用于制造飞行器的复合组件的方法和飞行器的复合组件技术

本文的实例涉及一种用于制造飞行器的复合组件的方法和飞行器的复合组件。特别是，用于通过复合加工获得后端部的上部部分来制造用于飞行器的后端部的、具有连续蒙皮的复合组件的方法。该上部部分包括多翼梁垂直尾翼。该垂直尾翼的翼梁包括形成后端部的上部外壳的加宽的根部和上部蒙皮。此外，下部部分包括后端部的下部外壳和下部蒙皮，该下部外壳包括半完整的框架和桁梁。该上部部分和该下部部分通过连结程序进行组装。连结上部蒙皮和下部蒙皮以获得具有连续蒙皮的复合组件。

Method for manufacturing composite components of aircraft and composite components of aircraft

【技术实现步骤摘要】
用于制造飞行器的复合组件的方法和飞行器的复合组件
本专利技术涉及一种用于获得具有连续蒙皮上部外壳的、用于飞行器的后端部的尾锥部段的多翼梁盒的复合组件的制造过程。多翼梁盒至少包括具有“喇叭”形的上部部分和具有“u”形的下部部分，该上部部分具有多翼梁垂直尾翼VTP，其中，翼梁包括具有合适曲率的加宽的根部，以形成飞行器的尾部的尾锥部段的上部外壳；该下部部分包括尾锥部段的下部外壳，该下部外壳包括完整或半完整的框架和桁梁。因此，所提出的制造过程将具有连续蒙皮的喇叭形部分与u形部分一次整合，以便获得用于飞行器的后端部的多翼梁盒的完全整合的复合组件。
技术介绍
常规地，为了构建飞行器机身，呈机身横截面形状的一系列框架在刚性固定件上被固持在位。然后通过机身蒙皮面板连结这些框架，这些机身蒙皮面板包括增加蒙皮的屈曲抗性的轻量级纵向元件(称为桁梁)。这些桁梁通过铆接、通过固化树脂或通过使用特殊粘合剂粘合而附接至蒙皮。蒙皮面板和框架的联结借助于有角度的接口部分(称为剪切结系件)进行，这些有角度的接口部分连结框架连接板和机身蒙皮，以适形完整的机身。在一些情况下，这些有角度的部分可以是框架的作为整合的凸缘的部分。垂直尾翼(也称为尾部)常规地由结构性主抗扭箱、前缘、后缘和可移动表面形成。主箱由蒙皮、两个或更多个翼梁和内部肋形成。当翼梁的数量足够时，可以移除整个肋部分。在已知飞行器中，在垂直尾翼与机身后部部段之间的联结借助于接口装配件进行，以形成尾锥部段。这些装配件负责将尾部的抗扭箱的蒙皮上的连续载荷分布转成传递至机身的框架的点状(punctual)载荷。框架然后将载荷分布至机身蒙皮。在那些接口装配件处的载荷非常高，这是由于它们集中于结构的点状区域，从而导致装配件和周围元件的显著加强和增加重量。另外，装配件需要被空气动力学导流件遮盖，该空气动力学导流件产生阻力和组件交付周期的显著损失。图1至图3示出了接口装配件和相关联的空气动力学导流件的实例。因此，所希望的是一种至少包括具有连续蒙皮的尾锥部段和垂直尾翼(此外还有水平尾翼)的、解决了前述缺点的飞行器的尾部的新组件以及一种用于该新组件制造的方法。
技术实现思路
通过根据本披露的制造方法可以获得用于飞行器的后端部的尾锥部段的、具有连续蒙皮上部外壳的多翼梁盒的复合组件。机身的若干部分可以通过连结装置组装，以便获得最终组件。在一些实例中，多翼梁盒的复合组件包括喇叭形部分和u形部分，该喇叭形部分包括多翼梁垂直尾翼VTP，其中翼梁包括具有合适曲率的加宽的根部，以形成尾锥部段的上部外壳；该u形部分包括尾锥部段的下部外壳，该下部外壳包括半完整的框架和桁梁。在其他实例中，多翼梁盒的复合组件包括至少三个喇叭形部分，这三个喇叭形部分对应地包括多翼梁垂直尾翼VTP和两个多翼梁水平尾翼HTP。因此，在优选的实例中，本专利技术涉及用于制造用于飞行器的后端部的、具有连续蒙皮的多翼梁盒的复合组件的过程。多翼梁盒至少包括“喇叭”形的上部部分和“u”形的下部部分。此过程通过复合加工使用用于喇叭形部分的专用模具一次获得飞行器的机身的喇叭形部分。喇叭形部分包括多翼梁垂直尾翼。垂直尾翼的翼梁包括形成飞行器的尾锥部段的上部外壳的加宽的根部，如图4B所示。此外，喇叭形部分包括上部蒙皮。为了获得喇叭形部分，使用多翼梁概念。在此过程中，该层压制品通过平坦先进纤维铺放过程、随后进行热成形过程制造而成，以获得最终形状。