用于飞机的机翼组件及其制造方法和装载方法技术

一种机翼组件，包括中心机翼结构和一对外机翼结构。中心机翼结构包括中心机翼前翼梁、中心机翼后翼梁以及机翼中心线的每侧上的发动机安装位置。每个外机翼结构包括外机翼前翼梁和外机翼后翼梁，其构造为分别联接到中心机翼前翼梁和中心机翼后翼梁，以限定将外机翼结构联接到中心机翼结构的机翼接头。中心机翼结构构造为使得中心机翼前翼梁和中心机翼后翼梁的翼梁终端在每个机翼接头处位于不比与发动机安装位置相关的发动机中心线更靠内的位置，并且位于不比发动机中心线和机翼中心线之间的距离的百分之十更靠发动机中心线外侧的位置。位置。位置。

【技术实现步骤摘要】
用于飞机的机翼组件及其制造方法和装载方法


[0001]本公开总体上涉及用于飞机机翼的结构装置，更具体地，涉及具有用 于将外机翼结构连接到中心机翼结构的机翼接头的复合机翼组件。

技术介绍

[0002]对于许多飞机，例如由复合材料形成的商用运输飞机，机翼组件通常 包括中心机翼盒和一对机翼。中心机翼盒联接到机身。中心机翼盒的相对 侧部中的每个具有机身侧部(SOB)接头，其位于机身侧部附近以将每个 机翼附接到中心机翼盒。
[0003]SOB接头在结构上是复杂的并且制造起来是耗时的。SOB接头的复 杂性部分地是由于每个机翼的内侧部分的设计标准和载荷条件与外侧部 分的设计标准和载荷条件的显著差异。例如，每个机翼的内侧部分必须相 对较硬，并且必须包括多个位置，在这些位置处蒙皮面板局部加厚以适应 高载荷接头，例如SOB接头、起落架的附接以及发动机的附接。蒙皮面 板的加厚位置提出了制造挑战并增加了飞机的结构质量。相反，每个机翼 的外侧部分通常不具有高载荷接头，并且优选地是柔性的以符合气动弹性 性能要求。
[0004]桁条通常联接到机翼的蒙皮面板以增加蒙皮面板的抗弯刚度。在传统 的机翼组件中，每个机翼中的桁条从SOB接头连续地延伸到翼尖。虽然 桁条在每个机翼的内侧部分在提供相对较高的刚度方面是有效的，但是桁 条的结构效率在外侧部分降低，并且由于桁条的相对较大的质量和相对较 高的刚度而可能导致高的动态载荷。
[0005]可以看出，在本领域中需要一种复合机翼组件，其避免了与传统复合 机翼组件的制造、组装、维护和增加结构质量相关的上述挑战。

