結(jié)合式拼接接頭的制作方法
【專利摘要】飛機(jī)結(jié)構(gòu)包括飛機(jī)機(jī)身側(cè)面接頭組件，該飛機(jī)機(jī)身側(cè)面接頭組件可具有第一縱梁和第二縱梁(208)，每個縱梁均具有限定長度方向間隙(408)的豎直縱梁部(209)。實施方式可包括十字形裝配件(206)，該十字形裝配件具有中央肋附接構(gòu)件(304)和從所述中央肋附接構(gòu)件(304)沿相反方向延伸的第一延伸部和第二延伸部(302)。從所述第一延伸部和第二延伸部(302)向上延伸的縱梁附接部(308)分別插入所述第一縱梁部和第二縱梁部(208)的所述長度方向間隙。所述肋附接構(gòu)件可以附接至機(jī)身側(cè)面的肋。
【專利說明】結(jié)合式拼接接頭

【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本公開大致涉及一種飛機(jī)結(jié)構(gòu),尤其涉及一種飛機(jī)機(jī)身側(cè)面接頭(side-of-bodyjoint)ο

【背景技術(shù)】
[0002]在飛機(jī)的制造中，空氣動力學(xué)結(jié)構(gòu)(諸如翼面板)接合至飛機(jī)的機(jī)身或者其他結(jié)構(gòu)。在一些傳統(tǒng)接頭中，使用對接接頭或者拼接接頭，在這些接頭中，翼的一部分可以與機(jī)身的一部分對接或者拼接，并且使用螺栓、鉚釘和諸如肋等的設(shè)備將它們接合在一起。在這些傳統(tǒng)接頭中，使用接頭的螺栓和肋以滿足接頭的負(fù)荷要求。因而，必須使用足夠的螺栓和其他機(jī)械緊固設(shè)備來滿足飛機(jī)構(gòu)造中使用的材料的允許承載。
[0003]機(jī)械接頭(尤其是具有許多螺栓的機(jī)械接頭)會是非常重的，這對應(yīng)于更高的飛機(jī)重量以及增加的操作成本。此外，因為接頭與被接合的面板是單獨形成的，這占用生產(chǎn)時間(勞動力、裝備等)，而且接頭包括必須要制造的許多不同零件(肋、螺栓等)，所以與機(jī)械接頭關(guān)聯(lián)的生產(chǎn)成本是顯著的。另外，螺栓接頭在經(jīng)過一段較長的時期后會經(jīng)歷疲勞，因此必須定期檢查、維修和更換，這進(jìn)一步增加了操作成本。因而，雖然對于空氣動力學(xué)結(jié)構(gòu)使用傳統(tǒng)接頭已經(jīng)可以實現(xiàn)預(yù)期的結(jié)果，但是仍存在改善空間。


【發(fā)明內(nèi)容】

[0004]本公開的目的是提供一種機(jī)身側(cè)面接頭，其重量和制造成本可降低。本公開的進(jìn)一步目的是提供一種機(jī)身側(cè)面接頭，連續(xù)蒙皮段可以聯(lián)接至所述機(jī)身側(cè)面接頭。
[0005]根據(jù)這些以及其他目的，通過采用結(jié)合式接頭可獲得優(yōu)勢，所述接合式接頭不使用接合在機(jī)身側(cè)面的肋的非連續(xù)蒙皮段，而是使用結(jié)合至機(jī)翼的各部分的連續(xù)蒙皮段。
[0006]根據(jù)第一實施方式，提供了一種機(jī)身側(cè)面接頭組件，該機(jī)身側(cè)面接頭組件包括:第一t形縱梁和第二 t形縱梁，每個t形縱梁均具有水平縱梁部和從所述水平縱梁部向上延伸的豎直縱梁部，所述豎直縱梁部限定在所述水平縱梁部處具有開口的長度方向間隙；以及十字形裝配件，該十字形裝配件具有中央肋附接構(gòu)件和從所述中央肋附接構(gòu)件沿相反方向延伸的第一 t形裝配件延伸部和第二 t形裝配件延伸部，每個裝配件延伸部均具有水平裝配件部和從所述水平裝配件部向上延伸的縱梁附接部；所述第一 t形裝配件延伸部和第二t形裝配件延伸部的所述縱梁附接部分別插入所述第一 t形縱梁和第二 t形縱梁的所述長度方向間隙。
[0007]根據(jù)第二實施方式，提供了一種機(jī)身側(cè)面接頭組件，該機(jī)身側(cè)面接頭組件聯(lián)接至具有多個豎直強(qiáng)化件的肋輻部，所述機(jī)身側(cè)面接頭組件包括--第一 t形縱梁和第二 t形縱梁，每個t形縱梁均具有水平縱梁部和從所述水平縱梁部向上延伸的豎直縱梁部，所述豎直縱梁部限定在所述水平縱梁部處具有開口的長度方向間隙；以及十字形裝配件，該十字形裝配件具有中央肋附接構(gòu)件和從所述中央肋附接構(gòu)件沿相反方向延伸的第一 t形裝配件延伸部和第二 t形裝配件延伸部，每個裝配件延伸部均具有水平裝配件部和從所述水平裝配件部向上延伸的縱梁附接部；所述第一 t形裝配件延伸部和第二 t形裝配件延伸部的所述縱梁附接部分別插入所述第一 t形縱梁和第二 t形縱梁的所述長度方向間隙；所述中央肋附接構(gòu)件聯(lián)接至所述肋輻部。
