專利名稱：直升機(jī)葉輪整流裝置制法和裝置及由此獲得的整流裝置的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種方法，實(shí)施該方法的裝置或者加工設(shè)備，以及由所述方法獲得的裝置。所述方法為制造用于旋翼飛行器，尤其是用于直升機(jī)反扭葉輪的整流裝置的制造方法。
本發(fā)明屬于制造直升機(jī)的技術(shù)領(lǐng)域。
本發(fā)明更具體地涉及直升機(jī)尾部結(jié)構(gòu)的制造。所述的尾部結(jié)構(gòu)包括整流反扭葉輪。
背景技術(shù)：
US 5 498 129和FR 2 719 553號專利描述了下述這樣一種裝置，該構(gòu)件固定在延伸到機(jī)身的尾桁的后端，并安裝有用來對抗下述扭矩的葉輪，所述的扭矩是由為飛行器提供升力和推進(jìn)力的主葉輪施加在機(jī)身上的扭矩。
上述裝置包括環(huán)狀(或者管狀)壁面，該壁面形成管道，該管道構(gòu)成由反扭葉輪驅(qū)動的氣流流動通道，該反扭葉輪容納在上述管道內(nèi)。
通常，上述管道從上游到下游呈連續(xù)的形式收縮的入口部分，圓柱形部分(半徑不變)和擴(kuò)散部分。所述的擴(kuò)散部分以具有圓形邊緣的通道出口的形式終止。上述管道的各端都包括環(huán)形的凸緣或者凸盤。
該尾部構(gòu)件還包括兩個(gè)側(cè)面(左側(cè)面和右側(cè)面)或者整流側(cè)壁。每個(gè)側(cè)面或者整流側(cè)壁都由孔口穿透，并通過所述孔口的邊緣固定到管狀通道兩個(gè)凸緣中相應(yīng)的一個(gè)上。
尾部構(gòu)件還包括大體上垂直的翼片或者穩(wěn)定面，該翼片或者穩(wěn)定面固定在整流裝置的側(cè)壁上并在該側(cè)壁上延伸，延伸的方式，要么是沿著飛行器機(jī)身大致對稱的縱向垂直平面而延伸，要么是相對于所述平面傾斜一定的角度而延伸。
一般，通過組裝至少四個(gè)主要部件的方式來獲取上述尾部構(gòu)件。需要給所述主要部件添加加強(qiáng)部件，這些加強(qiáng)部件在它們連接的整流側(cè)壁之間延伸。并且，還需要添加至少一個(gè)連接部件，以將所述尾部構(gòu)件固定在尾桁上。
上述的多個(gè)部件通常由包括有機(jī)基質(zhì)和加強(qiáng)纖維的復(fù)合材料構(gòu)成。上述專利中所述的整流側(cè)壁和環(huán)狀通道壁部分還包括蜂窩結(jié)構(gòu)層(或者其等同物)。
為制造上述各個(gè)部件，常用的工藝為將一層或者多層預(yù)浸漬的織物或者“半固化片”(“prepreg”)放置到陽模(顯著地凸出出來)上或者陰模(內(nèi)凹式)中，所述的陽?；蛘哧幠５男螤钆c所述部件的形狀相配。半固化片通常主要由涂敷有熱固性樹脂的纖維(例如碳纖維)構(gòu)成。在“覆蓋”作業(yè)過程中，為了使部件達(dá)到理想的機(jī)械特性，而使纖維沿一個(gè)或者多個(gè)預(yù)定的方向定位。
如果待制造的部件包括諸如蜂窩結(jié)構(gòu)這樣的厚芯部，則工序通常包括第一次的覆蓋作業(yè)，以形成表層(內(nèi)表層或外表層)；隨后為附著(depositing)芯部的作業(yè)，然后通常為包裹芯部的第二次覆蓋作業(yè)，這次作業(yè)的目的是形成第二表層(分別為外表層或者內(nèi)表層)。
然后通過加熱來使按照上述方式獲得的預(yù)制件硬化。并且在此工序中，在高壓釜或者烘爐中形成適宜的真空，將環(huán)繞所述預(yù)制件的整個(gè)模具(陽模和陰模)設(shè)置在所述的高壓釜或者烘爐中。上述步驟起到使有機(jī)基質(zhì)聚合或者交聯(lián)的作用。
通常加工預(yù)制件的作業(yè)是用手工完成的，因而這導(dǎo)致復(fù)合材料的損失，并且這使得無法通過完全可重復(fù)的方式形成形狀相同的一系列部件的機(jī)械特性。
為了使覆蓋作業(yè)機(jī)械化，如同專利FR 2 766 407和US 6 613 258中詳細(xì)說明的那樣，人們知曉采用布置纖維的技術(shù)。在這種技術(shù)中，借助機(jī)器使預(yù)浸漬的纖維附著在安裝好的芯模外表面上，所述芯模繞旋轉(zhuǎn)軸線轉(zhuǎn)動。
然而，上述技術(shù)通常只限于制造下述部件，所述部件為具有凹陷形狀并呈圓對稱的部件。該技術(shù)不適用于旋翼飛行器的帶有管狀尾部葉輪的尾部構(gòu)件。具體地說，尾部和整流裝置本體咬合在一起的前部區(qū)域呈現(xiàn)復(fù)雜的形狀，并包括具有多個(gè)彎曲的下述區(qū)域即彎曲部分在其中改變方向的區(qū)域、以及彎曲部分半徑較小的區(qū)域，在所述的改變方向的區(qū)域，凹陷的壁面鄰近凸起的壁面。
然后，加工上述尾部構(gòu)件需要通過下述方式將多種復(fù)合材料的部件裝配在一起。上述方式為往上述這些部件互相重疊的部分施加粘合劑、或者用鉚釘、粘合劑與鉚釘、和/或使用其它的連接手段。
上述那些連接技術(shù)同樣不適于形成下述這樣的裝配裝置，所述的裝配裝置為具有完全可以復(fù)制的機(jī)械特性的裝置。那些連接技術(shù)還導(dǎo)致裝配成的裝置重量增加，這是不利的。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的一個(gè)目的是提供一種方法，該方法用于制造旋翼飛行器尾部葉輪的整流裝置。其至少部分改進(jìn)和/或矯正了制造上述裝置的已知方法的缺陷。