技术实现思路

[0006]与机翼组件相关的上述需求通过本公开来具体解决，本公开提供了一 种用于飞机的机翼组件。机翼组件包括中心机翼结构和一对外机翼结构。 中心机翼结构包括一对中心机翼外侧端和一对分别位于机翼中心线的相 对侧上的发动机安装位置。另外，中心机翼结构包括中心机翼前翼梁和中 心机翼后翼梁，其各自在中心机翼外侧端中的每个处具有翼梁终端。外机 翼结构中的每一个包括外机翼前翼梁和外机翼后翼梁，外机翼前翼梁和外 机翼后翼梁构造为分别联接到中心机翼前翼梁和中心机翼后翼梁，以限定 将外机翼结构联接到中心机翼结构的机翼接头。中心机翼结构构造为使得 中心机翼前翼梁和中心机翼后翼梁的翼梁终端在每个机翼接头处位于不 比与发动机安装位置相关的发动机中心线更靠内的位置，并且位于不比发 动机中心线和机翼中心线之间的距离的百分之十更靠发动机中心线外侧 的位置。
[0007]此外，公开了一种具有如上所述的中心机翼结构的复合机翼组件，另 外，机翼组件包括一对外机翼结构，每个外机翼结构具有外机翼前翼梁和 外机翼后翼梁，外机翼前翼梁和外机翼后翼梁构造为分别联接到中心机翼 前翼梁和中心机翼后翼梁以限定将外机翼结构联接到中心机翼结构的机 翼接头。外机翼结构还包括外机翼上蒙皮面板和外机翼下
蒙皮面板，其各 自包括具有沿着翼展方向恒定的面板厚度的面积层，并且外机翼上蒙皮面 板和外机翼下蒙皮面板联接到外机翼前翼梁和外机翼后翼梁。此外，外机 翼结构包括一个或多个板条，该板条粘合到上蒙皮面板和下蒙皮面板中的 至少一个的内表面并沿翼展方向延伸。每个板条由宽度比面积层窄的板条 层的堆叠物组成。如上所述，中心机翼结构构造为使得中心机翼前翼梁和 中心机翼后翼梁的翼梁终端在每个机翼接头处位于不比与发动机安装位 置相关的发动机中心线更靠内的位置，并且位于不比发动机中心线和机翼 中心线之间的距离的百分之十更靠发动机中心线外侧的位置。
[0008]另外，公开了一种具有如上所述的中心机翼结构的复合机翼组件。另 外，机翼组件包括一对如上所述构造的外机翼结构，除了代替一个或多个 板条粘合到上蒙皮面板和/或下蒙皮面板之外，外机翼结构包括一个或多个 外机翼桁条，其联接到外机翼上蒙皮面板和/或外机翼下蒙皮面板并在翼展 方向上延伸，并且每个外机翼桁条具有帽形截面，该帽形截面具有桁条盖， 该桁条盖包含一个或多个在桁条盖内交织的0度层条带。还公开了一种复 合机翼组件，其具有如上所述的中心机翼结构。另外，机翼组件包括一对 如上所述构造的外机翼结构，除了代替粘合到外机翼上蒙皮面板和/或外机 翼下蒙皮面板的板条或外机翼桁条之外，每个外机翼结构具有外机翼上面 板组件和外机翼下面板组件，其各自沿着翼展方向延伸并联接到外机翼前 翼梁和外机翼后翼梁。每个面板组件包括由面积层组成并具有沿着翼展方 向恒定的面板厚度的外蒙皮面板。另外，每个面板包括帽形截面面板，该 帽形截面面板联接到外蒙皮面板的内侧并具有多个大致平行的帽形截面， 每个帽形截面在翼展方向上延伸。
[0009]另外，公开了一种制造机翼组件的方法。该方法包括将一对外机翼结 构中的每一个的外机翼内侧端分别联接到中心机翼结构的相对的中心机 翼外侧端，以限定一对将外机翼结构联接到中心机翼结构的机翼接头。如 上所述，中心机翼结构具有中心机翼前翼梁和中心机翼后翼梁，其各自在 中心机翼外侧端中的每个处具有翼梁终端。机翼组件包括位于机翼中心线 的相对侧中的每个上的发动机安装位置，并且中心机翼前翼梁和中心机翼 后翼梁的相对翼梁终端中的每个在每个机翼接头处位于不比与发动机安 装位置相关的发动机中心线更靠内的位置，并且位于不比发动机中心线和 机翼中心线之间的距离的百分之十更靠发动机中心线外侧的位置。