[0008]根據(jù)第三實施方式，提供了一種具有機(jī)身側(cè)面接頭的飛機(jī)，所述機(jī)身側(cè)面接頭包括:肋輻部；以及并排布置的多個機(jī)身側(cè)面接頭組件，每個所述機(jī)身側(cè)面接頭組件包括:第一t形縱梁和第二 t形縱梁，每個t形縱梁均具有水平縱梁部和從所述水平縱梁部向上延伸的豎直縱梁部，所述豎直縱梁部限定在所述水平縱梁部處具有開口的長度方向間隙；以及十字形裝配件，該十字形裝配件具有中央肋附接構(gòu)件和從所述中央肋附接構(gòu)件沿相反方向延伸的第一 t形裝配件延伸部和第二 t形裝配件延伸部，每個裝配件延伸部均具有水平裝配件部和從所述水平裝配件部向上延伸的縱梁附接部；所述第一 t形裝配件延伸部和第二t形裝配件延伸部的所述縱梁附接部分別插入所述第一 t形縱梁和第二 t形縱梁的所述長度方向間隙；所述多個機(jī)身側(cè)面接頭組件的每個所述中央肋附接構(gòu)件均聯(lián)接至所述肋輻部。
[0009]當(dāng)結(jié)合附圖考慮優(yōu)選實施方式時，優(yōu)選實施方式的其他目的、特征以及優(yōu)勢將明顯。

【專利附圖】

【附圖說明】
[0010]圖1是根據(jù)本公開實施方式形成的具有復(fù)合式機(jī)翼結(jié)構(gòu)和機(jī)身側(cè)面接頭的飛機(jī)的俯視不意圖。
[0011]圖2A是根據(jù)本公開實施方式形成的機(jī)身側(cè)面接頭的等軸側(cè)視圖。
[0012]圖2B是根據(jù)本公開實施方式形成的機(jī)身側(cè)面接頭的側(cè)視圖。
[0013]圖2C是根據(jù)本公開實施方式形成的機(jī)身側(cè)面接頭的自上而下的視圖。
[0014]圖3是根據(jù)本公開實施方式的十字形裝配件的等軸側(cè)視圖。
[0015]圖4A是根據(jù)本公開實施方式的機(jī)身側(cè)面接頭的部件的第一分解等軸側(cè)視圖，所述機(jī)身側(cè)面接頭的部件包括縱梁基座、t形縱梁段、縱梁面以及錐形填充件。
[0016]圖4B是圖4所示的根據(jù)本公開實施方式的機(jī)身側(cè)面接頭的部件的第二分解等軸側(cè)視圖，所述機(jī)身側(cè)面接頭的部件包括縱梁基座、t形縱梁段、縱梁面以及錐形填充件。
[0017]現(xiàn)在將參考附圖，不同附圖中的類似元件具有相同的附圖標(biāo)記。

【具體實施方式】
[0018]本公開涉及機(jī)身側(cè)面接頭，其可以以空氣動力學(xué)結(jié)構(gòu)呈現(xiàn)，諸如復(fù)合材料翼和尾部。這種機(jī)身側(cè)面接頭的特定實施方式的許多具體細(xì)節(jié)將在以下說明書和圖1至圖4B中闡述，以提供對這種實施方式的透徹理解。但是，本領(lǐng)域的技術(shù)人員將理解的是，本公開可以具有另外的實施方式，或者本公開實施方式也能夠在沒有根據(jù)以下說明的若干細(xì)節(jié)的情況下進(jìn)行實踐。例如，盡管特定實施方式引用了用于飛機(jī)的復(fù)合式機(jī)翼結(jié)構(gòu)，但是對本領(lǐng)域技術(shù)人員來說，可以理解的是，所描述的技術(shù)可以應(yīng)用在各種空氣動力學(xué)結(jié)構(gòu)中。
[0019]機(jī)身側(cè)面接頭的一個示范性位置出現(xiàn)在飛機(jī)中機(jī)翼和機(jī)身匯合的地方。在圖1中詳細(xì)描述了這種示范性位置，圖1圖示了根據(jù)本發(fā)明實施方式的飛機(jī)100。飛機(jī)100包括接合至復(fù)合式機(jī)翼結(jié)構(gòu)104的機(jī)身102。復(fù)合式機(jī)翼結(jié)構(gòu)104包括三個部分:從機(jī)身102橫向向外延伸的兩個機(jī)翼部分106、108，以及跨越機(jī)身102的中心部分110。三個部分106、108、110限定三個相關(guān)坐標(biāo)系:每個機(jī)翼部分106、108各一個坐標(biāo)系，中心部分110另一個坐標(biāo)系。應(yīng)該注意的是，為了清楚起見，省略了飛機(jī)100的某些特征。例如，機(jī)翼部分106、108可以聯(lián)接至前緣部分、后緣部分、翼尖以及其他未示出的構(gòu)件。
