專利名稱：飛行器機(jī)身的表層面板的制作方法
飛行器機(jī)身的表層面板
本發(fā)明涉及含至少一種金屬片材的層壓體的飛行器表層面板。本 發(fā)明此外包括在飛行器或宇宙飛船，尤其其機(jī)身中釆用這一表層面板。 更特別地，本發(fā)明涉及飛行器的表層面板，它包括至少一種金屬片材 和連接到其上的纖維增強(qiáng)的聚合物層。
由至少一種金屬片材和連接到其上的至少一種纖維增強(qiáng)的聚合物 層的層壓體制成的模塑體(下文稱為金屬層壓體、纖維金屬層壓體或簡(jiǎn) 稱為層壓體)愈加用于諸如運(yùn)輸工業(yè)，例如在汽車、火車、飛行器和宇 宙飛船之類的工業(yè)上。這種層壓體可例如用于機(jī)翼、技術(shù)和機(jī)尾面板 和/或其他飛行器的表層面板，且通常確保飛行器組件改進(jìn)的抗疲勞 性。此外，纖維金屬層壓體比例如鋁輕，從而節(jié)省重量和反過來節(jié)省 燃料。
已知的纖維金屬層壓體由數(shù)量龐大的相對(duì)薄(典型地厚度為
0. 2mm- 0. 4mm)的在其間用芳族聚酰胺纖維(Arall )或高強(qiáng)玻璃纖維 (Glare )增強(qiáng)的具有聚合物粘合劑層的鋁片構(gòu)成。這意味著在粘合劑 層內(nèi)纖維的體積含量相對(duì)高，且對(duì)于Arall⑧來說，典型數(shù)值為約50 體積％，和對(duì)于Glare⑧來說，典型數(shù)值為60體積％。盡管已知的纖 維層壓體顯示出良好的疲勞性能，但缺點(diǎn)是，與通常的鋁合金相比， 其勁度(stiffness)低。若已知纖維層壓體用于例如飛行器機(jī)身上側(cè)， 和鋁用于其下側(cè)，則這可引起鋁部分的負(fù)載增加。因此這一部分必須 增厚，這意味著通過釆用纖維金屬層壓體實(shí)現(xiàn)的重量優(yōu)勢(shì)至少部分損 失。另一已知的可能是在其中機(jī)身上側(cè)的應(yīng)力高于平均值的那些地方， 增加纖維金屬層壓體的層數(shù)。然而，這也導(dǎo)致重量增加。因此需要增 加由在飛行器和宇宙飛船中使用的纖維金屬層壓體制成的表層片材的 勁度，和尤其增加飛行器或宇宙飛船的機(jī)身的縱向勁度，且這沒有導(dǎo) 致顯著的重量增加。本發(fā)明的目的是提供在前言部分中提到的那類表層面板，可使用 它，以便更有效地滿足航海和空間工業(yè)設(shè)定的高要求，和特別地不具 有或者僅僅在較低的程度上具有以上提到的缺點(diǎn)。
本發(fā)明的表層面板的特征如權(quán)利要求1中所提到的。本發(fā)明的表
層面板的特征尤其在于它包括至少一種第一金屬片材和優(yōu)選至少一種
第一金屬片材和連接到其上的第一纖維增強(qiáng)的聚合物層的層壓體，從
而還提供具有至少一個(gè)加固元件的表層面板，所述加固元件包括兩塊 金屬片材和連接到其上的第二纖維增強(qiáng)的聚合物層的層壓體，條件是
第二纖維增強(qiáng)的聚合物層包括在張緊時(shí)彈性模量超過110GPa的纖維。 證明在飛行器的機(jī)身中采用這種表層面板不僅導(dǎo)致以上所述的機(jī)身的 鋁部件負(fù)載下降，而且表層面板本身的纖維金屬層壓體的平均負(fù)載下 降。這將產(chǎn)生節(jié)約重量的額外的可能性，和此外增加表層面板的損壞 耐受度。取決于操作負(fù)載，同樣可能的情況是，優(yōu)化選擇至少一種加 固元件的位置。因此例如可選擇其中至少一種加固元件隨表層面板內(nèi) 張力的主要方向延伸的方向。例如若增加纖維金屬層壓體的層數(shù)以吸 收較高負(fù)載，這就更加難了。本發(fā)明的表層面板的進(jìn)一步的優(yōu)點(diǎn)是， 可選擇至少一種加固元件的性能，其性能不同于表層面板的層壓體的 性能。因此，例如可選擇比重低于第一纖維增強(qiáng)的聚合物層的第二纖 維增強(qiáng)的聚合物層，以便可產(chǎn)生額外的生力節(jié)省。有利的是，本發(fā)明 的表層面板的特征在于第二纖維增強(qiáng)的聚合物層包括張緊時(shí)彈性模量 大于140GPa,和更優(yōu)選大于250GPa的纖維。在這一優(yōu)選的變通方案 中，在較大程度上實(shí)現(xiàn)了以上提到的優(yōu)點(diǎn)，這歸因于勁度進(jìn)一步增加。 應(yīng)當(dāng)注意，明顯不包括在第一和第二纖維增強(qiáng)的聚合物層內(nèi)使用碳纖 維。這些碳纖維沒有提供本發(fā)明范圍內(nèi)所要求的性能。
在本發(fā)明的表層面板的優(yōu)選實(shí)施方案中，表層面板的特征在于， 第二纖維增強(qiáng)的聚合物層包括壓縮時(shí)彈性模量與張緊時(shí)彈性模量之比
小于O. 8的纖維。這一比值更優(yōu)選小于0. 6，和甚至更優(yōu)選小于O. 4。
這一纖維明顯證明張緊時(shí)其彈性模量隨伸長率銳增的性能。在本發(fā)明
的層壓體中合適地釆用的纖維是拉伸的熱塑性聚合物纖維、芳族聚酰
6胺纖維(Kevlar )、聚(對(duì)亞苯基-2， 6-苯并二喁唑)纖維(PB0 ， Zylon⑧)、聚(2， 6-二咪唑基- (4， 5b-4' ， 5' e)亞吡啶基-1， 4- (2， 5-二羥 基)亞苯基)纖維(更好地稱為M5⑧纖維)，和超高分子量聚乙烯或聚丙 烯纖維，硼纖維，和/或上述纖維的結(jié)合物。本發(fā)明的層壓體優(yōu)選特征 在于第二纖維增強(qiáng)的聚合物層包括由選自聚酰胺(芳族聚酰胺)、聚(對(duì) 亞苯基-2， 6-苯并二噁唑)(PB0)、硼和M5中的聚合物，和甚至更優(yōu)選 選自聚(對(duì)亞苯基-2， 6-苯并二喁唑)(PB0)和硼中的聚合物形成的纖
