将飞机机翼连接到飞机主体的接头的制作方法

本公开涉及连接飞机各部分的接头的构造。更具体地，本公开涉及作为飞机机翼和飞机主体的机身之间的主要连接件之一的接头的构造。

背景技术：

在现代飞机的建造中，通常需要将不同材料构成的结构面板附接在一起。例如，通常需要将复合材料的结构面板附接到金属材料(例如铝或钛)的结构面板上。

在将飞机的大型结构部件附接在一起时，例如在将飞机机翼附接到飞机主体时，一个或多个互搭接头可作为将飞机机翼附接到飞机主体的构造的部分。在将飞机机翼附接到飞机主体的一个实例中，从飞机机翼向上延伸的直立立柱面板或立柱面板与飞机主体侧面的蒙皮面板重叠。然后钻穿重叠的立柱面板和蒙皮面板，准备孔以便将紧固件插入孔中，以将立柱面板固定到蒙皮面板上。在该实例中，通常由金属材料构成的翼上t弦的直立立柱面板与通常由复合材料或铝材料构成的飞机主体的机身的蒙皮面板重叠。在立柱面板与蒙皮面板重叠的位置钻出了用于将立柱面板附接到蒙皮面板的紧固件孔。

在立柱面板的金属材料上钻紧固件孔通常会导致在穿过立柱面板钻出的紧固件孔的入口边缘处以及在穿过立柱面板钻出的紧固件孔的出口边缘处形成毛刺。在穿过立柱面板的金属材料钻出的紧固件孔的出口边缘处通常会产生一个或多个毛刺。毛刺是金属材料在钻孔出口边缘的细小的、凸起的或突出的边缘或尖端。

在紧固件孔的出口边缘产生的毛刺起到在出口边缘形成的切口的作用。由紧固件孔出口边缘的毛刺形成的切口会是在立柱面板的金属材料中形成裂纹的起点。因此，在紧固件孔的出口边缘处由毛刺形成的切口在接头处形成了疲劳临界区，因此必须去除该切口。

为了从穿过立柱面板的紧固件孔出口边缘去除毛刺，也可能为了从紧固件孔入口边缘去除毛刺，必须用去毛刺工具进入紧固件孔的边缘。去毛刺工具围绕紧固件孔的边缘加工，并且基本上将紧固件孔的边缘形成为围绕紧固件孔的开口的倒角表面或斜切的边缘表面。这样就消除了立柱面板的金属材料在紧固件孔边缘处形成的潜在裂纹。然而，通常很难用去毛刺工具进入紧固件孔的出口边缘。

在飞机的组装中，特别是在将飞机机翼连接到飞机主体的过程中，由于飞机机翼的立柱面板与飞机主体的蒙皮面板重叠，常常需要将重叠的面板撬开。用楔子、杠杆或其他类似工具将重叠的面板撬开，以便获得重叠的面板之间的通道并进入紧固件孔的出口边缘。将重叠的立柱面板和蒙皮面板撬开以进入紧固件孔的出口边缘是一个耗时的过程。由于在立柱面板和蒙皮面板上钻有许多紧固件孔，因此在许多紧固件孔的位置撬开立柱面板和蒙皮面板会大大增加飞机的建造时间和建造飞机的成本。

技术实现要素：

本公开的将飞机机翼连接至飞机主体的接头避免了与从穿过金属面板钻出的紧固件孔的出口边缘去除毛刺相关的生产时间的增加和生产成本的增加。这是通过简化进入紧固件孔出口边缘来实现的。这减少了进入紧固件孔的出口边缘以从紧固件孔的出口边缘去除毛刺所需的时间，从而减少了生产时间和生产成本。

本公开的接头的构造将飞机主体侧面上的蒙皮面板连接到从飞机机翼向上延伸的立柱面板。

蒙皮面板是位于飞机主体侧面上的外部机身蒙皮面板。蒙皮面板由复合材料或金属材料构成。蒙皮面板具有朝向飞机主体外部的外表面和朝向飞机主体内部的相对的内表面。蒙皮面板具有在蒙皮面板的外表面和蒙皮面板的内表面之间延伸的下边缘表面。