本發(fā)明的一個(gè)目的是提供一種適于實(shí)施所述方法的加工設(shè)備或者制造裝置。
本發(fā)明另外一個(gè)目的是提供一種用于旋翼飛行器的組合尾部構(gòu)件，其至少部分改進(jìn)和/或矯正了已知直升機(jī)尾部構(gòu)件的缺陷。
因此，在第一方面，本發(fā)明提供一種方法，該方法用于制造旋翼飛行器的葉輪整流裝置，所述的整流裝置包括·具有兩端的管狀部分(或者管道)，其包括兩個(gè)凸盤或者凸緣，這兩個(gè)凸盤或者凸緣分別從每個(gè)所述的兩端伸出；和·兩個(gè)彎曲(歪斜/非平面)的整流側(cè)壁，它們分別環(huán)繞所述的兩個(gè)凸盤或者凸緣延伸，所述的兩個(gè)整流側(cè)壁由復(fù)合材料構(gòu)成，所述的復(fù)合材料包括有機(jī)聚合物基質(zhì)和加強(qiáng)件，特別是可固化樹脂和無機(jī)纖維。
根據(jù)本發(fā)明，通過使基質(zhì)固化的方式將側(cè)壁連成一體。優(yōu)選一個(gè)或者兩個(gè)預(yù)制件由兩個(gè)整流側(cè)壁構(gòu)成。預(yù)制件具有側(cè)壁連接區(qū)域，所述的連接區(qū)域包括所述有機(jī)基質(zhì)(聚合物)，并且通過固化或者固結(jié)連接區(qū)域基質(zhì)的方式將所述的兩個(gè)壁面連接成一體。
從而，通過一次作業(yè)可以獲得包括兩個(gè)整流側(cè)壁的外殼，而無需為制造外殼而使用粘合劑或者添加附加的連接部件。該外殼適于容納由使空氣通過的通道構(gòu)成的管狀壁面。
在本發(fā)明的一個(gè)優(yōu)選實(shí)施例中，側(cè)壁預(yù)制件的有機(jī)基質(zhì)主要由熱固樹脂構(gòu)成，并且通過(同時(shí))放置側(cè)壁預(yù)制件的方式將兩側(cè)壁連成一體。
在本發(fā)明的另外一個(gè)實(shí)施例中，預(yù)制件的有機(jī)基質(zhì)主要由熱塑性樹脂構(gòu)成。在這樣的情況下，將待連接成一體的兩個(gè)相關(guān)壁面部分彼此相對地設(shè)置在互相重疊的位置。在通過加熱的方式有選擇地軟化這些部分之后，這些部分彼此互相壓緊并得以冷卻。借助用來布置纖維的機(jī)器，用該機(jī)器在附著(deposition)區(qū)域進(jìn)行局部加熱(利用一股熱空氣)的方式可以在連接區(qū)域?qū)⑸鲜霰诿孢B接成一體，所述的纖維預(yù)浸漬有熱塑性樹脂。從而，隨著附著過程的進(jìn)行會使樹脂固結(jié)。當(dāng)完成預(yù)制件時(shí)，樹脂已經(jīng)固結(jié)了(通過樹脂自然冷卻的方式)，從而避免了烘烤步驟。
優(yōu)選用纖維或者纖維織物，特別是預(yù)浸漬有所述樹脂的碳素纖維來制備預(yù)制件。
此外，優(yōu)選用機(jī)械的方法將預(yù)浸漬的纖維和/或織物附著并定位在凸起式模具或者內(nèi)凹式模具上。對纖維和/或織物進(jìn)行加熱并使其壓緊模具的外表面(或者根據(jù)實(shí)際情況也可以為內(nèi)表面)。在一種變體中，或者另外，可以用手工的方式將預(yù)浸漬的纖維附著并定位在模具上。
另外，優(yōu)選除整流側(cè)壁的預(yù)制件之外，還同時(shí)將下述預(yù)制件與側(cè)壁預(yù)制件連接在一起，該側(cè)壁預(yù)制件自上述預(yù)制件伸出。所述的預(yù)制件為方向舵(或者翼片)壁面的一個(gè)(或者兩個(gè))組合預(yù)制件，和/或一個(gè)(或者兩個(gè))用來連接在尾桁上的壁面的組合預(yù)制件。
在本發(fā)明的一個(gè)實(shí)施例中，為形成所述的兩個(gè)整流側(cè)壁，則通過下述方式來制造一個(gè)由復(fù)合材料構(gòu)成的預(yù)制件，所述方式為將預(yù)浸漬的纖維放置在分段的芯部或者芯模周圍。優(yōu)選所述的整流側(cè)壁帶有兩個(gè)方向舵?zhèn)缺诤?或用來與飛行器的尾桁相連的大體上呈圓柱形或者截頭圓錐形的壁面。
之后，將形成分段芯模的多個(gè)芯模區(qū)段分離開，并將所述這些區(qū)段從整流側(cè)壁預(yù)制件構(gòu)成的腔室中抽出，更具體地講是經(jīng)過設(shè)置在其中一個(gè)所述側(cè)壁中的孔口將所述區(qū)段抽出的。之后將預(yù)制件轉(zhuǎn)移到由兩部分構(gòu)成的內(nèi)凹式模具內(nèi)。優(yōu)選，將用來支撐預(yù)制件的可膨脹結(jié)構(gòu)和/或可收回結(jié)構(gòu)插在所述腔室內(nèi)，所述的可膨脹結(jié)構(gòu)和/或可收回結(jié)構(gòu)例如有可膨脹的翼片。并且，使所述預(yù)制件在高壓釜中固化。在使樹脂聚合之后，將尾部構(gòu)件從所述內(nèi)凹式模具中抽出，抽出所述支撐結(jié)構(gòu)中的空氣并將其從所述腔室中抽出。之后將構(gòu)成空氣通道的管道與形成的尾部構(gòu)件連成一體。