[0020]圖示的機(jī)身側(cè)面接頭116、118的位置與機(jī)身102的每側(cè)或飛機(jī)100的機(jī)身線一致。這些機(jī)身側(cè)面接頭116、118出現(xiàn)在復(fù)合式機(jī)翼結(jié)構(gòu)104接合至機(jī)身102的地方。機(jī)身側(cè)面接頭116、118可以用于將復(fù)合式機(jī)翼結(jié)構(gòu)104或者一體形成的面板段接合至機(jī)身102?？商鎿Q地，兩個機(jī)翼部分106、108可以類似地與中心部分110接合在一起。中心部分110定向成大致橫向于機(jī)身102的縱向軸線。此處將機(jī)翼部分106、108描述為后掠翼,相對于中心部分110具有約30度的掠角。盡管圖1示出了 30度掠角，但是應(yīng)當(dāng)注意的是，可以采用各種掠角，包括零度掠角，或者甚至向前掠起的掠角。尤其可以想到的是，可以采用此處描述的技術(shù)生產(chǎn)復(fù)合式空氣動力學(xué)結(jié)構(gòu)和/或具有任何期望掠角的機(jī)翼(向后掠起、向前掠起或者不掠起)，根據(jù)此處描述的發(fā)明原理，這可改善降低了重量并且可被使用的機(jī)身側(cè)面接頭。
[0021]多個結(jié)構(gòu)性構(gòu)件(例如，縱梁、桿和肋)形成骨骼狀結(jié)構(gòu)(諸如框架)，該骨骼狀結(jié)構(gòu)覆蓋有復(fù)合材料蒙皮114以形成復(fù)合式面板。在所描繪的視圖中，示范性縱梁的位置由線112表示，大致沿著機(jī)翼106、108的長度延伸并且跨過中心部分110。
[0022]現(xiàn)在將更詳細(xì)地描述機(jī)身側(cè)面接頭118的組成。圖2A至圖2C描繪了這種機(jī)身側(cè)面接頭118的一部分的三個不同視圖。圖2A是等軸側(cè)視圖，圖2B是側(cè)視圖，而圖2C是自上而下的視圖。如圖1所示，機(jī)身側(cè)面接頭118出現(xiàn)在中心部分110和左機(jī)翼部分106之間的交界處。在圖2A至圖2C中該交界由202表示。中心部分110和左機(jī)翼部分106可以相對于彼此沿兩個方向成角度α和β。角度α (見圖2Β)對應(yīng)于機(jī)翼的底表面相比于與飛機(jī)交叉的水平面的角度，而角度β (見圖2C)近似對應(yīng)于機(jī)翼的掠角。圖2Α至圖2C圖示了接頭118的下部分，該下部分位于接頭118的中心部分110側(cè)上的下內(nèi)側(cè)部分204a(例如，機(jī)身內(nèi)部)和接頭118的機(jī)翼106側(cè)上的下外側(cè)部分204b(例如，機(jī)身外側(cè))之間。類似的接頭實施方式可以使用在左機(jī)翼106的上部分(此圖未顯示)以及機(jī)身側(cè)面接頭116處，該機(jī)身側(cè)面接頭116出現(xiàn)在中心部分110和右機(jī)翼部分108之間的交界處。
[0023]機(jī)身側(cè)面接頭118通過在機(jī)身側(cè)面的肋212(本文中還稱為〃肋〃212)處將左機(jī)翼部分106和中心部分110接合在一起而形成。左機(jī)翼部分106和中心部分110均具有長度方向的t形縱梁段208和在t形縱梁段208正下方的縱梁基座210。機(jī)身側(cè)面的肋212定位在橫向于機(jī)翼部分106的長度的橫向方向以及與機(jī)身的表面大致平行的方向。蒙皮220覆蓋左機(jī)翼部分106和中心部分110，并且在接頭118的位置是連續(xù)的。通過使用多個十字形裝配件206，將縱梁段208和縱梁基座210接合至肋212，如下文詳細(xì)描述的，十字形裝配件206被聯(lián)接至肋212和縱梁段208以及縱梁基座210。蒙皮220是連續(xù)的，并且沿著十字形裝配件206和縱梁基座210的底表面聯(lián)接。
[0024]圖2A至圖2C描繪了六個t形縱梁208、六個縱梁基座210和并排排列的三個十字形裝配件206。一個十字形裝配件206聯(lián)接至兩個t形縱梁段208和兩個縱梁基座210所構(gòu)成的一組將在本文中稱為“機(jī)身側(cè)面接頭組件”。雖然在圖2A至圖2C中描繪了三個這種機(jī)身側(cè)面接頭組件，但是按照需要可以利用任何數(shù)量來形成接頭。
[0025]首先解釋各種部件的組成，這樣，機(jī)身側(cè)面接頭118的說明將更加清晰，這些部件包括縱梁段208、縱梁基座210和十字形裝配件206。
[0026]圖3更詳細(xì)地描繪了十字形裝配件206。十字形裝配件206包括從中央肋附接構(gòu)件304沿相反方向延伸的兩個t形裝配件延伸部302。中央肋附接構(gòu)件304優(yōu)選地定尺寸為收納至少兩列緊固件以用于連接肋212。十字形裝配件206優(yōu)選地由高的強(qiáng)度重量比的金屬(諸如鈦)制成。兩個裝配件延伸部302可以相對于彼此沿豎直方向α和水平方向β (對應(yīng)于圖2Α至圖2C中的角度α和β)成角度。該對反向延伸的t形裝配件延伸部302在機(jī)身側(cè)面接頭的兩個相反側(cè)充當(dāng)用于縱梁基座210和t形縱梁段208的附接點。
