[发明专利]具有格状结构腹板的飞机机身的高载荷框架

说明书

技术领域

本发明涉及一种飞机机身的高载荷框架，并且更具体地，涉及接收垂直尾翼的载荷的框架。

背景技术

载荷框架是飞机机身内的结构元件，其特征在于如下事实：载荷框架支撑和传输来自诸如垂直尾翼、水平尾翼和机翼的其他结构部件的特定的局部载荷。此外，它们当然要符合飞机机身成形和刚性标准要求。

传统上，载荷框架由具有不同部分的金属材料制成，最常见的是I和J部分，I和J部分通过加工过程设置有稳定框架的腹板的神经网状物。

尽管由于节省重量倾向于使用复合材料到飞机的大部分部件，这种材料相对于非金属材料限定在诸如载荷框架的某些部件中，由于其复杂性，实现能够在重量和成本两者上与目前金属设计竞争的复合材料设计是非常困难的。

使用复合材料制造具有与金属设计类似形状的载荷框架是可能的，但是，除了它设计的复杂性所导致的成本之外，它还具有其它的缺点：使用这些设计难以得到用于支承所需载荷的优化层板，这意味着在重量上没有竞争力。

在载荷框架的情况下，由于其将支撑的高的和不同的载荷，与机械加工金属框架竞争是非常困难的，因为，由于其相当复杂的设计，大截面变化和层中需要各种织物定向的区域，替代的复合材料框架经常导致各种制造问题。

在这方面中的一些方案是已知的，诸如在专利申请WO 2008/092970、US 2009/0026315、WO 2009/030731和EP 2343237中公开的那些，但是航空工业继续要求可以与金属框架成功地竞争的复合材料的载荷框架。

本发明针对这种需求考虑。

发明内容

在本发明的目的是提供一种用于飞机机身的载荷框架，可以完全由复合材料或其他材料制成，而且可以与传统的金属框架在成本和重量上有竞争力。

这个和其它目的的实现如下：接收外部载荷的飞机机身部分的框架包括特别地配置成经受这些外部载荷的第一扇区和沿着机身的其余周边的第二扇区，其中第一扇区包括如下结构元件：a)底部件，连接到机身外壳；b)头部件；c)腹板，包括用于接收所述外部载荷的一个或多个安装件和通过其端部连接到所述底部件和所述头部件的多个X形件；d)两个连接件，将所述底部件和所述头部件的端部连接到框架的第二扇区。

因此，这些结构元件具有如下特征：一方面允许使元件的每一个具有用于它们各自功能的合适材料，并且另一方面允许不同的制造过程集成等级，包括完全集成制造过程。

在本发明的一个实施例中，框架的第一扇区的腹板可以进一步包括连接到底部件和头部件的径向支柱。用于框架的腹板的两个结构元件因此可用。

X形件可以由在中心处相互连接的两个相同的杆制成或由一体件制成，特别是具有双T形横截面的一体件。

在本发明的一个实施例中，全部结构元件由复合材料制成。不同类型复合材料和制造工艺/技术可以用于不同结构元件，允许在重量和成本中优化。

在本发明的一个实施例中，X形件和(如果存在的话)附加的支柱通过化学粘合剂连接到底部件和头部件。因此，在本实施例中，各种部件分开地制造并且使用诸如共同粘结或共同注射技术连接。

在本发明的一个实施例中，其中框架的第一扇区的结构元件是分开地制造并且然后化学地粘合，头部件由两个C形的子件形成，两个C形的子件的腹板连接到所述X形件，并且底部件具有π形状，所述X形件连接到底部件的腹板。框架的底部件可以进一步包括底部件腹板的横向加强件。

在的发明的一个实施例中，X形件和(如果存在的话)附加的支柱通过机械接头连接到底部件和头部件。因此，在这个实施例中，各个部件是分开地制成并且例如通过诸如铆钉或螺栓的一个或多个紧固件连接，为此目的，这种X形件和(如果存在的话)附加的支柱优选地在每个端部处配置有凸耳以便于连接。

在本发明的一个实施例中，框架的第一扇区的结构元件分开地制造，并且然后机械地连接，X形件由刚性腹板连接到T形底部件的腹板和C形头部件的腹板。

在本发明的一个实施例中，框架的第一扇区的结构元件分开地制造，并且然后机械地连接，底部件是T形的，头部件是L形，并且X形件以两组布置在底部件和头部件的腹板的两侧处。

本发明的框架目的优选地是定位在飞机的后部机身的接收来自垂直尾翼的载荷的框架。

根据结合附图说明其目的的实施例的以下详细描述，本发明的其它特征和优点将变得清楚。

附图说明