維。盡管采用以上提到的增強(qiáng)纖維獲得了尤其有利的性能，但也可在 第二纖維增強(qiáng)的聚合物層中采用具有相對(duì)高拉伸強(qiáng)度和/或勁度的增
強(qiáng)纖維，并可能結(jié)合以玻璃為基礎(chǔ)的纖維，例如優(yōu)選S玻璃纖維。應(yīng) 當(dāng)注意，硼纖維還理解為是指具有硼層的碳和/或金屬纖維。
本發(fā)明的尤其有利的表層面板的特征在于，當(dāng)加固元件處于未負(fù) 載狀態(tài)下時(shí)，壓縮應(yīng)力平均地存在于每一個(gè)第二金屬片材上，和拉伸 應(yīng)力平均地存在于每一個(gè)第二纖維增強(qiáng)的聚合物層上。應(yīng)當(dāng)注意，在 第二纖維增強(qiáng)的聚合物層內(nèi)存在拉伸應(yīng)力并不意味著這一層僅僅顯示
出拉伸應(yīng)力。相反，根據(jù)本發(fā)明，拉伸應(yīng)力在規(guī)定的方向上平均占主 導(dǎo)。這一方向?qū)?yīng)于在以下所述的獲得加固元件的方法范圍內(nèi)描述的 牽拉方向。在第二聚合物層內(nèi)的這一方向上平均拉伸應(yīng)力占主導(dǎo)將在 加固元件的金屬片材內(nèi)的相同方向上產(chǎn)生平均壓縮應(yīng)力。為了使用加 固元件得到最大的優(yōu)勢(shì)，牽拉方向優(yōu)選主要沿著第二纖維增強(qiáng)的層內(nèi) 的纖維方向延伸。由于飛行器機(jī)身的表層面板用加固元件的形狀通常 為長條，因此牽拉方向優(yōu)選基本上平行于加固元件的縱向。
根據(jù)本發(fā)明，通過在縱向(優(yōu)選縱向方向)上在其上強(qiáng)加伸長，所 述伸長率大于金屬片材的彈性伸長率并小于第二纖維增強(qiáng)的聚合物層 的斷裂伸長率，從而獲得在加固元件內(nèi)的應(yīng)力狀態(tài)。由于強(qiáng)加的伸長 率大于金屬片材的彈性伸長率極限，因此金屬將經(jīng)歷塑性變形。當(dāng)除 去伸長時(shí)，加固元件彈性返回，但僅僅部分基于塑性變形。在加固元
增強(qiáng)的聚合物層內(nèi)的平均拉伸應(yīng)力程度。根據(jù)本發(fā)明，可按照各^方
7式預(yù)壓縮或預(yù)牽拉加固元件。例如，可通過在牽伸裝置內(nèi)對(duì)加固元件 施加拉伸力，預(yù)張緊加固元件。在優(yōu)選的實(shí)施方案中，通過將加固元 件在壓力下喂入軋制機(jī)，在加固元件上產(chǎn)生伸長。按照這一方式的預(yù) 張緊是有利的，因?yàn)樗稍诟叩膫魉退俣认逻B續(xù)進(jìn)行。還可使用這一 優(yōu)選的方法預(yù)張緊具有錐變厚度的加固元件。
本發(fā)明的表層面板的優(yōu)選實(shí)施方案的特征在于，通過釆用下迷方 法獲得加固元件，其中至少兩塊金屬片材與至少一個(gè)中間的第二纖維 增強(qiáng)的聚合物層相連，在其連接之后，如此獲得的長條形結(jié)構(gòu)成形為 三維輪廓，和于是在如此獲得的結(jié)構(gòu)上縱向施加伸長，這一伸長率大
于金屬片材的彈性伸長率并小于纖維增強(qiáng)的聚合物層的斷裂伸長率。 與未牽拉的加固元件相比，通過牽拉加固元件，獲得具有增加的勁度 的加固元件。此外，在加固元件中如此施加的應(yīng)力狀態(tài)會(huì)增加表層面 板的龜裂耐受度。本發(fā)明表層面板的優(yōu)選變通方案的進(jìn)一步的優(yōu)點(diǎn)是，
可在不需要預(yù)牽拉整個(gè)表層面板的情況下實(shí)現(xiàn)高的勁度。盡管可視需 要預(yù)牽拉本發(fā)明的表層面板，但預(yù)牽拉具有高勁度纖維的整個(gè)表層片
材是一個(gè)復(fù)雜的工藝，和通常不會(huì)導(dǎo)致所需的結(jié)果。為了牽拉整個(gè)表 層片材，將它們夾持在非常堅(jiān)硬的鋼的夾爪內(nèi)固定并牽拉。提供在兩
側(cè)上具有增強(qiáng)薄片(tab)的片材，以降低當(dāng)夾持固定時(shí)任何破碎的機(jī) 率，然后進(jìn)行伸長，所述伸長率大于金屬片材的彈性伸長率。牽拉工 藝本身典型地可在土 0. 05%的精度下進(jìn)行。這意味著0. 4%的固定(永 久)伸長率，例如實(shí)際的永久伸長率在O. 35% -0. 45%變化。由于實(shí)際 的永久伸長率在表層面板表面上沒有均勻地分布，和此外，由于特別 地，在夾持高度處的反向收縮受阻，因此實(shí)際伸長率通常在約0. 28% 變化到約0.61%。這意味著表層面板中的纖維金屬層壓體的性能也顯 示出這一變化，這不是最佳的。本發(fā)明的表層面板不具有這一缺點(diǎn)。
本發(fā)明的表層面板的進(jìn)一步優(yōu)選的變通方案的特征在于，通過釆 用下述方法獲得加固元件，其中至少兩個(gè)第二金屬片材連接到至少一 個(gè)中間第二纖維增強(qiáng)的聚合物層上，在其連接之后，在如此獲得的長
條形狀的結(jié)構(gòu)上縱向施加伸長，這種伸長率大于金屬片材的彈性伸長率并小于第二纖維增強(qiáng)的聚合物層的斷裂伸長率，和其中將如此獲得 的結(jié)構(gòu)形成為三維輪廓。在這一優(yōu)選的變通方案中，通過預(yù)牽拉長條
形式的加固元件，直到優(yōu)選實(shí)現(xiàn)至少80GPa的勁度，獲得不僅顯示出
