接头的制作方法
【专利摘要】一种接头，包括第一肋部件和第二肋部件，第一肋具有抵接表面和与该抵接表面相邻地设置的多个突耳，而第二肋具有抵接表面和与该抵接表面相邻地设置的多个突耳，其中，相应肋的抵接表面利用张力接头而抵接且被接合，并且，突耳通过下述方式而被销接以形成销接式突耳接头，该方式为：对准多个突耳中的相应孔使得第一肋的突耳与第二肋的突耳交错并且使一个或更多个销穿过对准的突耳孔。该接头可用于将翼尖装置附接至飞行器机翼的外侧端部。
【专利说明】接头
【技术领域】
[0001]本发明涉及一种在肋部件之间的接头。具体地，但是非排他地，肋是飞行器部件。在优选实施形式中，接头用来将翼尖装置附接至飞行器机翼的外侧端部。
【背景技术】
[0002]张力接头通常包括两个或更多个抵接部件，所述两个或更多个抵接部件利用一个或更多个张力装配件而被接合。张力装配件例如可以是螺母及螺栓组合。
[0003]飞行器机翼通常包括翼盒结构，该翼盒结构包括:前翼梁和后翼梁；在翼梁之间延伸的多个肋；以及在翼梁之间各自延伸的上机翼盖和下机翼盖。
[0004]翼尖装置是一种可以附接至机翼的外侧端部以减小机翼上的诱导阻力的装置。在例如飞行器机翼的情况下，这能够引起改进的燃料效率和减小的碳排放。例如包括小翼、翼尖栅栏以及斜翼尖的若干不同类型的翼尖装置是已知的。
[0005]飞行器机翼的外侧端部与翼尖装置的内侧端部之间的附接传统上使用张力型接头而做出。张力接头例如可以包括一排或更多排张力螺栓，每排沿基本上弦向方向延伸。
[0006]随着翼尖装置技术改进，能够由翼尖装置有益地产生并且需要被转移到机翼中的空气动力载荷也已经增大。然而，在机翼的外侧端部处可供附接翼尖装置的区域仍然相对较小，这在成功地分配这些较高载荷方面带来了困难。另外，翼尖装置的重量会因相关的较高载荷而增大，这在机翼的组装期间并且在维护期间——如果翼尖装置需要被移除——处理翼尖装置方面带来了困难。
【发明内容】
[0007]本发明的第一方面提供了一种接头，该接头包括第一肋部件和第二肋部件，该第一肋具有抵接表面和与该抵接表面相邻地设置的多个突耳，而该第二肋具有抵接表面和与该抵接表面相邻地设置的多个突耳，其中，各肋的抵接表面利用张力接头而抵接且被接合，并且，突耳通过下述方式而被销接以形成销接式突耳接头，该方式为:对准多个突耳中的相应孔使得第一肋的突耳与第二肋的突耳交错并且使一个或更多个销穿过对准的突耳孔。
[0008]本发明是有利的，因为张力接头与销接式突耳接头的组合使复杂载荷和扭矩能够穿越接头有效转移。特别地，本发明在下述方面是有利的:接头针对重量和/或包装限制条件而被优化。
[0009]各肋的突耳优选地突出超出各类的相应抵接表面。
[0010]张力接头可以包括多个张力螺栓。螺母可以与每个张力螺栓相关联。特别地，螺母可以是筒螺母。
[0011]销接式突耳接头可以在接头的每侧包括两组或更多组突耳。突耳组可以以大于每组内的突耳间距的距离被间隔开。销中之一可以与突耳组中的每组相关联。
[0012]该销或每个销可以包括螺母。该螺母可以用于将销保持在销接式突耳接头内。
[0013]销接式突耳接头可以进一步包括与该销或每个销相关联的销保持装置。[0014]第一肋部件和第二肋部件中的每个肋部件可以一体地形成。例如，每个肋可以是机加工的金属部件，或可以是共同固化的纤维增强复合部件。
[0015]肋可以在张力接头的抵接表面与销接式突耳接头之间限定用于接纳一个或更多个系统的空间。所述系统可以基本上平行于肋的纵向轴线的平面而延伸。
[0016]在一个实施方式中，肋是飞行器部件。
