用于翼尖装置的保护性罩面层的制作方法
【专利摘要】本发明名称为用于翼尖装置的保护性罩面层。本公开提供了用于机翼的保护性罩面层的系统、方法和设备。在一个或多个实施方式中，公开的方法包括提供外皮，并且将外皮施加到机翼表面。在一个或多个实施方式中，外皮从机翼前缘向机翼后缘包住机翼表面。在至少一个实施方式中，外皮覆盖机翼弦长的约50％到约70％。在一些实施方式中，外皮由至少一种聚合物制造，比如聚氨酯和/或含氟聚合物。在一个或多个实施方式中，机翼是小翼、倾斜翼尖和/或翼板。
【专利说明】用于翼尖装置的保护性罩面层
【技术领域】
[0001]本公开涉及翼尖装置。具体地，其涉及用于翼尖装置的保护性罩面层。
【背景技术】
[0002]航空器的机翼前缘和鼻锥易受到由碎片和/或风化引起的腐蚀的影响。因此，目前在工业上，保护性模或腐蚀帽用于保护机翼的前缘和鼻锥免受腐蚀。例如，已知的聚氨酯保护条带已经用在机翼前缘上，从而保护它们免受腐蚀。然而，这是扁平条带，并且其不具有专用于机翼的轮廓形状。至少一种已知的航空器包括具有保护性膜的小翼，该保护性膜覆盖在小翼前缘上。已知的腐蚀帽包括机械地紧固至机翼前缘的轮廓金属板。这些腐蚀帽向后延伸覆盖弦长的大约百分之十(10%)。因此，腐蚀帽的机械紧固件和后边缘干扰层流。此类保护性覆盖物和腐蚀帽被制造成仅向后延伸覆盖弦长的大约10 %以节省重量和成本。
[0003]此外，横跨小翼或其它机翼的层流还被在小翼上由涂料层形成的步骤(例如，通过施加多个单色涂料层完成小翼上的喷涂(painting)，并且步骤在相继的涂料层之间形成)干扰。由保护性覆盖物或腐蚀帽的后边缘和/或由涂料步骤引起的干扰层流增加了横跨机翼的阻力并且降低了燃料效率。
[0004]因此，需要用于翼尖装置的改进的保护性罩面层。
【发明内容】
[0005]本公开涉及用于机翼的保护性罩面层的方法、系统和设备。用于机翼的保护性罩面层的公开的方法包括提供外皮(sheath)。该方法还包括将外皮施加到机翼表面。在一个或多个实施方式中，该外皮从机翼前缘向机翼后缘包住机翼表面。在至少一个实施方式中，该外皮覆盖机翼弦长的约50%到约70%。
[0006]在一个或多个实施方式中，外皮由至少一种聚合物制造。在至少一个实施方式中，至少一种聚合物是聚氨酯和/或含氟聚合物。在一些实施方式中，外皮是由3M?公司制造的聚氨酯保护条带制造的。
[0007]在至少一个实施方式中，机翼是小翼、倾斜翼尖和/或翼板(wing)。在一个或多个实施方式中，机翼被制造成具有硬壳式碳纤维构造。
[0008]在一个或多个实施方式中，该方法还包括在外皮的至少一侧上印制图像。在至少一个实施方式中，该图像是定制的涂装(livery),如航空公司商标。
[0009]在至少一个实施方式中，通过将外皮的粘合表面粘合到机翼表面实现将外皮施加到机翼表面。在一些实施方式中，制造外皮轮廓对应于机翼形状。
[0010]在一个或多个实施方式中，用于机翼的保护性罩面层的系统包括机翼和外皮。在至少一个实施方式中，夕卜皮被施加到机翼表面。在一个或多个实施方式中，该外皮从机翼前缘向机翼后缘包住机翼表面。在一些实施方式中，该外皮覆盖机翼弦长的约50%到约70%。
[0011]在至少一个实施方式中，在外皮的至少一侧上印制图像。在一些实施方式中，通过将外皮的粘合表面粘合到机翼表面，将外皮施加到机翼表面。
[0012]在一个或多个实施方式中，用于机翼的设备包括外皮，其中外皮的形状的轮廓对应于机翼的形状。在至少一个实施方式中，外皮的尺寸是这样的，使得当外皮从机翼前缘向机翼后缘包住机翼表面时,外皮覆盖机翼弦长的约50%到约70%。
[0013]特征、功能和优点可在本发明的各个实施方式中独立地实现，或也可在其它实施方式中组合。
【专利附图】
【附图说明】
[0014]通过参照以下描述、所附权利要求和附图，将更好地理解本公开的这些和其它特征、方面和优点，其中:
[0015]图1是用于机翼保护的示例性的当前、常规的设计的图示。
[0016]图2是根据本公开的至少一个实施方式的用于机翼的保护性罩面层的公开的系统的图示。
