Стыковая накладка и связанный с ней способ соединения отсеков фюзеляжа



Стыковая накладка и связанный с ней способ соединения отсеков фюзеляжа
Стыковая накладка и связанный с ней способ соединения отсеков фюзеляжа
Стыковая накладка и связанный с ней способ соединения отсеков фюзеляжа
Стыковая накладка и связанный с ней способ соединения отсеков фюзеляжа
Стыковая накладка и связанный с ней способ соединения отсеков фюзеляжа
Стыковая накладка и связанный с ней способ соединения отсеков фюзеляжа
Стыковая накладка и связанный с ней способ соединения отсеков фюзеляжа
Стыковая накладка и связанный с ней способ соединения отсеков фюзеляжа
Стыковая накладка и связанный с ней способ соединения отсеков фюзеляжа
Стыковая накладка и связанный с ней способ соединения отсеков фюзеляжа
Стыковая накладка и связанный с ней способ соединения отсеков фюзеляжа
Стыковая накладка и связанный с ней способ соединения отсеков фюзеляжа
Стыковая накладка и связанный с ней способ соединения отсеков фюзеляжа
Стыковая накладка и связанный с ней способ соединения отсеков фюзеляжа

 


Владельцы патента RU 2564561:

ДЗЕ БОИНГ КОМПАНИ (US)

Группа изобретений относится к конструктивным элементам фюзеляжа. Стыковая накладка (28) для соединения отсеков фюзеляжа содержит полоску (30), предназначенную для создания перемычки между отсеками фюзеляжа, срезной элемент (38), накладывающийся на полоску, и соединительный элемент (32), позиционированный между полоской и срезным элементом так, чтобы полоска и срезной элемент были расположены с промежутком. Полоска и соединительный элемент сформированы из композитного материала. Соединительный элемент Н-образной формы содержит первую и вторую простирающиеся продольно секции, которые простираются за пределы противоположных сторон полоски. Каждая простирающаяся продольно секция сконструирована для наложения на стрингеры (14) соответствующего отсека фюзеляжа. Соединительный элемент содержит срединный участок (36), на котором устанавливается срезной элемент. Способ характеризует соединение отсеков (12) фюзеляжа. Группа изобретений направлена на снижение затрат материалов. 2 н. и 12 з.п. ф-лы, 6 ил.

 

Область техники

Варианты осуществления настоящего изобретения относятся в основном к стыковым накладкам и связанным с ними способам соединения и, более конкретно, к стыковым накладкам и связанным с ними способам соединения отсеков фюзеляжа.

Уровень техники

Секции конструкции иногда соединяют посредством стыковой накладки, которая создает перемычку между отсеками и конструктивно соединяет их. Как показано на фиг.1, например, фюзеляж 10 летательного аппарата может быть сформирован из нескольких отсеков 12, которые соединяют друг с другом. Примыкающие отсеки 12 фюзеляжа можно соединить стыковой накладкой, которая служит для конструктивного взаимного соединения отсеков фюзеляжа. Например, примыкающие отсеки фюзеляжа могут быть соединены стыковой накладкой, состоящей из шпангоута или перегородки, которая позиционирована на внутренней стороне фюзеляжа 10 и создает перемычку между примыкающими отсеками 12 фюзеляжа. Стыковая накладка также может содержать несколько сквозных соединительных элементов, которые простираются через шпангоут и облегчают присоединение шпангоута к отсеку 12 фюзеляжа.

Например, как показано на фиг.2, каждая пара примыкающих отсеков фюзеляжа может содержать несколько продолжающихся продольно стрингеров 14 и обшивку 16, покрывающую несколько стрингеров. Два примыкающих отсека 12 фюзеляжа могут быть сведены вместе, и накладка может быть присоединена к двум примыкающим отсекам фюзеляжа, чтобы создать перемычку на стыке между примыкающими отсеками фюзеляжа. В примере по фиг.2 шпангоут содержит наружный пояс 18 шпангоута, который позиционирован около отсеков фюзеляжа и создает перемычку на стыке между ними. Шпангоут также содержит ребро 20, которое простирается радиально вовнутрь, и внутренний пояс 22. Стыковая накладка по фиг.2 также содержит несколько сквозных соединительных элементов 24. Как показано на чертеже, шпангоут и, более конкретно, ребро 20 содержит несколько отверстий 26, через которые простираются сквозные соединительные элементы 24. Как показано на чертеже, сквозные соединительные элементы 24 сконструированы таким образом, чтобы они простирались продольно за пределы шпангоута, чтобы они накладывались на стрингеры 14 отсеков 12 фюзеляжа. В этом случае каждый сквозной соединительный элемент 24 обладает первым концом, который накладывается на стрингер 14 одного из отсеков 12 фюзеляжа, и противоположным вторым концом, который накладывается на стрингер другого отсека фюзеляжа. При присоединении стыковой накладки, включающей и шпангоут, и сквозные соединительные элементы 24, к отсекам 12 фюзеляжа, стыковая накладка служит для конструктивного соединения отсеков фюзеляжа.

Стыковая накладка, как показанная на фиг.2, может быть выполнена из металла, такого как титан. Поскольку титан является относительно дорогостоящим материалом, стоимость материала, связанная с накладкой из титана, к сожалению, может повышать затраты, связанные с производством летательного аппарата. Кроме того, накладка может быть присоединена к отсеку фюзеляжа посредством нескольких крепежных деталей, таких как крепежные детали, простирающиеся через шпангоут, для присоединения шпангоута к отсекам фюзеляжа, и крепежные детали, которые простираются через сквозные соединительные элементы для присоединения сквозных соединительных элементов к стрингерам отсеков фюзеляжа. Чтобы установить крепежные детали, необходимо сначала просверлить несколько отверстий через стыковую накладку для приема соответствующих крепежных деталей. Однако сверление отверстий через титановую накладку занимает значительное время, тем самым увеличивая время, требуемое для сборки отсеков фюзеляжа, а также трудозатраты, связанные с такой сборкой. Кроме того, отверстия, просверленные через титановую накладку, в основном, требуют отделения и снятия заусенцев с деталей, тем самым дополнительно увеличивая время и затраты, связанные со сборкой фюзеляжа.

