[发明专利]飞机的空气动力学结构组件及其制造方法

说明书

技术领域

本发明涉及关于一种飞机肋组件。更加具体地，本发明涉及一种适于在沿着飞机机翼、竖直稳定器或水平稳定器的翼梁在多个位置中的任一个位置处附接飞机控制表面的飞机肋组件。

背景技术

期望的是将可运动的控制表面（例如襟翼、前缘缝翼、副翼和飞机方向舵）安装到诸如机翼和稳定器（例如，竖直或水平稳定器）的固定的空气动力学结构。这通常使用固定的肋来实现，所述固定的肋从固定结构（诸如，前肋或后肋）的结构部件延伸到相关控制表面的安装点。

在一个示例中，扰流板是空气动力学装置，所述空气动力学装置附接到飞机机翼的后缘，以破坏在飞行期间流过机翼的边界层。这些扰流板用于减弱机翼的空气动力效应，以减小升力并且增加阻力，以使得飞机减速。

已知的扰流板使用扰流板肋安装，所述扰流板肋从机翼的后翼梁向后伸出。肋包括位于后部的扰流板附接位置凸耳、以及相互成一定角度从附接位置伸出从而形成“V”形的第一分支和第二分支。肋在两个位置处附接到机翼。第一分支附接在后翼梁与机翼上蒙皮会合的上部位置。第二分支附接在翼梁与机翼下蒙皮会合的下部位置。在两个位置处，肋均机械地紧固到翼梁和蒙皮。

在翼梁的顶部和底部紧固提供了最大的力矩臂，以在飞行中反作用于扰流板所承受的力。

尽管对负载反作用（load reaction）进行了优化，但是这个设计的问题在于，因为肋需要被附接在后翼梁的最顶部和最底部，所以每个肋由于沿着翼展的位置而必须单独制造，这是由于翼梁的深度从机身到机翼末端逐渐减小。

现有技术的另一个缺点在于，机翼蒙皮的几何形状在一定程度上能够变化（尤其是使用中的飞机），因而，需要对肋进行修整或者垫入垫片，以将所述肋牢固地固定在合适位置。

由于在飞行时机翼弯曲，因此上机翼蒙皮和下机翼蒙皮承受较高的应变。这使得机翼蒙皮悬突部和肋之间的高直径螺栓和在肋附接位置处的厚蒙皮材料成为必需。通常，使机翼蒙皮在这些位置处局部变厚是不现实的，因而，在整个翼展上增加厚度，这使得飞机重量显著增加。用于支撑这个结构需求的额外重量可以高达每米翼展10kg。

最后，支撑下遮蔽面板的支杆必须通过螺栓固定的支撑支架而紧固到肋，所述支撑支架构成额外的部件并且需要更加昂贵的组件。

对于安装到固定的空气动力学结构的其它控制表面，例如，安装到机翼和水平稳定器的后缘的副翼和安装到竖直稳定器的后缘的飞机方向舵），也产生了类似问题。

发明内容

本发明的目的是克服或者至少缓解以上问题。

根据本发明的第一方面，提供一种固定的空气动力学结构组件，所述固定的空气动力学结构组件包括：

固定的空气动力学结构翼梁，所述固定的空气动力学结构翼梁具有面向内部的侧部和面向外部的侧部；

第一可运动的控制表面肋，所述第一可运动的控制表面肋附接到翼梁的面向外部的侧部并且从翼梁的面向外部的侧部延伸；

第一加固件，所述第一加固件定位在固定的空气动力学结构翼梁的面向内部的侧部，并且通过翼梁连接到第一可运动的控制表面肋。

“固定的空气动力学结构”指的是从例如机身延伸的表面，所述表面主要用于影响飞机（例如，机翼、水平稳定器或竖直稳定器）周围的气流。

肋可以构造成用于附接可运动的控制表面。

“可运动的控制表面”意指安装成相对于固定的空气动力学结构能够运动的空气动力学表面，例如以影响表面的空气动力学性能。这可以是襟翼、前缘缝翼、扰流板、副翼或方向舵。

本发明允许通过加固件来反作用于来自可运动的控制表面肋的负载。例如，对于机翼扰流板安装系统，通过提供加固件，能够反作用于围绕沿着翼展方向的轴线的转矩。附带力（incident force）的方向趋于向后拉加强件，并且所述加强件的嵌入在翼梁和机翼蒙皮内并且抵接翼梁和机翼蒙皮的位置提供了用于将被反作用的负载的连续表面，而不需要附接到机翼蒙皮的大量紧固件。

也消除了将肋自身固定到两个机翼蒙皮的需要，因而，肋能够具有单个分支，并且能够在位于蒙皮之间的中间位置处固定到后翼梁。这使得不再需要针对沿着机翼的每个位置单独制造肋。因此，使得更换肋变得更为容易。当然，需要将加固件的尺寸设定成适合沿着翼梁的位置，但是其位于翼梁前方的位置意味着所述加固件不容易被损坏，并且不太可能需要更换。

本发明的另一个优势在于重量更轻，并且就制造成本和飞机效率而言成本较低。另一个优势是扰流板肋不具有部件可变性，并且节约了与此相关的成本。

用于每个肋的单个附接位置将消除在现有技术中看到的在使用过程中热应变的显著影响。