航空器機身元件的製作方法

2023-10-06 06:10:24

專利名稱：航空器機身元件的製作方法
技術領域：
本發明屬於航空領域，特別是航空器機身領域。更確切的是，本發明涉及複合材料 制的成一體的航空器機身元件。
背景技術：
機身構成航空器的本體，機翼、起落架和穩定構件尤其安裝在該本體上。機身一般是由安裝並固定在金屬骨架上的金屬板形成的空心體。這些金屬板一旦 被鉚接在一起就形成航空器的外蒙皮。然而，已經知道，製造缺陷妨礙獲得光滑和密封的機身外表面，這導致飛機飛行時 出現空氣動力阻力。這些缺陷尤其產生於組裝這些板以形成飛機外蒙皮的組裝公差。作為 單純示例，特別地舉出相鄰板之間不平整的存在。另外，由於機身完全是金屬的，因此具有機身沉重的缺點。由此導致過度消耗煤 油，這不僅與經營此類航空器的公司的經濟利益相悖，而且也與環境要求相悖。因此航空製造商通過用複合材料零件代替某些金屬部分來力求減輕航空器重量。示意性地，在飛機的腹部整流罩的製造中使用這些複合材料。但是，在航空器的製造中，尤其是它的結構零件的製造中依靠複合材料仍是非常 有限的。另外，這些材料的使用專用於製造簡單零件。因此，在一個外蒙皮區段的情況下， 然後需要使成組零件或一些單獨零件安裝就位並固定，以形成內骨架又或例如形成舷窗 框。製造所有這些元件、然後組裝這些元件是費時和昂貴的。最後，該組裝使航空器整體結構削弱，並可能是與人為錯誤有關的事故之源。

發明內容
因此，本發明的目的是提出其設計和作業方式都簡單的航空器機身元件，該機身 元件是呈單一整體件的，並且直接集成有框架和必要時還有橫梁、舷窗框、又或起落架艙部 分。為此，本發明涉及航空器機身元件。根據本發明，-該機身元件是單一整體件，機身元件包括界定內部空間的封閉壁，該壁的外表面 形成機身外蒙皮；-該壁具有這樣的剖面所述剖面包括在內部空間側的平坦的中間部分、在第一 端部的陽式連接元件和在其另一端部的陰式連接元件，這些連接元件呈突起地布置，這些 連接元件中的每一個均用於與該機身元件並排布置的另一機身元件的對應連接元件配合， 以便使這些機身元件彼此縱向地相聯接；-所述連接元件的其中一個包括形成機身框架的臺階。
這樣得到的機身元件呈單一整體件形式的並通過模製得到，所述機身元件的外表 面完全是光滑的，因此不產生任何氣動阻力。有利地，單一的凹模足以製造所有具有截面恆 定的機身元件。機身元件不一定是柱形的，可具有任何其它形狀如橢圓形或卵形。另外，克服了與組裝有關的問題，因為機身元件在製造它時被功能化，並且直接集 成有框架和更普遍地在每個內框架中、即在兩個相繼框架之間的空間中定期出現的骨架橫 向元件。「單一整體」意指機身元件是單體零件，因此機身元件不是由多個最初分開的零件 組裝而產生的。「縱向地相聯接」意指將機身元件並排布置，以便通過因而相對布置的陽式和陰式 連接元件的配合使這些機身元件相嵌合，並且將這些機身元件組裝在一起以形成一航空器 機身區段。「對應連接元件」是指當第一機身元件的連接元件是陽式連接元件、或相反地是陰 式連接元件時，與該第一機身元件並排布置以便進行組裝的第二機身元件的連接元件是陰 式連接元件、或相反地是陽式連接元件。在該航空器機身元件的不同特殊實施方式中，每個均具有它的特殊優點並且能夠 有許多可能的技術組合-所述機身元件由複合材料製成，陽式和陰式連接元件在整圈封閉壁上是連續的 或非連續的，連接元件可以是連續的，即它們在封閉壁的內部空間側的整個周沿上相對壁 的中間部分呈突起地布置。可選地，它們也可以是斷續的，因此形成一些加厚島狀部。-陰式連接元件包括壁的相對壁中間部分的凹部，陽式連接元件是用於至少部分 地被接納在該凹部中的加厚部分；「壁的相對壁中間部分的凹部」是指在此處的所述壁的外表面相對於在壁中間部 分中的壁外表面朝內部空間方向錯移。