双蒙皮结构制造技术

一种双蒙皮结构（10、210）包括第一蒙皮（12、112、212）、第二蒙皮（14、114、214）以及中间结构（16、116、216）。中间结构（16、116、216）包括多个第一接触部分（18、118、218）、多个第二接触部分（20、120、220）以及多个互连腹板部分，其中多个第一接触部分连接于第一蒙皮（12、112、212）的内表面，多个第二接触部分连接于第二蒙皮（14、114、214）的内表面，而多个互连腹板部分与第一接触部分（18、118、218）和第二接触部分（20、120、220）成一体并且在其中一个第一接触部分（18、118、218）和其中一个第二接触部分（20、120、220）之间延伸，以形成在第一蒙皮（12、112、212）和第二蒙皮（14、114、214）的内表面之间交替的内部支承结构（16、116、216）。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】
本专利技术涉及一种包括双蒙皮结构的制造件(下文称为制件)以及制造此种制件的方法。具有此种结构的此种制造件可例如用在航空和航天工业中。
技术介绍
双蒙皮结构使用于不同应用中。例如，用于翼型结构的典型机身设计包括由各个单体部件形成的实质双蒙皮结构。上蒙皮和下蒙皮提供与气流表面的光滑对接。在已知的机身设计中，上蒙皮和下蒙皮通常彼此隔开并且利用结构件连接在一起，这些结构件通常是称为翼梁的槽钢结构并沿翼展(机翼长度)方向延伸。翼梁的功能在于维持机翼的空气动力学型面，对该结构所经受的大部分载荷发挥作用，提供燃料箱边界(适用的话)，并为机翼的路线安装设置提供大部分载荷路径。这些已知的机身设计还可包括翼肋。这些翼肋是弦宽结构(沿飞行方向延伸)，且这些弦宽结构还将上蒙皮和下蒙皮连接在一起并且提供多种功能。这些功能可以是保持机翼的空气动力学型面，将由蒙皮所聚集的气压传递至翼梁， 使局部集中的载荷输入分散，使机翼弯曲载荷重新分布，为蒙皮和纵梁翼挠曲提供横向端部支承，对远离翼梁的挤压力起反作用，以及支承内部系统。此种传统构造通常通过使用诸如铆钉和螺栓之类金属紧固件来提供。还已知同时使用金属和复合物变型以及它们的组合。此种翼型结构复杂度与匹配几何形状的需求以及单体 部件的绝对数目有关，会致使传统的技术效率低且昂贵。因此，对以下方面有需求减少这些结构的部件数量和安装时间，减少紧固件的数量以及紧固件的安装时间，使部件对接需要考虑的事项最少化，产生潜在的轻型化方案，以及在可能的情形下使用适用的自动化制造方法。本专利技术的目的是实现这些目标中的至少一些目标。
技术实现思路
在所附独立和从属权利要求中阐述本专利技术的各具体方面。从属权利要求的特征组合可与独立权利要求的特征适当组合且并不仅限于权利要求书明确阐述的内容本专利技术的一方面提供一种制件，该制件包括第一蒙皮；第二蒙皮；以及中间结构，该中间结构包括多个第一接触部分，该多个第一接触部分连接于第一蒙皮的内表面， 多个第二接触部分，该多个第二接触部分连接于第二蒙皮的内表面，以及多个互连腹板部分，该多个互连腹板部分与第一和第二接触部分成一体并且在其中一个第一接触部分和其中一个第二接触部分之间延伸，以形成在第一和第二蒙皮的内表面之间交替的内部支承结构。在一个示例中，该制件是小翼，该小翼构造成从机翼的端部向上延伸。本专利技术的另一方面提供一种三角形填充件，该三角形填充件用于第一层叠复合构件和第二层叠复合构件之间的外角部，该第二层叠复合构件包括在第一层叠复合构件附近的第一部分以及相对于第一层叠复合构件以一角度远离该第一层叠复合构件延伸的第二部分。本专利技术的一方面提供一种制造制件的方法，该制件包括第一蒙皮、第二蒙皮以及中间结构，该中间结构包括多个第一接触部分、多个第二接触部分以及多个互连腹板部分， 其中多个第一接触部分连接于第一蒙皮的内表面，多个第二接触部分连接于第二蒙皮的内表面，而多个互连腹板部分与第一和第二接触部分成一体并且在其中一个第一接触部分和其中一个第二接触部分之间延伸，以形成在第一和第二蒙皮的内表面之间交替的内部支承结构，且该方法包括由复合材料单独地形成第一蒙皮、第二蒙皮以及中间结构；以及使用将第一蒙皮、第二蒙皮以及中间结构共固化的至少一个方法步骤来装配该制件。