飞行器复合面板组件及其制造方法与流程

本发明涉及用于飞行器的复合面板组件，该复合面板组件特别地在需要密封件的部件之间的接合面处使用以附接部件。

本发明的一个目的是提供一种防止面板颤动并消除了通常面板组件中存在的损坏和噪音的面板组件。

本发明的另一目的是提供一种在不需要使用对重量和空气动力学产生不利后果的附加零件的情况下满足耐久性和可维修性要求的面板组件。

本发明还涉及制造用于飞行器的复合面板组件的方法。

本发明的另一目的是提供一种与复合结构的制造条件兼容的面板组件，以便容易地结合到传统的制造工艺中。

背景技术：

飞行器的复合面板通常借助于密封件组装。一般在陡峭的或垂直的接合面处需要这些密封件。腹部整流罩与机翼之间的接合面是这些陡峭的接合面中的一个示例。

常规地安装在这些接合面上的密封件经常面临损坏和噪音的问题。这是因为这些(从面板到面板的)常规密封件的末端在飞行期间颤动。

图1示出了常规的面板组件，其中，面板12、13的末端明显地被损坏。

由于上述情况对于飞行器而言是不可接受的，因此一些飞行器制造商已经开发了用于组装面板的替代性解决方案。这些解决方案中的一种解决方案是在待组装的面板之间提供胶合密封件。通常，这些密封件的一个末端胶合至面板中的一个面板的表面，并且另一末端附接至另一面板。

图2a示出了为了在两个面板15、16之间进行组装而提供的胶合密封件14的截面图。该图示出了Y型密封件14，该Y型密封件14的一个末端附接至第一面板15，并且相反的末端胶合至第二面板16。第二密封件14填充有胶合剂17。

尽管胶合密封件被广泛地使用，但是它们也存在一些缺点。其中一个主要缺点涉及可维修性。在胶合的解决方案中，维修人员需要擦掉表面处的胶合剂以拆卸面板。这是一项非常艰巨的任务(航空公司必须强制性地进行定期检查)并且损坏结构的风险很高。

图2b示出了图2a中示出的面板16，其中，胶合密封件14已被去除。如图所示，面板16具有必须被清洁的粘合剂17的残余物。

此外，胶合剂很难应用。另外，这不是一个可重现的解决方案(取决于运营商)并且非常耗时。

另外，胶合剂带来的重量的增大不可忽略，该重量可能为约14kg。

此外，即使应用了胶合的解决方案，有一些面板仍然会颤动，进而产生噪音和损坏。为了解决这个问题，额外安装了外板部件以使这些有问题的面板的末端稳定。这些部件在空气动力学(穿过气流的边缘)和可维修性(需要移除部件以拆卸面板中的一个面板)方面具有不利后果。

对于胶合密封件的安装来说，必须注意的是，面板必须配备有密封件，并且在FLA(总装线)中面板必须一个接一个地安装。操作者首先安装面板，然后将密封件胶合至面板表面。然后，操作者将进行另外的操作，包括提升密封件的外唇缘并注射密封剂(胶合剂)以填充密封件唇缘之间的容积(参见图2a)。一旦该容积被填充，则密封剂从末端流出并且必须清洁所有部件。

考虑到操作者难以接近面板组件，应用胶合剂是一项持久的任务，这是因为一旦安装了所有东西，则该应用就必须完成。此外，操作是手动的和脏的，该操作不仅应该在FAL中完成一次以交付飞行器，而且还应该在航空公司的服务中完成。

因此，期望的是，提供了为组装面板提出解决方案的技术手段，该解决方案能够改进常规解决方案的性能、噪音、维修和耐久性。

技术实现要素：

本发明通过提供一种飞行器复合面板组件、一种包括所述复合面板组件的飞行器和一种用于制造飞行器的复合面板组件的方法来克服上述缺点，该飞行器复合面板组件提供了耐久和可靠的组件，该组件确定地阻止了面板在飞行期间颤动，同时简化了面板的安装及维修。

