用于形成复合机身结构的方法和设备与流程

本公开总体上涉及复合制造，并且更具体地涉及用于通过将由包覆编织材料构成的机身蒙皮和机身纵梁集成来制造复合机身结构的方法和设备。

背景技术：

可以使用复合材料制造不同类型的飞行器结构。目前，许多飞行器结构使用热固性复合材料形成。然而，当制造较大尺寸和形状的飞行器结构，例如机身筒体区段时，使用热固性复合材料(例如热固性树脂)可能比期望的更具挑战性。此外，使用热固性复合材料用于这种结构所涉及的过程可能比期望的更耗时和昂贵。

例如，使用热固性复合材料制造机身筒体区段的过程可能涉及比期望的更多的设施资源(例如，设施设备)和工具。另外，涉及使用高压釜来固化由热固性复合材料构成的机身筒体结构的传统方法可能比关于生产率要求所需的慢。满足这种生产率要求可能需要比期望的更显著的资本、设备、设施资源或其组合的投资。

因此，期望具有一种考虑到上述问题中的至少一些以及其它可能的问题的方法和设备。

技术实现要素：

在一个说明性示例中，提供了一种用于形成复合结构的方法。构建了包括多个包覆编织热塑性构件和包覆编织热塑性蒙皮的叠层。叠层放置在内部工具和外部工具之间。内部工具、叠层和外部工具使用负载约束装置保持在一起就位。内部工具、叠层、外部工具和负载约束装置形成固结机构。加热固结机构以形成复合结构。

在另一个说明性示例中，提供了一种用于形成复合机身结构的方法。使叠层中的囊袋和多个纵梁囊袋膨胀以将纤维置于处于张力下的包覆编织热塑性蒙皮和多个包覆编织热塑性构件中。加热叠层以熔化包覆编织热塑性蒙皮和多个包覆编织热塑性构件。在使所述包覆编织热塑性蒙皮和所述多个包覆编织热塑性构件熔化的同时，将所述包覆编织热塑性蒙皮和所述多个包覆编织热塑性构件接合。冷却所述叠层，使得所述包覆编织热塑性蒙皮和所述多个包覆编织热塑性构件形成集成结构，即复合机身结构。

在又一说明性示例中，一种设备包括内部工具、第一智能感受器、叠层、第二智能感受器、外部工具和负载约束装置。第一智能感受器围绕内部工具定位。叠层围绕第一智能感受器定位，其中叠层包括多个包覆编织热塑性构件和包覆编织热塑性蒙皮。第二智能感受器围绕叠层定位。外部工具围绕第二智能感受器定位。负载约束装置用于将内部工具、第一智能感受器、叠层、第二智能感受器和外部工具保持就位。

根据本公开的一个方面，一种用于形成复合结构101的方法，所述方法包括：

构建2202包括多个包覆编织热塑性构件206和包覆编织热塑性蒙皮210的叠层112；

将所述叠层112放置2204在内部工具108和外部工具110之间；

使用负载约束装置117将所述内部工具108、所述叠层112和所述外部工具110保持2206在一起就位，所述内部工具108、所述叠层112、所述外部工具110和所述负载约束装置117形成固结机构104；以及

加热2208所述固结机构104以形成所述复合结构101。

优选地，其中，构建2202所述叠层112包括：

构建包括囊袋202、多个隔板204、多个包覆编织热塑性构件206、多个纵梁囊袋208以及包覆编织热塑性蒙皮210的所述叠层112，所述囊袋202具有多个凹入部分216，所述多个隔板204嵌套在所述多个凹入部分216内。

有利地，其中，加热2208所述固结机构104包括：

感应地加热所述固结机构104以将所述多个包覆编织热塑性构件206与所述包覆编织热塑性蒙皮210固结，从而形成集成复合结构101。

优选地，在所述方法中，加热2208所述固结机构104包括：

感应地加热位于所述内部工具108和所述叠层112之间的第一智能感受器114和位于所述外部工具110和所述叠层112之间的第二智能感受器115，以使所述多个包覆编织热塑性构件206固结到所述包覆编织热塑性蒙皮210。

优选地，所述方法还包括：

使多个加压管238穿过多个纵梁囊袋208。

优选地，所述方法还包括：

使用位于所述叠层112的端部处的多个插塞106将所述多个加压管238固定1722在所述多个纵梁囊袋208内。

优选地，在所述方法中，构建所述叠层112包括：

围绕所述内部工具108定位1602第一智能感受器114，其中，所述内部工具108由支撑结构116支撑；以及

围绕所述第一智能感受器114定位1702囊袋202。

优选地，在所述方法中，构建2202所述叠层112还包括：

将多个隔板204定位1604在所述囊袋202的多个凹入部分216内，其中，所述多个隔板204中的每一个由镍铁合金构成。

优选地，在所述方法中，构建2202所述叠层112还包括：

将所述多个包覆编织热塑性构件206定位1606在所述多个隔板204上面，其中，所述多个包覆编织热塑性构件206中的一包覆编织热塑性构件的形状基本上类似于所述多个隔板204中的上面定位了所述包覆编织热塑性构件的对应隔板的形状。

优选地，在所述方法中，构建2202所述叠层112还包括；

将多个纵梁囊袋208定位1608在所述多个包覆编织热塑性构件206上面；以及

将所述包覆编织热塑性蒙皮210围绕所述多个纵梁囊袋208和所述多个包覆编织热塑性构件206放置1610以完成所述叠层112，其中，所述包覆编织热塑性蒙皮210接触所述多个包覆编织热塑性构件206的端部区段。

优选地，所述方法还包括：

围绕所述包覆编织热塑性蒙皮210定位1712第二智能感受器115；以及

围绕所述第二智能感受器115定位1714所述外部工具110，其中，所述内部工具108、所述第一智能感受器114、所述叠层112、所述第二智能感受器115和所述外部工具110一起形成固结机构104的至少一部分。

优选地，所述方法还包括：

使用多个插塞106来塞住1722所述叠层112的第一端部126和所述叠层112的第二端部128，其中，在所述叠层112的所述第一端部126处使用的所述多个插塞106中的第一插塞1006和在所述叠层112的所述第二端部128处使用的所述多个插塞106中的第二插塞1008均包括插塞部分1100、1106、热绝缘层1102、1108和感受器连接器1104、1110。

优选地，所述方法还包括：

将端部工具105固定1724到所述多个插塞106，以准备将所述多个包覆编织热塑性构件206固结到所述包覆编织热塑性蒙皮210。

优选地，所述方法还包括：

在将所述多个包覆编织热塑性构件206固结到所述包覆编织热塑性蒙皮210期间，将所述叠层112中的囊袋202和多个纵梁囊袋208加压到基本上相同的压力。

优选地，所述方法还包括：

在将所述多个包覆编织热塑性构件206固结到所述包覆编织热塑性蒙皮210期间，经由所述叠层112中的多个隔板204向所述多个包覆编织热塑性构件206提供机械强度和刚度。

根据上述方法组装的飞行器复合筒体区段102的一部分。

根据本公开的一个方面，一种用于形成复合机身结构102的方法，所述方法包括：

使叠层112中的囊袋202和多个纵梁囊袋208膨胀2102，以将包覆编织热塑性蒙皮210和多个包覆编织热塑性构件206中的纤维置于张力下；

加热2104所述叠层112以熔化所述包覆编织热塑性蒙皮210和所述多个包覆编织热塑性构件206；以及

在所述包覆编织热塑性蒙皮210和所述多个包覆编织热塑性构件206被熔化的同时，将所述包覆编织热塑性蒙皮210和所述多个包覆编织热塑性构件206接合2106；以及

冷却2108所述叠层112，使得所述包覆编织热塑性蒙皮210和所述多个包覆编织热塑性构件206形成集成结构，即所述复合机身结构102。

有利地，所述复合机身结构102根据上述方法组装。

根据本公开的一个方面，一种设备包括：

内部工具108；

第一智能感受器114，所述第一智能感受器围绕所述内部工具108定位；

叠层112，所述叠层围绕所述第一智能感受器114定位，所述叠层112包括多个包覆编织热塑性构件206和包覆编织热塑性蒙皮210；

第二智能感受器115，所述第二智能感受器围绕所述叠层112定位；

外部工具110，所述外部工具围绕所述第二智能感受器115定位；以及

负载约束装置117，所述负载约束装置用于将所述内部工具108、所述第一智能感受器114、所述叠层112、所述第二智能感受器115和所述外部工具110保持就位。

有利地，在所述设备中，所述叠层112还包括：

多个隔板204，所述多个隔板204中的每一个为所述多个包覆编织热塑性构件206中的对应的包覆编织热塑性构件提供明确限定的表面和刚度(awell-definedsurfaceandrigidity)。

优选地，所述设备还包括：

延伸穿过所述叠层112中的多个纵梁囊袋208的多个加压管238；以及

延伸穿过所述叠层112中的囊袋202的加压管240。

使用上述设备形成飞行器复合筒体区段102。

根据本公开的一个方面，一种用于形成复合结构101的方法，所述方法包括：

使用负载约束装置117将内部工具108、叠层112和外部工具110保持2002在一起就位；

对所述叠层112中的囊袋202和多个纵梁囊袋208加压2004，以使所述囊袋202和所述多个纵梁囊袋208膨胀，从而将所述叠层112中的包覆编织热塑性蒙皮210和多个包覆编织热塑性构件206推到一起；以及

在所述囊袋202和所述多个纵梁囊袋208被加压的同时共固结2006所述包覆编织热塑性蒙皮210和所述多个包覆编织热塑性构件206以形成所述复合结构101。

有利地，在所述方法中，共固结2006所述包覆编织热塑性蒙皮210和所述多个包覆编织热塑性构件206包括：

感应地加热所述叠层112中的第一智能感受器114和第二智能感受器114，以熔化所述包覆编织热塑性蒙皮210和所述多个包覆编织热塑性构件206，从而将所述包覆编织热塑性蒙皮210和所述多个包覆编织热塑性构件206接合在一起。

优选地，在所述方法中，感应地加热所述第一智能感受器114和所述第二智能感受器114包括：

使用嵌入所述内部工具108中的第一感应线圈118和嵌入所述外部工具110中的第二感应线圈120产生磁能；以及

使用所述第一智能感受器114和所述第二智能感受器114将所述磁能转换为热能。

优选地，在所述方法中，对所述叠层112中的所述囊袋202和所述多个纵梁囊袋208加压2004包括：

使用延伸穿过所述多个纵梁囊袋208的多个加压管238内的惰性气体对所述多个纵梁囊袋208加压。

优选地，在所述方法中，对所述叠层112中的所述囊袋202和所述多个纵梁囊袋208加压2004包括：

使用延伸穿过所述囊袋202的加压管内的惰性气体对所述囊袋202加压。

优选地，所述方法还包括：

在感应加热期间，利用由所述叠层112中的多个隔板204中的对应隔板提供的明确限定的表面来支撑所述多个包覆编织热塑性构件206中的每一个。

优选地，所述方法还包括：

冷却2108所述叠层112，使得接合在一起的所述包覆编织热塑性蒙皮210和所述多个包覆编织热塑性构件206形成单个集成复合结构101。

优选地，所述方法还包括：

使用多个插塞固定1722所述叠层112的第一端部126和第二端部128，以在感应加热期间阻止所述囊袋202或所述多个纵梁囊袋208纵向膨胀。

优选地，所述方法还包括：

在所述内部工具108上面构建2202、2204所述叠层112；

围绕所述叠层112固定2204所述外部工具110；以及

在所述叠层112构建在所述内部工具108上面并且所述外部工具110围绕所述叠层112固定的同时，压缩装载2206所述内部工具108。

根据上述方法组装的飞行器复合筒体区段102的一部分。

根据本公开的一个方面，一种设备包括：

囊袋202，所述囊袋具有多个凹入部分212；

多个隔板204，所述多个隔板定位在所述多个凹入部分212内；

多个包覆编织热塑性构件206，所述多个包覆编织热塑性构件定位在所述多个隔板204上面；

多个纵梁囊袋208，所述多个纵梁囊袋定位在所述多个包覆编织热塑性构件206上面；以及

包覆编织热塑性蒙皮210，所述包覆编织热塑性蒙皮定位在所述多个纵梁囊袋208和所述多个包覆编织热塑性构件206上面。

有利地，在所述设备中，所述多个隔板204中的隔板由镍铁合金构成。

优选地，在所述设备中，所述镍铁合金为包含约40％至约43％镍的因瓦合金。

优选地，在所述设备中，所述多个隔板204具有更接近所述多个包覆编织热塑性构件206的第二热膨胀系数237的第一热膨胀系数227。

优选地，在所述设备中，所述囊袋202、所述多个隔板204、所述多个包覆编织热塑性构件206、所述多个纵梁囊袋208和包覆编织热塑性蒙皮210形成叠层112。

优选地，在所述设备中，所述叠层112定位在衬有内部工具108的第一智能感受器114和衬有外部工具110的第二智能感受器114之间，并且其中，所述包覆编织热塑性蒙皮210经由所述第一智能感受器114和所述第二智能感受器114通过感应加热与所述多个包覆编织热塑性构件206固结。

优选地，在所述设备中，所述内部工具108嵌有第一感应线圈118，并且所述外部工具110嵌有第二感应线圈120。

优选地，所述设备还包括：

多个插塞106，所述多个插塞用于塞住所述叠层112的第一端部126和所述叠层112的第二端部128。

优选地，在所述设备中，所述多个插塞106中的第一插塞1006和所述多个插塞106中的第二插塞1008均包括：

插塞部分1100、1106，加压管1112从所述多个纵梁囊袋208延伸到所述插塞部分中；

热绝缘层1102、1108；以及

感受器连接器1104、1110。

优选地，在所述设备中，所述感受器连接器1104、1110是水冷的。

优选地，所述设备还包括：

多个加压管238，所述多个加压管238延伸穿过所述多个纵梁囊袋208。

一种使用上述设备形成飞行器复合筒体区段102的方法。

根据本公开的一方面，一种系统103包括：

内部工具108，所述内部工具108包括介电材料，所述内部工具108嵌有第一感应线圈118；

外部工具110，所述外部工具110包括所述介电材料，所述外部工具110嵌有第二感应线圈120并且形状和尺寸被设计成包围所述内部工具108；

第一智能感受器114，所述第一智能感受器114衬有所述内部工具108；以及

第二智能感受器114，所述第二智能感受器114衬有所述外部工具110，

其中，当所述第一感应线圈118和所述第二感应线圈120用于感应地加热定位在所述内部工具108和所述外部工具110之间的叠层112时，所述第一智能感受器114和所述第二智能感受器114两者都有助于分配热量并且确保热均匀性。

使用如上所述的系统103形成复合机身结构102。

根据本公开的一个方面，一种系统103包括：

内部工具108；

第一智能感受器114，所述第一智能感受器围绕所述内部工具108定位；

叠层112，所述叠层围绕所述第一智能感受器114定位，所述叠层112包括：

囊袋202，所述囊袋具有多个凹入部分212；

多个隔板204，所述多个隔板定位在所述多个凹入部分212内；

多个包覆编织热塑性构件206，所述多个包覆编织热塑性构件定位在所述多个隔板204上面；

多个纵梁囊袋208，所述多个纵梁囊袋定位成与所述多个包覆编织热塑性构件206接触；以及

包覆编织热塑性蒙皮210，所述包覆编织热塑性蒙皮定位在所述多个纵梁囊袋208和所述多个包覆编织热塑性构件206上面，使得所述多个纵梁囊袋208中的每一个被夹在所述包覆编织热塑性蒙皮210与所述多个包覆编织热塑性构件206中的对应包覆编织热塑性构件之间；

