DE69902883T2

DE69902883T2 - Doppelwändige platte

Info

Publication number: DE69902883T2
Application number: DE69902883T
Authority: DE
Inventors: James Dean; Weston Jones; Thierry Rougier; Trevor Watmough
Original assignee: Hurel Hispano UK Ltd
Current assignee: Safran Nacelles Ltd
Priority date: 1998-02-07
Filing date: 1999-02-05
Publication date: 2003-05-08
Anticipated expiration: 2019-02-06
Also published as: GB9802597D0; US6405978B1; EP1053175B1; WO1999039976A1; EP1053175A1; DE69902883D1; ES2183513T3

Description

Die vorliegende Erfindung betrifft Platten oder Paneelen sowie ein Verfahren zur Herstellung solcher Platten sowie verstärkte Strukturen sowie ein Verfahren zur Herstellung solcher Strukturen und insbesondere Flugzeugplatten.
Platten haben eine erste Haut- oder Schichtstruktur bestehend aus einer ersten Haut sowie einer zweiten Hautstruktur, wobei ein Teil der zweiten Haut bewegbar in Richtung zur ersten Haut ist, wie dies in den ersten vier Zeilen eines jeden der Ansprüche 1, 20 und 21 beschrieben ist und wie sie aus der NL 9300944 A oder der GB 884349 A bekannt sind.
Die Fig. 1 ist eine Querschnittsansicht durch einen Teil einer bekannten Flugzeugstruktur.
Der Ausschnitt zeigt eine wabenförmige Struktur 11 auf einer äußeren Haut 13 sowie eine wabenförmige Struktur 15 auf einer inneren Haut 10. Der Ausschnitt wird aufgebaut in einer Serie von Herstellungsschritten, die umfassen:
Auflegen der Haut 10 auf einen Former und Aushärten dieser Haut,
Auflegen der Wabenstruktur 15 auf die Haut,
Auflegen peripherer Häute 17 um die Peripherie der Struktur 15, um die Struktur 15 an Ort und Stelle zu halten.
Die innere Haut 10 wird anschließend durch Bohren perforiert, um den akustischen wabenförmigen Platten zu ermöglichen, die von der Schubumkehr ausgehenden Geräusche zu reduzieren.
Die äußere Haut wird anschließend in gleicher Weise geformt und mit der inneren Haut durch Nieten von Endabschnitten 19 und 21 an beiden Bereichen sowie Nieten von Zwischenverbindungselementen 23 an beide Bereiche verbunden.
Die inneren und äußeren Häute formen folglich eine strukturelle Bauteileinheit mit einer erheblichen Festigkeit und Steifigkeit. Jedoch existieren Nachteile bei solch einer Flugzeugplatte.
Ein Nachteil besteht in der Vielzahl von Herstellungsschritten, die bei der Herstellung der Platte erforderlich sind. Die äußere Haut wird zuerst geformt in deren verschiedenen Schritten, worauf anschließend die wabenförmigen Strukturen befestigt werden, worauf dann die innere Haut mit deren zahlreichen Herstellungsschritten daran befestigt wird. Dies ist zeitaufwendig. Darüber hinaus ist es zeitaufwendig, alle Nieten zu befestigen. Ein weiterer Nachteil bei dem Herstellungsverfahren ist, dass die innere Haut in einer Reihe von Schritten hergestellt wird, bevor sie an die äußere Haut angenietet wird.
Die Wabenform erzeugt Geräuschverminderung sowie Festigkeit. Jedoch muss die Haut 10 durchbohrt werden, um zu bewirken, dass die Wabenstrukturwirkung als ein Geräuschminderer funktioniert, wodurch eine erhebliche Verringerung der Festigkeit der Platte bewirkt wird.
Abgesehen von den Herstellungsschwierigkeiten existieren auch erhebliche Betriebsprobleme. Sollte die Außenseite der äußeren Haut einem Aufprall von einem fallengelassenen Werkzeug ausgesetzt werden oder durch einen Transporter angeschlagen werden, so wirkt in diesem Fall die notwendige Steifigkeit des einstückigen strukturellen Paneels der Fähigkeit des Paneels entgegen, einem Aufprallschaden zu widerstehen. Solch ein Paneel oder Platte würde unter einem Schaden leiden, der eine erneute Reparatur noch vor einem Fliegen erforderlich macht und zwar bereits bei einem Aufprall, der kleiner ist als 5 Joules. Die Reparatur einer Wabenstruktur ist äußerst teuer.
Wenn darüber hinaus die Platte beschädigt wird, ist es erforderlich, die gesamte Tür zu ersetzen, wenn die inneren und äußeren Häute zusammenwirken, um die verstärkte Struktur bereit zu stellen. Folglich kann eine beschädigte äußere Haut nicht ausgebessert werden, so dass es notwendig ist, das Flugzeug am Boden zu halten, bis eine neue Platte eingesetzt werden kann. Um darüber hinaus die Platte zu reparieren oder interne Teile der Platte zu inspizieren gerade in dem Fall, wenn sie durch einen Aufprall beschädigt worden ist, ist es erforderlich, die Platte durch Entfernen zahlreicher Verbindungsnieten zu entmanteln. Dies stellt eine Vorgehensweise dar, die an den meisten Flughäfen nicht verfügbar ist. Folglich muss eine neue Platte eingeflogen und die alte Platte irgendwo hin für deren Demontage, Reparatur und Rekonstruktion gebracht werden.
Es ist eine Aufgabe der vorliegenden Erfindung, zu versuchen, zumindest einige der vorstehend genannten Nachteile zu überwinden.
Dies wird mittels einer Platte gemäß dem Patentanspruch 1, 20 und 21 erreicht, wobei weitere Ausführungsbeispiele durch die Unteransprüche definiert sind.
