专利名称：位于机翼和机身之间的交界部上的航空器结构元件的制作方法
技术领域：
遮盖件和周边的成型元件之间的拼接处的不存在搭接能使结构元件的机械强度获得大幅提高，尤其同时保证作用力的更好传递并减少扭曲现象。另外，所需材料数量的减少带来不容忽^L的重量降低，约计5%的重量降低。
14根据结构元件的优选特征
15]—所述焊缝为弯曲的； —所述焊缝为直线的；
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一 所述遮盖件包括至少一个侧边，在所述侧边上，所述焊缝不间断地延伸在一长度上，该长度至少等于所迷侧边的长度的95%;
18一所述成型元件除了包括构成所述平坦部分的一笫一翼片外，还包括一第二翼片和一第三翼片，所述第二翼片和所迷第三翼片中的每一个沿着所述第一翼片与所述焊缝相对地伸展，所述第二翼片和第三翼片被布
置于所述第一翼片的两侧； —所述遮盖件在至少一个表面上包括一相对于所述平坦部分凸出的部体； —图2示出本发明的中央翼体箱梁的结构元件的立体图；31一图3示出图2中结构元件的正视32
一 图4示出按照图3的IV-IV剖面示出的该结构元件的剖面图； 并且
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一 图5示出按照图3的V-V剖面示出的该结构元件的剖面图。
具体实施例方式
图1示出的飞机l包括一机身2,该机身2具有整体卵形的截面， 所述机身在中间部分凸出两个对称的机翼3和4。在机身2的内部， 一个 中央翼体箱梁5可保证机翼3、 4与机身2的固定。
35箱梁(caisson ) 5包括一个拱背面板(panneau extrados ) 6和一 个拱腹面板(pamieau intrados) 7，两者平行并且为水平取向。两面板6 和7由平行并垂直的前翼梁8和后翼梁9两个翼梁(longeron)固定。同 时，箱梁5在其与机翼3及4的两个交界部上包括两个对称的结构元件10 和ll,其中，结构元件10固定在机翼3上，而结构元件11固定在机翼4 上 这两个结构元件10和11在面板6和7之间垂直延伸，且在前翼梁8 和后翼梁9两者之间纵向延伸。
136]下面将借助图2至图5对此结构元件10做进一步描述。结构元件 10包括一个含锂的铝合金制成的遮盖件20。比铝密度更低的锂的混入带来 大约5%的重量减轻，同时改良可焊性与抗损性。 ；遮盖件20的轮廓整体为长方形，具有两个直线平行的部体，它们 由两个向外凸起的部体连接。该遮盖件20在周围有四个共面的平坦部分 21、 22、 23和24,且每个平坦部分在各自侧边的整个长度延伸。以同样的方式，部分23(相应地，部分24)靠近前翼梁8 (相库 地，靠近后翼梁9)，将其命名为前位部分23 (相应地后位部分24)。结构元件10同样包括四个元件30、 40、 50和60，它们处在遮盖 件20的四个侧边边缘。在优选的实施方式中，这些元件30、 40、 50和60 以与遮盖件20相同的铝合金制造。但是，根据元件30、 40、 50和60中每 个元件的限制和需要，它们可以由不同于构成遮盖件20的其它铝合金制 得。这可以通过针对每个元件选择最适合其限制和需要的成分和材料，使 结构元件10的费用及重量最优化。位于遮盖件20上侧边边缘的第一元件30整体按略^:弯曲的方向 成型，并具有一个横向剖面，该横向剖面从其前端至后端有轻微变化。所 述成型元件30包括平坦的第一翼片31，该第一翼片31没有搭接地 (recouvrement)位于上位部分21的延伸处，并通过一弯曲的焊缝32与 所述上位部分21相连，所述焊缝32通过摩擦搅拌(friction malaxage)的 方法端对端地焊接实施。焊缝32在一长度上不间断地延伸，所述长度至少 等于遮盖件20的上部侧边的长度的95%，然而没有到达它的前后两端。