第二智能感受器115，所述第二智能感受器围绕所述叠层112定位；以及

外部工具110，所述外部工具围绕所述第二智能感受器115定位。

有利地，所述系统103还包括：

多个插塞106，所述多个插塞用于盖住所述叠层112的第一端部126和第二端部128。

优选地，在所述系统103中，所述内部工具108嵌有第一感应线圈118，并且所述外部工具110嵌有第二感应线圈120，并且所述系统还包括：

多个连接器装置107，所述多个连接器装置用于连接所述第一感应线圈118和所述第二感应线圈120。

优选地，所述系统103还包括：

端部工具105，所述端部工具用于定位和固定所述多个插塞106。

使用如上所述的系统103形成飞行器复合筒体区段102。

根据本公开的一个方面，一种形成复合结构101的方法，所述方法包括：

使叠层112中的多个纵梁囊袋208膨胀，从而施加抵抗多个包覆编织热塑性构件206和包覆编织热塑性蒙皮210的力；

在所述多个纵梁囊袋208的膨胀期间，经由嵌入在非介电材料内的介电材料约束所述叠层112；以及

在所述多个纵梁囊袋208的膨胀期间，经由所述介电材料约束所述非介电材料。

有利地，所述方法还包括：

构建包括囊袋202、所述多个纵梁囊袋208、所述多个包覆编织热塑性构件206和所述包覆编织热塑性蒙皮210的所述叠层112；以及

将所述叠层112定位在内部工具108和外部工具110之间，所述内部工具和所述外部工具均包括所述介电材料和所述非介电材料。

优选地，在所述方法中，使所述叠层112中的所述多个纵梁囊袋208膨胀包括：

加热所述多个纵梁囊袋208。

优选地，在所述方法中，使所述叠层112中的所述多个纵梁囊袋208膨胀包括：

经由从多个加压管流入所述多个纵梁囊袋208的惰性气体对所述多个纵梁囊袋208加压。

优选地，在所述方法中，约束所述叠层112包括：

使所述叠层112压靠包括所述介电材料的外部工具110，其中，所述介电材料是陶瓷材料，并且嵌入在所述介电材料内的所述非介电材料是多个感应线圈。

优选地，在所述方法中，使所述叠层112中的所述多个纵梁囊袋208膨胀包括：

使所述多个纵梁囊袋208膨胀以经由所述膨胀张紧所述多个包覆编织热塑性构件206。

优选地，在所述方法中，使所述叠层112中的所述多个纵梁囊袋208膨胀包括：

通过所述多个纵梁囊袋208的膨胀抵抗所述多个包覆编织热塑性构件206上的压缩负载。

根据上述方法组装的飞行器复合筒体区段102的一部分。

根据本公开的一个方面，一种用于形成复合结构101的方法，所述方法包括：

在被周向地约束的周向叠层112中共固结2304多个固结的包覆编织热塑性预制件206、210；以及

在共固结期间，张紧2306所述多个固结的包覆编织热塑性预制件206、210的纤维。

有利地，根据上述方法，其中，共固结2304所述多个固结的包覆编织热塑性预制件206、210包括：

加热所述周向叠层112以共固结所述多个固结的包覆编织热塑性预制件206、210。

优选地，在所述方法中，加热所述周向叠层112包括：

感应地加热所述周向叠层112以共固结所述多个固结的包覆编织热塑性预制件206、210。

优选地，在所述方法中，共固结2304所述多个固结的包覆编织热塑性预制件206、210包括：

使用多个感应线圈和多个智能感受器来加热所述周向叠层112，以共固结所述多个固结的包覆编织热塑性预制件206、210。

优选地，在所述方法中，共固结2304所述多个固结的包覆编织热塑性预制件206、210包括：

使所述周向叠层112中的多个纵梁囊袋208和囊袋202膨胀，从而施加抵抗所述多个固结的包覆编织热塑性预制件206、210的力。

优选地，在所述方法中，使所述多个纵梁囊袋208和所述囊袋202膨胀包括：

使用惰性气体对所述周向叠层112中的所述多个纵梁囊袋208和所述囊袋202加压。

根据上述方法组装的飞行器复合筒体区段102的一部分。

根据本发明的一个方面，一种丝束粘合和修剪设备包括：

粘合-修剪系统1301，所述粘合-修剪系统用于将热塑性丝束1404粘合和修剪成编织结构1306；以及

支撑系统1302，所述粘合-修剪系统1301附接到所述支撑系统，所述支撑系统1302的尺寸和形状被设计成相对于圆柱形热塑性叠层306可操作地放置所述粘合-修剪系统1301。

有利地，在所述丝束粘合和修剪设备中，所述支撑系统1302包括：

支撑环1303，所述支撑环的尺寸和形状被设计成完全包围周向的表面1304，其中，所述粘合-修剪系统1301固定到所述支撑环1303。

优选地，在所述丝束粘合和修剪设备中，所述粘合-修剪系统1301包括：

粘合焊机1400，所述粘合焊机1400固定到所述支撑系统1302的一部分，其中，所述粘合焊机1400是电阻加热的。

优选地，在所述丝束粘合和修剪设备中，所述粘合-修剪系统1301包括：

修剪器1402，所述修剪器固定到所述支撑系统1302的一部分，其中，所述修剪器1402使用激光能量来修剪所述热塑性丝束1404。

优选地，所述丝束粘合和修剪设备还包括：

传导部件1308，所述传导部件定位在所述编织结构1306与所述热塑性丝束1404之间。

优选地，在所述丝束粘合和修剪设备中，所述传导部件1308的横截面形状是楔形的。

优选地，在所述丝束粘合和修剪设备中，所述传导部件1308是导热的并且用于吸收由所述修剪器1402发射的激光能量以保护所述编织结构1306。

优选地，在所述丝束粘合和修剪设备中，从编织环接收所述热塑性丝束1404并且所述热塑性丝束1404越过所述传导部件1308。

优选地，在所述丝束粘合和修剪设备中，所述支撑系统1302与提供所述热塑性丝束1404的编织环一起行进。

优选地，在所述丝束粘合和修剪设备中，所述粘合-修剪系统1301是沿着所述支撑系统1302分布的多个粘合-修剪系统中的一个。

在所述的丝束粘合和修剪设备中，所述编织结构1306包括包覆编织的连续热塑性复合纤维的多个热塑性片层。

根据本公开的一个方面，一种用于粘合和修剪热塑性丝束1404的方法，所述方法包括：

将从编织系统接收的热塑性丝束1404铺设2502在表面1304上的编织结构1306上面；以及

将所述热塑性丝束1404粘合焊接2504到所述编织结构1306；以及

修剪2506所述热塑性丝束1404的一部分，从而修剪被接收在所述编织结构1306上面的所述热塑性丝束1404。

有利地，所述方法还包括：

在定位在所述编织结构1306与所述热塑性丝束1404之间的传导部件1308上面接收所述热塑性丝束1404的一部分。

优选地，在所述方法中，粘合焊接2504所述热塑性丝束1404包括：

使用固定到支撑环1303的粘合焊机1400将所述热塑性丝束1404粘合焊接到所述编织结构1306。

优选地，在所述方法中，粘合焊接2504所述热塑性丝束1404包括：

使用固定到包围所述表面1304的支撑环1303的粘合焊机1400将所述热塑性丝束1404粘合焊接到所述编织结构1306，其中，所述粘合焊机1400是电阻加热的。

优选地，所述方法还包括：

通过传导部件1308支撑所述热塑性丝束1404的所述部分。

优选地，在所述方法中，修剪2506所述热塑性丝束1404的所述部分包括：

将激光能量施加到所述热塑性丝束1404的由所述传导部件1308支撑的所述部分。

优选地，在所述方法中，施加所述激光能量包括：

在所述热塑性丝束1404被修剪时，使用所述传导部件1308吸收所述激光能量以保护所述编织结构1306。

优选地，在所述方法中，铺设2502所述热塑性丝束1404包括：

将所述热塑性丝束1404铺设在所述表面1304上面，所述表面1304由工具表面1304、隔板502、囊袋400、纵梁囊袋702、部分形成的编织铺层1306、预制件800、600或集成复合结构101中的至少一者形成。

优选地，在所述方法中，铺设2502所述热塑性丝束1404包括：

铺设所述热塑性丝束1404以向所述编织结构1306添加局部特征。

根据上述方法组装的飞行器复合筒体区段102的一部分。

根据本公开的一个方面，一种用于粘合和修剪热塑性丝束1404的方法，所述方法包括：

将从编织系统接收的所述热塑性丝束1404铺设2602在表面1304上的编织结构1306上面；以及

将从所述编织系统接收的所述热塑性丝束1404粘合焊接2604到所述编织结构1306；以及

通过将激光能量施加到所述热塑性丝束1404的一部分来修剪2606所述热塑性丝束1404。

有利地，所述方法还包括：

通过传导部件1308支撑所述热塑性丝束1404的所述部分。

优选地，在所述方法中，修剪2606所述热塑性丝束1404包括：

将所述激光能量施加到所述热塑性丝束1404的由传导部件1308支撑的所述部分。

根据上述方法组装的飞行器复合筒体区段102的一部分。

根据本公开的一个方面，一种粘合-修剪机构包括：

支撑环1303，所述支撑环1303的尺寸和形状被设计成完全包围周向的表面1304；

粘合-修剪系统1301，所述粘合-修剪系统1301固定到所述支撑环1303，用于将热塑性丝束1404粘合到编织结构1306，其中，所述粘合-修剪系统1301包括：

粘合焊机1400，所述粘合焊机1400固定到所述支撑环1303的一部分，其中，所述粘合焊机1400是电阻加热的；以及

修剪器1402，所述修剪器固定到所述支撑环1303的一部分，其中，所述修剪器1402使用激光能量来修剪所述热塑性丝束1404；以及

传导部件1308，所述传导部件定位在所述编织结构1306与所述热塑性丝束1404之间。

有利地，在所述粘合-修剪机构中，所述传导部件1308的横截面形状是楔形的并且是导热的，以吸收由所述修剪器1402发射的所述激光能量，从而在修剪所述热塑性丝束1404期间保护所述编织结构1306。

优选地，在所述粘合-修剪机构中，所述粘合-修剪系统1301是沿着所述支撑环1303分布的多个粘合-修剪系统1301中的一个。

优选地，在所述粘合-修剪机构中，所述编织结构1306包括包覆编织的连续热塑性复合纤维的多个热塑性片层。

优选地，在所述粘合-修剪机构中，所述表面1304由工具表面1304、隔板502、囊袋400、纵梁囊袋702、部分形成的编织铺层1306、预制件800、600或集成复合结构101中的至少一者形成。

在本公开的各种实施方式中可以独立地实现特征和功能，或者可以在其它实施方式中组合特征和功能，其中参考以下描述和附图可以看到进一步的细节。

附图说明

在所附权利要求中阐述了被认为是示例实施方式的特性的新颖特征。然而，当结合附图阅读时，通过参考本公开的示例实施方式的以下详细描述，将最好地理解示例实施方式及其优选使用模式、进一步的目的和特征。

图1是根据示例实施方式的制造环境的方框图。

图2是根据示例实施方式的叠层的更详细的图示。

图3a是根据示例实施方式的固结机构的等距视图的图示。

图3b是根据示例实施方式的图3a的固结机构的横截面图的图示。

图4是根据示例实施方式的在图3b中的线4-4之间截取的图3a和图3b的内部工具的一部分的图示。

图5是根据示例实施方式的添加到图4的叠层的隔板的图示。

图6是根据示例实施方式的添加到图5的叠层的包覆编织热塑性构件的图示。

图7是根据示例实施方式的添加到图6的叠层的纵梁囊袋的图示。

图8是根据示例实施方式的添加到图7的叠层的包覆编织热塑性蒙皮的图示。

图9是根据示例实施方式的围绕图8的叠层定位的第二智能感受器和外部工具的图示。

图10是根据示例实施方式的用于在固结期间支撑固结机构的系统的横截面图的图示。

图11a是根据示例实施方式的图10的固结机构的一部分的图示，其中更清楚地看到了插塞。

图11b是根据示例实施方式的图11a的加压管的一种构造的放大视图的图示。

图11c是根据示例实施方式的图11a的加压管的另一构造的放大视图的图示。

图11d是根据示例实施方式的图11a的加压管的又一构造的放大视图的图示。

图12是根据示例实施方式的相对于图11a中的线12-12截取的叠层的横截面图的图示。

图13a是根据示例实施方式的粘合-修剪机构的等距视图的图示。

图13b是根据示例实施方式的图13a的粘合-修剪机构的横截面图的图示。

图14是根据示例实施方式的图13a和图13b中的粘合-修剪机构的一部分的横截面图的图示。

图15是根据示例实施方式的用于形成复合结构的过程的流程图。

图16是根据示例实施方式的用于构建叠层的过程的流程图。

图17是根据示例实施方式的用于构建包括固结机构的系统的过程的流程图。

图18是根据示例实施方式的用于构建系统以形成复合机身结构的过程的流程图。

图19是根据示例实施方式的用于将包覆编织热塑性蒙皮与包覆编织热塑性构件感应地固结以形成复合机身结构的过程的流程图。

图20是根据示例实施方式的用于形成复合结构的过程的流程图。

图21是根据示例实施方式的用于形成复合机身结构的过程的流程图。

图22是根据示例实施方式的用于形成复合结构的过程的流程图。

图23是根据示例实施方式的用于形成复合结构的过程的流程图。

图24是根据示例实施方式的用于形成复合结构的过程的流程图。

图25是根据示例实施方式的用于粘合和修剪热塑性丝束的过程的流程图。

图26是根据示例实施方式的用于粘合和修剪热塑性丝束的过程的流程图。

图27是根据示例实施方式的飞行器制造和维护方法的图示。

图28是根据示例实施方式的飞行器的方框图。

具体实施方式

以下描述的示例实施方式提供了用于以降低的成本和重量快速且高效地制造诸如机身筒体区段的复合结构的方法、设备和系统。特别地，使用热塑性材料来制造复合结构，例如机身筒体区段，可有助于减少总制造成本和生产时间。

示例实施方式描述了消除对用于固化机身筒体结构的高压釜的需要的方法、设备和系统。使用高压釜可能比期望的更昂贵。此外，由于其尺寸和复杂性，高压釜具有热质量要求，这使得使用高压釜比制造机身筒体区段所需更耗时和更低效。通过消除对高压釜的需要，本文描述的示例实施方式减少了制造机身筒体区段所需的成本和时间。例如，用于制造本文所述的机身筒体结构的示例方法中的至少一些可能花费使用高压釜时所需时间的十分之一。