[0017]本发明的第二方面提供了 一种包括翼盒结构的飞行器机翼，该翼盒结构包括前翼梁和后翼梁、在翼梁之间延伸的多个肋、以及在翼梁之间各自延伸的上机翼盖和下机翼盖，并且机翼还包括附接至机翼的外侧端部的翼尖装置，其中，该翼尖装置通过根据本发明的第一方面的接头而接合至机翼，在该接头中，第一肋为机翼的外侧肋并且第二肋为翼尖装置的内侧肋。
[0018]翼尖装置可以包括上盖和下盖，并且机翼和翼尖装置的上盖和下盖的外表面可以跨越接头而基本上平齐。
[0019]翼尖装置可以包括大体上呈平面的小翼和布置在机翼与小翼之间的弯曲的过渡区域。该过渡区域可以具有局部两面角沿外侧方向增大的曲率。两面角可以在翼尖装置的内侧端部处从低度或甚至零开始增大。过渡区域中的局部两面角可以沿外侧方向连续增大。
[0020]在接头内，张力接头优选地设置成最靠近上机翼盖并且销接式突耳接头优选地设置成最靠近下机翼盖。
[0021]张力接头可以包括沿弦向方向间隔地布置的多个张力配装螺栓。配装螺栓之一可以以比其他张力配装螺栓更加紧密的公差定位在螺栓孔中。具有紧密的公差的张力配装螺栓可以设置在张力装配件的沿弦向方向的中央部分。该具有紧密的公差的张力配装螺栓可以适于将由翼尖装置在飞行期间所产生的阻力/拖曳载荷转移到机翼中。
【专利附图】
【附图说明】
[0022]现在将参照附图对本发明的实施方式进行描述，在附图中:
[0023]图1示出了具有根据现有技术的附接至机翼的外侧端部的翼尖栅栏的飞行器翼盒;
[0024]图2示出了用来将现有技术翼尖栅栏附接至如图1中所示出的机翼的外侧端部的张力接头的局部截面图；
[0025]图3示出了根据本发明的实施方式的附接至机翼的外侧端部、包括小翼的可替代的翼尖装置；
[0026]图4示出了用于将图3中所示出的翼尖装置附接至机翼的外侧端部的组合的张力接头和销接式突耳接头的局部截面图；
[0027]图5示出了位于机翼的外侧端部处的翼盒肋的剖解图，该翼盒肋形成图4中示出的组合接头的一部分；
[0028]图6示出了图5中所示出的翼盒肋的端视图；
[0029]图7示出了图4的细节A ;
[0030]图8示出了位于接头的机翼侧的安装有销的突耳的局部端视图；
[0031]图9a详细地示出了用于保持图8中所示出的销的一个端部的保持装置；而图9b详细地示出了用于保持图8中所示出的销的另一端部的保持装置；以及
[0032]图10示出了机翼的外侧端部，其中翼尖装置被移除以便揭示出在上张力接头与下销接式突耳接头之间弦向地横越的系统流。
【具体实施方式】[0033]图1示出了具有常规翼盒结构的现有技术飞行器机翼1，该常规翼盒结构包括:前翼梁2 ;后翼梁3 ;多个肋4，所述多个肋4沿弦向方向延伸并且附接至前翼梁2和后翼梁3 ；以及上机翼盖5和下机翼盖6，所述上机翼盖5和下机翼盖6附接至前翼梁2和后翼梁3并且附接至肋4。
[0034]在机翼I的外侧端部处，机翼I附接至翼尖装置7，该翼尖装置7用来减小机翼上的诱导阻力，从而引起改进的燃料效率和减小的碳排放。在图1中所示出的翼尖装置7是被称为“翼尖栅栏”的类型。翼尖栅栏7包括翼尖部分8和尖端栅栏9，该翼尖栅栏7大体上包括在机翼上方和下方延伸的基本上呈平面的端板。
[0035]翼尖装置7通过张力接头附接至机翼I的外侧端部(在图1中被圈出)。张力接头详细地示出在图2中。机翼I的外侧端部包括在上机翼盖5与下机翼盖6之间延伸的外侧翼肋4a。外侧翼肋4a具有大致C形的横截面。