47成型元件30同样包括轻微凸出的第二翼片33和第三翼片34，它 们位于第一翼片31的两侧。这些翼片33和34沿翼片31的弯曲端固植根 基(prendre racine )，所述翼片31位于焊缝32的对面。平坦的第四翼片 39布置在第一翼片31的延伸处。翼片34的切片部与翼片33的切片部相对地、与翼片31的切片部 相垂直地、且朝向结构元件ll的方向延伸。
50]属于翼片33和34的切片部的相对定位对于每个与截面IV-IV平行 的截面而言保持不变。翼片39具有恒定的宽度(从元件40向元件30的方向考量)，且 基本与翼片31的宽度相同，翼片39具有一个与焊缝32的相同弯曲度的边 缘。成型元件50同样包括第二翼片53和第三翼片54，它们位于第一 翼片51的两侧。这些翼片53和54沿翼片51的直线端固植根基，翼片51 位于焊缝52的对面。从截面来看(见图5)，翼片53和54形成开度很大的V字形的 切片部，V字形的开口朝向遮盖件20、且其尖端位于翼片51、 53和54的 切片部的接合处。翼片54的切片部向中央箱梁5的前翼梁8方向延伸，翼片54连 接于中央箱梁5的前翼梁8上。属于翼片53和54的切片部的相对定位对于每个与截面V-V平行 的截面而言保持不变。[67]正如可从图2看到，翼片53包括一个界定更窄的中央部体55的 缺口，中央部体55跨占翼片53大约三分之二，且具有整体直线性的且与 焊缝52平行的型体。总体上与翼片53相似，翼片54同样包括更窄的中央部体56,中 央部体56跨占翼片54大约三分之二，且具有整体直线性的且与焊缝52 平行的型体。
69位于遮盖件20后侧边边缘的第四元件60按一直线方向成型。成 型元件60包括宽度恒定的平坦的第一翼片61 (从元件50向元件60的方 向考量)，其没有搭接地布置在后位部分24的延伸处，且通过直线性的焊 缝62与后位部分24相连，所述焊缝62通过摩擦搅拌的方法端对端地焊接 实现。焊缝62在一长度上不间断地延伸，该长度至少等于遮盖件20的后 部侧边长度的95%，然而没有到达它的上下两端。从截面来看(见图5)，翼片63和64具有形成开度很大的V字 形的切片部，V字形的开口朝向遮盖件20、且其尖端位于翼片61、 63和 64的切片部的接合处。优选地，弯曲的焊缝32和42及直线性的焊缝52和62循随(或 重取)遮盖件20的轮廓。这里，这些四个焊缝32、 42、 52和62并没有在 遮盖件20拐角处拼接。通过摩擦搅拌的方法沿相应的接合线将每个成型元件30、 40、 50 和60与遮盖件20焊接在一起，以塑化(plastifier)焊接区域的金属。
81用简单的焊接操作替代螺栓连接和/或铆钉连接的操作，简化了制 造结构元件10的工艺，并保证成本不可忽视地降低与生产周期缩短。
82在一个未示出的变型中， 一个或多个元件如元件30、 40、 50和60 用不同的方式成型，例如沿直线方向，与同样为直线的焊缝如焊缝32、 42:、 52和62不同地成型。在另一个未示出的变型中，结构元件IO包括不同数量的位于遮盖 件20周边的成型元件，并且/或者成型元件拥有不同的形状和轮廓。例如 —结构元件IO仅有两个成型元件上部成型元件如30和下部成 型元件如40,或者前部成型元件如50和后部成型元件如60;并且/或者在另一个未示出的变型中，遮盖件20由一个具有不同配置的遮盖 件代替。例如--个如遮盖件20的遮盖件是实心的，不具有任何如开口 25的开口。
权利要求
1.航空器(1)结构元件，其位于机翼(3)与机身(2)之间的交界部上，其包括一遮盖件(20)和框围所述遮盖件(20)的成型元件(30、40、50、60)，其特征在于，至少一个所述成型元件(30、40、50、60)包括一平坦部分(31、41、51、61)，所述成型元件的平坦部分没有搭接地布置在所述遮盖件(20)的一平坦部分(21、22、23、24)的延伸处，并通过一焊缝(32、42、52、62)与所述遮盖件的平坦部分相连，所述焊缝通过摩擦搅拌的方法端对端地形成。