此外，使用本文所述的系统，需要较少的总加热，因为热塑性材料完全反应，因此不需要固化。与涉及高压釜的那些系统相比，本文所述的系统需要较少的总的设备和较少的复杂设备来制造机身筒体区段。

示例实施方式描述了使用固结到包覆编织热塑性蒙皮的包覆编织热塑性纵梁来形成复合结构，诸如机身筒体区段。感应加热用于以相对便宜、快速和可靠的方式执行该固结。如本文所用，“固结”或“固结过程”是指将由包覆编织热塑性材料构成的部件加热至熔化，使得部件可彼此接合、熔合或集成的过程。使用智能感受器执行该加热，该智能感受器允许快速加热到选定温度，然后精确地维持该温度。该过程还可包括在该接合或集成过程之后冷却部件以产生完全集成的结构。

一旦集成的机身筒体结构已经被制造，其它机身部件可以被容易地焊接或以其它方式附接至机身筒体结构。例如，但不限于，蒙皮撕裂带、高垫(pad-ups)以及用于门切口和维修门区域的局部加强件可经由热塑性材料的高速生产纤维放置和堆叠放置感应焊接到机身筒体结构。机身和窗户框架和其它部件(例如，撕裂带、加强肋、加强板、剪力系材、系统支架等)也可使用感应焊接技术焊接到位。

因此，以下描述的示例实施方式提供了用于使用热塑性材料和感应加热形成复合结构的方法、设备和系统。在一个示例实施方式中，叠层被构建，其中叠层包括多个包覆编织热塑性构件和包覆编织热塑性蒙皮。所述叠层还可包括具有多个凹入部分的囊袋、在所述多个凹入部分内的多个隔板以及多个纵梁囊袋。叠层放置在内部工具和外部工具之间。使用负载约束装置将内部工具、叠层、外部工具保持就位。加热固结机构以形成复合结构。可以经由感应并使用智能感受器来执行的这种加热使多个包覆编织热塑性构件与包覆编织热塑性蒙皮共固结，从而形成复合结构。

现在参考附图，图1是根据示例实施方式的制造环境100的方框图。在制造环境100中，形成复合结构101。在这些说明性示例中，复合结构101采取复合机身结构102的形式。复合机身结构102可以是例如复合筒体区段。在其它说明性示例中，复合结构101可以采取一些其它形式。

使用系统103形成复合结构101。系统103包括固结机构104、端部工具105、多个插塞106和多个连接器装置107。在这些说明性示例中，固结机构104包括内部工具108、外部工具110、叠层112、第一智能感受器114、第二智能感受器115、支撑结构116和负载约束装置117。

内部工具108包括嵌入内部工具108内的多个感应线圈118。在一些示例中，内部工具108还嵌有多个杆119。杆119可以采用例如但不限于玻璃纤维杆的形式。杆119用于加强内部工具108并在压缩期间装载内部工具108。

类似于内部工具108，外部工具110包括嵌入外部工具110内的多个感应线圈120。内部工具108和外部工具110可以由相同材料或不同类型的材料构成。在一个说明性示例中，内部工具108和外部工具110都由陶瓷材料构成。

叠层112定位在内部工具108和外部工具110之间。特别地，叠层112定位在第一智能感受器114和第二智能感受器115之间，该第一智能感受器114和第二智能感受器115位于内部工具108和外部工具110之间。例如，第一智能感受器114定位在叠层112和内部工具108之间。第二智能感受器115定位在叠层112和外部工具110之间。

在这些说明性示例中，第一智能感受器114和第二智能感受器115被认为分别与内部工具108和外部工具110分开。但是在其它说明性示例中，第一智能感受器114可与内部工具108集成或以其它方式视为内部工具108的一部分，并且第二智能感受器115可与外部工具110集成或以其它方式视为外部工具110的一部分。例如，第一智能感受器114和第二智能感受器115可以分别被认为是用于内部工具108和外部工具110的衬垫。

第一智能感受器114和第二智能感受器115都是导电的，并具有高导热性。这两种智能感受器都吸收电磁能并将这种电磁能转化为热量。例如，感应线圈118和感应线圈120可产生电磁通量场。第一智能感受器114和第二智能感受器115可以定位在电磁通量场内，并且包括响应于电磁通量场而产生热量的导磁材料。

“智能感受器”，例如第一智能感受器114或第二智能感受器115，通常由有效产生热量直到达到阈值温度(即居里温度)的一种或多种材料构成。当智能感受器的部分达到阈值温度时，那些部分的磁导率降低。磁导率的这种降低限制了智能感受器的那些部分的热量产生，并且将磁通量转移到较低温度部分，从而导致这些较低温度部分更快地加热直到阈值温度。

以这种方式，当叠层112经由感应线圈118和感应线圈120被感应地加热时，第一智能感受器114和第二智能感受器115用于帮助分配热量和确保热均匀性。该感应加热用于在叠层112内热固化包覆编织热塑性部件，如以下在图2中描述的。

支撑结构116为固结机构104提供支撑，并用于将内部工具108保持就位。在一些示例中，支撑结构116被称为心轴或内部心轴。内部工具108围绕支撑结构116定位。

负载约束装置117围绕外部工具110定位，并且有助于将固结机构104的各个部件保持就位。特别地，负载约束装置117有助于在复合结构101的形成期间将内部工具108、第一智能感受器114、叠层112、第二智能感受器115和外部工具110相对于彼此保持就位。

固结机构104具有第一端部122和第二端部124。固结机构104内的叠层112具有第一端部126和第二端部128。在这些说明性示例中，插塞106位于叠层112的第一端部126和第二端部128处。端部工具105位于固结机构104的第一端部122和第二端部124处，并且用于支撑和固定插塞106。

连接器装置107用于将感应线圈118与感应线圈120连接。连接器装置107可以位于固结机构104的第一端部122和第二端部124两者处。连接器装置107可以采取不同的形式。在一个说明性示例中，连接器装置107中的每一个采取闸刀开关连接器127的形式。闸刀开关连接器127可以是例如铜棒或能够绕固定枢转点129旋转的一些其它高传导材料。

使用感应线圈118和感应线圈120感应地加热固结机构104。特别地，第一智能感受器114和第二智能感受器115经由感应线圈118和感应线圈120被感应地加热。这些智能感受器有助于在固结期间在选定公差内确保叠层112中的热均匀性。在形成复合机身结构102的说明性示例中，这种固结的结果是多个机身纵梁130与机身蒙皮132的集成。

在这些说明性示例中，机身蒙皮132可以是周向蒙皮。例如，机身蒙皮132可用于形成完整的机身筒体区段。在其它说明性示例中，机身蒙皮132可以是弯曲的并且形成为半机身筒体区段、四分之一机身筒体区段或一些其它类型的部分机身筒体区段。

图2是根据示例实施方式的图1的叠层112的更详细的图示。叠层112包括囊袋202、多个隔板204、多个包覆编织热塑性构件206、多个纵梁囊袋208和包覆编织热塑性蒙皮210。当用于系统103中以形成复合结构101时，叠层112的这些部件以特定的方式相对于彼此定位。

在这些说明性示例中，囊袋202被成形为使得囊袋202具有多个凹入部分212和多个帽214。凹入部分212中的每一个位于帽214中的两个之间。凹入部分216是凹入部分212中的一个的示例。凹入部分216位于帽214的帽218和帽220之间。凹入部分216包括主区段222、阶梯区段224和阶梯区段226。阶梯区段224位于凹入部分216的靠近帽218的第一边缘处。阶梯区段226位于凹入部分216的靠近帽220的第二边缘处。主区段222在阶梯区段224和阶梯区段226之间延伸。在一些示例中，主区段222包括基部区段(该基部区段可以形成帽形纵梁的“帽”部分)和从该基部区段延伸到阶梯区段224和阶梯区段226的两个腹板区段。

囊袋202可由在高温下提供期望水平的弹性和顺应性的材料构成。在这些说明性示例中，囊袋202可以由铝(其可以是铝合金)构成。铝在较高温度(例如，超过约500华氏度的温度)下提供期望水平的弹性和顺应性。在一个说明性示例中，囊袋202由铝合金构成，例如5083铝合金，该5083铝合金为与镁以及微量锰和铬形成合金的铝。在其它示例中，囊袋202可以被称为内模线(iml)囊袋。

隔板204定位在囊袋202的凹入部分212内。例如，隔板204中的每一个可以定位在凹入部分212中的对应一个内。隔板204用于为包覆编织热塑性构件206提供稳定、刚性和光滑的表面。隔板204中的每一个由选择的材料构成，以便为隔板204提供期望水平的强度，而不需要隔板204比期望的厚。此外，隔板204中的每一个由选择的材料构成，使得隔板204具有第一热膨胀系数227。

隔板228是隔板204中的一个的示例。当用在叠层112中时，隔板228可以定位在凹入部分216内。隔板228的厚度可以在约1/6英寸到约1/10英寸之间。在一个说明性示例中，隔板228的厚度为约1/8英寸。在这些说明性示例中，隔板228可以由镍铁合金构成。在一个说明性示例中，隔板228由包含约40％到约43％之间的镍的因瓦合金(例如因瓦合金42)构成。在一些说明性示例中，隔板228可以被称为因瓦隔板。

隔板228可以成形为基本上符合或匹配囊袋202的凹入部分216。例如，隔板228可以具有主区段230、凸缘区段232和凸缘区段234。主区段230基本上与凹入部分216的主区段222匹配。因此，在一些情况下，主区段230包括基部区段和从基部区段延伸到凸缘区段232和凸缘区段234的两个腹板区段。凸缘区段232成形为装配在阶梯区段224内或位于阶梯区段224上面。类似地，凸缘区段234成形为装配在阶梯区段226内或位于阶梯区段226上面。

包覆编织热塑性构件206定位在隔板204上面。特别地，包覆编织热塑性构件206中的每一个相对于隔板204中的对应隔板定位。包覆编织热塑性构件206的形状与隔板204类似。在这些说明性示例中，隔板204和包覆编织热塑性构件206具有确保包覆编织热塑性构件206不延伸超过由囊袋202的帽214限定的囊袋202的轮廓(例如，周向轮廓)的厚度。

包覆编织热塑性构件206可以使用用于包覆编织热塑性复合材料的连续纤维的可用设备和技术形成。包覆编织使得能够一次使用连续纤维热塑性材料的大量线轴。例如，在包覆编织的情况下，线轴可以数以百计的，从而实现材料施加的高速率。

包覆编织热塑性构件206具有第二热膨胀系数235。在这些说明性示例中，隔板204的第一热膨胀系数227在包覆编织热塑性构件206的第二热膨胀系数235的期望范围内。

例如，隔板204可以由这样的材料制成，使得隔板204的第一热膨胀系数227与囊袋202的第三热膨胀系数237相比更接近包覆编织热塑性构件206的第二热膨胀系数235。在一些情况下，可以选择隔板204的材料，使得隔板204的第一热膨胀系数227尽可能接近包覆编织热塑性构件206的第二热膨胀系数235。

在隔板204和包覆编织热塑性构件206具有接近的热膨胀系数的情况下，隔板204能够在感应加热期间维持期望的强度和刚度，以有助于包覆编织热塑性构件206在感应加热期间维持其光滑度和形状。例如，构成囊袋202的铝可以具有第三热膨胀系数237，该第三热膨胀系数237不接近包覆编织热塑性构件206的第二热膨胀系数235。例如，第三热膨胀系数237可以比第二热膨胀系数235低得多。因此，在感应加热期间，囊袋202可软化。在没有隔板204的情况下，囊袋202的软化可能在包覆编织热塑性构件206中引起不期望的波动。因此，隔板204为包覆编织热塑性构件206提供明确限定的表面，同时减少或消除与囊袋202和包覆编织热塑性构件206之间的热膨胀系数的差相关的潜在问题。

纵梁囊袋208定位在包覆编织热塑性构件206上面。纵梁囊袋208被成形为嵌套在囊袋202的凹入部分212内的剩余空间内，而不延伸超过囊袋202的轮廓(例如，周向轮廓)。

在这些说明性示例中，纵梁囊袋208可以由铝(可以是铝合金)构成。铝可在较高温度(例如，超过约500华氏度的温度)下提供期望水平的弹性和顺应性。例如，在感应加热期间，铝可以变得顺应和柔软，使得纵梁囊袋208在包覆编织热塑性构件206上提供基本上均匀的压力。换句话说，由铝构成的纵梁囊袋208有助于提供均匀的气动压力以帮助确保不产生压力梯度。在一个说明性示例中，纵梁囊袋208由铝合金构成，例如5083铝合金，该5083铝合金为与镁和微量锰和铬形成合金的铝。

包覆编织热塑性蒙皮210以这样的方式定位在纵梁囊袋208上面，使得包覆编织热塑性蒙皮210也接触包覆编织热塑性构件206的部分236和囊袋202的帽214。在感应加热期间，包覆编织热塑性蒙皮210与包覆编织热塑性构件206固结。

特别地，包覆编织热塑性蒙皮210和包覆编织热塑性构件206共固结。感应加热用于将包覆编织热塑性蒙皮210和包覆编织热塑性构件206加热至熔化，使得包覆编织热塑性蒙皮210和包覆编织热塑性构件206集成或接合在一起。以这种方式，在固结和冷却之后，包覆编织热塑性蒙皮210和包覆编织热塑性构件206一起形成图1中的单个集成结构复合结构101。在一些情况下，可以执行一个或多个附加的固结过程以将其它结构特征集成或接合到复合结构101。

更具体地，包覆编织热塑性蒙皮210与包覆编织热塑性构件206的部分236固结以形成集成复合结构101。当复合结构101采取复合机身结构102的形式时，包覆编织热塑性蒙皮210形成机身蒙皮132，而包覆编织热塑性构件206形成机身纵梁130。

在这些说明性示例中，多个加压管238可插入纵梁囊袋208内或穿过该纵梁囊袋。加压管238可至少部分地延伸到纵梁囊袋208中。加压管238有助于在纵梁囊袋208内施加压力。例如，加压系统(未示出)可通过管道连接到加压管238，以允许惰性气体流动穿过加压管238。

在一些示例中，加压管中的每一个延伸进入但不完全延伸穿过纵梁囊袋208中的对应纵梁囊袋。例如，加压管238可通向纵梁囊袋208中的对应囊袋。这允许流动穿过加压管238的惰性气体从加压管238离开进入纵梁囊袋208中，从而对纵梁囊袋208加压。在其它示例中，加压管238中的每一个可延伸穿过纵梁囊袋208中的对应纵梁囊袋的整个长度。但是在这些情况下，加压管238具有允许惰性气体进入纵梁囊袋208的开口(例如，穿孔、狭缝、孔或一些其它类型的开口)。加压系统控制惰性气体的流动并使用惰性气体来控制纵梁囊袋208内的压力。

在一个说明性示例中，加压管238由铝制成。在其它示例中，加压管238可由不锈钢、一些其它类型的材料或其组合构成。加压系统可使用惰性气体来增加加压管238内的压力，并由此增加纵梁囊袋208内的压力。在感应加热期间，该加压有助于纵梁囊袋208膨胀以向包覆编织热塑性构件206提供支撑，从而防止包覆编织热塑性材料坍塌(或向内塌陷)或以其它方式移出期望的形状。另外，该加压有助于纵梁囊袋208膨胀以为包覆编织热塑性构件206和包覆编织热塑性蒙皮210提供光滑表面。