[0036]翼尖装置7的翼尖部分8包括上尖端装置盖10和下尖端装置盖11。翼尖部分8还包括多个肋12并且内侧肋12a示出在图2中。内侧肋12a具有大致C形的横截面并且布置成与外侧翼肋4a背对背。换言之，肋4a和肋12a各自具有带有相对地面向的上凸缘和下凸缘的基本上竖直的腹板。
[0037]上机翼盖5和上翼尖装置盖10布置成使得其外部空气动力学表面跨越接头地基本上平齐。类似地，下机翼盖6和下机翼尖端盖11布置成使得其外部空气动力学表面放置成跨越接头地基本上平齐。对接带13、14用来连接上盖5、10和下盖6、11的内表面。对接带13,14紧固至盖5、10和盖6、11。
[0038]机翼I与翼尖装置7之间的接头为张力接头，该张力接头包括在翼肋4a上的第
--体地形成的肋装配件15和在内侧翼尖肋12a上的第二一体地形成的肋装配件16。装
配件15和装配件16通过包括螺栓17和相应的螺母18的多个张力装配件而接合。张力装配件沿着肋4a、肋12a大致弦向地隔开以形成接头。
[0039]现在转到图3，图中示出了已改进的翼尖装置19，该翼尖装置19当与图1中所示出的翼尖装置7相比时已被开发成提供增强的空气动力性能。翼尖装置19意在附接至机翼1’，该机翼I’与机翼I基本上相同，仅在机翼的外侧端部做了微小修改。翼尖装置19基本上如W02008/061739A中所描述的，W02008/061739A的内容通过参引并入本文中。翼尖装置19通过组合接头20附接至机翼I’的外侧端部，将在下面对此进行详细地描述。
[0040]翼尖装置19大致包括基本上呈平面的小翼21和在接头20与小翼21之间延伸的过渡区域22。过渡区域22具有局部两面角的曲率，该两面角在接头20处或接头20附近从低角度或近似为零的角度增大并且沿外侧方向增大。小翼21从过渡区域22向上延伸并且相对于竖直平面倾斜。在一个示例中，翼尖装置19高大约2.5m并且重大约120kg。
[0041]与如图1所示的翼尖栅栏装置7相比，示出在图3中的翼尖装置19更高、更重并且产生明显更高的弯曲和横摆力矩，该明显更高的弯曲和横摆力矩必须通过接头20有效地转移到机翼I’中。
[0042]分析表明，图2中所示出的张力型接头不能在可供附接翼尖装置19的机翼I’的外侧端部处可获得相对较小区域(小于0.1m2)上所需的剪切载荷的同时转移更高的弯曲和横摆力矩。
[0043]图4示出了包括张力接头和销接的/销接式突耳接头的组合接头20的局部截面图。机翼I’包括与图2中所示的相同的上机翼盖5和下机翼盖6，但特征是用修改的外侧翼肋4b代替肋4a。在接头20的翼尖装置那一侧，翼尖装置19包括上盖23、下盖24和内侧翼尖装置肋25。外侧翼肋4b和内侧翼尖装置肋25具有大致C形的截面并且布置成背对背。组合接头20包括外侧翼肋4b、内侧翼尖装置肋25、上张力装配件27和下销接式突耳接头27。
[0044]张力接头26包括外侧翼肋4b的第一抵接表面28、内侧翼尖装置肋25的第二抵接表面29以及多个张力装配件30。张力装配件30各自包括张力螺栓31和筒螺母32。如图5和图6最佳地示出的，张力接头包括布置成跨越接头26/在接头26上大致弦向地隔开的八个张力装配件。每个张力螺栓31设置在形成在肋4b和肋25中的通孔33内。将筒螺母32拧紧至预定的扭矩在螺栓31中产生了期望的预定张力，以便迫使相应的肋4b和肋25的抵接表面28和抵接表面29进入抵接。
[0045]通过将张力接头26定位成最靠近上机翼盖5，在‘向上弯曲’的情况下(在图4中通过逆时针移动箭头B指示)，组合接头20依赖于肋4b的抵接表面28与肋25的抵接表面29之间的抵接。由于接头的张力部分设置成较靠近上机翼盖5，因此自接头中央的增大的力矩臂作用而减小在抵接表面28和抵接表面29的界面处的端部载荷。这有助于确保载荷从翼尖装置19到机翼I’中的有效转移。
