CN102300770A - 飞行器稳定装置表面后缘 - Google Patents
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Abstract
一种飞行器稳定装置表面(1)的后缘(3)，所述表面(1)由复合材料制造，且包括外覆层(40)和内覆层(41)，外覆层(40)和内覆层(41)在后缘(3)上通过连接夹类型元件(20)连接，所述连接夹类型元件(20)包括在其末端处的用于连接至稳定装置表面(1)的上和下覆层(40，41)的内部区域的一些凹槽(23)，使得连接夹类型元件(20)有足够柔性以被箍缩，使得借助于这些凹槽(23)将其末端容纳在飞行器稳定装置表面(1)的外和内覆层(40，41)之间，由此在其后缘(3)上的稳定装置表面(1)的外部区域形成连续的没有梯度变化的空气动力学表面。
Description
技术领域
本发明涉及飞行器稳定装置表面的后缘的设计，尤其涉及飞行器的水平稳定装置的提升装置的后缘的设计。
背景技术
航空学的结构设计要求：在不损害部件的功能性和外部元件的美观的情况下，所述形成的设计保证实现空气动力学建立的指导方针。所有这些前提必须被同时满足，并且还推荐要优化制造航空结构的时间和成本。
由复合材料且尤其是碳纤维制造的飞行器的水平稳定装置的提升装置的后缘区域，当前在由碳纤维制成的覆层至典型地由金属材料制成的连接夹类型的元件的连接中呈现出梯度区域的陡坡或变化，从而提升装置被保护不受闪电冲击。
因此，尤其由水平稳定装置表面的提升装置的覆层所呈现的梯度陡坡或梯度变化可能有时和由于几何构型的困难在碳纤维和气穴中形成皱纹，这导致了这些区域的后来的分层。这些分层需要费力的修复过程，其在大多数有利的情况下包括最小5小时的劳动，这是因为需要应用新的循环的高压釜来固化出问题的表面。另一方面，还必须考虑剥离这些区域所需要的作业时间以及在所述过程期间进行密切监控和连续的控制。
因此，在连接中的梯度的这种陡坡或变化造成了基本问题，其是所述表面缺少空气动力学的连续性。已经以不同的已知的方式尝试解决这一问题。
这些方案的其中之一是在覆层至连接夹类型元件的连接区域中使用空气动力学填充材料，使得这种填充物将使得覆层的这些连接夹类型的元件与覆层本身平齐，因此实现了所述表面外观或质量的改善且改善了其的连续性，同时实现了这一表面的更好的空气动力学性能。这种空气动力学填充材料的问题在于，它在航空器中服役寿命期间易于断裂，它还引起了外表面油漆的相应的断裂和随后的剥落，且由于所述表面的外观严重劣化造成接收航空器的客户的最终的抱怨。
另一种已知的方案是填充将被处理的区域，即，在它们连接至覆层(借助于密封剂材料条)的位置处的连接夹元件的边缘。这种方案不会保持连接夹和覆层之间的连续性，且因此外表面的视觉外观不太好。另外，这种方案受到空气动力学惩罚，也就是说，其导致航空器的寄生阻力增大。
因此，就它们的品质以及在它们的装配和制造的实际过程而言，需要解决上述的表面的问题。
提出了本发明用以解决上述的问题。
发明内容
因此，本发明涉及飞行器稳定装置表面的后缘的设计，且尤其涉及飞行器的水平稳定装置的提升装置的后缘的设计。与本发明相同的设计还可以用于其它的飞行器表面的后缘，例如用于飞行器的垂直稳定装置的垂直舵，或飞行器机翼的后缘。
根据本发明的由复合材料和典型地由碳纤维制成的用于飞行器稳定装置表面的后缘设计使得：至这种稳定装置表面的上和下覆层的连接由连接夹类型元件完成，并且在所述连接中不必使用空气动力学填充材料或密封剂材料条。这避免了表面之间的梯度的陡坡或变化的出现以及这些连接造成的上述问题。
本发明的连接夹类型元件包括在其末端处为了通过内部区域分别连接至稳定装置表面的上覆层和下覆层而在其末端处准备的一些凹槽。这种连接夹类型元件必须足够柔性以被箍缩，使得借助于为此目的设置的凹槽将所述夹的末端容纳在飞行器机翼的覆层之间。