飞机机翼具有上表面和相对的下表面。飞机机翼由位于飞机机翼上表面上的机体侧边肋的翼上t弦构成。该t弦的直立立柱面板从该t弦向上延伸。

立柱面板从飞机机翼的上表面向上延伸。立柱面板由金属材料构成，例如钛、铝或其他等效材料。立柱面板具有朝向飞机主体外部的外表面和朝向飞机主体内部的相对的内表面。立柱面板具有在立柱面板的外表面和立柱面板的内表面之间延伸的上边缘表面。

接头面板用于将飞机机翼连接到飞机主体。接头面板由复合材料或金属材料(例如铝或钛)构成。接头面板具有外表面和相对的内表面。该接头面板的内表面与立柱面板的外表面以表面接合的方式接合，并与蒙皮面板的外表面以表面接合的方式接合。在将飞机机翼连接到飞机主体时，蒙皮面板和立柱面板位于单个垂直定向的平面上。蒙皮面板的下边缘表面位于立柱面板的上边缘表面的正对面，并且在下边缘表面和上边缘表面之间留有间隙。然后将接头面板附接到直立面板和蒙皮面板。

在将接头面板附接到立柱面板和蒙皮面板上时，在将蒙皮面板设置在立柱面板上方之前，将接头面板的内表面的下半部分设置成与立柱面板的外表面进行表面接合。

然后在接头面板和立柱面板上钻出成对的垂直间隔的紧固件孔。在沿着接头面板和立柱面板的纵向长度的纵向间隔开的位置处，成对的垂直间隔的紧固件孔钻通接头面板和立柱面板。

将接头面板从立柱面板上去除。将接头面板从立柱面板上去除后，便可以轻松进入穿过立柱面板的钻孔。

然后使用去毛刺工具对穿过立柱面板的钻孔进行去毛刺。孔的入口边缘被去毛刺，孔的出口边缘被去毛刺。接头面板的出口孔，如果由铝或钛等金属材料构成，则也可以去毛刺。

然后将接头面板设置成与立柱面板进行表面接合，使之前穿过两个面板的钻孔对齐。然后将螺纹紧固件插入接头面板和立柱面板的对齐孔中。拧紧螺纹紧固件，将接头面板附接到立柱面板。

然后，飞机机身的蒙皮面板设置在立柱面板上方。如前所述，蒙皮面板具有外表面和相对的内表面以及下边缘表面。蒙皮面板的下边缘表面设置在立柱面板的上边缘表面上方，从而保持蒙皮面板的下边缘和立柱面板的上边缘之间的间隙，并且蒙皮面板的外表面设置成与立柱面板的内表面的上半部分表面接合。

然后在接头面板和蒙皮面板上钻出成对的垂直间隔的紧固件孔。成对的垂直间隔的紧固件孔在纵向间隔的位置处穿过立柱面板和蒙皮面板，并与成对的垂直间隔的紧固件垂直对齐，该紧固件将接头面板附接到立柱面板。

然后将螺纹紧固件插入接头面板和蒙皮面板的对齐孔中。拧紧螺纹紧固件，将接头面板附接到蒙皮面板。

延伸穿过接头面板和立柱面板并且延伸穿过接头面板和蒙皮面板的多个紧固件将接头面板附接到立柱面板，并将接头面板附接到蒙皮面板，从而将立柱面板附接到蒙皮面板。

已经讨论的特征、功能和优点可以在各种实施例中独立地实现，或者可以在其他实施例中组合，其进一步细节可以参考以下描述和附图。

附图说明

图1是飞机的透视图以及本公开的接头在飞机主体和飞机机翼上的位置的表示。

图2是本公开的接头在图1的飞机主体和飞机机翼上的侧视图。

图3是沿图2的3-3线的平面上穿过图2接头的横截面图的示意图。

图4是沿图2的4-4线的平面上穿过图2接头的横截面图的示意图。

图5是图1的接头的透视图的表示。

具体实施方式

图1是飞机主体12和连接到飞机主体12的相对侧的飞机机翼14、16的透视图的表示。将飞机机翼14、16连接到飞机主体12的本公开的接头相对于飞机主体12位于左侧，或者位于左舷飞机机翼14在图1所示的矩形2的区域中。应当理解，本公开的接头还将右侧或右舷飞机机翼16连接至飞机主体12。将在此公开本公开的将左舷或左侧飞机机翼14连接到飞机主体12的接头，应理解，本公开的接头还将右侧或右舷侧飞机机翼16连接到飞机主体12。