Сущность изобретения

В соответствии с этим предлагается стыковая накладка и связанный с ней способ, согласно некоторым вариантам осуществления настоящего изобретения, для обеспечения эффективного соединения конструкций, таких как примыкающие отсеки фюзеляжа. С этой точки зрения стыковая накладка и связанный с ней способ позволяют снизить затраты материала, связанные со стыковой накладкой, а также временные затраты и соответствующие трудозатраты, связанные с установкой стыковой накладки. Кроме того, полученное соединение со стыковой накладкой согласно некоторым вариантам осуществления, предпочтительно, может быть легче.

В одном варианте осуществления предлагается стыковая накладка для соединения отсеков фюзеляжа стыковой накладкой, содержащей полоску, предназначенную для создания перемычки между отсеками фюзеляжа, срезной элемент, накладывающийся на полоску, и соединительный элемент, позиционированный между полоской и срезным элементом, чтобы полоска и срезной элемент были расположены с промежутком. Соединительный элемент, по этому варианту осуществления, содержит первую и вторую простирающиеся продольно секции, которые простираются за противоположные стороны полоски. Каждая простирающаяся продольно секция сконструирована для наложения по меньшей мере на два стрингера соответствующих отсеков фюзеляжа.

Полоска, срезной элемент и соединительный элемент могут быть сформированы из композитного материала. В одном варианте осуществления соединительный элемент имеет Н-образную форму, чтобы каждая простирающаяся продольно секция содержала первый и второй элементы, которые расположены с промежутком друг от друга и которые накладываются на соответствующие стрингеры. В этом варианте осуществления, соединительный элемент также может содержать расположенный в середине участок между первой и второй простирающимися продольно секциями, на которых установлен срезной элемент. Стыковая накладка может содержать несколько соединительных элементов, и срезной элемент может содержать несколько ножек, расположенных с промежутком друг от друга. Так, каждая ножка срезного элемента по этому варианту осуществления может быть установлена на срединном участке соответствующего соединительного элемента. Кроме того, несколько соединительных элементов могут быть расположены с промежутком друг от друга, чтобы участок полоски был виден между соседними соединительными элементами, тем самым обеспечивая осмотр полоски. Стыковая накладка также может содержать несколько крепежных деталей, присоединяющих срезной элемент, соединительный элемент и полоску к отсекам фюзеляжа. Крепежные детали могут быть выполнены, например, из титана. Стыковая накладка также может содержать перегородку и внутренний пояс, присоединенные и расположенные внутри срезного элемента. Стыковая накладка по одному варианту осуществления также может содержать первый и второй вкладыши, позиционированные между первой и второй простирающимися продольно секциями соединительного элемента, соответственно, и стрингеров.

В другом варианте осуществления предлагается стыковая накладка, которая содержит полоску, сформированную из композитного материала, срезной элемент, накладывающийся на полоску, и соединительный элемент Н-образной формы, позиционированный между полоской и срезным элементом, чтобы полоска и срезной элемент были расположены с промежутком. Соединительный элемент Н-образной формы также может быть выполнен из композитного материала.

Соединительный элемент Н-образной формы по одному варианту осуществления включает срединный участок, на котором установлен срезной элемент. В этом варианте осуществления стыковая накладка может содержать несколько соединительных элементов, и срезной элемент может содержать несколько ножек, расположенных с промежутком друг от друга, причем каждая ножка срезного элемента установлена на срединном участке соответствующего соединительного элемента. Несколько соединительных элементов также могут быть расположены с промежутком друг от друга, чтобы участок полоски был виден между соседними соединительными элементами, тем самым обеспечивая осмотр полоски. Стыковая накладка также может содержать несколько крепежных деталей из титана, присоединяющих срезной элемент, соединительный элемент Н-образной формы и полоску к отсекам фюзеляжа. Стыковая накладка также может содержать перегородку и внутренний пояс, присоединенные к и расположенные внутри срезного элемента. Стыковая накладка по одному варианту осуществления также может содержать первый и второй вкладыши, лежащие под противоположными концами соединительного элемента Н-образной формы.

В дополнительном варианте осуществления предлагается способ соединения отсеков фюзеляжа, который включает позиционирование полоски на отсеках фюзеляжа, чтобы создать перемычку между ними. Способ по этому варианту осуществления также включает позиционирование соединительного элемента на полосках, чтобы первая и вторая простирающиеся продольно секции соединительного элемента простираются за противоположные стороны полоски. Позиционирование соединительного элемента включает позиционирование соединительного элемента таким образом, чтобы каждая простирающаяся продольно секция накладывалась по меньшей мере на два стрингера соответствующего отсека фюзеляжа. Способ по этому варианту осуществления также может включать позиционирование срезного элемента на соединительном элементе и соединение срезного элемента, соединительного элемента, полоски и отсеков фюзеляжа несколькими крепежными деталями.

В варианте осуществления, в котором полоска и соединительный элемент изготовлены из композитного материала, срезной элемент, соединительный элемент и отсеки фюзеляжа могут быть соединены несколькими крепежными деталями из титана. Способ по одному варианту осуществления также включает позиционирование первого и второго вкладышей между первой и второй простирающимися продольно секциями соединительного элемента, соответственно, и стрингеров соответствующих отсеков фюзеляжа. Способ по одному варианту осуществления также включает присоединение перегородки и внутреннего пояса к срезному элементу. В варианте осуществления, в котором срезной элемент содержит несколько ножек, расположенных с промежутком друг от друга, позиционирование соединительного элемента может включать позиционирование нескольких соединительных элементов на полоске с таким промежутком, чтобы участок полоски был виден между соседними соединительными элементами, тем самым обеспечивая осмотр полоски, и позиционирование срезного элемента на соединительном элементе может включать позиционирование срезного элемента на нескольких соединительных элементах, чтобы каждая ножка срезного элемента была установлена на срединном участке соответствующего соединительного элемента.

