[发明专利]混合式复合金属的飞行器起落架与发动机支撑梁

说明书

技术领域

【0001】本公开的实施例涉及混合式复合金属部件的形成，且更为具体地，涉及用于形成混合式复合金属飞行器起落架以及发动机支撑梁的设备与方法。

背景技术

【0002】在许多应用中，尤其是在航空、航海、航天以及建筑工业中，重要的是提供具有诸如强度的特定性能且具有最小量或至少减小量的质量的部件。起落架与发动机支撑梁通常为重金属结构。例如，在图1中示出具有起落架200的飞机100。起落架200一般而言在驾驶舱区域150下方。图1的主起落架200设置在接近飞机机翼101处。在图2中，飞机发动机102由接近飞机机翼101的发动机支撑梁201支撑。由金属制成的起落架提供必要的保护以便防止由在跑道上的碎屑所导致的碰撞。同时，使用金属的优点在于能够支撑或约束主要载荷。当然，使用金属的较大缺点在于用于实现这些结构目的所需的质量。由于设计要求需要轻质结构，因此，典型地，由金属形成的起落架与发动机支撑梁需要的制作手段相当难而且还有其它设计问题。

【0003】在起落架中抗压缩、弯曲、扭转载荷以及跑道碎屑的要求已产生了对于新的起落架设计的需求。新的起落架设计必须满足标准要求但是具有更轻质量。全部利用金属或全部利用复合结构的现有和新兴技术已经提供了实现这些要求的有限能力。即，复合结构重量上轻于金属结构但需要用于其制造的昂贵的模具或工具以及用于其固化工艺的高压釜或压力机。此外，复合结构易受冲击损伤且不可能支撑整个飞行器的重量。因此，尽管具有重量上的缺点，但金属仍是用于起落架的材料选择。因此，起落架的净重依旧是航空工业的一个问题。

【0004】对于发动机支撑梁的要求与对起落架设计要求相似。发动机支撑梁必须提供足够的支撑以便有效抵抗由发动机导致的包括俯仰载荷和边缘载荷的各种载荷。正如起落架的情形，期望尽可能减小发动机支撑结构的重量而不严重地降低实现其载荷要求的结构能力。因此，存在对于减少质量的新的发动机支撑梁的需求。现有技术和新兴技术已经提供了完成所述需求的有限能力。典型地，发动机支撑件由金属制成。金属支撑件不需要在复合支撑件制造中使用的昂贵的模具或工具。因此，金属仍然是发动机支撑梁的材料选择。从而，发动机支撑梁的重量仍然是设计者的一个问题。

【0005】因此，提供用于形成混合式部件的设备和方法将会是有利的，其中所述混合式部件满足了由传统金属部件提供的至少一定强度以及由复合材料部件提供的至少一定重量上的优势。此外，提供用于形成如下部件的设备和方法将会是有利的，其中所述部件降低了飞机或其他运载工具的总重量而不损害其结构整体性。伴随着更小的结构重量，飞行器与其他交通工具将能够携带更大的有效载荷并实现更大的燃料效率。

发明内容

【0006】本公开的实施例可通过提供用于形成诸如混合式复合金属飞行器起落架和发动机支撑梁的混合式复合金属部件的设备与方法来满足以上需求并获得其它优点。总体而言，本公开的实施例提供用于形成混合式复合金属部件的设备与方法且无需刀具或高压釜加工，同时还可受益于复合材料与金属材料的性能与特性。具体地，混合式复合金属部件可由固化的复合材料连接到一起的金属件形成，其中该固化的复合材料占据这些金属件之间的间隙。

【0007】在一个实施例中，混合式复合金属部件包括细长内金属件(elongate inner metal piece)、绕该内金属件的至少一部分设置的外金属件以及在该内金属件与该外金属件之间设置的复合材料。该内金属件与该外金属件都可具有相对的渐缩与非渐缩端。由从内金属件的渐缩端到非渐缩端的距离所限定的长度可以与由外金属件的渐缩端到非渐缩端的距离所限定的长度大约相同。内金属件与外金属件可由密封件与至少一个紧固件中的至少一个而被连接，其中所述紧固件可以是在内金属件与外金属件之间延伸的螺栓或绕外金属件的一段均匀间隔的多个紧固件。内金属件与外金属件可由钛形成。复合材料可由用树脂浸渍的石墨而形成。内金属件与外金属件的渐缩端可包括双梯形度或双锥度。同时，内金属件与外金属件的渐缩端可以被对准而非渐缩端也同样被对准。