在本發(fā)明的另外一個(gè)實(shí)施例中，在可以受熱的芯模上制備一個(gè)熱固性預(yù)制件。并且在高壓釜中烘烤包裹在真空袋中的所述預(yù)制件，從而使其無需使用兩個(gè)具有烘烤功能的半型模。
為在烘烤之后改善表面的狀態(tài)，可以在預(yù)制件和真空袋之間插入平滑并相對較硬的材料(預(yù)制的硅樹脂、聚合的玻璃層)，以避免真空袋折疊，在預(yù)制件上留下痕跡。從而可以獲得表面平滑的預(yù)制件外表面。
而且，通過采用可膨脹材料用于芯模，則通過使芯模膨脹的方式可以增加壓力，以達(dá)到至少部分地壓緊預(yù)制件的目的。為達(dá)到這個(gè)目的，優(yōu)選采用下述金屬材料，這種金屬材料具有數(shù)量級在10-5米/℃(m/℃)的線性膨脹系數(shù)，或者大于上述數(shù)值的膨脹系數(shù)。具體地說，該芯模由具有上述特性的鋼或者鋁合金構(gòu)成。
在本發(fā)明的另外一個(gè)實(shí)施例中，將兩側(cè)面的預(yù)制件加工成大體上相對于一個(gè)平面對稱的形式。每個(gè)復(fù)合材料(和/或夾層)構(gòu)成的預(yù)制件都具有用來形成(右或者左)整流側(cè)壁的第一部分。并且優(yōu)選所述預(yù)制件具有用來形成方向舵(右或左)側(cè)壁的第二部分，和/或用來形成與尾桁連接的壁面的第三部分。
上述各個(gè)部分都具有至少一個(gè)(大體上呈平面狀的)周邊連接條帶，該條帶適于折疊/彎折，以便覆蓋預(yù)制件相應(yīng)部分的周邊連接條帶，所述的預(yù)制件大體上對稱。
優(yōu)選在壓力作用下，通過下述方式來獲取各個(gè)上述這些預(yù)制件，所述方式為用機(jī)械方法將纖維設(shè)置在(左或右)凸出式或者內(nèi)凹式半型模上。所述的纖維在預(yù)浸漬有樹脂。
可以分別將所述的兩個(gè)(大體上對稱的)預(yù)制件設(shè)置在形狀適宜的兩個(gè)內(nèi)凹式半型模中。然后使這兩個(gè)預(yù)制件互相壓緊，將兩個(gè)預(yù)制件的各個(gè)周邊連接條帶設(shè)置成彼此緊密接觸的方式，以使部件成品在大體上與半型模咬合平面相應(yīng)的上述連接區(qū)域形成良好的結(jié)構(gòu)連續(xù)性。
然后為使上述結(jié)構(gòu)硬化，將兩個(gè)內(nèi)凹式半型模放置在高壓釜中。所述的兩個(gè)內(nèi)凹式半型模容納有兩個(gè)按照上述方式布置的預(yù)制件。
在將部件成品從模具中抽出之后，用粘合劑或者鉚釘通過上述方式將構(gòu)成管道的環(huán)形壁面與整流部件連接成一體。
當(dāng)采用熱塑性樹脂時(shí)，可以在兩個(gè)芯模上制備兩個(gè)熱塑性預(yù)制件，然后可以借助局部加熱的方式經(jīng)由連接區(qū)域?qū)㈩A(yù)制件連成一體。
上述方法使得可以避免使用兩個(gè)具有烘烤功能的半型模，以及穿過高壓釜。該方法需要用來固定預(yù)制件的加工設(shè)備，以使兩個(gè)預(yù)制件在三維空間并排定位，并且需要模具和反模具類型的加工設(shè)備，以在局部加熱的過程中使邊緣互相壓緊。在這種場合所述的加工設(shè)備可以進(jìn)行局部加熱。
本發(fā)明其它的特點(diǎn)和優(yōu)點(diǎn)出現(xiàn)在下面的說明中。下面的說明參照了附圖，這些附圖示出了本發(fā)明的優(yōu)選實(shí)施例，這些優(yōu)選實(shí)施例沒有任何限制的性質(zhì)。


附圖1為一種加工設(shè)備的示意性側(cè)視圖，該加工設(shè)備包括分段的芯模，其用來借助構(gòu)成本發(fā)明第一實(shí)施例的制造方法制造附圖6中示出的那種類型的直升機(jī)尾部部件；附圖2-5示出利用附圖1中示出的加工設(shè)備制造附圖6中示出的尾部部件的方法中的連續(xù)步驟；附圖2為示意性立體圖，其示出附圖1中示出的加工設(shè)備，該加工設(shè)備包括芯模，并且該芯模裝配有軸桿，該軸桿使所述芯模可以繞軸桿的縱向軸線樞軸轉(zhuǎn)動；附圖3為示意性立體圖，其示出覆蓋有半固化片的芯模，該芯模放置在內(nèi)凹式的半型模中；附圖4為示意圖，其示出從下述腔室中抽出的芯模。所述腔室為由放置在內(nèi)凹式模具中的預(yù)制件構(gòu)成的腔室；附圖5為示意圖，其示出從內(nèi)凹式模具中抽出的固化尾部部件。所述的內(nèi)凹式模具包括兩個(gè)部分；附圖6示出了一個(gè)直升機(jī)尾部構(gòu)件；附圖7為示意性立體圖，其示出設(shè)置在本發(fā)明直升機(jī)尾部部件中的通風(fēng)道式管道，該管道用來將上述這些尾部部件連接在一起；附圖8為局部剖面圖，其示出包括空氣通風(fēng)道式管道軸線的剖面。其示出所述管道與本發(fā)明的尾部部件兩個(gè)相對的側(cè)壁裝配在一起。
附圖9-11涉及本發(fā)明的第二實(shí)施例。
附圖9為示意性立體圖，其示出用來裝配兩個(gè)附圖11中示出的那種預(yù)制件的加工設(shè)備。
附圖10為示意性立體圖，其示出用來加工本發(fā)明尾部構(gòu)件左側(cè)的預(yù)制件。
附圖11為從大體上與附圖10相同的觀察方向看去的視圖，其示出兩個(gè)大體上對稱的預(yù)制件，這兩個(gè)預(yù)制件處于彼此相對的位置。
