[發(fā)明專利]航空器升力表面的抗扭箱的高度集成內(nèi)部結(jié)構(gòu)

有效

• 申請?zhí)枺?/td>: 201310356571.4
• 申請日: 2013-08-15
• 公開（公告）號: CN103587677B
• 公開（公告）日: 2018-06-15
• 發(fā)明（設(shè)計）人: 弗蘭西斯科·哈維爾·奧諾雷托魯伊斯;弗蘭西斯科·何塞·克魯茲多明古埃斯
• 申請（專利權(quán)）人: 空中客車西班牙運營有限責(zé)任公司
• 主分類號: B64C3/00
• 分類號: B64C3/00
• 代理公司: 中科專利商標(biāo)代理有限責(zé)任公司 11021
• 代理人: 胡良均

本發(fā)明公開一種用于制造航空器升力表面的單體抗扭箱內(nèi)部結(jié)構(gòu)（40）的方法，所述方法包括以下步驟：a）提供一組復(fù)合材料的層壓預(yù)成型件，用于形成所述抗扭箱內(nèi)部結(jié)構(gòu)（40），每個層壓預(yù)成型件被配置用于構(gòu)成抗扭箱內(nèi)部結(jié)構(gòu)（40）的一個部件的部分；b）在固化工具中布置所述層壓預(yù)成型件，并且使組件經(jīng)受高壓釜一段時間以共同固化或共固化所述層壓預(yù)成型件；c）在垂直方向上脫模的固化工具。本發(fā)明還提供一種航空器的升力表面，其中每個抗扭箱（13）的內(nèi)部結(jié)構(gòu)（40）由所述方法制造，并且上蒙皮和下蒙皮（31、33）使用機械連接裝置連接到抗扭箱內(nèi)部結(jié)構(gòu)（40）。

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及一種航空器升力表面的抗扭箱，并且更具體地，涉及一種具有高度集成內(nèi)部結(jié)構(gòu)的航空器升力表面的抗扭箱。

背景技術(shù)

航空器升力表面（參見圖1a）通常由前緣11、抗扭箱13、具有控制面（襟翼、升降舵、方向舵等）的后緣15、根接頭17和尖端18構(gòu)造。

抗扭箱13是負(fù)責(zé)支撐所涉及的所有負(fù)載（空氣動力學(xué)、燃料、動態(tài)等）的主要結(jié)構(gòu)，并且包括一些結(jié)構(gòu)元件。在示于圖1b中的已知配置中，所述結(jié)構(gòu)元件是由縱向桁條、前翼梁19、后翼梁20和橫向肋37強化的上蒙皮和下蒙皮31、33，所述橫向肋37連接到前和后翼梁19、20以及上蒙皮和下蒙皮31、33，以便保持抗扭箱形狀和加強負(fù)載引導(dǎo)區(qū)域，負(fù)載引導(dǎo)區(qū)域?qū)⒔Y(jié)構(gòu)布置鏈接至結(jié)構(gòu)的其余部分和用于處理控制面的致動器。

前緣和后緣11、15是負(fù)責(zé)保持航空器升力表面的整體空氣動力學(xué)的形狀的結(jié)構(gòu)。

一方面，現(xiàn)有技術(shù)的前緣11（參見圖1c）包括連接到抗扭箱13的前翼梁19的若干個肋21，被稱為前緣肋，以及，另一方面，包括空氣動力學(xué)輪廓25，其連接到前緣肋21和前翼梁19的凸緣。

類似地，后緣15包括連接到后翼梁20的后緣肋，和連接到后緣肋和后翼梁20的凸緣的空氣動力學(xué)輪廓。

如今，并且特別是在航空業(yè)中，在大范圍的結(jié)構(gòu)元件中廣泛使用具有有機基體和連續(xù)纖維的復(fù)合材料，尤其是CFRP（碳纖維強化塑料）。具體而言，可以使用碳纖維強化塑料制造構(gòu)成上述抗扭箱13的所有元件。

通常情況下，分開地制造形成抗扭箱（上蒙皮和下蒙皮31、33、前和后翼梁19、20和肋37）的所有結(jié)構(gòu)元件，隨后借助復(fù)雜的工具通過鉚釘接合，以實現(xiàn)由空氣動力學(xué)給出的必要的公差裝配和結(jié)構(gòu)要求。

制造所述元件的熟知的方法采用預(yù)浸料技術(shù)。在第一步驟中，準(zhǔn)備用于每個元件的復(fù)合預(yù)浸料板層的平坦層疊（lay-up）。然后，通過傳統(tǒng)熱成形過程獲得具有所需要形狀的元件的層壓預(yù)成型件，在某些情況下，由于高曲率，由沖壓成形過程取代熱成形過程。得到所需要形狀以后，在陽模或陰模工具中固化層壓預(yù)成型件，這取決于所需的公差和整體制造成本。在包括分開地固化的子組件的某些元件的情形中，諸如肋37和它的垂直加強筋，需要第二固化一段時間用于共同結(jié)合所述子組件。最后，在所有固化一段時間以后，元件輪廓被修整，從而得到最終的幾何形狀，并且然后，通過超聲波系統(tǒng)檢查元件，以確保其質(zhì)量。

使用所述方法制造抗扭箱的內(nèi)部結(jié)構(gòu)的成本是高的，因為對于每個元件（翼梁19、20及肋37）所述步驟應(yīng)獨立地進(jìn)行。

此外，由于長的長度和需要將諸如翼梁19、20及肋37的全部內(nèi)部元件安裝并配合在一起的任務(wù)的高復(fù)雜性，與抗扭箱的裝配有關(guān)的成本也很高。首先，前和后翼梁19、20被定位在裝配夾具中，確保與前緣和后緣11、15連接界面。然后，使用定位在兩個翼梁19、20上的垂直加強筋定位所有肋37作為參照，并且通過螺栓連接它們。由于許多肋需求，這個肋組裝費時。在組裝抗扭箱的內(nèi)部結(jié)構(gòu)以后，上蒙皮和下蒙皮31、33都定位在內(nèi)部結(jié)構(gòu)之上，使用鉚釘將它們接合到翼梁19、20和肋37，最后階段，封閉整體抗扭箱。