Die vorliegende Erfindung kann auf unterschiedliche Weisen ausgeführt werden, wobei einige Ausführungsbeispiele nachfolgend mit Bezug auf die begleitenden Zeichnungen beschrieben werden, in welchen:
Fig. 2 einen schematischen Querschnitt durch eine Flugzeugplatte eines Schubumkehrers 16 ist, welche eine innere Haut 18 sowie eine äußere Haut 20 hat;
Fig. 3 eine Querschnittsseitenansicht der äußeren Haut 20 ist, wobei die Fig. 4 und 5 Details von Teilen gemäß der Fig. 3 zeigen;
Fig. 6 eine Perspektivenansicht der äußeren Haut 20 ist, gesehen aus der Achtern-Richtung und der Außenseite der Platte;
Fig. 7 eine vergrößerte Schnittansicht durch eine Flügelversteifung an der äußern Haut 20 ist;
Fig. 8 eine Tabelle ist, die die bevorzugte Ausrichtung der fortlaufenden Fasern jeder Schicht zeigt;
Fig. 9 eine vergrößerte Ansicht ähnlich zu jeder gemäß der Fig. 7 ist, und eine alternative Form einer Flügelaussteifung zeigt;
Fig. 10 eine Ansicht von der nach innen zugewandten Seite einer äußeren Haut ist mit den Aussteifungen gemäß der Fig. 8;
Fig. 10A eine Endansicht gemäß der Fig. 10 ist;
Fig. 11 eine Ansicht ist, die die bevorzugte Ausrichtung kontinuierlicher Fasern der Schichten zeigt, wie sie in Fig. 9 dargestellt sind;
Fig. 12 eine Perspektivenansicht der inneren Haut 18 ist;
Fig. 12A eine Explosionsdarstellung des inneren Abschnitts der Haut gemäß der Fig. 1 ist, welche die Honigwabenplatte 80 sowie die perforierte Platte 82 zeigt;
Fig. 12B eine Querschnittsansicht durch die Bug und Heckrichtung gemäß Fig. 12 ist;
Fig. 13 eine detaillierte Ansicht ist, welche die Form von zwei der Aussteifungen auf der inneren Haut 18 zeigt;
Fig. 14, 15 und 16 Einzelheiten zeigen, die die Orte verschiedener Laminate darstellen, welche in der äußeren Haut verwendet werden;
Fig. 17 bis 19 Tabellen sind, welche die Ausrichtung von verlängerten Fasern darstellen, die in verschiedenen Schichten der äußeren Haut verwendet werden;
Fig. 20 eine Perspektivenansicht einer verstärkten Struktur zeigt, die in einer Platte eines Schubumkehrers oder eines anderen Teils eines Flugzeuges verwendet wird oder sogar in irgendeiner Anwendung, bei welcher Festigkeit erforderlich ist;
Fig. 20A eine Ansicht in Richtung des Pfeils 20A gemäß der Fig. 20 ist, welche die Startpunkte für die Schichtauflagen für das zentrale Rechteck zeigen;
Fig. 20B längs der Linie 20B in Fig. 20 genommen ist, und die Beziehung zwischen den Schichten 1 bis 19 der Aussteifungen 54 zeigt;
Fig. 20C einen Querschnitt durch 20c-20c in Fig. 20 ist und die Ausrichtung von Schichten in den Verbindungen zwischen den Aussteifungen zeigt, wobei die Fig. 20D eine Tabelle ist, welche die Ausrichtung der fortlaufenden Fasern dieser Schichten zeigt;
Fig. 20E eine Endansicht einer Aussteifung 54 gemäß der Fig. 20 ist, die die Ausrichtung der Schichten zeigt und wobei Fig. 20F eine Tabelle ist, welche die relative Ausrichtung der fortlaufenden Fasern in diesen Schichten darstellt;
Fig. 21 eine Schnittansicht ist, welche die Laminate zeigt, die auf dem Schnitt 21-21 in Fig. 20 vorherrschen;
Fig. 22 eine Tabelle ist, welche die Ausrichtung der fortlaufenden Fasern in Fig. 21 zeigt;
Fig. 23 eine Schnittansicht auf den Linien 23-23 in Fig. 19 ist, welche die Laminate in diesem Bereich zeigt;
Fig. 24 eine Tabelle ist, welche die Ausrichtung der fortlaufenden Fasern in Fig. 23 darstellt;
Fig. 25 eine Schnittansicht ist, welche die Laminate zeigt, die auf dem Schnitt 25-25 in Fig. 21 vorherrschen;
Fig. 26 eine Tafel ist, welche die Ausrichtung der fortlaufenden Fasern in den Laminaten zeigen, welche in der Fig. 25 dargestellt sind und
Fig. 27 eine Ansicht einer inneren Haut für einen äußeren Propellerkanalaufbau zeigt, und zwar vom Heck sowie von der Außenseite aus gesehen.
Wie in der Fig. 2 dargestellt wird, hat die Tür 16 eine innere Haut 18 sowie eine äußere Haut 20. Obgleich die inneren und äußeren Häute um deren Umfang herum miteinander befestigt sind, wie schematisch in 22 dargestellt ist, so sind diese Verbindungen lösbar. Die Häute bzw. dünnen Schichten 18 und 20 sind anderenfalls nicht miteinander verbunden, sondern sind vielmehr außer Kontakt voneinander über deren gemeinsame Erstreckung hinweg. Die äußere Haut 20 kann flexibler sein als die innere Haut.
Die äußere Haut hat eine Mehrzahl von im Allgemeinen parallel beabstandeten Flügelversteifungen oder Verstärkungen 24, welche einwärts des zwischen den beiden Häuten ausgebildeten Hohlraums vorstehen. Die innere Haut 18 hat eine Anzahl von T-förmigen Verstärkungen 28, die einwärts in den Hohlraum zwischen den beiden Häuten vorstehen, wobei die Verstärkungen 28 im Allgemeinen parallel zueinander sind. Obgleich nicht gezeigt, können Verstärkungen an der inneren Haut 18 innerhalb des Hohlraums senkrecht zu den Verstärkungen 28 verlaufen.
