专利名称：允许机身和机翼之间发生自由偏转的梯形面板销接头的制作方法
技术领域：
本发明涉及飞行器机身内的销接头。更具体地说，本发明涉及允许飞行 器机身和机翼之间发生自由偏转的梯形面板销接头。
背景技术：
在飞行器中，机翼和机身之间源于机翼弯曲的大尺度偏转可能导致机身 和机身机翼连接结构的设计和耐用性问题。已知飞行器的机翼到机身连接结
构通过用水平挠性T形构件分开机翼翼盒与机身来解决不同的偏转。已知飞 行器的梯形面板是翼肋在机翼/机身接头处的延伸部。已知梯形面板设计通过 垂直分隔梯形面板和固定压力甲板(deck)解决了机翼和机身/固定压力曱板 之间的不同偏转，允许机身蒙皮面板和框架偏转相对较大的垂直距离。因此， 机翼偏转可以被机身框架和梯形面板上的蒙皮面板的弯曲所吸收。已知金属 机身设计可以采用刚性机身面板和物理分隔件，所以偏转可能发生在机翼主 后翼梁处。但是，这种已知设计可能垂直距离较小以导致较大的机翼偏转， 并且这样可能向机翼和机身感生应力。这样可能要求耐用性部件上具有更多 结构，并且可能增大飞行器重量。此外，已知设计可能仅释放一个旋转自由 度。
因此，在飞行器机身上需要改进的销接头设计。
发明内容
已知的销接头设计尚未提供本发明的多种优势。与已知设计不同，本发 明的设计提供以下优势梯形面板接头设计显著降低了重量并显著降低了服 役中的耐用性风险，梯形面板销接头设计使用能增加自由度的垂直取向的销 和垂直与水平挠性T形构件，允许机翼后翼梁上表面发生自由旋转，从而緩 解了感生应力，因此，本发明的设计释放了两个旋转自由度，梯形面板销接 头设计允许局部区域发生大尺度偏转，然后在距离该挠性接头 一小段距离处 使用挠性连接，梯形面板销接头和挠性T形构件降低了来自机翼弯曲的感生
4载荷并允许翼上接头随着机翼偏转和机身受压而弯曲，梯形面板销接头设计 允许梯形面板处理机翼偏转而不会向该接头感生较大载荷，梯形面板销接头 设计允许固定压力曱板和地板梁位于复合或金属飞行器机翼上表面的附近 而不会向飞行器机身感生较大偏转或点载荷，因此通过将固定压力曱板和机 翼上表面设置地彼此靠近，能有效利用空间，而且梯形面板销接头设计允许 在飞行器的复合结构中节省重量和空间。
本发明提供了一种梯形面板销接头，以允许飞行器在机身部分和机翼部
分之间发生偏转，其中所述销接头包括垂直销部分；凸耳部分；和U形部分， 至少一个垂直挠性T形构件位于该销接头以下，且该销接头耦接到至少两个 水平挠性T形构件，以使所述销接头和垂直与水平挠性T形构件相结合，以 释放两个旋转自由度。优选所述垂直挠性T形构件具有位于所述构件内的垂 直挠性迂回部(rebate),并且所述水平挠性T形构件具有位于所述构件内的 水平挠性迂回部。所述销接头允许机身部分的梯形面板处理机翼部分的偏转 而不会向该接头感生较大载荷。在本发明的另一方面，本发明提供一种挠性 机身点，能在不产生较大应变的情况下让飞行器偏转，该机身点包括面板销 接头和挠性T形构件，它们相结合地释放两个自由度。
本发明的前述和其他优势以及实现本发明的方式将在结合附图考虑本 发明的详细说明的基础上变得更为明白，所述附图示出了优选和示例的实施 方式，但是它们并非按照比例绘制，其中
图1是示出本发明的梯形面板接头与飞行器的机翼和机身啮合的透视
图2是示出梯形面板接头弯曲区域和梯形面板处的压力曱板的透视图； 图3是示出梯形面板销接头和凸耳与U形部分旋转的透视图； 图4是本发明梯形面板销接头的放大视图；和 图5是机身截面的示意图，示出了弯曲点。
具体实施例方式
以下将参照附图更为全面地解释本发明，其中示出了本发明的一些但不 是全部实施方式。实际上，本发明可以以若干不同方式实施，并且不应当理解为限制于文中所述的实施方式。相反，提供这些实施方式是为了让本公开 透彻和完整，并且向本领域技术人员全面表达本发明的范围。类似的附图标 记始终指代类似的元件。
现在参照附图，特别是图1，示出了本发明中与飞行器的机翼部分12
:和机身或主体部分14啮合的梯形面板销接头10的透视图。优选，本发明用 于大型商用飞行器。但是，本发明还可以用在非商业飞行器上。销接头10 优选包括垂直销部分16、凸耳部分18和U形部分20。垂直销部分16的长 度取决于飞机的载荷。垂直销部分16相对于凸耳18和U形20垂直取向。 销接头10设置或位于机翼后翼梁22的机翼上表面24(参见图2)上。优选，
