航空器結構部件的能量吸收裝置的制造方法
【技術領域】
[0001]本發(fā)明涉及航空器結構部件的被動能量吸收裝置，所述航空器結構部件例如為固定葉片，可動葉片或風扇的任何其它部件，航空器的機翼結構或機身。這種能量吸收裝置目的在與航空器的結構部件相結合，以便發(fā)生沖擊時，限制結構部件的局部分離或解體的風險，從而降低這種結構部件在航空器飛行期間面對沖擊威脅的易損性。
[0002]本發(fā)明同樣涉及包含例如動能吸收裝置的航空器旋轉結構部件。
[0003]本發(fā)明在航空學領域獲得應用，尤其在后置發(fā)動機航空器領域。具體應用于渦輪螺旋槳發(fā)動機和直升機旋翼的制造領域以及復合葉片的制造領域。本發(fā)明同樣可以應用于航空器固定翼結構的前緣區(qū)域的制造或需要抵抗沖擊的其它結構的制造。
【背景技術】
[0004]在航空學領域，已知旋轉結構部件和翼-結構部件經受著受到沖擊的高風險，所述沖擊來自飛行中或著陸期間或起飛期間的航空器遭遇到的鳥，冰雹，冰塊，石頭甚至成片的車胎或者其它堅硬碎片。
[0005]與發(fā)動機有關的或者與航空器移動翼結構有關的旋轉部件，尤其暴露在航空器可能遇到的鳥或其它碎片產生的動態(tài)接觸中，所述航空器移動翼結構例如為風扇或風扇部件，所述風扇部件例如為航空器固定葉片和可動葉片。具體地，某些發(fā)動機的復合刀片和直升機槳葉尤其易受到損害。目前，這些沖擊是非常高能量的沖擊，因為沖擊速度可以高達110m/so因此，它們證明是尤其有害于旋轉結構部件，且在極限情況下，會導致航空器墜毀。
[0006]在航空器發(fā)動機具有反轉風扇和后輪傳動的情況下，通常發(fā)動機被安置在靠近機身處。由于這種發(fā)動機類型通常無導管，在發(fā)動機旋轉部件上發(fā)生的沖擊可以導致發(fā)動機部件或者這種發(fā)動機的部分部件解體，具有航空器飛行產生的所有后果。因此，一旦產生沖擊，存在發(fā)動機旋轉部件局部或完全解體的高風險，以及隨著這種解體部件再次沖擊發(fā)動機或相反發(fā)動機的另一個旋轉部件而出現(xiàn)后果的連鎖反應的高風險。
[0007]因此，通過發(fā)明能夠承受這些沖擊的旋轉結構部件，航空制造商正試圖盡可能減小發(fā)動機旋轉部件在發(fā)生沖擊時的任何部分損失或完全損失。
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[0009]準確來說，本發(fā)明的目的是克服現(xiàn)有技術的上述缺陷。為了這個目的，本發(fā)明為航空器結構部件提出一種能量吸收裝置，所述航空器結構部件例如為飛機固定翼結構或固定葉片，可動葉片，或飛機或直升飛機發(fā)動機的任何其它旋轉部件，所述能量吸收裝置使減少與鳥碰撞或者與碎片或其它堅硬碎片沖擊有關的威脅能為可能。
[0010]為此，本發(fā)明提出將使沖擊產生的動能被被動吸收的裝置結合到上述結構部件中，以便阻止結構部件解體。該能量吸收裝置包括由編織復合材料(braided composite)制成的外殼和與加強部件整合的泡沫芯層，所述編織復合材料對解體有抵抗作用，所述加強部件能夠消散沖擊產生的動能。
[0011]更具體地說，本發(fā)明涉及容易受到動力沖擊的航空器結構部件的動能吸收裝置，其特點在于，它包括:
[0012]-由編織復合材料制成的外殼，所述外殼在受到沖擊后，能夠保持一定程度的完整。
[0013]-泡沫芯層，所述泡沫芯層包含在外殼內且能夠至少部分裝滿所述外殼，所述泡沫芯層能夠吸收至少部分由沖擊產生的動能，且當箱體變形時，所述泡沫芯層能夠被壓實以便空出一些體積，且
[0014]-至少部分整齊地整合到泡沫芯層的加強部件，結合泡沫芯層的加強部件驅散由沖擊產生的動能。
[0015]本發(fā)明的動能吸收裝置可以具有一個或更多以下特征:
[0016]-外殼包括多層浸漬的由至少兩種干燥纖維縫合成的粗紗。
[0017]-將被浸漬的纖維由碳，芳香族聚酰胺和/或PBO制成。