Die innere Haut 18, welche die Verstärkung 28 hat, weist im Wesentlichen die gesamte Struktur auf, die erforderlich ist, normalen Betriebslasten zu widerstehen, obgleich die äußere Haut 20 geringfügig die strukturelle Festigkeit der Tür unterstützen kann, was nicht deren Hauptzweck ist. Die äußere Haut hat zwei Hauptfunktionen.
Eine Funktion der äußeren Haut 20 ist es, eine glatte Oberfläche zu schaffen, um den linearen sanften Luftstrom über die Platte zu unterstützen. Dies wird dadurch möglich, dass keine Verbindungen längs ihrer Hauptausdehnung mit anderen Teilen der Platte existieren wie bsw. Verbindungen von deren Außenseite zu deren Flansche hin und keine Verbindungen zu Flanschen der inneren Haut.
Eine weitere Funktion besteht darin, ein flexible äußere Schicht zu schaffen, die in der Lage ist, Schläge wie bsw. solche, die aus dem Herabfallen von Werkzeugen auf die Platte zu widerstehen, ohne dass die Platte innere strukturelle Festigkeit verliert. Solche Aufschläge werden in weitem Umfang durch die äußere Haut absorbiert, die sich flexibel einwärts in Richtung zur inneren Haut verformt. Diese Einwärtsbewegung wird erlaubt, weil die Flügelverstärkungen 24 in Richtung zu den Verstärkungen 28 sich bewegen können und zwischen jenen Verstärkungen sich bewegen oder kurz vor den Verstärkungen 28 sowie jeden Querverstärkungen auf der inneren Haut anhalten. Es ist möglich, dass die Verstärkungen auf der äußeren Haut gegen die inneren Verstärkungen auf eine entsprechende Bewegung der äußeren Haut hin anschlagen. Jedoch ist zu einem Zeitpunkt, in welchem dies passiert, nahezu die gesamte Energie von dem Aufprall bereits absorbiert worden. Alternativ hierzu kann die äußere Haut gegen die Verstärkungen der inneren Haut anschlagen, wenn die äußere Haut einer signifikanten Aufprallenergie ausgesetzt ist.
Folglich wird der strukturelle Verstärkungsabschnitt der Platte, welcher durch die innere Haut geschaffen wird, nicht nachteilig durch Aufschläge beeinträchtigt, so dass vielmehr Aufschläge von ungefähr 50 Joules ohne strukturelle Schäden widerstanden werden können. Sollte ein Aufprall ausreichend groß sein, um einen Schaden zu verursachen, dann wird dieser Schaden zuerst auf der äußeren Haut auftreten und daher sichtbar sein. Da die äußere Haut nicht strukturell ist, ist das Flugzeug nach wie vor in der Lage zu fliegen, bis die äußere Haut repariert werden kann. Alternativ hierzu kann die äußere Haut repariert werden an den meisten Flughäfen, da eine Abdeckung darauf angehaftet werden kann oder ein Loch mit den Grundeinrichtungen des Flughafens abgedeckt werden kann, da es nicht erforderlich ist, eine lastaufnehmende Haut zu reparieren. Die äußere Haut kann von der inneren Haut abgenommen werden, ohne dass die Platte vom Flugzeug entfernt werden muss. Ein Entfernen der äußeren Haut ermöglicht auch, die innere Haut zu untersuchen.
Falls der Aufprall sehr groß ist, und die äußere Haut die Verstärkungen von der inneren Haut berührt, dann wird die Aufpralllast auf die innere Struktur übertragen. Die Verstärkungen können an ihren Enden an der inneren Haut eine Fehlfunktion erhalten und sich von dieser beabstanden. Jedoch wird der Aufprall absorbiert und die Basisstruktur wird in Takt und funktionstüchtig bleiben, obgleich eine Reparatur erforderlich sein kann, bevor die Struktur einem ähnlichen Aufprall an der gleichen Stelle Widerstand halten kann. Tatsächlich kann aus dem Vorstehenden entnommen werden, dass je größer oder flexibler oder dünner die äußere Schicht ist, desto größer kann die absorbierbare Last sein. Folglich ist im Gegensatz zu herkömmlichen Überlegungen die äußere Haut so konstruiert, dass sie relativ dünn und flexibel ist. Die Herstellung sowie der Aufbau der inneren und äußeren Häute wird nachfolgend beschrieben.
Wie in den Fig. 3 bis 7 dargestellt ist, hat die äußere Haut 20 vier Flügelverstärkungen 24, welche parallel zueinander in einer Richtung transvers zu der Bug-Heck-Richtung verlaufen. Die Haut 20 ist leicht in die Bug- und Heck-Richtung gekrümmt und ebenfalls in einer Richtung senkrecht dazu.
Die Haut ist vier Schichten dick längs ihrer Haupterstreckung mit 15 Schichten an den oberen und unteren Enden 30 und 32 der Haut in einer Bug-Heck-Richtung.
Die Haut wird montiert und geformt auf einmal durch Plazieren einer Carbonfiberschicht 1, deren fortlaufende Fasern sich von der Ober- zur Unterseite auf einer geformten Abstützung (nicht gezeigt) erstrecken. Dann werden an jedem oberen und unteren Ende 30 und 32 vier weitere Schichten 2, 3, 4 und 5 lediglich längs der Enden 30 und 32 plaziert. Hierauf wird eine weitere, sich von oben nach unten erstreckende Schicht 6 aufgelegt, bevor drei weitere Schichten 7, 8 und 9 lediglich an den Enden aufgelegt werden, gefolgt durch eine Schicht 10 von der Oberzu der Unterseite, vier weiteren Schichten 11 bis 14 lediglich an den Enden und schließlich eine Schicht 15, die sich von oben nach unten erstreckt.