附圖12為示意性截面圖，其示出用來通過對兩個(gè)預(yù)制件的重疊部分進(jìn)行同時(shí)凝固來制造熱塑性殼體的加工設(shè)備。
附圖13為下述加工設(shè)備的示意性橫截面圖。所述加工設(shè)備為通過下述方式借助由芯模支撐的預(yù)制件來制造尾部構(gòu)件的加工設(shè)備，所述方式為通過利用抽吸力來壓緊包括預(yù)制件的彈性殼層這樣的方式。
具體實(shí)施例方式
除了特別說明的相反的情況外，在本申請中，術(shù)語“左”和“右”是相對于從下面觀察直升機(jī)和/或直升機(jī)尾部構(gòu)件的觀察者而言的，術(shù)語“前”和“后”是以直升機(jī)運(yùn)動的正常前方方向?yàn)榛鶞?zhǔn)的。
具體參照附圖1至4，用來模制組合整流裝置的裝置包括芯部或者芯模20，芯部或者芯模20適于可逆地與軸桿21連成一體，所述軸桿21具有縱向的軸線22。
所述芯模包括環(huán)形的中心部23，該中心部相對于軸線24大體上呈圓對稱。部分23由位于一條直線上的兩個(gè)孔25穿透，軸桿21通過這兩個(gè)孔延伸。
參照附圖1，芯模還包括六個(gè)芯模區(qū)段或者部分26至31，這些芯模區(qū)段設(shè)置在部分23周圍，它們環(huán)繞該部分23。
對于其它的實(shí)施例，構(gòu)成形狀的部分的數(shù)量、所述這些部分的形狀和設(shè)置可以隨每個(gè)實(shí)施例中具體的幾何、機(jī)械和熱力約束因素的變化而變化。
上述各個(gè)區(qū)段，特別是區(qū)段27或者28具有內(nèi)凹形的支承面，尤其是區(qū)段27的表面27a和區(qū)段28的表面28a，這些支撐面適于設(shè)置成與部分23外凸表面23b的相應(yīng)部分緊密接觸，和/或相對于上述相應(yīng)部分隱蔽地裝配。
當(dāng)部分23的外表面23b的形狀是環(huán)繞軸線24的圓柱形，并且該外表面相對于所述軸線具有恒定半徑時(shí)，區(qū)段26至31的內(nèi)表面，例如表面27a、28a具有相同形式的圓柱形部分，具有等長的半徑，這些內(nèi)表面一起覆蓋住幾乎所有的表面23b；這與所述的區(qū)段(26至31)裝配在中心環(huán)23周圍的結(jié)構(gòu)相應(yīng)。附圖1中示出的結(jié)構(gòu)是不同的，因?yàn)樗境龅母鲄^(qū)段是與部分23間隔設(shè)置的，而這是為了增進(jìn)對芯模結(jié)構(gòu)的理解。
如附圖2所示，通過下述方式可以將附圖1中示出的結(jié)構(gòu)轉(zhuǎn)換成裝配好的芯模結(jié)構(gòu)，該芯模結(jié)構(gòu)適于容納其上附著有半固化片的條帶。上述方式為以大體上沿徑向朝向軸線24的直線運(yùn)動的形式向部分23移動上述區(qū)段。對于區(qū)段31而言是沿箭頭32所指的方向移動該區(qū)段。
在這個(gè)裝配位置(附圖2)，通過常規(guī)的連接手段(未示出)將上述區(qū)段和中心環(huán)23連接在一起。在這種結(jié)構(gòu)中，兩個(gè)相鄰的區(qū)段通過各自的端面充分地接觸。例如，對區(qū)段26和27而言，接觸的端面為表面260和271，對區(qū)段27和28而言，接觸的端面為表面270和281。另外，在附圖2示出的結(jié)構(gòu)中，當(dāng)已使芯模的上述區(qū)段與中心環(huán)23接觸并與之連接在一起時(shí)，則兩個(gè)相鄰區(qū)段的(外)側(cè)面沿它們彼此相對的邊緣相切，并與中心環(huán)23的側(cè)表面23d相切，從而形成用來容納半固化片的光滑側(cè)表面，這樣的側(cè)面例如有區(qū)段26的表面26d和區(qū)段30的表面30d。
參照附圖1和2，使芯模20可以繞軸線22轉(zhuǎn)動的軸桿21延伸穿過芯模的兩個(gè)區(qū)段26和28，其穿過區(qū)段26的前表面26e和區(qū)段28的后表面28e。
該加工設(shè)備還包括盤形部件33和呈漸窄葉片形式的部件34。部件33由孔口穿透，軸桿21穿過該孔口。部件33固定在區(qū)段26的前表面26e上，利用該前表面該部件33形成陽模部分，該陽模部分用來加工部分半固化片預(yù)制件。所述預(yù)制件的這部分構(gòu)成用來將組合的尾部構(gòu)件連接在直升機(jī)機(jī)身后部(或者尾桁)上的部分。
將部件34與區(qū)段29和30的頂端連接在一起，以形成陽模部分，該陽模部分用來加工部分預(yù)制件，所述預(yù)制件的這部分在最終的組合裝置中構(gòu)成翼片部分。
在將區(qū)段26至31、中心環(huán)23、軸桿21和部件33、34裝配在一起以形成芯?；蛘哧柲Ｖ?，裝配芯模，以使其在自動設(shè)置半固化片的機(jī)器的框架上轉(zhuǎn)動(或者擺動)。然后所述的機(jī)器將一層或者多層預(yù)浸漬有樹脂的纖維或者織物放置在芯模的外表面上。該機(jī)器對待涂敷的纖維或者織物施加壓力(使用壓輪或者壓輥)，并將所述纖維或者織物切割成所需的長度。上述這些工序是在所述機(jī)器的控制器依照下述函數(shù)的控制之下進(jìn)行的。所述函數(shù)為與要獲得的部件的形狀相關(guān)的具體程序和數(shù)據(jù)的函數(shù)，和用來制造預(yù)制件的多段半固化片纖維或條帶的數(shù)量和方向的函數(shù)。
