织物置于套内的单向填面的制作方法
【技术领域】
[0001]本公开涉及用于在飞行器构造中使用的共固化翼梁或纵梁的复合半径填料填面。
【背景技术】
[0002]在飞行器的复合翼梁或纵梁的典型构造中，两个“c”型复合槽被背靠背放在一起以形成翼梁的中心腹板和顶部和底部凸缘。两个槽每个均由多层纤维增强聚合物片组成，该纤维增强聚合物片使用树脂或预浸片来预浸渍。当两个“c”型槽被放在一起时，中心腹板过渡至凸缘的槽的半径形成沿着顶部和底部凸缘的中心的小V-型间隙。复合半径填料(通常称为“填面(noodle)”)通常被用于填充这些间隙。
[0003]填面由单向预浸带构造。填面还可以由预浸织物构造。然而，构造的填面被放置在复合翼梁的顶部和底部凸缘中的间隙中并与翼梁的槽共固化。
[0004]在固化期间，温度通常达到华氏350度。翼梁的加热和随后冷却至周围温度能够引起填面中的裂缝。由于施加在飞行器所用的翼梁上的机械和/或热应力，在最终的翼梁结构中的填面也能够破裂。填面中的裂缝使整个翼梁变差。因此，期望的是:通过阻止或降低裂缝扩展通过构造翼梁时所采用的填面来改善复合翼梁的总强度。
【发明内容】
[0005]本公开涉及阻止裂缝扩展通过填面的复合半径填料填面及其构造方法。该填面基本由复合单向预浸带和复合预浸织物条构造。带和条根据本公开的方法被放在一起以构造填面，其中裂缝会在该填面的核心形成，该裂缝被阻止向填面的外表面和翼梁结构的其余部分扩展。
[0006]填面核心具有三角形横截面配置和长度，该长度被确定以填充在翼梁上的间隙的长度，这是填面将被使用的依据。核心的三角形配置提供沿核心的长度延伸的核心第一、第二和第三外表面。核心由沿着核心长度延伸的单向预浸带构造。根据制造该填面的方法，单向预浸带能够被拉伸或以其它方式压铸成核心的三角形横截面配置。
[0007]第一预浸织物条覆盖核心第一表面。第一条具有沿核心第一表面的长度完全延伸的长度和穿过核心第一表面完全延伸的宽度。
[0008]第二预浸织物条覆盖核心第二表面。第二条具有沿核心第二面的长度完全延伸的长度和穿过核心第二表面完全延伸的宽度。
[0009]第三预浸织物条覆盖核心第三表面。第三条具有沿核心第三面的长度完全延伸的长度和穿过核心第三表面完全延伸的宽度。
[0010]第四预浸织物条覆盖核心第一表面上的第一条。第四条具有穿过第一条的长度完全延伸的长度。在一种实施例中，第四条具有大于第一条的宽度的宽度。在另一种实施例中，第四条的宽度小于第一条的宽度。
[0011]第五条预浸织物覆盖核心第二表面上的第二条。第五条具有沿第二条的长度完全延伸的长度。在一种实施例中，第五条具有大于第二条的宽度的宽度。在另一种实施例中，第五条具有小于第二条的宽度的宽度。
[0012]第六条预浸织物覆盖核心第三表面上的第三条。第六条织物具有沿第三条的长度完全延伸的长度。在一种实施例中，第六条具有大于第三条的宽度的宽度。在另一种实施例中，第六条具有小于第三条的宽度的宽度。
[0013]第七预浸织物条覆盖第四条和第一条。第七条具有沿第四条的长度完全延伸的长度。在一种实施例中，第七条具有穿过第四条完全延伸的宽度。在另一种实施例中，第七条具有小于第四条的宽度的宽度。
[0014]第八预浸织物条覆盖第五条和第二条。第八条具有沿第五条的长度完全延伸的长度。在一种实施例中，第八条具有穿过第五条的宽度完全延伸的宽度。在另一种实施例中，第八条具有小于第五条的宽度的宽度。
[0015]第九预浸织物条覆盖第六条和第三条。第九条具有沿第六条的长度完全延伸的长度。在一种实施例中，第九条具有穿过第六条的宽度完全延伸的宽度。在另一种实施例中，第九条具有小于第六条的宽度的宽度。
