專利名稱：用于復(fù)合材料飛行器機(jī)身板的縱向連接件的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及兩個(gè)復(fù)合材料飛行器機(jī)身板的縱向組裝連接件。該縱向連接件結(jié)合了尤其適合復(fù)合材料結(jié)構(gòu)的Ω形桁條。本發(fā)明可應(yīng)用于飛行器機(jī)身板的組裝領(lǐng)域，且特別地可應(yīng)用于使用Ω形桁條作為加固件的復(fù)合材料板的組裝領(lǐng)域。
背景技術(shù)：
飛行器機(jī)身是通常包括沿著連接線彼此首尾相接的多個(gè)基本為圓筒形的機(jī)身段的結(jié)構(gòu)，被稱為圓周連接件的所述連接線確定垂直于機(jī)身縱軸的平面。各機(jī)身段通常由多個(gè)沿連接線或接合線彼此組裝起來(lái)的板構(gòu)成，所述接合線的朝向基本沿著機(jī)身母線。這兩種類型的連接處是機(jī)身的脆弱區(qū)域，應(yīng)該加固該脆弱區(qū)域以抵抗飛行時(shí)機(jī)身承受的應(yīng)力。機(jī)身段的板是借助縱向連接件沿著接合線組裝的。所述縱向連接件可尤其根據(jù)飛行器的結(jié)構(gòu)類型、按照不同的技術(shù)來(lái)實(shí)現(xiàn)。例如，在所有板均用金屬制成的金屬機(jī)身結(jié)構(gòu)中，縱向連接件可以借助沿著待組裝的板的接合處安裝的桁條以首尾相接的方式來(lái)實(shí)現(xiàn)。桁條是在飛行器機(jī)身結(jié)構(gòu)中使用的成型件，用于加強(qiáng)(raidir)外殼以及比如門框和窗框的某些特定區(qū)域。桁條可以具有例如T形、Z形、L形等不同形狀的截面。圖1中示出了金屬飛行器機(jī)身結(jié)構(gòu)的一個(gè)示例，其中縱向連接件是借助T形桁條來(lái)實(shí)現(xiàn)的。在該示例中，結(jié)構(gòu)包括彼此組裝起來(lái)的板1(結(jié)合了舷窗3)和板2。板2是通過(guò)多個(gè)附圖標(biāo)識(shí)為4的Z形桁條來(lái)加強(qiáng)的。板1和板2是通過(guò)T形桁條來(lái)連接的。圖2中示出了借助T形桁條實(shí)現(xiàn)的縱向連接件的一個(gè)示例的剖面圖。在該示例中， 板1和板2各自通過(guò)Z形桁條4加強(qiáng)且通過(guò)T形桁條5彼此組裝。該T形桁條形成沿著待組裝的板1和板2的接合處6的縱向連接件。如圖2中所示，T形桁條被其水平底板51固定在各板1和板2上。T形桁條的腹板52允許再接受其它結(jié)構(gòu)部分。在這些圖上、尤其是在圖1上，可看到在兩個(gè)Z形或T形桁條之間的間距是規(guī)則的。在復(fù)合環(huán)境中(即機(jī)身至少部分為復(fù)合材料的飛行器中)，所使用的桁條通常是歐米茄形桁條(或Ω形桁條)、優(yōu)選地是Z形或L形桁條。事實(shí)上，Ω形桁條提供更好的穩(wěn)定性和更好的抗內(nèi)壓能力。在圖3上示出了用附圖標(biāo)識(shí)為8的Ω形桁條加強(qiáng)的復(fù)合結(jié)構(gòu)的一個(gè)示例。然而，由于其非閉合的形狀，Ω形桁條不能被用來(lái)作為縱向連接件。事實(shí)上，Ω形桁條在待組裝板之間的接合處的定位可能不允許覆蓋所述接合處。同樣地，為了在復(fù)合結(jié)構(gòu)中實(shí)現(xiàn)首尾相接的縱向連接，已經(jīng)設(shè)想使用T形桁條。用T形桁條實(shí)現(xiàn)的縱向連接件的一個(gè)示例被示出在圖4中。如上所述，T形桁條5被其底板固定在各板1和板2上。Ω形桁條8被固定在接合處6的兩側(cè)，用來(lái)加強(qiáng)結(jié)構(gòu)。然而，在Ω形桁條8之中結(jié)合T形桁條5對(duì)桁條的安裝有很大影響，因?yàn)門形桁條將打亂Ω形桁條的分布。桁條之間的間距不再像圖3中所示的那樣均勻和規(guī)則。