[0017]图3是根据本公开的至少一个实施方式的图2的下部小翼的横截面视图。
【具体实施方式】
[0018]本文所公开的方法和设备提供了用于翼尖装置的保护性罩面层的操作系统。具体地，该系统采用机翼外皮，该机翼外皮包住机翼前缘，并且从前缘向后延伸到后缘，从而覆盖机翼弦长的约百分之五十(50% )到约百分之七十(70% )。因此，外皮的后边缘被设置在机翼上方的流动分开处的下游。相比之下，如以上在【背景技术】部分所提及的，当前常规的前缘保护仅延伸了机翼弦长的约10%，使得前缘保护的后边缘对横跨机翼的层流造成干扰。
[0019]用于翼尖装置的前缘腐蚀防护和定制涂装(如，航空公司商标)防护的当前现有设计方案由附接到翼尖装置前缘的不连续金属板构成，其中将定制涂装直接喷涂在扭矩盒和后缘结构上。这种构造导致这样的结构配置，即部件数目越高(即，其需要多个细节部件和机械紧固件)、组装时间越高(即，由于高部件数目)、以及完成组装所需的工具安装量越高。这些设计方案最显著的缺点是横跨翼尖装置的自然层流的限制，这是由于组装部件内的接头以及用于定制涂装的喷涂步骤而出现的。
[0020]公开的系统提供了保护翼尖装置的前缘的手段，同时由于消除了机翼结构内的不连续附接的腐蚀帽和对应的顺流接头而增加了翼尖机翼的自然层流。公开的系统将提供将要保护翼尖装置(例如，小翼和/或倾斜翼尖)的前缘的保护性罩面层系统，其在一些实施方式中是硬壳式碳纤维构造。此外，公开的系统将消除由于多色独特的涂装而导致的当前需要的多次喷涂步骤(即，每种颜色一次喷涂步骤)，从而提供平滑表面以能够实现横跨机翼平面形状涂装的自然层流。
[0021]具体地，本公开的系统利用聚氨酯条带(一个或多个)(即，由至少一个聚氨酯条带的薄片制成的保护罩(boot))用于腐蚀防护和翼尖装置上的定制涂装的防护。将定制涂装数字地印制在背面有粘合剂的含氟聚合物膜上，该含氟聚合物膜覆盖翼尖装置的内部和/或外部平台表面。印制的涂装被配有聚合物的保护罩包住，该保护罩从翼尖装置的上部后缘跨越到下部后缘。该保护性罩面层系统将保护例如碳硬壳式机翼的前缘免受前缘腐蚀，以及由于消除了机翼的翼展方向的拼接能够实现更自然的层流。
[0022]如之前所提及，公开的系统提供了增加横跨诸如小翼的机翼的层流的保护性涂层，并且为前缘提供了腐蚀防护。更具体地，提出的机翼外皮包括对应于多表面小翼的前缘形状的轮廓膜。该膜具有平滑的罩面层，以有利于前缘上方的层流。进一步，外皮从前缘向后缘向后延伸，从而覆盖小翼机翼的弦长的约50%到约70% (在一些实施方式中，优选覆盖约2/3)。与已知膜覆盖物和腐蚀帽相比，虽然外皮包括更多的材料(B卩，从而导致增加的重量和成本)，但是提出的外皮的后边缘被设置在小翼上方的流动分开的点的下游。因此，外皮不干扰小翼上方的层流。此外，提出的外皮覆盖机翼上的涂料，以保护涂料不与小翼上方的流动接触。因此，小翼涂装涂料中的步骤并不影响小翼上方的流动。外皮可以由聚氨酯、含氟聚合物或其它合适的聚合物形成。
[0023]在下面的描述中，阐述了许多细节，以便提供该系统的更详尽的描述。然而，对本领域技术人员显而易见的是，公开的系统可以不使用这些具体细节进行实践。在其它情况下，未详细描述已经众所周知的特征，以免不必要地使该系统模糊。
[0024]图1是用于机翼保护的示例性的当前的常规设计100的图示。在该图中，描绘了航空器(未示出)主翼120上的小翼110。小翼110可由各种不同的材料制造，包括但不限于碳纤维和/或铝(Al)。小翼110具有前缘130和后缘140。此外，示出小翼110具有三个区段:第一区段150、第二区段160以及第三区段170。另外，将定制涂装180 (例如，航空公司商标)直接印制在小翼110的表面上。
[0025]如该图中所示，小翼110的前缘130覆盖有铆接至小翼110的金属薄条195。该金属薄条195用于保护小翼110免受由碎片和/或风化引起的腐蚀。对于该设计，金属条195仅覆盖小翼110的弦长190的约百分之十(10% )，因而，对横跨小翼110的层流造成干扰。
