本發(fā)明涉及用于飛行器的中央翼盒的肋，并且更特別地涉及稱作輔助肋的內(nèi)部肋。

背景技術：

飛行器的結構包括機身101和機翼結構102，機身101和機翼結構102通過被稱作飛行器的中央翼盒的中央盒103而接合在一起。中央翼盒103特別地經(jīng)受飛行中施加至飛行器的機翼的載荷。

在圖1中，以粗線描繪了中央翼盒103和兩個框架104，其中，中央翼盒103定位在兩個框架104之間。還描繪了如下正交參考系，在參考系中：

-軸線Ox對應于飛行器的縱向軸線，該軸線從飛行器的尾椎延伸至前椎。

-軸線Oy對應于飛行器的橫向軸線，當飛行器停留在水平表面上時，該軸線Oy與軸線Ox一起形成水平的平面；以及

-軸線Oz對應于飛行器的高度方向軸線，當飛行器停留在水平表面上時，該軸線Oz對應于豎向方向。

圖2圖示了以與圖1中相同的方式空間定向的中央翼盒103的一個示例的詳細視圖。中央翼盒103具體地包括：

-頂部面板1031或拱背面板，該頂部面板1031基本上在平行于平面(xOy)的平面中延伸，但相對于該平面略微傾斜和彎曲；

-底部面板或拱腹面板，該底部面板在頂部面板的下方延伸，基本上平行于頂部面板(在圖2中不可見)；

-前梁1033，該前梁1033在平行于平面(yOz)的平面中延伸；以及

-后梁，該后梁在前梁的后方、平行于前梁延伸(在圖2中不可見)。

這四個部件一起形成了被稱為“有用容積”的容積?？傮w上，該容積通過被稱為端部肋的兩個肋側向地封閉，在飛行器的每一側上，一個端部肋在基本上平行于平面(xOz)的平面中延伸。在圖2中，僅左手側端部肋1035是可見的。延伸到有用容積內(nèi)的是被稱為輔助肋或內(nèi)部肋的肋。內(nèi)部肋在基本上平行于平面(xOz)的平面中延伸，或者換言之，在與頂部面板和底部面板以及前梁和后梁基本上正交的平面中延伸。內(nèi)部肋平行于任何可能存在的端部肋而延伸。內(nèi)部肋形成用于加強翼盒103的加強部件。

稍后詳細描述圖2的其它元件。

圖3示意性地圖示了在平行于平面(xOz)的平面觀察的根據(jù)現(xiàn)有技術的輔助肋200的一種實施方式。輔助肋200包括豎向柱201，該豎向柱201沿著軸線(Oz)延伸、毗鄰于前梁并且在如上文限定的有用容積的外側。豎向柱201在圖2中也是可見的。在有用容積內(nèi)，肋凸緣202毗鄰于底部面板1032延伸，然而，盒上梁203毗鄰于頂部面板1031延伸并且位于有用容積的外側(還參照圖2)。盒上梁203在一側上毗鄰于頂部面板1031延伸并且在另一側上毗鄰于水平平面延伸。桿配件204自盒上梁伸入有用容積內(nèi)。

每個桿配件204具有兩個開口，每個開口接納桿205。連接至同一桿配件的兩個桿相對于肋凸緣202傾斜地延伸，從而與肋凸緣202一起呈現(xiàn)三角形形狀。根據(jù)現(xiàn)有技術的輔助肋200具有例如六個桿。圖3還描繪了底板連結件206，該底板連結件206提供了在飛行器中的底板與輔助肋之間的連接。這些連結件都具有沿著軸線(Oz)大致相同的長度。第二豎向柱可以毗鄰于后梁延伸。

根據(jù)現(xiàn)有技術的輔助肋200的一個缺點是安裝復雜，特別是桿205的安裝復雜。

本發(fā)明的一個目的是使飛行器中央翼盒的內(nèi)部肋或輔助肋的安裝簡化。

技術實現(xiàn)要素：

該目的是通過一種用于飛行器的中央翼盒來實現(xiàn)的，該中央翼盒包括頂部面板、底部面板、前梁、后梁以及至少一個被稱作內(nèi)部肋的肋，其中，每個內(nèi)部肋包括兩個被稱作加勁件的部件，該加勁件設置在由頂部面板、底部面板、前梁以及后梁限定的容積內(nèi)。第一加勁件毗鄰于頂部面板并且毗鄰于前梁和后梁中的一者延伸，并且第二加勁件毗鄰于底部面板并且毗鄰于前梁和后梁中的另一者延伸。