[0046]位于接头的中央部分的张力装配件中的一个张力装配件34(如在弦向方向上所观察到的)比张力装配件30中的其他张力装配件具有更紧密的公差。换言之，张力装配件34处的张力螺栓31在通孔33中的公差比其他张力装配件处的公差是更紧密的公差。这是为了确保从翼尖装置19转移到机翼I中的阻力/拖曳载荷通过该一个张力装配件34被承载作为剪切载荷。用于张力装配件34的紧密公差保证了装配件34承载阻力载荷，同时剩余的七个张力装配件30用作故障安全。由于在该装配件上的剪切载荷和张力载荷的组合被减小，因此位于接头的中央部分的张力装配件34已被选择用于该目的。
[0047]现在将参照图4至图9对销接式突耳接头27进行详细地描述。销接式突耳接头27设置成最靠近下机翼盖6、偏移在接头20的竖向中心线下方。销接式突耳接头27包括:在接头的翼宽上的一组向前突耳35和一组向后突耳36 ；以及位于接头的翼尖装置侧的对应的一组向前突耳37和一组向后突耳。在接头27的每侧的成组向前突耳35与向前突耳37相对地面对(内侧/外侧)。接头27内的每个突耳均包括具有衬套39的突耳孔38，其可以被冷冻装配用于改进的疲劳和损坏公差性能。向前销40穿过前突耳35和前突耳37的组中的对准的突耳孔38，并且向后销41穿过向后突耳组的突耳孔38。形成向前销接式突耳接头27和向后销接式突耳接头27的多突耳及销结构中的每个结构均包括六对突耳。销接式突耳接头27在飞行期间将由翼尖装置19所产生的弯曲、横摆和剪切载荷有效地转移到机翼I’中。
[0048]如图8和图9中所示，每个销40、41均被保持，使得销接式突耳接头27的完整性即使在使用期间销40和销41发生断裂的情况下仍被维持。如图9a所示，在销40的一个端部上的筒螺母42通过保持销43来保持，该保持销43具有设置成垂直于销40的轴线且与销40的轴线在同一平面内的销轴线。如图9b所示，销40的头部44由通过肋4b突出的保持销45锁定。
[0049]返回到图4，可以看出，在上张力接头26与下销接式突耳接头27之间背对背的肋4b和肋25限定了空间46，该空间46用来容置在机翼I’的前缘与后缘之间弦向横越的系统流/系统延伸件。图10示出了这些系统流47，所述这些系统流47穿过空间46并且由多个系统支架和电缆束缚件48附接至机翼肋4b。
[0050]虽然在上面所描述的实施方式中本发明已经以用于将翼尖装置附接至飞行器机翼的外侧端部的优选的实施方案而被描述，但是应当理解的是，本发明的接头在飞行器内具有其他应用并且也可以应用到航空业以外。例如，该类型的接头可以用来将飞行器机翼的内侧端部连接至飞行器机身，或例如可以用来将水平或竖直尾翼面连接至机身。组合的受拉及销接式突耳接头也可以用来将机身部段或机翼部段接合在一起。本领域的技术人员将会理解这种类型的组合接头的其他用途。
[0051]也可以对上面实施方式中所描述的接头做出其他变型和改型。例如，在上面实施方式中，张力接头设置在销接式突耳接头上方，但是可以颠倒这两个不同接头类型的相对定位。而且，上述销接的突耳大体上形成为两个不同的多接头及销结构。然而，应当理解的是，不同地，可以使用多于两个或甚至单个多突耳及销结构。销的数目可以相应地变化。
[0052]尽管上面已经参照一个或更多个优选实施方式对本发明进行了描述，但是应当理解的是，在不脱离如在所附权利要求中所限定的本发明的范围的情况下可以做出各种变化或改型。