此外，囊袋202内的压力也可使用延伸到囊袋202中的加压管240和上述加压系统来控制。例如，加压管240也可由铝构成。在其它示例中，加压管240可由不锈钢、一些其它材料或其组合构成。加压系统可使用惰性气体来控制加压管240内的压力，并由此控制囊袋202内的压力，类似于加压管238。

在一个说明性示例中，加压管240进入囊袋202中而不一直延伸穿过囊袋202。以这种方式，惰性气体可以流出加压管240并且流入囊袋202中，从而对囊袋202加压。在其它示例中，加压管240具有允许气体从加压管240流入囊袋202的开口(例如，穿孔、狭缝、孔或一些其它类型的开口)。

在固结期间，纵梁囊袋208中的每一个被加压到基本相同的压力(即，在选定公差内的相同压力)。这有助于确保纵梁囊袋208中的每一个的膨胀均匀，使得在固结期间相同的力被施加到包覆编织热塑性构件206中的每一个。在一些情况下，在将包覆编织热塑性构件206固结至包覆编织热塑性蒙皮210期间，囊袋202和纵梁囊袋208被加压至基本相同的压力。增加囊袋202和纵梁囊袋208内的压力导致一些膨胀，这在处理期间将预制件(即，包覆编织热塑性构件206和包覆编织热塑性蒙皮210)置于张力下。此外，这种膨胀有助于在处理期间通过推压或压缩叠层112使其抵靠外部工具110而共固结叠层112。

具有图1和图2的叠层112的图1的系统103允许包覆编织热塑性构件206与包覆编织热塑性蒙皮210的固结，从而以高效的方式快速形成复合结构101。特别地，使用经由感应线圈118、感应线圈120、第一智能感受器114和第二智能感受器115的感应加热有助于确保快速和可靠的固结过程。

图1中的制造环境100和系统103以及图1和图2中的叠层112的图示不意味着暗示对可以实现说明性实施方式的方式的物理或架构限制。可以使用除了所示部件之外或代替所示部件的其它部件。一些部件可以是可选的。此外，呈现这些方框以示出一些功能部件。当在说明性实施方式中实现时，这些方框中的一个或多个可以被组合、划分、或组合并划分成不同的方框。

图3a和图3b是根据示例实施方式的固结机构的图示。图3a是固结机构的等距横截面图的图示。固结机构300是图1中的固结机构104的一个实现的示例。

固结机构300包括支撑结构302、内部工具304、叠层306、外部工具308和负载约束装置310。固结机构300还包括第一智能感受器311和第二智能感受器312。第一智能感受器311定位在内部工具304和叠层306之间，第二智能感受器312定位在叠层306和外部工具308之间。

支撑结构302、内部工具304、叠层306、外部工具308和负载约束装置310分别是图1中的支撑结构116、内部工具108、叠层112、外部工具110和负载约束装置117的实现的示例。第一智能感受器311和第二智能感受器312分别是图1中的第一智能感受器114和第二智能感受器115的实现的示例。支撑结构302、内部工具304、叠层306、外部工具308、负载约束装置310、第一智能感受器311和第二智能感受器312相对于纵向轴线301(例如，中心纵向轴线)对齐。在一个说明性示例中，这些部件相对于纵向轴线301同心地对齐。

图3b是图3a中的固结机构的横截面图。图3b中的固结机构300的横截面图是沿着垂直于穿过固结机构104的纵向轴线301的平面截取的。特别地，图3b中的固结机构300的横截面图是相对于图3a中的线3b-3b截取的。

在这些说明性示例中，支撑结构302对内部工具304提供支撑，并且与内部工具304分开。在其它说明性示例中，支撑结构302可以被认为是内部工具304的一部分或与内部工具304集成。内部工具304具有嵌入内部工具304内的感应线圈313。感应线圈313是图1中的感应线圈118的一个实现的示例。外部工具308具有嵌入在外部工具308内的感应线圈314。感应线圈314是图1中的感应线圈118的一个实现的示例。

在一个或多个说明性示例中，内部工具304、叠层306、外部工具308和负载约束装置310是基本上圆柱形的结构。例如，内部工具304、叠层306、外部工具308和负载约束装置310可以相对于纵向轴线301同心地对齐。在一个说明性示例中，内部工具304由单个圆柱形结构形成。在其它说明性示例中，内部工具304由两个半部形成，这两个半部可以放在一起以形成圆柱形结构。

内部工具304和外部工具308两者都可以由陶瓷材料构成。陶瓷材料是介电材料，该介电材料对由感应线圈313和感应线圈314产生的磁能是“透明的”并且不与该磁能反应。以这种方式，磁能可以穿过陶瓷材料以与第一智能感受器311和第二智能感受器312相互作用。第一智能感受器311和第二智能感受器312将磁能转换为热能，但是陶瓷材料被认为对热能是“不透明的”，使得热能不穿过陶瓷材料。以这种方式，陶瓷材料通过用作热绝缘体而有助于防止在感应加热期间的热能的损失。此外，陶瓷材料具有低的热膨胀系数，这有助于内部工具304和外部工具308在感应加热期间承受与固结机构300的其它部件相关联的热梯度。

在这些说明性示例中，内部工具304包括嵌入在该陶瓷材料内的杆316。杆316基本上平行于纵向轴线301定位。此外，杆316可围绕纵向轴线301周向地定位。如图3a和图3b所示，杆316比感应线圈313更靠近纵向轴线301定位。杆316是图2中的杆119的一个实现的示例。在这些示例中，杆316是玻璃纤维杆。杆316由是介电材料的玻璃纤维构成，有助于杆316在内部工具304内提供压缩负载。当固结机构300的各个部件被添加到内部工具304上时，杆316有助于将内部工具304的陶瓷材料置于压缩状态，这有助于内部工具304的长期耐久性。以这种方式，杆316在压缩期间加强内部工具304并装载内部工具108。

叠层306围绕内部工具304构建。外部工具308围绕叠层306定位。特别地，外部工具308围绕第二智能感受器312定位，该第二智能感受器312围绕叠层306定位。与内部工具304类似，外部工具308可以由陶瓷材料构成。

在这些说明性示例中，外部工具308由围绕叠层306放在一起的两个半部构成。例如，紧固件系统(未示出)可以用于连接外部工具308的两个半部。在一些情况下，负载约束装置310用于将外部工具308的两个半部保持就位。类似地，负载约束装置310可以由两个半部构成，这两个半部围绕外部工具308被放在一起以将外部工具308、叠层306和内部工具304固定在一起。紧固件系统(未示出)可以用于连接负载约束装置310的这两个半部。在一些情况下，相同的紧固件系统可以用于连接外部工具308和负载约束装置310两者的两个半部。紧固件系统可包括例如允许容易地夹紧和容易地释放的夹紧系统(例如，液压夹具)。在其它说明性示例中，外部工具308、负载约束装置310或两者可以是单个圆柱形结构。

图4至图8示出了根据示例实施方式的图3a和图3b的叠层306在内部工具304上面的构建。图4是根据示例实施方式的在图3b中的线4-4之间截取的图3a和图3b的内部工具304的一部分的图示。第一智能感受器311围绕内部工具304定位，使得当电流流过感应线圈118时，第一智能感受器311定位在由感应线圈118产生的电磁通量场内。

囊袋400定位在第一智能感受器311上面并围绕第一智能感受器311定位。囊袋400是图2中囊袋202的一个实现的示例。囊袋400是图3a和图3b中被添加以形成叠层306的第一部件。在该说明性示例中囊袋400是铝囊袋。在感应固结过程期间，囊袋400被加压。在没有加压的情况下，囊袋400可被认为是“放气的”。“当压力被施加到囊袋400时，囊袋400可被认为是“膨胀的”。压力可以经由惰性气体施加到囊袋400，该惰性气体流动穿过延伸穿过囊袋400的加压管(在该视图中未示出)或延伸穿过囊袋400的通道。

囊袋400包括形成在帽404之间的凹入部分402。凹入部分402用于帮助指示形成的机身纵梁的位置。凹入部分406是凹入部分402中的一个的示例。凹入部分406形成在帽404中的帽408和帽410之间。

凹入部分406成形为使得凹入部分406包括主区段412、阶梯区段414和阶梯区段415。阶梯区段414位于主区段412和帽408之间，阶梯区段415位于主区段412和帽410之间。阶梯区段414具有深度416，阶梯区段415具有深度418。深度416测量为帽408和主区段412之间的距离，深度418测量为帽410和主区段412之间的距离。在该说明性示例中，深度416和深度418基本上相等。

在该说明性示例中，凹入部分406(即，主区段412、阶梯区段414和阶梯区段415)成形为接收隔板，该隔板成形为形成“帽形”纵梁。例如，主区段412可包括基部区段420(形成帽形纵梁的“帽”部分)以及分别从基部区段420延伸到阶梯区段414和阶梯区段415的腹板区段422和腹板区段424。在其它说明性示例中，凹入部分406可以成形为接收一些其它类型的隔板。

图5是根据示例实施方式的添加到图4的叠层306的隔板的图示。隔板500定位在囊袋400的凹入部分402内。隔板500是图2中的隔板204的一个实现的示例。特别地，隔板500中的每一个都定位在凹入部分402中的对应凹入部分内。

此外，隔板500中的每一个成形为使得隔板基本上符合或匹配其被放置在其中的对应凹入部分的形状。在这些说明性示例中，隔板500成形为能够形成“帽形”纵梁。

如前所述，隔板500可以具有足够接近包覆编织热塑性构件的热膨胀系数的热膨胀系数，所述包覆编织热塑性构件将随后定位在隔板500上面，从而减小或防止不适当的应力被引入到热塑性材料。隔板500用于在感应加热期间提供强度和刚度，因为囊袋400在感应加热期间软化。

例如，隔板500中的隔板502定位在凹入部分406内。隔板502是图2中的隔板228的一个实现的示例。隔板502成形为基本上符合或匹配凹入部分406的形状。具体地，隔板502成形为基本上匹配凹入部分406的主区段412、阶梯区段414和阶梯区段415的形状。

例如，隔板502包括主区段504、凸缘区段506和凸缘区段508。主区段504成形为牢固地装配在凹入部分406的主区段412内。如前所述，主区段412形成横截面帽子形状的至少一部分。因此，类似于主区段412，主区段504类似地包括基部区段510、腹板区段512和腹板区段514。凸缘区段506和凸缘区段508成形为分别牢固地安置在凹入部分406的阶梯区段414和阶梯区段415内。在该说明性示例中，凸缘区段506具有小于阶梯区段414的深度416的厚度。凸缘区段508具有小于阶梯区段415的深度418的厚度。

图6是根据示例实施方式的添加到图5的叠层306的包覆编织热塑性构件的图示。包覆编织热塑性构件600定位在隔板500上面。包覆编织热塑性构件600是图2中的包覆编织热塑性构件206的实现的示例。包覆编织热塑性构件600中的每一个定位在隔板500中的对应隔板上面。

在一些说明性示例中，在将隔板500添加到叠层306之后，将包覆编织热塑性构件600直接铺设在隔板500上面。在其它说明性示例中，包覆编织热塑性构件600可以与隔板500同时添加到叠层306。例如，在被添加到叠层306之前，包覆编织热塑性构件600可以被铺设在隔板500上面。然后可以使用隔板500将包覆编织热塑性构件600运输和定位在囊袋400的各个凹入部分中。

此外，包覆编织热塑性构件600中的每一个基本上符合对应隔板的形状。包覆编织热塑性构件600将最终形成“帽形”纵梁。

作为一个示例，包覆编织热塑性构件602定位在隔板502上面，该隔板502定位在囊袋400的凹入部分406内。包覆编织热塑性构件602基本上符合隔板502的形状。具体地，包覆编织热塑性构件602基本上符合隔板502的主区段504、凸缘区段506和凸缘区段508的形状。包覆编织热塑性构件602的这种成形导致包覆编织热塑性构件602具有主区段604、凸缘区段606和凸缘区段608。

在该说明性示例中，包覆编织热塑性构件602的凸缘区段606和隔板502的凸缘区段506具有基本上等于囊袋400的凹入部分406的阶梯区段414的深度416的组合厚度。类似地，包覆编织热塑性构件602的凸缘区段608和隔板502的凸缘区段508具有基本上等于囊袋400的凹入部分406的阶梯区段415的深度418的组合厚度。以这种方式，包覆编织热塑性构件602不延伸超过帽408或帽410的周向轮廓。

图7是根据示例实施方式的添加到图6的叠层306的纵梁囊袋的图示。纵梁囊袋700定位在包覆编织热塑性构件600上面。纵梁囊袋700是图1中纵梁囊袋208的一个实现的示例。纵梁囊袋700中的每一个成形为确保包覆编织热塑性构件600保持其用于形成“帽形”纵梁的期望形状。

纵梁囊袋700中的每一个定位在包覆编织热塑性构件600中的对应包覆编织热塑性构件上面。例如，纵梁囊袋702定位在包覆编织热塑性构件602上面。

在该说明性示例中，纵梁囊袋702成形为确保包覆编织热塑性构件602在加热期间维持其形状。囊袋400的凹入部分406、隔板502和纵梁囊袋702一起支撑包覆编织热塑性构件602的两个侧面，同时将包覆编织热塑性构件602固定就位。纵梁囊袋702的形状和尺寸被设计成使得纵梁囊袋702的侧面704遵循由囊袋400的帽404形成的大体周向轮廓。

类似于囊袋400，纵梁囊袋700在感应固结过程期间被加压。在没有加压的情况下，纵梁囊袋700可以被认为是“放气的”。一旦被加压，纵梁囊袋700可以被认为是“充气的”。

图8是根据示例实施方式的添加到图7的叠层306的包覆编织热塑性蒙皮的图示。包覆编织热塑性蒙皮800定位在囊袋400的帽404、纵梁囊袋700和包覆编织热塑性构件600的选定部分上面。特别地，包覆编织热塑性蒙皮800定位成使得包覆编织热塑性蒙皮800接触包覆编织热塑性构件600的凸缘区段。例如，包覆编织热塑性蒙皮800接触包覆编织热塑性构件602的凸缘区段606和凸缘区段608。

在该说明性示例中，包覆编织热塑性蒙皮800包围由囊袋400、隔板500、包覆编织热塑性构件600和纵梁囊袋700形成的叠层306的部分的整个圆周。在这些说明性示例中，包覆编织热塑性蒙皮800的添加完成了叠层306的形成。

图9是根据示例实施方式的围绕图8的叠层306定位的第二智能感受器312和外部工具308的图示。第二智能感受器312围绕包覆编织热塑性蒙皮800定位。外部工具308围绕第二智能感受器312定位。这种放置确保了当电流流过感应线圈314时，第二智能感受器312定位在由感应线圈314产生的电磁通量场内。

通过感应线圈313和感应线圈314，第一智能感受器311和第二智能感受器312用于加热并导致包覆编织热塑性蒙皮800和包覆编织热塑性构件600的固结。这种固结导致最终机身结构，该最终机身结构由具有集成机身纵梁的机身蒙皮构成。

