多翼梁升力面的制作方法

1.本发明涉及一种多翼梁升力面。具体地，本发明涉及一种多翼梁升力面，该多翼梁升力面包括装配组件，该装配组件用于将轴向载荷从可移动操纵面传递到任何多翼梁升力面的多翼梁抗扭箱，而无需附加内部结构。


背景技术：

2.任何可移动操纵面都安装有铰接臂，铰接臂接收来自操纵面的载荷并将其传递到抗扭箱。
3.根据大型飞行器的认证规范，操纵面及其支撑铰链支架必须设计成承受平行于铰接线作用的惯性载荷。
4.承受平行于铰接线作用的惯性载荷的典型解决方案是安装从操纵面跨越到抗扭箱的固定结构的斜条杆。该斜条杆对铰接臂平面外的所有载荷起作用，避免了加强铰接臂肋承受侧向力。
5.所述斜条杆或轴向杆将侧向载荷传递到安装在抗扭箱的后翼梁中的固定点配件，该固定点配件将载荷传递到固定结构。
6.常规抗扭箱的结构包括肋、翼梁、桁条和盖。在这种构型中，由轴向杆7传递的载荷的“y”分量由后翼梁2.2接收，“x”分量由肋2.1接收。这在图2中示出。为了将载荷正确地引入到所述结构中，需要在抗扭箱2内部安装抵消配件2.3。
7.从文献wo 2008/132251中已知一种复合材料的多翼梁抗扭箱结构。该结构至少包括以下结构元件：下表面、上表面、以及多个翼梁。
8.已知的多翼梁抗扭箱包括由单独的相面对的(通常为c形的)元件形成的封闭单元，这些元件布置在一起形成封闭单元。每个元件的腹板形成翼梁的一部分，并且每个元件的翼部形成上表面或下表面的一部分。所形成的单元中的每一个均具有多种结构功能，这些功能在结合起来时形成所需的完整构型。
9.在多翼梁抗扭箱结构的情况中，抗扭箱内部没有可以接收轴向杆载荷的“x”分量的肋。
10.因此，为了利用与常规抗扭箱中相同的解决方案，有必要局部加强轴向杆的连结点，例如，通过将元件定位在封闭单元内部以将载荷传递到蒙皮和下一个翼梁。
11.但是，在多翼梁结构内部安装任何元件都很困难，因为单元是封闭的，很难进入抗扭箱内部。只能通过根端和尖端以及通过进入孔来进入。替代性地，可以在封闭单元结构中进行切割。但是所述切割会削弱单元，增加组装操作，从而增加成本和重量。总之，这导致失去了多翼梁结构的优势。


技术实现要素：

12.本发明的目的是一种提升结构，该提升结构包括系统，该系统适于安装在多翼梁抗扭箱构型中以支撑侧向力，而在抗扭箱的封闭单元内部无需任何附加结构。
13.如前所述，在多翼梁抗扭箱构型中没有肋。多翼梁抗扭箱包括复合材料的上表面和下表面，以及布置在所述表面之间以形成多单元结构的多个翼梁，其中单元在抗扭箱处沿翼展方向延伸。
14.根据上文，本发明的多翼梁升力面对象包括：
[0015]-多翼梁抗扭箱，该多翼梁抗扭箱由复合材料制成，并且包括上表面和下表面以及在所述表面之间形成多单元结构的多个翼梁，多个翼梁包括后翼梁，后翼梁限定：
[0016]-开放单元，该开放单元朝向抗扭箱的后端开放，并且由上表面的一部分、下表面的一部分以及后翼梁形成，以及
[0017]-封闭单元，该封闭单元与开放单元相邻，并且由上表面、下表面、后翼梁和与后翼梁相邻的另一翼梁形成，
[0018]-可移动操纵面，包括：
[0019]-可移动元件，
[0020]-铰接元件，该铰接元件包括连结到可移动元件的铰接连接件、以及上臂和下臂，上臂和下臂均包括定位在铰接连接件中的第一端和沿着后翼梁的横向方向定位在后翼梁中的第二端，上臂的第二端定位在开放单元的由上表面和后翼梁形成的拐角中，下臂的第二端定位在开放单元的由下表面和后翼梁形成的拐角中，
[0021]-轴向杆，该轴向杆包括定位在铰接连接件中的第一端和定位在后翼梁中、纵向远离上臂和下臂的第二端的第二端。