[0027]每個t形裝配件延伸部302具有水平裝配件部306和從水平裝配件部306向上延伸的豎直裝配件部308 (本文中還稱作“縱梁附接部”)。水平裝配件部306的厚度310和豎直裝配件部308的厚度318從中央肋附接構(gòu)件304朝向t形裝配件延伸部302的遠(yuǎn)端320減小。因而，延伸部302在接近肋附接構(gòu)件304的位置的厚度大于在接近t形裝配件延伸部302的端部320的位置的厚度，以逐漸形成錐形表面。
[0028]水平裝配件部306沿兩個方向有錐度。首先，由于斜的邊緣314的存在，水平裝配件部306在自上而下的方向上有錐度，即，水平裝配件部306的寬度316越接近底表面322處越大，并且越靠近水平裝配件部306的頂表面324處越小。其次，水平裝配件部306在長度方向上有錐度，即，水平裝配件部具有寬度316，該寬度越接近肋附接構(gòu)件304處越大，并且越朝向t形裝配件延伸部302的遠(yuǎn)端320越小。
[0029]現(xiàn)在將參考圖4A和圖4B更詳細(xì)描述t形縱梁段208和縱梁基座210的形狀，圖4A和圖4B是示出t形縱梁段208和縱梁基座210的分解圖。還描述了兩個填充件元件，即縱梁面412和錐形填充件414，它們用于填充接頭118內(nèi)未被其他結(jié)構(gòu)元件占用的空間。為了清晰，在這些圖中未示出十字形裝配件206。
[0030]t形縱梁段208是位于機(jī)翼部分106、108和中心部分110內(nèi)的t形構(gòu)件，并且從肋212沿著機(jī)翼部分106和中心部分110的長度延伸。t形縱梁段208在機(jī)翼部分106和中心部分110上不是連續(xù)的，而是由不同的t形縱梁段208在接頭118處匯合。t形縱梁段208是細(xì)長的t形構(gòu)件，具有水平部207和從水平部207向上延伸的豎直部209。t形縱梁段208可以通過將扁平板式的基座材料(〃壁〃423)折疊成附圖所示的“T”形而制成。t形縱梁段208具有壁厚度213，其是壁423在水平部207和豎直部209中的厚度。如下所述的，壁厚度213可以沿著t形縱梁段208的長度變化。
[0031]每個t形縱梁段208具有三個長度方向段，每個長度方向段的特征在于不同的截面特性。應(yīng)該注意的是，t形縱梁段208是連續(xù)的，并且三個長度方向段之間沒有物理間隔?；诓煌慕孛嫣匦詠砗唵蔚貐^(qū)分這些段。第一長度方向段是主段404，其延伸了 t形縱梁的長度。應(yīng)該注意的是，為了清楚起見，主段404在圖4A和圖4B中被描繪地非常短。但是，可以想到的是，主段404將延伸飛機(jī)的翼段106或者中心段110的整個長度。t形縱梁段208的主段404可以沿著其長度改變厚度和高度。這些厚度和高度變化并不是本公開的教導(dǎo)的一部分。它們的存在是由于適應(yīng)結(jié)構(gòu)要求的需要，它們可以沿著翼段的長度而不同。t形縱梁段208的中間段402在t形縱梁段的主段404和終段406之間延伸。
[0032]終段406有錐度，使得終段406的壁厚度213沿著其長度減小至零。正如能夠從圖4A可見的，遠(yuǎn)端421處的壁厚度213大于近端420處的壁厚度213。遠(yuǎn)端421處的壁厚度213足夠大，使得壁423的折疊段在遠(yuǎn)端421的豎直部209內(nèi)彼此鄰近。但是，正如能夠從圖4B可見的，近端420處的壁厚度213非常薄，使得近端420處的豎直部209內(nèi)存在限定于壁423的兩個段之間的長度方向間隙408。壁423的壁厚度213的這種改變出現(xiàn)在終段406內(nèi)并且是逐漸變化的。
[0033]長度方向間隙408具有間隙厚度425，該間隙厚度425隨著遠(yuǎn)離近端420而逐漸減小。長度方向間隙408在厚度上減小至零，使得中間段402或者主段404內(nèi)不存在長度方向間隙。在接頭118中，t形縱梁段208中的長度方向間隙408容納十字形裝配件206的t形裝配件延伸部302的豎直裝配件部308。
[0034]t形縱梁段208還限定了面間隙(noodle gap) 410，該面間隙410在主段404和中間段402內(nèi)沿著t形縱梁段208的長度延伸。面間隙410是制造t形縱梁段208的過程的產(chǎn)物。該間隙410的存在是因為縱梁段208被彎折成附圖所示的形狀。在圖2描繪的組裝后的接頭118中，間隙410所留下的存在于縱梁基座210和t形縱梁段208之間的空間被縱梁面412占據(jù)。如能夠看見的，縱梁面412的截面形狀在主段404內(nèi)保持大致恒定，但在中間段402內(nèi)尺寸減小。存在截面的這種減小是為了匹配面間隙410的截面的相應(yīng)減小。終段406內(nèi)沒有縱梁面412，因為該空間將被圖4A或圖4B未描繪的十字形裝配件占據(jù)。