Die Schichten, welche sich von der Ober- zur Unterseite erstrecken, können ihre fortlaufenden Fasern derart haben, dass sie sich in der Richtung erstrecken wie die Schichten an lediglich den Enden. Alternativ können die Schichten lediglich an den Enden ihre fortlaufenden Fasern so haben, dass sie sich in einem Winkel zu der Richtung von oben nach unten erstrecken. Falls gewünscht, können zumindest einige jener Schichten, die sich von der Ober- zur Unterseite erstrecken, ihre fortlaufenden Fasern so haben, dass sie sich in Bug-Heck- Richtung erstrecken.
Die Verstärkungen 24 werden dann auf der Schicht 15 aufgebaut, wobei jede Verstärkung eine invertierte T-förmige Schicht 16 hat, wobei der Balken des T auf der Schicht 15 aufliegt, wobei zwei weitere rechtwinklige Schichten 17 und 18 in jedem der Winkel des T liegen, um die Versteifungen bzw. Verstärkungen auszuformen.
Die fortlaufenden Fasern der Schichten der Verstärkungen sowie die Richtung, welche die fortlaufenden Fasern der Haut nehmen, sind in der Fig. 8 mit Bezug auf die Winkel gezeigt, welche in der Fig. 6 angezeigt sind.
Werkzeuge werden dann so ausgerichtet, dass sie die Schichten in Position halten, bevor der Kunststoff ausgehärtet ist und die Fasern carbonisiert sind, um die gezeigte Platte zu formen. Die Enden 30 und 32 haben dann Senklöcher 34, welche durch ihre 15 Schichten gebohrt sind, um Schrauben zu ermöglichen, durch diese hindurch zu dringen, um der äußeren Haut bzw. dünnen Schicht zu ermöglichen, lösbar auf der inneren Schicht montiert zu werden oder zu ermöglichen, dass Griffe an der Schicht befestigt werden können, so dass die Festigkeit der Haut getestet werden kann.
In den Fig. 9, 10 und 10A ist eine modifizierte innere Haut dargestellt.
Die Haut wird durch Auflegen von vier Schichten 1, 2, 3 und 4 von der Ober- zur Unterseite hin ausgeformt. Jedes Ende erhält dann sieben weitere Schichten 5 bis 11. Die Verstärkungen 36 sind aus einem I-Abschnitt und werden aufgebaut durch Auflegen von zwei U-förmigen Schichten 16 und 21 Rücken an Rücken, deren jeweils freie Enden voneinander abgewandt sind. Nachträgliche U-förmigen Schichten 15 bis 12 werden dann innerhalb des Bauteils 16 angeordnet, wobei ähnliche Schichten innerhalb der Schicht 21 angeordnet werden, um die in der Fig. 8 gezeigte Konfiguration auszubilden. Werkzeuge halten die Schichten am Platz. Aushärten und Carbonisieren wird anschließend ausgeführt.
Die fortlaufenden, durchgehenden Fasern der Schichten haben eine Ausrichtung, wie sie in der Fig. 11 gezeigt ist.
Fig. 10 zeigt, dass jede Verstärkung 36 kurz vor der Ober- und Unterseite der Haut aufhört. Um die Beibehaltung der Position der Versteifungen auf den Häuten, auf welchen sie ausgeformt sind zu unterstützen, sind herkömmliche Nieten oder bekannte Z- Nieten zwischen jenen Teilen an jedem Ort verwendet worden, wo eine Beabstandung tendentiell entweder während der herkömmlichen Verwendung oder als ein Ergebnis eines Aufpralls auf der Haut auftreten kann.
Die Konstruktion der inneren Haut 18 wird nachfolgend beschrieben. Es ist bevorzugt, dass mit der äußeren Haut 20 auch die innere Haut 18 in einem Gussverfahren hergestellt werden kann.
Die innere Haut 18 gemäß der Fig. 12 hat eine Basis 41, welche einen Rücksprung 46 hat, der sich in einen Hohlraum erstreckt, der während der Verwendung zwischen den inneren und äußeren Häuten ausgeformt wird. Eine Aluminiumwabenstruktur (nicht gezeigt) ist in diesem Rücksprung angeordnet. Eine Haut überdeckt anschließend die freiliegenden Waben und ist über deren Erstreckung hinweg perforiert, um der Wabenstruktur zu ermöglichen, hauptsächlich als ein Geräuschverminderungsabschnitt zu funktionieren. Es ist folglich bevorzugt, dass die innere Haut sich über die gesamte Strecke der Basis erstreckt, ohne durch Perforationen geschwächt zu werden. Hauptsächlich ist es die Haut, die nachfolgend die Wabenstruktur überdeckt, welche perforiert und geschwächt ist.
Obgleich die Wabenstruktur einige Festigkeit der inneren Haut verleiht, so kommt der Hauptteil dieser Festigkeit aus den I- förmigen Versteifungen 42 und 43, den teilweise I-förmigen Versteifungen 44 und der Versteifung 45 mit zwei parallelen Flanschen, die durch ein gekrümmtes Zwischenstück verbunden sind. Wenn Aussteifungen sich über die Wabenstruktur erstrecken, ermöglichen die Aussteifungen, obgleich die Schichten auf jeder Seite der Wabenstruktur perforiert und damit geschwächt ist, dass die innere Haut fest bleibt.
Die Wabenstruktur kann eine Antenne oder eine elektronische Einrichtung aufweisen. Wenn die Wabenstruktur aus Metall ist, dann kann das Metall eine Antenne aufweisen. Folglich hat die Wabenstruktur eine Funktion, welche die Verringerung des Gewichtes irgendwo erlaubt. Die Wabenstruktur kann auch Luft in die Struktur ansaugen, wodurch Geräusche reduziert werden und die Stromlinienform der Struktur verbessert wird.