作為單純的示例，該凹部可以與中間部分連接，從而 形成明顯的臺階，即凹部通過與經過中間部分的平面垂直或基本垂直的一壁部連接於該中 間部分。-該凹部通過用於補償該凹部與中間部分之間的高度差的起伏體 (denivellation)與中間部分連接，例如可以通過設置死褶紋、樹脂或低密度材料得到該起伏體。-機身元件包括至少位於壁的中間部分上的桁條部分。這些桁條部分規則或不規則地分布於封閉壁的內部空間側的整個一圈上。本發明還涉及航空器機身。根據本發明，機身包括如前描述的機身元件，這些機身 元件互相縱向地連在一起。這些機身元件的縱軸線在組裝公差內接近重合，並形成機身的縱軸線。通過粘合、鉚接又或共焙燒實現這些機身元件的組裝。最後，本發明涉及配有至少一個如上所述的機身元件的航空器。


下面將參照附圖更詳細描述本發明，附圖中
-圖1是符合本發明第一實施方式的機身元件的透視圖；-圖2是圖1機身元件的沿該機身元件縱軸線的剖面圖；-圖3示意表示一組相互間縱向組裝以形成具有恆定截面的一航空器機身區段的 圖1機身元件；-圖4是圖3的機身區段的剖面圖；-圖5是符合本發明第二實施方式的機身元件的放大透視圖；-圖6是利用符合本發明第三實施方式的機身元件實現的機頭的分解透視圖。
具體實施例方式圖1和2表示符合本發明一特殊實施方式的機身元件。該呈單一一整體形式的柱 形機身元件由複合材料製成。機身元件的截面是恆定的並且直徑為D，有利的是，每個機身元件藉助於將幹纖維 預型件放置在其內的唯一的模具來製造。然後注入樹脂，並通過焙燒使整體聚合，使得這些 預型件產生與模具內部形狀吻合的壓層。每個機身元件包括形成內部空間的封閉壁1。因此，該封閉壁1限定呈360°的外 表面2，該外表面利用模具的表面狀態因此可以是光滑的。該外表面2用於形成航空器機身 的外蒙皮。壁1沿機身元件的或稱主軸線的縱軸線3的剖面圖在圖2中表示出，該主軸線3 穿過其中心4。該剖面在面對內部空間的一側上具有平坦的中間部分5、在它的其中一端的 陰式連接元件6以及在它的另一端的陽式連接元件7。這些連接元件6、7相對平坦的中間 部分5突起地布置。該機身元件的每個連接元件6、7用於和與該機身元件並排布置的另一機身元件 的對應連接元件配合，以使這些機身元件彼此縱向地相聯接。因此，兩個機身元件並排放置 以便將它們組裝，陰式連接元件6與陽式連接元件7配合，以保證這些機身元件相嵌合。因此在內部空間側實現兩個機身元件的嵌合組裝。這樣可以有利地根據與航空器 機身所處區域有關的應力優化每個機身元件。這裡，陰式連接元件6包括用於接納陽式連接元件7的凹部8、和形成機身框架的 臺階9。壁相對它的平坦的中間部分5的凹部8位於該中間部分5與形成框架的臺階9之 間。因此，形成框架的臺階9也相對平坦的中間部分5錯開。凹部8構成高度明顯低於形成框架的臺階9的高度的第二臺階。用於實現這些機 身元件的模具是唯一的，第二臺階8的高度恆定。因此，如圖2所示，陽式連接元件7是高 度恆定的加厚部分，以使該加厚部分覆蓋這樣組裝起來的所有機身元件的表皮厚度，至於 這些表皮厚度，它們可以從一個機身元件到另一機身元件變化。該加厚部分可以保證相嵌 配合精度。連接元件6、7在封閉壁1的整個一圈上是連續的。圖3和4表示相互間組裝起來以形成一個機身區段的一組機身元件。這些機身元 件通過膠粘、鉚接或共焙燒聯接。另外設置有密封墊圈10，用以保證這樣組裝在一起的相繼 兩個機身元件的連接元件6、7的每個接合的密封性。凹部8的上部分是直的和水平的，並且位於形成機身框架的臺階9與平坦的中間部分5之間，它與橫梁(未示出)相連在一起。因此地板橫梁構成機身元件的整體部分，並 直接接合在形成框架的或稱臺階的垂邊9上。