本发明的一个方面涉及一种用于飞行器的复合面板组件，该复合面板组件包括第一面板、第二面板和复合材料制成的前堆叠板层。

第一面板具有上表面和下表面。下表面在面板的第一侧部上具有凹部。

第二面板具有上表面和下表面。下表面在面板的第一侧部处具有向外突出部。向外突出部接纳在第一面板的凹部上以形成下连续表面。如此以来，第一面板和第二面板被组装在一起以提供没有空气动力学的不利后果的连续表面。

复合材料制成的前堆叠板层结合至第一面板的上表面。前堆叠板层具有与第一面板的第一侧部重叠的边缘。此外，前堆叠板层的板层数量朝向第一面板的第一侧部的相反侧部减小。

在第一面板的第一侧部上设置堆叠板层，本发明增强了第一面板与第二面板之间的组装。如此以来，本发明提供了一种耐用且持久的组件，该组件除了避免面板在飞行期间颤动之外，还减小了与该颤动相关的损坏和噪音。

此外，提供了数量朝向第一面板的中间部段减小的板层，本发明提供了平滑的结构过渡、分担了载荷并避免了对接合面耐久部件的损坏。

此外，板层数量的减小提供了平滑的气流过渡，这改进了常规组件的空气动力学行为。如此以来，通常在接合面(特别是在陡峭的接合面处)处引起的气流湍流急剧减小，进而致使飞行器的阻力减小。

此外，由于前堆叠板层仅结合至第一面板的上表面，因此面板可以被独立地拆卸，因此简化了面板的安装及维修。

此外，本发明在面板之间提供了干净的接合面，不需要额外的清洁工作。

此外，本发明提供了一种在重量上有效的解决方案，避免了为了增强组件而使用密封剂产品或附加零件。

本发明的另一方面涉及一种飞行器，该飞行器包括起落架门、具有前缘和后缘的机翼、具有前缘和后缘的水平尾翼、具有前缘和后缘的垂直尾翼、腹部整流罩以及所述的复合面板组件，其中，起落架门的至少一部分、和/或机翼的前缘、和/或机翼的后缘、和/或水平尾翼的前缘、和/或水平尾翼的后缘、和/或垂直尾翼的前缘、和/或垂直尾翼的后缘、和/或腹部整流罩包括复合面板组件。

最后，本发明的另一方面涉及一种用于制造飞行器的复合面板组件的方法，该方法包括以下步骤：提供第一面板，该第一面板具有上表面和下表面；提供第二面板，该第二面板具有上表面和下表面，其中，第二面板的下表面在所述面板的第一侧部处具有向外突出部；以及提供复合材料制成的前堆叠板层，其中，所述前堆叠板层具有边缘并且所述前堆叠板层的板层数量朝向所述边缘的相反侧部减小。

此外，该方法包括以下步骤：在第一面板的下表面的第一侧部上设置凹部；将第二面板的向外突出部与第一面板的凹部联接以形成下连续表面；以及将前堆叠板层结合至第一面板的上表面，使得前堆叠板层的边缘与第一面板的第一侧部重叠。

因此，本发明的方法与常规的复合材料制造兼容并共享制造条件、安装工艺和总装线。因此，本发明的方法提供了一种生产复合面板组件的简单且低成本的方式。

附图说明

为了更好地理解本发明，提供以下附图以用于说明性和非限制性的目的，在附图中：

图1示出了常规复合面板组件的前视图。

图2a至图2b分别示出了用于组装面板的已知胶合密封件解决方案的截面图和正视图。图2a示出了由胶合密封件附接的两个面板。图2b示出了胶合密封件已经停止使用时的面板中的一个面板。

图3a至图3b分别示出了根据本发明的第一实施方式的复合面板组件的前立体图和背立体图。

图4示出了根据本发明的第二实施方式的复合面板组件的前立体图。图4还示出了根据优选实施方式的前堆叠板层和后堆叠板层。

图5示出了飞行器的一部分，特别是机翼与机身之间的接合面，其中，已经设置了复合面板组件。

具体实施方式

图3示出了根据优选实施方式的飞行器复合面板组件10。根据本发明，复合面板组件10包括：第一面板1，该第一面板1具有上表面和下表面；第二面板2，该第二面板2具有上表面和下表面；以及复合材料制成的前堆叠板层5，该前堆叠板层5结合至第一面板1的上表面。

