專利名稱：飛行器穩(wěn)定裝置表面后緣的制作方法
技術領域：
本發(fā)明涉及飛行器穩(wěn)定裝置表面的后緣的設計，尤其涉及飛行器的水平穩(wěn)定裝置的提升裝置的后緣的設計。
背景技術：
航空學的結構設計要求在不損害部件的功能性和外部元件的美觀的情況下，所述形成的設計保證實現(xiàn)空氣動力學建立的指導方針。所有這些前提必須被同時滿足，并且還推薦要優(yōu)化制造航空結構的時間和成本。由復合材料且尤其是碳纖維制造的飛行器的水平穩(wěn)定裝置的提升裝置的后緣區(qū)域，當前在由碳纖維制成的覆層至典型地由金屬材料制成的連接夾類型的元件的連接中呈現(xiàn)出梯度區(qū)域的陡坡或變化，從而提升裝置被保護不受閃電沖擊。因此，尤其由水平穩(wěn)定裝置表面的提升裝置的覆層所呈現(xiàn)的梯度陡坡或梯度變化可能有時和由于幾何構型的困難在碳纖維和氣穴中形成皺紋，這導致了這些區(qū)域的后來的分層。這些分層需要費力的修復過程，其在大多數(shù)有利的情況下包括最小5小時的勞動，這是因為需要應用新的循環(huán)的高壓釜來固化出問題的表面。另一方面，還必須考慮剝離這些區(qū)域所需要的作業(yè)時間以及在所述過程期間進行密切監(jiān)控和連續(xù)的控制。因此，在連接中的梯度的這種陡坡或變化造成了基本問題，其是所述表面缺少空氣動力學的連續(xù)性。已經(jīng)以不同的已知的方式嘗試解決這一問題。這些方案的其中之一是在覆層至連接夾類型元件的連接區(qū)域中使用空氣動力學填充材料，使得這種填充物將使得覆層的這些連接夾類型的元件與覆層本身平齊，因此實現(xiàn)了所述表面外觀或質量的改善且改善了其的連續(xù)性，同時實現(xiàn)了這一表面的更好的空氣動力學性能。這種空氣動力學填充材料的問題在于，它在航空器中服役壽命期間易于斷裂， 它還引起了外表面油漆的相應的斷裂和隨后的剝落，且由于所述表面的外觀嚴重劣化造成接收航空器的客戶的最終的抱怨。另一種已知的方案是填充將被處理的區(qū)域，S卩，在它們連接至覆層(借助于密封劑材料條)的位置處的連接夾元件的邊緣。這種方案不會保持連接夾和覆層之間的連續(xù)性，且因此外表面的視覺外觀不太好。另外，這種方案受到空氣動力學懲罰，也就是說，其導致航空器的寄生阻力增大。因此，就它們的品質以及在它們的裝配和制造的實際過程而言，需要解決上述的表面的問題。提出了本發(fā)明用以解決上述的問題。

發(fā)明內(nèi)容
因此，本發(fā)明涉及飛行器穩(wěn)定裝置表面的后緣的設計，且尤其涉及飛行器的水平穩(wěn)定裝置的提升裝置的后緣的設計。與本發(fā)明相同的設計還可以用于其它的飛行器表面的后緣，例如用于飛行器的垂直穩(wěn)定裝置的垂直舵，或飛行器機翼的后緣。
根據(jù)本發(fā)明的由復合材料和典型地由碳纖維制成的用于飛行器穩(wěn)定裝置表面的后緣設計使得至這種穩(wěn)定裝置表面的上和下覆層的連接由連接夾類型元件完成，并且在所述連接中不必使用空氣動力學填充材料或密封劑材料條。這避免了表面之間的梯度的陡坡或變化的出現(xiàn)以及這些連接造成的上述問題。本發(fā)明的連接夾類型元件包括在其末端處為了通過內(nèi)部區(qū)域分別連接至穩(wěn)定裝置表面的上覆層和下覆層而在其末端處準備的一些凹槽。這種連接夾類型元件必須足夠柔性以被箍縮，使得借助于為此目的設置的凹槽將所述夾的末端容納在飛行器機翼的覆層之間。因此，根據(jù)本發(fā)明的穩(wěn)定裝置表面被更加容易地制造，相當大地促進且優(yōu)化了其覆層的制造。另外，它消除了表面的梯度陡坡或變化，由此消除了潛在的將來的缺陷。在關于附圖的其的目的示例性實施例的下述詳細描述中提供了本發(fā)明的其它特點和優(yōu)點。