[0018]-加強部件包括通過縫合插入泡沫芯層且在泡沫中形成環(huán)的連續(xù)纖維。
[0019]-加強部件包括通過縫合插入泡沫芯層的不連續(xù)纖維。
[0020]-所述不連續(xù)纖維各自包括L-形或T-形的折疊在外殼外部的端。
[0021]-所述纖維使用光固化樹脂浸漬。
[0022]-所述纖維以漸開角(evolvingangles)被縫到泡沫芯層中。
[0023]-加強部件包括穿過泡沫芯層且在泡沫內部形成隔室的內部間隔物。
[0024]-由碳和/或芳香族聚酰胺制成的加強部件。
[0025]-加強部件包含成套的釘子或對沖傷(counterblow)(金屬或碳球)，所述釘子各自包含柄，尖端和實心碳棒頂端，所述釘子被碳化纖維的編織物，芳香聚酰胺纖維或者芳香聚酰胺纖維類似物圍繞，所述對沖傷在釘子解體時能夠使釘子釘團結在一起。
[0026]-所述泡沫芯層包括釘子周圍的后面部分和由彈性材料制成的前面部分，所述前面部分被安置在釘子尖端的對面，以便驅散沖擊產生的各種傾斜角處的動能。
[0027]本發(fā)明同樣涉及容易受到動力沖擊的航空器結構部件的動能吸收裝置，其特點在于，它包括:
[0028]-由縫合復材料制成的外殼，所述外殼在受到沖擊后，能夠保持一定程度的完整。
[0029]-泡沫芯層，所述泡沫芯層包含在外殼內且能夠至少部分裝滿所述外殼，所述泡沫芯層能夠吸收至少部分由沖擊產生的動能，且當箱體變形時，所述泡沫芯層能夠被壓實以便空出一些體積，且
[0030]-通過縫合插入泡沫芯層形成加強部件的不連續(xù)纖維，與泡沫芯層結合的所述不連續(xù)纖維驅散由沖擊產生的動能，這些不連續(xù)纖維各自具有L-形或T-形的折疊在外殼外部的端。
[0031]-此外，本發(fā)明涉及包括前緣和后緣的航空器旋轉結構部件，其特征在于，它包括上文描述的位于前緣區(qū)域的動能吸收裝置。
【附圖說明】
[0032]圖1描述了裝備有本發(fā)明的能量吸收裝置的航空器旋轉結構部件的一個示例的橫截面視圖。
[0033]圖2A和2B描述了具有加強部件的第一個實施方式的能量吸收裝置。
[0034]圖3A和3B描述了具有加強部件的第二個實施方式的能量吸收裝置。
[0035]圖4A和4B描述了具有加強部件的第三個實施方式的能量吸收裝置。
[0036]圖5A和5B描述了具有加強部件的第四個實施方式的能量吸收裝置。
[0037]圖6A和6B描述了具有圖2A和2B加強部件的替換形式的能量吸收裝置。
【具體實施方式】
[0038]本發(fā)明提出了一種被動類型的動能吸收裝置，所述動能吸收裝置被整合到飛機固定翼結構，固定葉片，可動葉片，飛機或直升機的任何其它旋轉結構的部件或者需要抵抗沖擊的任何其它結構。不管是固定部件還是旋轉部件，將動能吸收裝置整合的部件將在下文中將被稱為結構部件。一方面，該結構部件目的在于吸收或驅散由沖擊產生的動能，另一方面，在于阻止結構部件解體或移位，以便甚至發(fā)生沖擊時，結構部件維持它的完整性。
[0039]圖1中描述了能夠容納本發(fā)明動能吸收裝置的結構部件的一個示例。該圖1顯示了從橫截面觀察的固定葉片的示例。在前面，該固定葉片10具有橢圓形橫截面形狀的前緣11，在后面，該固定葉片10具有橢圓形橫截面形狀的后緣12，所述機翼后緣12與機翼前緣11相對。
[0040]該固定葉片10包括內部封裝有葉片主體13的葉片套管15。該葉片套管15還包括本發(fā)明的動能吸收裝置20。所述動能吸收裝置20位于葉片前緣11區(qū)域。事實上，在沖擊中正是位于風扇外部的前緣11區(qū)域首先受到沖擊。因此，需要能夠吸收沖擊產生的動能的是該區(qū)域11。
[0041]為了確保所述葉片主體13和所述動能吸收裝置20之間的結合，將裝置/葉片主體界面14放置在動能吸收裝置20和葉片主體14之間，且使動能吸收裝置靠在葉片套管15內的葉片主體上。
[0042]應該注意的是，圖1描述了固定葉片的一個示例。然而，任何結構部件都是按相似方式加工成型的，從部件套管，部件主體，界面到本發(fā)