[发明专利]用于制造航空抗扭盒的方法、抗扭盒以及用于制造航空抗扭盒的工具

说明书

一种用于制造用于飞行器(11)的航空抗扭盒(1)的基部结构的方法，其特征在于，该方法包括下列步骤：a.提供未固化的蒙皮(3)、至少一个未固化的纵梁(4)、未固化的前翼梁(5)和未固化的后翼梁(6)；b.将未固化的蒙皮(3)、至少一个未固化的纵梁、未固化的翼梁(5、6)以与基部结构的构型对应的构型定位在固化工具中；c.使结构经历单个固化周期，从而获得固化的基部结构。

技术领域

本发明属于飞行器结构的领域，并且更具体地属于用于制造抗扭盒的方法的领域。

背景技术

飞机已大部分或完全由金属部件构成，该金属部件在机械性能方面提供良好的性能，但其缺陷是它们也提供过多的重量。

随着航空公司之间的竞争的增加，机身制造商搜寻改善特定性能的新方法，从而意味着增加或保持结构特征以及降低针对金属构造的重量。

一种最重要的解决方案是将复合纤维增强聚合物(CFRP)用于主要结构部件，从而实现了重大的重量的减轻和运行成本的节省。具有大量CFRP成分的第一种飞行器是具有超过20％的CFRP成分的空中客车(Airbus)320。

总之，复合材料已被证实能够满足下列要求：

-节约重量。

-具有成本效益。

-满足飞行器条件下的结构需求。

-有益的成本/重量关系。

用于飞行器升力面的主要结构由机翼前缘、抗扭盒、机翼后缘、根连接件和尖端构成。该抗扭盒由多个结构元件构成：一方面是由纵梁加强的上蒙皮和下蒙皮，另一方面是翼梁和翼肋。通常，形成抗扭盒的结构元件被分别制造并借助于复杂的工具连接以实现通过空气动力学、组装要求和结构要求给定的必要公差。目前，特别是在航空工业中，具有有机基质和连续纤维的复合材料、尤其是CFRP(碳纤维增强塑料)被广泛地用于多种结构元件。例如，事先列举的构成抗扭盒的所有元件(翼肋、纵梁、翼梁和蒙皮)可以使用CFRP来制造。通常，构成抗扭盒的不同部件被分别制造，其后使用铆钉或其他类型的连接装置进行组装。

存在与部件的整合有关的几项专利：美国专利No.6,320,118B1(Adhesivelybonded joints in carbon fibre composite structures(碳纤维复合材料结构中的粘合式接合部))、美国专利No.6,306,239B1(Method of fabricating a stringer-stiffenedshell structure using carbon reinforced composites(使用碳增强复合材料制造纵梁加强外壳结构的方法))、美国专利No.4,749,155(Method of making wing box coverpanel(制造翼盒盖板的方法))、美国专利No.5,454,895(Process of manufacturingfibre reinforced structures suitable for aerodynamic applications(制造适于空气动力学应用的纤维增强结构的方法))、美国专利No.5,817,269(Composite fabricatingmethod and tooling to improve part consolidation(复合材料制造方法以及改善部件固结的工具))，这些专利中的所有专利都描述了具有一定程度的整合方法。

描述了较大程度整合的另一专利是EP2153979A1(Integrated multispartorsion box composite material(整合的多翼梁抗扭盒复合材料))，该专利在由蒙皮、纵梁、前翼梁和后翼梁以及翼肋形成的抗扭盒的典型布置方面还提出了一种改变。但是，该专利文献涉及无翼肋的多翼梁抗扭盒的整合。

这些现有技术的解决方案存在以下技术问题：

与使用铆钉的结构有关的技术问题主要是：