結(jié)構(gòu)的制作方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及一種結(jié)構(gòu)。更具體地，但是非排他性地，本發(fā)明涉及一種例如機(jī)翼、水平穩(wěn)定器或豎向穩(wěn)定器的飛行器結(jié)構(gòu)。
【背景技術(shù)】
[0002]常規(guī)飛行器機(jī)翼具有翼盒，該翼盒由上空氣動(dòng)力蓋和下空氣動(dòng)力蓋、前翼梁和后翼梁以及沿著翼盒的翼展方向長度間隔開的一系列橫向翼肋形成。每個(gè)翼肋均螺栓連接至上蓋和下蓋并在上蓋與下蓋之間反作用于燃料壓力載荷。
[0003]這種翼盒的組裝由于需要制造、鉆孔、填入墊片并且然后將許多部件螺栓連接在一起而可能是非常耗時(shí)且復(fù)雜的。常規(guī)翼盒還非常重并且并不總是最有效地利用諸如復(fù)合材料之類的現(xiàn)代航空材料。
[0004]需要設(shè)計(jì)一種具有減少的零件數(shù)、簡化的制造過程以及改進(jìn)的機(jī)械性能的飛行器翼盒或類似結(jié)構(gòu)。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0005]本發(fā)明的第一方面提供了一種具有翼板、縱梁和翼肋的結(jié)構(gòu)，其中，該縱梁包括接合至翼板的縱梁凸緣和遠(yuǎn)離縱梁凸緣延伸的縱梁腹板；并且該翼肋包括翼肋腹板和翼肋腳部，該翼肋腳部具有接合至縱梁腹板的翼肋腳部凸緣、接合至翼板或接合至縱梁凸緣的第一翼肋腳部基部部分和第二翼肋腳部基部部分、以及接合至翼肋腹板的翼肋腳部腹板；其中，翼肋腳部凸緣通過第一拐角連接至翼肋腳部腹板，該第一拐角包括從翼肋腳部凸緣經(jīng)由第一拐角連續(xù)地延伸到翼肋腳部腹板中的至少一個(gè)層，第一翼肋腳部基部部分通過第二拐角連接至翼肋腳部凸緣，該第二拐角包括從第一翼肋腳部基部部分經(jīng)由第二拐角連續(xù)地延伸到翼肋腳部凸緣中的至少一個(gè)層，并且第二翼肋腳部基部部分通過第三拐角連接至翼肋腳部腹板，該第三拐角包括從第二翼肋腳部基部部分經(jīng)由第三拐角連續(xù)地延伸到翼肋腳部腹板中的至少一個(gè)層。
[0006]翼肋腳部的連續(xù)結(jié)構(gòu)使該翼肋腳部能夠形成為單件。這使該結(jié)構(gòu)中的部件的數(shù)目能夠被減少并提供了整體結(jié)構(gòu)的總重量被減少的可能性。
[0007]翼肋腳部凸緣與縱梁腹板之間的連接提供了穩(wěn)健的載荷路徑。典型地，翼肋腳部凸緣通過能夠?qū)⒓羟袪顟B(tài)下的載荷從縱梁腹板傳遞至翼肋腳部凸緣的接合而被接合至縱梁腹板。
[0008]翼肋腳部的結(jié)構(gòu)還使多個(gè)凸緣角度能夠被調(diào)節(jié)或補(bǔ)償，這減少了與為滿足公差及配合要求對(duì)接合進(jìn)行控制相關(guān)聯(lián)的時(shí)間和成本。
[0009]典型地，翼肋腳部凸緣、第一翼肋腳部基部部分和第二翼肋腳部基部部分以及翼肋腳部腹板被一體地形成。例如，翼肋腳部凸緣、翼肋腳部腹板和翼肋腳部基部部分可以形成為單件，然后彎曲或折疊該單件以形成第一拐角、第二拐角和第三拐角。替代性地，翼肋腳部凸緣、翼肋腳部腹板和翼肋腳部基部部分可以通過借助于自動(dòng)鋪帶機(jī)來將它們鋪放在模具上而一體地形成，其中，隨著帶材被鋪放在模具上而形成了第一、第二和第三拐角。替代性地，翼肋腳部凸緣、翼肋腳部腹板和翼肋腳部基部部分可以通過注塑模制或鑄造而一體地形成。
[0010]不管形成翼肋腳部的方法如何，圍繞拐角延伸的層均在翼肋腳部的通過拐角連接的相鄰部分之間提供高效的載荷傳遞。
[0011]優(yōu)選地，翼肋腳部包括圍繞第一拐角、第二拐角和第三拐角延伸的至少一個(gè)層。
[0012]該結(jié)構(gòu)可以僅具有單個(gè)翼板。替代性地，該結(jié)構(gòu)還可以包括與第一翼板相對(duì)的第二翼板。翼肋腹板被設(shè)置成在第一翼板與第二翼板之間傳遞載荷(例如燃料壓力載荷)。典型地，翼肋腹板或者直接地或者經(jīng)由額外的翼肋腳部接合至第二翼板。