[0035]還存在楔形的錐形填充件414。錐形填充件414占據(jù)了一個空間，該空間由于縱梁段208在組裝后的接頭118中從基座210稍微向上呈角度而創(chuàng)建。該稍微向上的角度有助于通過允許將十字形裝配件206夾在縱梁段208和基座210之間而形成圖2A至圖2C中描繪的拼接接頭，如下文進(jìn)一步詳細(xì)描述以及在圖2A至圖2C中描繪的。存在楔形間隙，因為基于制造的原因，十字形裝配件不被制造成使得其厚度減小至零。這種存在有若干原因，包括難于將鈦加工成使其具有零厚度邊緣，以及即使這樣做了，這種鈦的處理將是危險的。因此在鈦裝配之后存在間隙。錐形填充件414填充該間隙。應(yīng)該注意的是，在組裝后的接頭中，錐形填充件414在靠近肋212處的厚度大于遠(yuǎn)離肋212處的厚度。
[0036]縱梁基座210具有主要部422和終端部424?？v梁基座210的厚度在終端部424內(nèi)朝向t形縱梁段208的近端420減小，正如能夠從圖4A和圖4B所見的。縱梁基座210的寬度在終端部424內(nèi)朝向t形縱梁段208的近端420增加。
[0037]返回到圖2A至圖2C，現(xiàn)在將更詳細(xì)地描述接頭118的組成。通過使用螺栓、鉚釘或者其他合適的器件將肋212緊固至機(jī)身。機(jī)身側(cè)面的肋212具有大致平行于機(jī)身的表面延伸的肋輻部214。肋212可以具有其他結(jié)構(gòu)部件，諸如豎直強(qiáng)化件216、聯(lián)接至肋輻部214的水平強(qiáng)化件218，以及其他在圖2A至圖2C中未示出的部分。
[0038]十字形裝配件206可以通過使用緊固件聯(lián)接至肋輻部214，緊固件可以穿過十字形裝配件206的中央肋附接構(gòu)件304、肋輻部214中以及一些位置的孔，穿過所示的豎直強(qiáng)化件216進(jìn)行聯(lián)接。
[0039]十字形裝配件206、t形縱梁段208、縱梁基座210以及蒙皮220之間的結(jié)合式連接在這些部件206、208、210之間的長度方向區(qū)域內(nèi)進(jìn)行，該長度方向區(qū)域稱為“過渡段”222。正如能夠看見的，t形裝配件延伸部302 (其是十字形裝配件206的一部分)夾在t形縱梁段208和縱梁基座210之間。豎直延伸的縱梁附接部308(見圖3)從t形裝配件延伸部302的水平裝配件部306向上延伸(見圖3)，并且延伸至存在于t形縱梁段208內(nèi)的長度方向間隙408中(見圖4A和圖4B)。上述接頭此處可以被稱作“拼接”。連續(xù)的蒙皮段220聯(lián)接至十字形裝配件206和縱梁基座210。
[0040]每個過渡段222具有位于肋212處或者靠近肋212處的近端224和遠(yuǎn)離肋212的遠(yuǎn)端226。t形裝配件延伸部302、縱梁基座210以及t形縱梁208的厚度在過渡段222內(nèi)變化。具體地，t形縱梁208和縱梁基座210在厚度上都從過渡段222的遠(yuǎn)端226減小至過渡段222的近端224，而t形裝配件延伸部302在厚度上從近端224減小至過渡段222的遠(yuǎn)端226。縱梁基座210和t形縱梁的厚度在過渡段的外側(cè)大致一致，但它們也可以稍微改變以適應(yīng)結(jié)構(gòu)需要。這些厚度變化在本公開的范圍之外。t形裝配件延伸部302終止于過渡段222的遠(yuǎn)端226處或附近，并且不存在于過渡段222的外側(cè)。因而過渡段222內(nèi)的交界包括十字形裝配件302、t形縱梁部208和縱梁基座210的互鎖部分。正如能夠看見的，在圖2A至圖2B中顯而易見，厚度上的變化在十字形裝配件206和縱梁基座210之間創(chuàng)建了斜的交界線211。
[0041]十字形裝配件在靠近肋212處是厚的，因而具有大量材料，過渡段內(nèi)的厚度變化允許十字形裝配件206承載靠近肋212的大多數(shù)負(fù)荷，逐漸容許縱梁208和縱梁基座210承受遠(yuǎn)離肋的負(fù)荷，并且提供強(qiáng)大的交叉接頭，該交叉接頭包括縱梁基座210、t形裝配件延伸部302和t形縱梁208的夾層，所述夾層在交替方向上有錐度。
