專利名稱：飛行器穩(wěn)定裝置表面后緣的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及飛行器穩(wěn)定裝置表面的后緣的設(shè)計(jì)，尤其涉及飛行器的水平穩(wěn)定裝置的提升裝置的后緣的設(shè)計(jì)。
背景技術(shù)：
航空學(xué)的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)要求在不損害部件的功能性和外部元件的美觀的情況下，所述形成的設(shè)計(jì)保證實(shí)現(xiàn)空氣動(dòng)力學(xué)建立的指導(dǎo)方針。所有這些前提必須被同時(shí)滿足，并且還推薦要優(yōu)化制造航空結(jié)構(gòu)的時(shí)間和成本。由復(fù)合材料且尤其是碳纖維制造的飛行器的水平穩(wěn)定裝置的提升裝置的后緣區(qū)域，當(dāng)前在由碳纖維制成的覆層至典型地由金屬材料制成的連接夾類型的元件的連接中呈現(xiàn)出梯度區(qū)域的陡坡或變化，從而提升裝置被保護(hù)不受閃電沖擊。因此，尤其由水平穩(wěn)定裝置表面的提升裝置的覆層所呈現(xiàn)的梯度陡坡或梯度變化可能有時(shí)和由于幾何構(gòu)型的困難在碳纖維和氣穴中形成皺紋，這導(dǎo)致了這些區(qū)域的后來的分層。這些分層需要費(fèi)力的修復(fù)過程，其在大多數(shù)有利的情況下包括最小5小時(shí)的勞動(dòng)，這是因?yàn)樾枰獞?yīng)用新的循環(huán)的高壓釜來固化出問題的表面。另一方面，還必須考慮剝離這些區(qū)域所需要的作業(yè)時(shí)間以及在所述過程期間進(jìn)行密切監(jiān)控和連續(xù)的控制。因此，在連接中的梯度的這種陡坡或變化造成了基本問題，其是所述表面缺少空氣動(dòng)力學(xué)的連續(xù)性。已經(jīng)以不同的已知的方式嘗試解決這一問題。這些方案的其中之一是在覆層至連接夾類型元件的連接區(qū)域中使用空氣動(dòng)力學(xué)填充材料，使得這種填充物將使得覆層的這些連接夾類型的元件與覆層本身平齊，因此實(shí)現(xiàn)了所述表面外觀或質(zhì)量的改善且改善了其的連續(xù)性，同時(shí)實(shí)現(xiàn)了這一表面的更好的空氣動(dòng)力學(xué)性能。這種空氣動(dòng)力學(xué)填充材料的問題在于，它在航空器中服役壽命期間易于斷裂， 它還引起了外表面油漆的相應(yīng)的斷裂和隨后的剝落，且由于所述表面的外觀嚴(yán)重劣化造成接收航空器的客戶的最終的抱怨。另一種已知的方案是填充將被處理的區(qū)域，S卩，在它們連接至覆層(借助于密封劑材料條)的位置處的連接夾元件的邊緣。這種方案不會(huì)保持連接夾和覆層之間的連續(xù)性，且因此外表面的視覺外觀不太好。另外，這種方案受到空氣動(dòng)力學(xué)懲罰，也就是說，其導(dǎo)致航空器的寄生阻力增大。因此，就它們的品質(zhì)以及在它們的裝配和制造的實(shí)際過程而言，需要解決上述的表面的問題。提出了本發(fā)明用以解決上述的問題。

發(fā)明內(nèi)容
因此，本發(fā)明涉及飛行器穩(wěn)定裝置表面的后緣的設(shè)計(jì)，且尤其涉及飛行器的水平穩(wěn)定裝置的提升裝置的后緣的設(shè)計(jì)。與本發(fā)明相同的設(shè)計(jì)還可以用于其它的飛行器表面的后緣，例如用于飛行器的垂直穩(wěn)定裝置的垂直舵，或飛行器機(jī)翼的后緣。