事實(shí)上，由于其設(shè)計(jì)，兩個(gè)Ω形桁條和兩個(gè)T形桁條之間的間距并不相同。因此，結(jié)合T形桁條來(lái)構(gòu)成縱向連接會(huì)改變?cè)趦砂宓慕雍咸幐浇蔫鞐l之間的間距。由于T形桁條的存在，導(dǎo)致無(wú)法最優(yōu)化桁條的安裝。設(shè)想了用于在由Ω形桁條加強(qiáng)的復(fù)合結(jié)構(gòu)中實(shí)現(xiàn)縱向連接的另一技術(shù)。該技術(shù)旨在使用U形桁條9作為縱向連接件，如圖5中所示。然而，因?yàn)樵揢形桁條不允許在Ω 形桁條8和U形桁條9之間獲得均勻和規(guī)則的桁條安裝，所以其同樣打亂桁條安裝的分布。另一縱向連接技術(shù)是一種通過(guò)板重疊的技術(shù)。該通過(guò)板重疊的連接技術(shù)旨在把待組裝的兩板的端部重疊起來(lái)放置。為此，將一板置于另一板之上，從而在接合處形成加厚部分(sudpaisseur)。該重疊被實(shí)現(xiàn)為使得外部板被安裝在機(jī)身氣流方向上，從而不會(huì)對(duì)飛行器性能產(chǎn)生損害。上述通過(guò)重疊的縱向連接的一個(gè)示例被示出在圖6上。在該圖中，板1和板2部分疊置。為了確保兩板在其接合處的組裝，使板之一的一定區(qū)域產(chǎn)生變形。在圖6的示例中，板1的端部la、lb發(fā)生變形以便插入板2的下方。板1的區(qū)域Ia發(fā)生變形是為了置于板2的端部下方。板1的區(qū)域Ib發(fā)生變形是為了確保在區(qū)域Ia和未變形的區(qū)域Ic之間的板連續(xù)性。在該示例中，板1和板2由Ω形桁條加強(qiáng)。板2的Ω形桁條8被固定部件7穿過(guò)兩個(gè)板的厚度(即穿過(guò)板2和板1的區(qū)域la)固定。然而，板變形區(qū)的制造相對(duì)較昂貴。實(shí)際上，其需要具有用于制造變形的褶皺形狀的特殊的復(fù)合材料板制造模型。此外，在變形區(qū)，Ω形桁條會(huì)傾斜，這妨礙在所有Ω形桁條之間獲得均勻和規(guī)則的桁條安裝。實(shí)際上，采用上述技術(shù)，由于板端部的變形，因此Ω形桁條并非全部位于同一圓周平面上。以上提及的所有技術(shù)都不允許獲得復(fù)合結(jié)構(gòu)的令人滿意的桁條安裝。實(shí)際上，使用T形桁條或U形桁條的連接技術(shù)需要預(yù)先知道連接桁條(Τ形或U形桁條)的準(zhǔn)確位置， 以盡可能不降低性能(即盡可能規(guī)則)地實(shí)現(xiàn)結(jié)構(gòu)的Ω形桁條。至于通過(guò)板重疊的連接技術(shù)，則必須知道連接的準(zhǔn)確位置以據(jù)此來(lái)制造板。采用這些技術(shù)，必須在實(shí)現(xiàn)結(jié)構(gòu)之前知道連接的位置。從而不可以通過(guò)使用對(duì)已存在的板的分割來(lái)改變機(jī)身板的形狀。因此，如圖7中所示，為了對(duì)板進(jìn)行需要新的縱向連接10的不同的分割，必須完全改變位于該縱向連接周圍的板的桁條安裝，所以任何結(jié)合新的縱向連接的做法必定對(duì)機(jī)身板的桁條安裝具有影響。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的正在于彌補(bǔ)上述技術(shù)的缺點(diǎn)。為此，本發(fā)明提出一種并排類型的縱向連接件，所述縱向連接件允許將兩個(gè)復(fù)合材料機(jī)身板組裝起來(lái)，同時(shí)在桁條之間保持規(guī)則的間距。所述縱向連接件由雙Ω形桁條構(gòu)成，所述雙Ω形桁條包括覆蓋兩板之間的接合處的中心底板。所述縱向連接件允許以均勻和規(guī)則的Ω形桁條安裝來(lái)并排組裝板。更精確而言，本發(fā)明涉及一種飛行器機(jī)身結(jié)構(gòu)，所述結(jié)構(gòu)至少包括第一復(fù)合材料板和第二復(fù)合材料板，這兩個(gè)板被沿著接合處并排布置并通過(guò)至少一個(gè)縱向連接件相互組裝，其特征在于，所述縱向連接件包括雙Ω形桁條，所述雙Ω形桁條包括