图10是根据示例实施方式的用于在固结期间支撑固结机构300的系统的纵向横截面图的图示。系统1000的该横截面图以及由此固结机构300是沿着基本上平行于纵向轴线301的平面截取的。特别地，该横截面图是相对于图3a中的线10-10截取的，并且包括图3a中未示出的附加部件。系统1000是图1中的系统113的一个实现的示例。

如图10所示，叠层306具有第一端部1002和第二端部1004。系统1000包括用于塞住这些端部的多个插塞1005。特别地，插塞1006和插塞1008分别用于塞住叠层306的第一端部1002和第二端部1004。

插塞1005有助于确保叠层306的各个部件在感应加热期间保持就位。例如，插塞1005不纵向膨胀到这样的程度，即囊袋400和纵梁囊袋700可膨胀以由此减小囊袋400和纵梁囊袋700的不期望的纵向膨胀。例如，与囊袋400和纵梁囊袋700相比，插塞1005可以根本不膨胀或者可以仅略微膨胀。可选择插塞1005的尺寸以有助于确保叠层306的各个部件在感应加热期间保持就位。

此外，插塞1005提供了在系统1000中装载和卸载部件的容易且有效的方式。可以移除插塞1005以允许叠层306的各个部件被纵向地卸载。例如，当移除插塞1005时，囊袋400和纵梁囊袋700可以在纵向方向上滑出系统1000。

系统1000还包括用于定位和固定插塞1006和插塞1008的端部工具1010。端部工具1010可以是例如结构框架或系统，其有助于将插塞1006和插塞1008相对于叠层306固定就位。

连接器装置1012用于将感应线圈313连接到感应线圈314。在一个说明性示例中，在固结机构300的特定端部处，连接器装置1012中的每一个用于将嵌入在内部工具304内的感应线圈313中的感应线圈连接到嵌入在外部工具308内的感应线圈314中的对应感应线圈。在一些说明性示例中，连接器装置1012中的每一个是闸刀开关连接。例如，连接器装置1012中的每一个可包括能够围绕固定枢转点旋转的铜棒或一些其它高传导材料。

在此示例中，连接器装置1012包括连接器装置1014、连接器装置1016、连接器装置1018和连接器装置1020。连接器装置1014在固结机构300的端部1026处将感应线圈313的线圈1022与感应线圈314的线圈1024连接。连接器装置1016在固结机构300的端部1028处将线圈1022与线圈1024连接。连接器装置1018在固结机构300的端部1026处将感应线圈313的线圈1030与感应线圈314的线圈1032连接。连接器装置1020在固结机构300的端部1028处将线圈1030与线圈1032连接。

在一些说明性示例中，固结机构300还包括压力囊袋1038。压力囊袋1038中的每一个用于在插塞1005中的对应插塞处施加压力。压力囊袋1040是压力囊袋1038中的压力囊袋的示例。压力囊袋1040用于以改善第一智能感受器311和第二智能感受器312(在该视图中未标记)以及连接器装置1014之间的电接触的方式施加压力。压力囊袋1040可以采用不锈钢囊袋的形式。

图11a是根据示例实施方式的图10的固结机构300的一部分的图示，其中插塞1006和插塞1008被更清楚地看到。在该视图中，隔板502是可见的。还存在位于隔板502的凹入部分内的纵梁囊袋702，但在该视图中未示出。此外，该横截面图是这样截取的，使得：

插塞1006和插塞1008用于塞住叠层306的第一端部1002和第二端部1004。插塞1006和插塞1008类似地实现。在这些示例中，插塞1006包括插塞部分1100、热绝缘层1102和感受器连接器1104。插塞1008类似地包括插塞部分1106、热绝缘层1108和感受器连接器1110。

热绝缘层1102和热绝缘层1108分别提供将感受器连接器1104和感受器连接器1110绝缘的方式。这些热绝缘层可以由例如介电材料构成。在这些示例中，感受器连接器1104和感受器连接器1110是水冷感受器连接器。如果感受器连接器1104和感受器连接器1110变得太热，则可能发生不期望的加热、氧化物积聚或两者。因此，感受器连接器1104和感受器连接器1110是水冷的以防止过热。

加压管1112是图2中的加压管238中的一个实现的示例，在这些说明性示例中，加压管1112延伸穿过叠层306的纵梁囊袋702(在该视图中未示出)，超过纵梁囊袋702的两个端部，并且从叠层306的第一端部1002和第二端部1004两者出来。如图所示，加压管1112包括端部1114和端部1116。在这些示例中，加压管1112的端部1114和端部1116分别延伸到插塞部分1100和插塞部分1106中，但不延伸超过这些插塞部分。换句话说，加压管1112的端部不延伸到热绝缘层1102或热绝缘层1108中。然而，在一些情况下，加压管1112的端部可一直延伸穿过并超过插塞1006和插塞1008。

加压系统(未示出)可用于使惰性气体流动穿过加压管1112并进入纵梁囊袋702(在该视图中未示出)中。例如，端部1114和端部1116可以是开放的并且连接到管道，该管道连接到加压系统以允许惰性气体流入到加压管1112中。加压管1112可以以各种方式实现。

图11b是根据示例实施方式的图11a的加压管1112的一种构造的放大视图的图示。在图11b中，未示出图11a的隔板502，使得可以更清楚地看到嵌套在隔板502内的纵梁囊袋702。在该说明性示例中，加压管1112是进入纵梁囊袋702而不是一直延伸穿过纵梁囊袋702的不连续加压管。

特别地，加压管1112包括通向纵梁囊袋702中的开口1118和开口1120。以这种方式，在加压管1112内流动的惰性气体可经由开口1118和开口1120流出加压管1112并直接进入纵梁囊袋702，从而对纵梁囊袋702加压。开口1118和开口1120可根据加压要求来确定尺寸。

图11c是根据示例实施方式的图11a的加压管1112的另一构造的放大视图的图示。在图11c中，未示出图11a的隔板502，使得可以更清楚地看到嵌套在隔板502内的纵梁囊袋702。在该说明性示例中，加压管1112是一直延伸穿过纵梁囊袋702的连续管。在该示例中，加压管1112具有一个或多个开口1122，该一个或多个开口1122使得惰性气体能够流出加压管1112并流入纵梁囊袋702中，从而对纵梁囊袋702加压。开口1122可以采取不同的形式。例如，开口1122可以是加压管1112中的狭缝、穿孔、孔或一些其它类型的开口。

图11d是根据示例实施方式的图11a的加压管1112的又一构造的放大视图的图示。在图11d中，未示出图11a的隔板502，使得可以更清楚地看到嵌套在隔板502内的纵梁囊袋702。在该说明性示例中，加压管1112是多管加压管。

特别地，加压管1112包括第一管1123和第二管1124。第一管1123是进入纵梁囊袋702的不连续管，并且具有终止于纵梁囊袋702内的端部1126和端部1128。第二管1124是位于第一管1123内从端部1114延伸到端部1116的连续管。例如，第二管1124具有比第一管1123小的直径，并且可由比加压管1112更硬的材料构成，以向第二管1124提供结构支撑。在一个示例中，第一管1123由铝构成，并且第二管1124由不锈钢构成。第二管1124具有一个或多个开口1130(例如，穿孔、狭缝、孔等)，该一个或多个开口1130允许惰性气体流动穿过第二管1124以进入纵梁囊袋702。

惰性气体流入纵梁囊袋702以对纵梁囊袋702加压，从而确保纵梁囊袋702的膨胀。这种膨胀有助于确保压缩，从而为图7至图9所示的包覆编织热塑性构件602提供光滑的、明确限定的表面。

图12是根据示例实施方式的相对于图11a中的线12-12截取的叠层306的横截面图的图示。在该说明性示例中，未示出纵梁囊袋702，从而使插塞部分1100可见。

通道1200延伸穿过纵梁囊袋702并穿过插塞1008的插塞部分1100。通道1200用于接收图11a至图11d的加压管1112。通道1202延伸穿过插塞1006和超过囊袋400(在该视图中未示出)。通道1202用于接收压力囊袋或加压管，所述压力囊袋或加压管用于在感应固结过程期间向囊袋400施加压力。通道1202可以位于便于将气体输送到囊袋400的任何位置。

图13a和图13b是根据示例实施方式的粘合-修剪机构的图示。图13a是粘合-修剪机构1300的等距视图的图示。粘合-修剪机构1300也可以称为丝束粘合和修剪设备。图13b是粘合-修剪机构1300的横截面图的图示。该粘合-修剪机构1300的横截面图是相对于图13a中的线13b-13b截取的。下面的描述参考图13a和图13b两者。

粘合-修剪机构1300可以用于产生包覆编织热塑性部件的每个编织片层所需的“粘合”和“修剪”，所述包覆编织热塑性部件诸如图6至图10中的包覆编织热塑性构件600或包覆编织热塑性蒙皮800中的一者。

在该说明性示例中，粘合-修剪机构1300包括粘合-修剪系统1301。粘合-修剪系统1301固定到本文表面1304的支撑系统1302。在这些说明性示例中，粘合-修剪系统1301可以使用紧固件系统、夹紧系统、安装结构、一些其它类型的附接装置或其组合固定到支撑系统1302。可以是一种类型的编织结构的示例的编织铺层1306围绕表面1304定位。编织铺层1306可以是包覆编织的连续热塑性复合纤维的片层的铺层。传导部件1308围绕编织铺层1306定位。

尽管仅示出了固定到支撑系统1302的一个粘合-修剪系统1301，但是可以沿着支撑系统1302分布任何数量的粘合-修剪系统。在这些说明性示例中，支撑系统1302包括支撑环1303。支撑环1303的尺寸和形状被设计成完全包围表面1304。

支撑系统1302与编织环或编织机(在该视图中未示出)一起行进，以使得能够在沿着纵向轴线1307的方向上添加和放下片层，以产生和添加到编织铺层1306。换句话说，可以纵向地添加和放下片层。此外，支撑系统1302可围绕纵向轴线1307旋转，或者粘合-修剪系统1301可围绕支撑系统1302移动，以使得能够围绕表面1304周向地添加和放下片层。也可以被称为“靴”的传导部件1308也与编织环或编织机一起行进。

在一个说明性示例中，表面1304可以是在添加图8的包覆编织热塑性蒙皮800之前由图7中的囊袋400、纵梁囊袋700和包覆编织热塑性构件600形成的表面。在该示例中，包覆编织热塑性蒙皮800作为编织铺层1306铺设在表面1304上面。粘合-修剪系统1301可用于在铺设包覆编织热塑性蒙皮800期间或之后进行粘合焊接和修剪。

在其它说明性示例中，表面1304可以是由隔板500形成的表面。在这些示例中，图6的包覆编织热塑性构件600被铺设在表面1304上面以形成编织铺层1306。粘合-修剪系统1301可用于在铺设包覆编织热塑性构件600期间或之后，但在使包覆编织热塑性构件600与包覆编织热塑性蒙皮800固结之前进行粘合焊接和修剪。在一些情况下，当图6中的包覆编织热塑性构件600经由隔板500被运输到叠层306时，粘合-修剪系统1301可以用于粘合焊接和修剪已经形成的包覆编织热塑性构件600的铺层。例如，支撑系统1302的尺寸和形状可以被设计成相对于叠层306可操作地放置粘合-修剪系统1301，该叠层306也可被称为圆柱形热塑性叠层。

粘合焊接可以纵向地、周向地或两者兼有地执行。此外，可以使用粘合焊接以允许形成复杂的预制件结构的方式来添加和放下片层。例如，编织铺层1306可以包括不全是连续层的多个片层。一些片层可以是部分层。在一些情况下，编织铺层1306包括高垫(padups)和低垫(paddowns)。因此，编织铺层1306可以具有沿着编织铺层1306变化的厚度和轮廓。使用粘合焊接来帮助维持编织铺层1306的结构完整性。

在其它说明性示例中，粘合-修剪系统1301可以用于将局部特征添加到编织铺层1306。例如，当编织铺层1306采取图8中的包覆编织热塑性蒙皮800的形式时，粘合-修剪系统1301可以用于粘合焊接和修剪添加到包覆编织热塑性蒙皮800的局部特征(例如，高垫)。

以这种方式，粘合-修剪系统1301可以用于提供和维持编织铺层1306的期望架构。在这些说明性示例中，粘合-修剪系统1301用于在固结之前进行粘合焊接和修剪。但是在其它说明性示例中，粘合-修剪系统1301可用于粘合焊接和修剪局部铺层特征，该局部铺层特征被添加到已经经过至少一个固结过程的集成结构(例如，机身筒体区段)。

图14是根据示例实施方式的图13a和图13b中的粘合-修剪机构1300的一部分的横截面图的图示。该粘合-修剪机构1300的视图是相对于图13b中的线14-14截取的。

如所描绘的，粘合-修剪系统1301固定到支撑系统1302。粘合-修剪系统1301包括粘合焊机1400和修剪器1402。粘合焊机1400定位成帮助热塑性丝束沿着表面1304的铺设，从而形成由热塑性片层构成的编织铺层1306。丝束1404是从编织环或编织机供给的这些热塑性丝束中的一个的示例。粘合焊机1400是电阻加热的并且帮助将丝束1404粘合到编织铺层1306。

修剪器1402用于修剪丝束1404。修剪器1402可以是，例如但不限于，激光修剪器。传导部件1308定位在丝束1404和编织铺层1306之间，以吸收由修剪器1402发射的激光能量，从而保护编织铺层1306。在这些示例中，传导部件1308是导热的。

图3a至图14中的图示并不意味着暗示对可以实现说明性实施方式的方式的物理或架构限制。可以使用除了所示部件之外或代替所示部件的其它部件。一些部件可以是可选的。

图3a至图14中所示的不同部件可以是图1至图2中以方框形式所示的部件如何被实现为物理结构的说明性示例。另外，图3a至图14中的一些部件可以与图1至图2中的部件组合，与图1至图2中的部件一起使用，或者两者。

图15是根据示例实施方式的用于形成复合结构的过程的流程图。图15中所示的过程1500可以使用例如图1中所述的系统113来执行以形成复合结构101。在一些示例中，图3a至图11d的固结机构300用于形成复合结构101。

过程1500开始于构建叠层，该叠层包括具有多个凹入部分的囊袋、多个凹入部分内的多个隔板、多个包覆编织热塑性构件、多个纵梁囊袋和包覆编织热塑性蒙皮，叠层定位在内部工具和外部工具之间(操作1502)。叠层、内部工具和外部工具可以以分别类似于例如图1中的叠层112、内部工具108和外部工具110或图3a至图8中的叠层306、内部工具304和外部工具308的方式来实现。

在一些情况下，关于操作1502，叠层被部件接着部件地构建在内部工具上面。然后将外部工具固定在叠层上面。在其它情况下，叠层是预先构建的，然后在外部工具定位在叠层上面之前叠层定位在内部工具上面。

此后，负载约束装置围绕外部工具定位，使得内部工具、叠层、外部工具和负载约束装置形成固结机构(操作1504)。感应地加热固结机构以将多个包覆编织热塑性构件固结到包覆编织热塑性蒙皮，从而形成复合结构(操作1506)，之后过程终止。特别地，操作1506导致形成集成复合结构。

