專利名稱：用于飛機(jī)機(jī)翼的翼蓋面板組件和翼蓋面板及其形成方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及用于飛機(jī)機(jī)翼的翼蓋面板或翼蓋面板組件及其形成方法。
背景技術(shù)：
一種飛機(jī)機(jī)翼的構(gòu)造方法包括形成機(jī)翼盒段，該機(jī)翼盒段形成機(jī)翼 的核心。機(jī)翼盒段插入到飛機(jī)機(jī)身中并從翼根朝向翼尖延伸。機(jī)翼盒段 除了用于發(fā)動(dòng)機(jī)吊架的安裝點(diǎn)以及諸如副翼、縱傾襟翼和風(fēng)閘的操縱面 之外，使得機(jī)翼具有上翼面和下翼面的中心區(qū)段。機(jī)翼盒段的翼面由被 稱為翼蓋面板的面板構(gòu)成。機(jī)翼盒段包括多個(gè)被稱為翼梁和桁條的結(jié)構(gòu) 元件，它們?cè)跈C(jī)翼盒段結(jié)構(gòu)內(nèi)從翼根朝向翼尖延伸。翼梁構(gòu)成機(jī)翼盒段 形成前后燃料邊界的主要結(jié)構(gòu)部件。桁條設(shè)置成為翼蓋面板提供結(jié)構(gòu)穩(wěn) 定性和完整性。這些結(jié)構(gòu)元件因此使得機(jī)翼盒段在承受工作載荷期間為 機(jī)翼提供必須的強(qiáng)度。
機(jī)翼盒段通常由一組分立的翼梁和翼蓋面板構(gòu)成，這些翼蓋面板形 成機(jī)翼盒段的壁。各個(gè)桁條被緊固于翼蓋面板上且翼蓋面板在機(jī)翼盒段 的角部處緊固于翼梁上的凸緣。這使得要在翼蓋面板以及翼梁和桁條的 凸緣中鉆出大量的固定孔，以供螺栓或鉚釘插入。這些孔是潛在的裂紋 產(chǎn)生部位。當(dāng)構(gòu)造飛機(jī)結(jié)構(gòu)時(shí)，多種考慮因素之一是重量與強(qiáng)度之間的 平衡。換言之，需要在具有必須的強(qiáng)度和結(jié)構(gòu)完整性的同時(shí)使結(jié)構(gòu)盡可 能地輕，從而在承受工作載荷時(shí)能正確操作。但是，為了保護(hù)結(jié)構(gòu)不會(huì) 因固定孔而導(dǎo)致裂紋發(fā)展，不得不在這些重量和強(qiáng)度考慮方面作出非常 大的妥協(xié)。

發(fā)明內(nèi)容
5本發(fā)明的一個(gè)實(shí)施方式提供一種用于飛機(jī)機(jī)翼的翼蓋面板組件，該
翼蓋面板組件包括
翼蓋面板，該翼蓋面板在一側(cè)具有翼面以提供機(jī)翼翼面，在另一側(cè)
具有安裝面以提供用于一個(gè)或更多個(gè)機(jī)翼結(jié)構(gòu)元件的一個(gè)或更多個(gè)安裝 點(diǎn)；
一對(duì)對(duì)向突耳，它們形成在所述安裝面中，以在所述安裝面中提供 定位通道；和
機(jī)翼結(jié)構(gòu)元件，該機(jī)翼結(jié)構(gòu)元件具有第一凸緣和第二凸緣，這些凸 緣均設(shè)置成被相應(yīng)的所述對(duì)向突耳捕獲在所述定位通道內(nèi)，從而將所述 機(jī)翼結(jié)構(gòu)元件固定到所述翼蓋面板，以形成所述翼蓋面板組件。
所述凸緣或每個(gè)所述凸緣可裝配到所述突耳或每個(gè)突耳。所述機(jī)翼 結(jié)構(gòu)元件可被冷凍裝配在所述通道內(nèi)。所述安裝面還可包括設(shè)置成在所 述通道內(nèi)與所述突耳大致相對(duì)的底座，所述底座被布置成用作被捕獲在 所述通道內(nèi)的所述凸緣的第一部分的支撐表面，并用于保持所述凸緣的 其余第二部分遠(yuǎn)離所述安裝面。所述定位通道由單個(gè)突耳形成以定位所 述第一凸緣，所述另一凸緣直接緊固至所述安裝面。
