[发明专利]包括蒙皮和加强筋的结构的制造方法

说明书

技术领域

本发明涉及包括蒙皮和加强筋的结构、特别是复合材料制航空器机身的制造方法，并涉及相关装置。

背景技术

通常地，在实施复合材料制航空器机身时，航空器机身由具有呈T、L、Z形截面或呈Ω形截面的纵向加强筋（称为纵桁）的板构成。

为加固结构，将机身框架垂直于加强筋附接，并借助通常称为角钢（英文术语为“clips（夹片）”）的构件将机身框架固定于板。实际上，在大多数情况下，框架与蒙皮没有直接接触。

另外使用一些称为稳定器（英文术语为“cleats（夹板）”）的构件以将框架与加强筋连接，特别是用以防止框架在其受到机械应力时通过翘起发生弯曲。

框架、角钢和稳定器在已由蒙皮和加强筋构成的板上的组装，由于其需要的调节和其长耗时，是一项昂贵的作业。

用相互间呈60°取向的加强筋的网加固的蒙皮所构成的飞机结构是以“Isogrid（等栅格）”结构的名称已知的，其中加强筋为薄片形式和集成于板。但是，该结构一般只应用于各向同性材料，而不用于复合材料。本发明提出克服上述缺点中的至少一个。

发明内容

因此，本发明涉及包括蒙皮和固定在蒙皮上的加强筋的结构的制造方法，该制造方法包括以下步骤：

－将一些模制元件定位在一模芯上，以便在这些模制元件之间形成凹槽，所述凹槽按至少两个网布置，一网的一凹槽与另一网的至少一凹槽在一称为结点的位点处遇合；

－使加强筋预型件定位在所述凹槽中，使得至少两条加强筋在所述结点处遇合；

－注入树脂，以将所述加强筋装配在一起。

有利地，所述凹槽重现对于加强筋所需的布置，例如沿周向和相互间平行的加强筋的这种网状设置允许摆脱框架、角钢和稳定器的使用，因为它允许获得等同强度的结构。

因此，如上定义的方法允许得到只以单体构件形成的坚固结构，这允许在制造时节省时间，和相对于传统结构降低相关成本。

借助本发明的目标方法，不再需要实现昂贵、枯燥的固定和调整角钢及稳定器的作业。

实际上，在该方法时需要的仅有作业是使加强筋就位的作业和使加强筋相互间连接的树脂的注入的作业，模芯上凹槽的存在极大地方便了这些作业。

根据本发明的一可能特征，至少一网的凹槽的纵向延伸所界定的表面不正交于模芯的轴线。

换句话说，网相对模芯的周沿、换句话说对于该特殊应用相对机身的周沿（在传统的框架结构中使用），以倾斜的方式布置。某些加强筋可以是周向的（即与机身轴线垂直），而其它加强筋与机身轴线平行。

一可能构型包括两个加强筋网，加强筋所界定的表面都不正交于机身轴线。例如，属于不同网的两条加强筋所形成的角度等于45°。但是也可考虑其它角度。

另一可能构型包括两个加强筋网，第一网的加强筋所界定的表面正交于机身轴线（以周向方式，以与通常框架网的方式类同的方式），并且第二网的加强筋所界定的表面不垂直于机身轴线。两个不同网的两条加强筋之间的角度例如等于30°，但也可以是不同的。还可考虑数量更多的网。

特别是，为得到更坚固的结构，加强筋可以按照至少三个网布置，每个结点是至少三个不同网的至少三条加强筋之间的交点。

因此，一可能构型包括三个网，其中一网的加强筋所界定的表面正交于机身轴线（以与通常框架网的方式类同的方式，即以周向方式），另外两个网相对该网以倾斜的方式布置。

优选地，加强筋网的布置是短程线（géodésique）型的。

短程线型结构为加强筋网提供容易实现的、和从机械力分布的观点看为最佳的几何布置。

注入树脂前，如蒙皮或加强筋的组成件优选地是呈织物预型件的形式。

这涉及由干纤维构成的结构、和利用单向多轴向织物或纺织物制造的结构、或直接制造例如通过编织制造的结构。

为使这些织物预型件具有黏附性，优选地或通过少量环氧粉（例如质量百分比的2%-5%）、或通过缝合、或通过施加热塑罩（voile），使干纤维相互间连接。

特别是，加强筋由覆层和增强件构成。

因此，所述制造方法可以另外一方面包括使加强筋覆层预型件定位在所述凹槽中的步骤，和另一方面包括使加强筋的增强件定位在所述加强筋覆层上的步骤。

在加强筋定位步骤中，即在注入树脂步骤之前，这两个步骤优选一个在另一个之后进行。

增强件主要用于承受拉伸-压缩力，甚至弯曲力。覆层的作用尤其是保证与蒙皮的连接，并为加强筋的增强件提供保护。

根据本发明的一可能特征，制造方法另外包括罩覆蒙皮预型件的步骤。