飛行器的水平尾翼的制作方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及一種結(jié)構(gòu)元件的優(yōu)化布局，尤其是可配平的(tri_able)水平尾翼的抗扭箱中的蓋、肋、翼梁(spar)和縱梁(stringer)等的結(jié)構(gòu)元件。
【背景技術(shù)】
[0002]已知的水平尾翼(HTP)包括左右抗扭箱，這兩個(gè)結(jié)構(gòu)都借助于中心抗扭箱或者借助于中心接頭而被接合。所述抗扭箱包括外部和內(nèi)部元件。每個(gè)抗扭箱的外部元件是前翼梁和后翼梁，兩個(gè)端部肋和上下蓋體。各個(gè)抗扭箱的已知內(nèi)部元件是:
[0003]-多個(gè)中間翼梁(intermediatespars)，所述中間翼梁在前后翼梁之間沿抗扭箱的翼展分布。
[0004]-多個(gè)中間肋，所述中間肋沿所述抗扭箱的翼弦分布并且可以在前后翼梁之間延伸。
[0005]-至少兩個(gè)中心翼梁，所述中心翼梁位于所述水平尾翼的中心箱中，并且是平行于飛行器Y平面和垂直于飛行器的縱向軸線的元件。
[0006]-至少兩個(gè)縱梁，所述縱梁被接合到上下蓋體上并且沿所述扭矩箱的翼展分布。
[0007]已知的水平尾翼具有如下所述的支撐點(diǎn):
[0008]-用作樞轉(zhuǎn)接口的兩個(gè)點(diǎn)，所述樞轉(zhuǎn)接口被用作反作用于負(fù)載的支持件。接合這兩個(gè)元件的軸線是樞轉(zhuǎn)軸線。
[0009]-用作接頭(式)安裝接口的一個(gè)點(diǎn)，該接頭安裝接口是允許水平尾翼可配平的負(fù)載引導(dǎo)區(qū)域。
[0010]-除了這些支撐點(diǎn)之外，還具有用作致動(dòng)器接口的兩個(gè)區(qū)域，這些致動(dòng)器接口也是負(fù)載引導(dǎo)區(qū)域，因?yàn)樗鼈兎醋饔糜谟衫缟刀婊蜓b置等的控制表面所產(chǎn)生的負(fù)載。
[0011]被應(yīng)用到包括之前所述的元件并且接收之前所述的負(fù)載的升降表面和抗扭箱的已知技術(shù)方案是純粹的多肋抗扭箱結(jié)構(gòu)和純粹的多翼梁抗扭箱結(jié)構(gòu)。
[0012]純粹的多肋抗扭箱結(jié)構(gòu)包括前翼梁、后翼梁、多個(gè)(或至少兩個(gè))肋和上下蓋體，并且純粹的多翼梁抗扭箱結(jié)構(gòu)包括前翼梁、后翼梁、中間翼梁和上下蓋體并且還包括靠近負(fù)載引導(dǎo)區(qū)域定位的多個(gè)肋。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0013]本發(fā)明的目的是相對(duì)于傳統(tǒng)的多肋或多翼梁左右抗扭箱構(gòu)思達(dá)到減輕重量和制造上的改進(jìn)。
[0014]所要求保護(hù)的水平尾翼相對(duì)于本領(lǐng)域的現(xiàn)有技術(shù)提供了在制造和重量減輕方面上的優(yōu)點(diǎn)。
[0015]本發(fā)明目的的水平尾翼包括單個(gè)抗扭箱，所述單個(gè)抗扭箱包括前翼梁和后翼梁、上蓋體和下蓋體、兩個(gè)端部肋，所述前翼梁和所述后翼梁以及上蓋體和下蓋體以相對(duì)于所述飛行器的對(duì)稱軸線或縱向軸線的對(duì)稱布局在所述兩個(gè)端部肋之間并且沿著所述水平尾翼的整個(gè)翼展延伸。
[0016]因此，所述單一抗扭箱包括如下的元件，S卩，在兩個(gè)端部肋之間延伸的前后翼梁和上下蓋體。在本發(fā)明的上下文中，元件沿水平尾翼HTP的整個(gè)翼展延伸，雖然所述元件出于制造的目的可以被分成多個(gè)子元件，這些子元件后來(lái)又以連續(xù)的方式被接合在一起。這也意味著水平尾翼不包含中間中心箱或者位于中心部分中的用于接合左右抗扭箱的中間接合體。