較高勁度和損壞耐受度的表層面板，而且它還比預(yù)牽拉的表層面板具 有顯著較低的伸展(apread)性能。牽拉平坦和相對(duì)窄的長條(例如，尺 寸數(shù)量級(jí)為至少100mm寬)是相對(duì)簡(jiǎn)單的工藝，且可在比以上提到的士 0. 05%的公差顯著低的公差下進(jìn)行。此外，在相對(duì)窄的長條上更加均勻 地分配固定的伸長率。還可在沒有引起太多浪費(fèi)的情況下，從窄的長 條中切割出具有夾持效果的區(qū)域。根據(jù)本發(fā)明，長條形式的加固元件
可粘附到表層面板的纖維金屬層壓體上。然而，預(yù)牽拉的長條形式的 加固元件優(yōu)選進(jìn)一步形成為三維輪廓。當(dāng)它為這一形式時(shí)，加固元件 還被稱為"縱向加固件，，。按照這一方式形成的縱向加固件具有的額 外優(yōu)點(diǎn)是，表層面板的勁度進(jìn)一步增加。為了實(shí)現(xiàn)勁度相同的增加， 需要使用具有相對(duì)大截面積的長條。為了使用長條有效地加固飛行器 的機(jī)身，這些長條可容易地一直到占機(jī)身表層全部截面的至少20%。 這導(dǎo)致重量和使用空間相對(duì)大的增加。按照這一方式，長條形式的加 固元件可能會(huì)妨礙機(jī)身的表層桁架連接中足夠鐵釘?shù)亩ㄎ?。通過將加 固元件形成為縱向加固件，可防止這一現(xiàn)象?？砂凑杖魏我阎姆绞?， 通過長條形狀的加固元件，形成具有三維成形截面的縱向加固件。例 如，這可通過在適合于這一目的的模塑機(jī)內(nèi)將長條形的加固元件弄整 齊(square)來進(jìn)行。通過反復(fù)這一工藝數(shù)次，原則上可形成任何可設(shè) 想的截面。另一尤其合適的加固元件包括一體地提供有加固肋條和至 少一層第二纖維增強(qiáng)的聚合物層的金屬片材。這一加固元件優(yōu)選包括 擠出的鋁片，本領(lǐng)域的技術(shù)人員稱之為"擠出"。這一擠出包括基本 上提供有加固元件的平坦片材部件，所迷片材部件通過擠出管狀結(jié)構(gòu)， 然后切割開，拉直并研磨它和視需要預(yù)處理它以供粘合而獲得。
原則上可按照任何可設(shè)想的方式，將至少 一個(gè)加固元件與表層面 板的層壓體相連。因此，例如可使用螺栓連接，固定加固元件到層壓 體上。尤其合適的方法包括借助由適合于這一目的的粘合劑材料制成
9的粘合劑層，粘附加固元件到表層面板的層壓體上。在本發(fā)明的表層 面板的進(jìn)一步優(yōu)選的實(shí)施方案中，加固元件借助含纖維增強(qiáng)的聚合物 的粘合劑層與表層面板相連。本發(fā)明尤其合適的表層面板的特征在于，
通過具有最多45%體積的降低的纖維體積含量的至少一層纖維增強(qiáng) 的聚合物層，將至少一個(gè)加固元件與層壓體相連。表層面板的這一優(yōu) 選的變通方案顯示出損壞耐受度的進(jìn)一步增加和改進(jìn)的抗脫層。本發(fā) 明的表層面板的進(jìn)一步優(yōu)選的實(shí)施方案的特征在于，規(guī)定的纖維增強(qiáng) 的聚合物層的纖維體積含量為最多39體積％，更優(yōu)選最多34體積％， 和最優(yōu)選最多30體積％ 。這一纖維體積含量低于在纖維增強(qiáng)的聚合物 內(nèi)通常采用的含量。當(dāng)在本申請(qǐng)中提到具有降低的纖維體積含量的纖 維增強(qiáng)的聚合物層時(shí)要理解為是纖維體積含量為最多45體積％，優(yōu)選 最多39體積％，更優(yōu)選最多34體積％和最優(yōu)選最多30體積％的層。 可例如通過使用半成品來獲得具有降低的纖維體積含量的纖維增強(qiáng)的 聚合物層，其中在所述半成品中，用處于部分固化狀態(tài)下的合適的聚 合物(稱為預(yù)浸料坯)浸漬具有規(guī)定體積含量的纖維。還可結(jié)合具有60 體積％的常用纖維體積含量的預(yù)浸料坯與例如一層或更多層聚合物 層，以便實(shí)現(xiàn)平均下降的纖維體積含量。在這一情況下，優(yōu)選施加具 有例如聚合物纖維網(wǎng)絡(luò)形式，例如聚酰胺纖維網(wǎng)絡(luò)形式的載體的粘合 劑層。該載體將確保甚至在粘合與固化之后粘合劑層保留特定的預(yù)定 厚度。根據(jù)本發(fā)明，還可以在合適的體積比下結(jié)合干燥，即未浸漬的 纖維與聚合物粘合劑層。
有利的是，通過在由不同于第二金屬片材和/或第二纖維增強(qiáng)的聚 合物層的材料形成的層壓體內(nèi)包括第一金屬片材和/或第一纖維增強(qiáng) 的聚合物層來表征本發(fā)明的表層面板。按照這一方式，可固定金屬片 材和/或纖維增強(qiáng)的聚合物層的性能，其方式使得對(duì)于表層面板所要求 的功能來說，它們是最佳的。例如，證明有利的是，在最靠近層壓體 布置的加固元件內(nèi)第二纖維增強(qiáng)的聚合物層具有降低的纖維體積含 量。
在層壓體內(nèi)第 一金屬片材的厚度和在加固元件內(nèi)第二金屬片材的厚度可在寬泛的范圍內(nèi)選擇。第一金屬片材的厚度優(yōu)選小于3.0mm, 和更優(yōu)選0. 3 - 0. 6mm，包括端值，其中不同的片材可視需要具有不同 的厚度。對(duì)于性能本身來說，使用較薄的金屬片材是有利的，但通常 需要較大的成本。本發(fā)明的表層面板的優(yōu)點(diǎn)另外在于，厚度為0. 6-0. 8mm的較厚的金屬片材例如沒有必然導(dǎo)致較差的性能。第二金屬片 材的厚度優(yōu)選為0. 2 - 1. 0mm，包括端值，更優(yōu)選0. 2 - 0. 6mm，包括端 值，和最優(yōu)選0. 2 - 0. 4mm,包括端值，其中不同的片材可視需要具有 不同的厚度。