В дополнительном варианте осуществления предлагается стыковая накладка, содержащая: полоску из композитного материала; срезной элемент, накладывающийся на полоску; и соединительный элемент Н-образной формы, позиционированный между полоской и срезным элементом, чтобы полоска и срезной элемент были расположены с промежутком, соединительный элемент Н-образной формы изготовлен из композитного материала, причем соединительный элемент Н-образной формы имеет срединный участок, на котором установлен срезной элемент.

Стыковая накладка дополнительно содержит: несколько соединительных элементов, причем срезной элемент имеет несколько ножек, расположенных с промежутком друг от друга, каждая ножка срезного элемента установлена на срединном участке соответствующего соединительного элемента, и несколько соединительных элементов расположены с промежутками друг от друга, чтобы участок полоски был виден между соседними соединительными элементами; несколько крепежных деталей из титана присоединяют срезной элемент, соединительный элемент Н-образной формы и полоску к конструкции; внутренний пояс присоединен к и расположен внутри срезного элемента, и первый и второй вкладыши, лежащие под противоположными концами соединительного элемента Н-образной формы.

По некоторым вариантам осуществления настоящего изобретения предлагается стыковая накладка и связанный с ней способ соединения различных конструкций, таких как отсеки фюзеляжа, эффективно с точки зрения затрат на материал и временных затрат и соответствующих трудозатрат по установке стыковой накладки. Однако описанные признаки, функции и преимущества могут быть достигнуты независимо, и различные варианты осуществления настоящего изобретения могут быть скомбинированы в других вариантах осуществления, дополнительные детали которых можно видеть со ссылкой на подробное описание и чертежи.

Краткое описание чертежей

После описания в общем виде вариантов осуществления настоящего изобретения, далее приводится ссылка на сопроводительные чертежи, которые необязательно выполнены в масштабе и на которых:

на фиг.1 схематично показан вид в перспективе нескольких отсеков фюзеляжа летательного аппарата;

на фиг.2 показан вид в перспективе обычного соединения со стыковыми накладками двух отсеков фюзеляжа;

на фиг.3 показан вид в перспективе стыковой накладки для соединения двух отсеков фюзеляжа по одному варианту осуществления настоящего изобретения;

на фиг.4 схематично представлена стыковая накладка по фиг.3, иллюстрирующая крепежные детали для присоединения стыковой накладки и отсека фюзеляжа по одному варианту осуществления настоящего изобретения;

на фиг. 5a-5i показаны виды в перспективе нескольких конструкций срезного элемента, перегородки и внутреннего пояса по альтернативному варианту осуществления настоящего изобретения; и

на фиг.6 приведена блок-схема, иллюстрирующая операции, выполняемые по одному варианту осуществления настоящего изобретения.

Подробное описание

Варианты осуществления настоящего изобретения далее описаны более подробно в настоящем документе со ссылкой на сопроводительные чертежи, на которых показаны некоторые, но не все варианты осуществления. Действительно, эти варианты осуществления могут быть выполнены во многих других формах и не подразумевают ограничения вариантами осуществления, приведенными в настоящем документе; наоборот, эти варианты осуществления предусмотрены для того, чтобы данное описание полностью удовлетворяло существующим юридическим требованиям. Аналогичные номера относятся к аналогичным элементам во всем документе.

По вариантам осуществления настоящего изобретения предлагается стыковая накладка для соединения двух конструкций. Хотя стыковая накладка позволяет соединять различные конструкции, в контексте данного описания стыковая накладка описана для целей иллюстрации в отношении соединения двух отсеков 12 фюзеляжа летательного аппарата, как показано на фиг.1, но не подразумевает ограничения.

Стыковая накладка 28 по одному варианту осуществления может создавать перемычку между и конструктивно соединять два отсека 12 фюзеляжа, которые позиционированы друг около друга, чтобы создавать стыковое соединение между ними. Что касается варианта осуществления по фиг.1, стыковые накладки 28 в основном расположены на противоположных концах отсека 12 фюзеляжа. Как указано далее в отношении фиг.3, каждый отсек 12 фюзеляжа может содержать несколько простирающихся продольно стрингеров 14 и обшивку 16, которая присоединена к и покрывает несколько стрингеров, для формирования наружной поверхности фюзеляжа 10. Стыковая накладка позиционирована внутри отсеков 12 фюзеляжа и позиционирована таким образом, чтобы создавать перемычку через и соединение с каждым из соседних отсеков фюзеляжа, тем самым объединяя отсеки фюзеляжа и обеспечивая прочность и устойчивость полученного фюзеляжа 10. Стыковая накладка может простираться почти по всей внутренней периферии соседних отсеков 12 фюзеляжа или может простираться только по одному или более его участков.

Стыковая накладка показана более детально для одного варианта осуществления по фиг.3. Как указано выше, стыковая накладка создает перемычку между и присоединена к соседним отсекам 12 фюзеляжа, каждый из которых сформирован из нескольких стрингеров 14 и наложенной обшивки 16. Хотя на фиг.3 показан только участок продолжающейся по периферии накладки, стыковая накладка может простираться почти по всей внутренней периферии отсеков 12 фюзеляжа. Как показано на фиг.3, стыковая накладка по этому варианту осуществления содержит полоску 30, которая простирается по меньшей мере частично по всей периферии вокруг отсеков 12 фюзеляжа. Полоска 30 обладает шириной, определяемой продольным направлением летательного аппарата, то есть достаточна, чтобы создавать перемычку через и накладываться на участки обоих соседних отсеков 12 фюзеляжа. Полоска 30 может быть изготовлена из композитного материала, такого как композитный армированный волокном полимер, чтобы она обеспечивала прочность и устойчивость, требуемые для конструктивного соединения соседних отсеков 12 фюзеляжа, при этом снижая затраты на материал, массу и время сверления и сборки по сравнению с обычными стыковыми накладками, в которых используются детали из металла.