根據(jù)本發(fā)明的翼盒包括內(nèi)部肋，該內(nèi)部肋具有相對于現(xiàn)有技術中提出的一個結構的替代結構。該替代結構使得能夠省略如在文中限定的有用容積內(nèi)延伸的桿。由于沒有這些桿，極大地簡化了內(nèi)部肋的安裝。

優(yōu)選地，至少一個加勁件包括：

-第一腿部，該第一腿部沿著毗鄰于頂部面板或底部面板的方向延伸；

-第二腿部，該第二腿部沿著毗鄰于前梁或后梁的方向延伸，第一腿部的第一端部與第二腿部的第一端部接合在一起；以及

-加強元件，該加強元件從第一腿部延伸至第二腿部。

加強元件可以從第二腿部的第二端部延伸至第一腿部的支承區(qū)域，所述支承區(qū)域定位成與第一腿部的端部相距一定的距離。

替代性地，加強元件可以從第二腿部的支承區(qū)域延伸至第一腿部的支承區(qū)域，每個支承區(qū)域定位成與對應的腿部的端部相距一定的距離。

加勁件可以包括在加強元件、第一腿部以及第二腿部之間延伸的通孔。

替代性地，加勁件的位于加強元件、第一腿部以及第二腿部之間的區(qū)域可以是實體的，并且該實體區(qū)域的機械強度低于加強元件的機械強度。

有利地，同一內(nèi)部肋的每個加勁件的第一腿部和第二腿部的第二端部成對地疊置。

優(yōu)選地，同一內(nèi)部肋的每個加勁件的第一腿部和第二腿部的第二端部成對地接合在一起。

至少一個加勁件可以包括一系列腔，腔沿著第一腿部分布并且設計成容納底部面板或頂部面板的加勁件，其中，所述第一腿部毗鄰于底部面板或頂部面板。

本發(fā)明還涉及安裝根據(jù)本發(fā)明的中央翼盒的內(nèi)部肋的方法，該方法包括如以下步驟：

-將第一加勁件毗鄰于頂部面板并且毗鄰于前梁和后梁中的一者而安裝；

-將第二加勁件毗鄰于底部面板并且毗鄰于前梁和后梁中的另一者而安裝。

附圖說明

通過閱讀參照附圖且僅通過完全非限制性的示例的方式給出的示例性實施方式的描述，將更好地理解本發(fā)明，在附圖中：

圖1是飛行器的并且特別地是飛行器的中央翼盒的示意性立體圖；

圖2是根據(jù)現(xiàn)有技術的飛行器翼盒的一個示例的立體圖；

圖3是根據(jù)現(xiàn)有技術的內(nèi)部肋的正視圖；

圖4是根據(jù)本發(fā)明的內(nèi)部肋的第一實施方式的示意性正視圖；

圖5圖示了在圖4中描繪的實施方式的第一替代形式；

圖6是圖5中描繪的內(nèi)部肋的分解圖；

圖7圖示了在圖4中描繪的實施方式的第二替代形式；

圖8是圖示了圖7中描繪的內(nèi)部肋的細節(jié)的截面圖；以及

圖9圖示了根據(jù)本發(fā)明的內(nèi)部肋的第二實施方式的細節(jié)。

具體實施方式

根據(jù)本發(fā)明的中央翼盒大致對應于根據(jù)現(xiàn)有技術的中央翼盒，其中，根據(jù)現(xiàn)有技術的至少一個內(nèi)部肋由根據(jù)本發(fā)明的內(nèi)部肋替代。優(yōu)選地，根據(jù)現(xiàn)有技術的每個內(nèi)部肋均由根據(jù)本發(fā)明的相應的內(nèi)部肋替代。

圖4示意性圖示了根據(jù)本發(fā)明的內(nèi)部肋400的第一實施方式。

內(nèi)部肋400在平行于平面(xOz)的平面中延伸。當存在端部肋時，內(nèi)部肋400在平行于端部肋所在的平面的平面中延伸。內(nèi)部肋主要由兩個加勁件410A和410B構成，兩個加勁件410A和410B都完全定位在如在文中限定的有用容積內(nèi)。

