[发明专利]用于制造用于飞行器的由纤维复合材料制成的机身外壳的装置和方法

说明书

技术领域

本发明涉及一种用于制造用于飞行器的由纤维复合材料制成的机身外壳的装置以及方法，所述机身外壳设有多个彼此相间隔地设置的桁条，以用于加固，所述装置包括用于形成用于待制造的机身外壳的拱起的装配面的基架。

本发明的应用领域尤其涉及飞行器制造。特别是具有大容积的机身的客机或运输机通常以壳式结构、特别是半壳式结构制成。在飞行器制造中，半壳式结构理解为将机身大多数情况下构造为两个壳体。将两个壳体接合在一起获得机身部段的近似圆形的或椭圆形的横截面。多个机身部段——依次用于飞机尾部、机身中部和飞机驾驶舱部分——组成飞机机身。更多地使用纤维复合材料，如玻璃纤维或碳纤维增强的塑料，以用于制造飞机机身。为了能够加固机身并且承受负载，壳体通常情况下装备有加固元件，例如T形桁条或Ω形桁条。

用于飞机机身的半壳体常常在粘合凹模、层压粘合装置（LKV）中制造，即通过在那里将纤维材料和树脂以不同的方法引入和硬化。在此，LKV给予构件相应的外部轮廓。在组装这样模制的半壳体前，常常在脱模后能够进行切屑的再加工。

背景技术

由DE 103 31 358A1中得知一种装置，其用于有效地成批制造用于飞行器的由纤维复合材料制成的机身壳体。为了提高机身壳体的强度，所述机身壳体设有彼此间隔地延伸的桁条。在平面的基底支架上固定有由多个不同长度的支承壁组成的闭锁件，使得所述闭锁件的端部形成半圆形，其中，上述支承壁以相对于基底支架的通过半圆形的半径预设的角度设置。在支承壁的形成半圆形的远侧的端部上固定有模块化型材，所述型材覆盖在支承壁之间的间隙，并且所述型材的外表面相应于待制造的集成的结构组件的内部轮廓的凹面。在此，支承壁的闭锁件以及模块化型材的分型部构成为使得模块化型材的接合缝分别设置在桁条的位置下方。在形成构件和辅助材料的完整结构后，适合的LKV准确配合地放置在所述装配支架上，并且将之前施加到真空膜上的环绕的密封料预压缩为，使得在真空蒙皮和LKV之间形成真空密封的密封部。随后在LKV侧将结构抽真空。

设有桁条的机身外壳借助之前说明的装置制成，通过首先将模块化型材的外表面以松弛地放置的膜覆盖。随后将通过在型材之间的间隙形成的空腔抽真空，使得所述膜被抽吸，并且保持原形地被吸入型材槽和凹部中。然后，能够将辅助材料放置到深冲的真空蒙皮/膜上。随后，将嵌入支承元件或者成型件的桁条型材置入由真空蒙皮/膜覆盖的型材槽中。

桁条的定位经由模和成型件的彼此相匹配的几何形状实现。根据制造方法，将由纤维复合材料制成的所有表层单独地或作为一组安置在桁条型材和装配支架的模块化型材的由真空蒙皮/膜覆盖的外表面上。随后，将密封料以最优的量涂覆在真空膜上。通过将具有LKV的这样准备好的结构精确匹配地移动到一起，将环绕的密封料压缩为，使得在上述真空蒙皮/膜和层压粘合装置之间形成真空密封的密封部。为了实现将完整的结构从装备装置（ARV）传送到LKV，为附加的ARV的侧通风，并且随后在LKV侧抽真空。因此，总的结构借助大气压压向LKV。最终，ARV和LKV被分开，并且转动LKV，以便然后将所述LKV供给硬化过程。

制造解决方案在大的机身外壳的相当大的张角的情况下是相当困难的。因为由于大的张角，辅助材料和桁条底面在移入层压粘合装置时借助位于其中的湿胶的蒙皮在外部位置上摩擦，使得型面必须略微较小地设计。现在为了在层压粘合装置内部传送时，桁条和辅助材料不会不受控制地横跨需要的缝隙，桁条和辅助材料限定地移近是必要的，在所述缝隙中所述桁条和辅助材料简单地与缠绕的真空膜一起被携带。

根据例如能够是所谓的Ω形桁条（罩形型材）或T形桁条的、在纵方向上的加固元件的实施方案（桁条），出现底切部，所述底切部使ARV和LKV的分开变得不可能。在Ω形桁条中，这与型材的角和外壳的张角有关。当腔的几何形状刚好相应于桁条的几何形状时，在T形桁条中实际上立即出现底切部。现在，能够将用于容纳桁条的腔自由切割为，使得确保ARV和LKV分开。但是然后，在大的张角的情况下出现另一问题：辅助材料的固定。所述辅助材料通常情况下铺设和固定在桁条腔之间的空置区域中。如果现在将桁条腔大量地自由切割，那么几乎不再留有用于辅助材料的非常好地定位的位置。此外，支承元件的或者成型件的外部几何形状由底切角确定，也就是说，包围桁条的成型件大到使得其覆盖完整的蒙皮，即延伸直至下一桁条型材。这在制造技术上是困难的。

因此，本发明的目的是，提出一种用于制造用于飞行器的由纤维复合材料制成的机身外壳的装置和一种与此相符的方法，所述装置和方法适用于有效的、可再生产的批量制造，并且允许了极度弯曲的机身外壳的可靠和简单的制造。

发明内容