Стыковая накладка также содержит несколько соединительных элементов 32, которые расположены на полоске 30 и которые простираются в продольном направлении, чтобы противоположные концы соединительных элементов 32 простирались продольно за противоположные стороны полоски для наложения на соседние отсеки 12 фюзеляжа. В показанном варианте осуществления каждый соединительный элемент 32 может содержать первую и вторую простирающиеся продольно секции, которые простираются за пределы противоположных сторон полоски 30. Каждая простирающаяся продольно секция может, в свою очередь, быть сконструирована для наложения по меньшей мере на два стрингера 14 соответствующего отсека 12 фюзеляжа.

В показанном варианте осуществления каждый соединительный элемент 32 имеет Н-образную форму. Так, каждая простирающаяся продольно секция может содержать первый и второй элементы 34, которые расположены с промежутком друг от друга и наложены на соответствующие стрингеры 14. Соединительный элемент 32 по этому варианту осуществления также может содержать срединный участок 36 между первой и второй простирающимися продольно секциями. Срединный участок 36 по одному варианту осуществления простирается по всей ширине полоски 30 с простирающимися продольно секциями, выходящими наружу за пределы противоположных сторон полоски 30. Однако срединный участок 36 соединительного элемента 32 может обладать другой шириной относительно полоски 30. Так, срединный участок 36 соединительного элемента 32 необязательно простирается по всей ширине полоски 30. В альтернативном варианте срединный участок 36 соединительного элемента 32 может простираться за пределы полоски 30.

Стыковая накладка может содержать несколько соединительных элементов 32, накладывающихся на разные, расположенные с промежутком по периферии участки полоски 30. Несколько соединительных элементов 32 могут быть расположены с промежутком друг от друга в направлении по периферии, чтобы участок полоски 30 не был покрыт соединительным элементом и вместо этого был открыт или виден между соседними соединительными элементами. Так, полоска 30 может быть видна для осмотра, чтобы убедиться, что полоска остается правильно прикрепленной к отсекам 12 фюзеляжа. В противоположность этому каркас обычной стыковой накладки в основном сконструирован таким образом, что полоску невозможно осмотреть визуально. Соединительные элементы 32 также могут быть изготовлены из композитного материала, так чтобы композитный армированный волокном полимер был тем же самым композитным армированным волокном полимером, из которого выполнена полоска 30.

Полоска 30 и соединительный элемент 32 обеспечивают двойной или многократный путь передачи нагрузки по соединению, чтобы достигалась надежность в случае поломки полоски или соединительных элементов. В одном варианте осуществления, показанном на фиг.3, простирающиеся продольно секции соединительного элемента 32 расположены с промежутком от стрингеров 14 отсеков 12 фюзеляжа в результате размещения соединительных элементов на полоске 30, поэтому полоска служит для расположения соединительного элемента с промежутком от стрингеров отсеков фюзеляжа. Чтобы облегчить надежное сцепление соединительных элементов 32 со стрингерами 14 отсеков 12 фюзеляжа, стыковое соединение с накладками также может содержать вкладыши 37, позиционированные между продолжающимися продольно секциями соединительного элемента 32а и соответствующими стрингерами 14 отсеков 12 фюзеляжа, тем самым заполняя пространство, которое в противном случае существует между простирающимися продольно секциями соединительного элемента и стрингерами отсеков фюзеляжа. Хотя вкладыши 37 могут обладать теми же самыми или меньшими размером и формой, чем простирающиеся продольно секции соединительных элементов 32, так что простирающиеся продольно секции соединительного элемента полностью накладываются на соответствующие вкладыши, в других вариантах осуществления вкладыши могут простираться в продольном направлении за пределы простирающихся продольно секций соединительных элементов, как показано на фиг.3, что позволяет независимо присоединить вкладыши к отсекам 12 фюзеляжа. Вкладыши 37 также могут быть сформированы из композитного материала, такого как композитный армированный волокном полимер, например, тот же самый композитный армированный волокном полимер, из которого сформирована полоска 30 и/или соединительный элемент 32.

Стыковая накладка также содержит срезной элемент 38, который простирается по периферии по меньшей мере вокруг участка отсеков 12 фюзеляжа и в основном позиционирован таким образом, чтобы он накладывался на полоску 30 и, в свою очередь, стыковое соединение между отсеками фюзеляжа. Более конкретно, срезной элемент 38 позиционирован для установки на соединительные элементы 32, чтобы соединительные элементы были позиционированы между срезным элементом и полоской 30. В варианте осуществления, в котором соединительные элементы 32 представляют собой соединительные элементы Н-образной формы, срезной элемент 38 может быть сконструирован с наличием нескольких ножек 40, расположенных с промежутком друг от друга в направлении по периферии. Ножка 40 срезного элемента 38 может обладать размером и быть позиционирована таким образом, чтобы ее можно было установить на срединных участках 36 соответствующих соединительных элементов 32. Действительно, соединительные элементы 32 Н-образной формы по одному варианту осуществления содержат загнутые кверху противоположные края 42, которые дополнительно образуют срединные участки 36 соединительных элементов, чтобы облегчить установку на них ножки 40 срезного элемента 38. Кроме того, загнутые кверху противоположные края 42 соединительных элементов 32 Н-образной формы могут обеспечивать непрерывность изгиба через стык, поскольку стрингеры 14 заканчиваются на каждой стороне стыка. Как показано на фиг.3, срезной элемент 38 по этому варианту осуществления образует отверстие или шпур 26 под двухтрубку между соседними ножками 40, который тем самым служит для создания промежутков по периферии между соединительными элементами 32, что, в свою очередь, приводит к открытости или возможности визуального осмотра участка полоски 30 между соседними соединительными элементами. Помимо ножек 40, срезной элемент 38 содержит участок 41, который продолжается радиально вовнутрь от ножек.