在表層面板中纖維金屬層壓體和加固元件內(nèi)采用的纖維增強(qiáng)的聚 合物輕且堅(jiān)固，它包括包埋在聚合物內(nèi)的增強(qiáng)纖維。聚合物還在各層 之間起到粘結(jié)作用。適合于在第一纖維增強(qiáng)的聚合物層內(nèi)使用的增強(qiáng) 纖維包括例如玻璃纖維和/或金屬纖維，和視需要還可包括拉伸的熱塑 性聚合物纖維，例如芳族聚酰胺纖維、PBO纖維(Zylon⑧)、M5⑧纖維， 和超高分子量聚乙烯或聚丙烯纖維，以及天然纖維，例如亞麻、木材 和大麻纖維，和/或上述纖維的結(jié)合物。還可使用纏結(jié)和/或混合的紗 線。這種紗線包括增強(qiáng)纖維和纖維形式的熱塑性聚合物。第一和第二 纖維增強(qiáng)的聚合物層中的增強(qiáng)纖維用的合適的基體材料的實(shí)例是熱塑 性聚合物，例如聚酰胺、聚酰亞胺、聚醚砜、聚醚醚酮、聚氨酯、聚 乙烯、聚丙烯、聚苯硫醚(PPS)、聚酰胺-酰亞胺、丙烯腈丁二烯苯乙 烯(ABS)、苯乙烯/馬來酸酐(SMA)、聚碳酸酯、聚苯醚共混物(PPO)、 熱塑性聚酯，例如聚對(duì)苯二甲酸乙二酯、聚對(duì)苯二甲酸丁二酯，以及 上述聚合物中的一種或更多種的混合物與共聚物。優(yōu)選的熱塑性聚合 物進(jìn)一步包括玻璃化轉(zhuǎn)變溫度L大于140'C，優(yōu)選大于160匸的幾乎 無定形的熱塑性聚合物，例如聚丙烯酸酯(PAR)、聚砜(PS0)、聚醚砜 (PES)、聚醚酰亞胺(PEI)或聚苯醚(PPE)，和尤其聚-2，6-二甲基苯醚。 根據(jù)本發(fā)明，還可釆用晶體熔點(diǎn)L大于170'C，優(yōu)選大于270X:的半 晶或次晶熱塑性聚合物，例如聚苯硫醚(PPS)、聚醚酮，尤其聚醚醚酮 (PEEK)、聚醚酮(PEK)和聚醚酮酮(PEKK)，"液晶聚合物"，例如由單 體雙酚、對(duì)苯二甲酸和氫化苯甲酸衍生的由Dartco制造的XYDAR。合適的基體材料還包括熱固性聚合物，例如環(huán)氧化物、不飽和聚酯樹脂、 三聚氰胺/曱醛樹脂、苯酚/甲醛樹脂、聚氨酯、等等。視需要，第一 和第二纖維增強(qiáng)的聚合物層可包括大于一類纖維和/或基體材料。
在本發(fā)明的表層面板中，優(yōu)選纖維增強(qiáng)的聚合物層包括主要在一
個(gè)方向上延伸的基本上連續(xù)的纖維(所謂的UD材料)。有利的是，使用 預(yù)浸漬的半成品形式的纖維增強(qiáng)的聚合物。這種"預(yù)浸料坯"在其固 化之后，通常顯示出良好的機(jī)械性能，這尤其是因?yàn)槔w維事先被基體 聚合物潤濕。在本發(fā)明的表層面板的優(yōu)選實(shí)施方案中，至少一部分第 一纖維增強(qiáng)的聚合物層基本上包括平行延伸的兩組連續(xù)纖維，其方向 基本上彼此垂直。本領(lǐng)域的技術(shù)人員還將這一預(yù)浸料坯的層疊體稱為 "交叉疊層(cross-ply)"。
根據(jù)本發(fā)明，可通過在減壓下加熱許多金屬片材和中間的纖維增 強(qiáng)的聚合物層，使之彼此連接，然后冷卻它們，從而獲得纖維金屬層 壓體和/或加固元件。視需要，可預(yù)牽拉按照這一方式獲得的纖維金屬 層壓體和/或增強(qiáng)元件，以實(shí)現(xiàn)有利的應(yīng)力狀態(tài)，正如以上詳細(xì)地解釋 的。加固元件優(yōu)選通過粘合劑層介質(zhì)，優(yōu)選具有降低的纖維體積含量 的纖維增強(qiáng)的聚合物層形式的粘合劑層介質(zhì)粘附到纖維金屬層壓體 上?？砂凑找阎姆绞?，通過提供與合適的粘合劑相連的表面，然后 在合適的溫度下至少部分固化這一 粘合劑來實(shí)施粘附。
尤其適合于在本發(fā)明的表層面板中使用的金屬包括輕金屬，尤其 鋁合金，例如鋁銅和/或鋁鋅和/或鋁鋰合金，或鈦合金。根據(jù)本發(fā)明， 可從下述鋁合金組中選擇優(yōu)選由鋁合金組成的金屬片材，例如AA型 (USA) No. 2024、 AA(USA)No. 7075、 AA (USA) No. 7085、 AA (USA) No. 7475 和/或AA (USA) No. 6013。在其他方面中，本發(fā)明不限于使用這些金屬 的層壓體，結(jié)果，視需要可使用其他鋁合金和/或例如鋼或另一合適結(jié) 構(gòu)的金屬。
本發(fā)明的表層面板的尤其有利的實(shí)施方案包括金屬片材，其中至 少一部分所述金屬片材包括鋁-鋰合金。這種合金會(huì)增加層壓體和/ 或加固元件的剪切勁度。再一優(yōu)選的實(shí)施方案包括具有金屬片材的層
12壓體，所述金屬片材的至少一部分包括鋁-鎂-鈧合金。這種合金繼 續(xù)提高抗腐蝕性，且尤其用于第一金屬片材中。
取決于所打算的用途和設(shè)定的要求，可由本領(lǐng)域的技術(shù)人員容易 地決定金屬片材的最佳數(shù)量。本發(fā)明不限于具有特定數(shù)量金屬片材的 層壓體。盡管本發(fā)明的加固元件尤其適合于含纖維金屬層壓體的表層 面板，但顯然應(yīng)當(dāng)注意，含金屬，和尤其含鋁合金和本發(fā)明的至少一 種加固元件的表層面板組件也形成本發(fā)明的一部分。關(guān)于這一點(diǎn)，應(yīng) 當(dāng)注意，視需要，由金屬制成的表層面板可包括借助粘合劑膜和/或纖 維增強(qiáng)的聚合物層，和/或具有降低的纖維體積含量的纖維增強(qiáng)的聚合 物層互連的大于一塊金屬片材?？衫缭谄渲谐霈F(xiàn)應(yīng)力的局部增加和 必須使表層變厚的機(jī)身的門和窗戶周圍發(fā)現(xiàn)這一表層結(jié)構(gòu)。
