[发明专利]用于飞行器的机身和机翼的复合材料的箱形整体结构及用于制造该结构的方法

权利要求书

1.一种用于使用纤维增强的聚合物基体预浸料来制造用于飞行器(4)的机身(3a)和机翼(3b)的箱形整体结构(1)的方法，所述结构(1)包括：

-上壁(5)；

-下壁(6)，所述下壁(6)面向所述上壁(5)并且与所述上壁(5)间隔开非零的量；和

-在所述上壁(5)和所述下壁(6)之间横向延伸的至少一个互连元件(7)，所述至少一个互连元件(7)连接到所述上壁(5)和所述下壁(6)并通过所述上壁(5)和所述下壁(6)自身界定相应的细长腔(8)；

所述方法包括以下步骤：

a)提供至少两个细长的支撑工具(15)，每个所述支撑工具(15)的横截面具有与待在所述结构(1)中形成的腔(8)的轮廓互补的外部多边形轮廓；

b)在每个支撑工具(15)的三个邻接壁(16)上在外部布置由所述预浸料制成的细长异型杆(11)，所述异型杆(11)具有C形横截面并且包括背部(12)和从所述背部(12)横向突出并布置在所述背部(12)自身的同一侧的两个端部附件(13)；

c)沿着相应的背部(12)连接所述异型杆(11)，并排放置所述支撑工具(15)，使得所述异型杆(11)自身具有相对的凹部；

d)在成型模具(21)的下板(22)上层压一层或多层所述预浸料，以形成用于构成所述结构(1)的所述下壁(6)的下蒙皮(6a)；

e)将在步骤c)中由所述支撑工具(15)和由所述异型杆(11)形成的组件插入到由所述成型模具(21)的所述下板(6)承载的所述下蒙皮(6a)上，并且插入在界定所述成型模具(21)自身的侧板(24)之间；所述异型杆(11)布置有与所述下蒙皮(6a)共面接触的相应端部附件(13)；

f)在所述成型模具(21)的上板(23)上层压一层或多层所述预浸料，以形成用于构成所述结构(1)的所述上壁(5)的上蒙皮(5a)；

g)将所述上板(23)安装在所述成型模具(21)的所述侧板(24)上的面向所述下板(22)的位置，使得所述上蒙皮(5a)放置成与所述异型杆(11)的接触于所述下蒙皮(6a)的所述端部附件(13)相对的所述端部附件(13)接触；

h)将由此制备的并填充有所述上蒙皮(5a)、所述下蒙皮(6a)以及所述异型杆(11)的所述成型模具(21)送至高压釜，以在预定的固化温度和压力下进行固化操作；

其特征在于：

-所述支撑工具(15)是内部中空的，并且具有基于增强材料和聚合物的组合物，该组合物适合于响应于加热和相应的冷却而从刚性状态转变为柔弹性状态，并且反之亦然；

-所述支撑工具(15)配置成在低于固化温度且高于50℃的温度下设定所述柔弹性状态；

-步骤b)是通过将所述预浸料以刚性状态直接层压到所述支撑工具(15)的所述壁(16)的外表面上来进行的；并且

-在步骤h)期间，在所述成型模具(21)内部和所述支撑工具(15)内部均施加固化压力，所述支撑工具(15)的壁(16)通过从刚性状态转变为柔弹性状态而制成柔性的，并且因此，由所述固化压力自身推动以粘附到所述异型杆(11)以及粘附到所述下蒙皮(6a)和所述上蒙皮(5a)。

2.根据权利要求1所述的方法，在步骤h)之前，还包括以下步骤：

i)将至少一个管状袋(30)插入每个支撑工具(15)中，所述至少一个管状袋(30)从所述支撑工具(15)自身的相对的前端部分和后端部分(15a)突出；

l)在所述成型模具(21)的相对的前端(27)和后端(28)的每一个处，密封相应的外部管状袋(32)的第一轴向端(31)，所述外部管状袋(32)适于在使用时围绕从所述成型模具(21)自身突出的所述支撑工具(15)的前端部分或后端部分(15a)而定位；和

m)将从相应的所述支撑工具(15)突出的所述管状袋(30)的邻接端彼此密封，并密封到与所述第一轴向端(31)相对的相关的所述管状外部袋(32)的相应的第二轴向端(33)；

所述固化压力被施加在所述管状袋(30)的内部。

3.根据权利要求1所述的方法，其中，在步骤b)之前仅进行以下步骤n)：至少在刚性状态的所述支撑工具(15)的所述壁(16)的部分上施加第一树脂基粘合剂，以接纳所述预浸料。