' 销接头由高强度耐腐蚀钢制成。但是，销接头还可以由其他适当的高强度耐 腐蚀合金制成。取向在销接头10以下的是至少一个垂直挠性T形构件26。 优选，采用两个垂直挠性T形构件26。但是，本发明也可以使用更多的垂 直挠性T形构件。优选，垂直挠性T形构件由钛制成。但是，挠性T形构 件也可以由钢或其他适当的硬质金属制成。垂直挠性迂回部(rebate) 28位 于每个垂直挠性T形构件中。销接头10和垂直挠性T形构件26将梯形面板 30连接到机翼后翼梁22,允许机翼/主体的连接具有挠性。位于机身14每一 侧的主体肋32的机翼侧的梯形面板30在机翼后翼梁22处与凸耳部分18和 U形部分20连接，凸耳部分18加倍，作为该接头机翼侧上的机翼机身水平 挠性T形件，U形部分也加倍，作为该接头梯形面板侧上的机翼机身水平挠
' 性梯形件。凸耳部分18和U形部分20与垂直销部分16连接，而该垂直销 部分16相对于凸耳部分和U形部分取向垂直。垂直挠性T形构件26在梯 形面板顶端34和梯形面板30底端36连接到梯形面板30和机翼后翼梁22。 垂直挠性T形构件26 "&计成吸收梯形面板30顶端34和底端36处的偏转。 梯形面板30底端36的偏转在外侧大约为二分之一 (1/2)英寸。梯形面板 30顶端34的偏转在内侧大约为二分之一 (1/2)英寸。顶端34和底端36的 偏转相结合并且向后在36英寸处连接到固定的压力曱板46和机身框架，所 以需要垂直挠性T形构件26。垂直销16中心线取向与垂直挠性T形构件26 内的垂直挠性迂回部28 —致，以便限定梯形面板30相对于机翼后翼梁22 旋转线。梯形面板30包括上弦部分38。销接头IO进一步耦接到至少两个水
'平挠性T形构件40。但是，本发明也可以采用更多的水平挠性T形构件。 水平挠性T形构件优选位于销接头每一侧，彼此相对。优选，水平挠性T形
6成。水平挠性迂回部42位于每个水平挠性T形构件内。水平挠性T形构件 用作机身与机翼之间的接头处的铰链。允许机翼和机身的结构旋转，吸收机 翼上表面24的偏转，大大减少了偏转所感生的应力，同时为巨大的机翼/主 体负载提供了向前/先后的载荷路径。在凸耳部分和U形部分处，机翼机构 因机翼弯曲而向内侧移动大约二分之一 (1/2)英寸，但是36英寸以后的机 身框架和压力曱板46不会这样。梯形面板销接头允许梯形面板的设计能处 理机翼偏转，而不会向接头感生大负载。图2是示出舱门面板处的接头弯曲 区域和压力曱板的透视图。图3是示出销接头和凸耳部分和U形部分旋转的 透视图。图4是销接头的放大视图。在本发明的另一个方面，本发明提供了 一种灵活的机身点，能让飞行器偏转而不会产生大的应变，该点包括面板销 接头10和挠性T形构件26、 40,它们相结合地释放两个旋转自由度。
图5是机身截面示意图，示出了该弯曲点。图5示出了未受压机身48 的形状，初始(未加载)位置50，机翼弯曲情况下的偏转形状(未受压)52， 在没有横向地板梁作为张力联结时凸出的机身形状54，翼盒(wingbox)角 部向内移动导致凸耳部分和U行部分旋转56,挠性T形构件被机翼弯曲和 机舱压力弯曲58,机翼/机身接头因机身压力和机翼弯曲而额外旋转60，并 且框架在紧邻乘客地板的上面出现曲率62。
本发明允许局部区域高度偏转并且分别在距离该挠性接头一小段距离 的地方使用垂直和水平挠性T.形构件24、 40。优选，该距离至少为2英寸 或更大。这样消除了在飞行器的固定压力曱板46和地板梁44和后翼梁的机 翼上表面之间进行分隔，并且不再需要大型配件和厚面板来迫使机身跟随机 翼的偏转。梯形面板和固定压力曱板在同一水平面上对准。本发明允许机翼 后翼梁在复合或金属飞行器上靠近固定压力曱板和地板梁，而不会向飞行器 机身感生出大偏转或点载荷。在本发明的设计中，梯形面板和压力曱板的顶 部实际上重合，要求梯形面板本身吸收偏转并导致偏转感生应力较大。本发 明的销接头设计，通过使用能增加自由度或旋转的垂直取向的销和垂直的挠 性T形构件，允许机翼后翼梁上表面处发生自由旋转，从而緩解了感生应力。 因此，本发明允许两个旋转自由度。销接头和垂直挠性T形构件释放第一自 由度，而水平挠性T形构件释放第二自由度。增加的自由度是垂直旋转。释 放垂直自由度意味着销接头增大了机身和机翼的旋转能力，而不会在接头感生出力矩。本发明允许翼上(overwing)接头随着机翼偏转和机身受压以及 垂直旋转而旋转。本发明能在飞行器复合结构或金属结构中节省重量和空 间。本发明销接头设计的优势在于显著降低重量并且显著降低了使用寿命期 内的耐用性风险。