如同在開頭介紹部分所述的那樣，至少與要獲得的裝置的側(cè)壁相應(yīng)的預(yù)制件的一部分包括由蜂窩材料構(gòu)成的芯部，該芯部被成型并被壓制在半固化片構(gòu)成的兩表層之間。
一旦通過上述方式獲得了預(yù)制件，則就將軸桿21和芯模分離開，將帶有預(yù)制件35的芯模放置在內(nèi)凹式半型模36a中，該半型模的形狀與要獲得的部件的外半面的形狀相配。為達(dá)到這個(gè)目的，如附圖3所示，將半型模36a設(shè)置在支撐件37上，同時(shí)用操作裝置39的支臂38支撐芯模。臨時(shí)通過三角形構(gòu)件40將支臂38固定在芯模的中心環(huán)23上。
參照附圖4，然后將第二半型模36b與半型模36a合成一體，并且第二變形模36b與半型模36a一起覆蓋預(yù)制件，第二半型模36b由側(cè)孔口36c穿透。之后通過設(shè)置在預(yù)制件側(cè)面內(nèi)的側(cè)孔口和設(shè)置在半型模36b壁面中的孔口36c將芯模從預(yù)制件中抽出?？卓?6c以大體上與預(yù)制件內(nèi)的側(cè)孔口對齊的方式延伸。為了達(dá)到上述目的，把中心環(huán)23從所述的多個(gè)區(qū)段分離出來，并從模具36a、36b中抽出，并用操作裝置39的支臂38將中心環(huán)懸掛起來。
然后沿箭頭32向軸線24移動第一區(qū)段(例如附圖1中示出的區(qū)段31)，以使其與所述孔口對齊并將該區(qū)段從其穿過的模具中抽出。之后依次將其它的區(qū)段26至30抽出。優(yōu)選從鄰近在前抽出區(qū)段31等的其中一個(gè)區(qū)段(26或30)開始抽。
為了達(dá)到上述目的，除區(qū)段31以外的區(qū)段端面相對于軸線24大體上沿徑向延伸。這樣的端面例如對于區(qū)段27而言為表面270和271。軸線24大體上與穿過所述孔口中心的軸線對應(yīng)。相反，區(qū)段31的端面310和311以大體上互相平行的方式延伸，并且這些端面與朝向軸線24延伸的箭頭32平行。
在將所述的芯部從由預(yù)制件和支撐預(yù)制件的模具36a、36b構(gòu)成的腔室中抽出之后，就插入用來支撐預(yù)制件的可變形壁面41或者翼片(沿附圖4中的箭頭42所指的方向)，并將該可變形壁面或者翼片設(shè)置成與預(yù)制件的內(nèi)側(cè)面接觸，從而使其在所述方法后續(xù)的工序過程中支撐該預(yù)制件。
為達(dá)到上述目的，可以在翼片內(nèi)填充諸如空氣這樣的承壓氣體。作為替代方式，可以在模具36a、36b內(nèi)建立抽吸力，以使表層或者翼片41的壁面壓緊容納在模具中的空心預(yù)制件的內(nèi)側(cè)面。
然后將包括預(yù)制件的所述模具和預(yù)制件的支撐構(gòu)件置入高壓釜或者烘爐中，以使預(yù)制件的半固化片的樹脂硬化。
如附圖5所示，在上述工序結(jié)束的時(shí)候，將兩個(gè)半型模36a和36b彼此分離開，并將本發(fā)明所述的部件從模具中抽出。
參照附圖6，依照上述方式獲得的直升機(jī)尾部構(gòu)件43大致關(guān)于縱向的平面56對稱。該構(gòu)件包括第一側(cè)壁45，該第一側(cè)壁由圓形孔口46穿透，圓形孔口46以橫軸57為中心，橫軸57大體上與平面56垂直。該構(gòu)件43具有第二側(cè)壁47，該第二側(cè)壁由圓孔48穿透，圓孔48的中心同樣位于軸線57上。
壁面45由形成翼片左壁面51的壁面52向上伸展，而壁面47由形成翼片右壁面的壁面53向上伸展。
壁面52和53的前部沿前方區(qū)域60相交，并且壁面45和47的前部相交而形成前方區(qū)域55a、55b，具有沿區(qū)域60伸出的頂部55a。
在彎曲的前部55a和55b之間延伸有用來將尾部構(gòu)件連接到直升機(jī)機(jī)身上的部分44a、44b。該部分包括較短的圓柱形部分44a和平面部分44b，所述的圓柱形部分44a沿位于平面56內(nèi)的軸線58延伸。所述的平面部分44b在軸線58上呈盤狀，并由部分44a包圍。
壁面45和47的底部相交而形成底部區(qū)域49，該底部區(qū)域49由孔口50穿透。而壁面45和47的后部則形成后部匯合區(qū)域62，該區(qū)域由孔口59穿透。
在附圖6中還可以看到壁面52和53的上部通過平面部分54相交，而這些壁面52和53的后部則沿區(qū)域61相交。
匯合區(qū)域49、54、55a、55b和60至62與側(cè)壁45、47、53和連接構(gòu)件44a、44b共同配合，以形成重量輕的剛性空心單體結(jié)構(gòu)。
如附圖7和8所示，隨后將上述該構(gòu)件43與管道63裝配在一起，以形成直升機(jī)尾部葉輪整流器。
管道63同樣由復(fù)合材料制成，并包括相對于軸線57而言大體上呈圓柱形的中心部64(其半徑大體上不變)。