第一加勁件410A毗鄰于頂部面板1031且毗鄰于前梁1033而延伸。該第一加勁件410A在中央翼盒內(nèi)沿著頂部面板1031和前梁1033的相應的輪廓的整個范圍延伸。這些輪廓由頂部面板1031與平行于平面(xOz)且穿過第一加勁件410A的平面的交叉線以及前梁1033與平行于平面(xOz)且穿過第一加勁件410A的平面的交叉線限定。根據(jù)未描繪的替代形式，所述第一加勁件410A不沿著所述輪廓的整個范圍延伸，不過延伸了超過該范圍的四分之三。

第二加勁件410B毗鄰于底部面板1032且毗鄰于后梁1034而延伸。該第二加勁件410B在中央翼盒內(nèi)沿著底部面板1032和后梁1034的相應的輪廓的整個范圍延伸。這些輪廓由底部面板1032與平行于平面(xOz)且穿過第二加勁件410B的平面的交叉線或后梁1034與平行于平面(xOz)且穿過第二加勁件410B的平面的交叉線限定。根據(jù)未描繪的替代形式，所述第二加勁件410B不在所述輪廓的整個范圍上延伸，不過延伸了超過該范圍的四分之三。

內(nèi)部肋以僅兩個部件的方式制成，每個部件附接至梁并且附接至面板。這兩個部件一起為面板提供最優(yōu)的支承以防止變彎的現(xiàn)象。兩個部件增強了中央翼盒的剛度。

那么，安裝內(nèi)部肋簡單地包括將兩個加勁件中的每個加勁件定位和緊固。

每個加勁件在其安裝在中央翼盒中時形成為單件。

包括肋凸緣、盒上梁、至少一個豎向柱、桿配件以及根據(jù)現(xiàn)有技術的若干桿的系列的根據(jù)現(xiàn)有技術的組件被位于本文中所限定的有用容積內(nèi)的兩個加勁件替代。因此，極大地簡化了內(nèi)部肋的組裝。

內(nèi)部肋整體布設在本文中限定的有用容積內(nèi)，并且類似地，這使得組裝更容易。

本發(fā)明提供了不需要修改飛行器的中央翼盒的整體結構的優(yōu)點，特別地不需要修改底部面板、頂部面板、前梁、后梁以及端部肋——在存在端部肋的情況下——。

將肋構造成由兩個部件構成允許肋被準確地配裝至每個中央翼盒，根據(jù)中央翼盒可接受的制造和定位公差，該盒可以在各個單獨的示例之間具有略微不同的尺寸。配裝僅涉及非常有限數(shù)量的元件。第一加勁件和第二加勁件的位置被簡單地調(diào)節(jié)。

根據(jù)本發(fā)明的內(nèi)部肋具有適于使用該內(nèi)部肋的型號的飛行器的機械強度，該內(nèi)部肋的機械強度優(yōu)選地至少等同于現(xiàn)有技術的對應的內(nèi)部肋的機械強度。特別地，能夠吸收所有如下載荷：

-壓力載荷，該壓力載荷在平行于軸線(Oz)的方向上，該壓力載荷特別地是由于中央翼盒與艙室之間的壓差導致的；

-作用在前梁上的載荷，該載荷是由在與地面碰撞時航空燃料引起的；

-被稱為“正陣風(positive gust)”載荷的載荷，該載荷與飛行器的機翼相對于機身的顯著撓曲對應。

根據(jù)本發(fā)明的內(nèi)部肋不再包括一系列桿，而是簡單地包括平行于平面(xOz)延伸的兩個大致平面的部件。

在現(xiàn)有技術中，孔在桿配件中的定位所存在的一定的公差用于適應樞軸，桿的一個端部圍繞樞軸樞轉(zhuǎn)。當安裝桿時需要考慮在翼盒的各個單獨的示例之間可能存在的細微差別。特別地，需要測量每個桿樞轉(zhuǎn)所圍繞的兩個樞軸之間的間隔，并且隨后需要定制桿的長度。根據(jù)本發(fā)明，省掉了這些桿，從而可以省掉與長度相關的定制。因此，極大地簡化了內(nèi)部肋的安裝。