[0042]優(yōu)選地，t形縱梁部208所具有的硬度小于縱梁基座210的硬度。這允許t形縱梁部208定輪廓為需要的形狀，而且允許t形縱梁部208和縱梁基座210的組合具有需要的硬度。如果縱梁部208和基座210由復(fù)合材料制成，那么可以通過將基座210內(nèi)的纖維對準(zhǔn)大致平行于基座210的長度的方向以及將t形縱梁部208的纖維相對于其長度對準(zhǔn)在約45度角來便于實現(xiàn)硬度上的這種差別。其他改變硬度的公知方法也是可行的。
[0043]十字形裝配件206優(yōu)選地結(jié)合至蒙皮220、縱梁段208和縱梁基座210。為了便于創(chuàng)建結(jié)合式接頭，可以想到的是，t形縱梁208、縱梁基座210和蒙皮220將由復(fù)合材料制成，諸如碳纖維預(yù)浸潰復(fù)合材料、編制復(fù)合材料、纖維玻璃或者具有高硬度纖維的復(fù)合材料，諸如用于壓縮為主的應(yīng)用的硼或者碳化硅，或者其他適當(dāng)?shù)膹?fù)合材料，而十字形裝配件206是高的強(qiáng)度重量比材料，諸如鈦或者鈦合金，或者不銹鋼，包括奧氏體鎳鉻基不銹鋼超合金，諸如可以從美國紐約新哈特福德特殊金屬公司(Special Metals Corporat1n ofNew Hartford, NY, USA)獲得的鉻鎳牌不銹鋼。可以使用其他具有需要特性(諸如強(qiáng)度屬性以及被結(jié)合為結(jié)合式接頭的能力)的材料。
[0044]當(dāng)復(fù)合材料部分放置在一起并固化時在復(fù)合材料部分之間形成結(jié)構(gòu)性結(jié)合。彼此交界的復(fù)合材料部分內(nèi)的樹脂將結(jié)合并且在固化期間交聯(lián)以形成結(jié)構(gòu)性結(jié)合。在十字形裝配件和復(fù)合材料部分之間，使用粘著劑層來形成結(jié)合。
[0045]現(xiàn)在將描述制造接頭的一個優(yōu)選方法。放置飛機(jī)蒙皮220。放置t形縱梁段208。放置縱梁基座210并且將其安放在蒙皮220上。將十字形裝配件206放置在縱梁基座210上。可以將粘著劑層應(yīng)用在十字形裝配件206的所有適當(dāng)?shù)谋砻嫔弦员阌谂c其他部分形成結(jié)合。將錐形填充件(包括楔形的錐形填充件414和縱梁面212)放置在縱梁基座210上并且鄰近十字形裝配件206對準(zhǔn)。將t形縱梁段208安放在縱梁基座210和十字形裝配件206的頂部。應(yīng)用真空袋，并且將該組件在高壓釜中固化。將防脫緊固件228穿過t形縱梁208、縱梁基座210和十字形裝配件206而插入過渡段222內(nèi)，該防脫緊固件可以被利用以防止脫開。所得到的經(jīng)固化及結(jié)合的組件可以稱為“共固化”?？梢岳闷渌麑⒏鞣N部件結(jié)合在一起的方法，它們被共同包括在術(shù)語“共固化”的定義內(nèi)。在這些其他方法中，在放置和固化整個組件之前，多個復(fù)合材料部件可以被預(yù)固化或者局部固化。例如，可以放置并且固化蒙皮220，然后可以放置并固化包括蒙皮220的整個組件。預(yù)固化或者局部固化的部件可以在高壓釜固化過程中或者使用任何其他加熱真空袋固化方法來膠著式地結(jié)合至任何未被固化的部件以及十字形裝配件206。
[0046]應(yīng)該注意的是，在此處描繪的示范性接頭118中，不同于以上討論的傳統(tǒng)接頭，肋輻部214與十字形裝配件206位置處的〃外弦〃(豎直于肋輻部214的端部的扁平構(gòu)件)不是一體地形成。相反，結(jié)合至肋輻部214的十字形裝配件206起作用，類似于肋212的外弦的部分，在這種意義上，其為翼段的結(jié)構(gòu)元件(包括縱梁基座210、t形縱梁段208和蒙皮220)提供了附接點，并且這些附接點位于豎直于肋輻部的表面上。多個十字形裝配件206并排放置在機(jī)身側(cè)面接頭中，因此起類似于“分段外弦”的作用，其中，多個十字形裝配件206是外弦的分段。將十字形裝配件206結(jié)合至蒙皮220、t形縱梁段208和縱梁基座210，以及利用連續(xù)的蒙皮段220，這樣可以取消對插入多個蒙皮段的緊固件的需要，并且取消對大范圍蒙皮層的需要。
[0047]此外，使用諸如金屬等材料的裝配件206允許在接頭處的小半徑過渡。這是因為金屬作為材料在各向具有相同強(qiáng)度，而復(fù)合材料在復(fù)合材料的纖維的平面外的方向上具有的強(qiáng)度低于在復(fù)合材料的纖維的平面內(nèi)的方向上的強(qiáng)度。因為機(jī)身側(cè)面接頭在方向上的改變出現(xiàn)在復(fù)合材料的纖維的平面外，所以使用金屬裝配件206 (或具有類似屬性的其他材料-也即，在各向具有相同強(qiáng)度)比使用復(fù)合材料允許接頭處更小的半徑過渡。
