復合材料飛行器接頭制造技術

本發明專利技術涉及一種方法和設備，其包括用于機翼的復合材料的多個第一層、用于所述機翼的復合材料的多個第二層和位于所述機翼中在所述多個第一層和所述多個第二層之間的金屬層。所述金屬層在被構造成接收多個緊固件的在第一區域處具有第一厚度并且在第二區域處具有第二厚度。

【技術實現步驟摘要】
【國外來華專利技術】
本公開一般涉及飛行器，尤其是涉及飛行器中的結構。更具體地，本公開涉及飛行器中的復合材料接頭。
技術介紹
飛行器日益被設計和制造成具有越來越大比例的復合材料。一些飛行器可能會有50%以上的主要結構由復合材料制成。在飛行器中使用復合材料以便減少所述飛行器的重量。這種重量的減少改進了性能特征，例如但不限于，有效載荷能力和燃料效率。進一步，復合材料為飛行器的各種組件提供了更長的使用壽命。復合材料是堅韌的、輕質的材料，其通過結合兩種或更多相異成分所創建。例如，復合材料可以包含纖維和樹脂。所述纖維可以是以基底或基質的形式。例如，所述纖維可以采取織造布的形式。所述樹脂可以為所述基底形成強化。所述纖維和樹脂被結合和固化從而形成所述復合材料。進一步，通過使用復合材料，飛行器的各部分可以被創建成較大的零件或者區段。例如，飛行器的機身可以被創建成圓柱形區段，其可以裝配在一起從而形成所述飛行器的機身?？梢匝b配在一起從而形成飛行器各部分的區段的其它示例包括但不限于經連結以便形成機翼的機翼區段和經連結以便形成穩定翼的穩定翼區段。在使用復合材料形成的接頭的位置，可能需要一些接頭承擔比其他接頭更高的負載。例如，通過使機翼附接到機身形成的接頭是需要承擔較大負載的接頭的示例。當通過使用緊固件使復合結構彼此連結而形成接頭的時候，復合材料典型地具有較低的強度。結果，在這些類型的接頭處的復合材料典型地比在其他位置的更厚。在結構較厚的情況下，所述緊固件的尺寸和重量可能增加以便滿足形成所述接頭的要求。所述復合材料的厚度的增加在所述整個結構的范圍可能是不希望的。例如，在蒙皮面板由復合材料制成的情況下，增加整個蒙皮面板的厚度以便允許與機身的接頭具有所希望的厚度可能是不理想的。整個蒙皮面板厚度的增加可能會增加飛行器的重量和/或可能會降低其性能。因此，具有考慮到至少一些上述問題以及可能的其他問題的方法和設備將會是有利的。
技術實現思路
在一個有利的實施例中，一種設備包括用于機翼的復合材料的多個第一層、用于所述機翼的所述復合材料的多個第二層和位于所述機翼中在所述多個第一層和所述多個第二層之間的金屬層。所述金屬層在被構造成接收多個緊固件的第一區域處具有第一厚度并且在第二區域處具有第二厚度。在另一有利的實施例中，一種設備包括用于第一結構的多個復合材料層和作為部分所述第一結構被連結到所述多個復合材料層的金屬層。所述多個復合材料層延伸到被構造成附接到第二結構的所述第一結構的邊緣。所述金屬層在被構造成接收多個緊固件的第一區域處具有第一厚度。所述金屬層在第二區域處具有第二厚度。在又一有利的實施例中，提供了用于制造飛行器的機翼的方法。用于所述機翼的復合材料的多個第一層被鋪設。金屬層被放置在所述復合材料的多個第一層上。所述金屬層在被構造成接收多個緊固件的第一區域處具有第一厚度并且在第二區域處具有第二厚度。粘接材料的第一層在所述金屬層的第一側面上。所述粘接材料的第二層在所述金屬層的第二側面上。用于所述機翼的所述復合材料的多個第二層鋪設在所述金屬層的頂部上。所述復合材料的多個第一層、所述金屬層和所述復合材料的多個第二層被連結在一起。所述特征、功能和有利條件能夠在本公開的不同實施例中獨立實現或者還可以結合其他實施例，其中進一步的具體實施方案能夠參考以下描述和附圖看出。附圖說明在所附的權利要求中提出了所述有利的實施例的特性所相信的所述新穎特征。然而，當結合所述附圖閱讀時通過參考以下本公開的有利的實施例的詳細描述，所述有利的實施例以及優選的使用模式、進一步的目的及其優點將會被最好地理解，其中圖1示出根據有利實施例的飛行器制造和使用方法；圖2示出可以在其中實施有利實施例的飛行器；圖3示出根據有利實施例的接頭環境；圖4示出根據有利實施例的飛行器；圖5示出根據有利實施例的在飛行器的機翼和機身之間形成的一部分接頭的暴露的橫截面剖視圖；圖6示出根據有利實施例的接頭的一部分的橫截面圖；圖7示出根據有利實施例的接頭的一部分的橫截面圖；圖8不出根據有利實施例的結構的橫截面圖；圖9示出根據有利實施例的用于制造飛行器的機翼的過程的流程圖；和圖10示出根據有利實施例的用于形成接頭的過程的流程圖。具體實施例方式更具體地參考所述附圖，本公開的實施例可以在如圖1所示的飛行器制造和使用方法100和如圖2所示的飛行器200的背景中描述。首先轉向圖1，該圖根據有利實施例示出飛行器的制造和使用方法。在預生產期間，飛行器制造和使用方法100可以包含圖2中的飛行器200的規格和設計102和材料采購104。在生產期間，進行圖2所示的飛行器200的部件和子組件制造106和系統整合108。其后，圖2所示的飛行器200可以經歷認證和交付110以便被置于使用112中。在由客戶使用112期間，圖2中的飛行器200例行進行日常維護和維修114，其可包括改進、重構、翻新和其他維護或維修。飛行器制造和使用方法100的每個處理過程都可以通過系統集成者、第三方和/或操作者而執行或者實行。在這些示例中，所述操作者可以是客戶。為了本公開的目的，系統集成者可以包括但不限于任意數量的飛行器制造商和主系統分包商；第三方可以包括但不限于任意數量的賣方、分包商和供應商；操作者可以是航空公司、租賃公司、軍事實體、月艮務組織等等?，F在參考圖2，該圖示出可以在其中實施有利實施例的飛行器。在這個示例中，通過圖1所示的飛行器制造和使用方法100來生產飛行器200并且飛行器200可以包含帶有多個系統204和內部206的機體202。系統204的示例包含一個或更多個推進系統208、電氣系統210、液壓系統212和環境系統214?？梢园我鈹盗康钠渌到y。在這些說明性的實施例中，機體202可以由結構216形成。結構216可以與接頭218結合在一起。在這些說明性的示例中，結構216可以包含例如但不限于蒙皮面板、機翼盒、穩定翼、翼梁、翼肋和用于機體202的其它合適類型的結構。雖然示出了航空的示例，不同的有利實施例可以適用于其他工業，如汽車工業。本公開所具體表達的設備和方法可以采用圖1所示的飛行器制造和使用方法100的至少一個階段中。如本公開所用，所述短語“…中的至少一個”，當與一系列項目一起使用的時候，意思是可以使用所列出項目中的一個或更多個的不同結合，并且可能只需要一個所述系列中的每個項目。例如，“項目A、項目B和項目C中的至少一個”可以包括例如但不限于項目A或者項目A和項目B。這個示例也可以包括項目A、項目B和項目C或者項目B和項目C。在一個說明性的示例中，在圖1所示的部件或子組件制造106中生產的部件或子組件可以按照類似于飛行器200處在圖1所示的使用112期間的部件或子組件的生產方式而制作或制造。作為又一示例，多個設備實施例、方法實施例及其組合可以被用于生產階段，比如圖1所示的部件和子組件制造106和系統整合108。當涉及項目時，多個的意思是指一個或更多個項目。例如，多個設備實施例是指一個或更多個設備實施例。多個設備實施例、方法實施例或其組合可以用于在圖1所示的飛`行器200在使用112期間和/或維護和維修114過程中。多個不同的有利實施例的使用可以充分地加快飛行器200的裝配和/或降低其成本。所述不同的有利實施例認識到和考慮到多個不同的考慮因素。例如，不本文檔來自技高網...