[0022]
根据本发明，多翼梁抗扭箱进一步包括通过至少在以下部分增加厚度形成的拐角加强部：
[0023]-开放单元的由上表面和下表面以及后翼梁形成的拐角，以及
[0024]-封闭单元的由上表面和下表面以及后翼梁形成的拐角。
[0025]
此外，本发明的多翼梁升力面包括轴向杆配件，该轴向杆配件被配置成将轴向杆和多翼梁抗扭箱连结，该轴向杆配件包括：
[0026]-纵向型材，包括l形截面，该纵向型材包括两个翼部，翼部中的一个翼部抵靠开放单元的表面中的一个表面的一部分，并且另一个翼部抵靠开放单元的后翼梁的一部分，使得纵向型材沿着后翼梁的纵向方向定位在与表面中的一个表面的拐角处，以及
[0027]-凸耳，该凸耳在一端处连结到纵向型材并且在另一端处连结到轴向杆，凸耳限定包括轴向杆的纵向轴线的平面。
[0028]
因此，轴向杆的载荷被正确传递到固定结构中。载荷首先由与轴向杆的纵向轴线对准的凸耳接收，然后传递到搁置在盖上和后翼梁上的纵向型材的翼部。
[0029]
此外，多翼梁结构包括设置有翼梁拐角加强部。这意味着所有翼梁和蒙皮拐角都是硬点，从而不必安置任何类型的配件。这些拐角加强部具有足够的厚度以承受侧向惯性载荷。
[0030]
因此，在所要求保护的多翼梁升力面中，由轴向杆传递的载荷的两个分量都被很好地接收。
[0031]
本发明的优点如下：
[0032]-重量减小。
[0033]-成本降低。
[0034]-零件数量减少。
[0035]-装配操作和工具减少。
[0036]-设计简化。
[0037]
本发明的目的还在于一种包括根据上文的提升结构的飞行器。
附图说明
[0038]
为了完成描述并且为了更好地理解本发明，提供了一组附图。所述附图形成说明书的一体部分、并展示了本发明的优选实施例。这些附图包括以下图。
[0039]
图1示出了现有技术的升力面、抗扭箱和可移动操纵面的分解透视图。
[0040]
图2示出了现有技术中的轴向杆的平面图，该轴向杆连结到抗扭箱的后翼梁并且连结到可移动操纵面的铰接臂。
[0041]
图3a示出了根据本发明第一实施例的多翼梁升力面的截面视图。图3b示出了多翼梁升力面的多翼梁抗扭箱的详细视图。
[0042]
图4示出了本发明的多翼梁升力面的轴向杆配件的第一实施例的透视图。
[0043]
图5示出了根据图4所示的轴向杆配件的第一实施例的后翼梁、下盖和轴向杆配件的正视图。
[0044]
图6示出了定位在内置位置的图4和图5中所示的轴向杆配件的第一实施例的侧视图。
[0045]
图7示出了本发明的多翼梁升力面的轴向杆配件的第二实施例的透视图。
[0046]
图8示出了根据图7所示的轴向杆配件的第二实施例的后翼梁、下盖和轴向杆配件的正视图。
[0047]
图9示出了具有根据本发明的多翼梁升力面的飞行器的平面图。
具体实施方式
[0048]
图1公开了现有技术中的升力面8，该升力面具有抗扭箱2、可移动操纵面、铰接元件6和轴向杆7。
[0049]
如上所述，常规的抗扭箱2包括肋、翼梁、桁条和盖。
[0050]
可移动操纵面安装有上臂和下臂6.2、6.3，用于接收来自所述可移动操纵面的载荷。可移动操纵面定位成与抗扭箱2的后端相邻，并且包括：
[0051]-可移动元件1，
[0052]-铰接元件6，该铰接元件包括连结到可移动元件1的铰接连接件6.1、以及上臂6.2和下臂6.3，两个臂6.2、6.3均包括定位在铰接连接件6.1中的第一端和沿着后翼梁5的横向方向定位在后翼梁5中的第二端，上臂6.2的第二端定位在由上盖4和后翼梁5形成的拐角中，下臂6.3的第二端定位在由下盖3和后翼梁5形成的拐角中，包括上臂和下臂6.2、6.3的平面大致垂直于后翼梁5的纵向方向，