現(xiàn)在將更詳細地描述如圖4中圖示的第一加勁件410A。該第一加勁件410A是由兩個腿部和加強元件構成的剛性部件。

第一腿部411A毗鄰于頂部面板1031延伸。第一腿部411A依循頂部面板1031的輪廓，該輪廓由該頂部面板與平行于平面(xOz)且穿過第一腿部411A的平面之間的交叉線限定。

第二腿部412A毗鄰于前梁1033而延伸。第二腿部412A依循前梁1033的輪廓，該輪廓由該前梁與平行于平面(xOz)且穿過第二腿部412A的平面之間的交叉線限定。

第一腿部和第二腿部各自優(yōu)選地具有在平行于平面(xOz)的平面中延伸的平面形狀。第一腿部和第二腿部在該平面中具有減小的寬度。

第一腿部411A和第二腿部412A在其相應的第一端部4111A、4121A處、在形成在頂部面板1031與前梁1033之間的角部處接合在一起。

為了加強由這兩個腿部形成的組件的強度，在第一腿部411A與第二腿部412A之間延伸有加強元件413A，并且加強元件413A在一側連接至第一腿部411A并且在另一側連接至第二腿部412A。加強元件在第一腿部411A和第二腿部412A所在的平面中延伸。加強元件相對于第一腿部411A和第二腿部412A傾斜地延伸。加強元件在平行于平面(xOz)的方向上呈平面形狀，該平面形狀的寬度優(yōu)選地小于等于第一腿部和第二腿部的平均寬度。

在圖4中圖示的示例中，加強元件413A從第二腿部的第二端部4122A延伸至第一腿部的支承區(qū)域4113A。第二腿部的第二端部4122A是第二腿部的相對于如上文限定的第一端部4121A的相反端部。

支承區(qū)域4113A與第一腿部410A的兩個端部相距一定的距離而定位。沿著頂部面板1031的輪廓，在所述支承區(qū)域的中央與第一腿部的端部411A、412A之間的距離例如大于第一腿部的長度的10％或甚至20％。

支承區(qū)域4113A例如毗鄰于頂部面板1031(第一腿部411A毗鄰于該頂部面板1031)的輪廓的五分之二處。該輪廓是從該頂部面板與前梁(第二腿部毗鄰于該梁)的交叉線至該頂部面板與后梁的交叉線進行測量的。該輪廓在中央翼盒內(nèi)是面板輪廓。該輪廓由所述頂部面板與平行于平面(xOz)且穿過第一腿部411A的平面之間的交叉線限定的。該輪廓不必以直線延伸。輪廓的長度不表示其沿著(ox)的尺寸，而是表示其在翼盒內(nèi)且在平行于平面(xOz)的所述平面中的范圍。

因此，考慮在輪廓的長度l＝L的情況下，其中，在輪廓與前梁1033的交叉點處l＝0，則支承區(qū)域自l＝L/5＝L*0.2延伸至l＝2L/5＝L*0.4。作為替代方案，支承區(qū)域位于所述輪廓的三分之二處。根據(jù)另一替代形式，支承區(qū)域位于所述輪廓的四分之二處。

換言之，加強元件413A可以從第二分支的第二端部4122A延伸至第一腿部的支承區(qū)域4113A，所述支承區(qū)域毗鄰于對應的底部面板或頂部面板的輪廓的五分之二處，所述輪廓限定在平行于內(nèi)部肋且穿過所述第一腿部的平面中，并且所述輪廓的長度是從其與前梁或后梁的交叉點起進行測量的，其中，所述第二腿部毗鄰于前梁或后梁。

根據(jù)未描繪的替代形式，加強元件從第二腿部的支承區(qū)域延伸至第一腿部的支承區(qū)域，每個支承區(qū)域定位成與對應的腿部的端部相距一定距離。分別沿著頂部面板或底部面板的輪廓，在支承區(qū)域的中央與對應的腿部的端部之間的距離例如大于所述腿部的長度的10％或甚至20％。

將加勁件構造為兩個腿部以及位于兩個腿部之間的加強元件，可以在加勁件具有相同的機械強度的情況下限制加勁件的體積。

上文所描述的對加強元件的定位以及支承區(qū)域的安置無論載荷是沿Oz(Oz)方向還是沿Ox(Ox)方向均提供了最優(yōu)的載荷傳遞并且提供了最優(yōu)的機械強度。

