专利名称：用于连接飞机上的两个主机翼和机身段的机翼-机身-结构件的制作方法
技术领域：
本发明涉及一种用于连接飞机上的两个主机翼和机身段的机翼-机身-结构件。本发明涉及一种用于连接飞机上的两个主机翼和机身段的机翼_机身_结构件。 在此，两个主机翼中的每个分别具有集成在机翼上壳体中的或者待集成的壳体部分，其中 两个壳体部分共同形成机翼_机身_结构件。
背景技术：
在现有技术中，目前通过翼盒形成机翼-机身连接。翼盒为与主机翼分离的构件， 该构件通常由多个不同的部件形成，其中用于形成翼盒的部件彼此相互焊接和/或通过连 接元件连接。通常，翼盒由金属制成，随着时间的推移会出现腐蚀。翼盒具有用于机翼连接 或者机身连接的连接元件，所述连接元件同样通常由金属制成。尤其是，主机翼的连接需要高的装配费用，高的装配费用导致高成本。在此缺点 是，在机翼和翼盒之间连接的情况下在棱角周围导入负载，这减弱了连接的稳定性并且以 不利的方式构成从机翼到机身中的负载转移。
发明内容
本发明的目的是在飞机中提供机翼_机身连接，该机翼_机身连接允许比目前更 简单地装配具有更少部件的主机翼。所述目的通过独立权利要求实现。另外的实施形式在引用独立权利要求的从属权 利要求中给出。机翼-机身-结构件用于连接飞机的两个主机翼和机身段，并且机翼上壳体具 有第一机翼的第一机翼_上壳体部分和第二机翼的第二机翼_上壳体部分，其中两个机 翼_上壳体部分分别一体地制成。第一和第二机翼_上壳体部分分别由机翼侧的壳体部分 和机身侧的壳体部分形成。机身侧的壳体部分中的每个具有至少两个在翼展方向上延伸的连接部分和至少 两个由连接部分形成的凹口，其中连接部分和凹口如此构成使得所述连接部分和凹口彼此 相互接合，其中至少两个连接部分在其远离相关联的机翼的端部上分别具有向上延伸的延 长部分。此外，机翼-机身-结构件具有机翼_下壳体，该机翼_下壳体与机翼上壳体一起 形成横向延伸穿过机身的机翼段，并且机身-上壳体部分具有放置在第一机翼的一侧上的 第一支承边缘和放置在第二机翼上的第二支承边缘，其中第一支承边缘具有凹口，第二机 翼的延长部分分别接合在所述凹口中，并且其中第二支承边缘具有凹口，第一机翼的延长 部分接合在所述凹口中。位于两个机身侧的壳体部分中的每个上的凹口能够分别形成在两个以指状的方 式在机翼-翼展方向上延伸的连接部分之间和/或在连接区域旁边，并且延伸到相应的机
4身侧的壳体部分的边缘区域。在此，两个机身侧的壳体部分的凹口能够形成为位于各两个连接部分之间或者旁 边的凹部，或者凹口为开口，相应的另外的机身侧的壳体部分的以指状的方式在机翼-翼 展方向上延伸的连接部分分别容纳在该开口中。机身-上壳体部分的凹口还能够为凹部，相应的另外的机身侧的壳体部分的延长 部分的突起容纳在该凹部中。不管凹口和与凹口共同作用的连接部分如何构成，关键的是，所述凹口和连接部 分在连接的状态下彼此相互接合和彼此连接成使得所述凹口和连接部分相对于机身_上 壳体部分的内部形成耐压舱壁_部分，所述机身_上壳体部分为飞机机身的一部分，该飞机 机身此外包括飞机客舱。指状的连接部分能够例如具有长形的矩形的形状或者三角形的形状，例如等腰三 角形。连接部分能够在横向于翼展方向上具有波浪形的或者锯齿形的侧面结构，然而还能 够具有无定形的圆周结构。凹口则分别具有连接部分的相逆形状，以使得连接部分和凹口 彼此相互接合为始终产生封闭的表面。在此，凹口和连接部分之间的连接能够例如为粘接或者焊接，同样好地然而还能 够通过连接元件建立连接，该连接元件将凹口和连接部件可靠地彼此相互连接。连接元件 例如涉及夹子、螺栓、(在这里请插入制造商的例子)。壳体部分具有在飞机纵轴线上的轴向长度，该轴向长度基本上能够相应于机 身-上壳体部分的轴向长度。