因此，根据本发明的稳定装置表面被更加容易地制造，相当大地促进且优化了其覆层的制造。另外，它消除了表面的梯度陡坡或变化，由此消除了潜在的将来的缺陷。
在关于附图的其的目的示例性实施例的下述详细描述中提供了本发明的其它特点和优点。
附图说明
图1显示在传统的飞行器中包括提升装置的水平稳定装置的视图。
图2显示在传统的飞行器中的水平稳定装置的提升装置。
图3显示根据现有技术的水平稳定装置的提升装置的后缘的设计的细节。
图4显示根据现有技术的水平稳定装置的提升装置的后缘的设计的横截面细节，其中使用了空气动力学填充材料。
图5显示根据现有技术的水平稳定装置的提升装置的后缘的设计的横截面细节，其中使用了密封剂材料条。
图6a和6b显示根据本发明的水平稳定装置的提升装置的后缘的设计的横截面。
图7显示根据本发明的在水平稳定装置的提升装置的后缘的设计中的夹类型元件至稳定装置覆层的连接的细节的横截面。
具体实施方式
因此，本发明涉及飞行器稳定装置表面的后缘的设计，且尤其涉及飞行器的水平稳定装置1的提升装置2的后缘3的设计。
根据现有技术(图4)，在用于连接水平稳定装置1中的提升装置2的上覆层和下覆层40和41的夹类型元件5的连接中使用的一种方案是，使用空气动力学填充材料8，使得这种填充物8使这些覆层连接夹类型元件5与覆层40和41本身平齐，因此实现所述表面的外观或品质改善且改善了其连续性，且同时实现所述表面有更好的空气动力学性能。
另一种已知的方案(图5)是借助于密封剂类型材料条9填充将被处理的区域，即，它们连接至覆层40、41的位置处的连接夹元件5的边缘。
根据本发明，设计了新的连接夹20，其不必使用填充材料8和使用密封剂材料条9，从而实现好的空气动力学表面。另外，依据本发明，稳定装置1的提升装置2的后缘3不包括任何梯度的陡坡6或变化，由此获得的外部连接沿着所述表面是连续的。
根据本发明，在由复合材料且典型地由碳纤维制成的飞行器稳定装置表面1上的后缘3的设计，使得分别至这种稳定装置表面1的上覆层和下覆层40和41的连接由连接夹类型元件20制成，在该连接中不使用空气动力学填充材料8或密封剂材料条9。这避免了在覆层40和41的外表面上的梯度的陡坡6或变化的出现，以及这些连接所造成的问题。
本发明的连接夹类型元件20包括在其末端处的为通过内部区域分别连接至稳定装置表面1的上覆层40和下覆层41而准备的一些凹槽23。这种连接夹类型元件20必须有足够的柔性以被箍缩，使得借助于为此目的设置的凹槽23，将这种夹20的末端容纳在飞行器机翼1的覆层40和41之间。
针对制造工艺，根据本发明的新提出的配置相当大地促进和优化了稳定装置1的覆层40和41的制造。由于它消除了陡坡6且还消除了它们表面上的潜在的将来的缺陷，这降低了制造成本。
另外，有了本发明的新设计，能够防止由填充材料8的应用而产生的问题以及在飞行器处于服役中时引起的剥落。在根据本发明的后缘2的外表面上获得的新的外观是非常号的，这是因为表面的连续性是完整的且其空气动力学性能也好的多(在于其消除了造成寄生阻力增大的台阶或陡坡6)；还将被考虑的事实有：在后缘2的表面的外部上的改善的外观意味着客户的满意度更高。
假定可以与已知的装配工艺相同的方式且部件的装配以相同的装配顺序完成，根据本发明的新设计不会在连接夹类型元件20在后缘3上的装配阶段中出现任何问题。还必须考虑，与现有的已知的方案一起使用的工具也可用于新的设计。为了完成根据本发明的设计的装配，密封剂22将必须被以与水平稳定装置1的其它的部件元件所进行的方式相同的方式应用到凹槽23至覆层40和41的连接的外部区域。因此，对于新夹20的装配，仅需要利用部件的柔性以能够箍缩它而将它***到覆层40和41之间。
根据本发明的连接夹类型元件20将是金属，且优选地是铝，用于保护提升装置2免遭闪电冲击，且它们将优选地通过铆钉接头连接至覆层40和41。