Das Ende 47 der Basisschicht 42 ist nach außen und aufwärts gebogen und anschießend parallel mit dem Halter des Hauptteils der Basisschicht 41 ausgerichtet, um mit diesem parallelen Abschnitt einen Flansch zu schaffen.
Der Zusammenbau sowie die Herstellung der inneren Haut wird nachfolgend beschrieben.
Zuerst wird eine Mehrzahl von rechteckigen oder quadratischen Schichten (nicht gezeigt) auf einer Werkzeugseite plaziert. Dann wird die Wabenstruktur auf diesen Schichten plaziert, wobei die Schichten über die Wabenstruktur auf allen Seiten vorstehen. Dann werden weitere Schichten hinzugefügt, welche 1, 2, 3 und 4 gemäß der Fig. 16 aufweisen, wobei die Ausrichtung der fortlaufenden Fasern von diesen in der Fig. 19 dargestellt ist. Die Laminate 1, 2, 3 und 4 erstrecken sich im Wesentlichen über die gesamte Fläche der einen Seite des Werkstücks, über den vorstehenden Teil der Laminate, welche ursprünglich auf der Werkzeugseite plaziert waren und über die verbleibende freiliegenden Oberfläche der Wabenstruktur. Anschließend werden die Laminate 15 bis 18 hinzugefügt, um geneigte, parallel beabstandete Flächen 48 und 49 in Richtung zur Ober- und Unterseite derart auszuformen, dass die Haut in den Bug- und Heckbereichen verdickt wird. Schließlich wird für die Basisschicht das Laminat 19 hinzugefügt, um die freiliegenden gestaffelten Kanten der Laminate 5 bis 18 gemäß der Fig. 16 zu überdecken. Die Ausrichtung der fortlaufenden Fasern in den Laminaten 5 bis 19 ist der Fig. 19 dargestellt.
Die Verstärkungen 42, 43, 44 und 45 werden in Position montiert. Die Verstärkung 42 erstreckt sich weiter weg von der Basisschicht 41 als die Verstärkung 43, die sich wiederum weiter weg von der Basisschicht erstreckt, als die Verstärkungen 44. Jedoch erstrecken sich alle Verstärkungen 42 bis 44 über und jenseits der Wabenstruktur, wobei deren oberer Flansch von der Basis des Formwerkzeugs wegsteht, und zwar mit einer vorbestimmten Distanz. Folglich sind deren Flansche, welche sich normal zu der Basisschicht erstrecken, geneigt, um in ihrer Tiefe verringert zu werden, wenn sie sich über die geneigte Kante 50 erstrecken, welche durch die Kante der Wabenstruktur definiert wird, und in ihrer Tiefe reduziert sind über die Wabenstruktur selbst, nachdem sie geneigt werden, um hinsichtlich ihrer Tiefe wieder vergrößert zu werden, wenn sie die Wabenstruktur verlassen.
Die Fig. 14 zeigt die Konstruktion der Laminate 1 bis 5 in den Versteifungen 42 und 43, wobei die Tabelle in der Fig. 18 die Ausrichtung der fortlaufenden Fasern in diesen Laminaten zeigt. Die Fig. 15 zeigt die Konstruktion der Verstärkung 44 mit den Laminaten 1 bis 5, wobei die Tabelle in Fig. 17 die Ausrichtung der fortlaufenden Fasern dieser Laminate zeigt.
Die Konstruktion gemäß der Fig. 12 wird am Platz gehalten mittels geeigneter Werkzeuge, bevor sie ausgehärtet und mit der Struktur anschließend carbonisiert wird. Die Fig. 20 zeigt eine verstärkte Struktur, die von beträchtlicher Festigkeit ist, mit einer Unterstützungsplatte oder Basis 52 und mit parallel beabstandeten Quer-I-Verstärkungen 54 und parallel beabstandeten I-Verstärkungen 56 auf einer Seite von diesem sowie in rechten Winkeln zu den Verstärkungen 54. Die Verstärkungen 56 liegen näher aneinander als die Verstärkungen 54. Die Verstärkungen treffen und durchkreuzen sich an vier Verbindungspunkten 58.
Jede Verbindung hat einen quadratischen hohlen Abschnitt aus Carbonfaserlaminaten 30 bis 34 wie aus dem Bereich gemäß der Fig. 21 zu ersehen ist. Diese Laminate 30 bis 34 erstrecken sich um den hohlen Abschnitt der Verbindungsstelle, wobei das Laminat 30 das Innerste und das Laminat 34 das Äußerste ist. Die Ausrichtung der fortlaufenden Fasern dieser Laminate ist in der Fig. 22 gezeigt.
Wie in der Fig. 23 gezeigt ist, hat jede I-Verstärkung vier Laminate an der Ober- und Unterseite auf jeder Seite der zentralen Strebe und 10 Laminate an der zentralen Strebe, wo die Seitenlaminate sich zwischen der Ober- und Unterseite erstrecken. Diese Laminate sind gekennzeichnet durch 20 bis 29, wobei die Ausrichtung der fortlaufenden Fasern in der Tabelle von Fig. 24 dargestellt ist.
Dort, wo eine Verstärkung 56 eine Querverstärkung 54 trifft, hat die hiervon eingeschlossenen Ecke einige der Laminate als gemeinsame Laminate.
Betrachtet man die zentrale Strebe einer I-Verstärkung, so verlaufen die Laminate 20 bis 24 auf einer Seite einer Mittellinie längs der Mittellinie, die sich längs der Aussteifung 56 erstreckt, anschließend längs des Laminats 34 des quadratisch hohlen Abschnitts längs einer Seite von diesem und anschließend längs einer Seite der Mittellinie der anderen Verstärkung 54. Die Laminate 45 bis 29 auf der anderen Seite der Streben 54 und 56 erstrecken sich ebenfalls um den quadratischen hohlen Abschnitt in einer ähnlichen Weise. Die Laminate 20 bis 24 und 25 bis 29 der Verstärkungen auf der Ober- und Unterseite sind ebenfalls an den Verbindungen 58 unterteilt und erstrecken sich fortlaufend von einer Verstärkung 54 zu der anderen 56.