员的脑海，并具有前述说明内容和附图教导的益处。因此，应该理解，本发 明并不限于所公开的具体实施方式
，而是改型和其他实施方式也应包括在本 发明的范围内。虽然文中采用了具体术语，但是它们仅用于概括和描述的意 思，而并不用于限制。
权利要求
1.一种用于允许飞行器机身部分和机翼部分之间发生偏转的梯形面板销接头，其中所述销接头包括垂直销部分；凸耳部分；和U形部分，至少一个垂直挠性T形构件位于所述销接头以下，且所述销接头耦接到至少两个挠性T形构件，以使所述销接头和垂直与水平挠性T形构件相结合地释放两个旋转自由度。
2. 如权利要求1所述的销接头，其特征在于，所述销接头位于飞行器 机翼上表面的机翼后翼梁处。
3. 如权利要求2所述的销接头，其特征在于，所述销接头和所述垂直 挠性T形构件将梯形面板连接到机翼后翼梁。
4. 如权利要求3所述的销接头，其特征在于，所述垂直挠性T形构件 吸收所述梯形面板顶端和底端的偏转。
5. 如权利要求1所述的销接头，其特征在于，所述垂直挠性T形构件 具有位于该构件内的垂直挠性迂回部。
6. 如权利要求1所述的销接头，其特征在于，所述水平挠性T形构件 具有位于该构件内的水平挠性迂回部。
7. 如权利要求1所述的销接头，其特征在于，所述水平挠性T形构件 将机身和机翼部分的顶部分开。
8. 如权利要求1所述的销接头，其特征在于，所述垂直挠性T形构件 的数量为2。
9. 如权利要求1所述的销接头，其特征在于，所述水平挠性T形构件 置于所述销接头的每一侧，彼此相对。
10. 如权利要求1所述的销接头，其特征在于，所述销接头允许所述机 身部分的梯形面板处理所述机翼部分的偏转而不会向该接头感生大载荷。
11. 如权利要求10所述的销接头，其特征在于，所述梯形面板和固定 压力曱板在水平面上对准。
12. —种挠性机身接头，能让飞行器在不产生大应变的情况下偏转，所 述接头包括面板销接头和挠性T形构件，它们相结合地释放两个自由度。
13. 如权利要求12所述的挠性机身接头，其特征在于，所述面板销接 头包括垂直销部分、凸耳部分和U形部分。
14. 如权利要求12所述的挠性机身接头，其特征在于，所述挠性T形 构件包括至少一个垂直挠性T形构件和至少两个水平挠性T形构件。
15. 如权利要求14所述的挠性机身接头，其特征在于，所述垂直挠性T 形构件具有位于所述垂直挠性T形构件内的垂直挠性迂回部，并且每个所述 水平挠性T形构件具有位于每个所述水平挠性T形构件内的水平挠性迂回 部。
16. 如权利要求12所述的挠性机身接头，其特征在于，所述销接头允 许飞行器机身部分的梯形面板处理机翼部分的偏转而不会向该接头感生大 载荷。
17. —种允许飞行器机身部分和机翼部分之间发生偏转的梯形面板销接 头，所述销接头包括垂直销部分；凸耳部分；和U形部分，所述销接头位于 飞行器机翼上表面的机翼后梁处，至少一个具有内部垂直挠性迂回部的垂直 挠性T形构件位于所述销接头以下，并且连同所述销接头将机身部分内的梯 形面板连接到机翼后翼梁，所述销接头耦接到至少两个具有内部水平挠性迂 回部的水平挠性T形构件，以使所述销接头和挠性T形构件相结合地释放两 个自由度。
18. 如权利要求17所述的销接头，其特征在于，所述销接头允许机身 部分内的梯形面板处理机翼部分的偏转而不会向该接头感生大载荷。
19. 如权利要求17所述的销接头，其特征在于，所述垂直销部分取向 垂直于所述凸耳部分和所述U形部分。
20. 如权利要求17所述的销接头，其特征在于，垂直销中心线取向与 所述垂直挠性T形构件的垂直挠性迂回部一致，以限定所述梯形面板到所述 后翼梁的旋转线。
全文摘要
本发明指导一种用于允许飞行器机身部分(14)和机翼部分(12)之间发生偏转的梯形面板销接头(10)，其中所述销接头包括垂直销部分(16)；凸耳部分(18)；和U形部分(20)，至少一个垂直挠性T形构件(26)位于所述销接头以下，且所述销接头耦接到至少两个水平挠性T形构件，以使所述销接头和垂直与水平挠性T形构件相结合地释放两个旋转自由度。
文档编号B64C1/26GK101516726SQ200780034165
公开日2009年8月26日 申请日期2007年7月18日 优先权日2006年9月15日
发明者帕特里夏·W·埃斯特尔, 约翰·H·波尔克 申请人:波音公司