[发明专利]机身片段和用于制造机身片段的方法

说明书

本发明涉及一种如权利要求1前序部分所述的飞机机身的机身片段以及一种用于制造这样的机身片段的方法。

申请人在DE 10 2007 003 275A1中公开了一种已知的机身片段。这种机身片段以具有两层碳纤维增强塑料(CFRP)蒙皮的壳体元件的形式完成，蒙皮间设有蜂窝结构或泡沫结构的内芯。壳体元件与多个类似的壳体元件一起构成飞机机身，其中该飞机机身由用于稳定用途的多个桁条和框架加强。用于系统的安装设备例如电缆和空调风道的所有管路被分别安装在桁条和机框中的对应支架上。

在该解决方案中，不利的是设备系统和座舱元件被分别安装在主体结构中。管路的安装需要大量的支架，这就增加了机身组装的成本。而且，支架对飞机的重量也有不利影响。

本发明的目标是研发一种飞机机身的机身片段，其消除了上述缺点并且允许简化组装，以及研发一种用于制造这样的机身片段的方法。

该目标通过具有权利要求1的特征的机身片段以及如权利要求10所述的方法实现。

本发明机身片段的特征在于内芯由外蒙皮和座舱侧的内蒙皮覆盖。根据本发明，用于系统的安装设备的管道被集成到内芯中。

本发明的解决方案提供的优点是不再需要将支架用于安装管路例如空调风道。飞机机身的组装因此变得不那么复杂。另外，与已知飞机具有支架的解决方案相比，支架的消除降低了飞机的重量。例如，通过相应地将管路相对于彼此定位可避免载流电缆之间的电磁相互作用。支架的消除还使得可以降低组装和制造成本。本发明的机身片段可以进一步以这样的方式完成：桁条和框架或飞机机身的其他纵向和周向加强件能够得以消除，其中这对飞机的组装和重量也有正面影响。关于其结构，机身片段可以根据出现的负荷进行优化。

在一个示范性实施例中，机身片段由几个部分构成。在此情况下，内芯的制造独立于外蒙皮和内蒙皮。内芯具有例如蜂窝结构。

在另一个示范性实施例中，机身片段并不具有夹层结构而是具有整体式泡沫结构，其中内蒙皮、外蒙皮和内芯被形成为一个整体。这就意味着内蒙皮和外蒙皮不是被结合至内芯或以其他方式连接至内芯，而是在内芯的制造步骤期间形成。换句话说，内蒙皮和外蒙皮是由局部经受不同类型处理的相同泡沫材料构成。在该示范性实施例中，有利的是用碳纤维加强泡沫材料以使碳纤维增强有效地通过内芯从外蒙皮延伸至内蒙皮。

内芯的材料以及外蒙皮和内蒙皮的材料可以具有不同的硬度。如果内芯材料的硬度沿外蒙皮的方向从座舱侧的区域增大，那将是特别有利的。用这种方式，由于减小了座舱侧区域内的材料硬度，因此可以提高机身片段的稳定性并且能够改善隔热。

内芯可以由多层泡沫材料构成以使得能够实现有目的的隔热。因为几乎不会出现不稳定的温度梯度，所以利用泡沫材料的可感知结构能够显著减少机身片段内的冷凝作用。

在一种变形中，管路由管状元件构成。

为了额外降低飞机的重量，在另一种变形中，管路以其壁部由内芯材料构成的方式被集成到内芯中。

内蒙皮可以构成座舱的侧壁。侧壁以主体结构的组成部件的形式实现减少了座舱组成部件的数量，以使组装变得更为不复杂。

根据本发明方法的一个示范性实施例，在制造内芯期间于内芯中形成管路。

根据另一个示范性实施例，在制成内芯之后再于内芯中形成管路。在此情况下，管路在制造内芯期间被分别以合适的填料代替或替换。在制成内芯之后再从内芯中取出填料，以使内芯材料自身构成管路的壁。填料可以例如由蜡基管状体构成，其在制成内芯之后的适当处理期间液化并流出内芯以使得以相应地成形的中空空间的形式的管路在内芯中形成。

根据本发明的另一种方法，在从模具中取出机身片段之后，内蒙皮、外蒙皮和内芯就已经具有带所需的材料性质和材料结构的最终结构。

但是，也可以在从模具中取出机身片段之后进行的步骤中使泡沫材料并且具体地使内蒙皮和外蒙皮具有所需的材料性质例如符合要求的硬度。可行的是，例如在紫外光下进行处理。

塑料基材料以及金属基材料可以被认为是合适的泡沫材料。类似地，内蒙皮和外蒙皮的材料并不局限于碳纤维增强塑料材料，而是也可以由其他的纤维增强复合材料例如玻璃纤维增强材料(GFR材料)、塑料-金属合金或纯金属合金构成。进一步可行的是，内蒙皮和外蒙皮由不同的材料构成。

管路并不仅仅局限于上述示例，而是也可以被用于飞机内安装的所有系统。其他的示例有用于空中补给系统电源的电缆、用于飞行控制的信号线和水管等。

用于门或窗的开口可以在制造机身隔间期间建立或者也可以随后在机身隔间内形成。