如箭頭67(附圖8)所示，在上述中心部以葉輪(未示出)驅(qū)動的空氣流動方向?yàn)榛鶞?zhǔn)的上游，并相應(yīng)于反扭葉輪傳遞的氣動推力的相反方向，設(shè)有收縮部65，該收縮部具有從其端部伸出的第一環(huán)形凸緣66。所述的葉輪設(shè)置在由管道63構(gòu)成的通風(fēng)道68內(nèi)。
在管道63的相對端部設(shè)有擴(kuò)散部69，該擴(kuò)散部69以第二環(huán)形凸緣70終止，該第二環(huán)形凸緣與第一凸緣平行，并且其外徑71小于凸緣76的外徑72。
如附圖8詳細(xì)示出的那樣，管道63的下游部分通過下述方式插在該構(gòu)件43內(nèi)。所述方式為管道63沿箭頭67穿過在側(cè)壁45內(nèi)形成的孔口46，直至直徑較小的凸緣70在上述側(cè)壁內(nèi)形成的孔口48附近與壁面47的內(nèi)側(cè)接觸。
在上述結(jié)構(gòu)中，直徑較大的凸緣66在設(shè)置在壁面45內(nèi)的孔口46附近與該壁面的外側(cè)接觸。在這個(gè)位置，通過下述方式將所述的部分63和43裝配在一起。所述方式為用粘合劑(在合適的場合用鉚釘)將與該構(gòu)件43側(cè)壁的相應(yīng)部分重疊的管道63凸緣的上述那些部分連接起來。
在與附圖9-11相應(yīng)的優(yōu)選實(shí)施例中，如附圖11所示，整個(gè)預(yù)制件由兩個(gè)大體上對稱的預(yù)制件76g和76d構(gòu)成。
附圖10中示出的左預(yù)制件76g包括大體上呈圓形的中心部90，該中心部沿垂直于穿過其中心的軸線77的方向延伸；側(cè)面預(yù)制件部分80，其在中心部90周圍延伸；自部分80伸出的部分82，其用來連接機(jī)身，部分82相對于軸線78大體上呈尖端細(xì)的半管狀，所述軸線78平行于部分90的平面；構(gòu)成翼片左壁面的預(yù)制件的部分81，其以相同的方式從部分80伸出。
半固化片預(yù)制件的各個(gè)部分80、81和82在其周邊都以半固化片條帶的形式伸展，這些條帶分別被標(biāo)記為83至89。
上述這些條帶起到這樣的作用，即在構(gòu)成尾部構(gòu)件的兩個(gè)(半)預(yù)制件之間形成周邊連接部分。
如附圖9和11所示，當(dāng)使左預(yù)制件76g面向右預(yù)制件76d設(shè)置在附圖9示出的模具中時(shí)，它們各自的連接條帶，例如形成預(yù)制件76d前部邊緣的條帶83d和形成預(yù)制件76g前部邊緣的條帶83g就處于彼此相對的位置。所述的模具包括兩個(gè)形狀合適的內(nèi)凹式半型模91g和91d。由于所述的兩個(gè)預(yù)制件緊壓中心的芯部92(附圖9)，所以這使它們各自的周邊條帶(或者邊緣)互相支靠，成對地向下折疊。并且它們彼此緊壓，從而形成周邊的連接區(qū)域，該區(qū)域主要在預(yù)制件周圍伸展。
附圖9示出的工具還包括三個(gè)平直的部分95至97，這三個(gè)部分與模具91d、91g的相應(yīng)周邊壁面協(xié)同，用來密封在模具中支撐預(yù)制件的彈性型芯92的各個(gè)端面92a、92b、92c。它們還使得可以在兩個(gè)半型模之間形成機(jī)械連接。
在合上附圖9中示出的模具之后，使樹脂硬化，然后打開模具，形成的部件與附圖6中示出的相似，從附圖6中可以看到部分43的形狀相當(dāng)復(fù)雜，其沿軸線57為扁平的，在平面56的方向上是細(xì)長的，所述的平面56鄰近構(gòu)成翼片的部分的前緣和后緣的各個(gè)方位。所述的部分43具有凹入的連接部分，這些連接部分分別用來連接側(cè)面部分45、47和側(cè)面部分52、53。側(cè)面整流部分45、47的大部分是被掏空了的。
參照附圖12，支撐工具101支撐著第一熱塑性半型模100，并且另外一個(gè)預(yù)制件固定工具103支撐著第二熱塑性半型模102。
預(yù)制件102的周邊部分(或者邊緣)102a與預(yù)制件100的周邊部分100a重疊；對稱地，預(yù)制件100的邊緣100b與預(yù)制件102的邊緣102b重疊。
凸面成形工具110在預(yù)制件100和102之間延伸，其具有部分111，該部分111處于面向其連接的邊緣100b和102b的位置。并且該部分111的形狀與在邊緣100b、102b之間的連接區(qū)域內(nèi)加工的部件的內(nèi)表面相配。
凹面成形工具112在預(yù)制件的外側(cè)延伸。將工具112的部分113設(shè)置成面對重疊的邊緣100b、102b，并且該部分與待加工部件外側(cè)面在這個(gè)連接區(qū)域的形狀相配。
通過沿箭頭114向工具110移動工具112，以擠壓位于工具110、112的表面111和113之間的邊緣100b和102b，使它們連接在一起。
上述工序可能需要通過加熱的方式軟化上述邊緣。這使得可以通過融化樹脂的方式將邊緣連接起來，然后再使樹脂冷卻。
參照附圖13，預(yù)制件100由包括兩部分的芯模104、105支撐，該預(yù)制件100與芯模的外表面106的形狀相配。
在芯模和預(yù)制件之間的中間空間107內(nèi)和/或預(yù)制件和殼層之間的中間空間108內(nèi)形成抽吸力的裝置使得成形機(jī)構(gòu)(shaper)和殼層部分壓緊預(yù)制件的外表面。