通过比较，与已知的类型5相比，新设计的连接夹类型元件20的装配所花费的时间(考虑夹类型元件20和5在两个设计中被铆至覆层40和41)将从1天半的工作日(≈12h)缩短至1h的劳动，且最终节省了由此造成的制造成本。
此外，根据本发明的设计，因为陡坡6将不再存在，因此避免在粘结陡坡6时在碳纤维中可能引起的可能问题，且这还将节省这种粘结所用的作业时间。与已知的设计相比，所有的这些将在本发明的设计的制造和装配时间与成本上带来非常显著的节省。
还有上述的非常显著的“非品质”的成本，其是在由于填充材料8的应用造成的外部油漆剥落时由于客户抱怨产生的成本。
另一方面，本发明的设计不会损害稳定装置表面1的电学连续性和排水，对于覆层40和41以及夹类型元件20还保留了在已知方案中使用的相同的材料。
因此，与已知设计相比，本发明的新设计的主要的显著优点是如下：
-它提高了稳定装置表面1的品质和美观；
-它提高了稳定装置表面1的空气动力学特性；
-它简化了水平稳定装置表面1的提升装置2的覆层40和41的制造；
-它改善了在水平稳定装置表面1上的连接夹类型元件20的装配过程；和
-它减小制造的单位成本。
如在本发明的优选的实施例中所描述的，与水平稳定装置1的提升装置2的后缘3的几何构型类似的几何构型也可以用于飞行器的其它元件，在该情形中，本发明的设计可以应用至这些部件。这涉及飞行器的下述部件：飞行器的垂直稳定装置的垂直舵的后缘，和机翼的后缘。
包含在由下述的权利要求限定的范围内的这些修改可以引入到上述的实施例中。
Claims (10)
1.一种飞行器稳定装置表面(1)的后缘(3)，其中所述表面(1)由复合材料制造，且包括外覆层(40)和内覆层(41)，所述外覆层(40)和内覆层(41)通过在所述后缘(3)上的连接夹类型元件(20)连接，其特征在于，所述连接夹类型元件(20)包括在其末端处的用于连接至所述稳定装置表面(1)的上和下覆层(40，41)的内部区域的一些凹槽(23)，使得所述连接夹类型元件(20)有足够柔性以被箍缩，使得借助于这些凹槽(23将其末端容纳在所述飞行器稳定装置表面(1)的所述外和内覆层(40，41)之间，由此在其后缘(3)上的稳定装置表面(1)的外部区域形成为连续的没有梯度变化的空气动力学表面。
2.根据权利要求1所述的飞行器稳定装置表面(1)的后缘(3)，其特征在于，所述连接夹类型元件(20)由金属材料制成。
3.根据权利要求2所述的飞行器稳定装置表面(1)的后缘(3)，其特征在于，所述连接夹类型元件(20)由铝制成。
4.根据前述权利要求中任一项所述的飞行器稳定装置表面(1)的后缘(3)，其特征在于，所述连接夹类型元件(20)至所述外和内覆层(40，41)的连接在它们的内部区域中由铆钉接头完成。
5.根据前述权利要求中任一项所述的飞行器稳定装置表面(1)的后缘(3)，其特征在于，它还包括用于所述连接夹类型元件(20)的凹槽(23)至所述稳定装置表面(1)的外和内覆层(40，41)的连接的外部区域的密封剂(22)。
6.根据前述权利要求中任一项所述的飞行器稳定装置表面(1)的后缘(3)，其特征在于，所述后缘(3)对应于飞行器水平稳定装置的升降舵(2)的后缘。
7.根据权利要求1-5中任一项所述的飞行器稳定装置表面(1)的后缘(3)，其特征在于，所述后缘(3)对应于飞行器垂直稳定装置的垂直舵的后缘。
8.根据权利要求1-5中任一项所述的飞行器稳定装置表面(1)的后缘(3)，其特征在于，所述后缘(3)对应于飞行器的机翼的后缘。
9.根据前述权利要求中任一项所述的飞行器稳定装置表面(1)的后缘(3)，其特征在于，所述稳定装置表面(1)由复合材料制成。
10.根据权利要求9所述的飞行器稳定装置表面(1)的后缘(3)，其特征在于，所述稳定装置表面(1)由碳纤维制成。
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