Die Fig. 23 zeigt die vier Laminate 1 bis 4, welche in der Aussteifungsplatte 52 zu finden sind, wobei die Tabelle in Fig. 26 die Ausrichtung der fortlaufenden Fasern von diesen Laminaten zeigt.
Die Fig. 25 zeigt die Ausrichtung der Laminate an vier rechtwinkligen Seiten 60 in Fig. 20, außerhalb der Verbindungen. An diesen Seiten 60 sind die vier Laminate 1 bis 4 der Verstärkungsplatte 52 durch die Schichten 5 bis 19 verstärkt. Die Schichten 5 bis 18 verringern sich hinsichtlich ihrer Erstreckung einwärts der Platte 52 von einem gemeinsamen Punkt mit der Platte 19, welche das Laminat 18 abdeckt und erstrecken sich abwärts und einwärts über die inneren Kanten der Laminate 5 bis 18, um mit dem Laminat 4 verbunden zu werden.
Die Ausrichtung der fortlaufenden Fasern in den Schichten 5 bis 19 ist in der Fig. 26 gezeigt.
Die verdickten Seiten 60 gemäß der Fig. 20, die verdickten Oberseiten 48 und 29 gemäß der Fig. 12 sowie der verdickte Abschnitt, welcher die Haut gemäß der Fig. 10 umgibt und die wie durch die Laminate 5 bis 11 gemäß der Fig. 9 definiert, können beim Testen der einzelnen Komponenten verwendet werden. In dieser Hinsicht können die verdickten Abschnitte ergriffen und Kräften wie bsw. Zugkräften wahlweise ausgesetzt werden.
Die Fig. 27 zeigt eine innere Haut 62 für eine Schwenktür eines Schubumkehrers. Die innere Haut ist ähnlich zu jener, welche in Fig. 12 gezeigt ist und ist in einem Eingussformverfahren gemäß vorstehender detaillierter Beschreibung aufgebaut. Ähnlichen Teilen sind die gleichen Bezugszahlen gegeben.
Die Basisschicht 41 hat die Wabenstruktur auf deren nach außen weisenden Fläche, wie durch den Rücksprung 46 definiert ist. I- förmige Verstärkungen 42 erstrecken sich parallel zueinander von der Ober- zu der Unterseite, wobei zwei dieser Verstärkungen sich über die Wabenstruktur erstrecken und wobei eine das Heck der Wabenstruktur passiert.
Drei Quer-I-Verstärkungen 54 sind ebenfalls vorgesehen, wobei die obere Verstärkung 54 frei von der Wabenstruktur und von den unteren zwei Verstärkungen ist, welche die Wabenstruktur überqueren.
Verbindung 58 existieren dort, wo Verstärkungen sich mit Verstärkungen kreuzen, welche großdimensioniert sind, wie mit Bezug auf die Fig. 19 beschrieben worden ist.
Die am meisten im Heck sich befindliche Verstärkung 42 erstreckt sich weniger weit von der Basisschicht 51 aus als die mittlere Verstärkung 42, wobei die Verstärkung 42, welche am nächsten zum Bug liegt, sich am weitesten Von der Basisschicht erstreckt.
Jede Querverstärkung 54 hat einen relativ kurzen zentralen Flansch in dem Heckbereich, welcher sich in seiner Höhe in Bugrichtung derart vergrößert, dass die oberen Flansche mit dem Ende 47 der Basisschicht verschmelzen.
Obgleich die vorliegenden Erfindung anhand von Platten beschrieben worden ist, sei darauf hingewiesen, dass die Strukturen bei bewegbaren Konstruktionen wie bsw. Schwenktüren, Übertragungsverkleidungen oder Formen von bewegbaren Teilen eines Schubumkehrers fixierten Konstruktionen für sämtliche Schubumkehrer oder anderen Flugzeugkonstruktionen wie bsw. Einlässen, Propellerverkleidungstüren und Düsen verwendbar sind. Die vorliegenden Strukturen entsprechen fixierten Strukturen eines Schubumkehrers.
Es lässt sich erkennen, dass es für die äußere Haut wichtig ist, flexibel zu sein. Falls die Haut zu steif wird, dann würde ein Aufprall mit relativ kleiner Energie bewirken, dass die Haut durchlöchert wird. Es ist auch wichtig, dass die Verstärkungen eingeschlossen sind, um die Haut während des normalen Gebrauchs in Position zu halten. Derartige Verstärkungen sollten jedoch nicht so steif sein, um jede Flexibilität der Häute an deren sich parallel erstreckenden Linien oder unmittelbar angrenzenden Bereiche zu verhindern, da derartige Bereiche dann dazu neigen, bereits unter kleinenergetischen Aufschlägen beschädigt zu werden.
Es ist schwierig harte und feste Regeln für die Flexibilität der Haut zu definieren. Wenn jedoch die Fig. 10 und 10A betrachtet werden und die Dicke der Haut als S betrachtet wird, die Dicke jeder Schicht der Haut sowie der Verstärkung als L betrachtet wird und der Abstand zwischen angrenzenden Verstärkungen als D betrachtet wird dann sollten folgende allgemeine Parameter angewandt werden:
S < 2 mm und vorzugsweise in dem Bereich von 1 mm;
D > 80 mm und vorzugsweise in dem Bereich von 120 mm oder mehr L ist in dem Bereich von 0.25 mm
Die Anzahl von Schichten in der Verstärkung in eine Richtung, die sich von der Ebene der Haut wegerstreckt ist kleiner als 12 und vorzugsweise in dem Bereich von 8 oder weniger als 8 oder in dem Bereich von 5.

