[发明专利]用于在结构上支撑飞机机翼的系统和方法

说明书

设置用于在结构上支撑飞机机翼的系统和方法。该系统包括飞机机翼的一部段，该部段包括蒙皮。蒙皮包围机翼的内部容积并且包括碳纤维增强聚合物(CFRP)的层，该层具有排列为承载施加到机翼的剪应力的纤维定向。飞机机翼的该部段还包括板材桁条，该板材桁条在机翼内横向定向、在内部容积内与蒙皮接触、附接至蒙皮、并且包括具有排列为承载机翼处的弯曲的纤维定向的CFRP的层。此外，该部段包括定位在机翼的上部上的板材桁条与机翼的下部上的板材桁条之间的翼梁，其中，翼梁与板材桁条对准。

技术领域

本公开内容涉及飞机领域，并且具体地，涉及飞机机翼的结构部件。

背景技术

飞机机翼的结构部件在飞行、起飞和着陆期间承受各种力。这些结构部件还被设计成满足大量要求(例如，鸟击、雷击、气动力负载、地面负载、燃油压力等)，并且在符合成本和制造的限制因素的同时满足这些要求仍然是个复杂过程。

存在多种技术和设计用于建造飞机机翼。具体地，对利用复合部件的机翼的设计已变得流行，这是因为这些设计减轻了重量并且增加了强度。然而，复合的飞机机翼仍然是模拟复杂并且测试昂贵的。为了满足全部前述要求，工程师更喜欢设计基本上遵从现有的金属机翼部件设计的复合部件。然而，这样做不能充分发挥复合材料的优势。例如，金属设计利用大量的固定部件。在复合设计中，部件可以集成为单个、更便宜更轻的设计，诸如，统一化/整体式设计。关于这些以及其他考虑提供了本文中所作出的本公开内容。

发明内容

本文中描述的实例提供了这样的设计，其中横向延伸的复合板材桁条(plankedstringers)抵靠飞机机翼的蒙皮平放。因此板材桁条和蒙皮在飞行期间可共享(例如，以互补方式)施加到机翼的载荷(例如，剪应力、弯曲应力等)。此外，翼梁可在板材桁条下方延伸，将机翼的上部上的板材桁条连接至机翼的下部上的板材桁条，以便承载将另外造成板材桁条的弯曲的力。

一个实施方式包括飞机机翼的一部段，该部段包括蒙皮。蒙皮包围机翼的内部容积并且包括碳纤维增强聚合物(CFRP)的层，该层具有排列为承载施加到机翼的剪应力的纤维定向。飞机机翼的该部段还包括板材桁条，该板材桁条在机翼内横向定向、在内部容积内与蒙皮接触、附接至蒙皮、并且包括具有排列为承载机翼处的弯曲的纤维定向的CFRP的层。此外，该部段包括定位在机翼的上部上的板材桁条与机翼的下部上的板材桁条之间的翼梁，其中，翼梁与板材桁条对准。

另一实施方式是一系统。该系统包括限定飞机机翼的一部段的表面的复合蒙皮。该系统还包括上复合板材桁条，该上复合板材桁条与蒙皮接触、与复合蒙皮形成一体并且在机翼内横向定向。此外，该系统包括翼梁，该翼梁固定地附接至上复合板材桁条，在上复合板材桁条的一部分下方竖直延伸，并且固定地附接至位于翼梁下方的下复合板材桁条。

另一实施方式是一方法。该方法包括铺设限定飞机机翼的一部分的复合蒙皮，铺设在机翼内横向定向并且与蒙皮接触的复合板材桁条。该方法还包括将板材桁条附接至在板材桁条下方竖直延伸的翼梁。

如下可描述其他示例性实施方式(例如，关于上述实施方式的方法和计算机可读介质)。已经论述的特征、功能和优点可以在各种实施方式中独立地实现，或者也可以与其他实施方式结合来实现，其更多细节可参考以下描述和附图来看出。

附图说明

现在仅通过举例的方式，并且参考附图来描述本公开内容的一些实施方式。在所有附图上，相同的参考标号表示相同的元件或相同类型的元件。

图1是示例性实施方式中的飞机的示图。

图2是示例性实施方式中的飞机的机翼翼盒的一部分的示图。

图3是示例性实施方式中的机翼翼盒的一部段的截面图。

图4-图5是示出了示例性实施方式中的翼梁附接至机翼的两个板材桁条的放大图。

图6是示例性实施方式中的机翼翼盒的邻近翼尖的一部段的另一截面图。