在此，机身-上壳体部分具有开口环的形状，其中环的开口的 端部在同一平面内为彼此相对的并且具有基本上相应于机身侧的壳体部分在翼展方向上 的长度的距离。机身-上壳体部分能够与壳体部分相粘接，焊接或者通过连接元件进行连 接。由此提供了飞机机舱的一部分，在该部分中机身_上壳体部分形成机舱的上部的外部 蒙皮，并且连接的壳体部分用于支承机舱地板。这意味着，不仅两个机身侧的壳体部分之间 的连接而且壳体部分和机身_上壳体之间的连接必须如此构成为使得生成不透气的连接， 所述不透气的连接将出现的压力差保持在处于机舱内部压力和大气-外部压力之间。这能 够通过材料接合的连接，例如粘接或者焊接来达到，或者通过连接元件来达到，其中在这种 情况下需要附加的密封构件。机翼-下壳体能够由用于第一机翼的第一机翼-上壳体部分和用于第二机翼的第 二机翼_下壳体部分形成。在此，两个机翼_下壳体部分能够在其指向彼此对方的机翼侧 的端部上例如具有啮合元件，借助于所述啮合元件能够将两个机翼_下壳体部分彼此相互 连接。连接能够为粘接或者焊接，然而还能够通过独立的连接元件来建立连接。然而，机翼-下壳体还能够制成为一体的，这实现了特别简单和快速的装配并且 同时有利地影响整个机翼结构的强度。机翼-上壳体与机翼_下壳体的连接能够通过连接元件来建立，可替代地，机 翼_上壳体与机翼_下壳体能够粘接、焊接或者以其它方式进行固定连接。壳体部分和/或机翼_上壳体能够制成为一体的，也就是说所述壳体部分和/或 机翼_上壳体在同一工艺过程中制成。在此，所述壳体部分和/或机翼_上壳体能够由复 合材料，例如相同的复合材料制成，其中复合材料具有主纤维，所述主纤维连续地至少设在 壳体部分中并且以没有中断的方式从壳体部分的机翼侧的端部延伸至壳体部分的机身侧的端部。如果整个机翼_上壳体一体地制成或者机翼侧的壳体部分形成机翼_上壳体，因 此主纤维能够连续地设在机翼_上壳体中，并且以没有中断的方式从机翼_上壳体_尖端 延伸至壳体部分的机身侧的端部，也就是说延伸到延长部分的机身侧的端部上。在所述两 种情况下，主纤维在相应的构件中在翼展方向上延伸，也就是说基本上平行于机翼纵轴线 在翼展方向上延伸。如果机翼_下壳体此外还由复合材料制成，因此所述机翼_下壳体还能够具有主 纤维，其中主纤维连续地设在机翼_下壳体中并且以没有中断的方式从机翼_下壳体_尖 端延伸至另外的机翼_下壳体_尖端。在此涉及与在机翼_上壳体中相同的复合材料，然 而还能够使用另外的复合材料。除了主纤维，复合材料还能够具有另外的纤维，所述另外的纤维例如基本上垂直 于主纤维延伸。另外的纤维能够以相对于主纤维的任意其它角度的方式来形成复合材料的 另外的组成部分。所述另外的角度能够为1°和89°之间的每个值，尤其是然而另外的角 度能够为45°或者60°。主纤维和另外的纤维能够为彼此相互交织的、粘合的或者缝合的 并且共同形成纤维织品。所述纤维织品能够嵌入基底中。机翼-上壳体和机翼_下壳体能够共同形成翼盒。机身的至少一个横梁能够集成 在机翼_上壳体和/或机翼下侧中。虽然在这里仅通过主机翼的实施例描述了机翼-机身-结构件，然而专业人员还 能够将所述的连接原理应用于其它的机翼-机身连接件，例如应用在刚性的前缘襟翼和尾翼中。
接下来根据示意图详细描述本发明的实施例。其示出图1示出主机翼的各个机翼-上壳体的两个根据本发明设置为互补的机翼壳 体-上部，其中为了在观察面中示出而翻转所述机翼-上壳体的延长部分；图2示出两个主机翼的两个机翼_上壳体的机翼壳体_上部在接合到一起的情况 下的示意图；图3示出飞机上的机翼壳体_上部的安装情形；图4示出根据本发明设置的机身_上壳体部分；图5示出由根据图4的机身_上壳体部分与两个互补的根据图2接合在一起的机 翼壳体_上部组成的布置结构的示意图。