[0048]根據(jù)本公開的一方面，公開了一種機(jī)身側(cè)面接頭組件，該機(jī)身側(cè)面接頭包括:第一t形縱梁和第二 t形縱梁，每個t形縱梁均具有水平縱梁部和從所述水平縱梁部向上延伸的豎直縱梁部，所述豎直縱梁部限定在所述水平縱梁部處具有開口的長度方向間隙；以及十字形裝配件，該十字形裝配件具有中央肋附接構(gòu)件和從所述中央肋附接構(gòu)件沿相反方向延伸的第一 t形裝配件延伸部和第二 t形裝配件延伸部，每個裝配件延伸部均具有水平裝配件部和從所述水平裝配件部向上延伸的縱梁附接部；所述第一 t形裝配件延伸部和第二t形裝配件延伸部的所述縱梁附接部分別插入所述第一 t形縱梁和第二 t形縱梁的所述長度方向間隙。
[0049]根據(jù)本公開的一方面，公開了一種機(jī)身側(cè)面接頭組件，其聯(lián)接至具有多個豎直強(qiáng)化件的肋輻部，所述機(jī)身側(cè)面接頭組件包括:第一 t形縱梁和第二 t形縱梁，每個t形縱梁均具有水平縱梁部和從所述水平縱梁部向上延伸的豎直縱梁部，所述豎直縱梁部限定在所述水平縱梁部處具有開口的長度方向間隙；以及十字形裝配件，該十字形裝配件具有中央肋附接構(gòu)件和從所述中央肋附接構(gòu)件沿相反方向延伸的第一 t形裝配件延伸部和第二 t形裝配件延伸部，每個裝配件延伸部均具有水平裝配件部和從所述水平裝配件部向上延伸的縱梁附接部；所述第一 t形裝配件延伸部和第二 t形裝配件延伸部的所述縱梁附接部分別插入所述第一 t形縱梁和第二 t形縱梁的所述長度方向間隙；所述中央肋附接構(gòu)件聯(lián)接至所述肋輻部。有利地，所述中央肋附接構(gòu)件通過使用緊固件而被聯(lián)接至所述肋輻部；并且所述緊固件延伸穿過所述中央肋附接構(gòu)件、所述多個豎直強(qiáng)化件中的至少一個以及所述肋輻部。
[0050]有利地，所述十字形裝配件是鈦。有利地，第一扁平縱梁基座和第二扁平縱梁基座分別聯(lián)接至所述第一 t形縱梁和第二 t形縱梁的所述水平縱梁部。有利地，連續(xù)蒙皮段聯(lián)接至所述第一 t形縱梁基座和第二 t形縱梁基座以及所述十字形裝配件，所述第一 t形縱梁和第二 t形縱梁、所述第一扁平縱梁基座和第二扁平縱梁基座、所述蒙皮段以及所述十字形裝配件被共固化。
[0051]根據(jù)本公開的的一方面，公開了一種具有機(jī)身側(cè)面接頭的飛機(jī)，所述機(jī)身側(cè)面接頭包括:肋輻部；以及并排布置的多個機(jī)身側(cè)面接頭組件，每個所述機(jī)身側(cè)面接頭組件包括:第一 t形縱梁和第二 t形縱梁，每個t形縱梁均具有水平縱梁部和從所述水平縱梁部向上延伸的豎直縱梁部，所述豎直縱梁部限定在所述水平縱梁部處具有開口的長度方向間隙；以及十字形裝配件，該十字形裝配件具有中央肋附接構(gòu)件和從所述中央肋附接構(gòu)件沿相反方向延伸的第一 t形裝配件延伸部和第二 t形裝配件延伸部，每個裝配件延伸部均具有水平裝配件部和從所述水平裝配件部向上延伸的縱梁附接部；所述第一 t形裝配件延伸部和第二 t形裝配件延伸部的所述縱梁附接部分別插入所述第一 t形縱梁和第二 t形縱梁的所述長度方向間隙；所述多個機(jī)身側(cè)面接頭組件的每個所述中央肋附接構(gòu)件聯(lián)接至所述肋輻部；所述多個機(jī)身側(cè)面接頭組件的十字形裝配件排列以形成機(jī)身側(cè)面的肋的分段外弦。
[0052]有利地，存在多個豎直強(qiáng)化件，它們并排布置并且聯(lián)接至所述肋輻部。有利地，所述多個機(jī)身側(cè)面接頭組件的每個所述中央肋附接構(gòu)件通過使用多個緊固件而被聯(lián)接至所述肋輻部；并且所述多個緊固件中的一個延伸穿過中央肋附接構(gòu)件、所述多個豎直強(qiáng)化件中的一個和所述肋輻部。有利地，連續(xù)蒙皮段聯(lián)接至所述多個機(jī)身側(cè)面接頭組件；每個機(jī)身側(cè)面接頭組件的所述第一 t形縱梁和第二 t形縱梁、每個機(jī)身側(cè)面接頭組件的所述第一扁平縱梁基座和第二扁平縱梁基座、每個機(jī)身側(cè)面接頭組件的所述十字形裝配件以及所述蒙皮段被共固化。有利地，每個所述十字形裝配件是鈦。
[0053]盡管已經(jīng)參考各種實施方式描述了本公開，但是本領(lǐng)域的技術(shù)人員將理解的是，可以進(jìn)行各種改變，元件可以被等同結(jié)構(gòu)替代，這并不超出本公開的范圍。另外，可以進(jìn)行許多修改以適應(yīng)本公開教導(dǎo)的特定情況，這并不超出其實質(zhì)范圍。因此，本公開并不局限此處公開的用于執(zhí)行本公開方法的特定實施方式，而是本公開將包括落入附隨權(quán)利要求范圍內(nèi)的所有實施方式。
