飞行器的龙骨梁的制作方法与工艺

本发明涉及一种飞行器的龙骨梁。

背景技术：
图1示出了飞行器的机身10的示意图，机身10具有提供了机身和机翼之间的连接的中心翼盒12以及起落架壳体14。对于说明书的其余部分，纵向方向将被理解为与机身的最大尺寸相对应的方向。横向平面是垂直于纵向方向的平面。飞行器的前部对应于机身的前端，而后部对应于尾部单元。在中心翼盒12和/或起落架壳体14的两侧，机身10包括布置在前部的第一部分16和布置在后部的第二部分18，两个部分16和18通过布置在中心翼盒12下方的龙骨梁20连接。根据图2中所示的一个实施例，龙骨梁20是金属的，并具有大致为矩形的截面，具有通过在各个边角的角板24连接的上板22.1、下板22.2以及两个侧板22.3和22.4。为了实现这种组装，侧板22.3和22.4具有开口26，以允许接近位于梁内的紧固件。事实上，侧板具有开口必然影响梁的强度，这使得有必要增加其截面的尺寸来吸收力。作为选择，梁的元件由复合材料制成。即使这种解决方案使得能够减少机载质量，但是它并没有考虑到构成梁的元件的几何形状来进行优化。根据另一项缺点，形成梁的板的自由边缘，特别是那些设置在下边角区域的边缘，在起落架放出时会暴露于轮胎或轮缘碎片的路径中。对于复合材料的板的情况，板的侧面区域的撞击能够对板的 机械特性产生显著影响。根据另一项缺点，龙骨梁和中心翼盒借助于拼接板连接，这就不允许平行于纵向方向的围绕轴线的任何轻微的变形。中心翼盒和龙骨梁之间的连接刚性导致龙骨梁区域中由机翼的弯曲力所造成的应力增加。

技术实现要素：
本发明的目的是克服现有技术的缺点。根据第一个目的，本发明提出了龙骨梁的一种特殊设计，其允许对机载质量进行优化，并减少损害的风险。为此，本发明的目的在于一种龙骨梁，其特征在于，一方面，所述龙骨梁具有带水平底部和两个实心侧壁(没有开口)的U形主体，另一方面，所述龙骨梁具有以与所述主体相同的方式定向的U形盖，所述U形盖具有在下部的底部和末端向上定向的弯曲边缘，使得每个弯曲边缘包括紧靠并固定至所述U形主体的侧壁的端部的内表面的外表面，以与所述主体一起限定一个封闭部分，所述盖包括进入所述龙骨梁的内部的开口。因此，根据本发明，在龙骨梁的下边角区域中没有自由边缘，这往往会提高面对可能的轮胎或轮缘碎片的梁的强度。此外，通过去除侧壁区域的开口并在盖的区域中形成开口，可能优化梁的尺寸。优选地，所述侧壁为扩口状。根据另一个目的，本发明旨在改善龙骨梁和中心翼盒之间的连接，以便允许平行于纵向方向的围绕轴线的轻微变形。为此，所述龙骨梁包括布置在所述梁两侧的两个锚固点，从而将所述龙骨梁连接至中心翼盒，每个锚固点包括至少一个金属拼接板，所述金属拼接板具有第一部分和第二部分，所述第一部分包括与龙骨梁的主体的侧壁连接的装置，所述第二部分布置在所述梁的外侧，向中心翼盒的下面板提供支撑面，并通过连接装置连接到中心翼盒的下面板，两个部分由适于变形的弯曲区域连接。附图说明其它特征和优点将通过结合附图的如下的描述变得清楚，该描述仅作为示例给出，其中：图1是根据现有技术的机身的示意图；图2是根据现有技术的龙骨梁的透视示意图；图3是根据本发明的龙骨梁的侧视图；图4是根据本发明的没有加强件和拼接板的龙骨梁的示意图；图5是根据本发明的具有加强件和拼接板的龙骨梁的透视图；图6A是沿图3的横向平面AA的剖视图；图6B是沿图3的横向平面BB的剖视图；图7是根据本发明的第一加强件的透视图；图8是根据本发明的第二加强件的透视图；以及图9是中心翼盒和固定到龙骨梁的框架之间的接触区域的详细视图。