图2是本公开的接头18的局部正视图的表示，该接头18将飞机机翼14连接至飞机主体12。在图2中仅示出了飞机主体12的整个纵向长度的一小部分。此外，在图2中仅示出了附接到飞机主体12的飞机机翼的根部的翼盒的纵向长度。图3是沿图2的3-3线设置的平面上穿过接头18的横截面图的示意图。图4是沿图2的4-4线设置的平面上穿过接头18的横截面图的示意图。参照图1和图2，接头18的构造将飞机机翼14连接到飞机主体12。更具体地，接头18将飞机主体12侧面上的蒙皮面板22连接到从飞机机翼14向上延伸的直立立柱面板24。

参照图3和图4，示意性地示出了蒙皮面板22。蒙皮面板22是位于飞机主体12侧面的外部机身蒙皮面板。蒙皮面板22的构造是常规的。例如，蒙皮面板22由多层复合材料片构成，例如碳纤维增强的复合材料织物、碳纤维增强的复合材料带或这些复合材料的组合。蒙皮面板22也可以由铝或钛等金属材料构成。蒙皮面板22可以具有其他等效构造。图3和图4所示的蒙皮面板22具有朝向飞机主体12外部和飞机主体12的外部环境的外表面26。蒙皮面板22具有与蒙皮面板的外表面26相对的内表面28。蒙皮面板22的内表面28朝向飞机主体12的内部。内表面28不必朝向飞机主体12内部的飞机机舱的内部，而是朝向飞机主体12的机身构造的内部。蒙皮面板22具有由蒙皮面板的下边缘表面32限定的下边缘，该下边缘在蒙皮面板的外表面26和蒙皮面板的内表面28之间延伸。下边缘表面32在图3和4中表示为平坦的平面。然而，下边缘表面32可以是削屑表面或其他等效表面配置。

飞机机翼14具有翼上蒙皮接头面板34。翼上蒙皮接头面板34具有常规构造。例如，翼上蒙皮接头面板34由铝或钛等金属材料或等效材料构成。金属材料层36限定飞机机翼14的上表面38。如图2所示，飞机机翼14还具有与上表面38相对的下表面42。下表面42也可以具有类似于飞机机翼的下表面38的蒙皮构造。

如图3和4所示，飞机机翼14由飞机机翼的上表面38上的翼上t弦(overwingtchord)44构成。图3和图4示意性地示出了翼上t弦44。翼上t弦44沿着飞机机翼14的纵向长度的一部分延伸。翼上t弦44可沿飞机机翼14的整个纵向长度延伸。翼上t弦44具有下凸缘46，该下凸缘46固定在飞机机翼14的上表面38。翼上t弦44还包括直立立柱面板(upstandinglegpanel)24，该直立立柱面板24从t弦44的下凸缘46向上延伸并且从飞机机翼14向上延伸。如图2所示，直立立柱面板24具有从立柱面板的前端边缘52延伸到立柱面板的后端边缘54的纵向长度。包括下凸缘46和直立立柱板24的翼上t弦44由金属材料构成，例如钛，铝或其他等效材料。立柱面板24具有朝向飞机主体12外部并且朝向飞机主体12的外部环境的外表面56和朝向飞机主体12的内部的相对的内表面58。立柱面板24的内表面58不必朝向飞机主体12内部的飞机机舱的内部，而是朝向飞机主体12的机身构造的内部。立柱面板(legpanel)24还具有由立柱面板24的上边缘表面62定义的上边缘，该上边缘在立柱面板24的前端边缘52和立柱面板的后端边缘54之间延伸，并且在立柱面板24的外表面56和立柱面板24的内表面58之间延伸。上边缘表面62在图3和4中表示为平坦的平面。然而，上边缘表面62可以是曲面或其他等效表面配置。