圖5是符合本發明第二實施方式的機身元件的放大透視圖。與圖1-4的機身元件 帶有相同參考數字的圖5機身元件表示相同物件。因此對它們將不再重新描述。該機身元 件的不同之處在於它包括一些桁條部分11。這些桁條部分11延伸在中間部分5和凹部8上。因此將組裝作業限定為周圈接合，這樣成本較低。但是壁應把所有力傳遞到兩個 機身元件之間的接合處。圖6是利用符合本發明第三實施方式的一些機身元件實現的機頭的分解透視圖。 這些機身元件中的某些機身元件每個均集成有互補的帶有其軸承加固件的起落架艙部分， 使得在這些機身元件組裝後，機頭直接包括起落架艙。
權利要求
1.航空器機身元件，其特徵在於，-所述機身元件是單一整體件，所述機身元件包括限定內部空間的封閉壁(1)，所述封 閉壁的外表面( 形成機身外蒙皮；-所述封閉壁具有這樣的剖面所述剖面在所述內部空間側包括平坦的中間部分(5)、 在第一端部的陽式連接元件(7)和在其另一端部的陰式連接元件(6)，所述陰式和陽式連 接元件(6、7)呈突起地布置，每個所述連接元件用於與和該機身元件並排布置的另一機身 元件的對應連接元件配合，以使這些機身元件彼此縱向地相聯接；-所述陰式和陽式連接元件(6、7)的其中一個包括形成機身框架的臺階(9)。
2.如權利要求1所述的機身元件，其特徵在於，所述機身元件由複合材料製成，所述的 陽式連接元件(7)和陰式連接元件(6)在所述封閉壁(1)的整圈上是連續的或非連續的。
3.如權利要求1或2所述的機身元件，其特徵在於，所述陰式連接元件(6)包括所述封 閉壁的相對其中間部分(5)的凹部(8)，所述陽式連接元件(7)是用於至少部分地被接納在 所述凹部中的加厚部分。
4.如權利要求3所述的機身元件，其特徵在於，所述凹部(8)形成在所述內部空間中的 高度比所述形成機身框架的臺階(9)低的第二臺階。
5.如權利要求3或4所述的機身元件，其特徵在於，所述凹部(8)通過用於補償所述凹 部(8)與所述中間部分( 之間高差的起伏體與所述中間部分( 連接。
6.如權利要求3至5中任一項所述的機身元件，其特徵在於，所述凹部(8)的上部分是 直的和水平的，並且位於所述形成機身框架的臺階(9)與所述中間部分(5)之間，它與橫梁 連在一起。
7.如權利要求1至6中任一項所述的機身元件，其特徵在於，所述機身元件另外包括在 以下組中選擇的物件，所述組包括舷窗框、起落架艙部分、帶有其軸承加固件的起落架艙 部分與帶有其軸承加固件和所述軸承的起落架艙部分，所述物件在所述內部空間側突起地布置。
8.如權利要求1至7中任一項所述的機身元件，其特徵在於，所述機身元件包括至少位 於所述封閉壁的中間部分(5)上的衍條部分(11)。
9.航空器機身，其特徵在於，所述航空器機身包括一些彼此縱向聯接的如權利要求1 至8中任一項所述的機身元件。
10.航空器，其配有至少一如權利要求1至8中任一項所述的機身元件。
全文摘要
本發明涉及航空器機身元件。根據本發明，機身元件是單一整體件，它包括限定內部空間的封閉壁(1)，壁的外表面(2)形成機身外蒙皮；壁具有這樣的剖面所述剖面在內部空間側包括平坦的中間部分(5)、在第一端部的陽式連接元件(7)和在其另一端部的陰式連接元件(6)，所述連接元件呈突起地布置，每個連接元件用於與和該機身元件並排布置的另一機身元件的對應連接元件配合，以使這些機身元件彼此縱向地相聯接；所述連接元件的其中一個包括形成機身框架的臺階(9)。
文檔編號B29C70/48GK102076558SQ200980123834
公開日2011年5月25日 申請日期2009年6月19日 優先權日2008年6月26日
發明者B·馬耶 申請人:空中巴士運營簡易股份公司