具体实施方式图3示出了用于连接飞行器的前部结构32和后部结构34的龙骨梁30。龙骨梁30被连接到中心翼盒36。龙骨梁30包括通过拼接板40连接到后部结构34的后端38，以及借助于加强件和拼接板44的组件连接到前部结构32的前端42。龙骨梁30由复合材料制成，以减少机载质量。作为选择，龙骨梁可以是金属的，并通过弯曲、挤压、压力成型、爆炸成型等等来获得。根据本发明，龙骨梁30一方面包括具有水平底部48和两个实心侧壁50，50′的，后面被称为主体的第一U形部分46，另一方面包括被称为盖的第二部分52，其与主体46一起限定一个封闭部分，并包括用于进入龙骨梁30的内部的开口54。例如锚固点、起落架壳体56的门的轴承托架、拼接板等不同元件通过紧固件固定于龙骨梁。“实心”应当理解为侧壁不具有与所述盖相同方式的缺口以允许进入龙骨梁的内部。与现有技术不同，没有通过在侧壁区域上的开口来进入梁的内部，特别是使紧固件易于接近。因而，有可能通过去除侧壁区域上的开口以及在盖52的区域内形成开口来优化梁的尺寸。因此，主体46的侧壁50，50′即可用来工作。有利地，侧壁50，50′为扩口状，侧壁之间的尺寸在远离底部48的方向上增加。因此，主体呈现出槽状横截面。“槽”应当理解为主体具有等腰梯形的横截面，较短的底边布置在下部，上部底边开口。这种配置允许龙骨梁更好地吸收力。根据本发明的另一个优点，底部48和侧壁50、50′一体制成，在连接区域包括圆角形状58。因此，相反于现有技术，在龙骨梁的下边角区域不存在自由边缘，这就提高了面对可能的轮胎或轮缘碎片的梁的强度。根据本发明的另一个特征，U形盖52以与主体46相同的方式定向，即，具有在下部的底部和末端向上定向的弯曲边缘60、60′，使得每个弯曲边缘的外表面紧靠并固定至所述侧壁50、50′的端部的下表面。根据该结构，可从龙骨梁30外部接近用于将主体和盖固定的紧固件的两个端部。有利地，所述侧壁的侧面62、62′分别沿弯曲边缘60、60′的侧面64、64′延伸设置。可以设想不同的实施例来从复合材料获得主体46和盖52。所述盖和主体的形状均允许通过在阳模上模制这样非常简单的实施例来实现。因此，根据一个实施例，首先，纤维层被布置在阳模上。在所有层已放置到位后，连接被称为“垫板”的软模具。根据该方法，主体的两个表面是平滑的，第一个表面接触阳模，另一个表面接触软模具。根据第一种替代方式，可以使用干燥的纤维层来获得干燥的预成型件，进而树脂浸渍，然后进行聚合。根据另一种替代方式，可以使用由热固性树脂预浸渍的纤维层，随后聚合预成型件。根据另一种替代方式，可以使用由热塑性树脂预浸渍的纤维层，随后加固预成型件。优选地，所述梁包括布置在主体46和盖52之间的内部加强件66。每个内部加强件66包括沿横向平面布置的板68，所述板具有连接到主体46的侧壁50、50′的两个边缘。该解决方案能够保证侧壁与龙骨梁的间距并改善龙骨梁的稳定性。根据图7中所示的一个实施例，板68在三个侧面区域内包括相对于板68以90℃弯曲的边缘，第一弯曲边缘70的其中一个表面紧靠并固定至主体46的底部48，第二弯曲边缘72的其中一个表面紧靠并固定至主体的一个侧壁50，第三弯曲边缘72′的其中一个表面紧靠并固定至另一侧壁50′。弯曲边缘70，72，72′通过适当的装置固定到主体46。