接头面板64用于形成将飞机机翼14连接到飞机主体12的接头18。参照图3和图4，示意性地示出了接头面板64。接头面板64由复合材料或金属材料(例如铝或钛)构成。例如，接头面板64由多层复合材料片构成，例如碳纤维增强的复合织物、碳纤维增强的复合带或这些复合材料的组合。

图3和图4所示的接头面板64具有朝向飞机主体12外部和飞机主体12的外部环境的外表面66。接头面板64具有与接头面板的外表面66相对的内表面68。接头面板64的内表面68朝向飞机主体12的内部。内表面68不必朝向飞机主体12内部的飞机机舱的内部，而是朝向飞机主体12的机身构造的内部。接头面板64的周边边缘表面72完全围绕接头面板延伸，并且在接头面板的外表面66和接头面板的内表面68之间延伸。在构造将立柱面板24连接到蒙皮面板22的接头时，接头面板64的内表面68被配置为与接头面板24的外表面56和蒙皮面板22的外表面26以表面接合的方式进行接合。

接头面板64用于构造将飞机机翼14连接到飞机主体12的接头18。在将飞机机翼14连接到飞机主体12的接头18的构造中，从飞机机翼14的上表面38向上延伸的立柱面板24垂直地位于飞机主体12的机身上的蒙皮面板22附近。蒙皮面板22的下边缘表面32直接位于立柱面板24的上边缘表面62的正对面和上方，从而在下边缘表面32和立柱面板24的上边缘表面62之间保持间隙。接头面板64通过多个紧固件附接到立柱面板24和蒙皮面板22，其中多个紧固件将接头面板64附接到立柱面板24，并将接头面板64附接到蒙皮面板22，从而将立柱面板24附接到蒙皮面板22。

在将接头面板64附接到立柱面板24上时，在将蒙皮面板22和立柱面板24设置在单个垂直定向的平面中使得蒙皮面板22直接设置在立柱面板24上方之前，将接头面板64的内表面68的下半部分设置成与立柱面板24的外表面56表面接合。接头面板64通过机械夹具或其他等效工具相对于立柱面板24保持在该位置。

然后，穿过接头面板64和立柱面板24钻出下部成对的垂直间隔的紧固件孔74。在图3和4中示意性地示出了这些下部成对的垂直间隔的紧固件孔74。在沿着接头面板64和立柱面板24的纵向长度的纵向间隔开的位置处，穿过接头面板64和立柱面板24钻出下部成对的垂直间隔的紧固件孔74。当沿着接头面板64和立柱面板24的纵向长度在接头面板64和立柱面板24上钻出成对的垂直间隔的紧固件孔74时，紧固件(例如螺栓和螺母紧固件76，或其他等效紧固件)可以穿过钻孔插入并拧紧在钻孔中，以将接头面板64进一步保持在立柱面板24上。

当穿过接头面板64和立柱面板24钻出下部成对的垂直间隔的紧固件孔74的过程完成后，去除通过钻孔固定的所有紧固件76，并且去除将接头面板64和立柱面板24保持在一起的机械夹具。将接头面板64从立柱面板24上去除。在将接头面板64从立柱板24上去除后，很容易进入穿过立柱面板24的下部成对的垂直间隔的紧固件孔74。

在将接头面板64从立柱面板24上去除后，使用去毛刺工具对穿过立柱面板24钻出的下部成对的垂直间隔的紧固件孔74进行去毛刺。对下部成对的垂直间隔的紧固件孔74的入口边缘进行去毛刺处理，并对下部成对的垂直间隔的紧固件孔74的出口边缘进行去毛刺处理。毛刺形成的切口，尤其是在穿过立柱面板24的下部成对的垂直间隔的紧固件孔74的出口边缘处，被去毛刺工具去除。这消除了在立柱面板24的金属材料中形成的裂纹的任何潜在起点。如果接头面板64由诸如铝或钛的金属材料构成，则穿过接头面板64钻出的紧固件孔74的出口孔也可以去毛刺。