本专利技术的另一方面提供一种用于对形成在第一层叠复合构件和第二层叠复合构件之间的外角部进行强化的方法，该第二层叠复合构件包括在第一层叠复合构件附近的第一部分以及相对于该第一层叠复合构件以一角度远离第一层叠复合构件延伸的第二部分， 且该方法包括在第一层叠复合构件和第二层叠复合构件之间的外角部中形成由复合材料所形成的外部三角形填充件。本专利技术的又一方面提供一种形成用于制件的中间结构的方法，该制件包括第一蒙皮、第二蒙皮以及该中间结构，且该方法包括将预浸溃纤维片堆叠在模芯和第二工具上， 该模芯可剥离地安装在第二工具上，其中，预浸溃纤维片包括交织纤维板，使得纤维板在第一接触部分处交迭，以使中间结构在第一接触部分处所具有的厚度大于在中间部分处所具有的厚度。 附图说明将在参见附图对本专利技术的示例实施例所进行的以下详细描述中描述本专利技术的特征、优点以及技术和工业意义，其中由相同的附图标记来指代相同或相对应的部分。图I是双蒙皮结构的示意图。图2是图I所示双蒙皮结构的截面图。图3A至3G提供用于产生图I和2所示双蒙皮结构的举例方法的示意图。图4是图3所示制造方法的细节。图5是图3所示制造方法的又一细节。图6是飞行器的示意图。图7A和7B是图6所示飞行器的小翼的示意图。图8A和8B是图6所不飞行器的小翼的另一不例的不意图。图9是说明用于广生图6所不小翼的各项选择的不意图表。具体实施例方式现在，下文将参照附图来描述示例实施例。下文将仅借助示例来描述本专利技术的示例实施例。描述包括内部波浪形或网格形结构的双蒙皮结构的示例。在下文描述中，图1-5用于描述制造图I和2所示示例制件的方案。图6-9则用于描述呈翼型结构、尤其是小翼形式的特定示例。然而应注意到，本专利技术并不局限于所图示的特定制件及其制造方式，而是可应用于包括双蒙皮结构的各种其它制件中。制造件示例实施例都描述为包括双蒙皮结构，该双蒙皮结构包括第一蒙皮、第二蒙皮以及中间结构。中间结构包括多个第一接触部分、多个第二接触部分以及多个互连腹板部分，其中多个第一接触部分连接于第一蒙皮的内表面，多个第二接触部分连接于第二蒙皮的内表面，而多个互连腹板部分与第一和第二接触部分成一体并且在其中一个第一接触部分和其中一个第二接触部分之间延伸，以形成在第一和第二蒙皮的内表面之间交替的内部支承结构。例如，图I是包括双蒙皮结构10的制造件的示意图，该双蒙皮结构10包括上蒙皮 12、下蒙皮14以及中间支承结构16。在所示的示例中，中间支承结构形成为具有大体波浪形或网格形形式的单体中间构件。在所示的示例中，中间结构限定多个通道，这些通道沿双蒙皮结构10的纵长方向延伸。在示例中示出，双蒙皮结构如图I所示从左下侧向右上侧部分渐缩，从左手侧底端处大约800mm的宽度渐缩成右手侧上端处600mm，并且厚度在左手侧底端处大约IOOmm和右上侧上端处大约50mm之间变化。图I所示的总体结构大约是1200mm 长。在所示的特定示例中，由中间结构所限定的通道沿双蒙皮结构10的整个长度延伸并且渐缩，即在图I中的底部左侧较宽且较高而在图I中的顶部右侧较窄且较矮。渐缩形式便于在制造过程中移除所使用的加工工具。在其它示例中，至少其中一些通道能仅仅部分地沿着制件延伸。应理解的是，图I所示制件的尺寸和形状仅仅用于说明目的而非用作限制。 应注意到，“制件”可例如是较复杂装置或设备的部件或一部分，本文所使用的术语“制件” 用于表示最广义的制造件。图2示出双蒙皮结构10的端视图。该附图更详细地示出上蒙皮12、下蒙皮14以及中间结构16，该中间结构包括第一接触部分18、第二接触部分20以及中间部分16，该第一接触部分18与上蒙皮12接触，第二接触部分20与下蒙皮14接触，而中间部分16在上接触部分18和下接触部分20之间延伸以形成单一的或一体的内部结构构件16。在图2所示的截面图中，各个第一接触部分18都基本上平行于上蒙皮12的内表面直线地延伸并且与该内表面接触，且各个第二接触部分20都基本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】2009.11.20 GB 0920391.01.一种制件，包括 第一蒙皮； 第二蒙皮; 中间结构，所述中间结构包括 多个第一接触部分，所述多个第一接触部分连接于所述第一蒙皮的内表面， 多个第二接触部分，所述多个第二接触部分连接于所述第二蒙皮的内表面，以及 多个互连腹板部分，所述多个互连腹板部分与所述第一和第二接触部分成一体并且在其中一个第一接触部分和其中一个第二接触部分之间延伸，以形成在所述第一和第二蒙皮的内表面之间交替的内部支承结构。2.