图3a示出了第一面板1和第二面板2的上表面以及前堆叠板层5，并且图3b示出了第一面板1和第二面板2的下表面。

如图3a和图3b所示，第一面板1的下表面在面板1的第一侧部1a上具有凹部7，第二面板2在面板2的第一侧部2a上具有向外突出部8，其中，向外突出部8构造成接纳在凹部7上以形成下连续表面。

为了增强第一面板1与第二面板2之间的组装，复合材料制成的前堆叠板层5结合至第一面板1的上表面。如图3a所示，前堆叠板层5具有与第一面板1的第一侧部1a重叠的边缘5a。通过这种定位，本发明除了为组件提供增强之外还允许面板1、2可以被单独地拆卸。如此以来，本发明简化了常规面板组件的安装及维修。

此外，前堆叠板层5由数量朝向第一面板1的第一侧部1a的相反侧部减小的板层形成。该构型改进了组件的空气动力学响应，从而减小了飞行器中的湍流和阻力。

图4示出了复合面板组件10的第二实施方式的前立体图。复合面板组件10包括第一面板1、第二面板2和第三面板3以及前堆叠板层5和后堆叠板层6。

第一面板1和第二面板2以及前堆叠板层5如前所述，其中，第二面板2的下表面还包括在面板2的第二侧部2b处的凹部9，所述第二侧部2b与面板2的第一侧部2a相反。

第三飞行器面板3具有上表面和下表面。下表面在面板3的第一侧部3a处具有向外突出部11。第三面板3的向外突出部11接纳在第二面板2的凹部9上以形成下连续表面。

为了增强第二面板2与第三面板3之间的组装，复合材料制成的后堆叠板层6结合至第二面板2的上表面和第三面板3的上表面。

此外，后堆叠板层6的板层数量朝向第三面板3的第一侧部3a的相反侧部减小。如此以来，板层的数量逐渐朝向中间部段(第二面板)减小以具有平滑的结构过渡和气流过渡。

如图4所示并且根据另一优选实施方式，前堆叠板层5包括具有矩形形状的第一板层5’和第二板层5”、布置在第二板层5”上的U形的第三板层5”’和布置在第三板层5”’上的L形的第四板层5””，第三板层5”’和第四板层5””覆盖第一面板1的上边缘1c的至少一部分。

此外，如图4所示并且根据另一优选实施方式，后堆叠板层6具有与第三面板3的第一侧部3a重叠的边缘6a。优选地，后堆叠板层6包括具有矩形形状的第一板层6’和第二板层6”、布置在第二板层6”上的第三板层6”’和布置在第三板层6”’上的第四板层6””，第三板层6”’和第四板层6””覆盖第二面板2的上表面的与第二面板2的凹部9与第三面板3的向外突出部11之间的组装部分对应的区域的至少一部分。

优选地，第三板层6”’具有J形构型，并且第四板层6””具有Z形构型，并且其中，第三板层6”’和第四板层6””布置成覆盖第三面板3的上边缘3c的至少一部分。

板层仅局部地安置在末端处以补偿自由边缘效应，并且不影响密封件的整体刚度(3层或4层局部增强)。

此外，根据优选实施方式，复合面板组件10还可以包括放置在面板组件10上的外板层，外板层将堆叠板层5、6嵌入到复合面板组件中。

根据另一优选实施方式，堆叠板层5、6延伸成覆盖面板1、2、3的铆接区域，从而避免凸缘的打开。

此外，根据另一优选实施方式，面板1、2、3基本上由硅橡胶制成，并且堆叠板层5、6基本上由玻璃纤维制成。

最后，图5示出了飞行器的一部分，其中，可以看到机翼的上侧部与机身之间的接合面。如图所示，复合面板组件10可以设置在机翼上方的密封件处。