[0053]-轴向杆7，该轴向杆包括定位在铰接连接件6.1中的第一端和定位在后翼梁5中、纵向远离上臂和下臂6.2、6.3的第二端的第二端。
[0054]
在所示的实施例中，铰接元件6进一步包括后臂6.4，该后臂连接到第一臂6.2和第二臂6.3，并且沿后翼梁5的纵向方向在第一位置处抵靠后翼梁5。
[0055]
如前所述，轴向杆7是从可移动操纵面跨越到抗扭箱2的固定结构(具体地，跨越到后翼梁5的斜条杆。
[0056]
图2示出了连结到常规的抗扭箱2的轴向杆7。轴向杆7传递的载荷的“y”分量由后翼梁2.2接收，“x”分量由肋2.1接收，如图2所描绘的。如上所述，必须在抗扭箱2内部安装抵消配件2.3，以便正确地将载荷引入到该结构中。
[0057]
图3a描绘了根据本发明的多翼梁升力面30，该多翼梁升力面包括多翼梁抗扭箱32、可移动操纵面(如已限定的，安装在多单元结构中)和轴向杆配件40。
[0058]
多翼梁抗扭箱32结构是复合材料的，并且包括以下结构元件：
[0059]-上表面3，
[0060]-下表面4，
[0061]-多个翼梁，其中有后翼梁5，
[0062]-开放单元21，该开放单元朝向抗扭箱32的后端开放，并且由上表面3的一部分、下表面24的一部分以及后翼梁5形成，以及
[0063]-封闭单元22，该封闭单元与开放单元21相邻，并且由上表面23、下表面24、后翼梁5和与后翼梁5相邻的另一翼梁51形成。
[0064]
此外，如图3b所示，根据本发明，多翼梁抗扭箱32进一步包括通过至少在以下部分增加厚度形成的拐角加强部25：
[0065]-开放单元21的由上表面和下表面23、24以及后翼梁5形成的拐角，以及
[0066]-封闭单元22的由上表面和下表面23、24以及后翼梁5形成的拐角。
[0067]
这些加强拐角用作硬点，使得不必安装任何抵消配件。
[0068]
本发明的可移动操纵面还包括可移动元件1、铰接元件6和轴向杆7。对于铰接元件6，由于将多单元结构用作抗扭箱，所以上臂和下臂6.2、6.3的第二端现在定位在开放单元21的拐角中，但是元件及其位置与现有技术的相同。
[0069]
如图3a所示，可移动操纵面的铰接元件6优选地限定包括上臂和下臂6.2、6.3、大致垂直于后翼梁5的纵向方向的平面。
[0070]
图4和图7披露了本发明的轴向杆配件40的两个实施例。
[0071]
轴向杆配件40包括：
[0072]-纵向型材10，包括l形截面。纵向型材10包括两个翼部11、12。翼部中的一个翼部11被配置成抵靠多翼梁抗扭箱32的开放单元21的表面23、24中的一个表面的一部分。另一个翼部12被配置成抵靠多翼梁抗扭箱32的开放单元21的后翼梁5的一部分。因此，纵向型材10被配置成定位在后翼梁5和表面23、24的拐角处。纵向型材10被配置为定位成其纵向轴线平行于后翼梁5的纵向轴线；
[0073]-凸耳20，该凸耳在一端处连结到纵向型材10，并且包括用于在其另一端处连结到轴向杆7的装置。凸耳20包括如下的平面，该平面被配置成包括轴向杆7在其安装位置的纵向轴线。在所示的实施例中，凸耳20是平面的并且包括用于与轴向杆7连接的孔。
[0074]
轴向杆7相对于后翼梁5斜向定位，并且如上所述，轴向杆配件40将定位在后翼梁5与表面23，24之间的开放单元21拐角处。因此，轴向杆7的纵向轴线与被配置成抵靠后翼梁5定位的翼部12的平面的纵向方向成约45
°
角。
[0075]