如权利要求I所述的制件，其特征在于，所述第一蒙皮、所述第二蒙皮以及所述中间结构中的至少一个包括纤维强化复合材料。3.如权利要求2所述的制件，其特征在于，所述第一蒙皮、所述第二蒙皮以及所述中间结构都包括纤维强化复合材料。4.如权利要求2或权利要求3所述的制件，其特征在于，所述纤维强化复合材料是碳纤维。5.如权利要求2至4中任一项所述的制件，其特征在于，所述纤维强化复合材料包括层叠的纤维片。6.如前述权利要求中任一项所述的制件，其特征在于，所述制件包括三角形填充件，所述三角形填充件位于形成在所述中间结构的接触部分和中间部分之间的角的外部。7.如权利要求6所述的制件，其特征在于，所述三角形填充件包括纤维强化复合材料。8.如前述权利要求中任一项所述的制件，其特征在于，所述中间结构包括层叠的交织纤维板，使得所述纤维板在第一接触部分处交迭，以使所述中间结构在所述第一接触部分处所具有的厚度大于在中间部分处所具有的厚度。9.如权利要求8所述的制件，其特征在于，具有较大厚度的所述第一接触部分构造成接纳用于附连所述第一蒙皮的紧固件。10.如前述权利要求中任一项所述的制件，其特征在于，所述制件是细长的并且从第一端渐缩至第二端，使得所述制件在所述第一端处的宽度和/或厚度大于在所述第二端处的宽度和/或厚度，其中形成在所述中间结构以及所述第一和第二蒙皮之间的相应通道从所述第一端渐缩至所述第二端。11.如前述权利要求中任一项所述的制件，其特征在于，所述第一和第二蒙皮以及所述中间结构通过装配以及共固化而形成。12.如权利要求11所述的制件，其特征在于，所述第一结构在共固化之前使用剥离膜进行装配，并且在固化之后通过紧固件固定于所述中间结构。13.如前述权利要求中任一项所述的制件，其特征在于，所述制件包括翼型部段，其中所述第一和第二蒙皮形成所述翼型部段的第一和第二表面。14.如权利要求12所述的制件，其特征在于，所述中间结构限定通道，所述通道沿所述翼型部段的翼展方向或弦宽方向中的至少一个方向延伸。15.如权利要求13或权利要求14所述的制件，其特征在于，所述制件是小翼。16.如权利要求15所述的制件，其特征在于，所述制件构造成从机翼的端部向上延伸。17.如权利要求15或权利要求16所述的制件，其特征在于，所述第一蒙皮形成所述小翼的下蒙皮，且在使用剥离膜进行共固化之后，所述第一蒙皮的至少一部分通过紧固件附连于所述中间结构和所述第二蒙皮。18.如权利要求17所述的制件，其特征在于，所述中间结构具有增大厚度的区域用以接纳所述紧固件。19.如权利要求17或权利要求18所述的制件，其特征在于，在使用剥离膜进行共固化之后，所完成的第一蒙皮通过紧固件附连于所述中间结构和所述第二蒙皮。20.如权利要求17所述的制件，其特征在于，所述第一蒙皮的一部分通过共固化与所述中间结构和所述第二蒙皮结合。21.如权利要求15或权利要求6所述的制件，其特征在于，所述第一蒙皮形成所述小翼的下蒙皮，且所述第一蒙皮通过共固化与所述中间结构和所述第二蒙皮结合。22.—种三角形填充件，所述三角形填充件用于第一层叠复合构件和第二层叠复合构件之间的外角部，所述第二层叠复合构件包括在所述第一层叠复合构件附近的第一部分以及相对于所述第一层叠复合构件以一角度远离所述第一层叠复合构件延伸的第二部分。23.一种形成制件的方法，所述制件包括第一蒙皮、第二蒙皮以及中间结构，所述中间结构包括多个第一接触部分、多个第二接触部分以及多个互连腹板部分，其中所述多个第一接触部分连接于所述第一蒙皮的内表面，所述多个第二接触部分连接于所述第二蒙皮的内表面，而所述多个互连腹板部分与所述第一和第二接触部分成一体并且在其中一个第一接触部分和其中一个第二接触部分之间延伸，以形成在所述第一和第二蒙皮的内表面之间交替的内部支承结构，且所述方法包括 由复合材料单独地形成所述第一蒙皮、所述第二蒙皮以及所述中间结构；以及 使用将所述第一蒙皮、所述第二蒙皮以及所述中间结构共固化的至少一个方法步骤来装配所述制件。24.如权利要求23所述的方法，其特征在于，所述第一蒙皮、所述第二蒙皮以及所述中间结构中的至少一个包括纤维强化复合材料。25.如权利要求24所述的方法，其特征在于，所述第一蒙皮、所述第二蒙皮以及所述中间结构都包括纤维强化复合材料。26.如权利要求24或权利要求25所述的方法，其特征在于，所述纤维强化复合材...

【专利技术属性】
技术研发人员：C·基尔，E·琼斯，J·埃利奥特，D·埃德蒙斯，G·马伦戈，
申请(专利权)人：吉凯恩航空服务有限公司，
类型：发明
国别省市：