在圖4描繪的示例中，定位在第一腿部411A、第二腿部412A以及加強元件413A之間的空間是簡單的通孔414A，或換言之，為孔。替代性地，該空間可以是實體的。當該空間是實體的時，該空間的機械強度可以低于加強元件的機械強度，例如，低兩倍以上。實踐中，該空間沿著軸線(Oy)較小的厚度可以表明該空間具有較低的機械強度。

第二加勁件410B的結構與第一加勁件410A的結構相同。然而，第一加勁件410A沿著頂部面板1031和前梁1033延伸，第二加勁件410B沿著底部面板1032和后梁1034延伸。第二加勁件410B具有：毗鄰于底部面板1032的第一腿部411B、毗鄰于后梁1034的第二腿部412B以及位于第一腿部411B與第二腿部412B之間的加強元件413B。

兩個加勁件在文中限定的有用容積內(nèi)大致對稱地延伸。第二加勁件與第一加勁件之間的重合程度和對稱度大于等于90％，或甚至95％。

在圖4中描繪的示例中，第一加勁件410A和第二加勁件410B在分別形成在頂部面板1031與后梁1034之間以及在底部面板1032與前梁1033之間的兩個角部處疊置。特別地，第一腿部411A的第二端部4112A(位于其第一端部4111A的相反側)與第二腿部412B的第二端部4122B疊置，并且第一腿部411B的第二端部4112B與第二腿部412A的第二端部4122A疊置。

由于已經(jīng)省略了圖3中圖示的盒上梁，提供飛行器的底板與內(nèi)部肋之間的連接的底板連結件406沿著頂部面板的輪廓具有可變的長度。例如，最長連結件與最短連結件之比大于1.5。

至少一個加勁件可以由金屬板構成，該金屬板已經(jīng)進行機械加工或者通過沖壓、壓制或鍛造而變形。此外或替代地，至少一個加勁件可以由固定在一起的若干金屬梁構成。

圖5以立體圖圖示了圖4中圖示的內(nèi)部肋的一個具體的替代形式500。圖5再次示出了兩個加勁件510A、510B，兩個加勁件510A、510B中的加勁件510A包括第一腿部511A、第二腿部512A以及加強元件513A，加勁件510B包括第一腿部511B、第二腿部512B以及加強元件513B。

加勁件各自由至少一個機加工的金屬板構成。特別地，各個元件是從金屬板切割的并且彼此組裝。

替代性地，加勁件各自通過使至少一個金屬板變形而制成。變形可以通過沖壓、壓制或鍛造而獲得。

替代性地，加勁件各自通過組裝通過焊接和/或螺母和螺栓而接合在一起的金屬梁來制造。

第一腿部、第二腿部和加強元件可以獨立地制造，并且隨后這三個部件在被安裝在飛行器的中央翼盒的有用容積內(nèi)之前被接合在一起。

每個加勁件在特定的點處具有提供剛性的形狀，該形狀例如為稱為“凸緣式邊緣”的翻邊。

第一加勁件510A和第二加勁件510B在如參照圖4描述的兩個點處疊置。第一加勁件510A和第二加勁件510B在疊置的區(qū)域處例如使用鉚釘固定在一起。在圖5中描繪的示例中，兩個加勁件的每個腿部的第二端部各自具有一系列孔507以接納鉚釘，例如在三個孔與九個孔之間。

根據(jù)未描繪的替代形式，加勁件的腿部的第二端部在不疊置的情況下成對地固定在一起。隨后腿部的第二端部在兩個點處例如使用兩個中間部件——每一個中間部件定位在這兩個點中的一個點處——間接地固定在一起。

圖6對應于圖5，圖6以分解視圖進行描繪。圖6特別地示出了，加勁件的每個腿部的每個第二端部具有九個孔，九個孔以方格網(wǎng)布置的形式分布并且一起形成了孔的三排三列的方形。

在圖5中，內(nèi)部肋500被描繪為設定在頂部面板1031、底部面板1032、前梁1033和后梁1034之間。圖6描繪了內(nèi)部肋500自身。圖6示出了分別沿著每個第一腿部511A和第二腿部511B分布的腔，這些腔能夠分別容納頂部面板和底部面板的加勁件509。換言之，第一腿部511A(或相應地511B)的在平行于平面(xOz)的平面中且在頂部面板(或相應地底部面板)側上的輪廓具有一系列腔508。加勁件509是從頂部面板或?qū)貜牡撞棵姘逖由斓臈U。這些桿各自配裝至腔508中并且與腔508協(xié)作以便于將內(nèi)部肋相對于頂部面板或?qū)叵鄬τ诘撞棵姘灞３志臀弧?/p>

