专利名称：机身片段和用于制造机身片段的方法
机身片段和用于制造机身片段的方法本发明涉及一种如权利要求1前序部分所述的飞机机身的机身片段以及一种用于制造这样的机身片段的方法。申请人:在DE 10 2007 003 275A1中公开了一种已知的机身片段。这种机身片段以具有两层碳纤维增强塑料(CFRP)蒙皮的壳体元件的形式完成，蒙皮间设有蜂窝结构或泡沫结构的内芯。壳体元件与多个类似的壳体元件一起构成飞机机身，其中该飞机机身由用于稳定用途的多个桁条和框架加强。用于系统的安装设备例如电缆和空调风道的所有管路被分别安装在桁条和机框中的对应支架上。在该解决方案中，不利的是设备系统和座舱元件被分别安装在主体结构中。管路的安装需要大量的支架，这就增加了机身组装的成本。而且，支架对飞机的重量也有不利影响。本发明的目标是研发一种飞机机身的机身片段，其消除了上述缺点并且允许简化组装，以及研发一种用于制造这样的机身片段的方法。该目标通过具有权利要求1的特征的机身片段以及如权利要求10所述的方法实现。本发明机身片段的特征在于内芯由外蒙皮和座舱侧的内蒙皮覆盖。根据本发明， 用于系统的安装设备的管道被集成到内芯中。本发明的解决方案提供的优点是不再需要将支架用于安装管路例如空调风道。飞机机身的组装因此变得不那么复杂。另外，与已知飞机具有支架的解决方案相比，支架的消除降低了飞机的重量。例如，通过相应地将管路相对于彼此定位可避免载流电缆之间的电磁相互作用。支架的消除还使得可以降低组装和制造成本。本发明的机身片段可以进一步以这样的方式完成桁条和框架或飞机机身的其他纵向和周向加强件能够得以消除，其中这对飞机的组装和重量也有正面影响。关于其结构，机身片段可以根据出现的负荷进行优化。在一个示范性实施例中，机身片段由几个部分构成。在此情况下，内芯的制造独立于外蒙皮和内蒙皮。内芯具有例如蜂窝结构。在另一个示范性实施例中，机身片段并不具有夹层结构而是具有整体式泡沫结构，其中内蒙皮、外蒙皮和内芯被形成为一个整体。这就意味着内蒙皮和外蒙皮不是被结合至内芯或以其他方式连接至内芯，而是在内芯的制造步骤期间形成。换句话说，内蒙皮和外蒙皮是由局部经受不同类型处理的相同泡沫材料构成。在该示范性实施例中，有利的是用碳纤维加强泡沫材料以使碳纤维增强有效地通过内芯从外蒙皮延伸至内蒙皮。内芯的材料以及外蒙皮和内蒙皮的材料可以具有不同的硬度。如果内芯材料的硬度沿外蒙皮的方向从座舱侧的区域增大，那将是特别有利的。用这种方式，由于减小了座舱侧区域内的材料硬度，因此可以提高机身片段的稳定性并且能够改善隔热。内芯可以由多层泡沫材料构成以使得能够实现有目的的隔热。因为几乎不会出现不稳定的温度梯度，所以利用泡沫材料的可感知结构能够显著减少机身片段内的冷凝作用。
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在一种变形中，管路由管状元件构成。为了额外降低飞机的重量，在另一种变形中，管路以其壁部由内芯材料构成的方式被集成到内芯中。内蒙皮可以构成座舱的侧壁。侧壁以主体结构的组成部件的形式实现减少了座舱组成部件的数量，以使组装变得更为不复杂。根据本发明方法的一个示范性实施例，在制造内芯期间于内芯中形成管路。根据另一个示范性实施例，在制成内芯之后再于内芯中形成管路。在此情况下，管路在制造内芯期间被分别以合适的填料代替或替换。在制成内芯之后再从内芯中取出填料，以使内芯材料自身构成管路的壁。填料可以例如由蜡基管状体构成，其在制成内芯之后的适当处理期间液化并流出内芯以使得以相应地成形的中空空间的形式的管路在内芯中形成。根据本发明的另一种方法，在从模具中取出机身片段之后，内蒙皮、外蒙皮和内芯就已经具有带所需的材料性质和材料结构的最终结构。但是，也可以在从模具中取出机身片段之后进行的步骤中使泡沫材料并且具体地使内蒙皮和外蒙皮具有所需的材料性质例如符合要求的硬度。可行的是，例如在紫外光下进行处理。塑料基材料以及金属基材料可以被认为是合适的泡沫材料。类似地，内蒙皮和外蒙皮的材料并不局限于碳纤维增强塑料材料，而是也可以由其他的纤维增强复合材料例如玻璃纤维增强材料(GFR材料)、塑料-金属合金或纯金属合金构成。进一步可行的是，内蒙皮和外蒙皮由不同的材料构成。