圖1顯示在傳統(tǒng)的飛行器中包括提升裝置的水平穩(wěn)定裝置的視圖。圖2顯示在傳統(tǒng)的飛行器中的水平穩(wěn)定裝置的提升裝置。圖3顯示根據(jù)現(xiàn)有技術的水平穩(wěn)定裝置的提升裝置的后緣的設計的細節(jié)。圖4顯示根據(jù)現(xiàn)有技術的水平穩(wěn)定裝置的提升裝置的后緣的設計的橫截面細節(jié)， 其中使用了空氣動力學填充材料。圖5顯示根據(jù)現(xiàn)有技術的水平穩(wěn)定裝置的提升裝置的后緣的設計的橫截面細節(jié)， 其中使用了密封劑材料條。圖6a和6b顯示根據(jù)本發(fā)明的水平穩(wěn)定裝置的提升裝置的后緣的設計的橫截面。圖7顯示根據(jù)本發(fā)明的在水平穩(wěn)定裝置的提升裝置的后緣的設計中的夾類型元件至穩(wěn)定裝置覆層的連接的細節(jié)的橫截面。
具體實施例方式因此，本發(fā)明涉及飛行器穩(wěn)定裝置表面的后緣的設計，且尤其涉及飛行器的水平穩(wěn)定裝置1的提升裝置2的后緣3的設計。根據(jù)現(xiàn)有技術(圖4)，在用于連接水平穩(wěn)定裝置1中的提升裝置2的上覆層和下覆層40和41的夾類型元件5的連接中使用的一種方案是，使用空氣動力學填充材料8，使得這種填充物8使這些覆層連接夾類型元件5與覆層40和41本身平齊，因此實現(xiàn)所述表面的外觀或品質改善且改善了其連續(xù)性，且同時實現(xiàn)所述表面有更好的空氣動力學性能。另一種已知的方案(圖5)是借助于密封劑類型材料條9填充將被處理的區(qū)域， 即，它們連接至覆層40、41的位置處的連接夾元件5的邊緣。根據(jù)本發(fā)明，設計了新的連接夾20，其不必使用填充材料8和使用密封劑材料條 9，從而實現(xiàn)好的空氣動力學表面。另外，依據(jù)本發(fā)明，穩(wěn)定裝置1的提升裝置2的后緣3不包括任何梯度的陡坡6或變化，由此獲得的外部連接沿著所述表面是連續(xù)的。根據(jù)本發(fā)明，在由復合材料且典型地由碳纖維制成的飛行器穩(wěn)定裝置表面1上的后緣3的設計，使得分別至這種穩(wěn)定裝置表面1的上覆層和下覆層40和41的連接由連接
4夾類型元件20制成，在該連接中不使用空氣動力學填充材料8或密封劑材料條9。這避免了在覆層40和41的外表面上的梯度的陡坡6或變化的出現(xiàn)，以及這些連接所造成的問題。本發(fā)明的連接夾類型元件20包括在其末端處的為通過內(nèi)部區(qū)域分別連接至穩(wěn)定裝置表面1的上覆層40和下覆層41而準備的一些凹槽23。這種連接夾類型元件20必須有足夠的柔性以被箍縮，使得借助于為此目的設置的凹槽23，將這種夾20的末端容納在飛行器機翼1的覆層40和41之間。針對制造工藝，根據(jù)本發(fā)明的新提出的配置相當大地促進和優(yōu)化了穩(wěn)定裝置1的覆層40和41的制造。