具体实施例方式在接下来的说明书和附图中，为了避免重复，相同的构件和部件至少部分还通过 相同的附图标记标出，只要对于说明书来说不需要进一步地区分。根据本发明，机翼-机身-结构件B用于将两个分别与两个主机翼Fl、F2中的一 个相关联的机翼壳体-上部11、12与飞机的机身段的机身-壳体部分30或者机身-上壳体 部分50或者机身-下壳体部分连接。图1示出根据本发明的具有纵向Ll的机翼壳体-上 部11的实施例。机翼壳体-上部11按照规定如此集成在机翼Fl中使得纵向Ll在机翼Fl 的翼展方向Sl上延伸。机翼壳体-上部11具有两个部段，即机翼侧的壳体部分Ila和机身侧的壳体部分11b，所述两个部段在纵向Ll上看来设置为连续的。两个壳体部分IlaUlb —体地形成或者制成为一体的。纵向Ll为从机身侧的壳 体部分lib指向机翼侧的壳体部分Ila并且根据壳体部分IlaUlb的构造也能够弯曲地 延伸。在机翼侧的壳体部分Ila过渡到机身侧的壳体部分lib中的区域中，两个壳体部分 IlaUlb在假想的连接线上形成钝角。所述钝角的大小与机翼壳体-上部11或者主机翼 FU F2的安装情形有关。在另外的实施形式中，在机身侧的壳体部分lib和机翼侧的壳体 部分Ila中没有出现角度。尤其是，从机身侧的壳体部分lib到机翼侧的壳体部分Ila的 纵向能够连续地和/或通过同样的曲率方向延伸，也就是说角度也能够为180度。机翼侧的壳体部分Ila具有封闭的四边形的形状，与此相比机身侧的壳体部分 lib在实施例中具有叉形-端部的形状，该叉形-端部具有三个形状为延伸的矩形的指状连 接部分31、32、33，所述连接部分31、32、33之间形成两个形状为开口的凹口 34、35，并且所 述凹口 34、35同样具有延伸的矩形的形状。连接部分31、32、33和凹口 34、35例如分别从 假想的连接线Vl延伸到机身侧的壳体部分lib的机身侧端部。然而以下也是足够的，即连 接件31、32、33和凹口 34、35仅在翼展方向上延伸经过机身侧的壳体部分的长度的一部分。 同样，指状的连接部分31、32、33和凹口 34、35不必形成为矩形，而是能够同样好地具有三 角形或者其它形状。在此，连接部分31、32、33的造型影响了凹口 34、35的形状，并且相反 地凹口 34、35的形状影响了连接部分31、32、33的造型。连接部分和凹口的数量也能够改变。因此，机身侧的壳体部分lib能够仅分别由 连接部分和凹口组成，所述连接部分和凹口则并排着设置在飞机机身的轴向上。通过结构 的规定来限定连接部分和凹口的最大数量。在此，连接部分和凹口能够以不同于图1中所 示的方式且还可替代地或者附加地构成在机身侧的壳体部分lib的横向于纵向Ll对准的 边缘上。最后，机身侧的壳体部分lib还能够具有任意的形状，例如十字形的形状，其中十 字形在这种情况下形成第一机翼壳体部分的连接部分，并且其它的机翼壳体部分的凹口具 有以下形状，该凹口的形状通过连接部分的围绕而形成在连接部分的平面内。相反地，十字 形也能够形成为位于机身侧的壳体部分lib中的凹口。机身侧的壳体部分lib的至少一个凹口 34、35同样能够为凹槽，在该凹槽中分别 容纳有相应的其它的机身侧的壳体部分的延长部分的突起。在此，凹槽不仅能够构成为各 种形状的贯穿孔，或者在机身侧的壳体部分的材料中仅延伸经过材料厚度的部分区域，也 就是说，不是贯穿的。在此，所有凹口形成在机身侧的壳体部分上并且连接部分形成在另外 的机身侧的壳体部分的连接部分上，或者两个机身侧的壳体部分中的每个不仅具有形状为 凹槽的凹口而且具有形状为在连接方向上突出的连接部分的连接部分。如果凹口形成为孔，因此能够彼此重叠地设置两个待连接的机身侧的连接部分以 建立连接，也就是说在连接区域中，壳体部分在连接的状态下具有垂直于飞机的机舱平面 测得的厚度，所述厚度相应于两个机身侧的壳体部分的基体——也就是说没有凹口或者连 接部分——的厚度。