根據(jù)本發(fā)明的由復(fù)合材料和典型地由碳纖維制成的用于飛行器穩(wěn)定裝置表面的后緣設(shè)計(jì)使得至這種穩(wěn)定裝置表面的上和下覆層的連接由連接夾類型元件完成，并且在所述連接中不必使用空氣動(dòng)力學(xué)填充材料或密封劑材料條。這避免了表面之間的梯度的陡坡或變化的出現(xiàn)以及這些連接造成的上述問題。本發(fā)明的連接夾類型元件包括在其末端處為了通過內(nèi)部區(qū)域分別連接至穩(wěn)定裝置表面的上覆層和下覆層而在其末端處準(zhǔn)備的一些凹槽。這種連接夾類型元件必須足夠柔性以被箍縮，使得借助于為此目的設(shè)置的凹槽將所述夾的末端容納在飛行器機(jī)翼的覆層之間。因此，根據(jù)本發(fā)明的穩(wěn)定裝置表面被更加容易地制造，相當(dāng)大地促進(jìn)且優(yōu)化了其覆層的制造。另外，它消除了表面的梯度陡坡或變化，由此消除了潛在的將來的缺陷。在關(guān)于附圖的其的目的示例性實(shí)施例的下述詳細(xì)描述中提供了本發(fā)明的其它特點(diǎn)和優(yōu)點(diǎn)。


圖1顯示在傳統(tǒng)的飛行器中包括提升裝置的水平穩(wěn)定裝置的視圖。圖2顯示在傳統(tǒng)的飛行器中的水平穩(wěn)定裝置的提升裝置。圖3顯示根據(jù)現(xiàn)有技術(shù)的水平穩(wěn)定裝置的提升裝置的后緣的設(shè)計(jì)的細(xì)節(jié)。圖4顯示根據(jù)現(xiàn)有技術(shù)的水平穩(wěn)定裝置的提升裝置的后緣的設(shè)計(jì)的橫截面細(xì)節(jié)， 其中使用了空氣動(dòng)力學(xué)填充材料。圖5顯示根據(jù)現(xiàn)有技術(shù)的水平穩(wěn)定裝置的提升裝置的后緣的設(shè)計(jì)的橫截面細(xì)節(jié)， 其中使用了密封劑材料條。圖6a和6b顯示根據(jù)本發(fā)明的水平穩(wěn)定裝置的提升裝置的后緣的設(shè)計(jì)的橫截面。圖7顯示根據(jù)本發(fā)明的在水平穩(wěn)定裝置的提升裝置的后緣的設(shè)計(jì)中的夾類型元件至穩(wěn)定裝置覆層的連接的細(xì)節(jié)的橫截面。
具體實(shí)施例方式因此，本發(fā)明涉及飛行器穩(wěn)定裝置表面的后緣的設(shè)計(jì)，且尤其涉及飛行器的水平穩(wěn)定裝置1的提升裝置2的后緣3的設(shè)計(jì)。根據(jù)現(xiàn)有技術(shù)(圖4)，在用于連接水平穩(wěn)定裝置1中的提升裝置2的上覆層和下覆層40和41的夾類型元件5的連接中使用的一種方案是，使用空氣動(dòng)力學(xué)填充材料8，使得這種填充物8使這些覆層連接夾類型元件5與覆層40和41本身平齊，因此實(shí)現(xiàn)所述表面的外觀或品質(zhì)改善且改善了其連續(xù)性，且同時(shí)實(shí)現(xiàn)所述表面有更好的空氣動(dòng)力學(xué)性能。另一種已知的方案(圖5)是借助于密封劑類型材料條9填充將被處理的區(qū)域， 即，它們連接至覆層40、41的位置處的連接夾元件5的邊緣。根據(jù)本發(fā)明，設(shè)計(jì)了新的連接夾20，其不必使用填充材料8和使用密封劑材料條 9，從而實(shí)現(xiàn)好的空氣動(dòng)力學(xué)表面。另外，依據(jù)本發(fā)明，穩(wěn)定裝置1的提升裝置2的后緣3不包括任何梯度的陡坡6或變化，由此獲得的外部連接沿著所述表面是連續(xù)的。根據(jù)本發(fā)明，在由復(fù)合材料且典型地由碳纖維制成的飛行器穩(wěn)定裝置表面1上的后緣3的設(shè)計(jì)，使得分別至這種穩(wěn)定裝置表面1的上覆層和下覆層40和41的連接由連接
4夾類型元件20制成，在該連接中不使用空氣動(dòng)力學(xué)填充材料8或密封劑材料條9。這避免了在覆層40和41的外表面上的梯度的陡坡6或變化的出現(xiàn)，以及這些連接所造成的問題。本發(fā)明的連接夾類型元件20包括在其末端處的為通過內(nèi)部區(qū)域分別連接至穩(wěn)定裝置表面1的上覆層40和下覆層41而準(zhǔn)備的一些凹槽23。這種連接夾類型元件20必須有足夠的柔性以被箍縮，使得借助于為此目的設(shè)置的凹槽23，將這種夾20的末端容納在飛行器機(jī)翼1的覆層40和41之間。針對(duì)制造工藝，根據(jù)本發(fā)明的新提出的配置相當(dāng)大地促進(jìn)和優(yōu)化了穩(wěn)定裝置1的覆層40和41的制造。