然后将接头面板64的内表面68的下半部分设置成与立柱面板24的外表面56表面接合，使得穿过两个面板的下部成对的垂直间隔的紧固件孔74对齐。然后，通过接头面板64和立柱面板24的对齐的下部成对的垂直间隔的紧固件孔74插入下部成对的螺纹紧固件76。拧紧下部成对的紧固件76，以将接头面板64附接到立柱面板24。

然后，将飞机主体12的机身侧上的蒙皮面板22设置在立柱面板24的上方。如图3和图4所示，蒙皮面板22的下边缘表面32设置在立柱面板24的上边缘表面62的正对面和上方。蒙皮面板22的外表面26的一部分设置成与接头面板64的内表面68的上半部分表面接合。然后，将接头面板64和蒙皮面板22通过机械夹具或其他等效工具保持在一起。

然后，穿过接头面板64和蒙皮面板22钻出上部成对的垂直间隔的紧固件孔78。在图3和4中示意性地示出了上部成对的垂直间隔的紧固件孔78。在纵向间隔的位置处穿过接头面板64和蒙皮面板22钻出上部成对的垂直间隔的紧固件孔78，该紧固件孔78与下部成对的垂直间隔的紧固件孔74和下部成对的紧固件76垂直对齐，该紧固件76将接头面板64附接到立柱面板24。当在纵向间隔开的位置上钻出上部成对的垂直间隔的紧固件孔78时，上部成对的紧固件82(例如，螺栓和螺母)可以插入上部成对的垂直间隔的紧固件孔78，并拧紧以进一步将接头面板64保持在蒙皮面板22上。

当在接头面板64和蒙皮面板22上钻出上部成对的垂直间隔的紧固件孔对78后，上部成对的螺纹紧固件82穿过接头面板64和蒙皮面板22的对齐孔插入。上部成对的螺纹紧固件82拧紧，以将接头面板64附接到蒙皮面板22。延伸穿过接头面板64和立柱面板24的多个紧固件76以及延伸穿过接头面板64和蒙皮面板22的多个紧固件82将接头面板64附接到立柱面板24和蒙皮面板22，从而将蒙皮面板22附接到立柱面板24。

然后，去除将接头面板64和蒙皮面板22保持在一起的机械夹具，从而通过接头面板64将蒙皮面板22附接到立柱面板24。

参考图4的示意图，穿过接头面板64和立柱面板24钻出的下部成对的垂直间隔的紧固件孔74和穿过接头面板64和蒙皮面板22钻出的上部成对的垂直间隔的紧固件孔78也可以延伸到机身框架的垂直定向支柱84中。将接头面板64固定到立柱面板24和蒙皮面板22的下部成对的紧固件76和上部成对的紧固件82也将接头面板64固定到机身框架84的支柱上。机身框架84的支柱由复合材料或铝或钛等金属材料构成。

作为上述将接头面板64附接到立柱面板24和蒙皮面板22的顺序的替代，可以首先以上述方式将接头面板64附接到蒙皮面板22，然后可以将接头面板64附接到立柱面板24，从而将蒙皮面板22附接到立柱面板24。使用接头面板64将蒙皮面板22附接到立柱面板24的其他等效顺序也可以用于将立柱面板24附接到蒙皮面板22。

参照图2和图5，将立柱面板24固定到蒙皮面板22的接头面板64是第一接头面板。还可以有第二接头面板86，该第二接头面板86以与上述第一接头面板64相同的方式附接到立柱面板24和蒙皮面板22。第一接头面板64和第二接头面板86一起起到将飞机机翼14连接到飞机主体12的作用。在将飞机机翼14连接到飞机主体12的接头18中，也可以有第三接头面板或更多的接头面板。

在图3和图4中还示意性地示出了机翼外侧上蒙皮92、机翼内侧上蒙皮94和机体侧边翼肋96。

在不脱离本公开的范围的情况下，可以对在本文中描述和示出的将飞机机翼连接到飞机主体的接头的构造及其使用方法进行各种修改，因此上述说明中包含的或附图中所示的所有事项应被解释为说明性的而不是限制性的。因此，本公开的广度和范围不应受到上述任何示例性实施方案的限制，而应仅根据本文所附的以下权利要求及其等同物来限定。