在此，连接部分能够从机身侧的壳体部分的基体伸出一定量，所述连接 部分形成在所述机身侧的壳体部分的基体上，所述伸出的量基本上相应于所述待容纳的机 身侧的壳体部分lib的厚度。机翼-上壳体部分11能够由具有未示出的主纤维的复合材料制成，所述主纤维在 机翼-上壳体部分11的整个长度上具有连续的形状，也就是说，主纤维以没有中断的形式从机翼_上壳体部分11的机翼侧的端部延伸到机翼_上壳体部分11的机身侧的端部。除 了主纤维，此外未示出的例如垂直于主纤维或者以任意的其它角度相对于主纤维延伸的纤 维能够为复合材料的组成部分。在此，机翼-上壳体部分11能够为机翼-上壳体10的一 部分或者自身形成机翼上壳体10。在图1中的机翼-上壳体部分11的连接部分31、32、33上，延伸的延长部分31a、 32a、33a以在机身侧的端部的纵向上倾斜于彼此相互接合的机身侧的壳体部分llb、12b的 布置结构的延伸方向的方式形成在机身侧的端部上，其意义在本文中通过图5详细阐述。 所述延长部分3la、32a、33a的机身侧的端部与连接部分31、32、33的机身侧的端部相同。在 附图示出的实施例中，延长部分31a、32a、33a相对于机身侧的壳体部分llb、12b的其余部 分的延伸方向倾斜地向上伸出。图2示出两个处于根据规定组装的或者装配的状态下的机翼-上壳体部分11、12， 其中第一机翼壳体部分11的机身侧的壳体部分lib的连接部分31、32、33接合在第二机翼 壳体部分12的机身侧的壳体部分12b的凹口 43、44、45中，并且第二机翼壳体部分12的机 身侧的壳体部分12b的连接部分41、42接合在第一机翼壳体部分11的机身侧的壳体部分 lib的凹口 34、35中。两个彼此相互接合的机身侧的壳体部分lib、12b能够通过连接元件 彼此相互粘接、焊接或者以其它方式可松开地或者不可松开地连接以用于固定连接两个机 翼-上壳体部分11、12。在图3中示出飞机上的处于安装情形的机翼-上壳体部分11、12，其中仅示出对于 安装重要的部分。两个机翼-上壳体部分11、12中的每个分别与机翼侧的壳体部分lla、12a 连接。机翼-上壳体部分11、12的两个机身侧的壳体部分llb、12b以上述的方式彼此相互 连接，并且在连接区域中设置在未示出的机身下壳体上。在此，机身下壳体通过连接元件或 者可替代的固定方式与机身侧的壳体部分连接。机身壳体能够具有龙骨梁(Keal Beam), 起落架室(Fahrwerkschacht)和耐压舱壁，所述耐压舱壁在飞机的尾部的方向上连接在机 翼_上壳体部分11、12的连接区域上。除了机翼-上壳体10，主机翼1、2具有机翼-下壳体20。在本实施例中机翼-上 壳体10和机翼-下壳体20形成中央的翼盒。连接的机翼侧的壳体部分lib、12b形成耐压 舱壁的位于飞机的轴向上的前面的部分。在图4中示出机身-上壳体部分50，该机身-上壳体部分50设置用于与机翼-上 壳体部分11、12连接。机身-上壳体部分具有缺口环的形状。因此，机身-上壳体部分50 为部分圆柱形的机身_壳体部分30，该机身-壳体部分30具有两个横向于该机身-壳体部 分30的纵向对准的且分别设置为彼此相对的支承边缘。开口环的两个端部或者支承边缘 以彼此相对的方式设置在同一平面中，两个端部的距离在所示的实施例中基本上相应于机 身侧的壳体部分llb、12b或者由机身侧的壳体部分llb、12b形成的连接区域的在翼展方向 上测得的长度。机身-上壳体部分30在装配的状态下具有第一支承边缘51和第二支承边缘52， 所述第一支承边缘51设置在第一机翼壳体部分11的一侧上，第二支承边缘52设置在第二 机翼壳体部分12的一侧上，其中第一支承边缘51具有凹口 51a、51b，第二机翼的延长部分 分别接合在所述凹口 51a、51b中，并且其中第二支承边缘52具有凹口 52a、52b、52c，第一机 翼Fl的延长部分接合在所述凹口 52a、52b、52c中。
