[發明專利]機翼及其制造方法

有效

• 申請號: 201710722719.X
• 申請日: 2017-08-22
• 公開（公告）號: CN108082445B
• 公開（公告）日: 2022-12-27
• 發明（設計）人: J·A·威爾克森
• 申請（專利權）人: 波音公司
• 主分類號: B64C3/20
• 分類號: B64C3/20
• 代理公司: 北京紀凱知識產權代理有限公司 11245
• 代理人: 徐東升;張穎

機翼包括翼盒、安裝在翼盒內的內部系統、緊固到翼盒并覆蓋翼盒的相對的一對蒙皮以及多個緊固系統，所述翼盒包括互連的翼梁，其中蒙皮中的一個封閉機翼，所述多個緊固系統被配置為將蒙皮緊固到翼梁并提供對電磁效應的防護，其中每一個緊固系統都包括螺紋緊固件、螺母板和螺母，所述螺母板包括主體和蓋，所述螺母封裝在螺母板內并在主體與蓋之間，其中螺母在螺母板內圍繞螺母板軸線的旋轉被限制，并且在螺母板內正交于螺母板軸線自由地線性移動。

技術領域

本公開大體上涉及用于飛行器的機翼，并且更具體地涉及電磁效應適應性飛行器機翼及其制造方法。

背景技術

復合材料結構由于它們較高的強度重量比、耐腐蝕性和其它有利的屬性而用于各種各樣的應用，包括飛機、宇宙飛船、旋翼飛行器和其它車輛和結構的制造。在航空航天工業中，復合材料結構由于其更好的比強度和剛度而以增加的量使用，例如用以形成機翼、尾段、機身和其它裝配件，這轉化成重量減輕，這轉化成燃料節省和較低的運營成本。

作為示例，復合材料飛行器機翼可利用機械附接或粘結到內部框架的上部和下部的外部復合材料機翼蒙皮壁板(通常稱為“蒙皮”)。內部框架通常可包括增強結構，諸如翼梁、翼肋和/或縱梁，以改善蒙皮的強度和穩定性。蒙皮可附接到翼梁，并且翼梁為機翼提供結構完整性。此外，許多飛行器機翼可用作燃料箱(例如，燃料箱被限定在機翼內部)，其可收容在前翼梁與后翼梁之間。

然而，飛行器中的復合材料結構不容易傳導出由雷擊產生的極端電流和電磁力。因此，具有復合材料結構諸如復合材料機翼的飛行器可配備有抵抗來自雷擊的電磁效應(EME)的防護裝置。例如，可在表面上提供導電介質以將雷電電流從下面的金屬結構和/或緊固件系統中消散。此外，緊固件零件(例如，兩件式緊固件)之間的間隙以及緊固件零件與結構構件之間的間隙可填充有提供EME防護的介電密封劑。即使一些電流沒有被轉移，密封劑也可防止穿過間隙的電弧放電和火花點火。

然而，目前用于復合材料機翼的EME防護架構是復雜且昂貴的。作為示例，安裝兩件式緊固件和施加密封劑的過程需要大量的制造勞動并且在受限空間中執行。例如，制造機翼的過程通常涉及對翼梁和蒙皮進行配合鉆孔、將蒙皮從翼梁上移除以用于表面精加工，以及將蒙皮重新對準翼梁以封閉機翼。接入現在封閉的機翼用于安裝緊固件零件、安裝其它內部系統和注射密封劑是通過形成在下部外蒙皮中的檢修孔來獲得的，這對于勞動者來說是低效且具有潛在危險的。而且，密封劑增加了飛行器的重量。雖然添加到單個緊固件系統的重量可能看起來無關緊要，但是在單個飛行器上將密封劑施加到數萬個緊固件可增加數百磅。

因此，本領域技術人員繼續在飛行器機翼特別是EME適應性機翼領域的研究和開發工作。

發明內容

在一個實施例中，所公開的機翼包括翼盒、安裝在翼盒內的內部系統、以及緊固到翼盒并覆蓋翼盒的相對的一對蒙皮，所述翼盒包括互連的翼梁，其中蒙皮中的一個封閉機翼。

在另一實施例中，所公開的機翼包括翼盒、安裝在翼盒內的內部系統、緊固到翼盒并覆蓋翼盒的相對的一對蒙皮以及多個緊固系統，所述翼盒包括互連的翼梁或互連的翼梁和翼肋，其中蒙皮中的一個封閉機翼，所述緊固系統被配置為將蒙皮緊固到翼梁并提供對電磁效應的防護。其中每一個緊固系統都包括螺紋緊固件、包括主體和蓋的螺母板、以及封裝在螺母板內的在主體與蓋之間的螺母，其中螺母在螺母板內圍繞螺母板軸線的旋轉被限制，并且在螺母板內正交于螺母板軸線自由地線性移動。

在另一實施例中，所公開的將蒙皮緊固到機翼的翼梁的緊固系統包括螺紋緊固件，該螺紋緊固件被配置為穿過蒙皮中的蒙皮緊固件孔被接收；螺母板，該螺母板被配置為耦接在翼梁的翼梁緊固件孔內，該翼梁緊固件孔大致與蒙皮緊固件孔對準，其中螺母板包括主體和蓋；以及螺母，該螺母封裝在螺母板內的主體與蓋之間，其中螺母在螺母板內圍繞螺母板軸線的旋轉被限制，并且螺母在螺母板內正交于螺母板軸線自由地線性移動。