管路并不仅仅局限于上述示例，而是也可以被用于飞机内安装的所有系统。其他的示例有用于空中补给系统电源的电缆、用于飞行控制的信号线和水管等。用于门或窗的开口可以在制造机身隔间期间建立或者也可以随后在机身隔间内形成。机身片段的轴向长度及其周长可以改变。可行的是以大体上在飞机整个长度上延伸的壳体元件的形式来实现机身片段。类似地可行的是以能够通过横向对接接头(十字对接接头)连接为飞机机身的筒形元件的形式来实现机身片段。本发明其他的有利示范性实施例构成了从属权利要求的目的。以下参照示意性附图更加详细地介绍本发明的优选示范性实施例。唯一的附
图1示出了穿过飞机机身的本发明的机身片段2的截面。机身片段2以夹层结构的弧形壳体元件的形式完成，具有内蒙皮4和外蒙皮6，其间设有内芯8。机身片段2以及其他未示出的本发明的机身片段在其窄侧区域10，12内被组装为筒形的机身。内蒙皮4构成了飞机座舱的侧壁。外蒙皮6用作飞机机身的公共外表面并且保护内芯8免受环境影响。内蒙皮4和外蒙皮6由碳纤维增强材料(CFR材料)构成并且被连接至内芯8。内蒙皮4和外蒙皮的材料与内芯8的材料相比具有更高的硬度。内芯8由泡沫材料构成并且特征为径向内层14和径向外层16。径向内层14的硬度低于径向外层16的硬度，目的是为了改善隔热。用于系统安装设备例如载流电缆束、携带数据信号的电缆束或空调风道的管路 20，22被集成到内芯8中。只有两条管路20，22在图1中由附图标记标出并且代表了所有其他的管路。管路20，22以内芯8中加工出的管状元件M，26的形式实现。关于它们在内芯8中的位置以及它们的内径，它们与它们各自的功能相匹配。用于容纳携带数据信号的电缆束的管路20与构成空调风道的管路20相比通常具有更小的内径。内蒙皮4、外蒙皮6和内芯8的硬度被选择为使得制造飞机机身不再需要任何桁条和框架或其他类型的纵向和周向加强件。在本发明的方法中，用于管路20，22的管状元件24，26被设置在用于模制内芯8 的模具内。随后，为了制得内芯8而用合适的塑料基原料装满模具。然后以成形泡沫状内芯8的方式来激活模具。内蒙皮4和外蒙皮6是以常规方式制成。在内芯8、内蒙皮4和外蒙皮6制成后，它们被对应地彼此连接。本发明公开了一种飞机机身的机身片段2，具有通过内芯8彼此间隔开的外蒙皮6 和内蒙皮4，其中用于系统安装设备的管路20，22被集成到内芯8中，还公开了一种用于制造这样的机身片段2的方法。附图标记列表
2机身片段4内蒙皮6夕卜蒙皮8内芯10窄侧12窄侧14径向内层16径向外层20管路22管路24管状元件26管状元件
权利要求
1.一种飞机机身的机身片段0)，具有覆盖内芯(8)的外蒙皮(6)和座舱侧的内蒙皮 G)，其特征在于用于系统安装设备的管路(20，22)被集成到内芯(8)中。
2.如权利要求1所述的机身片段，其中内蒙皮(4)和外蒙皮(6)被独立于内芯(8)地实现。
3.如权利要求1所述的机身片段，其中机身片段(2)被实现为一个整体。
4.如权利要求3所述的机身片段，其中内芯(8)的材料硬度从内蒙皮侧的区域沿外蒙皮(6)的方向增大。
5.如权利要求2，3或4所述的机身片段，其中内芯(8)由多层泡沫材料构成。
6.如以上权利要求中的任意一项所述的机身片段，其中管路00，22)由管状元件 (24, 26)构成。
7.如以上权利要求中的任意一项所述的机身片段，其中管路00，22)以它们的壁由内芯材料构成的方式被集成到内芯中。
8.如以上权利要求中的任意一项所述的机身片段，其中内蒙皮(4)构成了座舱的侧壁。
9.一种用于制造如以上权利要求中的任意一项所述的机身片段的方法，其中在制造内芯(8)期间或者在制成内芯(8)之后于内芯中形成管路00，22)。
全文摘要
本发明公开了一种飞机机身的机身片段(2)，具有通过内芯(8)彼此间隔开的外蒙皮(6)和内蒙皮(4)，其中用于系统安装设备的管路(20,22)被集成到内芯(8)中，还公开了一种用于制造这样的机身片段(2)的方法。
文档编号B64C1/40GK102448816SQ201080023949
公开日2012年5月9日 申请日期2010年3月30日 优先权日2009年4月1日
发明者A. 格利希 R. 申请人:空中客车德国运营有限责任公司