在开口环的形成第一支承边缘51的端部上形成两个凹口 5la、51b，在开口环的彼 此相对的形成第二支承边缘52的端部上形成三个凹口 52a、52b、52c。形成在连接部分31、 32,33 ;41、42的机身侧的端部上的延长部分31￡1、32￡1、33￡1;41￡1、42￡1能够以形状接合的方式 接合在所述凹口 51a、51b ；52a、52b、52c中。因此，机身-上壳体部分30与机翼-上壳体 部分11、12连接。彼此相互接合的凹口 51a,51b ；52a、52b、52c和连接部分31、32、33 ；41、 42能够在接合区域中且沿着第一支承边缘和第二支承边缘以能够松开或者不能够松开的 方式彼此相互连接，例如粘接、焊接、通过连接元件或者可替代的固定方式连接。图5示出由根据图4的机身-上壳体部分与两个互补的根据图2接合在一起的机 翼壳体_上部组成的布置结构的示意图并且图3示出安装在飞机中的机翼_机身_结构件 B。通过机翼-上壳体部分11、12连接的主机翼Fl、F2和同样通过机翼-上壳体部分11、 12连接的机身_上壳体部分50形成一个单元。可以简单地且可靠地建立机翼_上壳体部 分11、12之间的连接，所需的连接元件的数量与连接方式有关。如果机翼-上壳体部分11、 12例如彼此相互粘接，或许甚至能够完全放弃附加的连接部分。这同样适用于机身_上壳 体部分30在机翼上壳体部分11、12上的连接。代替机身-上壳体部分50还能够使用机身_下壳体部分60，该机身-下壳体部 分60在与飞机结构件集成的状态下设置为与机身_上壳体部分50相反，以使得通常使用 一种机身-壳体部分30。
权利要求
一种用于连接飞机的两个主机翼(F1、F2)和机身段(3)的机翼 机身 结构件(B)，具有 用于所述第一机翼(F1)的第一机翼壳体部分(11)和用于所述第二机翼的第二机翼壳体部分(12)，所述第一机翼壳体部分(11)和第二机翼壳体部分(12)分别一体地制成并且由机翼侧的壳体部分(11a、12a)和机身侧的壳体部分(11b、12b)形成，其中所述机翼侧的壳体部分(11a、12a)如此集成在所述相应的机翼(F1、F2)中，使得所述相应的机翼侧的壳体部分(11a、12a)的纵向(L1、L2)在所述相应的机翼的翼展方向(S)上延伸，其中每个机身侧的壳体部分(11b、12b)具有至少两个相反于所述纵向(L1、L2)延伸的连接部分(31、32、33；41、42)和至少两个分别设置在所述连接部分之间的凹口(34、35；43、44、45)，其中所述连接部分和所述凹口构造成，使得用于所述第一机翼(F1)的所述机身侧的壳体部分(11b、12b)的所述连接部分和所述凹口与用于所述第二机翼(F2)的所述机身侧的壳体部分(11b、12b)的所述连接部分和所述凹口在装配的状态下彼此相互接合，并且其中至少两个连接部分(31、32、33；41、42)在其远离所述机翼侧的壳体部分(11a、12a)的端部上分别具有倾斜于所述纵向(L1、L2)延伸的延长部分(31a、32a、33a；41a、42a)， 部分圆柱形的机身 壳体部分(30)，所述部分圆柱形的机身 壳体部分(30)具有两个横向于其纵向对准的且分别设置为彼此相对的支承边缘，其中设置在所述机翼(1)的所述机翼侧的壳体部分(11a、12a)的第一支承边缘(51)具有凹口(51a、51b)，所述第二机翼壳体部分(12)的延长部分分别接合在所述凹口(51a、51b)中，并且其中第二支承边缘(52)具有凹口(52a、52b、52c)，所述第一机翼壳体部分(11)的延长部分接合在所述凹口(52a、52b、52c)中。