[0026]另外，应当注意的是，由于将定制涂装180直接印制在小翼110的表面上，所以喷涂不同颜色的定制涂装180所需的多个涂料层(每个颜色需要一个涂料层)也对横跨小翼110的层流造成干扰。此外，应当注意的是，由于用于将金属薄条195附接到小翼110的铆钉与小翼110的表面未完全齐平，所以铆钉也促使了对横跨小翼110的层流的干扰。
[0027]图2是根据本公开的至少一个实施方式的用于机翼的保护性罩面层的公开的系统200的图示。在该图中，示出航空器(未示出)的主翼210具有两个小翼:上部小翼220和下部小翼230。为了理解该图中航空器(未示出)的取向，箭头240指向航空器机头的位置，并且箭头250指向航空器尾部位置。
[0028]虽然应当理解的是系统200可用于任何合适的机翼，如小翼、倾斜翼尖、和/或翼板，但在该图中，图解公开的系统200将用于下部小翼230。然而，应该指出的是，在各种实施方式中，小翼220、230 二者或仅一个小翼220、230 (尤其对于仅采用一个小翼的主翼的情况)可采用本公开的系统200。
[0029]示出采用了公开的系统200的下部小翼230具有前缘260和后缘270。下部小翼230还具有前梁280、中梁285和后梁290。对于公开的系统200，将外皮295施加到下部小翼230的表面。施加外皮295，使得外皮295从下部小翼230的前缘260向下部小翼230的后缘270包住下部小翼230的表面，并且使得外皮295覆盖下部小翼230的弦长297的约50%到约70%。优选地，外皮295覆盖下部小翼230的弦长297的约2/3。
[0030]外皮295可由至少一种聚合物制造，如聚氨酯和/或含氟聚合物。在一些实施方式中，由3M?公司制造的聚氨酯保护条带(如，至少一大片条带)被用于外皮295。此外，制造外皮295使得其轮廓对应于下部小翼230的形状。
[0031]在一个或多个实施方式中，制造外皮295的一侧以具有粘合剂。对于这些实施方式，外皮295的粘合侧被放置以便与下部小翼230的表面接触，使得外皮295粘合到下部小翼230的表面。
[0032]在一些实施方式中，外皮295是显著透明的。对于这些实施方式，定制涂装可被印制在与下部小翼230的表面接触的外皮295侧上，使得在外皮295相对侧上完全显示定制涂装。由于定制涂装被印制在外皮295的下面而不是外皮295的外侧，所以由外皮295覆盖定制涂装的涂料层，并且因此，涂料层将不对横跨下部小翼230的层流造成干扰。
[0033]应当注意的是，在其它实施方式中，定制涂装可被直接喷涂在下部小翼230的表面上，并且然后外皮295可被放置在下部小翼230的表面的顶部上，从而允许定制涂装的涂料透过显著透明的外皮295显示。由于定制涂装被印制在下部小翼230上一下部小翼230被外皮295覆盖——所以定制涂装的涂料层被外皮295覆盖，并且因此涂料层将不会对横跨下部小翼230的层流造成干扰。
[0034]图3是根据本公开的至少一个实施方式的图2的下部小翼230的横截面视图。在该图中，示出下部小翼230具有前缘260和后缘270。下部小翼230的弦297从前缘260伸长至后缘270。此外，示出下部小翼包含四个单元:第一单元310、第二单元320、第三单元330和第四单元340。
[0035]在该图中，示出将外皮295施加到下部小翼230的表面，使得外皮295从下部小翼230的前缘260向下部小翼230的后缘270包住下部小翼230的表面，并且使得外皮295覆盖下部小翼230的弦长297的约50%到约70%。
[0036]虽然本文已经公开了某些例证性实施方式和方法，但对于本领域技术人员显而易见的是，由上述公开在不偏离公开的技术的真实精神和范围的情况下，可对此类实施方式和方法做出变化和修改。还存在公开的技术的许多其它实例，其中每个实例仅在细节上不同。因此，期望的是公开的技术应仅由所附权利要求和规则以及适用法律的原则所要求的范围限定。
[0037]进一步，本公开包括根据以下条款的实施方式:
[0038]条款1.一种用于机翼的保护性罩面层的方法，该方法包括:
[0039]通过从机翼前缘向机翼后缘使外皮包住机翼表面，将外皮施加到机翼表面，并且
[0040]其中外皮覆盖机翼弦长的约50%到约70%。