可在所述機(jī)翼結(jié)構(gòu)元件和所述安裝面之間設(shè)置粘接層。所述突耳或 每個(gè)突耳可通過提供對(duì)向溝槽來形成所述定位通道，所述溝槽具有逐漸 減小的深度從而在所述凸緣或每個(gè)凸緣上提供夾緊效果。所述機(jī)翼結(jié)構(gòu) 元件可以是桁條。所述機(jī)翼結(jié)構(gòu)元件可以是翼梁。所述翼蓋面板可以與 所述定位通道一體形成。所述翼蓋面板可以由一個(gè)或更多個(gè)子面板形成。
另一實(shí)施方式提供一種用于飛機(jī)機(jī)翼的翼蓋面板，該翼蓋面板包括
翼蓋面板，該翼蓋面板在一側(cè)具有翼面以提供機(jī)翼翼面，在另一側(cè) 具有安裝面以提供用于一個(gè)或更多個(gè)機(jī)翼結(jié)構(gòu)元件的一個(gè)或更多個(gè)安裝 點(diǎn)；以及
一對(duì)對(duì)向突耳，它們形成在所述安裝面中，以在所述安裝面中提供 定位通道，所述定位通道設(shè)置成用于捕獲機(jī)翼結(jié)構(gòu)元件的第一凸緣和第 二凸緣，從而將所述機(jī)翼結(jié)構(gòu)元件裝配到所述翼蓋面板。
再一實(shí)施方式提供一種形成用于飛機(jī)機(jī)翼的翼蓋面板組件的方法，該方法包括下列步驟
a) 形成翼蓋面板，該翼蓋面板在一側(cè)具有翼面以提供機(jī)翼翼面，在
另一側(cè)具有安裝面以提供用于一個(gè)或更多個(gè)機(jī)翼結(jié)構(gòu)元件的一個(gè)或更多
個(gè)安裝點(diǎn)；
b) 在所述安裝面中形成一對(duì)對(duì)向突耳，從而在所述安裝面中提供定 位通道；
c) 通過將機(jī)翼結(jié)構(gòu)元件的第一凸緣和第二凸緣捕獲在相應(yīng)的所述對(duì) 向突耳內(nèi)，而將所述機(jī)翼結(jié)構(gòu)元件的所述凸緣定位在所述定位通道內(nèi)， 從而將所述機(jī)翼結(jié)構(gòu)元件裝配到所述翼蓋面板，以形成所述翼蓋面板組 件。


下面將參照附圖僅以實(shí)施例方式描述本發(fā)明的實(shí)施方式，圖中 圖l是飛機(jī)的平面圖2是圖1的飛機(jī)的機(jī)翼盒段的截面圖3示出了圖2的機(jī)翼盒段中的翼蓋的側(cè)視立體圖4示出了另一實(shí)施方式中安裝于翼蓋上的桁條的詳細(xì)截面圖；以
及
圖5示出了再一實(shí)施方式中安裝于翼蓋上的桁條的截面圖。
具體實(shí)施例方式
參照?qǐng)D1，飛機(jī)101包括安裝于機(jī)身103的機(jī)翼102。機(jī)翼102包括 呈機(jī)翼盒段形式的中心結(jié)構(gòu)元件104。機(jī)翼盒段104從每個(gè)機(jī)翼102的翼 根朝向翼尖并在機(jī)翼的前緣和尾緣之間延伸。機(jī)翼盒段104包括多個(gè)呈 桁條105和翼梁106形式的結(jié)構(gòu)元件，這些結(jié)構(gòu)元件從每個(gè)機(jī)翼盒段104
的翼根朝向翼尖延伸。