在一些说明性示例中，可以通过感应地加热位于内部工具和叠层之间的第一智能感受器和位于外部工具和叠层之间的第二智能感受器以引起多个包覆编织热塑性构件固结到包覆编织热塑性蒙皮来执行操作1506。该过程形成与周向蒙皮集成的多个机身纵梁。多个包覆编织热塑性构件形成机身纵梁，并且包覆编织热塑性蒙皮形成周向蒙皮，从而形成复合机身结构，例如图1中的复合机身结构102。

图16是根据示例实施方式的用于构建叠层的过程的流程图。可以执行图16中所示的过程1600，以构建例如图1中所述的叠层112或图3a至图8中所述的叠层306。此外，过程1600可以用来实现图15中的操作1502。

过程1600开始于围绕包围内部工具的第一智能感受器定位囊袋(操作1602)。囊袋可以由铝构成。在这些说明性示例中，第一智能感受器像用于内部工具的衬垫一样包围内部工具。

此后，多个隔板定位在囊袋的多个凹入部分内(操作1604)。在这些说明性示例中，多个隔板中的每一个由镍铁合金构成。在一个说明性示例中，多个隔板中的每一个由因瓦合金(例如因瓦合金52)构成。

然后将多个包覆编织热塑性构件定位在多个隔板上面(操作1606)。特别地，多个包覆编织热塑性构件中的每一个定位在多个隔板中的对应隔板的凹入部分上面和凹入部分内。多个包覆编织热塑性构件中的每一个具有与对于隔板的形状相似的形状。隔板有助于在加热期间提供机械强度和刚度，以有助于维持多个包覆编织热塑性构件的形状和光滑度。

接下来，将多个纵梁囊袋定位在多个包覆编织热塑性构件上面(操作1608)。然后，围绕多个纵梁囊袋和多个包覆编织热塑性构件定位包覆编织热塑性蒙皮，使得包覆编织热塑性蒙皮接触多个包覆编织热塑性构件的端部区段，在感应固结之后，包覆编织热塑性蒙皮和多个包覆编织热塑性构件形成复合机身结构(操作1610)，之后该过程终止。在感应固结期间，包覆编织热塑性蒙皮与包覆编织热塑性构件固结或集成。包覆编织热塑性蒙皮形成用于复合机身结构的机身蒙皮，而包覆编织热塑性构件形成用于复合机身结构的机身纵梁。

图17是根据示例实施方式的用于构建包括固结机构的系统的过程的流程图。可以执行图17中所示的过程1700以构建包括图1中所述的固结机构104的系统103或包括图3a至图11d中的固结机构300的系统1000。

过程1700可以开始于围绕包围内部工具的第一智能感受器定位囊袋(操作1702)。内部工具包括嵌入内部工具内的多个感应线圈。内部工具可以由支撑结构支撑。在这些示例中，内部工具具有圆周形状(例如，圆柱形或近似圆柱形形状、渐缩圆柱形形状、圆锥形形状等)。在一个说明性示例中，内部工具成形为使得沿着内部工具的纵向轴线的任何给定横截面具有基本上圆形(圆形或近似圆形)的形状。

在操作1702中，囊袋可以是具有多个凹入部分的铝囊袋。囊袋可以围绕第一智能感受器定位以包围第一智能感受器，并且由此包围内部工具。

将隔板定位在囊袋的凹入部分内(操作1704)。在操作1704中，隔板可以由镍铁合金构成，例如因瓦合金。每个隔板成形为基本符合或匹配隔板定位在其中的囊袋的对应凹入部分的形状。在一个说明性示例中，囊袋的凹入部分，以及因此隔板，具有上下颠倒的帽子形状。

然后将包覆编织热塑性构件定位在隔板上面(操作1706)。在操作1706中，包覆编织热塑性构件成形为基本上符合或匹配隔板。此后，将纵梁囊袋定位在多个包覆编织热塑性构件上面(操作1708)。纵梁囊袋成形为嵌套在由包覆编织热塑性构件限定的凹入部分或开放空间内。在这些说明性示例中，这些纵梁囊袋可以由铝构成。

纵梁囊袋由包覆编织热塑性蒙皮包围，使得囊袋、隔板、包覆编织热塑性构件、纵梁囊袋和包覆编织热塑性蒙皮一起形成叠层(操作1710)。在操作1710中，包覆编织热塑性蒙皮接触包覆编织热塑性构件的至少部分。这些部分可以是包覆编织热塑性构件的凸缘区段。

然后，围绕包覆编织热塑性蒙皮定位第二智能感受器(操作1712)。外部工具围绕第二智能感受器定位以形成固结机构(操作1714)。与内部工具类似，外部工具包括嵌入外部工具内的多个感应线圈。然后使用负载约束装置来固定外部工具、叠层和内部工具(操作1716)。

将加压管插入穿过囊袋和纵梁囊袋(操作1718)，之后该过程终止。作为一个说明性示例，一个加压管可以插入穿过囊袋中的通道，而多个其它加压管可以插入穿过纵梁囊袋(例如，每个纵梁囊袋一个加压管)。因此，固结机构包括内部工具、叠层、外部工具、负载约束装置和加压管。在其它说明性示例中，加压管可被认为与固结机构分开。

此后，嵌入内部工具中的第一感应线圈和嵌入外部工具中的第二感应线圈经由连接器装置连接(操作1720)。这些连接器装置可以采用例如闸刀开关连接器的形式。使用插塞盖住叠层的端部(操作1722)。使用端部工具定位和固定插塞(操作1724)，此后过程终止。

图18是根据示例实施方式的用于构建系统以形成复合机身结构的过程的流程图。可以执行图18中所示的过程1800来构建图1中所述的系统113。

过程1800可以开始于构建固结机构(操作1802)。操作1802可以使用例如图17中的过程1700来执行。例如，在操作1802中构建的固结机构包括嵌有第一感应线圈的内部工具、嵌有第二感应线圈的外部工具、第一智能感受器、第二智能感受器以及定位在第一智能感受器和第二智能感受器之间的叠层，该叠层包括多个包覆编织热塑性构件和包覆编织热塑性蒙皮。

接下来，使用第一感应线圈、第二感应线圈、第一智能感受器和第二智能感受器感应地加热固结机构，从而将包覆编织热塑性蒙皮与多个包覆编织热塑性构件固结以形成复合机身结构(操作1804)，此后过程终止。

图19是根据示例实施方式的用于将包覆编织热塑性蒙皮与包覆编织热塑性构件感应地固结以形成复合机身结构的过程的流程图。图19所示的方法1900可以被执行以感应地固结，例如，将图2的包覆编织热塑性蒙皮210与包覆编织热塑性构件206固结。此外，过程1900可以使用系统103来实现，该系统包括固结机构104，该固结机构包括叠层112，如图1至图2中所述。

过程1900开始于将嵌入在固结机构的内部工具中的第一感应线圈与嵌入在固结机构的外部工具中的第二感应线圈连接(操作1902)。操作1902可以使用诸如图1中的连接器装置107的连接器装置来执行。在一个或多个说明性示例中，第一感应线圈和第二感应线圈可以连接以最终形成环形螺线管线圈。

此后，在固结机构中向囊袋施加选定量的压力(操作1904)。例如，在操作1904中，加压系统可以连接到囊袋并且可以使用惰性气体来施加压力。在一个说明性示例中，加压系统加压管定位在囊袋内或定位到延伸穿过囊袋的通道。加压系统可使用惰性气体来施加压力。在操作1904中，施加的压力的量可以是小的(例如，大约15psi)。

激励第一感应线圈和第二感应线圈以加热固结机构中的第一智能感受器和第二智能感受器，从而将固结机构中的热塑性材料加热到选定温度的选定公差内(操作1906)。选定温度可以是例如350华氏度以上的温度。在操作1906中，热塑性材料可以是叠层的包覆编织热塑性蒙皮和包覆编织热塑性构件，该包覆编织热塑性蒙皮和包覆编织热塑性构件将分别形成复合机身结构的机身蒙皮和机身纵梁。

经由囊袋和纵梁囊袋施加压力(操作1908)。可以通过例如使用加压系统来施加大约250psi的压力来执行操作1908，以帮助使热塑性材料光滑。操作1908是发生包覆编织热塑性蒙皮感应固结至包覆编织热塑性构件并形成复合机身结构的步骤。该复合机身结构可以是例如机身筒体区段。然后，降低热塑性材料的温度(操作1910)。当温度已经达到低于选定的阈值时，压力降低(操作1912)。例如，在操作1912中，一旦温度已经降到约300华氏度以下，压力就可以降低到约15psi。

此后，卸载复合机身结构(操作1914)。真空被施加到囊袋以在复合机身结构和固结机构的内部工具之间产生间隙(操作1916)。移除固结机构的外部工具，允许从内部工具移除复合机身结构(操作1918)，此后该过程终止。

在其它说明性示例中，过程1900包括一旦复合机身结构已经从内部工具移除，定制复合机身结构的附加操作。例如，切口可以添加到复合机身结构，并且其它部件可以添加到复合机身结构。在一个说明性示例中，添加了窗户、带、切口。在其它示例中，使用感应接合或感应焊接技术来添加机身和窗户框架。感应接合或感应焊接也可用于将部件例如但不限于剪力系材、系统支架、天线加强件、维修盘加强件、其它类型的部件或其组合添加到复合机身结构。

图20是根据示例实施方式的用于形成复合结构的流程图。可以执行图20中所示的过程2000以形成例如图1中的复合结构101的复合结构。

过程2000开始于使用负载约束装置将内部工具、叠层和外部工具保持就位在一起(操作2002)。对叠层中的囊袋和多个纵梁囊袋加压以引起囊袋和多个囊袋的膨胀，从而将包覆编织热塑性蒙皮和多个包覆编织热塑性构件推到一起(操作2004)。

此后，将包覆编织热塑性蒙皮和多个包覆编织热塑性构件共固结在叠层中，同时对囊袋和多个纵梁囊袋加压以形成复合结构(操作2006)，此后该过程终止。在操作2004中提供的加压确保均匀且平稳地发生包覆编织热塑性蒙皮和多个包覆编织热塑性构件的共固结。

图21是根据示例实施方式的用于形成复合机身结构的流程图。可以执行图21中所示的过程2100以形成诸如图1中的复合结构101的复合结构。

过程2100开始于使叠层中的囊袋和多个纵梁囊袋膨胀以将纤维置于处于张力下的包覆编织热塑性蒙皮和多个包覆编织热塑性构件中(操作2102)。操作2102可以通过例如对囊袋和多个纵梁囊袋加压来执行。在一些示例中，使用惰性气体流动穿过的加压管对囊袋和纵梁囊袋加压。加压管可以经由添加惰性气体而膨胀，这可以导致囊袋和纵梁囊袋的膨胀。

加热叠层以熔化包覆编织热塑性蒙皮和多个包覆编织热塑性构件(操作2104)。操作2104可使用基于感应的智能感受器加热来执行。然后将包覆编织热塑性蒙皮和多个包覆编织热塑性构件接合在一起，同时使包覆编织热塑性蒙皮和多个包覆编织热塑性构件熔化(操作2106)。冷却叠层，使得包覆编织热塑性蒙皮和多个包覆编织热塑性构件形成集成结构，即复合机身结构(操作2108)，之后该过程终止。

图22是根据示例实施方式的用于形成复合结构的流程图。可执行图22中所示的过程2200以形成例如图1中的复合结构101的复合结构。

过程2200开始于构建包括多个包覆编织热塑性构件和包覆编织热塑性蒙皮的叠层(操作2202)。将叠层放置在内部工具和外部工具之间(操作2204)。使用负载约束装置将内部工具、叠层和外部工具保持在一起就位，其中内部工具、叠层、外部工具和负载约束装置形成固结机构(操作2206)。加热固结机构以形成复合结构(操作2208)，之后该过程终止。

图23是根据示例实施方式的用于形成复合结构的过程的图示。可执行图23中所示的过程2300以形成例如图1中的复合结构101的复合结构。

过程2300可包括形成多个固结的包覆编织热塑性预制件(操作2302)。多个固结的包覆编织热塑性预制件可以包括多个包覆编织热塑性构件和包覆编织热塑性蒙皮。此外，过程2300包括在被周向地约束的周向叠层中共固结多个固结的包覆编织热塑性预制件(操作2304)。在共固结期间，多个固结的包覆编织热塑性预制件的纤维被张紧(操作2306)。

在过程2300中，在不使用高压釜的情况下执行操作2304。在操作2304中，囊袋用于抵抗外部负载约束装置，并提供通常使用高压釜提供的压力。此外，在操作2304中，感应线圈和智能感受器用于提供通常使用高压釜提供的热量。

图24是根据示例实施方式的用于形成复合结构的过程的图示。可执行图24中所示的过程2400以形成例如图1中的复合结构101的复合结构。

过程2400开始于使叠层中的多个纵梁囊袋膨胀，从而施加抵抗多个包覆编织热塑性构件和包覆编织热塑性蒙皮的力(操作2402)。操作2402可以通过加热多个纵梁囊袋并经由从多个加压管流入多个纵梁囊袋的惰性气体对多个纵梁囊袋加压来执行。多个纵梁囊袋的膨胀使多个包覆编织热塑性构件张紧，并帮助抵抗多个包覆编织热塑性构件上的压缩负载。

在多个纵梁囊袋膨胀期间，经由嵌入非介电材料内的介电材料约束叠层(操作2404)。操作2404可以通过使叠层压靠包括介电材料的外部工具来执行。介电材料是陶瓷材料，非介电材料可以是用于在操作2402中执行的加热的多个感应线圈。在多个纵梁囊袋膨胀期间，非介电材料经由介电材料被约束(操作2406)。

图25是根据示例实施方式的用于粘合和修剪热塑性丝束的过程的流程图。图25中所示的方法可用于粘合和修剪热塑性丝束，所述热塑性丝束最终形成图2中的包覆编织热塑性蒙皮210和包覆编织热塑性构件206。

过程2500开始于将从编织环接收的热塑性丝束铺设在表面上的编织结构上面，热塑性丝束的一部分被接收在传导部件上面(操作2502)。热塑性丝束可以是包覆编织热塑性丝束。该表面可以由工具表面、隔板、囊袋、纵梁囊袋、部分形成的编织铺层、预制件、集成复合结构或一些其它类型的表面中的至少一者形成。编织结构可以是例如包覆编织热塑性材料的编织铺层、部分形成的编织铺层、预制件、由包覆编织热塑性材料制成的集成结构或一些其它类型的编织结构。在操作2502中，热塑性丝束可定位在形成于表面上的编织结构上面。操作2502中的传导部件可以被称为“靴”。

然后使用固定到支撑环的粘合焊机把热塑性丝束粘合焊接到编织结构(操作2504)。在操作2504中，电阻地加热粘合焊机以确保将热塑性丝束均匀地粘合到编织结构。修剪热塑性丝束的一部分，从而修剪接收在编织结构上面的热塑性丝束(操作2506)，此后该过程终止。在操作2506中，将激光能量施加到热塑性丝束的由传导部件支撑的部分以修剪热塑性丝束。传导部件吸收激光能量以保护传导部件下面的编织结构。

