[發(fā)明專利]纖維增強(qiáng)復(fù)合材料翼型件結(jié)構(gòu)

有效

• 申請?zhí)枺?/td>: 201810373047.0
• 申請日: 2018-04-24
• 公開（公告）號(hào): CN108725749B
• 公開（公告）日: 2023-05-16
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 保羅·若熱·特謝拉·拉格
• 申請（專利權(quán)）人: 空中客車英國運(yùn)營有限責(zé)任公司
• 主分類號(hào): B64C3/00
• 分類號(hào): B64C3/00;B64C3/18;B64C5/02;B64C27/32;B29C70/38
• 代理公司: 北京集佳知識(shí)產(chǎn)權(quán)代理有限公司 11227
• 代理人: 董敏;陳偉偉

本發(fā)明公開了適于形成翼型件的復(fù)合材料部件、形成翼型件的方法、翼型件、飛行器機(jī)翼和成形夾具。該方法涉及：形成片層的平坦的疊層片材(1)，該片材待被繞疊層的中央前緣區(qū)域(6)折疊成翼型件形狀，將定形狀為翼梁的一個(gè)或更多個(gè)片層的疊層(9、10)施加到平坦的疊層(1)上，對附接有翼梁的疊層(1)進(jìn)行部分固化，在成形夾具(19)中繞前緣區(qū)域(6)對所得到的部分固化的復(fù)合材料部件(30)進(jìn)行折疊使得片材的相對邊緣(4、5)會(huì)合以作為翼型件(35)的后緣(36)，夾緊關(guān)閉的夾具(19)且在成形夾具(19)中對復(fù)合材料部件(30)和粘合劑進(jìn)行固化以形成最終的翼型件(35)。

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及纖維增強(qiáng)復(fù)合材料翼型件結(jié)構(gòu)以及用于制造這種結(jié)構(gòu)的方法和夾具。具體地，本發(fā)明涉及適于形成翼型件的復(fù)合材料部件、翼型件、飛行器機(jī)翼、形成翼型件的方法和用于形成翼型件的成形夾具。

背景技術(shù)

眾所周知，將復(fù)合材料翼型件蒙皮和箱型部段鋪設(shè)在精確定形的模具中并且在精確定形的模具中再次將這些部段形成為完整的翼型件部段或部分的翼型件部段。

這種已知的生產(chǎn)方法是耗時(shí)且昂貴的，需要制造昂貴的工具來形成具有所需的精度和再現(xiàn)性的翼型件部段。

本發(fā)明的目的是更有效或成本更低廉地生產(chǎn)纖維增強(qiáng)復(fù)合材料的翼型件結(jié)構(gòu)。

發(fā)明內(nèi)容

根據(jù)本發(fā)明的第一方面，提供了一種用于形成翼型件的復(fù)合材料部件，該部件包括：大致平坦的纖維增強(qiáng)塑料復(fù)合材料的片材，該片材具有翼型件的翼展方向上的長度和翼型件的翼弦方向上的寬度，該片材上限定有空氣動(dòng)力學(xué)表面和相對的反向表面，該片材在寬度方向上被分成中央前緣區(qū)域和一對表面區(qū)域，所述一對表面區(qū)域各自與片材的側(cè)緣鄰接；以及翼梁，該翼梁由另外的纖維增強(qiáng)塑料復(fù)合材料的片材形成，該翼梁粘附至第一所述表面區(qū)域的反向表面，其中，片材定形狀成被折疊成使得側(cè)緣彼此大體上共同延伸為翼型件的后緣，其中，中央?yún)^(qū)域適于在折疊時(shí)被形成為翼型件的彎曲的前緣，并且其中，因此，翼梁定形狀成在折疊時(shí)與第二所述表面區(qū)域的反向表面接觸且由此在使用中對翼型件的兩個(gè)表面區(qū)域進(jìn)行支承。

前緣區(qū)域的橫截面可以比至少一個(gè)表面區(qū)域的橫截面薄以便于部件的彎曲，并且前緣區(qū)域可以具有小于一個(gè)表面區(qū)域或兩個(gè)表面區(qū)域的橫截面厚度70％的橫截面厚度，優(yōu)選地小于55％且更優(yōu)選地小于15％。

前緣區(qū)域可以在前緣區(qū)域中包括比一個(gè)表面區(qū)域或兩個(gè)表面區(qū)域更大比例的沿翼展方向定向的增強(qiáng)纖維。該特征可以再次便于部件的彎曲。在一個(gè)示例部件中，沿翼展方向定向的纖維與相對于翼展方向成角度的纖維以大致相同的方式交替。

該部件的至少一部分可以由“預(yù)浸”材料形成，其中，被供給的纖維增強(qiáng)材料片層已經(jīng)浸漬有基體材料。“預(yù)浸”是一個(gè)眾所周知的術(shù)語，該術(shù)語用于描述一層或更多層纖維增強(qiáng)材料比如碳纖維墊、經(jīng)塑料基體材料比如環(huán)氧樹脂預(yù)浸漬的單向纖維或多軸纖維。根據(jù)本發(fā)明便于使用的是無紡織布片層縫合在一起的單向縫合片層或預(yù)浸無皺褶織物(NCF)。

翼梁可以包括第一肢部、第二肢部和第三肢部，該第一肢部附接至第一表面區(qū)域的反向表面，第二肢部在部件折疊成翼型形狀時(shí)定形狀成在第一表面區(qū)域與第二表面區(qū)域之間延伸，第三肢部定形狀成與第二表面區(qū)域的反向表面共同延伸且附接至第二表面區(qū)域的反向表面上。

第二翼梁可以被施加到疊層的表面區(qū)域的反向表面上，由此，所述第一翼梁和第二翼梁被定位成分別形成翼型件的前翼梁和后翼梁。

根據(jù)本發(fā)明的第二方面，提供了一種由根據(jù)第一方面的復(fù)合材料部件形成的翼型件。

翼型件可以被用于任何期望的情況，并且可以呈現(xiàn)例如飛行器機(jī)翼、用于飛行器機(jī)翼的副翼或其他控制表面、水平尾翼或豎向尾翼、直升機(jī)旋翼、螺旋槳、風(fēng)機(jī)葉片或翼帆的形式。翼型件的規(guī)模將取決于所需要的應(yīng)用并且可以例如通過所使用的翼梁的數(shù)量和每個(gè)翼梁的形式被修改。可以設(shè)想，例如，非常小的翼型件可能僅需要一個(gè)翼梁，然而較大的翼型件比如機(jī)翼可能需要三個(gè)翼梁或更多個(gè)翼梁。