參照?qǐng)D2，機(jī)翼盒段104包括兩個(gè)翼梁106，每個(gè)翼梁均包括通過輻 板202相互連接的兩個(gè)翼梁帽201。翼梁帽201和輻板202提供用于機(jī)翼 102的前緣和尾緣結(jié)構(gòu)(未示出)的安裝點(diǎn)。機(jī)翼盒段104的上下表面均由相應(yīng)的翼蓋面板203、 204形成，這兩個(gè)翼蓋面板提供機(jī)翼102的上翼 面和下翼面。翼蓋203、 204的作為機(jī)翼盒段104內(nèi)部的表面提供用于機(jī) 翼結(jié)構(gòu)元件105、 106的安裝面205。翼梁帽202在機(jī)翼盒段104的每個(gè) 角部處安裝于安裝面205上，且桁條105橫跨翼蓋面板203、 204的安裝 面205以隔開的間隔固定在兩個(gè)翼梁106之間。
圖3更詳細(xì)地示出了桁條105安裝于翼蓋面板203上。在當(dāng)前實(shí)施 方式中，翼蓋具有形成在安裝面205中的成對(duì)設(shè)置的對(duì)向突耳301，它們 沿翼展方向延伸。在當(dāng)前實(shí)施方式中，在安裝面205中加工出突耳301。 每對(duì)突耳301設(shè)置成用于在安裝面205中提供定位通道302。每個(gè)桁條 105具有為字母J形狀的截面，從而提供第一和第二凸緣303。第一和第 二凸緣303被相應(yīng)的突耳301捕獲在定位通道302內(nèi)并被保持在通道302 內(nèi)。這樣，桁條105被固定于翼蓋面板203的安裝面205上，從而形成 翼蓋面板組件。
在當(dāng)前實(shí)施方式中，桁條105被冷凍裝配到通道302中。在該裝配 方法中，翼蓋面板203和每個(gè)桁條105為裝配做好準(zhǔn)備。在允許冷凍裝 配的公差范圍內(nèi)加工凸緣303、通道302和由突耳301提供的溝槽的尺寸。 換言之，該公差范圍使得桁條在被冷凍后能在通道302中移動(dòng)到適當(dāng)位 置，并在工作溫度下膨脹從而被固定地捕獲在通道302內(nèi)。鋁在-8(TC下 每25mm的直徑或厚度收縮近0. lmra，因此當(dāng)凸緣303的厚度為8ram時(shí)， 通過全面冷凍可獲得額外的0. 03mm間隙，從而超過裝配所選的間隙配合。 在裝配之前，利用干冰(冷凍的二氧化碳)或液態(tài)氮冷卻桁條三個(gè)小時(shí)。 當(dāng)桁條105被冷卻至大約-80'C的溫度時(shí)，將其插入通道302，并使其逐 漸恢復(fù)到環(huán)境溫度。當(dāng)桁條105膨脹時(shí)，公差使得凸緣303被牢固地接 合在由突耳301提供的溝槽內(nèi)，以將桁條105捕獲在通道302中，從而 將桁條105裝配到翼蓋面板203上。
在另一實(shí)施方式中，如圖4所示，在由翼蓋面板203的安裝面205 中的突耳301形成的溝槽中設(shè)置底座401。底座401相對(duì)于安裝面205的 其余部分直立于定位通道302內(nèi)。桁條的凸緣303通過突耳301在底座 401上被保持在適當(dāng)位置，同時(shí)桁條105的與安裝面205相對(duì)的表面的其余部分遠(yuǎn)離安裝面，從而形成間隙402。底座401與間隙402的組合簡化 了機(jī)翼面板組件的制造和裝配過程，因?yàn)閮H需要在底座401和突耳301 的較小區(qū)域上而不是在通道302的整個(gè)區(qū)域上加工所述公差。
在再一實(shí)施方式中，在間隙402中設(shè)置有粘接層，用于將桁條105 粘接在通道302內(nèi)。在另一實(shí)施方式中，間隙402被保持作為空氣隙， 以使空氣流通，從而減少可能地腐蝕。