在圖5和圖6中圖示的示例中，前梁和后梁還具有加勁件，該加勁件配裝在第二腿部512A和512B的對應的腔中以便進一步增進內(nèi)部肋保持就位。

至少一個加勁件可以由具有熱固性或熱塑性基體的復合材料制成。

圖7圖示了如圖4中示例性描繪的內(nèi)部肋的第二替代形式700。圖7再次示出了兩個加勁件710A、710B，加勁件710A包括第一腿部711A、第二腿部712A以及加強元件713A，加勁件710B包括第一腿部711B、第二腿部712B以及加強元件713B。內(nèi)部肋已經(jīng)描繪為被安裝在頂部面板與底部面板之間、并且在前梁與后梁之間。特別地可以觀察到這些元件中每個元件的加勁件709，該加勁件709被設置在兩個加勁件710A、710B的對應的腔中。

每個加勁件710A、710B由碳纖維加強樹脂(或全稱碳纖維加強聚合物的CFRP)制成。這種樹脂是具有熱固性基體的復合材料，從而使得可以制造低質(zhì)量的部件。每個加勁件可以通過注射模制或通過浸漬(infusion)(例如液體樹脂浸漬)來制造。

替代性地，每個加勁件由具有包含纖維的熱塑性基體的復合材料制成，特別地由碳纖維制成。這種部件通過注射模制或通過浸漬制造。根據(jù)有利的替代形式，每個加勁部件通過沖壓制造。沖壓能夠使相同的機械部件具有大的厚度變化。

復合材料的實施方式提供了寬范圍的可能的形狀。

圖8圖示了加勁件710B在平行于平面(yOz)且穿過軸線AA’的平面中的截面圖。

第一腿部711B在平行于平面(xOz)的方向上是平面的。該第一腿部711B在中央(沿著Oy)處的厚度指示為e，高度(沿著Oz)指示為H，其中，比率H/e大于等于10，或甚至20。

第一腿部711B具有較厚的邊緣，其中一個邊緣從底部面板的一側延伸，并且另個一邊緣位于第一腿部的相反側上。例如，第一腿部在這些邊緣處的厚度為位于中央處的厚度e的至少兩倍。

在毗鄰于面板的一側上，加勁件具有T形截面，T的水平條毗鄰于所述面板。高度H與T的水平條的長度L(沿Oy)之間的比率H/L為約2，例如在1.5與3之間。

本領域的技術人員將容易地了解如何特別地使用有限元計算軟件來計算加勁件的尺寸的細節(jié)。

圖8描繪了由中央部81、下加強部82以及上加強部83形成的第一腿部。中央部81具有厚度e。下加強部82圍繞中央部件的下部區(qū)域以增大第一腿部711B在底部面板一側上的厚度并且形成了上文限定的T的水平條。上加強部83包繞中央部件的上部區(qū)域以增大第一腿部711B的位于與底部面板相反的一側上的厚度。

圖9圖示了根據(jù)本發(fā)明的內(nèi)部肋的第二實施方式的細節(jié)。圖9特別地圖示了第二加勁件810B。該第二加勁件810B的形狀與特別地在圖7中圖示的第二加勁件的形狀的不同在于：位于第一腿部811B和第二腿部812B以及加強元件813B之間的區(qū)域880是實體的。不過區(qū)域880的機械強度可以低于加強元件的機械強度。

加勁件810B由例如CFRP形成并且通過沖壓進行制造。

第二加勁件810B一旦被安裝是毗鄰于底部面板并且毗鄰于前梁的。因此，第一加勁件毗鄰于底部面板并且毗鄰于后梁。本領域的技術人員將了解如何以多種方式改變本發(fā)明，特別地形成參照圖4至圖8呈現(xiàn)的各實施方式的替代形式，其中，第一加勁件毗鄰于頂部面板并且毗鄰于后梁，并且第二加勁件毗鄰于底部面板并且毗鄰于前梁。