由于它消除了陡坡6且還消除了它們表面上的潛在的將來的缺陷， 這降低了制造成本。另外，有了本發(fā)明的新設(shè)計(jì)，能夠防止由填充材料8的應(yīng)用而產(chǎn)生的問題以及在飛行器處于服役中時(shí)引起的剝落。在根據(jù)本發(fā)明的后緣2的外表面上獲得的新的外觀是非常號(hào)的，這是因?yàn)楸砻娴倪B續(xù)性是完整的且其空氣動(dòng)力學(xué)性能也好的多(在于其消除了造成寄生阻力增大的臺(tái)階或陡坡6)；還將被考慮的事實(shí)有在后緣2的表面的外部上的改善的外觀意味著客戶的滿意度更高。假定可以與已知的裝配工藝相同的方式且部件的裝配以相同的裝配順序完成，根據(jù)本發(fā)明的新設(shè)計(jì)不會(huì)在連接夾類型元件20在后緣3上的裝配階段中出現(xiàn)任何問題。還必須考慮，與現(xiàn)有的已知的方案一起使用的工具也可用于新的設(shè)計(jì)。為了完成根據(jù)本發(fā)明的設(shè)計(jì)的裝配，密封劑22將必須被以與水平穩(wěn)定裝置1的其它的部件元件所進(jìn)行的方式相同的方式應(yīng)用到凹槽23至覆層40和41的連接的外部區(qū)域。因此，對(duì)于新夾20的裝配，僅需要利用部件的柔性以能夠箍縮它而將它插入到覆層40和41之間。 根據(jù)本發(fā)明的連接夾類型元件20將是金屬，且優(yōu)選地是鋁，用于保護(hù)提升裝置2 免遭閃電沖擊，且它們將優(yōu)選地通過鉚釘接頭連接至覆層40和41。通過比較，與已知的類型5相比，新設(shè)計(jì)的連接夾類型元件20的裝配所花費(fèi)的時(shí)間(考慮夾類型元件20和5在兩個(gè)設(shè)計(jì)中被鉚至覆層40和41)將從1天半的工作日 (^ 12h)縮短至Ih的勞動(dòng)，且最終節(jié)省了由此造成的制造成本。此外，根據(jù)本發(fā)明的設(shè)計(jì)，因?yàn)槎钙?將不再存在，因此避免在粘結(jié)陡坡6時(shí)在碳纖維中可能引起的可能問題，且這還將節(jié)省這種粘結(jié)所用的作業(yè)時(shí)間。與已知的設(shè)計(jì)相比， 所有的這些將在本發(fā)明的設(shè)計(jì)的制造和裝配時(shí)間與成本上帶來非常顯著的節(jié)省。還有上述的非常顯著的“非品質(zhì)”的成本，其是在由于填充材料8的應(yīng)用造成的外部油漆剝落時(shí)由于客戶抱怨產(chǎn)生的成本。另一方面，本發(fā)明的設(shè)計(jì)不會(huì)損害穩(wěn)定裝置表面1的電學(xué)連續(xù)性和排水，對(duì)于覆層40和41以及夾類型元件20還保留了在已知方案中使用的相同的材料。因此，與已知設(shè)計(jì)相比，本發(fā)明的新設(shè)計(jì)的主要的顯著優(yōu)點(diǎn)是如下-它提高了穩(wěn)定裝置表面1的品質(zhì)和美觀；-它提高了穩(wěn)定裝置表面1的空氣動(dòng)力學(xué)特性；-它簡(jiǎn)化了水平穩(wěn)定裝置表面1的提升裝置2的覆層40和41的制造；-它改善了在水平穩(wěn)定裝置表面1上的連接夾類型元件20的裝配過程；和-它減小制造的單位成本。如在本發(fā)明的優(yōu)選的實(shí)施例中所描述的，與水平穩(wěn)定裝置1的提升裝置2的后緣3的幾何構(gòu)型類似的幾何構(gòu)型也可以用于飛行器的其它元件，在該情形中，本發(fā)明的設(shè)計(jì)可以應(yīng)用至這些部件。這涉及飛行器的下述部件飛行器的垂直穩(wěn)定裝置的垂直舵的后緣，和機(jī)翼的后緣。 包含在由下述的權(quán)利要求限定的范圍內(nèi)的這些修改可以引入到上述的實(shí)施例中。
權(quán)利要求
