[发明专利]模块化工具、组装工具组的方法以及飞行器

说明书

本发明提供了一种用于制造具有不同腹板高度的多翼梁抗扭箱的模块化工具，该模块化工具包括：型芯模块，该型芯模块具有中空梁几何形状，该中空梁几何形状包括第一基部和与该第一基部相反的第二基部以及在所述第一基部和所述第二基部之间延伸的两个壁；至少一个间隔件模块，该至少一个间隔件模块被配置成与该型芯模块联接，其中，多翼梁抗扭箱的该腹板高度由该型芯模块与至少一个间隔件模块之间的联接部限定。本发明还提供了一种用于组装用于制造多翼梁抗扭箱的工具组的方法以及一种包括通过该方法制造的多翼梁抗扭箱的飞行器。

技术领域

本发明属于飞行器结构领域，并且更具体地，属于用于制造多翼梁抗扭箱的模块化工具领域。

背景技术

在飞行器工业中，现代民用客机的制造商经常向运营商提供扩大或缩小成功产品的载客量的可能性，因为例如航空公司可能期望调整和优化特定航线的载客量或行李容量。A320系列是此飞行器系列(从缩短的A318到加长的A321)的鲜明示例。这些飞行器中的每一个飞行器被设计用于满足和保证特定的任务和性能要求。因此，从经济和制造的立场出发，制造商通常构建具有高度通用性的部件，以便能够为操作者提供飞行器系列的更大范围的可能配置。

即，给定飞行器系列的不同型号共享许多部件，比如机身部分、驾驶舱、机翼、尾翼等。在飞行器结构部件的特定示例中，尾翼(VTP：垂直尾翼以及HTP：水平尾翼)的尺寸通常设计为满足该系列中最短成员的关键要求。

尽管就整个飞行器系列的部件的通用性而言，这是完全合理的，但它也意味着，由于额外的重量和阻力，系列成员的中型和加长型(较长的机身)版本必须携带超大的尾翼，并在性能方面对航空公司造成对应的损失。

另外，此概念设计包括提供用于实施在飞行器系列的不同成员中的通用结构，该飞行器系列具有一系列的飞行器尺寸，由于不需要的材料和工时，导致在飞行器制造商的重复成本方面具有进一步的缺点。

近来，已经针对不同的飞行器表面结构和部件(比如升力面)开发了一些模块化方法，其中此类部件的一些零件被保留下来，从而使飞行器系列的所有成员保持相同的尺寸。在EP 3421352 A1中披露了模块化方法的示例，其中，通过增大前翼梁和后翼梁的腹板高度来修改抗扭箱，同时保持共用的上盖和下盖。添加不同的前缘和后缘使得能够修改升力面的平面形状，并因此允许定制升力面的尺寸以符合飞行器系列的特定成员的尺寸要求。

然而，当前用于制造飞行器结构和部件的所述不同零件(比如抗扭箱)的工具构思包括比如基板、垫板、c形型芯等具有固定尺寸的元件。

特别地，使用固定尺寸工具制造的不同零件之一是“多翼梁抗扭箱”。此元件被理解为用于飞行器结构的部件，其主要元件是前翼梁、后翼梁、中间翼梁、上盖和下盖，并且如果需要，还包括位于负荷引入区域旁边的肋。而且，多翼梁抗扭箱可以包括多个桁条，这些桁条是纵向加强元件，这些纵向加强元件被配置用于支撑负荷引入区域的位于翼梁之间的一部分，以防止在压缩或剪切负荷下屈曲和/或弯曲。

特别地，从EP 2153979 A1中已知用于多翼梁抗扭箱的构思，其中披露了用于飞行器的复合材料的集成多翼梁抗扭箱结构和用于制造复合材料的集成多翼梁抗扭箱结构的方法。

相应地，在任何部件部分(比如抗扭箱腹板高度)的任何尺寸变化的情况下，应制造新的工具元件(比如c形型芯)以满足尺寸要求。

发明内容

本发明通过本发明的用于制造多翼梁抗扭箱的模块化工具和本发明的用于组装用于制造多翼梁抗扭箱的工具组的方法，提供了上述问题的解决方案。

在本文献中，术语“复合材料”或“复合层压件”将被理解为任何类型的材料，例如CFRP(碳纤维增强聚合物)，其包括两个或更多个物理上可区分的部分并且机械上可分离，这两个或更多个部分不能彼此溶解。

术语“多翼梁抗扭箱腹板高度”或“多翼梁抗扭箱高度”应理解为多翼梁抗扭箱的上蒙皮、下蒙皮或盖之间的距离。