[发明专利]一种复合结构桁架的方法与系统

说明书

发明背景

本公开的实施方式一般涉及轻型桁架构件的形成方法和结构，且更具体地，涉及复合翼肋和桁架构件的形成方法和结构。

传统的飞行器机翼构造一般包括相对机身纵轴横向延伸的一个或多个翼梁，以支撑限定机翼形状的多个纵向延伸横向间隔开的肋。肋的竖直腹板部分包括构造为可承载压缩负载和拉伸负载以保持机翼形状的结构元件。飞行器机翼肋的桁架设计是转移并分配负载至整个机翼结构的有效方法。另外，桁架结构也用于桥梁、地板及其它支承结构。因桁架结构中使用了金属部件和结构元件，至少一些已知的桁架结构较重。虽然轻型材料可用于制造坚固而轻型的桁架结构，但是，为了在桁架结构元件间提供充分的负载转移，当前的复合肋制造起来复杂且一般较重。在机翼中使用复合肋的飞行器机翼也难以进行组装。

需要能提供轻型支承结构的方法和结构，以有助于桁架结构和连接部件的加工，并减少组装时间。

发明内容

在一实施例中，用于复合桁架的结构包括由多个复合材料板材形成的腹板，各板材包括第一面和相对的第二面，各面包括长度和宽度。多个板材的各个板材面对面连接至多个板材的至少另一板材，使得各面的长度和宽度与相邻板材面的长度和宽度基本匹配。多个板材形成为包括上弦构件、下弦构件和延伸于其间的多个腹板构件。该结构也包括在邻近腹板外周处连接至腹板的至少第一凸缘板。

在又一实施例中，一种复合结构构件的成形方法，其包括面对面连接多个复合材料板材以形成腹板、使腹板成形以形成上弦和下弦、并在腹板中形成多个开口以形成延伸于上弦和下弦间的多个结构腹板构件。该方法也包括连接至少一个凸缘板至上弦和下弦中至少其一的外周边缘。

在另一实施例中，一种形成包括复合翼肋的飞行器机翼的方法包括形成翼肋，其中形成翼肋包括由沿面对面方向连接在一起的多个复合板材形成腹板、在腹板中形成包括上弦构件、下弦构件和均由在腹板中形成的多个开口限定的多个腹板构件的多个互连结构元件、以及连接凸缘板至邻近翼肋外周边缘处的翼肋的一侧，该凸缘板包括横向延伸的凸缘构件。该方法进一步包括组装至少一个翼肋于前翼梁和后翼梁中至少其一、以及使用横向延伸的凸缘构件组装后缘蒙皮至翼梁和翼肋组件。该方法也包括组装上、下中心蒙皮至肋、翼梁和后缘蒙皮组件，使得中心蒙皮与后缘蒙皮搭叠，以及连接前缘蒙皮至机翼组件，使得前缘蒙皮与中心蒙皮和后缘蒙皮组件搭叠。

附图说明

图1是根据本公开实施例的飞行器机翼结构的等距剖视图。

图2是根据本公开示例性实施例的桁架肋组件的侧视剖视图。

图3是沿剖面线A-A所剖的图2所示桁架肋组件的剖视图。

图4是沿剖面线B-B所剖的图2所示桁架肋组件的剖视图。

图5是沿剖面线C-C所剖的图2所示桁架肋组件的剖视图。

图6是沿剖面线D-D所剖的图2所示桁架肋组件的剖视图。

图7是沿剖面线E-E所剖的图2所示桁架肋组件的剖视图。

图8是根据本公开另一示例性实施例的桁架肋组件的侧视剖视图。

具体实施方式

下面的描述通过示例而非限制的方式描述了本公开。显然，本说明可使本领域技术人员制造并使用本公开，说明了本公开的几个实施例、改装、变形、变化及用途，包括目前认为的本公开的最佳实施方式。

图1是根据本公开实施例的飞行器机翼结构100的等距剖视图。在示例性实施例中，飞行器机翼结构100包括在飞行器机翼结构100的前缘108和后缘110之间沿前向104和后向106延伸的多个桁架肋组件102。飞行器机翼结构100也包括从飞行器的机身(未示出)延伸的前翼梁112和后翼梁114。包覆部分或蒙皮116的下机翼连至前缘108和后缘110之间的桁架肋组件102的下部。同样，包覆部分或蒙皮118的上机翼接合至前缘108与后缘110之间的桁架肋102的上部。

图2是根据本公开示例性实施例的桁架翼肋组件102的侧视剖视图。尽管说明是作为用于飞行器机翼的肋，但应理解该结构及制造该结构的方法可用于其它复合桁架结构，例如但不限于托梁、屋顶桁架和桥面板支承构件等。在这种实施例中，桁架肋组件102构造为可接收一个或多个覆层构件，以支承其上的覆层构件。