Claims

1. Platte mit einer ersten dünnen Schichtstruktur, die eine erste dünne Schicht (18) beinhaltet und mit einer zweiten dünnen Schichtstruktur, welche eine zweite dünne Schicht (20) beinhaltet, wobei ein Teil der zweiten dünnen Schicht (20) in Richtung zur ersten dünnen Schicht (18) bewegbar ist, wobei sowohl die erste als auch die zweite Schichtstruktur zumindest einen angeflanschten Verstärkungsabschnitt (24, 28) hat, wobei der angeflanschte Verstärkungsabschnitt der zweiten Schichtstruktur so angeordnet ist, dass er teilweise zumindest einem angeflanschten Verstärkungsabschnitt der ersten Schichtstruktur nacheilt, wenn sich die zweite dünne Schicht in Richtung zur ersten dünnen Schicht sich bewegt.

2. Platte nach Anspruch 1, wobei die erste Schichtstruktur im Vergleich zur zweiten Schichtstruktur relativ steif ist.

3. Platte nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei die zweite Schichtstruktur so angeordnet ist, dass sie flexibler ist als die erste Schichtstruktur.

4. Platte nach einem der vorangehenden Ansprüche, wobei die erste und zweite Schichtstrukturen miteinander verbunden sind.

5. Platte nach Anspruch 4, wobei die erste und zweite Schichtstrukturen lösbar miteinander verbunden sind.

6. Platte nach Anspruch 4 oder 5, Wobei die erste und 5 zweite Schichtstrukturen an Umfangsbereichen miteinander verbunden sind.

7. Platte nach einem der vorstehenden Ansprüche, wobei die erste und zweite Schichtstrukturen getrennt voneinander sind, an Orten, innenseitig der peripheren Bereiche dieser Strukturen.

