[发明专利]飞机组件和翼梁

说明书

技术领域

本发明涉及一种飞机组件，该飞机组件包括：一对盖；在所述盖之间延伸的翼梁腹板；以及容器，该容器从所述翼梁腹板延伸并且收纳系统部件的至少一部分。本发明还涉及一种适合于在这种组件中使用的翼梁。所述系统部件可以包括用于诸如缝翼的高升力装置的轨道。

背景技术

为了在飞行的关键阶段提供具有足够高的升力性能的飞机操作，已将飞机机翼设计成具有沿着前缘可展开且可收回的缝翼。通过将缝翼安装在弯曲的缝翼轨道对上已在历史上实现了可展开且可收回的缝翼，通过齿条-齿轮传动机构从缝翼轨道的相应的收起位置和伸展位置驱动该缝翼轨道。飞机机翼用于存储飞行所需的燃料，因而使可用于燃料的容积最大是重要的。为此前翼梁通常被定位得尽可能向前，在机翼前缘内留下最小的空间以收纳必须存在于那里的各种系统和装置。

存在两个相矛盾的要求：大的燃料容积和收纳可移动装置的大的前缘面积。通过增加筒形轨道罐所形成的解决方案已经使缝翼轨道穿透前翼梁(燃料边界)，该轨道罐被附接至前翼梁的后部，用于当处于收起(收回)位置时使轨道延伸到该轨道罐中。因此关键是注意，为此轨道罐也是燃料边界翼盒结构的一部分。

图1示出了结合这种轨道罐的典型飞机机翼组件。机翼具有承载缝翼9的相对长的缝翼轨道8，该缝翼轨道8在收回的低升力巡航位置、中间的起飞和爬升位置以及完全伸展的高升力着陆位置之间沿着由一组辊子限定的弯曲路径由小齿轮驱动。图1示出了处于其运动的两个极端的缝翼。当缝翼轨道8移动时，它滑进和滑出缝翼轨道罐16，该罐16被附接至前翼梁17的腹板的背面。

轨道罐传统上被制造为焊接的铝组件，这是众所周知的昂贵的手工工艺，需要熟练人员用很长的时间制造。该结合总是导致高水平的废料，因此导致更大的费用。

从安装方面来看轨道罐也存在相当多的问题。在具有用于附接至翼梁的可捕获的螺母的轨道罐的基座处，凸缘与焊接结构成一体。每个轨道罐(在每个机翼上存在十二个以上)必须被装配和密封以保护燃料完整性。这是费时的并且易受泄漏的影响，而导致更大的费用。

对于这些问题更进一步的是，当轨道罐被用在复合翼盒结构内时发生这些问题。当与金属比较时复合材料的机械特性之间的固有差别导致对于特定的外翼型“平坦的”翼梁腹板面积减小，轨道罐能够安装至该特定的外翼型。为了解决该问题，进一步的是朝向较浅的翼盒，即，较浅的翼梁腹板偏移。组合这两个问题导致轨道罐和其他翼盒部件之间的冲突。

对于其它系统部件也存在相似的问题，所述其它系统部件通常被收纳在飞机机翼的前缘或后缘：例如用于电除冰系统的变压器，或者用于驱动缝翼展开机构的致动器单元。如同缝翼轨道一样，也希望将这种部件收纳在翼梁腹板的“燃料”侧以便使前缘或后缘内的空间空出来。

尽管上面的讨论已经集中在飞机机翼上，但是对于诸如垂直尾翼和水平尾翼的其它空气动力学部件也存在相似的问题。

1992年出版、ISBN为962-7128-06-6且Michael C.Y.Niu的“Composite Airframe Structures-Practical Design Information and Data(复合机身结构-实际设计信息和数据)”中的234页描述了所谓的“Sine-Wave Spar(正弦波翼梁)”。翼梁腹板形成有正弦曲线皱褶，该皱褶以相对浅的角度从翼梁腹板延伸。

发明内容

本发明的第一方面提供一种飞机组件，该飞机组件包括：一对盖；沿厚度方向在所述盖之间延伸的翼梁腹板，该翼梁腹板的长度沿翼展方向延伸；以及容器，该容器从所述翼梁腹板延伸并且收纳系统部件的至少一部分，其中，所述容器包括：第一侧壁和第二侧壁，该第一侧壁和第二侧壁沿所述厚度方向横跨所述翼梁腹板彼此间隔开；以及内侧壁和外侧壁，该内侧壁和外侧壁沿所述翼展方向沿着所述翼梁腹板彼此间隔开，并且所述翼梁腹板和所述容器的至少一部分一体形成为单一件。

本发明的另一方面提供一种制造飞机翼梁组件的方法，该方法包括：铺设复合材料叠层；通过热和压力的组合来模制所述叠层以形成具有翼梁腹板和容器的至少一部分的翼梁；以其模制的形状固化所述翼梁；以及将系统部件中的至少一部分收纳在所述容器中。

将所述翼梁腹板和所述容器的至少一部分一体形成为单一件使所述翼梁腹板能够相对浅，因为不再必需提供围绕所述容器的所述翼梁腹板的相对平坦的部分以在所述容器的基部处容纳凸缘。