2.根据权利要求1所述的机翼-机身-结构件(B)，其特征在于，所述机翼壳体部分 (11、12)为机翼-上壳体部分(11、12)或者机翼-下壳体部分。
3.根据前述权利要求中任一项所述的机翼_机身_结构件(B)，其特征在于，设有机 翼-下壳体(20)，所述机翼-下壳体(20)与所述机翼-上壳体部分一起形成横向延伸穿过 机身的机翼段。
4.根据前述权利要求中任一项所述的机翼_机身_结构件(B)，其特征在于，所述机 身_壳体部分(30)为机身-上壳体部分(50)。
5.根据前述权利要求中任一项所述的机翼-机身-结构件(B)，其特征在于，所述凹口 (34、35 ;43、44、45)为开口，所述凹口 (34、35 ;43、44、45)在相对于所述机身侧的壳体部分 (llb、12b)的一侧是开放的，并且所述凹口(34、35 ；43,44,45)在各两个以指状的方式在纵 向上延伸的连接部分(31、32、33 ；41,42)之间和/或在连接部分(31、32、33 ；41,42)旁边延 伸到相应的机身侧的壳体部分(llb、12b)的边缘区域。
6.根据前述权利要求1至4中任一项所述的机翼_机身_结构件(B)，其特征在于， 所述机身侧的壳体部分(llb、12b)的所述凹口(34、35 ；43,44,45)为位于各两个连接部分 (31,32,33 ；、41、42)之间的凹部。
7.根据前述权利要求中任一项所述的机翼-机身-结构件(B)，其特征在于，所述机 身-上壳体部分(50)的所述凹口 (51a、51b ;52a、52b、52c)为开口。
8.根据前述权利要求中任一项所述的机翼-机身-结构件(B)，其特征在于，所述机身-上壳体部分(50)的所述凹口(51a、51b ;52a、52b、52c)为凹部，延长部分(31a、32a、 33a)的至少一部分分别容纳在所述凹部中。
9.根据前述权利要求中任一项所述的机翼-机身-结构件(B)，其特征在于，所述凹口 (51a、51b ;52a、52b、52c)和所述连接部分(31、32、33 ;41、42)如此彼此相互接合并且彼此 相互连接，使得所述凹口 (51a、51b ；52a、52b、52c)和所述连接部分(31、32、33 ；41,42)相 对于所述机身_上壳体部分(50)的内部形成耐压舱壁-部分。
全文摘要
一种用于连接飞机的两个主机翼(F1、F2)和机身段(3)的机翼-机身-结构件，具有用于所述第一机翼(F1)的第一机翼壳体部分(11)和用于所述第二机翼的第二机翼壳体部分(12)，所述第一机翼壳体部分(11)和第二机翼壳体部分(12)分别一体地制成并且由机翼侧的壳体部分(11a、12a)和机身侧的壳体部分(11b、12b)形成，其中每个机身侧的壳体部分(11b、12b)具有连接部分(31、32、33；41、42)和分别设置在所述连接部分之间的凹口(34、35；43、44、45)，其中所述连接部分和用于所述第一机翼(F1)的所述机身侧的壳体部分(11b、12b)以及用于所述第二机翼(F2)的所述机身侧的壳体部分(11b、12b)在装配的状态下彼此相互接合，并且其中至少两个连接部分(31、32、33；41、42)在其远离所述机翼侧的壳体部分(11a、12a)的端部上具有延长部分(31a、32a、33a；41a、42a)，部分圆柱形的机身-壳体部分(30)的支承边缘(51、52)具有凹口(51a、51b)，所述机翼壳体部分(12)的延长部分接合在所述凹口(51a、51b)中。
文档编号B64C1/26GK101909989SQ200880123638
公开日2010年12月8日 申请日期2008年12月30日 优先权日2007年12月30日
发明者克劳斯-彼得·格罗斯 申请人:空中客车营运有限公司