-第一Ω形部分和第二 Ω形部分，每個(gè)Ω形部分均包括頭部和兩個(gè)腹板，_位于所述第一 Ω形部分的第一腹板的延續(xù)方向上的第一側(cè)向底板，_位于所述第二 Ω形部分的第二腹板的延續(xù)方向上的第二側(cè)向底板，以及-中心底板，所述中心底板連接所述第一Ω形部分的第二腹板與所述第二 Ω形部分的第一腹板，并覆蓋所述兩個(gè)板之間的接合處。本發(fā)明可以包括以下一個(gè)或多個(gè)特征_所述中心底板的長(zhǎng)度是所述第一側(cè)向底板或所述第二側(cè)底板的長(zhǎng)度的兩倍。_所述中心底板與所述Ω形部分和所述第一側(cè)向底板和所述第二側(cè)底板一起由單個(gè)部件來(lái)實(shí)現(xiàn)。-所述中心底板通過(guò)設(shè)置在所述接合處兩側(cè)的固定部件來(lái)固定在各板上。-所述縱向連接件包括安裝在所述中心底板上的第三桁條。-所述第三桁條是T形桁條。-所述縱向連接件包括安裝在所述中心底板上的內(nèi)壓板或外壓板。-所述縱向連接件包括結(jié)合在所述中心底板中的加厚部分。本發(fā)明還涉及一種飛行器機(jī)身，其包括通過(guò)圓周連接件組裝的至少兩個(gè)機(jī)身段， 其特征在于，各機(jī)身段包括如上所述的結(jié)構(gòu)。本發(fā)明還涉及一種飛行器，其特征在于包括至少一個(gè)如上所述的結(jié)構(gòu)。


已描述過(guò)的圖1示出具有由T形桁條實(shí)現(xiàn)的縱向連接件的金屬機(jī)身的結(jié)構(gòu)的一個(gè)示例。已描述過(guò)的圖2示出在金屬結(jié)構(gòu)上采用T形桁條的縱向連接件的一個(gè)剖面圖。已描述過(guò)的圖3示出復(fù)合材料結(jié)構(gòu)的Ω形桁條安裝的一個(gè)截面。已描述過(guò)的圖4示出在復(fù)合材料結(jié)構(gòu)上采用T形桁條的縱向連接件的一個(gè)剖面圖。已描述過(guò)的圖5示出在復(fù)合材料結(jié)構(gòu)上采用U形桁條的縱向連接件的一個(gè)剖面圖。已描述過(guò)的圖6示出通過(guò)板重疊的縱向連接的一個(gè)剖面圖。已描述過(guò)的圖7示出其中應(yīng)該結(jié)合新的縱向連接件的飛行器機(jī)身段的一個(gè)示例。圖8示出根據(jù)本發(fā)明的縱向連接件的一個(gè)剖面圖。圖9、10和11示出結(jié)合T形桁條、額外的壓板或者桁條加厚部分的根據(jù)本發(fā)明的縱向連接件的示例。
具體實(shí)施例方式根據(jù)本發(fā)明的縱向連接件包括具有中心底板的雙Ω形桁條，該中心底板能夠固定在機(jī)身兩板之間的接合處之上。所述縱向連接件的一個(gè)示例在圖8中示出。該具有雙Ω 形桁條的連接件20包括附圖標(biāo)記為21的第一 Ω形部分和附圖標(biāo)記為22的第二 Ω形部分，這兩個(gè)Ω形部分由中心底板23連接。每個(gè)Ω形部分均包括頭部(分別為21a和22a) 和兩個(gè)腹板(分別為21b、21c和22b、22c)。每個(gè)Ω形部分21、22的頭部均能再接受結(jié)構(gòu)的部分。連接件20還包括位于第一 Ω形部分21的第一腹板21b的延續(xù)方向上的第一底板24，以及位于第二 Ω形部分22的第二腹板22c的延續(xù)方向上的第二底板25。Ω形部分以及側(cè)向底板M和25與如上文所述的傳統(tǒng)Ω形部分以及Ω形桁條的底板相同。根據(jù)本發(fā)明的連接件20還包括中心底板23，中心底板23連接第一 Ω形部分21 的第二腹板21c與第二 Ω形部分22的第一腹板22b，并覆蓋兩個(gè)板1和2之間的接合處 6。中心底板23的長(zhǎng)度是傳統(tǒng)Ω形桁條的底板長(zhǎng)度的兩倍。中心底板23以及側(cè)向底板M和25被傳統(tǒng)固定部件固定在板1和2上。更確切而言，底板M被固定在板1上而底板25被固定在板2上。中心底板23被同時(shí)固定在板1 和板2上。