[0017]最終的工程結(jié)構(gòu)既不是純粹的多肋構(gòu)造，也不是多翼梁構(gòu)造，因?yàn)樵摻Y(jié)構(gòu)結(jié)合了這兩個(gè)理念。本發(fā)明的另一個(gè)創(chuàng)新點(diǎn)在于翼梁不是純粹平直的，因?yàn)樗鼈冊(cè)诳拷轿惨鞨TP的中心區(qū)域處被彎曲。上下蓋體可以是單件元件或者可以被分成兩個(gè)上蓋體和兩個(gè)下蓋體。
[0018]所要求保護(hù)的發(fā)明的另一個(gè)優(yōu)點(diǎn)是通過(guò)使用較少量的元件節(jié)省了成本。
【附圖說(shuō)明】
[0019]為了使說(shuō)明書完整并且為了提供對(duì)本發(fā)明的更好的理解，提供了一組附圖。所述附圖構(gòu)成了說(shuō)明書的必需部分并且示出了本發(fā)明的優(yōu)選實(shí)施例。所述附圖包括如下的視圖。
[0020]圖1是本發(fā)明的實(shí)施例的示意平面圖。
[0021]圖2是在圖1中示出的實(shí)施例的示意透視圖。
【具體實(shí)施方式】
[0022]圖1示出了本發(fā)明的實(shí)施例。外部或邊界元件如下述:
[0023]-前翼梁1，該前翼梁I沿著水平尾翼的整個(gè)長(zhǎng)度順著翼展方向延伸，包括垂直于飛行器的對(duì)稱軸線20的中心部分和相對(duì)于所述對(duì)稱軸線20對(duì)稱的并且與中心部分形成鈍角的兩個(gè)橫向部分。
[0024]-后翼梁2，該后翼梁2也沿著水平尾翼的整個(gè)長(zhǎng)度順著翼展方向延伸，包括相對(duì)于所述對(duì)稱軸線20對(duì)稱的并且與所述軸線形成鈍角的兩個(gè)橫向部分。
[0025]-兩個(gè)端部肋3。
[0026]-上下蓋體(未示出)，該上下蓋體沿著水平尾翼的整個(gè)長(zhǎng)度順著翼展方向延伸。所述上下蓋體可以是整個(gè)元件或者可以被分成多個(gè)面板。
[0027]該水平尾翼還包括中間翼梁4和5，該中間翼梁沿水平尾翼的整個(gè)翼展在前翼梁I和后翼梁2之間分布。第一中間翼梁5以相對(duì)于飛行器的對(duì)稱軸線20的對(duì)稱布局在端部肋3之間延伸。
[0028]翼梁1、2、4和5包括以相對(duì)于飛行器的對(duì)稱軸線20的對(duì)稱布局分布的具有不同方向或取向的多個(gè)平直部分。翼梁1、2、4和5的所述多個(gè)部分之間的取向的改變?cè)谒鼈兣c肋7、8、9和10的交叉處實(shí)現(xiàn)。
[0029]如圖1所述的水平尾翼的實(shí)施例也具有如下的三個(gè)支撐點(diǎn)，如在傳統(tǒng)的水平尾翼中已知的那樣:
[0030]-用作樞轉(zhuǎn)支撐點(diǎn)50的兩個(gè)區(qū)域，樞轉(zhuǎn)支撐點(diǎn)50被用作反作用于負(fù)載的支持件。接合這兩個(gè)元件的軸線是樞轉(zhuǎn)軸線(未示出)。
[0031]-用作接頭安裝接口30的一個(gè)區(qū)域，該接頭安裝接口或界面30是允許水平尾翼可配平的負(fù)載引導(dǎo)區(qū)域。
[0032]-除了這些支撐點(diǎn)之外，具有用作致動(dòng)器接口40的兩個(gè)區(qū)域，這些致動(dòng)器接口 40也是負(fù)載引導(dǎo)區(qū)域，因?yàn)樗鼈兎醋饔糜谟衫缟刀娴鹊目刂票砻嫠a(chǎn)生的負(fù)載。
