中，復合部件20的強度大幅減小，因為已經發現在承受高溫的復合材料結構中，對力（特別是對垂直力）的強度是非常關鍵的，如圖1和圖2中所示現有技術中的情況一樣。

行業中的一般習慣是，通過使用熱敷層或涂層（包括低導熱系數的絕緣材料以降低所保護的部件上的溫度）來保護承受火的結構元件10。