本發(fā)明還包括飛行器或宇宙飛船，其機(jī)身全部或部分由本發(fā)明的 表層片材構(gòu)成。用于飛行器機(jī)身等等的表層片材通?；旧蠟榫匦?， 且施加在機(jī)身縱向和與其垂直的方向上延伸的肋條框架上。本發(fā)明的 表層面板的特征有利地在于，第一纖維增強(qiáng)的聚合物層大致平行于矩 形的一邊延伸，和第二纖維增強(qiáng)的聚合物層大致平行于矩形片材的另 一邊延伸。此處應(yīng)當(dāng)注意，表層面板在設(shè)計(jì)上可以是平坦的，但它也 可摻入單一或兩個(gè)曲線，這例如通過在相應(yīng)形狀的模具上層壓是可能的。
根據(jù)優(yōu)選的變通方案，至少一個(gè)加固元件僅僅在例如大致平行于 機(jī)身縱向方向延伸的基本上矩形長條和/或縱向加固件形式的表層面 板的層壓體表面的一部分上延伸。根據(jù)本發(fā)明，飛行器或宇宙飛船的 機(jī)身用的表層面板優(yōu)選由下述層壓體形成，所述層壓體從外側(cè)到內(nèi)側(cè) 由至少一塊金屬片材和至少兩層第一纖維增強(qiáng)的聚合物層對(duì)稱地構(gòu)
成，其中金屬片材的厚度為0. 1-0. 5mm。本發(fā)明的飛行器或宇宙飛船 的機(jī)身優(yōu)選具有這種表層片材，以便第一纖維增強(qiáng)的聚合物層中的纖 維基本上在機(jī)身四周方向上延伸，和第二纖維增強(qiáng)的聚合物層基本上 在機(jī)身的縱向方向上延伸。按照這一方式，獲得具有特別好性能的機(jī) 身?？墒褂帽景l(fā)明的表層片材獲得用于飛行器的機(jī)身，所述機(jī)身在機(jī)身的軸向和縱向上顯示出良好的疲勞性能，在較低的表面重量(kg/m2) 下，在機(jī)身的四周方向顯示出高的強(qiáng)度和增加的抗扭曲性。應(yīng)當(dāng)注意， 具有在不同方向上延伸的大于一個(gè)本發(fā)明的加固元件的機(jī)身也形成本 發(fā)明的一部分。
根據(jù)下述示意圖將呈現(xiàn)本發(fā)明的進(jìn)一步的特征，這些附圖不限制 本發(fā)明，以下示出了
-

圖1在剖視圖中示出了具有本發(fā)明的表層片材的飛行器的機(jī)身 的一部分；
-圖2示出了本發(fā)明具有縱向加固件的表層面板的一部分； -圖3示出了預(yù)牽拉長條形式的本發(fā)明加固元件的實(shí)施方案； -圖4示出了由圖3所示的加固元件獲得的本發(fā)明的縱向加固件
的另一實(shí)施方案，和
-圖5示出了本發(fā)明表層面板的一個(gè)優(yōu)選的實(shí)施方案。 圖1示出了飛行器1的一部分，它具有由本發(fā)明的多個(gè)表層片材 3生產(chǎn)的機(jī)身2。表層片材3具有基本上平行于表層面板3的側(cè)面延伸 的多個(gè)縱向加固件4(在工業(yè)上也稱為"縱梁，，)，而表層面板3的側(cè) 面在機(jī)身縱向6上延伸。機(jī)身2包括在其四周方向上延伸的多個(gè)交叉 肋條5。這些肋條隨機(jī)身2所需的曲率或多或少地彎曲。具有縱向加 固件4的表層面板3借助適合于這一 目的且本身已知的連接件(沒有詳 細(xì)地示出)固定到交叉肋條5上。這將產(chǎn)生互連的縱向加固件4和交叉 肋條5的框架，如圖1所示，于是縱向加固件4通過交叉肋條5支撐。 在圖1中，在框架內(nèi)用虛線示出了縱向加固件4，以表明縱向加固件4 形成了表層面板3的一部分，且一旦表層片材3被定位，則僅僅形成 框架的一部分。采用基本上密閉的配件，固定表層片材3到彼此上。 按照這一方式，圖1示出了沿著橫向連接接縫7，第一表層面板3a與 第二表層面板3b相鄰。類似地，沿著橫向連接接縫8，第一表層面板 3a與第三表層面板3c相鄰。橫向相鄰的表層面板可通過底下的長條 互連，所述底下的長條通過例如三排鉚釘(未示出)固定到兩個(gè)面板上， 但其他連接方式也是可能的。此外，第四和第五個(gè)表層面板Dd， 3e)沿著縱向連接點(diǎn)(9， IO)分別與第一表層面板3a相鄰。在縱向上表層面 板與部分重疊的邊緣(例如具有75mm的重疊部分)借助三排鉚釘(未示 出)連接，但其他連接方式也是可能的。表層面板3包括由基于S玻璃 纖維的Glare⑧纖維金屬層壓體制成的表層片材11。然而，表層面板3 也可包括由金屬，優(yōu)選鋁制成的表層片材11。
圖2示出了具有2個(gè)縱向加固件4的本發(fā)明表層面板3的細(xì)節(jié)。 縱向加固件4可例如借助中間粘合劑層12固定到表層面板3的表層片 材11上。為了施加粘合劑，視需要按照已知的方式處理表層片材11。 粘合劑層原則上可以包括任何合適的粘合劑。尤其合適類型的粘合劑 包括環(huán)氧粘合劑，例如獲自3M的AF 163-2 K型。正如圖2所示，可 視需要通過粘合劑層12b的介質(zhì)，如圖2所示，施加兩個(gè)Glare⑧玻璃 纖維層壓體13,增強(qiáng)縱向加固件4和表層片材11之間的連接，其中 視需要，所述粘合劑層12b使用與粘合劑層12a相同的粘合劑。然而， 本發(fā)明并不總是需要釆用這一額外的增強(qiáng)。視需要，可將表層片材ll 和加固元件4的組件置于高壓和減壓下的高壓釜中，以固化粘合劑層 (12a,12b)并引起表層片材11和加固元件4之間的連接。
