复合材料飞行器接头制造技术

本发明专利技术涉及一种方法和设备，其包括用于机翼的复合材料的多个第一层、用于所述机翼的复合材料的多个第二层和位于所述机翼中在所述多个第一层和所述多个第二层之间的金属层。所述金属层在被构造成接收多个紧固件的在第一区域处具有第一厚度并且在第二区域处具有第二厚度。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】
本公开一般涉及飞行器，尤其是涉及飞行器中的结构。更具体地，本公开涉及飞行器中的复合材料接头。
技术介绍
飞行器日益被设计和制造成具有越来越大比例的复合材料。一些飞行器可能会有50%以上的主要结构由复合材料制成。在飞行器中使用复合材料以便减少所述飞行器的重量。这种重量的减少改进了性能特征，例如但不限于，有效载荷能力和燃料效率。进一步，复合材料为飞行器的各种组件提供了更长的使用寿命。复合材料是坚韧的、轻质的材料，其通过结合两种或更多相异成分所创建。例如，复合材料可以包含纤维和树脂。所述纤维可以是以基底或基质的形式。例如，所述纤维可以采取织造布的形式。所述树脂可以为所述基底形成强化。所述纤维和树脂被结合和固化从而形成所述复合材料。进一步，通过使用复合材料，飞行器的各部分可以被创建成较大的零件或者区段。例如，飞行器的机身可以被创建成圆柱形区段，其可以装配在一起从而形成所述飞行器的机身。可以装配在一起从而形成飞行器各部分的区段的其它示例包括但不限于经连结以便形成机翼的机翼区段和经连结以便形成稳定翼的稳定翼区段。在使用复合材料形成的接头的位置，可能需要一些接头承担比其他接头更高的负载。例如，通过使机翼附接到机身形成的接头是需要承担较大负载的接头的示例。当通过使用紧固件使复合结构彼此连结而形成接头的时候，复合材料典型地具有较低的强度。结果，在这些类型的接头处的复合材料典型地比在其他位置的更厚。在结构较厚的情况下，所述紧固件的尺寸和重量可能增加以便满足形成所述接头的要求。所述复合材料的厚度的增加在所述整个结构的范围可能是不希望的。例如，在蒙皮面板由复合材料制成的情况下，增加整个蒙皮面板的厚度以便允许与机身的接头具有所希望的厚度可能是不理想的。整个蒙皮面板厚度的增加可能会增加飞行器的重量和/或可能会降低其性能。因此，具有考虑到至少一些上述问题以及可能的其他问题的方法和设备将会是有利的。
技术实现思路
在一个有利的实施例中，一种设备包括用于机翼的复合材料的多个第一层、用于所述机翼的所述复合材料的多个第二层和位于所述机翼中在所述多个第一层和所述多个第二层之间的金属层。所述金属层在被构造成接收多个紧固件的第一区域处具有第一厚度并且在第二区域处具有第二厚度。在另一有利的实施例中，一种设备包括用于第一结构的多个复合材料层和作为部分所述第一结构被连结到所述多个复合材料层的金属层。所述多个复合材料层延伸到被构造成附接到第二结构的所述第一结构的边缘。所述金属层在被构造成接收多个紧固件的第一区域处具有第一厚度。所述金属层在第二区域处具有第二厚度。在又一有利的实施例中，提供了用于制造飞行器的机翼的方法。用于所述机翼的复合材料的多个第一层被铺设。金属层被放置在所述复合材料的多个第一层上。所述金属层在被构造成接收多个紧固件的第一区域处具有第一厚度并且在第二区域处具有第二厚度。粘接材料的第一层在所述金属层的第一侧面上。所述粘接材料的第二层在所述金属层的第二侧面上。用于所述机翼的所述复合材料的多个第二层铺设在所述金属层的顶部上。所述复合材料的多个第一层、所述金属层和所述复合材料的多个第二层被连结在一起。所述特征、功能和有利条件能够在本公开的不同实施例中独立实现或者还可以结合其他实施例，其中进一步的具体实施方案能够参考以下描述和附图看出。附图说明在所附的权利要求中提出了所述有利的实施例的特性所相信的所述新颖特征。然而，当结合所述附图阅读时通过参考以下本公开的有利的实施例的详细描述，所述有利的实施例以及优选的使用模式、进一步的目的及其优点将会被最好地理解，其中图1示出根据有利实施例的飞行器制造和使用方法；图2示出可以在其中实施有利实施例的飞行器；图3示出根据有利实施例的接头环境；图4示出根据有利实施例的飞行器；图5示出根据有利实施例的在飞行器的机翼和机身之间形成的一部分接头的暴露的横截面剖视图；图6示出根据有利实施例的接头的一部分的横截面图；图7示出根据有利实施例的接头的一部分的横截面图；图8不出根据有利实施例的结构的横截面图；图9示出根据有利实施例的用于制造飞行器的机翼的过程的流程图；和图10示出根据有利实施例的用于形成接头的过程的流程图。具体实施例方式更具体地参考所述附图，本公开的实施例可以在如图1所示的飞行器制造和使用方法100和如图2所示的飞行器200的背景中描述。首先转向图1，该图根据有利实施例示出飞行器的制造和使用方法。在预生产期间，飞行器制造和使用方法100可以包含图2中的飞行器200的规格和设计102和材料采购104。