[0010]还公开了一种制造机翼组件的方法，该方法包括将一个或多个板条粘 合到一对外机翼结构中的每个的外机翼上蒙皮面板和外机翼下蒙皮面板 中的至少一个的内表面。每个板条在翼展方向上延伸，并且由板条层的堆 叠物组成。外机翼上蒙皮面板和外机翼下蒙皮面板各自包括具有沿着翼展 方向恒定的面板厚度的面积层。板条层具有比面积层窄的宽度。该方法包 括将外机翼上蒙皮面板和外机翼下蒙皮面板联接到外机翼结构的外机翼 前翼梁和外机翼后翼梁。另外，该方法包括将外机翼结构中的每个的外机 翼前翼梁和外机翼后翼梁分别联接到中心机翼结构的中心机翼前翼梁和 中心机翼后翼梁，以在相对的中心机翼外侧端上限定一对机翼接头。如上 所述，中心机翼结构在机翼中心线的每个相对侧上具有发动机安装位置。 中心机翼前翼梁和中心机翼后翼梁的翼梁终端在每个机翼接头处位于不 比与发动机安装位置相关的发动机中心线更靠内的位置，并且位于不比发 动机中心线和机翼中心线之间的距离的百分之十更靠发动机中心线外侧 的位置。
[0011]另外，公开了一种制造方法和机翼组件，除了代替将板条粘合到外机 翼上蒙皮面
板和外机翼下蒙皮面板之外，该方法类似于上述方法，该方法 包括将一个或多个外机翼桁条粘合到外机翼上蒙皮面板和/或粘合到外机 翼下蒙皮面板。每个外机翼桁条在翼展方向上延伸并包括多个桁条层。每 个外机翼桁条具有包含一个或多个0度层条带的桁条盖。外机翼上蒙皮面 板和外机翼下蒙皮面板各自包括具有沿着翼展方向恒定的面板厚度的面 积层。
[0012]此外，公开了一种制造机翼组件的方法，该方法包括将帽形截面面板 粘合到外机翼上面板组件和外机翼下面板组件中的至少一个的外蒙皮面本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种用于飞机(100)的机翼组件(120)，包括：中心机翼结构(150)，包括：一对中心机翼外侧端(168)和分别位于机翼中心线(124)的相对侧上的一对发动机安装位置；中心机翼前翼梁(152)和中心机翼后翼梁(154)，各自在每个中心机翼外侧端(168)处具有翼梁终端(156)；一对外机翼结构(210)，每个外机翼结构包括：外机翼前翼梁(212)和外机翼后翼梁(214)，构造为分别联接到所述中心机翼前翼梁(152)和所述中心机翼后翼梁(154)，以限定将所述外机翼结构(210)联接到所述中心机翼结构(150)的机翼接头(172)；并且其中，所述中心机翼结构(150)构造为使得所述中心机翼前翼梁(152)和所述中心机翼后翼梁(154)的所述翼梁终端(156)在每个机翼接头(172)处位于不比与所述发动机安装位置相关的发动机中心线(106)更靠内的位置，并且位于不比所述发动机中心线(106)和所述机翼中心线(124)之间的距离的百分之十更靠所述发动机中心线(106)外侧的位置。2.根据权利要求1所述的机翼组件(120)，还包括：外机翼上蒙皮面板(240)和外机翼下蒙皮面板(242)，联接到所述外机翼前翼梁(212)和所述外机翼后翼梁(214)；其中，所述外机翼上蒙皮面板(240)和所述外机翼下蒙皮面板(242)中的至少一个由面积层(302)组成，所述面积层具有沿着从外机翼内侧端(230)朝向翼尖(126)的翼展方向的恒定的面板厚度(194)；并且所述外机翼上蒙皮面板(240)和所述外机翼下蒙皮面板(242)中的至少一个具有一个或多个0度条带组(250)，每个0度条带组在翼展方向上延伸，并且每个0度条带组包括交织在所述面积层(302)内的一个或多个0度层条带(252)。3.根据权利要求1所述的机翼组件(120)，其中，每个机翼接头(172)包括：前翼梁拼接板(216)，将所述中心机翼前翼梁(152)联接到所述外机翼前翼梁(212)；以及后翼梁拼接板(218)，将所述中心机翼后翼梁(154)联接到所述外机翼后翼梁(214)。4.根据权利要求1所述的机翼组件(120)，其中：所述中心机翼结构(150)包括在每个中心机翼外侧端(168)处的中心机翼横肋(170)；每个外机翼结构(210)包括在外机翼内侧端(230)处的外机翼横肋(232)；并且在每个机翼接头(172)处，所述外机翼横肋(232)和所述中心机翼横肋(170)构造为背对背布置并且彼此机械地紧固。5.根据权利要求1所述的机翼组件(120)，还包括：中心机翼上蒙皮面板(190)和中心机翼下蒙皮面板(192)，联接到所述中心机翼前翼梁(152)和所述中心机翼后翼梁(154)；外机翼上蒙皮面板(240)和外机翼下蒙皮面板(242)，联接到所述外机翼前翼梁(212)和所述外机翼后翼梁(214)；其中，所述外机翼结构(210)和所述中心机翼结构(150)中的至少一个具有一个或多个机翼桁条(270、272)，每个机翼桁条联接到所述外机翼结构(210)和所述中心机翼结构(150)中的至少一个的上蒙皮面板和下蒙皮面板中的一个；所述机翼桁条(270、272)中的每个具有桁条凸缘(276)、从所述桁条凸缘(276)向外延伸的至少一个桁条腹板(278)以及在桁条终端处的桁条过渡段(280)，所述桁条腹板(278)