Срезной элемент 38 может быть изготовлен из различных материалов. Например, срезной элемент 38 может быть выполнен из композитного материала, такого как композитный армированный волокном полимер, например, тот же самый композитный армированный волокном полимер, который может быть использован для формирования полоски 30 и/или соединительных элементов 32. В альтернативном варианте срезной элемент 38 может быть сформирован из металлического или другого материала, такого как алюминий или титан.

Стыковая накладка по одному варианту осуществления также содержит внутренний пояс 44 и перегородку 46, присоединенные к и находящиеся внутри срезного элемента 38. В показанном варианте осуществления перегородка 46 присоединена к срезному элементу 38 и, в частности, к простирающемуся радиально вовнутрь участку 41 срезного элемента, например, посредством нескольких крепежных деталей, и простирается радиально вовнутрь от срезного элемента. Внутренний пояс 44 может составлять одно целое или, в ином случае, быть присоединен к перегородке 46 и может содержать простирающийся продольно участок, чтобы внутренний пояс и перегородка по одному варианту осуществления, такому как показанный на фиг.3, имела Т-образную форму в сечении. Внутренний пояс 44 и перегородка 46 простираются по меньшей мере частично по периферии вокруг отсеков 12 фюзеляжа и служат для дополнительного упрочнения и устойчивости соединения со стыковой накладкой. Внутренний пояс 44 и перегородка 46 могут быть выполнены из различных материалов, но в одном варианте осуществления изготовлены из металла, такого как титан.

Стыковая накладка также содержит несколько крепежных деталей, которые присоединяют компоненты стыковой накладки друг к другу и к отсекам 12 фюзеляжа. В качестве наглядного примера на фиг.4 показан образец, по которому могут быть установлены крепежные детали, чтобы присоединить накладку к отсекам 12 фюзеляжа в месте расположения каждой крепежной детали, обозначенном точкой. Как показано, крепежные детали могут продолжаться сквозь полоску 30, срезной элемент 38, например, ножки 40 срезного элемента, соединительные элементы 32, например, и срединный участок 36, и продолжающиеся продольно секции соединительных элементов, и вкладыши 37, чтобы присоединить эти компоненты друг к другу и к отсекам 12 фюзеляжа. Чтобы установить несколько крепежных деталей, должно быть сформировано несколько отверстий, например, посредством сверления, в различных компонентах стыкового соединения с накладками, чтобы они принимали соответствующие крепежные детали. Поскольку большое число отверстий, и в одном варианте осуществления, большинство отверстий, формируется посредством сверления компонентов, таких как полоска 30, соединительные элементы 32, вкладыши 37 и необязательно срезные элементы 38, которые сформированы из композитного материала, такого как композитный армированный волокном полимерный материал, отверстия могут быть сформированы, например, путем сверления, более быстро и эффективно, чем при формировании сравнимых отверстий через титановые компоненты. Кроме того, отверстия, которые сформированы, например, посредством сверления, через композитные компоненты накладки по некоторым вариантам осуществления настоящего изобретения, могут быть сформированы даже более эффективно и затрато-эффективно, чем сравнимые отверстия, сформированные, например, посредством сверления, через сравнимые металлические или титановые компоненты, поскольку компоненты стыковой накладки не требуется разносить и снимать с них заусеницы.

Обычная стыковая накладка, такая как показана на фиг.2, может содержать крепежные детали из Inconel® или другой стали, чтобы получить большую силу крепления для минимизации вклада явлений усталости в металлических деталях накладки. Аналогично крепежные детали стыковой накладки по вариантам осуществления настоящего изобретения могут быть изготовлены из суперсплава на основе никеля-хрома с аустенитной структурой, например, материала Inconel®. Однако крепежные детали могут быть изготовлены из других различных материалов. Поскольку большое число, если не все, компоненты, через которые простираются крепежные детали, выполнены из композитного материала и, в любом случае, не выполнены из титана, стыковая накладка по одному варианту осуществления может содержать титановые крепежные детали, которые в основном дешевле и легче, чем сравнимые крепежные детали из Inconel®, тем самым, дополнительно снижая затраты, связанные со стыковой накладкой по одному варианту осуществления. Стыковая накладка по одному варианту осуществления также может содержать титановые крепежные детали, в противоположность к крепежным деталям из Inconel® или другой стали, поскольку композитные компоненты, такие как компоненты, составляющие стыковую накладку, нечувствительны к нагрузке, вызывающей усталость, как сравнимые металлические детали, например, композитные компоненты в основном не требуют высокого уровня сил крепления, требуемых металлическими деталями, в которых используется Inconel®, или другими стальными крепежными деталями.