【权利要求】
1.一种接头，包括第一肋部件以及第二肋部件，所述第一肋具有抵接表面和与所述抵接表面相邻地设置的多个突耳，而所述第二肋具有抵接表面和与所述抵接表面相邻地设置的多个突耳，其中，相应的所述肋的所述抵接表面利用张力接头而抵接且被接合，并且，所述突耳通过下述方式而被销接以形成销接式突耳接头，所述方式是对准所述多个突耳中的相应孔使得所述第一肋的所述突耳与所述第二肋的所述突耳交错并且使一个或更多个销穿过对准的所述突耳的孔。
2.根据权利要求1所述的接头，其中，相应的所述肋的所述突耳突出超出相应的所述肋的相应抵接表面。
3.根据权利要求1或2所述的接头，其中，所述张力接头包括多个张力螺栓。
4.根据权利要求3所述的接头，还包括与每个张力螺栓相关联的螺母。
5.根据任一前述权利要求所述的接头，其中，所述销接式突耳接头在所述接头的每侧包括两组或更多组突耳。
6.根据权利要求5所述的接头，其中，所述突耳组以大于每组内的突耳间距的距离被间隔开。
7.根据权利要求5或6所述的接头，其中，所述销中的一个销与所述突耳组中的每组相关联。
8.根据任一前述权利要求所述的接头，其中，所述销或每个销包括螺母。
9.根据任一前述权利要 求所述的接头，其中，所述销接式突耳接头还包括与所述销或每个销相关联的销保持装置。
10.根据任一前述权利要求所述的接头，其中，所述第一肋部件和所述第二肋部件中的每个肋部件均一体地形成。
11.根据任一前述权利要求所述的接头，其中，所述肋在所述抵接表面与销接的所述突耳之间限定空间以便接纳一个或更多个系统。
12.根据任一前述权利要求所述的接头，其中，所述肋为飞行器部件。
13.—种包括翼盒结构的飞行器机翼，所述翼盒结构包括前翼梁和后翼梁、在所述翼梁之间延伸的多个肋、以及在所述翼梁之间各自延伸的上机翼盖和下机翼盖，并且所述机翼还包括附接至所述机翼的外侧端部的翼尖装置，其中，所述翼尖装置通过根据任一前述权利要求所述的接头而接合至所述机翼，在所述接头中，所述第一肋为所述机翼的外侧肋并且所述第二肋为所述翼尖装置的内侧肋。
14.根据权利要求13所述的飞行器机翼，其中，所述翼尖装置包括上盖和下盖，并且所述机翼和所述翼尖装置的所述上盖和所述下盖的外表面跨越所述接头而基本上平齐。
15.根据权利要求13或14所述的飞行器机翼，其中，所述翼尖装置包括大体上呈平面的小翼以及布置在所述机翼与所述小翼之间的弯曲的过渡区域。
16.根据权利要求15所述的飞行器机翼，其中，所述过渡区域具有沿外侧方向增大的局部两面角的曲率。
17.根据权利要求13至16中任一项所述的飞行器机翼，其中，在所述接头内，所述张力接头设置成最靠近所述上机翼盖，并且所述销接式突耳接头设置成最靠近所述下机翼盖。
18.根据权利要求17所述的飞行器机翼，其中，所述张力接头包括沿弦向方向间隔地布置的多个张力配装螺栓，并且，所述配装螺栓中的一个配装螺栓与其他所述张力配装螺栓相比以更加紧密的公差定位在螺栓孔中。
19.根据权利要求17所述的飞行器机翼，其中，具有紧密公差的所述张力配装螺栓设置于所述张力装配件 的沿弦向方向的中央部分。
【文档编号】B64C23/06GK103547505SQ201280016596
【公开日】2014年1月29日 申请日期:2012年3月22日 优先权日:2011年3月28日
【发明者】罗娜·惠特洛克, 马西莫·德尔廷, 彼得·多尔顿, 乔治·福德, 迈克尔·约翰·希尔, 阿德里安·亨特巴赫, 劳伦斯·布雷兹 申请人:空中客车营运有限公司