在再一實(shí)施方式中，如圖5所示，通過單個(gè)突耳504在翼蓋503的 安裝面502中形成定位通道501。突耳504形成單個(gè)沿翼展方向的溝槽， 其中機(jī)翼結(jié)結(jié)構(gòu)元件506的第一凸緣505定位并捕獲在該溝槽內(nèi)。第二 凸緣507通過圖5中的線A-A被直接固定于翼蓋面板502的安裝面上。 第二凸緣507通過傳統(tǒng)方式(諸如連續(xù)粘接或焊接，或鉚接或螺栓連接) 固定。另外，由突耳504提供的溝槽內(nèi)部成錐形，從而在也相應(yīng)成錐形 的第一凸緣505上產(chǎn)生夾緊效果。
在另一實(shí)施方式中，機(jī)翼結(jié)構(gòu)元件還通過傳統(tǒng)方式(諸如粘接、巻 邊、摩擦攪拌焊、鉚接、螺栓連接或螺釘連接)被固定在定位通道內(nèi)。 沿著通道的長度方向可連續(xù)或間斷地采用這樣的傳統(tǒng)固定方式中的一種 或多禾中。
在再一實(shí)施方式中，利用圖3所示的兩個(gè)突耳定位通道安裝桁條， 同時(shí)利用圖5所示的單個(gè)突耳通道安裝翼梁帽。在另一實(shí)施方式中，利 用圖3所示的兩個(gè)突耳定位通道安裝翼梁帽，同時(shí)利用圖5所示的單個(gè) 突耳通道安裝桁條。在再一實(shí)施方式中，其中利用單個(gè)突耳通道安裝機(jī) 翼結(jié)構(gòu)元件，通過板將另一凸緣裝配至翼蓋面板，該板本身通過傳統(tǒng)方 式裝配至翼蓋面板。該板有效地提供第二突耳，以將另一凸緣捕獲在定 位通道內(nèi)并由此提供兩部分、帶有兩個(gè)突耳的定位通道。該板可設(shè)置為 獨(dú)立的結(jié)構(gòu)或者可設(shè)置為機(jī)翼盒段的另一結(jié)構(gòu)元件的一部分。例如，所 述板可與前緣或尾緣結(jié)構(gòu)成一體，且因此用于將翼梁帽的凸緣和前緣結(jié) 構(gòu)固定至機(jī)翼盒段。
在再一實(shí)施方式中，翼蓋面板被擠壓形成一個(gè)或更多個(gè)一體地形成 在其安裝面上的定位通道。在另一實(shí)施方式中，翼蓋面板由多個(gè)子面板
9構(gòu)成，這些子面板被擠壓然后通過焊縫連接在一起?？衫媚Σ翑嚢韬?來形成所述焊縫。
在再一實(shí)施方式中，定位通道沿翼展方向成錐形，且機(jī)翼結(jié)構(gòu)元件 相應(yīng)地成形，從而增大通道作用于機(jī)翼結(jié)構(gòu)元件的被捕獲凸緣上的夾緊 效果。在另一實(shí)施方式中，通道沿翼展方向是平行的。
本領(lǐng)域技術(shù)人員應(yīng)明白，可通過任意合適的加工，諸如銑削、蝕刻、 研磨、沖壓或拋光來實(shí)現(xiàn)對(duì)機(jī)翼結(jié)構(gòu)元件或翼蓋面板的加工。此外，機(jī) 翼結(jié)構(gòu)元件或翼蓋面板可由諸如金屬、金屬合金或其他合適的非金屬材 料的任何合適材料制成。
雖然通過說明本發(fā)明的實(shí)施方式同時(shí)相當(dāng)具體地描述了這些實(shí)施方 式而示出了本發(fā)明，但是申請(qǐng)人并不意圖將所附權(quán)利要求的范圍約束或 以任何方式限制于這種具體方案。其他優(yōu)點(diǎn)和改進(jìn)對(duì)于本領(lǐng)域技術(shù)人員 而言是顯而易見的。因此，本發(fā)明在其更廣義的方面并不限于特定細(xì)節(jié) 所代表的設(shè)備和方法，以及所示和所述的示例性實(shí)施例。因此，在不背 離本申請(qǐng)人的總的發(fā)明構(gòu)思的精神或范圍的情況下，可以作出不同于上