[0041]条款2.根据条款I所述的方法，其中该方法还包括由至少一种聚合物制造外皮。
[0042]条款3.根据条款I所述的方法，其中该方法还包括由聚氨酯保护条带制造外皮。
[0043]条款4.根据条款I所述的方法，其中该方法还包括制造机翼以具有硬壳式碳纤维构造。
[0044]条款5.根据条款I所述的方法，其中该方法还包括在外皮的至少一侧上印制图像。
[0045]条款6.根据条款I所述的方法，其中通过将外皮的粘合表面粘合到机翼表面实现将外皮施加到机翼表面。
[0046]条款7.根据条款I所述的方法，其中该方法还包将外皮的轮廓制造成对应于机翼的形状。
[0047]条款8.—种用于机翼的保护性罩面层的系统，该系统包括:
[0048]机翼；以及
[0049]施加到机翼表面的外皮，
[0050]其中外皮从机翼前缘向机翼后缘包住机翼表面，以及
[0051]其中外皮覆盖机翼弦长的约50%到约70%。
[0052]条款9.根据条款8所述的系统，其中外皮由至少一种聚合物制造。
[0053]条款10.根据条款9所述的系统，其中至少一种聚合物是聚氨酯和含氟聚合物中的至少一个。
[0054]条款11.根据条款8所述的系统，其中外皮由聚氨酯保护条带制造。
[0055]条款12.根据条款8所述的系统，其中机翼是小翼、倾斜翼尖和翼板中的一种。
[0056]条款13.根据条款8所述的系统，其中制造机翼以具有硬壳式碳纤维构造。
[0057]条款14.根据条款8所述的系统，其中将图像印制在外皮的至少一侧上。
[0058]条款15.根据条款8所述的系统，其中通过将外皮的粘合表面粘合到机翼表面将外皮施加到机翼表面。
[0059]条款16.根据条款8所述的系统，其中将外皮的轮廓制造成对应于机翼的形状。
[0060]条款17.—种用于机翼的设备,该设备包括:
[0061 ] 外皮，其中外皮形状的轮廓对应于机翼的形状，并且
[0062]其中当从机翼前缘向机翼后缘使外皮包住机翼表面时，该外皮的尺寸使得外皮覆盖机翼弦长的约50%到约70%。
[0063]条款18.根据条款17所述的设备，其中外皮由至少一种聚合物制造。
[0064]条款19.根据条款18所述的设备，其中至少一种聚合物是聚氨酯和含氟聚合物中的至少一个。
[0065]条款20.根据条款17所述的设备，其中外皮由聚氨酯保护条带制造。
【权利要求】
1.一种用于机翼的保护性罩面层的方法，所述方法包括: 通过从所述机翼的前缘(260)向所述机翼的后缘(270)使外皮包住所述机翼的表面，将所述外皮(295)施加到所述机翼的表面，并且 其中所述外皮覆盖所述机翼的弦长(297)的约50%到约70%。
2.根据权利要求1所述的方法，还包括由聚氨酯保护条带制造所述外皮(295)。
3.根据权利要求1所述的方法，还包括在所述外皮(295)的至少一侧上印制图像。
4.根据权利要求1所述的方法，其中将所述外皮(295)施加到所述机翼的表面包括将所述外皮的粘合表面粘合到所述机翼的表面。
5.根据权利要求1所述的方法，还包括将所述外皮(295)的轮廓制造成对应于所述机翼的形状。
6.一种用于机翼的保护性罩面层的系统(200)，所述系统包括: 施加到所述机翼的表面的外皮(295), 其中所述外皮从所述机翼的前缘(260)向所述机翼的后缘(270)包住所述机翼的表面，并且 其中所述外皮覆盖所述机翼的弦长(297)的约50%到约70%。
7.根据权利要求6所述的系统(200)，其中所述外皮(295)包括至少一种聚合物，比如聚氨酯和含氟聚合物中的至少一种。
8.根据权利要求6所述的系统(200)，其中所述机翼是小翼(220，230)、倾斜翼尖和翼板中的一个。
9.根据权利要求6所述的系统(200)，其中所述机翼具有硬壳式碳纤维构造。
10.根据权利要求6所述的系统(200)，其中所述外皮(295)的轮廓对应于所述机翼的形状。
【文档编号】B64C1/26GK104129496SQ201410184102
【公开日】2014年11月5日 申请日期:2014年5月4日 优先权日:2013年5月3日
【发明者】D·D·小坎贝尔 申请人:波音公司