Срезной элемент 38, а также внутренний пояс 44 и перегородка 46 могут быть сконструированы различными способами. Как показано на фиг.3, срезной элемент 38 содержит несколько ножек 40, расположенных с промежутком в направлении по периферии, а также простирающийся радиально вовнутрь участок 41, к которому присоединены перегородка 46 и внутренний пояс 44. Как показано на фиг.5а, срезной элемент 38 и соответствующие внутренний пояс 44 и перегородка 46 по этому варианту осуществления также могут содержать дополнительные ножки 48, присоединенные к перегородке и/или простирающемуся радиально вовнутрь участку 41 срезного элемента с дополнительными ножками, простирающимися в противоположном продольном направлении от ножек 40 срезного элемента. Также за счет присоединения дополнительных ножек 48 к соединительному элементу 32, срезной элемент 38, перегородка 46 и внутренний пояс 44 могут быть более надежно присоединены к соединительному элементу и полоске 30 стыкового соединения. Как показано на фиг.5а, дополнительные ножки 48 могут обладать либо относительно коротким участком, который простирается радиально вовнутрь, чтобы он контактировал только с простирающимся вовнутрь участком 41 срезного элемента 38, либо более длинным участком, который простирается радиально вовнутрь, чтобы он контактировал и с простирающимся радиально вовнутрь участком срезного элемента, и по меньшей мере с участком перегородки 46. Дополнительные ножки 48 могут быть выполнены из различных материалов, включая композитный материал, такой как композитный армированный волокном материал, или металл, такой как титан.

Другой вариант осуществления показан на фиг.5b, на котором срезной элемент 38, перегородка 46 и внутренний пояс 44 составляют единое целое. В этом варианте осуществления срезной элемент 38, перегородка 46 и внутренний пояс 44 сформированы из двух каналов С-образной формы, позиционированных друг около друга в противоположных направлениях. Каналы С-образной формы могут быть прикреплены друг к другу, например, посредством нескольких крепежных деталей. Кроме того, каналы С-образной формы могут быть сформированы из различных материалов, включая композитный материал, такой как композитный армированный волокном полимер.

Срезной элемент 38 по другому варианту осуществления показан на фиг.5с. Как показано, срезной элемент 38 содержит два участка, которые позиционированы на противоположных сторонах перегородки 46, чтобы перегородка была "проложена" между ними. Каждый участок содержит несколько ножек 40, расположенных с промежутком в направлении по периферии, а также простирающийся радиально вовнутрь участок 41, который простирается вдоль стороны перегородки 46. Как и ранее, срезной элемент 38 может быть выполнен из различных материалов, включая композитный материал, такой как композитный армированный волокном полимер, или металл, такой как титан.

Другой вариант осуществления срезного элемента 38 показан с противоположных сторон на фиг.5d и 5е. В этом варианте осуществления предлагается срезной элемент 38, аналогичный показанному в варианте осуществления по фиг.3, который содержит несколько ножек 40, расположенных с промежутком в направлении по периферии, и несколько дополнительных ножек 48 присоединены к срезному элементу для обеспечения повышенной прочности и устойчивости. Перегородка 46 и внутренний пояс 44 по этому варианту осуществления содержат две секции L-образной формы, которые позиционированы на противоположных сторонах простирающегося радиально вовнутрь участка 41 срезного элемента 38 и присоединены к нему, например, посредством нескольких крепежных деталей. Как показано, секции перегородки L-образной формы и внутреннего пояса позиционированы «спина-к-спине», так что внутренний пояс образован двумя секциями внутреннего пояса, которые простираются продольно в противоположных направлениях. Перегородка 46 и внутренний пояс 44 могут быть выполнены из различных материалов, включая композитный материал, такой как композитный армированный волокном полимер, или металл, такой как титан.

Кроме того, на фиг.5f и 5g показаны противоположные стороны альтернативного варианта осуществления, в котором срезной элемент 38 сформирован из нескольких отдельных секций, каждая из которых имеет ножку 40 и продолжающийся радиально вовнутрь участок 41. В этом варианте осуществления отдельные секции срезного элемента 38 могут быть позиционированы парами на противоположных сторонах перегородки 46, чтобы пары секций срезного элемента были присоединены к перегородке, например, посредством нескольких крепежных деталей, по способу, показанному на фиг.5f и 5g. Как указано выше, секции срезного элемента по этому варианту осуществления могут быть выполнены из различных материалов, включая композитный материал, такой как композитный армированный волокном полимер, или металл, такой как титан.

Срезной элемент 38 по другому варианту осуществления показан с противоположных сторон на фиг.5h и 5i. В этом варианте осуществления простирающийся радиально вовнутрь участок 41 срезного элемента 38 составляет единое целое с и образует по меньшей мере участок перегородки 46 и внутреннего пояса 44. Однако в показанном варианте осуществления перегородка 46 и внутренний пояс 44 также могут быть частично образованы каналом L-образной формы, который присоединен к продолжающемуся радиально вовнутрь участку 41 срезного элемента 38. Кроме того, срезной элемент 38 может содержать дополнительную ножку 48, присоединенную к продолжающемуся радиально вовнутрь участку 41 срезного элемента, как указано выше. Как указано выше в связи с другими вариантами осуществления, срезной элемент 38, дополнительная ножка 48 и/или канал L-образной формы могут быть выполнены из различных материалов, включая, например, композитный материал, такой как а композитный армированный волокном материал, или металл, такой как титан.

Независимо от варианта осуществления, срезной элемент 38 простирается по меньшей мере частично по периферии вокруг отсеков 12 фюзеляжа и накладывается на полоску 30. Однако срезной элемент 38 установлен на соединительные элементы 32 и, поэтому, расположен с промежутком от полоски 30. Посредством отделения срезного элемента 38 от полоски 30 с соединительными элементами 32, в некоторых вариантах осуществления срезной элемент может быть выполнен из ингого материала, чем соединительные элементы и полоска, например, соединительные элементы и полоска могут быть сформированы из композитного материала, который позволяет сформировать отверстия в нем более эффективным в плане затрат образом, даже в случаях, когда срезной элемент все-таки выполнен из металла, такого как титан.