由上述說(shuō)明可理解，根據(jù)本發(fā)明的縱向連接件的整體尺寸對(duì)應(yīng)于端對(duì)端相接布置的兩個(gè)Ω形桁條的尺寸。其由此具備如下優(yōu)點(diǎn)提供Ω形桁條之間的規(guī)則間距以及縱向連接。實(shí)際上，縱向連接件20的長(zhǎng)度是Ω形桁條長(zhǎng)度的兩倍，Ω形桁條的并置和縱向連接件20是規(guī)則的。因此，能夠均勻地安裝桁條，而不管是否存在縱向連接件。采用上述技術(shù)，桁條的安裝實(shí)現(xiàn)起來(lái)相對(duì)簡(jiǎn)單，這是因?yàn)榫哂须pΩ形桁條的連接件可以被設(shè)置在兩個(gè)板的接合處，由于兩Ω形桁條之間的間距不變，從而保持了之前安裝好的桁條。因此，由于只需用具有雙桁條的連接件替換兩個(gè)傳統(tǒng)的Ω形桁條，所以可以容易地通過(guò)結(jié)合新的縱向連接件來(lái)改變板的分割?？v向連接件20還允許在中心底板23上結(jié)合額外的部分，以便根據(jù)需要為所述接合提供額外功能。在圖9中，示出了結(jié)合T形桁條的根據(jù)本發(fā)明的縱向連接件的一個(gè)剖面圖。在該示例中，附圖標(biāo)記為30的T形桁條被安裝在連接件20的中心底板23上，以允許在可能時(shí)再接受其它部分。該T形桁條可以被固定部件7固定在中心底板23上，該固定部件與將中心底板固定在板1和板2上的固定部件相同。可理解，在該實(shí)施方式中，因?yàn)門形桁條30 被簡(jiǎn)單地安裝在縱向連接件的上方，所以安裝桁條的間距與安裝Ω形桁條的間距相同。描述了該縱向連接件針對(duì)T形桁條的實(shí)施方式。當(dāng)然，也可以安裝其它類型的桁條，例如U形桁條，來(lái)取代T形桁條。在圖10中，示出了結(jié)合壓板(也被稱為連接片)的根據(jù)本發(fā)明的縱向連接件的一個(gè)剖面圖。在該示例中，內(nèi)連接片被定位在中心板23的上方，并被經(jīng)過(guò)中心底板23固定在板1和板2上。連接片是能加固結(jié)構(gòu)的加固部分。連接片可以是如圖10所示的安裝在結(jié)構(gòu)的內(nèi)表面上的內(nèi)連接片。其也可以是安裝在結(jié)構(gòu)的外表面上的外連接片。在圖11中，示出了結(jié)合加厚部分的根據(jù)本發(fā)明的縱向連接件的一個(gè)剖面圖。在該示例中，加厚部分被結(jié)合在中心底板23中。該加厚部分50可以通過(guò)額外的層用復(fù)合材料來(lái)實(shí)現(xiàn)，從而允許在接合處6的附近加固縱向連接件20。中心底板因此被實(shí)現(xiàn)得更厚，這使得其能夠確保額外的功能或者在傳遞特別大的作用力時(shí)加強(qiáng)板之間的連接?？勺⒁獾剑趫D8至圖10的所有示例中，示出了分布在所有側(cè)向底板和中心底板上的縱向連接件的固定部件7。反之，在圖11的示例中，僅示出中心底板23和側(cè)向底板25的固定部件。在該示例中，第一側(cè)向底板M不包括固定部件；其與板1相互粘接(co-bondee)。實(shí)際上，按照制造Ω形桁條的傳統(tǒng)技術(shù)，如剛才所述的連接件20由單個(gè)同一部件來(lái)實(shí)現(xiàn)；只有改變制造模型的形狀，才能獲得雙Ω的形狀。因此可以將采用雙Ω形桁條的連接件的一個(gè)側(cè)向底板粘接在一個(gè)板上，這允許去除一組固定部件，從而減少飛行器的總重量。該實(shí)施方式還能在組裝板的時(shí)候節(jié)約時(shí)間。剛才描述的縱向連接件允許實(shí)現(xiàn)所有機(jī)身板首尾相接的縱向組裝，而無(wú)論相關(guān)的機(jī)身段是什么樣的。實(shí)際上，采用根據(jù)本發(fā)明的縱向連接件，甚至可以實(shí)現(xiàn)高度錐形或者包括軌道連接件的機(jī)身段，而且無(wú)需傾斜的墊片(cales biaises)。
權(quán)利要求