氣密的袋子或者蓋子109環(huán)繞預(yù)制件100和防皺的成形機(jī)構(gòu)120、121，所述的成形機(jī)構(gòu)120、121插在預(yù)制件和殼層之間。成形機(jī)構(gòu)120、121的內(nèi)表面123、124與下述部件外側(cè)面相應(yīng)部分的形狀相配。所述部件為通過使預(yù)制件100硬化的方式而獲取的部件。
自然地，在不超出本發(fā)明的范圍的情況下，本領(lǐng)域的技術(shù)人員在上述多個(gè)實(shí)施例的基礎(chǔ)上可以以多種方式添加、刪除或者修改相關(guān)的結(jié)構(gòu)部件和功能部件。
權(quán)利要求
1.一種制造旋翼飛行器尾部構(gòu)件的方法，該構(gòu)件包括·管狀部分或者管道(63)，該管狀部分或者管道具有兩端，并包括兩個(gè)凸盤或者凸緣(66，70)，所述的凸盤或者凸緣分別自所述的兩端延伸；以及·兩個(gè)彎曲的整流側(cè)壁(45，47)，它們分別環(huán)繞所述的兩個(gè)凸盤或者凸緣延伸；在該方法中，所述的兩個(gè)側(cè)壁由包括有機(jī)聚合物基質(zhì)和加強(qiáng)件的復(fù)合材料構(gòu)成，該方法的特征在于通過使基質(zhì)固化的方式將側(cè)壁連成一體，以形成整體式外殼(43)，該外殼適于容納管狀部分(63)，并且通過凸盤或者凸緣(66，70)將外殼(43)裝配在管狀部分(63)上。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，其中采用預(yù)浸漬有樹脂的加強(qiáng)件來制造至少一個(gè)側(cè)壁預(yù)制件。
3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的方法，其中，在施加壓力的情況下，將預(yù)浸漬有樹脂的加強(qiáng)件設(shè)置在模具上。
4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的方法，其中用機(jī)械方法將加強(qiáng)件設(shè)置在適當(dāng)位置。
5.根據(jù)權(quán)利要求3所述的方法，其中用手工方法將加強(qiáng)件設(shè)置在適當(dāng)位置。
6.根據(jù)權(quán)利要求1至5中任何一項(xiàng)所述的方法，其中加工一個(gè)或多個(gè)整流側(cè)壁，每個(gè)預(yù)制件都有側(cè)壁連接區(qū)域，所述連接區(qū)域包括所述的有機(jī)聚合基質(zhì)，并且通過使連接區(qū)域中的基質(zhì)固化或者固結(jié)的方式將所述的兩個(gè)壁面連成一體。
7.根據(jù)權(quán)利要求1至6中任何一項(xiàng)所述的方法，其中構(gòu)成所述一個(gè)或多個(gè)側(cè)壁預(yù)制件的有機(jī)基質(zhì)主要由熱固樹脂構(gòu)成。
8.根據(jù)權(quán)利要求1至6中任何一項(xiàng)所述的方法，其中構(gòu)成所述一個(gè)或多個(gè)側(cè)壁預(yù)制件的有機(jī)基質(zhì)主要由熱塑性樹脂構(gòu)成。
9.根據(jù)權(quán)利要求1至8中任何一項(xiàng)所述的方法，其中用纖維或者纖維織物制備所述的一個(gè)或多個(gè)預(yù)制件，所述的纖維或者纖維織物預(yù)浸漬有所述樹脂，并且在該方法中，用機(jī)械方法或者手工方法將預(yù)浸漬的纖維和/或織物附著并定位在凸起式模具或者內(nèi)凹式模具上，并且使所述纖維和/或織物以適當(dāng)?shù)姆绞綁壕o模具的外表面或內(nèi)表面。
10.根據(jù)權(quán)利要求1至9中任何一項(xiàng)所述的方法，其中使所述的兩個(gè)側(cè)壁一起硬化，并經(jīng)由至少一個(gè)周邊連接區(qū)域?qū)⑺鼈冞B成一體。
11.根據(jù)權(quán)利要求1至10中任何一項(xiàng)所述的方法，其中除整流側(cè)壁的一個(gè)或多個(gè)預(yù)制件之外，還同時(shí)將方向舵或者翼片的一個(gè)(或兩個(gè))組合壁面預(yù)制件(52，53)彼此連成一體，并使其與側(cè)壁預(yù)制件連成一體，所述的一個(gè)(或兩個(gè))組合壁面預(yù)制件(52，53)自所述側(cè)壁預(yù)制件伸出。
12.根據(jù)權(quán)利要求1至11中任何一項(xiàng)所述的方法，其中除整流側(cè)壁的一個(gè)或多個(gè)預(yù)制件之外，還同時(shí)將用來連接在尾桁上的一個(gè)(或兩個(gè))組合壁面預(yù)制件(44a，44b，82)彼此連成一體，并使其與側(cè)壁預(yù)制件連成一體，所述的一個(gè)(或兩個(gè))組合壁面預(yù)制件(44a，44b，82)自所述側(cè)壁預(yù)制件伸出。
13.根據(jù)權(quán)利要求1至12中任何一項(xiàng)所述的方法，其中通過下述方式加工單個(gè)由復(fù)合材料構(gòu)成的預(yù)制件(35)，所述方式為將預(yù)浸漬的纖維放置在分段的芯部或者芯模(20)周圍，以形成所述的兩個(gè)整流側(cè)壁，并且優(yōu)選還加工形成方向舵的兩個(gè)側(cè)壁和/或用來連接飛行器尾桁的大體上呈圓柱形或者截頭圓錐形的壁面。