述細(xì)節(jié)的方案。
權(quán)利要求
1、一種用于飛機(jī)機(jī)翼的翼蓋面板組件，該翼蓋面板組件包括翼蓋面板，該翼蓋面板在一側(cè)具有翼面以提供機(jī)翼翼面，在另一側(cè)具有安裝面以提供用于一個(gè)或更多個(gè)機(jī)翼結(jié)構(gòu)元件的一個(gè)或更多個(gè)安裝點(diǎn)；一對(duì)對(duì)向突耳，它們形成在所述安裝面中，以在所述安裝面中提供定位通道；和機(jī)翼結(jié)構(gòu)元件，該機(jī)翼結(jié)構(gòu)元件具有第一凸緣和第二凸緣，這些凸緣均設(shè)置成被相應(yīng)的所述對(duì)向突耳捕獲在所述定位通道內(nèi)，從而將所述機(jī)翼結(jié)構(gòu)元件固定到所述翼蓋面板，以形成所述翼蓋面板組件。
2、 根據(jù)權(quán)利要求1所述的翼蓋面板組件，其中所述凸緣或每個(gè)所述 凸緣裝配到所述突耳或每個(gè)所述突耳。
3、 根據(jù)上述任一項(xiàng)權(quán)利要求所述的翼蓋面板組件，其中所述機(jī)翼結(jié) 構(gòu)元件被冷凍裝配在所述通道內(nèi)。
4、 根據(jù)上述任一項(xiàng)權(quán)利要求所述的翼蓋面板組件，其中所述安裝面 還包括設(shè)置成在所述通道內(nèi)與所述突耳大致相對(duì)的底座，所述底座被布 置成用作被捕獲在所述通道內(nèi)的所述凸緣的第一部分的支撐表面，并用 于保持所述凸緣的其余第二部分遠(yuǎn)離所述安裝面。
5、 根據(jù)上述任一項(xiàng)權(quán)利要求所述的翼蓋面板組件，其中所述定位通 道由單個(gè)突耳形成以定位所述第一凸緣，所述另一凸緣直接緊固至所述 安裝面。
6、 根據(jù)上述任一項(xiàng)權(quán)利要求所述的翼蓋面板組件，其中在所述機(jī)翼 結(jié)構(gòu)元件和所述安裝面之間設(shè)置粘接層。
7、 根據(jù)上述任一項(xiàng)權(quán)利要求所述的翼蓋面板組件，其中所述突耳或 每個(gè)突耳通過提供對(duì)向溝槽來形成所述定位通道，所述溝槽具有逐漸減 小的深度從而在所述凸緣或每個(gè)凸緣上提供夾緊效果。
8、 根據(jù)上述任一項(xiàng)權(quán)利要求所述的翼蓋面板組件，其中所述機(jī)翼結(jié) 構(gòu)元件是桁條。
9、 根據(jù)上述任一項(xiàng)權(quán)利要求所述的翼蓋面板組件，其中所述機(jī)翼結(jié) 構(gòu)元件是翼梁。
10、 根據(jù)上述任一項(xiàng)權(quán)利要求所述的翼蓋面板組件，其中所述翼蓋 面板與所述定位通道一體形成。
11、 根據(jù)上述任一項(xiàng)權(quán)利要求所述的翼蓋面板組件，其中所述翼蓋 面板由一個(gè)或更多個(gè)子面板形成。
12、 一種用于飛機(jī)機(jī)翼的翼蓋面板，該翼蓋面板包括翼蓋面板，該翼蓋面板在一側(cè)具有翼面以提供機(jī)翼翼面，在另一側(cè) 具有安裝面以提供用于一個(gè)或更多個(gè)機(jī)翼結(jié)構(gòu)元件的一個(gè)或更多個(gè)安裝點(diǎn)；以及一對(duì)對(duì)向突耳，它們形成在所述安裝面中，以在所述安裝面中提供 定位通道，所述定位通道設(shè)置成用于捕獲機(jī)翼結(jié)構(gòu)元件的第一凸緣和第 二凸緣，從而將所述機(jī)翼結(jié)構(gòu)元件裝配到所述翼蓋面板。