轴向杆配件40可以定位在下表面24与后翼梁5的拐角处，或者定位在上表面23与
后翼梁5的拐角处。
[0076]
如图3a所示，如果定位在下拐角处，轴向杆7与被配置成抵靠后翼梁5定位的翼部12的平面的纵向方向成60
°
至70
°
的角。
[0077]
凸耳20包括与纵向型材10的翼部11、12相交的平面。在图4至图7所示的实施例中，凸耳20的平面与翼部11、12中的一个翼部的相交处与纵向型材10的纵向方向成直角。
[0078]
上述配置允许有足够的空间来通过实心铆钉或hi-lok铆钉将轴向杆配件40直接安装到结构上，并且有足够的空间来使用标准轴向杆7并通过与现有技术中相同的紧固件将其连结。
[0079]
更具体地，包括与纵向型材10的纵向方向成直角的相交处的翼部12是被配置成抵靠后翼梁5的翼部12。
[0080]
图6示出了凸耳20的平面和以45
°
搁置在后翼梁5上的翼部12的平面。
[0081]
图7和图8公开了第二实施例，其中凸耳20包括沿着纵向型材10的在两个翼部11、12之间的部分与l形型材相交的平面。
[0082]
在这些图7至图8所示的实施例中，凸耳20的平面与被配置成抵靠后翼梁5的翼部12的平面成60
°
角。
[0083]
该解决方案具有更好的载荷分布，尤其是沿着下表面4与后翼梁5拐角实现了恒定分配，但是其需要更多的空间用于轴向杆7的安装。
[0084]
在所示的实施例中，凸耳20被配置成连结到多翼梁抗扭箱32的下表面24。
[0085]
在升降舵和水平尾翼(htp)的情况中，在下表面24与后翼梁5之间的拐角中的轴向杆配件40的下部位置被轴向杆7以大约30
°
比60
°
的比率划分，如图3a中所示。
[0086]
轴向杆配件40也可以连结到上表面23，即，定位在后翼梁5的上拐角中。对于htp情况，由于从升降舵铰接线到上表面和下表面23、24的距离之间的典型差异，到上表面23的距离较短，较小角度使安装复杂化，并使载荷传递效率较低。

技术特征：
1.一种多翼梁升力面(30)，包括：-多翼梁抗扭箱(32)，所述多翼梁抗扭箱由复合材料制成，并且包括上表面(23)和下表面(24)以及在所述表面(23，24)之间形成多单元结构的多个翼梁，所述多个翼梁包括后翼梁(5)，所述后翼梁限定：-开放单元(21)，所述开放单元朝向所述抗扭箱(32)的后端开放，并且由所述上表面(23)的一部分、所述下表面(24)的一部分以及所述后翼梁(5)形成，以及-封闭单元(22)，所述封闭单元与所述开放单元(21)相邻，并且由所述上表面(23)、所述下表面(24)、所述后翼梁(5)和与所述后翼梁(5)相邻的另一翼梁(51)形成，-可移动操纵面，包括：-可移动元件(1)，-铰接元件(6)，所述铰接元件包括连结到所述可移动元件(1)的铰接连接件(6.1)、以及上臂(6.2)和下臂(6.3)，所述上臂和下臂(6.2，6.3)均包括定位在所述铰接连接件(6.1)中的第一端和沿着所述后翼梁(5)的横向方向定位在所述后翼梁(5)中的第二端，所述上臂(6.2)的第二端定位在所述开放单元(21)的由所述上表面(23)和所述后翼梁(5)形成的拐角中，所述下臂(6.3)的第二端定位在所述开放单元(21)的由所述下表面(24)和所述后翼梁(5)形成的拐角中，-轴向杆(7)，所述轴向杆包括定位在所述铰接连接件(6.1)中的第一端和定位在所述后翼梁(5)中、纵向远离所述上臂和下臂(6.2，6.3)的第二端的第二端，其特征在于，所述多翼梁抗扭箱(32)进一步包括：-通过至少在以下部分增加厚度形成的拐角加强部(25)：-所述开放单元(21)的由所述上表面和下