由于它消除了陡坡6且還消除了它們表面上的潛在的將來的缺陷， 這降低了制造成本。另外，有了本發(fā)明的新設計，能夠防止由填充材料8的應用而產(chǎn)生的問題以及在飛行器處于服役中時引起的剝落。在根據(jù)本發(fā)明的后緣2的外表面上獲得的新的外觀是非常號的，這是因為表面的連續(xù)性是完整的且其空氣動力學性能也好的多(在于其消除了造成寄生阻力增大的臺階或陡坡6)；還將被考慮的事實有在后緣2的表面的外部上的改善的外觀意味著客戶的滿意度更高。假定可以與已知的裝配工藝相同的方式且部件的裝配以相同的裝配順序完成，根據(jù)本發(fā)明的新設計不會在連接夾類型元件20在后緣3上的裝配階段中出現(xiàn)任何問題。還必須考慮，與現(xiàn)有的已知的方案一起使用的工具也可用于新的設計。為了完成根據(jù)本發(fā)明的設計的裝配，密封劑22將必須被以與水平穩(wěn)定裝置1的其它的部件元件所進行的方式相同的方式應用到凹槽23至覆層40和41的連接的外部區(qū)域。因此，對于新夾20的裝配，僅需要利用部件的柔性以能夠箍縮它而將它插入到覆層40和41之間。 根據(jù)本發(fā)明的連接夾類型元件20將是金屬，且優(yōu)選地是鋁，用于保護提升裝置2 免遭閃電沖擊，且它們將優(yōu)選地通過鉚釘接頭連接至覆層40和41。通過比較，與已知的類型5相比，新設計的連接夾類型元件20的裝配所花費的時間(考慮夾類型元件20和5在兩個設計中被鉚至覆層40和41)將從1天半的工作日 (^ 12h)縮短至Ih的勞動，且最終節(jié)省了由此造成的制造成本。此外，根據(jù)本發(fā)明的設計，因為陡坡6將不再存在，因此避免在粘結陡坡6時在碳纖維中可能引起的可能問題，且這還將節(jié)省這種粘結所用的作業(yè)時間。與已知的設計相比， 所有的這些將在本發(fā)明的設計的制造和裝配時間與成本上帶來非常顯著的節(jié)省。還有上述的非常顯著的“非品質”的成本，其是在由于填充材料8的應用造成的外部油漆剝落時由于客戶抱怨產(chǎn)生的成本。另一方面，本發(fā)明的設計不會損害穩(wěn)定裝置表面1的電學連續(xù)性和排水，對于覆層40和41以及夾類型元件20還保留了在已知方案中使用的相同的材料。因此，與已知設計相比，本發(fā)明的新設計的主要的顯著優(yōu)點是如下-它提高了穩(wěn)定裝置表面1的品質和美觀；-它提高了穩(wěn)定裝置表面1的空氣動力學特性；-它簡化了水平穩(wěn)定裝置表面1的提升裝置2的覆層40和41的制造；-它改善了在水平穩(wěn)定裝置表面1上的連接夾類型元件20的裝配過程；和-它減小制造的單位成本。如在本發(fā)明的優(yōu)選的實施例中所描述的，與水平穩(wěn)定裝置1的提升裝置2的后緣3的幾何構型類似的幾何構型也可以用于飛行器的其它元件，在該情形中，本發(fā)明的設計可以應用至這些部件。這涉及飛行器的下述部件飛行器的垂直穩(wěn)定裝置的垂直舵的后緣，和機翼的后緣。 包含在由下述的權利要求限定的范圍內(nèi)的這些修改可以引入到上述的實施例中。
權利要求