1.一種飛行器機(jī)身結(jié)構(gòu)，所述結(jié)構(gòu)至少包括第一復(fù)合材料板和第二復(fù)合材料板(1、 2)，這兩個(gè)板被沿著接合處(6)并排布置并通過(guò)至少一個(gè)縱向連接件(20)相互組裝，其特征在于，所述縱向連接件包括雙Ω形桁條，所述雙Ω形桁條包括-第一 Ω形部分和第二 Ω形部分(21、22)，每個(gè)Ω形部分均包括頭部(21a、22a)和兩個(gè)腹板(21b、21c、22b、22c)，_位于所述第一 Ω形部分的第一腹板(21b)的延續(xù)方向上的第一側(cè)向底板(24)，_位于所述第二 Ω形部分的第二腹板(22c)的延續(xù)方向上的第二側(cè)向底板(25)，以及-中心底板(23)，其長(zhǎng)度是所述第一側(cè)向底板(24)或所述第二側(cè)向底板(25)的長(zhǎng)度的兩倍，所述中心底板連接所述第一 Ω形部分的第二腹板(21c)與所述第二 Ω形部分的第一腹板(22b)，并覆蓋所述兩個(gè)板之間的接合處。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的結(jié)構(gòu)，其特征在于，所述中心底板(23)與所述Ω形部分(21、 22)和所述第一側(cè)向底板和所述第二側(cè)向底板(24、25) —起由單個(gè)部件來(lái)實(shí)現(xiàn)。
3.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的結(jié)構(gòu)，其特征在于，所述中心底板(23)通過(guò)設(shè)置在所述接合處兩側(cè)的固定部件(7)來(lái)固定在各板上。
4.根據(jù)權(quán)利要求1至3之一所述的結(jié)構(gòu)，其特征在于，所述縱向連接件包括安裝在所述中心底板上的第三桁條(30)。
5.根據(jù)權(quán)利要求4所述的結(jié)構(gòu)，其特征在于，所述第三桁條(30)是T形桁條。
6.根據(jù)權(quán)利要求1至4之一所述的結(jié)構(gòu)，其特征在于，所述縱向連接件包括安裝在所述中心底板上的內(nèi)壓板或外壓板(40)。
7.根據(jù)權(quán)利要求1至4之一所述的結(jié)構(gòu)，其特征在于，所述縱向連接件包括結(jié)合在所述中心底板中的加厚部分(50)。
8.一種飛行器機(jī)身，所述飛行器機(jī)身包括通過(guò)圓周連接件組裝的至少兩個(gè)機(jī)身段，其特征在于，各機(jī)身段包括根據(jù)權(quán)利要求1至7之一所述的結(jié)構(gòu)。
9.一種飛行器，其特征在于包括至少一個(gè)根據(jù)權(quán)利要求1至7之一所述的結(jié)構(gòu)。
全文摘要
本發(fā)明涉及一種飛行器機(jī)身結(jié)構(gòu)，所述結(jié)構(gòu)至少包括第一復(fù)合材料板和第二復(fù)合材料板(1、2)，這兩個(gè)板被沿著接合處(6)并排布置并通過(guò)至少一個(gè)縱向連接件(20)相互組裝，所述縱向連接件包括雙Ω形桁條，所述雙Ω形桁條包括第一Ω形部分和第二Ω形部分(21、22)，每個(gè)Ω形部分均包括頭部(21a、22a)和兩個(gè)腹板(21b、21c、22b、22c)；位于所述第一Ω形部分的第一腹板(21b)的延續(xù)方向上的第一側(cè)向底板(24)；位于所述第二Ω形部分的第二腹板(22c)的延續(xù)方向上的第二側(cè)向底板(25)；以及中心底板(23)，所述中心底板(23)連接所述第一Ω形部分的第二腹板(21c)與所述第二Ω形部分的第一腹板(22b)并覆蓋所述兩個(gè)板之間的所述接合處。
文檔編號(hào)B64C1/06GK102317153SQ200980156785
公開日2012年1月11日 申請(qǐng)日期2009年12月31日 優(yōu)先權(quán)日2009年1月8日
發(fā)明者塞巴斯蒂安·里瓦, 帕特里克·伯納德 申請(qǐng)人:空中客車營(yíng)運(yùn)有限公司