表面(23，24)以及所述后翼梁(5)形成的拐角，以及-所述封闭单元(22)的由所述上表面和下表面(23，24)以及所述后翼梁(5)形成的拐角，并且其特征在于，所述多翼梁升力面(30)进一步包括：-轴向杆配件(40)，被配置成将所述轴向杆(7)与所述多翼梁抗扭箱(32)连结，所述轴向杆配件(40)包括：-纵向型材(10)，包括l形截面，所述纵向型材(10)包括两个翼部(11，12)，所述翼部中的一个翼部(11)抵靠所述开放单元(21)的表面(23，24)中的一个表面的一部分，并且另一个翼部(12)抵靠所述开放单元(21)的后翼梁(5)的一部分，使得所述纵向型材(10)沿着所述后翼梁(5)的纵向方向定位在与所述表面(23，24)中的一个表面的拐角处，以及-凸耳(20)，所述凸耳在一端处连结到所述纵向型材(10)并且在另一端处连结到所述轴向杆(7)，所述凸耳(20)限定包括所述轴向杆(7)的纵向轴线的平面。2.根据权利要求1所述的多翼梁升力面(30)，其中，所述轴向杆配件(40)定位在所述开放单元(21)的所述下表面(24)与所述后翼梁(5)的拐角处，或者定位在所述上表面(23)与所述后翼梁(5)的拐角处。3.根据权利要求2所述的多翼梁升力面(30)，其中，所述轴向杆(7)的纵向轴线与抵靠所述后翼梁(5)定位的所述翼部(12)的平面的横向方向成60
°
至70
°
的角。4.根据任一项前述权利要求所述的多翼梁升力面(30)，其中，所述轴向杆(7)的纵向轴
线与抵靠所述后翼梁(5)定位的所述翼部(12)的平面的纵向方向成45
°
角。5.根据任一项前述权利要求所述的多翼梁升力面(30)，其中，所述凸耳(20)包括与所述纵向型材(10)的翼部(11，12)相交的平面。6.根据权利要求5所述的多翼梁升力面(30)，其中，所述凸耳(20)的平面与所述翼部(11，12)中的一个翼部的相交处与所述纵向型材(10)的纵向方向成直角。7.根据权利要求6所述的多翼梁升力面(30)，其中，包括与所述纵向型材(10)的纵向方向成直角的所述相交处的所述翼部(12)是抵靠所述后翼梁(5)的翼部(12)。8.根据权利要求5所述的多翼梁升力面(30)，其中，所述凸耳(20)包括沿着所述纵向型材(10)的在所述两个翼部(11，12)之间的部分与所述纵向型材(10)相交的平面。9.根据任一项前述权利要求所述的多翼梁升力面(30)，其中，所述铰接元件(6)进一步包括后臂(6.4)，所述后臂连接到第一臂(6.2)和第二臂(6.3)，并且抵靠所述后翼梁(5)。10.一种飞行器，其特征在于，所述飞行器包括根据任一项前述权利要求所述的多翼梁升力面。

技术总结
披露了一种多翼梁升力面(30)，该多翼梁升力面包括具有拐角加强部(25)的多翼梁抗扭箱(32)、可移动操纵面和轴向杆配件(40)。可移动操纵面包括可移动元件(1)、连结到可移动元件(1)的铰接连接件(6.1)、以及将铰接连接件(6.1)连结到多翼梁抗扭箱(32)的后翼梁(5)的轴向杆(7)。轴向杆配件(40)被配置成将轴向杆(7)与多翼梁抗扭箱(32)连结；并且包括抵靠后翼梁(5)的纵向型材(10)、以及在一端处连结到纵向型材(10)并且在另一端处连结到轴向杆(7)的凸耳(20)；凸耳(20)限定包括轴向杆(7)的纵向轴线的平面。该多翼梁升力面(30)能够支撑侧向力而无需任何附加结构。向力而无需任何附加结构。向力而无需任何附加结构。


技术研发人员：罗伯特
受保护的技术使用者：空中客车西班牙运营有限责任公司
技术研发日：2021.12.03
技术公布日：2023/6/6