圖3示出了平坦的矩形或長條形式的本發(fā)明的加固元件4的實(shí)施 方案。在所示的實(shí)施方案中，加固元件4由厚度為例如0.2mm的許多 第二金屬片材40構(gòu)成，所述第二金屬片材40包括鋁合金，例如 2024-T3。通過基于環(huán)氧樹脂(它也是一種良好的金屬粘合劑)的第二纖 維增強(qiáng)的聚合物層41，牢固地互連第二金屬片材40。纖維增強(qiáng)的連接 層41包括用特定聚合物浸漬的PBO纖維且由其形成，所述特定聚合物 具有約50體積％的纖維體積含量。這些厚度為約0. 25mm的預(yù)浸漬的 預(yù)浸料坯41由在方向42上彼此平行延伸的PB0纖維(單向)形成。在 第一步中，按照?qǐng)D3所示的順序，例如在平坦的模具上施加特定層40 和41到彼此上，生產(chǎn)長條形狀的加固元件4。在層壓之后，全部結(jié)構(gòu) 在適合于環(huán)氧樹脂的溫度下固化。對(duì)于大多數(shù)應(yīng)用來說，玻璃化轉(zhuǎn)變 溫度高的環(huán)氧樹脂是最合適的。這種環(huán)氧樹脂通常在約1"X:或約175 匸的溫度下固化。在固化之后，在纖維增強(qiáng)的聚合物層內(nèi)通常形成殘留的壓縮應(yīng)力，和在纖維金屬層壓體的鋁片內(nèi)形成殘留的拉伸應(yīng)力. 根據(jù)本發(fā)明，通過牽引纖維金屬層壓體，直到它達(dá)到金屬，尤其鋁的 塑性區(qū)域，這一應(yīng)力狀態(tài)發(fā)生翻轉(zhuǎn)。當(dāng)施加到這一端的拉伸負(fù)載除去 時(shí)，在牽拉工藝過程中基本上彈性變形的纖維返回其起始長度，而塑 性延伸的鋁提供其抗力。按照這一方式，纖維增強(qiáng)的聚合物層中的纖 維平均來說置于拉伸應(yīng)力下，和鋁置于壓縮應(yīng)力下，于是在金屬片材
和纖維增強(qiáng)的聚合物層內(nèi)的應(yīng)力體系基本上達(dá)成平衡。參考圖3，在 固化其內(nèi)所示的結(jié)構(gòu)之后，在該結(jié)構(gòu)的縱向(方向42)上強(qiáng)加伸長s ， 其伸長率大于第二金屬片材40的彈性伸長率并小于第二纖維增強(qiáng)的 聚合物層41的斷裂伸長率。 一旦除去負(fù)載，則所施加的伸長s導(dǎo)致例 如0.1 2%的永久伸長(所產(chǎn)生的實(shí)際伸長率較大)。取決于在第二纖 維增強(qiáng)的聚合物層內(nèi)采用的纖維，這一永久伸長率的范圍也可位于別 處。例如，永久伸長率優(yōu)選為0.2-1.4%,和更特別地為0.3-0. 7%。 本領(lǐng)域的技術(shù)人員可容易地確定在本發(fā)明的方法中，在加固元件上產(chǎn) 生的平均伸長s。還應(yīng)當(dāng)注意，原則上可在加固元件4的任意縱向上 產(chǎn)生伸長s。例如，可平行于圖3所示的加固元件4的短邊BC，或者 與這一短邊成一定角度產(chǎn)生伸長e。然而，有利的是在圖3所示的加 固元件4的長邊AB方向上產(chǎn)生伸長，這是因?yàn)檫@一長邊AB平行于第 二纖維增強(qiáng)的聚合物的纖維方向42延伸。此外，有利的是，通過使加 固元件4在壓力下穿過軋制機(jī)，預(yù)張緊加固元件4。在這一優(yōu)選的方 法中，加固元件以連續(xù)片材形式以連續(xù)方式喂入并加壓。因此提供可 在工業(yè)規(guī)模上采用的方法，于是合適的器件可包括例如在加固元件4 可在其間導(dǎo)引的在彼此上或者交叉地排列的至少一組圓柱形輥。通過
固定所產(chǎn)生的壓縮力在足夠高的水平，在加固元件平面內(nèi)的變形使得 在縱向上強(qiáng)加的伸長s超過第二金屬片材40中金屬的塑性極限，從而
引起一塊或多塊第二金屬片材40永久變形且沒有使第二纖維增強(qiáng)的 聚合物層41故障。通過縱向牽拉加固元件4，產(chǎn)生尤其有利的應(yīng)力狀 態(tài)，且壓縮應(yīng)力平均存在于未負(fù)栽狀態(tài)下的每一塊第二金屬片材40 上，和拉伸應(yīng)力平均存在于每一塊第二纖維增強(qiáng)的聚合物層"上。根
16據(jù)本發(fā)明，正是這一應(yīng)力狀態(tài)使得加固元件可產(chǎn)生所需的勁度和/或本 申請(qǐng)已經(jīng)提到的其他性能。
在圖3所示的變通方案中，增強(qiáng)元件4可與表層片材ll相連，以 便獲得本發(fā)明的表層面板3。實(shí)現(xiàn)它的可能方法如上所述。關(guān)于加固 元件與表層片材11的一側(cè)相連這一方面，優(yōu)選該側(cè)朝向(飛行器機(jī)身 的)內(nèi)部，如圖l所示。根據(jù)本發(fā)明的表層面板的優(yōu)選實(shí)施方案，預(yù)牽 拉的長條形狀的加固元件的截面進(jìn)一步變形為三維輪廓。按照這一方 式形成的縱向加固件4的實(shí)例如圖4所示。這些部件的編號(hào)與在其他 附圖中使用的編號(hào)相對(duì)應(yīng)。
施加在飛行器機(jī)身和機(jī)翼的表層片材上的本發(fā)明的加固元件會(huì)增 加表層片材的彎曲勁度，若它們處于壓力張緊下，則這使得它們對(duì)扭 曲更加穩(wěn)定，且可在沒有顯著局部彎曲的情況下在表層片材內(nèi)產(chǎn)生力。 加固元件的三維形式還有助于測(cè)定最終將實(shí)現(xiàn)的優(yōu)點(diǎn)。圖5示出了許 多可能的加固元件4的截面。圖5(a)示出了一側(cè)外型(form)的所謂葉 片(leaf)加固件4。圖5(b)示出了兩側(cè)外型的相同類型的加固件。在 采用后一外型的情況下，該附圖的加固件的垂直部分互連(對(duì)于這一目 的來說，粘合是最合適的連接方法，但鉚接也是可能的)。圖5(c)示 出了所謂的C型加固件。視需要，這類加固件也可以以兩側(cè)外型施加 (圖5(d))。圖5(e)示出了顯示帽形加固件的再一變通方案.鑒于其高 的外型穩(wěn)定性，這一外型優(yōu)選用于機(jī)翼表層內(nèi)。表層片材11通常具有 許多縱向加固件4,所述加固件4在機(jī)身的四周方向上以特定的中間 距離固定。這一中間距離或間距特別地取決于飛行器機(jī)身的類型，但 優(yōu)選為50 - 300mm，更優(yōu)選60 - 250mm，和最優(yōu)選80 - 200mm。本發(fā)明 的縱向加固件4的尺寸可在這些寬范圍內(nèi)選擇。典型的高度優(yōu)選為20 -130mm，更優(yōu)選25 - 100mm，和最優(yōu)選30 - 60mm。本發(fā)明的縱向加固 件4的厚度優(yōu)選為0. 6-10mm，包括端值，更優(yōu)選0. 8 - 5mm，和最優(yōu) 選0. 8 - 3mm。縱向加固件的兩腿在其下延伸的曲率半徑R(關(guān)于曲率半 徑的定義，參見圖5(a))原則上必須盡可能小，優(yōu)選為l-8mm，更優(yōu) 選2 - 6mm,和最優(yōu)選3 - 5mm、可按照許多方式生產(chǎn)本發(fā)明的縱向加固件。例如，可在合適的溫