[0033]在圖1和2中示出的實(shí)施例包括延伸自支撐點(diǎn)50、30和致動(dòng)器接口 40的多個(gè)肋。在圖1和2中示出的實(shí)施例的多個(gè)肋可以是為接合前翼梁I和后翼梁2的肋的全翼弦肋，或者是為從前翼梁I或后翼梁2延伸到中間翼梁4、5的肋的非全翼弦肋。
[0034]在圖1和圖2中示出的前翼梁I和中間翼梁4、5包括至少一個(gè)中心部分，所述中心部分垂直于飛行器的對(duì)稱軸線20 ;以及兩個(gè)橫向部分，所述兩個(gè)橫向部分相對(duì)于所述對(duì)稱軸線20是對(duì)稱的并且與所述中心部分形成鈍角。
[0035]本實(shí)施例的水平尾翼還包括多個(gè)縱梁6，多個(gè)縱梁6是放置在上下蓋體上的順著翼展方向分布的元件，并且在兩個(gè)端部肋3之間沿著水平尾翼的整個(gè)翼展延伸。因此，縱梁6以相對(duì)于飛行器的對(duì)稱軸線20的對(duì)稱布局在端部肋3之間并且沿著水平尾翼的整個(gè)翼展延伸。
[0036]該水平尾翼還包括兩個(gè)中間肋15，中間肋15在前翼梁I和后翼梁2之間在飛行器的對(duì)稱軸線20的兩側(cè)處延伸，并且位于距離飛行器的對(duì)稱軸線(20)的沿水平尾翼的后翼梁平面所測(cè)量的半個(gè)翼展的長(zhǎng)度的50±10%的距離處。
[0037]所要求保護(hù)的布局是優(yōu)化的結(jié)果，其考慮了最相關(guān)的分級(jí)負(fù)載情況(sizing loadcases)、最大和最小的豎直彎曲、最大和最小的扭曲、以及最大的不對(duì)稱豎直彎曲。
[0038]形成抗扭箱結(jié)構(gòu)的元件被布置成，盡可能緊密地跟隨也具有可制造結(jié)構(gòu)的主導(dǎo)負(fù)載路徑?？梢岳檬褂靡阎奶祭w維增強(qiáng)塑料材料和工藝的現(xiàn)今的技術(shù)制造的最終工程結(jié)構(gòu)，提供了顯著大地重量減輕。
[0039]為了更好地描述本發(fā)明的實(shí)施例，將所述描述被分成三個(gè)區(qū)域，即中心區(qū)域和兩個(gè)橫向區(qū)域。
[0040]中心漢域
[0041]中心區(qū)域由延伸自樞轉(zhuǎn)支撐點(diǎn)50的兩個(gè)中間全翼弦肋或樞轉(zhuǎn)肋而限定，樞轉(zhuǎn)支撐點(diǎn)50主要地受到負(fù)載的區(qū)域。更具體地，樞轉(zhuǎn)肋7相對(duì)于后翼梁2的角度可在90°和后翼梁2相對(duì)于飛行器的對(duì)稱軸線20的角度的最終值(即，樞轉(zhuǎn)肋7平行于所述軸線)之間變化。
[0042]在該中心區(qū)域中，具有三個(gè)肋8、9、10。這些肋中的兩個(gè)肋被稱為中間中心肋8、9，且被放置成靠近樞轉(zhuǎn)肋7。三個(gè)肋8、9、10被放置在兩個(gè)樞轉(zhuǎn)肋之間。中間中心肋8、9改善了后翼梁2區(qū)域和水平尾翼的接頭安裝支撐點(diǎn)30 (jack fitting supporting point)之間的負(fù)載過(guò)渡。
[0043]第三個(gè)肋是中心肋10。該中心肋10是非全翼弦中間肋，該肋沿飛行器的對(duì)稱軸線20在后翼梁2和附加的中間中心翼梁4之間延伸。
[0044]在水平尾翼的對(duì)稱軸線20上的負(fù)載主要分布在后翼梁2區(qū)域。由于這一事實(shí)，中心肋10的構(gòu)造如圖所示，也就是，不使得后翼梁2和接頭安裝30接合。
[0045]在中心區(qū)域中，中間翼梁4和5被彎曲，以尋求在水平尾翼的中心區(qū)域和橫向區(qū)域之間的適當(dāng)?shù)呢?fù)載過(guò)渡。中間翼梁5的靠近后翼梁2定位的中心部分在兩個(gè)樞轉(zhuǎn)肋7之間延伸。所述中間翼梁5的所述中心部分位于從后翼梁2