图26是根据示例实施方式的用于粘合和修剪热塑性丝束的过程的流程图。图26中所示的过程可用于粘合和修剪热塑性丝束，所述热塑性丝束最终形成图2中的包覆编织热塑性蒙皮210和包覆编织热塑性构件206。

过程2600开始于将从编织系统接收的热塑性丝束铺设在表面上的编织结构上面(操作2602)。将所接收的热塑性丝束粘合焊接到编织结构(操作2604)。通过将激光能量施加到所接收的热塑性丝束的一部分来修剪热塑性丝束(操作2606)，此后该过程终止。

本公开的示例实施方式可以在如图27所示的飞行器制造和维修方法2700和如图28所示的飞行器2800的背景下描述。首先转到图27，根据说明性实施方式描绘了飞行器制造和维修方法的图示。在预生产期间，飞行器制造和维修方法2700可以包括图28中的飞行器2800的规格和设计2702以及材料采购2704。

在生产期间，发生图28中的飞行器2800的部件和子组件制造2706和系统集成2708。此后，图28中的飞行器2800可以经历认证和交付2710以便投入服役2712。在通过客户服役2712时，图28中的飞行器2800被安排用于日常维护和维修2714，其可以包括修改、重新构造、整修、和其它维护或维修。

飞行器制造和维修方法2700的每个过程可以由系统集成商、第三方和/或运营商执行或实行。在这些示例中，运营商可以是客户。为了本说明书的目的，系统集成商可以包括但不限于任何数量的飞行器制造商和主系统转包商；第三方可以包括但不限于任何数量的供应商、分包商和供货商；并且运营商可以是航空公司、租赁公司、军事实体、维修组织等。

现在参考图28，描述了其中可以实现说明性实施方式的飞行器的图示。在该示例中，飞行器2800由图27中的飞行器制造和维修方法2700生产，并且可以包括具有多个系统2804和内饰2806的机体2802。系统2804的示例包括推进系统2808、电气系统2810、液压系统2812和环境系统2814中的一种或多种。可以包括任何数量的其它系统。尽管示出了航空航天的示例，但是不同的说明性实施方式可以应用于其它行业，例如汽车行业。

在图27中的飞行器制造和维修方法2700的至少一个阶段期间可以采用本文所实施的设备和方法，特别地，图1至图2的系统103可以用于在飞行器制造和维修方法2700的任何一个阶段期间形成复合结构101。例如，但不限于，图1至图2的系统103可用于在部件和子组件制造2706、系统集成2708、日常维护和维修2714或飞行器制造和维修方法2700的一些其它阶段中的至少一个期间形成复合结构101。此外，图1至图2中的系统103可用于形成图28中的飞行器2800的机体2802的至少一部分，例如，系统103可用于形成机体2802的机身筒体区段。

在一个说明性示例中，在图27中的部件和子组件制造2706中生产的部件或子组件可以以类似于在飞行器2800处于图27中的服役2712中时生产的部件或子组件的方式制造或生产。作为另一个例子，在生产阶段期间，例如图27中的部件和子组件制造2706和系统集成2708期间，可以使用一个或多个设备实施方式、方法实施方式或其组合。当飞行器2800处于服役2712中时和/或在图27中的维护和维修2714期间，可以使用一个或多个设备实施方式、方法实施方式或其组合。使用多个不同的说明性实施方式可以基本上加快飞行器2800的组装和/或降低其成本。

在不同的描述的实施方式中的流程图和方框图示出了示例实施方式中的设备和方法的一些可能实现的架构、功能和操作。在这点上，流程图或方框图中的每个方框可以表示模块、节段、功能和/或操作或步骤的一部分。

在示例实施方式的一些替代实现中，方框中所标注的一个或多个功能可以不按图中所标注的顺序发生。例如，在一些情况下，取决于所涉及的功能，连续示出的两个方框可以基本上同时执行，或者这些方框有时可以以相反的顺序执行。此外，除了流程图或方框图中所示的方框之外，可以添加其它方框。

如本文所用，短语“…中的至少一者”当与项目列表一起使用时，意味着可使用所列项目中的一者或多者的不同组合，并且可仅需要列表中的项目中的一者。项目可以是特定的对象、事物、步骤、操作、过程或类别。换句话说，“…中的至少一者”意味着可以使用列表中的项目的任何组合或项目的数量，但是可能不需要列表中的所有项目。例如，非限制性地，“项目a、项目b或项目c中的至少一者”或“项目a、项目b和项目c中的至少一者”可以指项目a；项目a和项目b；项目b；项目a、项目b和项目c；项目b和项目c；或项目a和项目c。在一些情况下，“项目a、项目b或项目c中的至少一者”或“项目a、项目b和项目c中的至少一者”可以表示但不限于项目a中的两个、项目b中的一个和项目c中的十个；项目b中的四个和项目c中的七个；或一些其它合适的组合。

本文还提供了以下条款，其涉及：

1.一种用于形成复合结构101的方法，所述方法包括：

构建2202包括多个包覆编织热塑性构件206和包覆编织热塑性蒙皮210的叠层112；

将所述叠层112放置2204在内部工具108和外部工具110之间；

使用负载约束装置117将所述内部工具108、所述叠层112和所述外部工具110保持2206在一起就位，所述内部工具108、所述叠层112、所述外部工具110和所述负载约束装置117形成固结机构104；以及

加热2208所述固结机构104以形成所述复合结构101。

2.条款1所述的方法，其中，构建2202所述叠层112包括：

构建包括囊袋202、多个隔板204、多个包覆编织热塑性构件206、多个纵梁囊袋208以及包覆编织热塑性蒙皮210的所述叠层112，所述囊袋202具有多个凹入部分216，所述多个隔板204嵌套在所述多个凹入部分216内。

3.条款1或2所述的方法，其中，加热2208所述固结机构104包括：

感应地加热所述固结机构104以将所述多个包覆编织热塑性构件206与所述包覆编织热塑性蒙皮210固结，从而形成集成复合结构101。

4.条款3所述的方法，其中，加热2208所述固结机构104包括：

感应地加热位于所述内部工具108和所述叠层112之间的第一智能感受器114和位于所述外部工具110和所述叠层112之间的第二智能感受器115，以使所述多个包覆编织热塑性构件206固结到所述包覆编织热塑性蒙皮210。

5.条款1至4中任一项所述的方法，所述方法还包括：

使多个加压管238穿过多个纵梁囊袋208。

6.条款5所述的方法，所述方法还包括：

使用位于所述叠层112的端部处的多个插塞106将所述多个加压管238固定1722在所述多个纵梁囊袋208内。

7.条款1至6中任一项所述的方法，其中，构建所述叠层112包括：

围绕所述内部工具108定位1602第一智能感受器114，其中，所述内部工具108由支撑结构116支撑；以及

围绕所述第一智能感受器114定位1702囊袋202。

8.条款7所述的方法，其中，构建2202所述叠层112还包括：

将多个隔板204定位1604在所述囊袋202的多个凹入部分216内，其中，所述多个隔板204中的每一个由镍铁合金构成。

9.条款8所述的方法，其中，构建2202所述叠层112还包括：

将所述多个包覆编织热塑性构件206定位1606在所述多个隔板204上面，其中，所述多个包覆编织热塑性构件206中的包覆编织热塑性构件的形状基本上类似于所述多个隔板204中的上面定位了所述包覆编织热塑性构件的对应隔板的形状。

10.条款9所述的方法，其中，构建2202所述叠层112还包括；

将多个纵梁囊袋208定位1608在所述多个包覆编织热塑性构件206上面；以及

将所述包覆编织热塑性蒙皮210围绕所述多个纵梁囊袋208和所述多个包覆编织热塑性构件206放置1610以完成所述叠层112，其中，所述包覆编织热塑性蒙皮210接触所述多个包覆编织热塑性构件206的端部区段。

11.条款10所述的方法，所述方法还包括：

围绕所述包覆编织热塑性蒙皮210定位1712第二智能感受器115；以及

围绕所述第二智能感受器115定位1714所述外部工具110，其中，所述内部工具108、所述第一智能感受器114、所述叠层112、所述第二智能感受器115和所述外部工具110一起形成固结机构104的至少一部分。

12.条款1至11中任一项所述的方法，所述方法还包括：

使用多个插塞106来塞住1722所述叠层112的第一端部126和所述叠层112的第二端部128，其中，在所述叠层112的所述第一端部126处使用的所述多个插塞106中的第一插塞1006和在所述叠层112的所述第二端部128处使用的所述多个插塞106中的第二插塞1008均包括插塞部分1100、1106、热绝缘层1102、1108和感受器连接器1104、1110。

13.条款12所述的方法，所述方法还包括：

将端部工具105固定1724到所述多个插塞106，以准备将所述多个包覆编织热塑性构件206固结到所述包覆编织热塑性蒙皮210。

14.条款1至13中任一项所述的方法，所述方法还包括：

在将所述多个包覆编织热塑性构件206固结到所述包覆编织热塑性蒙皮210期间，将所述叠层112中的囊袋202和多个纵梁囊袋208加压到基本上相同的压力。

15.条款1至14中任一项所述的方法，所述方法还包括：

在将所述多个包覆编织热塑性构件206固结到所述包覆编织热塑性蒙皮210期间，经由所述叠层112中的多个隔板204向所述多个包覆编织热塑性构件206提供机械强度和刚度。

16.一种根据条款1至15中任一项所述的方法组装的飞行器复合筒体区段102的一部分。

17.一种用于形成复合机身结构102的方法，所述方法包括：

使叠层112中的囊袋202和多个纵梁囊袋208膨胀2102，以将包覆编织热塑性蒙皮210和多个包覆编织热塑性构件206中的纤维置于张力下；

加热2104所述叠层112以熔化所述包覆编织热塑性蒙皮210和所述多个包覆编织热塑性构件206；以及

在所述包覆编织热塑性蒙皮210和所述多个包覆编织热塑性构件206被熔化的同时，将所述包覆编织热塑性蒙皮210和所述多个包覆编织热塑性构件206接合2106；以及

冷却2108所述叠层112，使得所述包覆编织热塑性蒙皮210和所述多个包覆编织热塑性构件206形成集成结构，即所述复合机身结构102。

18.根据条款17的方法组装的复合机身结构102。

19.一种设备，所述设备包括：

内部工具108；

第一智能感受器114，所述第一智能感受器围绕所述内部工具108定位；

叠层112，所述叠层围绕所述第一智能感受器114定位，所述叠层112包括多个包覆编织热塑性构件206和包覆编织热塑性蒙皮210；

第二智能感受器115，所述第二智能感受器围绕所述叠层112定位；

外部工具110，所述外部工具围绕所述第二智能感受器115定位；以及

负载约束装置117，所述负载约束装置用于将所述内部工具108、所述第一智能感受器114、所述叠层112、所述第二智能感受器115和所述外部工具110保持就位。

20.条款19所述的设备，其中，所述叠层112还包括：

多个隔板204，所述多个隔板204中的每一个为所述多个包覆编织热塑性构件206中的对应的包覆编织热塑性构件提供明确限定的表面和刚度。

21.条款19或20所述的设备，还包括：

多个加压管238，所述多个加压管延伸穿过所述叠层112中的多个纵梁囊袋208；以及

加压管240，所述加压管延伸穿过所述叠层112中的囊袋202。

22.使用根据条款19至21中任一项所述的设备形成飞行器复合筒体区段102。

23.一种用于形成复合结构101的方法，所述方法包括：

使用负载约束装置117将内部工具108、叠层112和外部工具110保持2002在一起就位；

对所述叠层112中的囊袋202和多个纵梁囊袋208加压2004，以使所述囊袋202和所述多个纵梁囊袋208膨胀，从而将所述叠层112中的包覆编织热塑性蒙皮210和多个包覆编织热塑性构件206推到一起；以及

在所述囊袋202和所述多个纵梁囊袋208被加压的同时共固结2006所述包覆编织热塑性蒙皮210和所述多个包覆编织热塑性构件206以形成所述复合结构101。

24.条款23所述的方法，其中，共固结2006所述包覆编织热塑性蒙皮210和所述多个包覆编织热塑性构件206包括：

感应地加热所述叠层112中的第一智能感受器114和第二智能感受器114，以熔化所述包覆编织热塑性蒙皮210和所述多个包覆编织热塑性构件206，从而将所述包覆编织热塑性蒙皮210和所述多个包覆编织热塑性构件206接合在一起。

25.条款24所述的方法，其中，感应地加热所述第一智能感受器114和所述第二智能感受器114包括：

使用嵌入所述内部工具108中的第一感应线圈118和嵌入所述外部工具110中的第二感应线圈120产生磁能；以及

使用所述第一智能感受器114和所述第二智能感受器114将所述磁能转换为热能。

26.条款23至25中任一项所述的方法，其中，对所述叠层112中的所述囊袋202和所述多个纵梁囊袋208加压2004包括：

使用延伸穿过所述多个纵梁囊袋208的多个加压管238内的惰性气体对所述多个纵梁囊袋208加压。

27.条款23至26中任一项所述的方法，其中，对所述叠层112中的所述囊袋202和所述多个纵梁囊袋208加压2004包括：

使用延伸穿过所述囊袋202的加压管内的惰性气体对所述囊袋202加压。

28.条款23至27中任一项所述的方法，所述方法还包括：

在感应加热期间，利用由所述叠层112中的多个隔板204中的对应隔板提供的明确限定的表面来支撑所述多个包覆编织热塑性构件206中的每一个。

29.条款23至28中任一项所述的方法，所述方法还包括：

冷却2108所述叠层112，使得接合在一起的所述包覆编织热塑性蒙皮210和所述多个包覆编织热塑性构件206形成单个集成复合结构101。

30.条款23至29中任一项所述的方法，所述方法还包括：

使用多个插塞固定1722所述叠层112的第一端部126和第二端部128，以在感应加热期间阻止所述囊袋202或所述多个纵梁囊袋208纵向膨胀。

31.条款23至30中任一项所述的方法，所述方法还包括：

在所述内部工具108上面构建2202、2204所述叠层112；

围绕所述叠层112固定2204所述外部工具110；以及

在所述叠层112构建在所述内部工具108上面并且所述外部工具110围绕所述叠层112固定的同时，压缩装载2206所述内部工具108。

32.根据条款23至31中任一项所述的方法组装的飞行器复合筒体区段102的一部分

33.一种设备，所述设备包括：

囊袋202，所述囊袋具有多个凹入部分212；

多个隔板204，所述多个隔板定位在所述多个凹入部分212内；

多个包覆编织热塑性构件206，所述多个包覆编织热塑性构件定位在所述多个隔板204上面；

多个纵梁囊袋208，所述多个纵梁囊袋定位在所述多个包覆编织热塑性构件206上面；以及

包覆编织热塑性蒙皮210，所述包覆编织热塑性蒙皮定位在所述多个纵梁囊袋208和所述多个包覆编织热塑性构件206上面。

34.条款33所述的设备，其中，所述多个隔板204中的隔板由镍铁合金构成。

35.条款34所述的设备，其中，所述镍铁合金为包含约40％至约43％镍的因瓦合金。

36.条款33至35中任一项所述的设备，其中，所述多个隔板204具有更接近所述多个包覆编织热塑性构件206的第二热膨胀系数237的第一热膨胀系数227。

37.条款33至36中任一项所述的设备，其中，所述囊袋202、所述多个隔板204、所述多个包覆编织热塑性构件206、所述多个纵梁囊袋208和包覆编织热塑性蒙皮210形成叠层112。