13、 一種形成用于飛機(jī)機(jī)翼的翼蓋面板組件的方法，該方法包括下列步驟a) 形成翼蓋面板，該翼蓋面板在一側(cè)具有翼面以提供機(jī)翼翼面，在 另一側(cè)具有安裝面以提供用于一個(gè)或更多個(gè)機(jī)翼結(jié)構(gòu)元件的一個(gè)或更多 個(gè)安裝點(diǎn)；b) 在所述安裝面中形成一對(duì)對(duì)向突耳，從而在所述安裝面中提供定 位通道；c) 通過將機(jī)翼結(jié)構(gòu)元件的第一凸緣和第二凸緣捕獲在相應(yīng)的所述對(duì) 向突耳內(nèi)，而將所述機(jī)翼結(jié)構(gòu)元件的所述凸緣定位在所述定位通道內(nèi)， 從而將所述機(jī)翼結(jié)構(gòu)元件裝配到所述翼蓋面板，以形成所述翼蓋面板組 件。
14、 根據(jù)權(quán)利要求13所述的方法，其中所述凸緣或每個(gè)所述凸緣被 緊固到所述突耳或每個(gè)所述突耳。
15、 根據(jù)權(quán)利要求13或14所述的方法，其中所述機(jī)翼結(jié)構(gòu)元件被 冷凍裝配在所述通道內(nèi)。
16、 根據(jù)權(quán)利要求13至15中任一項(xiàng)所述的方法，其中所述安裝面還包括設(shè)置成在所述通道內(nèi)與所述突耳大致相對(duì)的底座，所述底座被布 置成用作被捕獲在所述通道內(nèi)的所述凸緣的第一部分的支撐表面，并用 于保持所述凸緣的其余第二部分遠(yuǎn)離所述安裝面。
17、 根據(jù)權(quán)利要求13至16中任一項(xiàng)所述的方法，其中所述定位通 道由單個(gè)突耳形成以用于定位所述第一凸緣，所述另一凸緣直接緊固至 所述安裝面。
18、 根據(jù)權(quán)利要求13至17中任一項(xiàng)所述的方法，其中在所述機(jī)翼 結(jié)構(gòu)元件和所述安裝面之間設(shè)置粘接層。
19、 根據(jù)權(quán)利要求13至18中任一項(xiàng)所述的方法，其中所述突耳或 每個(gè)突耳通過提供對(duì)向溝槽來形成所述定位通道，所述溝槽具有逐漸減 小的深度從而在所述凸緣或每個(gè)凸緣上提供夾緊效果。
20、 根據(jù)權(quán)利要求13至19中任一項(xiàng)所述的方法，其中所述機(jī)翼結(jié) 構(gòu)元件是桁條。
21、 根據(jù)權(quán)利要求13至20中任一項(xiàng)所述的方法，其中所述機(jī)翼結(jié) 構(gòu)元件是翼梁。
22、 根據(jù)權(quán)利要求13至21中任一項(xiàng)所述的方法，其中所述翼蓋面 板與所述定位通道一體形成。
23、 根據(jù)權(quán)利要求13至22中任一項(xiàng)所述的方法，其中所述翼蓋面 板由 一個(gè)或更多個(gè)子面板形成。
全文摘要
公開了翼蓋面板組件、翼蓋及其形成方法，其中翼蓋面板的安裝面設(shè)置有定位通道，諸如桁條或翼梁的機(jī)翼結(jié)構(gòu)元件被捕獲在該通道內(nèi)，從而將機(jī)翼結(jié)構(gòu)元件固定至翼蓋面板。
文檔編號(hào)B64C3/26GK101432191SQ200780015574
公開日2009年5月13日 申請(qǐng)日期2007年7月5日 優(yōu)先權(quán)日2006年7月13日
發(fā)明者邁克爾·塔克 申請(qǐng)人:空中客車英國有限公司