2. 按照权利要求l所述的结构元件，其特征在于，所述焊缝(32、 42)是弯曲的。
3. 按照权利要求1所述的结构元件，其特征在于，所述的焊缝(52、62) 是直线的。
4. 按照权利要求1至3中任一项所述的结构元件，其特征在于，所 述遮盖件(20)包括至少一个侧边，在所述侧边上，所述焊缝(32、 42、 52、 62)不间断地延伸在一长度上，该长度至少等于所述侧边的长度的 95%。
5. 按照权利要求1至4中任一项所述的结构元件，其特征在于，所 述成型元件(30、 40、 50、 60)除了包括构成所述平坦部分的一第一翼片(31、 41、 51、 61)夕卜，还包括一第二翼片(33、 43、 53、 63)和一第三 翼片(34、 44、 54、 64),所述第二翼片(33、 43、 53、 63)和所述第三 翼片(34、 44、 54、 64)中的每一个沿着所述第一翼片(31、 41、 51、 61) 与所述焊缝(32、 42、 52、 62)相对地伸展，所述第二翼片(33、 43、 53、63) 和第三翼片(34、 44、 54、 64)被布置于所述第一翼片(31、 41、 51、 61)的两侧。
6. 按照权利要求5所述的结构元件，其特征在于，所述成型元件(30 ) 除包括所述第一、第二、笫三翼片(31、 33、 34)外，包括一第四翼片(39)， 所述第四翼片(39)与所述第一翼片(31)相对地布置。
7. 按照权利要求5或6所述的结构元件，其特征在于，所述成型元 件(30)的所述第二和第三翼片(33、 34)中的至少一个包括宽度规则变 化的部体(37、 38)。
8. 按照权利要求5或6所述的结构元件，其特征在于，所述成型元 件(40)的所述第二和第三翼片(43、 44)中的至少一个包括一雉堞形的 部体(45、 46)，所述雉堞形的部体的每个雉堞形部(47)均由两个连结 的指状体构成。
9. 按照权利要求5或6中所述的结构元件，其特征在于，所述成型 元件(50、 60)的所述第二和第三翼片(53、 63、 54、 64)中的至少一个 包括一更窄的部体(55、 56、 65)。
10. 按照权利要求1至9中任一项所述的结构元件，其特征在于，所 述遮盖件(20)在至少一个表面上包括一相对于所述平坦部分(21-24)凸 出的部体(27)。
11. 按照权利要求1至10中任一项所述的结构元件，其特征在于， 所述遮盖件(20)在每个侧边上包括一个所述平坦部分(21-24)，该平坦 部分在该侧边的整个长度上延伸。
12. 按照权利要求1至11中任一项所述的结构元件，其特征在于， 所述遮盖件(20)为整体矩形的形状，并且其长度为宽度的至少两倍。
13. 按照权利要求1至12中任一项所述的结构元件，其特征在于， 所述遮盖件(20)和所述成型元件由同一种铝合金制成，所述铝合金含有 锂。
14. 按照权利要求1至12中任一项所述的结构元件，其特征在于， 所述遮盖件(20)和所述成型元件由不同的铝合金制成。
全文摘要
航空器(1)结构元件，其位于机翼(3)与机身(2)之间的交界部上，其包括一遮盖件(20)和框围所述遮盖件(20)的成型元件(30、40、50、60)，其特征在于，至少一个所述成型元件(30、40、50、60)包括一平坦部分(31、41、51、61)，所述成型元件的平坦部分没有搭接地布置在所述遮盖件(20)的一平坦部分(21、22、23、24)的延伸处，并通过一焊缝(32、42、52、62)与所述遮盖件的平坦部分相连，所述焊缝通过摩擦搅拌的方法端对端地形成。
文档编号B64C1/26GK101687541SQ200880016936
公开日2010年3月31日 申请日期2008年5月13日 优先权日2007年5月23日
发明者A-L·拉弗利, F·巴塔拉, H·勒曼 申请人:空中客车运营公司