[0016]在上述填面的构造中，填面核心的外表面上的多层织物条使该填面核心能够在尺寸上被减小，从而有可能降低热引起的在核心中形成的基体裂缝的可能性。出于阻止裂缝从填面核心向外扩展的目的，由核心的外表面上的多层织物条产生的织物套为核心外部提供较高的断裂韧性材料且为填面外部提供艰难的裂缝路径。这一切被完成而不影响填面外部的配置。填面单向核心能够使用现有拉挤成型机械以高速率生产，且在核心外表面上的织物条能够被安装在翼梁或纵梁上，翼梁或纵梁在单向核心被安装的同时负载。织物条的数量和取向能够被调整以实现期望水平的机械强度。改变核心的外表面上的织物条的数量也能够调整核心的尺寸，这对于实现为了阻止裂缝的理想较小核心是期望的，同时通过拉挤成型维持以高速率生产足够大的核心。多层织物条能够被组装在核心的外表面上，或其能够在被组装至核心的表面之前，在平坦工具上以条的平坦配置被组装。
[0017]所讨论的这些特征、功能和优点能够在各种实施例中被独立实现或者在另一些实施例中被组合，参考后面的描述和附图能够了解实施例的进一步的细节。
【附图说明】
[0018]在后面的描述和附图中提出了本公开的主题的进一步特征。
[0019]图1是飞行器生产和使用方法的流程图。
[0020]图2是飞行器的框图。
[0021]图3是本公开的安装在V-型间隙中的复合半径填料填面的局部透视图的表示，该V-型间隙由两个背靠背的“c”型复合槽形成。
[0022]图4是根据构造的一种方法构造的填面的端视图的表示。
[0023]图5是在实践构造填面的方法中使用的预浸织物条的层的端视图的表示。
[0024]图6是在构造填面的方法中使用的预浸织物条的层的端视图的表示。
[0025]图7是填面的变体实施例的端视图的表示。
[0026]图8是构造填面的变体实施例的表示。
[0027]图9是根据图8的方法构造的填面的变体实施例的端视图的表示。
[0028]图10是沿着填面的顶端边缘汇合的一对预浸织物条之间的相互作用的表示。
[0029]图11是沿着填面的顶端边缘汇合的一对预浸织物条之间的相互作用的表示。
[0030]图12是沿着填面的顶端边缘汇合的一对预浸织物条之间的相互作用的表示。
[0031]图13是沿着填面的顶端边缘汇合的一对预浸织物条之间的相互作用的表示。
[0032]图14是沿着填面的顶端边缘汇合的一对预浸织物条之间的相互作用的表示。
[0033]图15是沿着填面的顶端边缘汇合的一对预浸织物条之间的相互作用的表示。
[0034]图16是沿着填面的顶端边缘汇合的一对预浸织物条之间的相互作用的表示。
[0035]图17是沿着填面的顶端边缘汇合的一对预浸织物条之间的相互作用的表示。
[0036]图18是沿着填面的顶端边缘汇合的一对预浸织物条之间的相互作用的表示。
[0037]图19是沿着填面的顶端边缘汇合的一对预浸织物条之间的相互作用的表示。
[0038]图20是沿着填面的顶端边缘汇合的一对预浸织物条之间的相互作用的表示。
[0039]图21是沿着填面的顶端边缘汇合的一对预浸织物条之间的相互作用的表示。
【具体实施方式】
[0040]更具体地参考附图，本公开的实施例可以在图1所示的飞行器制造和使用方法10和图2所示的飞行器12的背景下描述。在预生产期间，示例性方法10可以包括飞行器12的规格和设计14，以及材料采购16。在生产期间，发生飞行器12的部件和子组件制造18和系统整合20。然后，飞行器12可以经过认证和交付22以便投入使用24。在由客户使用时，飞行器12被安排日常维护和维修26 (这可以包括改进、重构、翻新等)。
[0041]方法10的每个过程可以由系统集成商、第三方和/或操作者(例如，客户)完成或执行。出于描述的目的，系统集成商可以包括但不限于任何数量的飞行器制造者和主系统分包商；第三方可以包括但不限于任何数量的销售商、分包商和供应商；以及操作者可以是航空公司、租赁公司、军事实体、服务组织等。
[0042]如图2所示，根据示例性方法10生产的飞行器12可以包括具有多个系统30的机身28和内部32。高级系统30的示例包括推进系统34、电气系统36、液压系统36和环境系统38中的一个或更多个。还可以包