1.一種飛行器穩(wěn)定裝置表面(1)的后緣(3)，其中所述表面(1)由復合材料制造，且包括外覆層GO)和內(nèi)覆層(41)，所述外覆層00)和內(nèi)覆層Gl)通過在所述后緣C3)上的連接夾類型元件00)連接，其特征在于，所述連接夾類型元件00)包括在其末端處的用于連接至所述穩(wěn)定裝置表面(1)的上和下覆層G0，41)的內(nèi)部區(qū)域的一些凹槽(23)，使得所述連接夾類型元件00)有足夠柔性以被箍縮，使得借助于這些凹槽(23將其末端容納在所述飛行器穩(wěn)定裝置表面⑴的所述外和內(nèi)覆層G0，41)之間，由此在其后緣(3)上的穩(wěn)定裝置表面(1)的外部區(qū)域形成為連續(xù)的沒有梯度變化的空氣動力學表面。
2.根據(jù)權利要求1所述的飛行器穩(wěn)定裝置表面(1)的后緣(3)，其特征在于，所述連接夾類型元件OO)由金屬材料制成。
3.根據(jù)權利要求2所述的飛行器穩(wěn)定裝置表面(1)的后緣(3)，其特征在于，所述連接夾類型元件OO)由鋁制成。
4.根據(jù)前述權利要求中任一項所述的飛行器穩(wěn)定裝置表面(1)的后緣(3)，其特征在于，所述連接夾類型元件OO)至所述外和內(nèi)覆層G0，41)的連接在它們的內(nèi)部區(qū)域中由鉚釘接頭完成。
5.根據(jù)前述權利要求中任一項所述的飛行器穩(wěn)定裝置表面(1)的后緣(3)，其特征在于，它還包括用于所述連接夾類型元件OO)的凹槽03)至所述穩(wěn)定裝置表面(1)的外和內(nèi)覆層G0，41)的連接的外部區(qū)域的密封劑02)。
6.根據(jù)前述權利要求中任一項所述的飛行器穩(wěn)定裝置表面(1)的后緣(3)，其特征在于，所述后緣(3)對應于飛行器水平穩(wěn)定裝置的升降舵O)的后緣。
7.根據(jù)權利要求1-5中任一項所述的飛行器穩(wěn)定裝置表面(1)的后緣(3)，其特征在于，所述后緣C3)對應于飛行器垂直穩(wěn)定裝置的垂直舵的后緣。
8.根據(jù)權利要求1-5中任一項所述的飛行器穩(wěn)定裝置表面(1)的后緣(3)，其特征在于，所述后緣(3)對應于飛行器的機翼的后緣。
9.根據(jù)前述權利要求中任一項所述的飛行器穩(wěn)定裝置表面(1)的后緣(3)，其特征在于，所述穩(wěn)定裝置表面(1)由復合材料制成。
10.根據(jù)權利要求9所述的飛行器穩(wěn)定裝置表面(1)的后緣(3)，其特征在于，所述穩(wěn)定裝置表面(1)由碳纖維制成。
全文摘要
一種飛行器穩(wěn)定裝置表面(1)的后緣(3)，所述表面(1)由復合材料制造，且包括外覆層(40)和內(nèi)覆層(41)，外覆層(40)和內(nèi)覆層(41)在后緣(3)上通過連接夾類型元件(20)連接，所述連接夾類型元件(20)包括在其末端處的用于連接至穩(wěn)定裝置表面(1)的上和下覆層(40，41)的內(nèi)部區(qū)域的一些凹槽(23)，使得連接夾類型元件(20)有足夠柔性以被箍縮，使得借助于這些凹槽(23)將其末端容納在飛行器穩(wěn)定裝置表面(1)的外和內(nèi)覆層(40，41)之間，由此在其后緣(3)上的穩(wěn)定裝置表面(1)的外部區(qū)域形成連續(xù)的沒有梯度變化的空氣動力學表面。
文檔編號B64C3/28GK102300770SQ200980155875
公開日2011年12月28日 申請日期2009年12月18日 優(yōu)先權日2008年12月18日
發(fā)明者弗朗西斯科·德·保拉·布爾戈斯加列戈, 阿爾貝托·巴沙岡薩雷斯 申請人:空客運營有限公司