【技術保護點】

【技術特征摘要】
【國外來華專利技術】2010.08.26 US 12/868,8861.一種設備，其包括: 用于機翼(318)的復合材料的多個第一層(600)； 用于所述機翼(318)的所述復合材料的多個第二層(602);和 在所述機翼(318)中位于所述多個第一層(600)和所述多個第二層(602)之間的金屬層(508)，其中所述金屬層(508)在被構造成接收多個緊固件(308)的第一區域處具有第一厚度并且在第二區域處具有第二厚度。2.根據權利要求1所述的設備，其中所述第二區域被構造成使由所述金屬層(508)承擔的負載被傳遞到在所述第二區域的所述多個第一層(600)和所述多個第二層(602)。3.根據權利要求1和2所述的設備，其中所述金屬層(508)通過從所述第一厚度漸縮到所述第二厚度以及從所述第一厚度以階梯形狀改變到所述第二厚度中的至少一種方式產生厚度改變。4.根據權利要求1-3中任意權利要求所述的設備，其中所述多個第一層(600)、所述多個第二層(602)和所述金屬層(508)延伸到所述機翼(318)的邊緣，該邊緣被構造成附接到飛行器的機身，其中被構造成接收所述多個緊固件(308)的所述金屬層(508)的所述第一區域處在所述機翼(318)的所述邊緣。5.根據權利要求1-4中任意權利要求所述的設備，其中所述金屬層(508)的一部分延伸超出所述多個第一層(600)和多個第二層(602)的邊緣，其中所述金屬層(508)的所述部分被構造成用于使用選 定負載來測試所述金屬層(508)，其中該選定負載小于在飛行器的飛行期間預期到的最大負載。6.根據權利要求1-5中任意權利要求所述的設備，其中所述金屬層(508)被結合到所述多個第一層(600)和所述多個第二層(602)。7.根據權利要求1-6中任意權利要求所述的設備，其中所述金屬層(508)具有第一側面和與所述第一側面相反的第二側面并且進一步包括: 位于所述金屬層(508)的所述第一側面上的第一粘接材料層，...

【專利技術屬性】
技術研發人員：K·B·卡吉塔，D·A·弗里希，
申請(專利權)人：波音公司，
類型：
國別省市：