[發(fā)明專利]箱形肋

在審

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 201880062743.8
• 申請(qǐng)日: 2018-09-27
• 公開(kāi)（公告）號(hào): CN112004744A
• 公開(kāi)（公告）日: 2020-11-27
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 丹尼爾·格雷哈姆
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: GKN航空服務(wù)有限公司
• 主分類號(hào): B64C3/18
• 分類號(hào): B64C3/18;B64C3/20;B64C3/26
• 代理公司: 中原信達(dá)知識(shí)產(chǎn)權(quán)代理有限責(zé)任公司 11219
• 代理人: 高偉;王偉

本發(fā)明涉及一種制造肋的方法，其中所述肋包括兩個(gè)相對(duì)的外蒙皮，以及將所述蒙皮連接在一起的多個(gè)內(nèi)部加強(qiáng)構(gòu)件。

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及飛機(jī)機(jī)翼中的結(jié)構(gòu)部件的制造，該結(jié)構(gòu)部件在現(xiàn)有技術(shù)中被稱為肋。盡管該制造方法特別適合于飛機(jī)肋的制造，但是它可以用于其它相關(guān)應(yīng)用中。

背景技術(shù)

例如，該技術(shù)可以在包括建筑/民用市場(chǎng)在內(nèi)的使用“肋狀”加強(qiáng)結(jié)構(gòu)的各種應(yīng)用中使用。

特定于航空航天領(lǐng)域的翼肋能夠用于機(jī)翼、水平或垂直安定面(尾翼)、直升機(jī)的尾桁、以及如小翼和襟翼中較小的肋。

飛機(jī)機(jī)翼包括外部空氣動(dòng)力學(xué)表面，通過(guò)飛機(jī)的向前運(yùn)動(dòng)使空氣在該表面上流動(dòng)。機(jī)翼通常包括一個(gè)或多個(gè)翼梁，該一個(gè)或多個(gè)翼梁在機(jī)翼內(nèi)從翼梁連接到機(jī)身的根部延伸到機(jī)翼末端。

同樣位于機(jī)翼內(nèi)的肋沿著翼梁的長(zhǎng)度以預(yù)定間隔附接。肋通常在飛行的向前方向上延伸，即通常垂直于在飛機(jī)運(yùn)動(dòng)的前后方向上延伸的翼梁。

翼梁和肋的形狀和輪廓對(duì)應(yīng)于翼型的期望形狀。然后能夠?qū)⑼獠靠諝鈩?dòng)力學(xué)表面連接到肋和翼梁(通過(guò)各種方式)以形成機(jī)翼。

肋通常是使用CNC機(jī)床從鋁或其它輕質(zhì)材料的坯料機(jī)械加工而成的，因此能夠獲得翼梁的精確幾何形狀。使用這些技術(shù)制成的常規(guī)機(jī)翼允許為每種飛機(jī)設(shè)計(jì)精確地制造輕質(zhì)機(jī)翼，從而提供期望的強(qiáng)度和剛度。

然而，本發(fā)明人已經(jīng)設(shè)計(jì)出一種替代工藝來(lái)優(yōu)化機(jī)翼設(shè)計(jì)，特別是機(jī)翼肋的制造。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明的各方面在所附權(quán)利要求書(shū)中提出。

從第一方面看，提供了一種用于飛機(jī)機(jī)翼的肋，所述肋包括一對(duì)相對(duì)的外蒙皮，該外蒙皮之間限定了內(nèi)部空間，所述肋還包括跨越該空間延伸并將該一對(duì)相對(duì)的外蒙皮連接的多個(gè)內(nèi)部加強(qiáng)構(gòu)件。

這種布置與傳統(tǒng)肋的結(jié)構(gòu)有極大的不同，并且在慣例上已規(guī)定使用單個(gè)中心板來(lái)形成肋(外圍肋的“支腳”能夠連接到該肋上)的情況下，這種布置是反直覺(jué)的。單塊板最大程度地減少了每個(gè)肋的重量，并允許在不過(guò)度增加機(jī)翼總重量的情況下形成肋。至少由于這些原因，以前并未考慮以箱型結(jié)構(gòu)生成每個(gè)都有一對(duì)板的肋。

箱形結(jié)構(gòu)的外表面可以有利地由相對(duì)薄的蒙皮材料形成，諸如鋁片材或薄板。箱形結(jié)構(gòu)提供了一種堅(jiān)固且剛性的主體。

箱形結(jié)構(gòu)內(nèi)的加強(qiáng)構(gòu)件在相對(duì)的外蒙皮之間延伸，以將蒙皮聯(lián)接在一起并形成剛性的箱形結(jié)構(gòu)。

內(nèi)部加強(qiáng)構(gòu)件可以以多種方式制成，諸如以常規(guī)方式由坯料機(jī)械加工而成。然而，有利地，內(nèi)部加強(qiáng)構(gòu)件可以是擠出件形式。擠出件允許以最小的材料浪費(fèi)和有限的機(jī)械加工步驟(除了可能機(jī)械加工面對(duì)蒙皮的表面之外)經(jīng)濟(jì)地制造加強(qiáng)件。蒙皮(形成外表面)和擠出的內(nèi)部加強(qiáng)構(gòu)件的組合提供了一種非常經(jīng)濟(jì)的方式來(lái)形成肋，該方式避免了機(jī)械加工大量坯料和復(fù)雜的肋“支腳”連接。

跨越加強(qiáng)構(gòu)件(即，在兩個(gè)蒙皮表面之間)觀察，加強(qiáng)件可以具有均勻的截面，即，截面可以跨越蒙皮之間限定的空間的寬度。為了使加強(qiáng)構(gòu)件的重量最小化，每個(gè)構(gòu)件都可以具有階梯狀或漸縮的輪廓，使得在相對(duì)的蒙皮之間的加強(qiáng)構(gòu)件的一部分具有比與相對(duì)的蒙皮相鄰的部分小的截面。實(shí)際上，加強(qiáng)構(gòu)件在蒙皮之間的中間位置處較窄。這允許在蒙皮處具有用于將加強(qiáng)構(gòu)件聯(lián)接到蒙皮的較大區(qū)域，以及在蒙皮之間延伸的變窄的截面。這樣可以使重量最小化。加強(qiáng)構(gòu)件的中心部分可以是具有兩個(gè)相對(duì)的連接部分的工字梁的形式。

相對(duì)的外蒙皮可以彼此基本上平行并且基本上平坦。替代地，蒙皮可以相對(duì)于彼此漸縮，例如在肋的前緣或后緣處具有較窄的間隔。蒙皮可以替代地具有蛇形或鋸齒形。可以根據(jù)使用時(shí)機(jī)翼上的預(yù)期載荷和力來(lái)選擇肋的蒙皮形狀。因而，能夠針對(duì)給定的飛行應(yīng)用來(lái)優(yōu)化箱形結(jié)構(gòu)的強(qiáng)度。