[发明专利]具有混合设计的飞行器的机身单元结构

说明书

技术领域

本发明涉及一种飞行器的机身单元结构；其中，该机身单元结构是由多个蒙皮壁板、纵向撑杆和横向撑杆(特别是框架)所构成，因而形成了多个纵向和/或横向的接缝；并且其中，至少一个蒙皮壁板实现为具有双层壳，至少一个蒙皮壁板整体地实现。

背景技术

飞行器(特别是大容量客机)的机身单元的已知实施例通常是用整体式蒙皮壁板形成的。整体式蒙皮壁板可用金属材料和/或复合纤维材料制成。为了加强整体式蒙皮壁板，而设置多个彼此相互间隔且在飞行方向上彼此平行延伸的纵向撑杆、以及布置成横向于飞行方向的框架型材形式的横向撑杆。纵向撑杆和框架部分的制造以及它们在整体式蒙皮壁板上的安装意味着可观的制造费用。

具有双层壳构造蒙皮壁板的机身单元通常用于较小型的飞行器中。在双层壳构造的蒙皮壁板中，使用至少部分地具有至少单一曲率的平面夹层元件和/或夹层元件，其中利用芯结构(例如采用蜂窝芯、刚性泡沫芯、或折叠蜂窝芯的形式)使内覆盖层与外覆盖层相互连接，从而使内覆盖层与外覆盖层彼此间隔规定的距离。覆盖层可用复合纤维材料、金属材料或混合材料(例如Glare^?)制成。

特别地，理想的双层壳构造具有如下优点：需要较少的或者不需要纵向撑杆和框架来加强机身单元，从而降低制造费用并且可以实现重量上的优势。与整体式蒙皮壁板相反，在某些情况下还可以减小双层壳蒙皮壁板的主隔热性。

发明内容

本发明的目的是开发出一种具有混合构造的机身单元，其中使具有整体式构造和双层壳构造的有至少单一曲率的蒙皮壁板和/或平面蒙皮壁板相互组合，使得利用在力流方面实现最优化的界面来形成纵向和/或横向接缝，即，使得实现重量减轻同时减小制造费用。

此目的是通过具有权利要求1所述的特征的机身单元而达到。

几乎任意顺序的具有整体式构造和双层壳构造的蒙皮壁板都可以结合入复杂机身单元结构，这是因为在整体式蒙皮壁板与双层壳蒙皮壁板之间的至少一条纵向接缝的区域内设置了具有第一纵向凸缘和第二纵向凸缘的至少一个纵向支架，其中纵向凸缘通过倾斜的腹板而偏移地相互连接，并且/或者在整体式蒙皮壁板与双层壳蒙皮壁板之间的至少一条横向接缝的区域内设置了至少一个载荷转移点，用以将位于整体式蒙皮壁板上的至少一根纵向撑杆连接到至少一个双层壳蒙皮壁板。在这种情况下，在机身单元结构的区域内可以使用具有整体式构造和双层壳构造的蒙皮壁板，其中各自的构造保证了最大的静态优势与结构性优势。

一个完整的机身段原则上讲可由双层壳蒙皮壁板组成，并且相邻的机身段可仅由整体式蒙皮壁板实现。

由于具有倾斜阶梯部的纵向支架(倾斜阶梯部设置于在双层壳蒙皮壁板与整体式蒙皮壁板之间的界面中)，从夹层构件的两层覆盖层中产生的力可以被合并而导入整体式蒙皮壁板。此外，纵向支架形成双层壳蒙皮壁板的芯结构的边界。

在具有整体构造的蒙皮壁板与具有双层壳构造的蒙皮壁板之间的纵向接缝的界面区，设置有多个载荷转移点，用于实现布置在整体式蒙皮壁板上的纵向撑杆与具有双层壳构造的蒙皮壁板的覆盖层之间的载荷转移。

根据机身单元结构的有利的其它改进，第一纵向凸缘连接到双层壳蒙皮壁板的内覆盖层，第二纵向凸缘连接到双层壳蒙皮壁板的外覆盖层，并且第二纵向凸缘连接到整体式蒙皮壁板，使得通过支架和/或型材(特别是T型材)形成纵向接缝。

由于优选地实现为T型材形式的型材并借助于适当的支架，在内侧整体式蒙皮壁板对接连接到纵向支架的第二纵向凸缘。在外侧双层壳蒙皮壁板的外覆盖层同时横跨第二纵向凸缘与整体式蒙皮壁板之间的接头。所有前述构件之间的连接，可以利用铆钉、螺栓、至少部分粘结或者这些连接技术的任何组合而得以实现。

根据另一个有利实施例，建议整体式蒙皮壁板的至少一个框架在框架端区域内在其下侧具有凹部，并且在框架端的区域内设置至少一个角。

该角使得能够将框架端以机械方式连接到双层壳蒙皮壁板，因为在双层壳蒙皮壁板的区域内通常不需要框架。该角可选择性地形成框架的整体式构件。

相对于整体式蒙皮壁板，如果减小双层壳蒙皮壁板区域内的框架数量，则可以将框架连接到双层壳蒙皮壁板，使得力流最优化。

根据本发明的另一个实施例，将具有第一横向凸缘和第二横向凸缘的至少一个横向支架布置在至少一个横向接缝的区域内，其中利用阶梯部使横向凸缘基本上偏移地且相互平行地连接。

虽然不是主要地，但载荷利用横向支架在双层壳蒙皮壁板与整体式蒙皮壁板之间传递。横向支架同时形成了双层壳蒙皮壁板的芯结构的边界。