[0013]該結(jié)構(gòu)可以具有僅一個(gè)縱梁，但是該結(jié)構(gòu)更典型地具有接合至翼板的多個(gè)縱梁，其中，每個(gè)縱梁均通過相應(yīng)的翼肋腳部來接合至翼肋腹板。
[0014]該結(jié)構(gòu)可以具有僅一個(gè)翼肋，或者該結(jié)構(gòu)可以具有不止一個(gè)翼肋，其中，每個(gè)翼肋均通過相應(yīng)的翼肋腳部接合至縱梁。
[0015]該翼板典型地為具有寬度和長度的長形件。
[0016]該縱梁典型地為具有寬度和長度的長形件?？v梁的功能為通過沿著縱梁的長度抵抗彎曲載荷來使翼板硬化。
[0017]翼板和縱梁的長度典型地大致平行。
[0018]翼肋典型地橫穿翼板的寬度延伸。
[0019]縱梁可以具有包括T形、Z形或頂帽形的各種各樣的橫截面形狀。
[0020]縱梁腹板可以為遠(yuǎn)離縱梁向長形邊緣延伸的葉片。
[0021]翼肋可以與翼板形成液密密封。替代性地，翼肋可以允許液體流經(jīng)該翼肋，例如可以在翼肋腹板與翼板之間設(shè)置間隙，該間隙被設(shè)置成允許液體流過該間隙。
[0022]典型地，翼肋腹板具有邊緣，該邊緣具有凹口或切口，縱梁腹板穿過該凹口或切口。在密封翼肋的情況下，那么縱梁腹板可以與翼肋腹板形成液密密封。替代性地，在翼肋腹板與縱梁腹板之間設(shè)置間隙，該間隙被設(shè)置成允許液體流過該間隙。
[0023]第一翼肋腳部基部部分和/或第二翼肋腳部基部部分可以既接合至翼板又接合至縱梁凸緣。替代性地，第一翼肋腳部基部部分和/或第二翼肋腳部基部部分可以僅接合至縱梁凸緣(可選地經(jīng)由縱梁凸緣的突出區(qū)域)。
[0024]第二折疊拐角和第三折疊拐角可以形成約90度的角度。
[0025]第一翼肋腳部基部部分和/或第二翼肋腳部基部部分可以呈三角形。
[0026]第一翼肋腳部基部部分和第二翼肋腳部基部部分可以彼此抵接，或者可以通過共同固化、通過粘合劑或通過任何其他適當(dāng)?shù)姆绞絹肀舜私雍?。替代性地，第一翼肋腳部基部部分和第二翼肋腳部基部部分在其間可以以間隙隔開。
[0027]翼肋腳部可以具有接合至縱梁腹板的第二翼肋腳部凸緣，第一翼肋腳部凸緣和第二翼肋腳部凸緣在翼肋腳部腹板的相反兩側(cè)上延伸(形成T部分)。
[0028]此外或替代性地，翼肋腳部可以具有接合至翼板的內(nèi)表面以及/或者接合至縱梁凸緣的第三翼肋腳部基部部分和第四翼肋腳部基部部分，其中，第一翼肋腳部基部部分和第二翼肋腳部基部部分定位在翼肋腳部腹板的第一側(cè)上，并且第三翼肋腳部基部部分和第四翼肋腳部基部部分定位在翼肋腳部腹板的與第一側(cè)相反的第二側(cè)上。
[0029]可選地，翼肋腳部包括一對(duì)背對(duì)背的部分，每部分均具有接合至縱梁腹板的翼肋腳部凸緣、接合至翼板或接合至縱梁凸緣的第一翼肋腳部基部部分和第二翼肋腳部基部部分、以及接合至翼肋腹板的翼肋腳部腹板；其中，翼肋腳部凸緣通過第一拐角連接至翼肋腳部腹板，該第一拐角包括從翼肋腳部凸緣經(jīng)由第一拐角連續(xù)地延伸到翼肋腳部腹板中的至少一個(gè)層，第一翼肋腳部基部部分通過第二拐角連接至翼肋腳部凸緣，該第二拐角包括從第一翼肋腳部基部部分經(jīng)由第二拐角連續(xù)地延伸到翼肋腳部凸緣中的至少一個(gè)層，并且第二翼肋腳部基部部分通過第三拐角連接至翼肋腳部腹板，該第三拐角包括從第二翼肋腳部基部部分經(jīng)由第三拐角連續(xù)地延伸到翼肋腳部腹板中的至少一個(gè)層。所述一對(duì)背對(duì)背的部分的翼肋腳部腹板彼此接合并接合至翼肋腹板。替代性地，取代具有彼此接合并兩者均定位在翼肋腹板的同一側(cè)上的一對(duì)背對(duì)背的翼肋腳部部分，一對(duì)翼肋腳部可以設(shè)置在翼肋腹板的相反側(cè)上(其中，翼肋腹板被夾在所述一對(duì)翼肋腳部之間)，其中，每個(gè)翼肋腳部腹板均接觸并接合至翼肋腹板的相應(yīng)的面。
[0030]翼肋腳部可以由非復(fù)合材料(例如金屬)形成或者由包括嵌入在基體中的加強(qiáng)元件的復(fù)合材料形成。加強(qiáng)元件例如可以在聚合物基體中包括碳纖維和/或玻璃纖維和/或凱夫拉爾(Kevlar)和/或金屬加強(qiáng)件。翼板和/或縱梁和/或翼肋腹板均還可以包括與翼肋腳部相同或不同結(jié)構(gòu)的復(fù)合材料。
[0031]翼肋腳部可以包括圍繞第一拐角、第