14.根據(jù)權(quán)利要求13所述的方法，其中形成分段芯模的芯模區(qū)段(26-31)是分離的，將所述區(qū)段從由構(gòu)成整流側(cè)壁的預(yù)制件形成的腔室中抽出，具體是通過設(shè)置在所述側(cè)壁中的孔口將所述區(qū)段抽出的。
15.根據(jù)權(quán)利要求14所述的方法，其中，然后將預(yù)制件轉(zhuǎn)移到由兩部分組成的內(nèi)凹式模具(36a、36b)內(nèi)。
16.根據(jù)權(quán)利要求14或15所述的方法，其中，然后將諸如可膨脹的翼片這樣的可膨脹和/或可收縮的預(yù)制件支撐結(jié)構(gòu)(41)插入到所述腔室中，并且固化預(yù)制件。
17.根據(jù)權(quán)利要求16所述的方法，其中所述預(yù)制件在高壓釜中固化。
18.根據(jù)權(quán)利要求1至12中任何一項(xiàng)所述的方法，其中將兩側(cè)面預(yù)制件(76d，76g)加工成大體上相對于一個(gè)平面對稱的形式，每個(gè)由復(fù)合材料(和/或夾層)構(gòu)成的預(yù)制件都具有用來形成(右或左)整流側(cè)壁的第一部分(80)；用來形成方向舵(右或左)側(cè)壁的第二部分(81)；和可選擇的第三部分(82)，第三部分用來形成與尾桁連接的壁面。
19.根據(jù)權(quán)利要求18所述的方法，其中所述的各個(gè)部分都具有至少一個(gè)周邊連接條帶(83-89)，這些條帶適于折疊和/或彎折，以使其覆蓋在大體上對稱的預(yù)制件相應(yīng)部分的周邊連接條帶上。
20.根據(jù)權(quán)利要求18或19所述的方法，其中通過下述方式來獲得各個(gè)預(yù)制件，所述方式為在壓力作用下，將預(yù)浸漬有樹脂的纖維設(shè)置在凸出式或者內(nèi)凹式的(左或右)半型模(91d，91g)上。
21.根據(jù)權(quán)利要求20所述的方法，其中用機(jī)械方法將纖維設(shè)置在適當(dāng)?shù)奈恢谩?br> 22.根據(jù)權(quán)利要求18至21中任何一項(xiàng)所述的方法，其中將兩個(gè)預(yù)制件放置在形狀適宜的第一內(nèi)凹式半型模(91d)中，然后將這兩個(gè)預(yù)制件的各個(gè)周邊連接條帶(83-89)設(shè)置成彼此緊密接觸的方式，以便使部件成品在大體上與半型模的咬合平面相應(yīng)的所述連接區(qū)域形成良好的結(jié)構(gòu)連續(xù)性，然后合上空心的模具，并將其放在高壓釜中，以使所述結(jié)構(gòu)的預(yù)制件硬化。
23.用來實(shí)施權(quán)利要求1至22中任何一項(xiàng)所述方法的一種加工設(shè)備或者裝置，其中該加工設(shè)備或者裝置包括芯部或者芯模(20)，該芯部或者芯模適于可逆地與軸桿(21)連成一體，所述軸桿(21)具有縱向的軸線(22)。
24.根據(jù)權(quán)利要求23所述的加工設(shè)備或者裝置，其包括·環(huán)形的中心部(23)，該中心部大體上呈環(huán)繞軸線(24)的回轉(zhuǎn)體，其由兩個(gè)成一條直線的孔(25)穿透，軸桿(23)延伸穿過孔(25)；以及·芯模部分或者區(qū)段(26-31)，這些區(qū)段設(shè)置在中心部(23)周圍，它們環(huán)繞該中心部。
25.根據(jù)權(quán)利要求23或24所述的加工設(shè)備或者裝置，其進(jìn)一步包括可變形的預(yù)制件支撐結(jié)構(gòu)(41，92)，適于通過施加壓力或者抽吸力的方式使該支撐結(jié)構(gòu)壓緊一個(gè)或者多個(gè)預(yù)制件的內(nèi)側(cè)面，所述預(yù)制件容納在內(nèi)凹式的模具(36a、36b、91d、91g)中。
26.一種旋翼飛行器的尾部構(gòu)件(43，63)，其適于由權(quán)利要求1-22中任一項(xiàng)所述的方法直接或者間接地獲得，并且該構(gòu)件包括固定在管道(63)上的整體式外殼(43)。
27.根據(jù)權(quán)利要求26所述的結(jié)構(gòu)，其包括至少一個(gè)區(qū)域，在該區(qū)域中的彎曲被倒置。
全文摘要
本發(fā)明涉及一種方法，該方法用來制造旋翼飛行器的尾部構(gòu)件，該構(gòu)件包括管狀部分或者管道(63)，該管狀部分或者管道具有兩端，并包括兩個(gè)凸盤或者凸緣(66，70)，所述的凸盤或者凸緣分別自所述的兩端延伸；以及兩個(gè)彎曲的整流側(cè)壁(45，47)，它們分別環(huán)繞所述的兩個(gè)凸盤或者凸緣延伸，所述的兩個(gè)側(cè)壁由包括有機(jī)聚合物基質(zhì)和加強(qiáng)件的復(fù)合材料構(gòu)成，在本發(fā)明涉及的一種方法中，通過使基質(zhì)固化的方式將所述側(cè)壁連成一體。
文檔編號B64C27/82GK1810577SQ200510132019
公開日2006年8月2日 申請日期2005年12月16日 優(yōu)先權(quán)日2004年12月16日
發(fā)明者L·馬耶, L·穆頓 申請人:歐洲直升機(jī)公司