38.条款37所述的设备，其中，所述叠层112定位在衬有内部工具108的第一智能感受器114和衬有外部工具110的第二智能感受器114之间，并且其中，所述包覆编织热塑性蒙皮210经由所述第一智能感受器114和所述第二智能感受器114通过感应加热与所述多个包覆编织热塑性构件206固结。

39.条款38所述的设备，其中，所述内部工具108嵌有第一感应线圈118，并且所述外部工具110嵌有第二感应线圈120。

40.条款37至39中任一项所述的设备，所述设备还包括：

多个插塞106，所述多个插塞用于塞住所述叠层112的第一端部126和所述叠层112的第二端部128。

41.条款40所述的设备，其中，所述多个插塞106中的第一插塞1006和所述多个插塞106中的第二插塞1008均包括：

插塞部分1100、1106，加压管1112从所述多个纵梁囊袋208延伸到所述插塞部分中；

热绝缘层1102、1108；以及

感受器连接器1104、1110。

42.条款41所述的设备，其中，所述感受器连接器1104、1110是水冷的。

43.条款37至42中任一项所述的设备，所述设备还包括：

多个加压管238，所述多个加压管238延伸穿过所述多个纵梁囊袋208。

44.一种使用条款33所述的设备形成飞行器复合筒体区段102的方法。

45.一种系统103，所述系统包括：

内部工具108，所述内部工具108包括介电材料，所述内部工具108嵌有第一感应线圈118；

外部工具110，所述外部工具110包括所述介电材料，所述外部工具110嵌有第二感应线圈120并且形状和尺寸被设计成包围所述内部工具108；

第一智能感受器114，所述第一智能感受器114衬有所述内部工具108；以及

第二智能感受器114，所述第二智能感受器114衬有所述外部工具110，

其中，当所述第一感应线圈118和所述第二感应线圈120用于感应地加热定位在所述内部工具108和所述外部工具110之间的叠层112时，所述第一智能感受器114和所述第二智能感受器114两者都有助于分配热量并且确保热均匀性。

46.一种使用条款45所述的系统103形成复合机身结构102的方法。

47.一种系统103，所述系统包括：

内部工具108；

第一智能感受器114，所述第一智能感受器围绕所述内部工具108定位；

叠层112，所述叠层围绕所述第一智能感受器114定位，所述叠层112包括：

囊袋202，所述囊袋具有多个凹入部分212；

多个隔板204，所述多个隔板定位在所述多个凹入部分212内；

多个包覆编织热塑性构件206，所述多个包覆编织热塑性构件定位在所述多个隔板204上面；

多个纵梁囊袋208，所述多个纵梁囊袋定位成与所述多个包覆编织热塑性构件206接触；以及

包覆编织热塑性蒙皮210，所述包覆编织热塑性蒙皮定位在所述多个纵梁囊袋208和所述多个包覆编织热塑性构件206上面，使得所述多个纵梁囊袋208中的每一个夹在所述包覆编织热塑性蒙皮210与所述多个包覆编织热塑性构件206中的对应包覆编织热塑性构件之间；

第二智能感受器115，所述第二智能感受器围绕所述叠层112定位；以及

外部工具110，所述外部工具围绕所述第二智能感受器115定位。

48.条款47所述的系统103，所述系统还包括：

多个插塞106，所述多个插塞用于盖住所述叠层112的第一端部126和第二端部128。

49.条款48所述的系统103，其中，所述内部工具108嵌有第一感应线圈118，并且所述外部工具110嵌有第二感应线圈120，并且所述系统还包括：

多个连接器装置107，所述多个连接器装置用于连接所述第一感应线圈118和所述第二感应线圈120。

50.条款48或49所述的系统103，所述系统还包括：

端部工具105，所述端部工具用于定位和固定所述多个插塞106。

51.一种使用条款47所述的系统103形成飞行器复合筒体区段102的方法。

52.一种形成复合结构101的方法，所述方法包括：

使叠层112中的多个纵梁囊袋208膨胀，从而施加抵抗多个包覆编织热塑性构件206和包覆编织热塑性蒙皮210的力；

在所述多个纵梁囊袋208的膨胀期间，经由嵌入在非介电材料内的介电材料约束所述叠层112；以及

在所述多个纵梁囊袋208的膨胀期间，经由所述介电材料约束所述非介电材料。

53.条款52所述的方法，所述方法还包括：

构建包括囊袋202、所述多个纵梁囊袋208、所述多个包覆编织热塑性构件206和所述包覆编织热塑性蒙皮210的所述叠层112；以及

将所述叠层112定位在内部工具108和外部工具110之间，所述内部工具和所述外部工具均包括所述介电材料和所述非介电材料。

54.条款52或53所述的方法，其中，使所述叠层112中的所述多个纵梁囊袋208膨胀包括：

加热所述多个纵梁囊袋208。

55.条款52至54中任一项所述的方法，其中，使所述叠层112中的所述多个纵梁囊袋208膨胀包括：

经由从多个加压管流入所述多个纵梁囊袋208的惰性气体对所述多个纵梁囊袋208加压。

56.条款52至55中任一项所述的方法，其中，约束所述叠层112包括：

使所述叠层112压靠包括所述介电材料的外部工具110，其中，所述介电材料是陶瓷材料，并且嵌入在所述介电材料内的所述非介电材料是多个感应线圈。

57.条款52至56中任一项所述的方法，其中，使所述叠层112中的所述多个纵梁囊袋208膨胀包括：

使所述多个纵梁囊袋208膨胀以经由所述膨胀张紧所述多个包覆编织热塑性构件206。

58.条款52至57中任一项所述的方法，其中，使所述叠层112中的所述多个纵梁囊袋208膨胀包括：

通过所述多个纵梁囊袋208的膨胀抵抗所述多个包覆编织热塑性构件206上的压缩负载。

59.根据条款52至58中任一项所述的方法组装的飞行器复合筒体区段102的一部分。

60.一种用于形成复合结构101的方法，所述方法包括：

在被周向地约束的周向叠层112中共固结2304多个固结的包覆编织热塑性预制件206、210；以及

在共固结期间，张紧2306所述多个固结的包覆编织热塑性预制件206，210的纤维。

61.条款60所述的方法，其中，共固结2304所述多个固结的包覆编织热塑性预制件206、210包括：

加热所述周向叠层112以共固结所述多个固结的包覆编织热塑性预制件206、210。

62.条款61所述的方法，其中，加热所述周向叠层112包括：

感应地加热所述周向叠层112以共固结所述多个固结的包覆编织热塑性预制件206、210。

63.条款60至62中任一项所述的方法，其中，共固结2304所述多个固结的包覆编织热塑性预制件206、210包括：

使用多个感应线圈和多个智能感受器来加热所述周向叠层112，以共固结所述多个固结的包覆编织热塑性预制件206、210。

64.条款60至63中任一项所述的方法，其中，共固结2304所述多个固结的包覆编织热塑性预制件206、210包括：

使所述周向叠层112中的多个纵梁囊袋208和囊袋202膨胀，从而施加抵抗所述多个固结的包覆编织热塑性预制件206、210的力。

65.条款64所述的方法，其中，使所述多个纵梁囊袋208和所述囊袋202膨胀包括：

使用惰性气体对所述周向叠层112中的所述多个纵梁囊袋208和所述囊袋202加压。

66.根据条款60至65中任一项所述的方法组装的飞行器复合筒体区段102的一部分。

67.一种丝束粘合和修剪设备，所述丝束粘合和修剪设备包括：

粘合-修剪系统1301，所述粘合-修剪系统用于将热塑性丝束1404粘合和修剪成编织结构1306；以及

支撑系统1302，所述粘合-修剪系统1301附接到所述支撑系统，所述支撑系统1302的尺寸和形状被设计成相对于圆柱形热塑性叠层306可操作地放置所述粘合-修剪系统1301。

68.条款67所述的丝束粘合和修剪设备，其中，所述支撑系统1302包括：

支撑环1303，所述支撑环的尺寸和形状被设计成完全包围周向的表面1304，其中，所述粘合-修剪系统1301固定到所述支撑环1303。

69.条款67或68所述的丝束粘合和修剪设备，其中，所述粘合-修剪系统1301包括：

粘合焊机1400，所述粘合焊机1400固定到所述支撑系统1302的一部分，其中，所述粘合焊机1400是电阻加热的。

70.条款67至69中任一项所述的丝束粘合和修剪设备，其中，所述粘合-修剪系统1301包括：

修剪器1402，所述修剪器固定到所述支撑系统1302的一部分，其中，所述修剪器1402使用激光能量来修剪所述热塑性丝束1404。

71.条款70所述的丝束粘合和修剪设备，所述丝束粘合和修剪设备还包括：

传导部件1308，所述传导部件定位在所述编织结构1306与所述热塑性丝束1404之间。

72.条款71所述的丝束粘合和修剪设备，其中，所述传导部件1308的横截面形状是楔形的。

73.条款71或72所述的丝束粘合和修剪设备，其中，所述传导部件1308是导热的并且用于吸收由所述修剪器1402发射的激光能量以保护所述编织结构1306。

74.条款71至73中任一项所述的丝束粘合和修剪设备，其中，从编织环接收所述热塑性丝束1404并且所述热塑性丝束1404越过所述传导部件1308。

75.条款67至74中任一项所述的丝束粘合和修剪设备，其中，所述支撑系统1302与提供所述热塑性丝束1404的编织环一起行进。

76.条款67至76中任一项所述的丝束粘合和修剪设备，其中，所述粘合-修剪系统1301是沿着所述支撑系统1302分布的多个粘合-修剪系统中的一个。

77.条款67至76中任一项所述的丝束粘合和修剪设备，其中，所述编织结构1306包括包覆编织的连续热塑性复合纤维的多个热塑性片层。

78.一种用于粘合和修剪热塑性丝束1404的方法，所述方法包括：

将从编织系统接收的热塑性丝束1404铺设2502在表面1304上的编织结构1306上面；以及

将所述热塑性丝束1404粘合焊接2504到所述编织结构1306；以及

修剪2506所述热塑性丝束1404的一部分，从而修剪被接收在所述编织结构1306上面的所述热塑性丝束1404。

79.条款78所述的方法，所述方法还包括：

在定位在所述编织结构1306与所述热塑性丝束1404之间的传导部件1308上面接收所述热塑性丝束1404的一部分。

80.条款78或79所述的方法，其中，粘合焊接2504所述热塑性丝束1404包括：

使用固定到支撑环1303的粘合焊机1400将所述热塑性丝束1404粘合焊接到所述编织结构1306。

81.条款78至80中任一项所述的方法，其中，粘合焊接2504所述热塑性丝束1404包括：

使用固定到包围所述表面1304的支撑环1303的粘合焊机1400将所述热塑性丝束1404粘合焊接到所述编织结构1306，其中，所述粘合焊机1400是电阻加热的。

82.条款78至81中任一项所述的方法，所述方法还包括：

通过传导部件1308支撑所述热塑性丝束1404的所述部分。

83.条款82所述的方法，其中，修剪2506所述热塑性丝束1404的所述部分包括：

将激光能量施加到所述热塑性丝束1404的由所述传导部件1308支撑的所述部分。

84.条款83所述的方法，其中，施加所述激光能量包括：

在所述热塑性丝束1404被修剪时，使用所述传导部件1308吸收所述激光能量以保护所述编织结构1306。

85.条款78至84中任一项所述的方法，其中，铺设2502所述热塑性丝束1404包括：

将所述热塑性丝束1404铺设在所述表面1304上面，所述表面1304由工具表面1304、隔板502、囊袋400、纵梁囊袋702、部分形成的编织铺层1306、预制件800、600或集成复合结构101中的至少一者形成。

86.条款78至85中任一项所述的方法，其中，铺设2502所述热塑性丝束1404包括：

铺设所述热塑性丝束1404以向所述编织结构1306添加局部特征。

87.一种根据条款78至86中任一项所述的方法组装的飞行器复合筒体区段102的一部分。

88.一种用于粘合和修剪热塑性丝束1404的方法，所述方法包括：

将从编织系统接收的所述热塑性丝束1404铺设2602在表面1304上的编织结构1306上面；以及

将从所述编织系统接收的所述热塑性丝束1404粘合焊接2604到所述编织结构1306；以及

通过将激光能量施加到所述热塑性丝束1404的一部分来修剪2606所述热塑性丝束1404。

89.条款88所述的方法，所述方法还包括：

通过传导部件1308支撑所述热塑性丝束1404的所述部分。

90.条款88或89所述的方法，其中，修剪2606所述热塑性丝束1404包括：

将所述激光能量施加到所述热塑性丝束1404的由传导部件1308支撑的所述部分。

91.根据条款88所述的方法组装的飞行器复合筒体区段102的一部分。

92.一种粘合-修剪机构，所述粘合-修剪机构包括：

支撑环1303，所述支撑环1303的尺寸和形状被设计成完全包围周向的表面1304；

粘合-修剪系统1301，所述粘合-修剪系统1301固定到所述支撑环1303，用于将热塑性丝束1404粘合到编织结构1306，其中，所述粘合-修剪系统1301包括：

粘合焊机1400，所述粘合焊机1400固定到所述支撑环1303的一部分，其中，所述粘合焊机1400是电阻加热的；以及

修剪器1402，所述修剪器固定到所述支撑环1303的一部分，其中，所述修剪器1402使用激光能量来修剪所述热塑性丝束1404；以及

传导部件1308，所述传导部件定位在所述编织结构1306与所述热塑性丝束1404之间。

93.条款92所述的粘合-修剪机构，其中，所述传导部件1308的横截面形状是楔形的并且是导热的，以吸收由所述修剪器1402发射的所述激光能量，从而在修剪所述热塑性丝束1404期间保护所述编织结构1306。

94.条款93所述的粘合-修剪机构，其中，所述粘合-修剪系统1301是沿着所述支撑环1303分布的多个粘合-修剪系统1301中的一个。

95.条款92至94中任一项所述的粘合-修剪机构，其中，所述编织结构1306包括包覆编织的连续热塑性复合纤维的多个热塑性片层。

96.条款92至95中任一项所述的粘合-修剪机构，其中，所述表面1304由工具表面1304、隔板502、囊袋400、纵梁囊袋702、部分形成的编织铺层1306、预制件800、600或集成复合结构101中的至少一者形成。

出于说明和描述的目的，已经呈现了对不同示例实施方式的描述，并且不旨在是穷举的或限于所公开形式的实施方式。许多修改和变化对于本领域普通技术人员来说是显而易见的。此外，与其它期望的实施方式相比，不同的示例实施方式可以提供不同的特征。选择和描述所选择的一个或多个实施方式是为了最好地解释实施方式的原理、实际应用，并且使本领域的其它普通技术人员能够理解具有适合于所设想的特定用途的各种修改的各种实施方式的公开。