【權(quán)利要求】
1.一種機(jī)身側(cè)面接頭組件，該機(jī)身側(cè)面接頭組件包括: 第一 t形縱梁和第二 t形縱梁(208)，每個t形縱梁均具有豎直部(209)，所述豎直部限定長度方向間隙(408);以及 十字形裝配件(206)，該十字形裝配件具有中央肋附接構(gòu)件(304)以及從所述中央肋附接構(gòu)件(304)沿相反方向延伸的第一 t形裝配件延伸部和第二 t形裝配件延伸部(302)，每個裝配件延伸部均具有水平裝配件部(306)和從所述水平裝配件部向上延伸的縱梁附接部(308)； 所述第一 t形裝配件延伸部和第二 t形裝配件延伸部(302)的所述縱梁附接部(308)分別插入所述第一 t形縱梁和第二 t形縱梁(208)的所述長度方向間隙(408)。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的機(jī)身側(cè)面接頭組件，該機(jī)身側(cè)面接頭組件還包括: 第一扁平縱梁基座和第二扁平縱梁基座(210)，這些扁平縱梁基座分別聯(lián)接至所述第一 t形縱梁和第二 t形縱梁(208)。
3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的機(jī)身側(cè)面接頭組件，其中: 所述第一扁平縱梁基座和第二扁平縱梁基座(210)的硬度比所述第一 t形縱梁和第二t形縱梁(208)的硬度大。
4.根據(jù)權(quán)利要求2所述的機(jī)身側(cè)面接頭組件，其中: 所述第一 t形縱梁和第二 t形縱梁(208)、所述第一 t形裝配件延伸部和第二 t形裝配件延伸部(302)以及所述第一扁平縱梁基座和第二扁平縱梁基座(210)分別在第一過渡段和第二過渡段(222)內(nèi)匯合； 每個所述t形縱梁(208)的厚度從所述過渡段的遠(yuǎn)端(421)至所述過渡段的近端(420)逐漸減小。
5.根據(jù)權(quán)利要求4所述的機(jī)身側(cè)面接頭組件，其中: 每個所述扁平縱梁基座(210)的厚度從所述過渡段的所述遠(yuǎn)端(421)至所述過渡段的所述近端(420)逐漸減小； 每個所述裝配件延伸部(302)厚度從所述過渡段的所述近端至所述過渡段的所述遠(yuǎn)端逐漸減??；并且 所述第一裝配件延伸部和第二裝配件延伸部(302)在所述第一過渡段和第二過渡段(222)內(nèi)夾在所述第一 t形縱梁和第二 t形縱梁(208)與所述第一扁平縱梁基座和第二扁平縱梁基座(210)之間，從而形成拼接接頭。
6.根據(jù)權(quán)利要求5所述的機(jī)身側(cè)面接頭組件，該機(jī)身側(cè)面接頭組件還包括: 一個或多個填充件(212)，所述一個或多個填充件的形狀和位置設(shè)定為在所述第一過渡段和第二過渡段(222)內(nèi)占據(jù)未被所述第一 t形縱梁和第二 t形縱梁(208)、所述第一扁平縱梁基座和第二扁平縱梁基座(210)以及所述第一裝配件延伸部和第二裝配件延伸部(302)占據(jù)的空隙。
7.根據(jù)權(quán)利要求2所述的機(jī)身側(cè)面接頭組件，該機(jī)身側(cè)面接頭組件還包括: 連續(xù)蒙皮段(220)，該連續(xù)蒙皮段聯(lián)接至所述第一 t形縱梁基座和第二 t形縱梁基座(210)以及所述十字形裝配件(206)。
8.根據(jù)權(quán)利要求1至7中任一所述的機(jī)身側(cè)面接頭組件，該機(jī)身側(cè)面接頭組件還包括: 防脫緊固件(228)，該防脫緊固件穿過所述第一 t形縱梁和第二 t形縱梁(208)的所述豎直部(209)以及所述第一 t形裝配件延伸部和第二 t形裝配件延伸部(302)的所述縱梁附接部(308)而進(jìn)行緊固。
9.根據(jù)權(quán)利要求7所述的機(jī)身側(cè)面接頭組件，其中: 所述第一 t形縱梁和第二 t形縱梁(208)、所述第一扁平縱梁基座和第二扁平縱梁基座(210)、所述蒙皮段以及所述十字形裝配件(206)被共固化。
10.根據(jù)權(quán)利要求1至9中任一所述的機(jī)身側(cè)面接頭組件，其中: 所述水平裝配件部(306)具有斜的邊緣(314)，使得所述水平裝配件部(306)的寬度越接近所述水平裝配件部的底表面(322)越大，并且越靠近所述水平裝配件部的頂表面(324)越小。
【文檔編號】B64C1/26GK104144852SQ201280071116
【公開日】2014年11月12日 申請日期:2012年12月13日 優(yōu)先權(quán)日:2012年3月7日
【發(fā)明者】P·努德曼, P·納爾遜 申請人:波音公司