度下，使用模塑機(jī)，通過折疊、削方(square)、固定和旋轉(zhuǎn)彎曲這一 材料，或者對(duì)其進(jìn)行相應(yīng)的工藝，由平坦的片材材料形成縱向加固件。 在進(jìn)行這一操作中，并不總是可能使得折疊的密封件的彎曲半徑足夠 小。對(duì)于在壓縮負(fù)載下的縱向加固件的穩(wěn)定性來說，小的彎曲半徑通 常是有利的。本發(fā)明的縱向加固件也可由大于一種擠出型材或者已經(jīng) 預(yù)成形的片材部件構(gòu)造。在這一方法中，在加固件的縱向上具有纖維 的相對(duì)平坦的長條被弄成三維型材。為了防止對(duì)加固件的最外部的金 屬片材和/或纖維增強(qiáng)的聚合物層損壞，優(yōu)選考慮最小的彎曲半徑。例 如，對(duì)于具有兩層厚度為0. 4mm的2024-T3鋁層的纖維金屬層壓體(它 在其間具有PBO-纖維環(huán)氧層)來說，這一彎曲半徑認(rèn)為約等于4mm。 加固件的纖維金屬層壓體的厚度越大，則所要求的最小彎曲半徑越大。 關(guān)于這一點(diǎn)，優(yōu)選的方法包括例如如圖1所示的"2/1"結(jié)構(gòu)(在2塊 金屬片材之間l層纖維增強(qiáng)的聚合物層)內(nèi)，例如通過折疊或削方，使 第二纖維金屬層壓體的數(shù)個(gè)長條單獨(dú)變形為Z加固件。按照這一方式 獲得的Z加固件一起粘附，以便產(chǎn)生具有所需厚度的加固件。然后使 用具有降低的纖維體積含量的粘合劑膜和/或纖維增強(qiáng)的聚合物，借助 粘合性，和/或借助扭曲，將其與表層片材相連。通過在2/l結(jié)構(gòu)內(nèi)連 接由纖維金屬層壓體制成的單一或者可能2個(gè)Z加固件與表層片材，
獲得本發(fā)明尤其有利的表層面板，其中在這一實(shí)施方案中，所述表層 片材優(yōu)選包括厚度為0. 4mm - 0. 7mm的金屬片材。由于金屬片材的厚度 略大于現(xiàn)有技術(shù)常用的厚度，因此在生產(chǎn)速度方面實(shí)現(xiàn)優(yōu)勢(shì)，且沒有 危及這些特征。
本發(fā)明生產(chǎn)縱向加固件的另一優(yōu)選的方法包括層疊所需數(shù)量(長 條形狀)的金屬片材和中間的纖維增強(qiáng)的聚合物層。例如借助本身已知 的輥成形，將這一層疊件形成為未固化或僅僅部分固化狀態(tài)下的所需 的三維形式。按照這一方式形成的包裝然后在具有縱向加固件外型的 模具內(nèi)固化。在固化之后，如以上詳細(xì)地討論的，牽拉本發(fā)明的加固 件。
18在說明書和權(quán)利要求中提到纖維的彈性模量、拉伸強(qiáng)度和斷裂伸 長率時(shí)，它們要理解為是指在纖維的縱向上在拉伸負(fù)載下的數(shù)值并借 助在整個(gè)層壓體上測(cè)量來測(cè)定。在本發(fā)明的范圍內(nèi)，可引入各種變化。 盡管首先在本發(fā)明的表層片材內(nèi)施加相同厚度的金屬片材，但原則上 也可在可能對(duì)稱的層疊件內(nèi)在同一層壓體內(nèi)施加具有兩種或更多種不 同厚度的金屬片材。 一般地，在加固元件內(nèi)，在兩個(gè)連續(xù)的金屬片材 之間聚合物層的厚度為與每一金屬片材大致相同的數(shù)量級(jí)大小。此外， 視需要，加固元件可顯示出錐變的厚度以及錐變的深度。
權(quán)利要求
1. 飛行器的表層面板，它包括至少一個(gè)第一金屬片材的層壓體，所述表層面板與至少一個(gè)加固元件相連，所述加固元件包括第二金屬片材和與其相連的第二纖維增強(qiáng)的聚合物層的層壓體，條件是第二纖維增強(qiáng)的聚合物層包括張緊時(shí)彈性模量大于110GPa的纖維。
2. 權(quán)利要求1的表層面板，其特征在于該層壓體包括與至少一個(gè)金屬片材相連的至少一層第一纖維增強(qiáng)的聚合物層。
3. 權(quán)利要求1或2的表層面板，其特征在于第二纖維增強(qiáng)的聚合物層包括張緊時(shí)彈性模量大于140GPa的纖維。
4. 權(quán)利要求3的表層面板，其特征在于第二纖維增強(qiáng)的聚合物層包括張緊時(shí)彈性模量大于250GPa的纖維。
5. 前述任何一項(xiàng)權(quán)利要求的表層面板，其特征在于第二纖維增強(qiáng)的聚合物層包括選自芳族聚酰胺(aramid)、硼、聚(對(duì)亞苯基-2，6-苯并二嚙唑)(PB0)和/或M5纖維中的纖維。
6. 權(quán)利要求5的表層面板，其特征在于第二纖維增強(qiáng)的聚合物層包括由聚(對(duì)亞苯基-2， 6-苯并二嚙唑)(PBO)和/或硼纖維形成的纖維。