优选地，板68在其下边角区域包括切口74，以使得能够将弯曲边缘70，72，72′弯曲。有利地，板68在其上边缘区域中包括具有大曲率半径的切口76。这种构造使得能够增加沿梁的纵向轴线的柔性变形的可能性。根据一个实施例，龙骨梁30包括至少一个外部加强件78，其布置在所述梁的所述封闭部分之外，并连接主体的侧壁50和50′。如图8所示，外部加强件78包括U形条带80、第一肋82和第二肋84，U形条带80紧靠并固定至盖52的上表面，第一肋82沿横向平面布置并连接至U形的底部和分支，第二肋84垂直于U形的底部和第一肋82，并与U形的分支等距。根据另一特征，龙骨梁30与中心翼盒36的连接允许平行于纵向方向围绕轴线的轻微变形。根据图3中所示的一个实施例，中心翼盒36包括垂直于纵向方向的前面板88、垂直于纵向方向的后面板90、上面板92和朝向龙骨梁的下面板94。在纵向和垂直平面中，下面板94是弯曲的，并且其前边缘96高于其后边缘98。龙骨梁和中心翼盒之间的连接包括在后边缘98区域内所述龙骨梁的两侧上的两个第一锚固点100、100′，以及在下面板94的中间区域内所述龙骨梁的两侧上的两个第二锚固点102、102′(中间区域与前边缘96和后边缘98大致等距)。锚固点100、100′相对于龙骨梁的纵向中间平面PM对称。因为它们是对称的，仅对锚固点100进行说明。如图6A所示，锚固点100包括至少一个金属拼接板104，金属拼接板104具有第一部分106和第二部分108，第一部分106包括与龙骨梁的主体46的侧壁50连接的装置，第二部分108布置在所述梁的外侧，其向中心翼盒的下面板94提供支撑面，并通过连接装置连接到中心翼盒的下面板94。两个部分106和108由弯曲区域110连接，弯曲区域110适于平行于纵向方向围绕轴线变形，如箭头112示意性所示，以促进机翼的弯曲。拼接板由金属制成，以取得高于复合材料的弹性极限。优选地，锚固点100包括两个拼接板104、104′，所述拼接板在所述第二部分108、108′的区域内彼此紧靠，并且其第一部分106、106′被布置在主体的侧壁50的上部的两侧上，或者主体的侧壁50的上部和盖的弯曲边缘60的两侧上。因此，在第一部分106和106′的区域内，拼接板104、104′包围主体的侧壁50的上部，或者主体的侧壁50的上部和盖的弯曲边缘60。紧固件114被提供来确保龙骨梁30和拼接板104、104′之间的连接。这些紧固件114贯穿拼接板104、104′、横向壁50以及盖的弯曲边缘60。如图6B所示，锚固点102和102′相对于龙骨梁的纵向中间平面PM对称，并以与锚固点100和100′相同的方式设计。在区域内缺乏盖的情况下，锚固点102和102′的拼接板104和104′仅环绕主体的侧壁50或50′。如图6A所示，锚固点100和100′每个都包括一个转角托架116， 中心翼盒的后面板90可以支撑于其上。根据本发明的另一个优点，龙骨梁30包括在锚固点100和100′之间或在102和102′之间的凹部118，这有利于机翼的弯曲。根据本发明的另一个方面，龙骨梁30的前端42通过拼接板44连接到被称为前半月形框架的框架120。根据图9中所示的一个实施例，前半月形框架120包括在中心翼盒的前面板88前方沿横向平面布置的壁122。壁122的上边缘124在朝向中心翼盒定向的表面区域内包括与中心翼盒的前面板88接触的密封接头126。在机翼的弯曲过程中，密封接头126摩擦抵靠粘附于前面板88的外表面的箔片128。