在高度上沿着所述桁条过渡段(280)逐渐减小；并且所述外机翼结构(210)和所述中心机翼结构(150)各自的上蒙皮面板和下蒙皮面板中的至少一个在所述外机翼结构(210)和所述中心机翼结构(150)中的至少一个的至少一个机翼桁条(270、272)的所述桁条凸缘(276)的弦向位置处具有位于蒙皮面板(190、192、240、242)的内侧上的复合层(300)的局部垫起区域(200)，所述局部垫起区域(200)位于一个或多个桁条终端附近。6.根据权利要求5所述的机翼组件(120)，其中：所述外机翼结构(210)和所述中心机翼结构(150)中的至少一个的上蒙皮面板和下蒙皮面板中的至少一个的面板厚度(194)在位于所述机翼接头(172)处的每个局部垫起区域(200)的至少一侧上的斜坡区域(202)内逐渐增大；并且所述桁条凸缘(276)具有在所述斜坡区域(202)内随着所述面板厚度(194)的增大而减小的凸缘厚度(164)。7.根据权利要求5所述的机翼组件(120)，其中：所述外机翼结构(210)和所述中心机翼结构(150)中的至少一个的所述机翼桁条(270、272)中的至少一个的所述桁条凸缘(276)沿着粘合线(282)联接到上蒙皮面板(190、240)和下蒙皮面板(192、242)中的相应一个；并且所述粘合线(282)终止于距所述桁条终端不大于0.50英寸的距离处，并且在所述桁条凸缘(276)和蒙皮面板(190、192、240、242)之间限定凸缘
‑
蒙皮间隙(286)。8.根据权利要求5所述的机翼组件(120)，其中：所述外机翼结构(210)中的每个构造为包括具有箱外侧端(134)的燃料箱(128)；并且每个外机翼结构(210)具有一个或多个外机翼桁条(272)，所述一个或多个外机翼桁条联接到所述外机翼上蒙皮面板(240)和所述外机翼下蒙皮面板(242)中的至少一个，并沿着翼展方向从外机翼内侧端(230)延伸且不比所述箱外侧端(134)更向外侧延伸。9.根据权利要求1至8中任一项所述的机翼组件(120)，还包括：中心机翼上蒙皮面板(190)和中心机翼下蒙皮面板(192)，联接到所述中心机翼前翼梁(152)和所述中心机翼后翼梁(154)；外机翼上蒙皮面板(240)和外机翼下蒙皮面板(242)，联接到所述外机翼前翼梁(212)和所述外机翼后翼梁(214)；并且其中，所述外机翼结构(210)和所述中心机翼结构(150)中的至少一个具有一个或多个机翼肋(174、234)，每个机翼肋分别联接到所述外机翼结构(210)和所述中心机翼结构(150)的前翼梁(152、212)、后翼梁(154、214)、上蒙皮面板(190、240)和下蒙皮面板(192、242)。10.一种制造用于飞机(100)的机翼组件(120)的方法，包括：将一对外机翼结构(210)中的每个的外机翼内侧端(230)分别联接到中心机翼结构(150)的相对的中心机翼外侧端(168)，以限定将所述外机翼结构(210)联接到所述中心机翼结构(150)的一对机翼接头(172)；并且其中，所述中心机翼结构(150)具有中心机翼前翼梁(152)和中心机翼后翼梁(154)，所述中心机翼前翼梁和所述中心机翼后翼梁各自具有位于每个中心机翼外侧端(168)处的翼梁终端(156)，所述中心机翼结构还具有位于机翼中心线(124)的每个相对侧上的发动机安
装位置，并且所述中心机翼前翼梁(152)和所述中心机翼后翼梁(154)的相对的翼梁终端(156)中的每个在每个机翼接头(172)处位于不比与所述发动机...

【专利技术属性】
技术研发人员：福鲁赞，
申请(专利权)人：波音公司，
类型：发明
国别省市：