在生产期间，进行图2所示的飞行器200的部件和子组件制造106和系统整合108。其后，图2所示的飞行器200可以经历认证和交付110以便被置于使用112中。在由客户使用112期间，图2中的飞行器200例行进行日常维护和维修114，其可包括改进、重构、翻新和其他维护或维修。飞行器制造和使用方法100的每个处理过程都可以通过系统集成者、第三方和/或操作者而执行或者实行。在这些示例中，所述操作者可以是客户。为了本公开的目的，系统集成者可以包括但不限于任意数量的飞行器制造商和主系统分包商；第三方可以包括但不限于任意数量的卖方、分包商和供应商；操作者可以是航空公司、租赁公司、军事实体、月艮务组织等等。现在参考图2，该图示出可以在其中实施有利实施例的飞行器。在这个示例中，通过图1所示的飞行器制造和使用方法100来生产飞行器200并且飞行器200可以包含带有多个系统204和内部206的机体202。系统204的示例包含一个或更多个推进系统208、电气系统210、液压系统212和环境系统214。可以包含任意数量的其他系统。在这些说明性的实施例中，机体202可以由结构216形成。结构216可以与接头218结合在一起。在这些说明性的示例中，结构216可以包含例如但不限于蒙皮面板、机翼盒、稳定翼、翼梁、翼肋和用于机体202的其它合适类型的结构。虽然示出了航空的示例，不同的有利实施例可以适用于其他工业，如汽车工业。本公开所具体表达的设备和方法可以采用图1所示的飞行器制造和使用方法100的至少一个阶段中。如本公开所用，所述短语“…中的至少一个”，当与一系列项目一起使用的时候，意思是可以使用所列出项目中的一个或更多个的不同结合，并且可能只需要一个所述系列中的每个项目。例如，“项目A、项目B和项目C中的至少一个”可以包括例如但不限于项目A或者项目A和项目B。这个示例也可以包括项目A、项目B和项目C或者项目B和项目C。在一个说明性的示例中，在图1所示的部件或子组件制造106中生产的部件或子组件可以按照类似于飞行器200处在图1所示的使用112期间的部件或子组件的生产方式而制作或制造。作为又一示例，多个设备实施例、方法实施例及其组合可以被用于生产阶段，比如图1所示的部件和子组件制造106和系统整合108。当涉及项目时，多个的意思是指一个或更多个项目。例如，多个设备实施例是指一个或更多个设备实施例。多个设备实施例、方法实施例或其组合可以用于在图1所示的飞`行器200在使用112期间和/或维护和维修114过程中。多个不同的有利实施例的使用可以充分地加快飞行器200的装配和/或降低其成本。所述不同的有利实施例认识到和考虑到多个不同的考虑因素。例如，不本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】2010.08.26 US 12/868,8861.一种设备，其包括: 用于机翼(318)的复合材料的多个第一层(600)； 用于所述机翼(318)的所述复合材料的多个第二层(602);和 在所述机翼(318)中位于所述多个第一层(600)和所述多个第二层(602)之间的金属层(508)，其中所述金属层(508)在被构造成接收多个紧固件(308)的第一区域处具有第一厚度并且在第二区域处具有第二厚度。2.根据权利要求1所述的设备，其中所述第二区域被构造成使由所述金属层(508)承担的负载被传递到在所述第二区域的所述多个第一层(600)和所述多个第二层(602)。3.根据权利要求1和2所述的设备，其中所述金属层(508)通过从所述第一厚度渐缩到所述第二厚度以及从所述第一厚度以阶梯形状改变到所述第二厚度中的至少一种方式产生厚度改变。4.根据权利要求1-3中任意权利要求所述的设备，其中所述多个第一层(600)、所述多个第二层(602)和所述金属层(508)延伸到所述机翼(318)的边缘，该边缘被构造成附接到飞行器的机身，其中被构造成接收所述多个紧固件(308)的所述金属层(508)的所述第一区域处在所述机翼(318)的所述边缘。5.根据权利要求1-4中任意权利要求所述的设备，其中所述金属层(508)的一部分延伸超出所述多个第一层(600)和多个第二层(602)的边缘，其中所述金属层(508)的所述部分被构造成用于使用选 定负载来测试所述金属层(508)，其中该选定负载小于在飞行器的飞行期间预期到的最大负载。6.根据权利要求1-5中任意权利要求所述的设备，其中所述金属层(508)被结合到所述多个第一层(600)和所述多个第二层(602)。7.根据权利要求1-6中任意权利要求所述的设备，其中所述金属层(508)具有第一侧面和与所述第一侧面相反的第二侧面并且进一步包括: 位于所述金属层(508)的所述第一侧面上的第一粘接材料层，...

【专利技术属性】
技术研发人员：K·B·卡吉塔，D·A·弗里希，
申请(专利权)人：波音公司，
类型：
国别省市：