8. Platte nach Anspruch 7, wobei die erste und zweite Schichtstrukturen voneinander beabstandet sind, an allen Orten, innenseitig der peripheren Bereiche dieser Strukturen.

9. Platte nach einem der vorstehenden Ansprüche, wobei die erste und die zweite dünne Schicht (18 und 20) einen Hohlraum zwischen sich ausbilden.

10. Platte nach einem der vorstehenden Ansprüche, wobei die erste Schichtstruktur einen Geräuschverminderungs- Abschnitt hat, der sich einwärts von der äußeren Fläche der ersten Schichtstruktur erstreckt.

11. Platte nach Anspruch 10, wobei die erste dünne Schicht in dem Bereich des Geräuschverminderungs-Abschnitts perforiert ist.

12. Plätte nach einem der vorstehenden Ansprüche, wobei der Teil der zweiten dünnen Schicht, welcher in Richtung zur ersten dünnen Schicht bewegbar ist, sich in Richtung der ersten dünnen Schicht verbiegt, wenn die zweite dünne Schicht einem Aufprall ausgesetzt wird.

13. Platte nach Anspruch 12, wobei der Teil der zweiten dünnen Schicht, welche angeordnet ist, um sich in Richtung zur ersten dünnen Schicht zu bewegen, so angeordnet ist, dass er sich zurück zu dessen ursprünglicher Konfiguration nach dem Aufprall verbiegt.

14. Platte nach einem der vorstehenden Ansprüche, wobei dann, wenn die erste Schichtstruktur zumindest einen Befestigungsabschnitt hat, die zweite dünne Schicht, wenn diese sich in Richtung zur ersten dünnen Schicht verbiegt, so angeordnet ist, dass sie an dem Befestigungsabschnitt der ersten dünnen Schicht anschlägt.

15. Platte nach Anspruch 14, wobei dann, wenn die zweite Schichtstruktur ebenfalls zumindest einen Verstärkungsabschnitt hat, die Durchbiegung der Schichtstruktur in Richtung zur ersten Schichtstruktur so ausgerichtet ist, dass sie bewirkt, dass die zweite dünne Schicht mit dem Verstärkungsabschnitt der ersten Schichtstruktur eher zusammentrifft als dass der Verstärkungsabschnitt der zweiten Schichtstruktur die erste dünne Schicht berührt.

16. Platte nach Anspruch 14 oder 15, wobei die erste Schichtstruktur zumindest einen angeflanschten Verstärkungsabschnitt hat, welcher der zweiten dünnen Schicht zugewandt ist und sich über einen Geräuschverminderungs-Abschnitt der ersten Schichtstruktur erstreckt.

17. Platte nach Anspruch 16, wobei der angeflanschte Verstärkungsabschnitt sich über den Geräuschverminderungs- Abschnitt und zumindest zu der einen Seite des Geräuschverminderungs-Abschnitts erstreckt.

18. Platte nach Anspruch 17, wobei der angeflanschte Verstärkungsabschnitt, welcher sich zur zumindest einen Seite des Geräuschverminderungs-Abschnitts erstreckt, sich in den Hohlraum von der ersten dünnen Schicht aus im Wesentlichen um die gleiche Streckte zur zweiten dünnen Schicht erstreckt und zwar sowohl an der Stelle, wo sich der Verstärkungsabschnitt zur einen Seite des Geräuschverminderungs-Abschnitts erstreckt, als auch an der Stelle, wo sich der Verstärkungsabschnitt längs des Geräuschverminderungs-Abschnitts erstreckt.

19. Platte nach einem der vorstehenden Ansprüche, wobei die erste Schichtstruktur eine innere Schichtstruktur hat, wobei die zweite Schichtstruktur eine äußere Schichtstruktur hat.

20. Platte mit einer ersten Schichtstruktur, welche eine erste dünne Schicht (18) beinhaltet und einer zweiten ) Schichtstruktur, welche eine zweite dünne Schicht (20) beinhaltet, wobei ein Teil der zweiten dünnen Schicht (20) in Richtung zur ersten dünnen Schicht (18) bewegbar ist, wobei die erste Schichtstruktur zumindest einen Verstärkungsabschnitt beinhaltet, wobei die zweite dünne i Schicht, wenn sie in Richtung zur ersten dünnen Schicht verbogen wird, so angeordnet ist, dass sie an den Verstärkungsabschnitt der ersten dünnen Schicht anschlägt.

21. Platte mit einer ersten Schichtstruktur, die eine erste dünne Schicht (18) beinhaltet, und eine zweite dünne Schichtstruktur, die eine zweite dünne Schicht (20) beinhaltet, wobei ein Teil der zweiten dünnen Schicht (20) in Richtung zur ersten dünnen Schicht (18) bewegbar ist, wobei die erste Schichtstruktur zumindest einen angeflanschten Verstärkungsabschnitt beinhaltet, welcher der zweiten dünnen Schicht zugewandt ist und sich über einen Geräuschverminderungs-Abschnitt der ersten Schichtstruktur erstreckt.

22. Platte nach einem der vorstehenden Ansprüche mit einer Flugzeugplatte, beispielsweise einem Schubumkehrer oder einem Flügelleitwerk.