1.一種飛行器穩(wěn)定裝置表面(1)的后緣(3)，其中所述表面(1)由復(fù)合材料制造，且包括外覆層GO)和內(nèi)覆層(41)，所述外覆層00)和內(nèi)覆層Gl)通過在所述后緣C3)上的連接夾類型元件00)連接，其特征在于，所述連接夾類型元件00)包括在其末端處的用于連接至所述穩(wěn)定裝置表面(1)的上和下覆層G0，41)的內(nèi)部區(qū)域的一些凹槽(23)，使得所述連接夾類型元件00)有足夠柔性以被箍縮，使得借助于這些凹槽(23將其末端容納在所述飛行器穩(wěn)定裝置表面⑴的所述外和內(nèi)覆層G0，41)之間，由此在其后緣(3)上的穩(wěn)定裝置表面(1)的外部區(qū)域形成為連續(xù)的沒有梯度變化的空氣動(dòng)力學(xué)表面。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的飛行器穩(wěn)定裝置表面(1)的后緣(3)，其特征在于，所述連接夾類型元件OO)由金屬材料制成。
3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的飛行器穩(wěn)定裝置表面(1)的后緣(3)，其特征在于，所述連接夾類型元件OO)由鋁制成。
4.根據(jù)前述權(quán)利要求中任一項(xiàng)所述的飛行器穩(wěn)定裝置表面(1)的后緣(3)，其特征在于，所述連接夾類型元件OO)至所述外和內(nèi)覆層G0，41)的連接在它們的內(nèi)部區(qū)域中由鉚釘接頭完成。
5.根據(jù)前述權(quán)利要求中任一項(xiàng)所述的飛行器穩(wěn)定裝置表面(1)的后緣(3)，其特征在于，它還包括用于所述連接夾類型元件OO)的凹槽03)至所述穩(wěn)定裝置表面(1)的外和內(nèi)覆層G0，41)的連接的外部區(qū)域的密封劑02)。
6.根據(jù)前述權(quán)利要求中任一項(xiàng)所述的飛行器穩(wěn)定裝置表面(1)的后緣(3)，其特征在于，所述后緣(3)對(duì)應(yīng)于飛行器水平穩(wěn)定裝置的升降舵O)的后緣。
7.根據(jù)權(quán)利要求1-5中任一項(xiàng)所述的飛行器穩(wěn)定裝置表面(1)的后緣(3)，其特征在于，所述后緣C3)對(duì)應(yīng)于飛行器垂直穩(wěn)定裝置的垂直舵的后緣。
8.根據(jù)權(quán)利要求1-5中任一項(xiàng)所述的飛行器穩(wěn)定裝置表面(1)的后緣(3)，其特征在于，所述后緣(3)對(duì)應(yīng)于飛行器的機(jī)翼的后緣。
9.根據(jù)前述權(quán)利要求中任一項(xiàng)所述的飛行器穩(wěn)定裝置表面(1)的后緣(3)，其特征在于，所述穩(wěn)定裝置表面(1)由復(fù)合材料制成。
10.根據(jù)權(quán)利要求9所述的飛行器穩(wěn)定裝置表面(1)的后緣(3)，其特征在于，所述穩(wěn)定裝置表面(1)由碳纖維制成。
全文摘要
一種飛行器穩(wěn)定裝置表面(1)的后緣(3)，所述表面(1)由復(fù)合材料制造，且包括外覆層(40)和內(nèi)覆層(41)，外覆層(40)和內(nèi)覆層(41)在后緣(3)上通過連接夾類型元件(20)連接，所述連接夾類型元件(20)包括在其末端處的用于連接至穩(wěn)定裝置表面(1)的上和下覆層(40，41)的內(nèi)部區(qū)域的一些凹槽(23)，使得連接夾類型元件(20)有足夠柔性以被箍縮，使得借助于這些凹槽(23)將其末端容納在飛行器穩(wěn)定裝置表面(1)的外和內(nèi)覆層(40，41)之間，由此在其后緣(3)上的穩(wěn)定裝置表面(1)的外部區(qū)域形成連續(xù)的沒有梯度變化的空氣動(dòng)力學(xué)表面。
文檔編號(hào)B64C3/28GK102300770SQ200980155875
公開日2011年12月28日 申請(qǐng)日期2009年12月18日 優(yōu)先權(quán)日2008年12月18日
發(fā)明者弗朗西斯科·德·保拉·布爾戈斯加列戈, 阿爾貝托·巴沙岡薩雷斯 申請(qǐng)人:空客運(yùn)營(yíng)有限公司