7. 前述任何一項(xiàng)權(quán)利要求的表層面板，其特征在于當(dāng)加固元件處于未負(fù)栽的狀態(tài)下時(shí)，壓縮應(yīng)力平均存在于每一第二金屬片材上，和拉伸應(yīng)力平均存在于每一第二纖維增強(qiáng)的聚合物層上。
8. 權(quán)利要求7的表層面板，其特征在于通過采用下述方法獲得加固元件，其中將至少兩塊第二金屬片材連接到至少一層中間的第二纖維增強(qiáng)的聚合物層上，在其連接之后，將如此獲得的長條形狀的結(jié)構(gòu)形成為三維外形，和在如此獲得的結(jié)構(gòu)上在縱向強(qiáng)加伸長，這種伸長率大于金屬片材的彈性伸長率并小于纖維增強(qiáng)的聚合物層的斷裂伸長率。
9. 權(quán)利要求7的表層面板，其特征在于通過采用下述方法，獲得加固元件，其中將至少兩塊第二金屬片材連接到至少一層中間的第二纖維增強(qiáng)的聚合物層上，在其連接之后，將如此獲得的長條形狀的結(jié)構(gòu)在其縱向上進(jìn)行伸長，這種伸長率大于金屬片材的彈性伸長率并小于纖維增強(qiáng)的聚合物層的斷裂伸長率，和其中將如此獲得的結(jié)構(gòu)形成為三維型材。
10. 權(quán)利要求8或9的表層面板，其特征在于借助軋制機(jī)，通過加壓這一結(jié)構(gòu)，在結(jié)構(gòu)上強(qiáng)加伸長。
11. 前述任何一項(xiàng)權(quán)利要求的表層面板，其特征在于第二纖維增強(qiáng)的聚合物層包括壓縮時(shí)彈性模量與張緊時(shí)彈性模量之比小于0. 8的纖維。
12. 權(quán)利要求11的表層面板，其特征在于壓縮時(shí)彈性模量與張緊時(shí)彈性模量之比小于0.6。
13. 權(quán)利要求11的表層面板，其特征在于壓縮時(shí)彈性模量與張緊時(shí)彈性模量之比小于0.4。
14. 前述任何一項(xiàng)權(quán)利要求的表層面板，其特征在于通過具有最多45體積％的降低的纖維體積含量的至少一層纖維增強(qiáng)的聚合物層將至少一個(gè)加固元件與層壓體相連。
15. 權(quán)利要求14的表層面板，其特征在于具有降低的纖維體積含量的纖維增強(qiáng)的聚合物層中纖維的體積含量為最多39體積％。
16. 權(quán)利要求14的表層面板，其特征在于具有降低的纖維體積含量的纖維增強(qiáng)的聚合物層中纖維的體積含量為最多34體積％。
17. 權(quán)利要求14的表層面板，其特征在于具有降低的纖維體積含量的纖維增強(qiáng)的聚合物層中纖維的體積含量為最多30體積％。
18. 前述任何一項(xiàng)權(quán)利要求的表層面板，其特征在于通過具有聚合物纖維網(wǎng)絡(luò)形式的載體的至少一層聚合物粘合劑層將至少一個(gè)加固元件連接到層壓體上。
19. 前述任何一項(xiàng)權(quán)利要求的表層面板，其特征在于第一纖維增強(qiáng)的聚合物層基本上包括平行地延伸的兩組連續(xù)纖維，其中該組中纖維的方向彼此基本上垂直延伸。
20. 前述任何一項(xiàng)權(quán)利要求的表層面板，其特征在于層壓體包括厚度為0. 6 - 0. 8mm,包括端值在內(nèi)，的第一金屬片材。
21. 前述任何一項(xiàng)權(quán)利要求的表層面板，其特征在于至少一部分金屬片材中的金屬包括鋁—鋰合金。
22. 前述任何一項(xiàng)權(quán)利要求的表層面板，其特征在于至少一部分金屬片材中的金屬選自鋁-鋅和鋁—銅合金。
23. 前述任何一項(xiàng)權(quán)利要求的表層面板，其特征在于至少一部分金屬片材中的金屬包括鋁-鎂-鈧合金。
24. 前述任何一項(xiàng)權(quán)利要求的表層面板，其特征在于第一纖維增強(qiáng)的聚合物層包括選自芳族聚酰胺(aramid)、碳、硼、聚(對(duì)亞苯基-2，6-苯并二嚙唑)(PB0)和/或M5纖維中的纖維。
25. 飛行器或宇宙飛船，其特征在于其機(jī)身包括權(quán)利要求1-24任何一項(xiàng)的表層片材。
26. 權(quán)利要求25的飛行器或宇宙飛船，其特征在于施加表層片材，以便第一纖維增強(qiáng)的聚合物層中的纖維基本上在機(jī)身的四周方向上延伸，和第二纖維增強(qiáng)的聚合物層中的纖維基本上在機(jī)身縱向上延伸。
27. 權(quán)利要求25或26的飛行器或宇宙飛船，其特征在于機(jī)身包括在機(jī)身的縱向上延伸的加固元件的框架，和在機(jī)身的四周方向上延伸的加固元件。
28. 權(quán)利要求25 - 27任何一項(xiàng)的飛行器或宇宙飛船，其特征在于加固元件為長條形狀。
29. 權(quán)利要求25 - 28任何一項(xiàng)的飛行器或宇宙飛船，其特征在于在縱向上延伸的加固元件具有三維外形，和在四周方向上延伸的加固元件為長條形狀。
全文摘要
本發(fā)明涉及飛行器(1)的表層面板(11)，它包括至少一塊第一金屬片材(40)和優(yōu)選與其相連的第一纖維增強(qiáng)的聚合物層(41)的層壓體。連接表層面板(11)與加固元件(4)，所述加固元件(4)由第二金屬片材(40)和與其相連的第二纖維增強(qiáng)的聚合物層(41)制成，條件是第二纖維增強(qiáng)的聚合物層包括張緊時(shí)彈性模量大于110GPa的纖維。本發(fā)明還涉及具有這種表層片材的飛行器或宇宙飛船。
文檔編號(hào)B64C1/12GK101522518SQ200780038347
公開日2009年9月2日 申請(qǐng)日期2007年8月24日 優(yōu)先權(quán)日2006年9月12日
發(fā)明者E·J·克羅恩, G·H·J·J·羅布勞伊克斯, J·W·甘尼克 申請(qǐng)人:美鋁公司