Как показано на фиг.6, также предлагается способ соединения двух конструкций, таких как два примыкающих отсека 12 фюзеляжа. Как показано посредством операции 50, по этому способу первоначально полоска 30 позиционируется на отсеках 12 фюзеляжа, чтобы создать перемычку через стыковое соединение между отсеками фюзеляжа. Один или более соединительных элементов 32 затем могут быть позиционированы на полоске 30, чтобы первая и вторая простирающиеся продольно секции соединительного элемента простирались за пределы противоположных сторон полоски. См. операцию 52. С этой точки зрения, позиционирование соединительных элементов 32 может включать позиционирование соединительных элементов таким образом, чтобы каждая простирающаяся продольно секция накладывалась по меньшей мере на два стрингера 14 соответствующих отсеков 12 фюзеляжа. С этой точки зрения, способ по одному варианту осуществления также может включать позиционирование первого и второго вкладыша 37 между первой и второй простирающимися продольно секциями соединительных элементов 32, соответственно, и стрингеров 14 соответствующих отсеков 12 фюзеляжа. См. операцию 54. Вкладыши 37 могут быть позиционированы до позиционирования соединительных элементов 32 на полоске 30 или после позиционирования соединительных элементов на полоске. Поэтому, срезной элемент 38 может быть позиционирован на соединительных элементах 32, и срезной элемент 38, соединительные элементы, полоска 30 и отсеки 12 фюзеляжа могут быть соединены несколькими крепежными деталями. См. операции 56 и 58. Как указано выше, полоска 30 и соединительные элементы 32, по одному варианту осуществления, могут быть сформированы из композитного материала, чтобы срезной элемент 38, соединительные элементы и отсеки 12 фюзеляжа можно было соединить несколькими крепежными деталями, выполненными из металла, такого как титан. В одном варианте осуществления способ также включает присоединение внутреннего пояса 44 к срезному элементу 38, например, посредством перегородки 46, которая продолжается от внутреннего пояса и присоединена к срезному элементу.

Как указано выше, срезной элемент 38 по одному варианту осуществления может включать несколько ножек 40, расположенных с промежутком друг от друга. В этом варианте осуществления позиционирование соединительных элементов 32 может включать позиционирование нескольких соединительных элементов на полоске 30 с промежутком, чтобы участок полоски был виден между соседними соединительными элементами. Кроме того, позиционирование срезного элемента 38 на соединительных элементах 32, по этому варианту осуществления, может включать позиционирование срезного элемента на нескольких соединительных элементах так, чтобы каждая ножка 40 срезного элемента была установлена на срединном участке 36 соответствующего соединительного элемента.

Как указано выше, стыковая накладка по вариантам осуществления настоящего изобретения может быть выполнена из материалов, которые являются более эффективными в плане затрат, при этом обеспечивая достаточную прочность и устойчивость получаемой конструкции, такой как фюзеляж 10. Например, стыковая накладка может содержать большое число компонентов, выполненных из композитного материала, который обеспечивает прочность и устойчивость, при этом являясь эффективным в плане затрат по сравнению с титаном или другими компонентами. Кроме того, стыковая накладка может быть предусмотрена по способу, который облегчает установку накладки эффективным и, следовательно, эффективным в плане затрат образом, например, путем обеспечения большого числа отверстий, в которые принимаются крепежные детали, просверливаемые через компоненты, сформированные из композитных материалов, в противоположность сверлению и снятию заусенцев отверстий в металлах, таких как титановые компоненты.

Многие модификации и другие варианты осуществления настоящего изобретения, изложенные в настоящем документе, очевидны для специалистов в этой области, к которой эти варианты осуществления относятся, с преимуществами принципов, представленных в вышеупомянутых описаниях и на сопроводительных чертежах. Поэтому следует понимать, что настоящее изобретение не ограничивается конкретными описанными вариантами осуществления, и как подразумевается, что модификации и другие варианты осуществления охватываются объемом заявленной формулы изобретения. Хотя в настоящем документе используются специальные термины, они используются только в общем и описательном смысле и не подразумевают ограничения.

1. Стыковая накладка (28) для соединения отсеков (12) фюзеляжа, причем стыковая накладка (28) содержит:
полоску (30), предназначенную для создания перемычки между отсеками (12) фюзеляжа;
срезной элемент (38), накладывающийся на полоску (30); и
соединительный элемент (32), позиционированный между полоской (30) и срезным элементом (38), чтобы полоска (30) и срезной элемент (38) были расположены с промежутком, причем соединительный элемент (32) содержит первую и вторую простирающиеся продольно секции, которые простираются за пределы противоположных сторон полоски (30), каждая простирающаяся продольно секция предназначена для наложения по меньшей мере на два стрингера (14) соответствующего отсека (12) фюзеляжа.

2. Стыковая накладка (28) по п.1 в которой срезной элемент (38) и соединительный элемент (32) изготовлены из композитного материала.

3. Стыковая накладка (28) по п.1, в которой соединительный элемент (32) имеет Н-образную форму, так что каждая простирающаяся продольно секция содержит первый и второй элементы, которые расположены с промежутком друг от друга и накладываются на соответствующие стрингеры (12).

4. Стыковая накладка (28) по п.3, в которой соединительный элемент (32) дополнительно содержит срединный участок между первой и второй простирающимися продольно секциями, на котором установлен срезной элемент (38).

5. Стыковая накладка (28) по п.4, дополнительно содержащая несколько соединительных элементов (32), и в которой срезной элемент (38) содержит несколько ножек (40), расположенных с промежутком друг от друга, причем каждая ножка (40) срезного элемента (38) установлена на срединном участке соответствующего соединительного элемента (32), и несколько соединительных элементов (32) расположены с промежутком друг от друга, чтобы участок полоски (30) был виден между соседними соединительными элементами (32).

6. Стыковая накладка (28) по п.1, дополнительно содержащая несколько крепежных деталей (30), присоединяющих срезной элемент (38), соединительный элемент (32) и полоску (30) к отсекам (12) фюзеляжа.

7. Стыковая накладка (28) по п.6, в которой несколько крепежных деталей выполнены из титана.