此过程使用一组心轴，其中，借助于压力和温度折叠层压制品，并且然后在高压釜中固化所有的组件，最终，从专用模具中脱模。此过程还通过复合加工使用用于u形部分的专用模具一次获得机身的u形部分。u形部分包括飞行器的尾锥部段的下部外壳和下部蒙皮，其中，下部外壳还包括半完整的框架和桁梁。该过程继之以通过选自多个不同连结程序的连结程序组装喇叭形部分和u形部分，并且连结上部蒙皮和下部蒙皮以获得具有连续蒙皮的多翼梁盒。因此，所提出的组件是多翼梁概念组件，该多翼梁概念组件至少包括垂直尾翼(此外还有如图7所示的水平尾翼)和尾锥部段，并且该组件可以与连续蒙皮一次制造。此专利技术的主要优点在于其允许更简单的组装过程和公差管理，从而减小生产交付周期和周期性成本，这是由于是一次制成大部件而不是通过几百个紧固件连结许多单个部分而产生的最终部分。蒙皮切口可以根据组装需求、公差、和连续蒙皮的厚度在不同位置形成。另外，在制造飞行器的后端部的、具有连续蒙皮的复合组件时具有许多其他优点：载荷并没有如先前提及地借助于接口装配件传递至离散点。相比之下，在机身蒙皮与垂直尾翼蒙皮之间的过渡表面允许在那些表面之间的光滑载荷传递，使得垂直尾翼蒙皮载荷可以以连续方式直接传到机身蒙皮而无需接口装配件并且无需经过机身框架。因此，由于移除了重的装配件和它们的空气动力学导流件，而存在重要的重量减轻。并且框架更轻了，这是因为它们不用从装配件传递高的载荷并且因为由于接口装配件的整合它们的尺寸约束也被移除，使得框架高度和厚度以及相关联的重量可以显著地减小。在发动机放置在飞行器的后部部分的情况下，垂直尾翼装配件及其空气动力学导流件可能产生机械疲劳问题、声学振动和碎片撞击。在提出的解决方案中，去除了那些部分并且解除了相关联的问题，因此提供了针对这种飞行器构型的、具有显著优点的、对疲劳、声学振动和撞击具有更高损伤容忍强度的结构。最终地，还由于移除了装配件导流件而存在重要的空气动力学阻力减小，并且提供蒙皮表面的整合的光滑空气动力学过渡。附图说明为了更好地理解以上说明并且仅为了提供实例的目的，将一些非限制性附图包括在内，这些非限制性附图示意性地描绘实际实施例。图1A和图1B示出了垂直尾翼和接口装配件，这些接口装配件包括飞行器的垂直尾翼的纵向载荷装配件和横向载荷装配件。图2示出了常规的垂直尾翼凸块和侧向附接件的实例。图3示出了用于遮盖如图1A和图1B所示的接口装配件的常规导流件。图4A和图4B示出了根据本披露的多翼梁盒，该多翼梁盒包括喇叭形部分和u形部分。图5A和图5B示出了用于喇叭形部分和u形部分的脱模过程。并且图6A、图6B和图6C示出了根据本披露的用于组装喇叭形部分和u形部分的不同连结程序。图7示出了具有三个喇叭形部分的多翼梁盒的实例。具体实施方式图1A示出了垂直尾翼(100)。垂直尾翼(100)包括多翼梁盒(400)、前缘(102)、后缘(104)、所谓的可移动方向舵(120)、尖端(103)和接口装配件(110)。图1B示出了飞行器的常规垂直尾翼的、被分成纵向载荷装配件(111)和横向载荷装配件(112)的接口装配件(110)。图2示出了常规的垂直尾翼凸块和侧向附接件(200)的实例。图3示出了用于遮盖如图1A和图1B所示的接口装配件的常规导流件(300)。图4A和图4B示出了根据本披露的多翼梁盒，该多翼梁盒包括喇叭形部分和u形部分。特别地，图4A示出了根据本披露的多翼梁盒(400)。多翼梁盒(40本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种用于制造用于飞行器的后端部的、具有连续蒙皮的复合组件(400)的方法，所述方法包括：/n通过复合加工获得所述后端部的上部部分(405)，所述上部部分包括：/n多翼梁垂直尾翼；/n其中，所述垂直尾翼的翼梁(410)包括形成所述后端部的上部外壳的加宽的根部；/n以及/n上部蒙皮(425)；/n通过复合加工获得所述后端部的下部部分(415)，所述下部部分包括：/n所述后端部的下部外壳，所述下部外壳包括半完整的框架(420)和桁梁；以及/n下部蒙皮(430)；/n通过连结程序组装所述上部部分和所述下部部分(405，415)；以及/n连结所述上部蒙皮和所述下部蒙皮(425，430)以获得具有所述连续蒙皮的复合组件。/n

【技术特征摘要】
20180619 EP 18382442.41.一种用于制造用于飞行器的后端部的、具有连续蒙皮的复合组件(400)的方法，所述方法包括：
通过复合加工获得所述后端部的上部部分(405)，所述上部部分包括：
多翼梁垂直尾翼；
其中，所述垂直尾翼的翼梁(410)包括形成所述后端部的上部外壳的加宽的根部；
以及
上部蒙皮(425)；
通过复合加工获得所述后端部的下部部分(415)，所述下部部分包括：
所述后端部的下部外壳，所述下部外壳包括半完整的框架(420)和桁梁；以及
下部蒙皮(430)；
通过连结程序组装所述上部部分和所述下部部分(405，415)；以及
连结所述上部蒙皮和所述下部蒙皮(425，430)以获得具有所述连续蒙皮的复合组件。


2.所述用于制造复合组件的方法，其中，获得所述后端部的上部部分(405)包括通过至少包括先进纤维铺放及热成形的多翼梁过程获得所述多翼梁垂直尾翼。


3.根据前述权利要求中任一项所述的用于制造复合组件的方法，其中，获得所述上部部分(405)包括添加所述上部蒙皮(425)的铺叠。


4.根据前述权利要求中任一项所述的用于制造复合组件的方法，其中，通过复合加工一次获得所述下部部分(415)包括执行添加所述下部蒙皮(430)的铺叠。


5.所述用于制造复合组件的方法，其中，通过连结程序组装所述上部部分(405)和所述下部部分(415)包括执行以下连结程序中的一个连结程序：
通过所述翼梁的加宽的根部用张紧螺栓连结所述翼梁(410)和半完整的框架(420)，以形成所述后端部的尾锥部段的框架，并且
通过剪切连结件连结所述上部蒙皮(425)和所述下部蒙皮(430)；或者
通过所述翼梁的加宽的根部用剪切连结件连结所述翼梁(410)和半完整的框架(420)，以形成所述后端部的尾锥部段的框架，其中，所述框架和VTP的翼梁没有重合；以及
通过剪切连结件连结所述上部蒙皮(425)和所述下部蒙皮(430)；或者
通过所述翼梁的加宽的根部用剪切连结件连结所述翼梁(410)和半完整的框架(420)，其中，所述半完整的框架与所述翼梁的加宽的根部重叠；
...

【专利技术属性】
技术研发人员：埃斯特班·马蒂诺冈萨雷斯，阿尔贝托·阿拉纳伊达尔戈，梅拉尼娅·桑切斯佩雷斯，卡洛斯·加西亚涅托，杰西·哈维尔·瓦兹奎兹卡斯特罗，爱德华·梅纳德，费尔南多·伊涅斯塔洛扎诺，马里亚·阿尔穆德纳·卡纳斯里奥斯，
申请(专利权)人：空中客车西班牙运营有限责任公司，
类型：发明
国别省市：西班牙;ES