8. Стыковая накладка (28) по п.1, дополнительно содержащая внутренний пояс (44), присоединенный к и находящийся внутри срезного элемента (38).

9. Стыковая накладка (28) по любому из предшествующих пунктов, дополнительно содержащая первый и второй вкладыши (37), позиционированные между первой и второй простирающимися продольно секциями соединительного элемента (32), соответственно, и стрингерами (14).

10. Способ соединения отсеков (12) фюзеляжа, способ включает: позиционирование полоски (30) на отсеках (12) фюзеляжа, для создания
перемычки между ними;
позиционирование соединительного элемента (32) на полоске (30) таким образом, чтобы первая и вторая простирающиеся продольно секции соединительного элемента (32) простирались за пределы противоположных сторон полоски (30), позиционирование соединительного элемента (32) включает позиционирование соединительного элемента (32) таким образом, чтобы каждая простирающаяся продольно секция накладывалась по меньшей мере на два стрингера (14) соответствующего отсека (12) фюзеляжа;
позиционирование срезного элемента (38) на соединительном элементе (32); и
соединение срезного элемента (38), соединительного элемента (32), полоски (30) и отсеков (12) фюзеляжа несколькими крепежными деталями.

11. Способ по п.10, в котором полоска (30) и соединительный элемент (32) изготовлены из композитного материала, и в котором соединение срезного элемента (38), соединительного элемента (32) и отсеков (12) фюзеляжа включает соединение срезного элемента (38), соединительного элемента (32) и отсеков (12) фюзеляжа несколькими крепежными деталями из титана.

12. Способ по п.10, дополнительно включающий позиционирование первого и второго вкладышей (37) между первой и второй простирающимися продольно секциями соединительного элемента (32), соответственно, и стрингерами (14) соответствующих отсеков (12) фюзеляжа.

13. Способ по п.10, дополнительно включающий присоединение внутреннего пояса (44) к срезному элементу (38).

14. Способ по одному из пп.10-13, в котором срезной элемент (38) содержит несколько ножек (40), расположенных с промежутком друг от друга, и в котором позиционирование соединительного элемента (32) включает позиционирование нескольких соединительных элементов (32) на полоске (30) с промежутком между ними, чтобы участок полоски (30) был виден между соседними соединительными элементами (32), и в котором позиционирование срезного элемента (38) на соединительном элементе (32) включает позиционирование срезного элемента (38) на нескольких соединительных элементах (32) таким образом, чтобы каждая ножка (40) срезного элемента (38) была установлена на срединном участке соответствующего соединительного элемента (32).



 

Похожие патенты:

Изобретение относится к сборной панели, усиленной элементом жесткости, имеющим законцовку. Сборная панель содержит панель, элемент жесткости, фитинг.

Изобретение относится к элементу фюзеляжа летательного аппарата (ЛА), содержащего секцию фюзеляжа и средства соединения для соединения со смежной секцией. Элемент фюзеляжа содержит секцию, содержащую обшивку и средства соединения со смежной секцией.

Изобретение относится к области авиационной техники и касается силовых авиационных конструкций из полимерных композиционных материалов, в частности к силовой конструкции отсека фюзеляжа гражданского самолета.

Изобретение относится к композитным материалам и касается устройства для защиты композитных материалов от электромагнитного воздействия. Отверждаемый гибкий устойчивый к электромагнитному воздействию ламинат включает слой электропроводного металлического материала и термореактивный полимер, в котором внешняя поверхность ламината включает снимаемый лист подложки в контакте с полимером, и ламинат дополнительно включает практически нетрансформируемый лист твердого материала.

Изобретение относится к соединению секции фюзеляжа летательного аппарата со смежной секцией. Элемент фюзеляжа содержит первую секцию.

Изобретение относится к сборке салона воздушного судна (ВС) и касается предварительной сборки и встраивания части салона ВС в конструкцию ВС. Устройство содержит сборочную раму, предназначенную для предварительной сборки части салона ВС, и систему перемещения для прикрепления предварительно собранной части салона к сборочной раме и для ввода со скольжением от сборочной рамы в открытую секцию конструкции ВС.

Изобретения относятся к области строительных сотовых конструкций. Сотовый заполнитель многослойной панели по первому варианту представляет собой объемную структуру из композиционного материала в виде ячеек в форме правильных полых шестигранных призм, имеющих общую грань с каждой из соседней.

Заявленные изобретения относятся к вариантам цельной конструкции и к способам их изготовления. Цельная конструкция включает многослойный металловолокнистый лист, содержащий неметаллические и металлические слои, крайний внутренний металлический слой и добавочный слой, присоединенный к крайнему внутреннему металлическому слою путем сварки трением с перемешиванием.

Изобретение относится к области авиации, в частности к конструкции салонов пассажирских самолетов. Салон летательного аппарата включает боковую стенку, группу оконных вырезов, расположенных вдоль длины салона и группу удлиненных элементов, расположенных вдоль длины боковой стенки.

Изобретение относится к области авиации, более конкретно к швартовочному крюку для летательного аппарата. .

Изобретение относится к конструктивному узлу крепления первого компонента ко второму компоненту и направлено на упрощение конструкции и упрощение монтажа узла. Предлагается конструктивный узел, содержащий первый компонент с покатой поверхностью, и крепежный узел для крепления первого компонента ко второму компоненту, крепежный узел включает в себя гнездовую колодку из упруго деформируемого материала, закрепленную к покатой поверхности первого компонента таким образом, чтобы она принимала контур покатой поверхности, и множество крепежных гнезд, закрепленных к гнездовой колодке, в которые вставляется соответствующий крепеж. Также предлагается способ крепления первого компонента ко второму компоненту при помощи крепежного узла. 2 н. и 17 з.п. ф-лы, 7 ил.
Наверх