[发明专利]一种U型共固化长桁、加筋壁板及其成型方法

说明书

本发明提供了一种U型共固化长桁、加筋壁板及其成型方法，所述成型方法包括：步骤1：铺贴蒙皮外形面，整个蒙皮外形面的铺层连续不间断；步骤2：利用模具铺贴包括R区在内的长桁腹板和长桁腹板缘条，长桁腹板不分段；步骤3：将长桁腹板分段，剪切形成长桁截止端构型端头；步骤4：剪开长桁腹板端头与长桁腹板缘条连接处；步骤5：在腹板间可选择地加入插层和捻子条以增加强度；步骤6：将以上蒙皮与长桁腹板，长桁缘条，插层和捻子条结构组合并共固化。本发明有固定的端头斜削角，并且不延伸至蒙皮，而是在长桁腹板仍有一定高度时截止。使得长桁端头与肋缘条之间相互错开。此构型的端头与蒙皮连接处有较好的平整性和美观性，结构更加合理。

【技术领域】

本发明涉及航空制造技术领域，尤其涉及一种U型共固化长桁、加筋壁板及其成型方法。

【背景技术】

现代飞机中，机翼、尾翼(平垂尾)和舵面(升降舵、方向舵)等部件广泛采用复合材料加筋壁板结构。机翼与尾翼主要采用长桁和肋的结构构型。其中，长桁一般为连续长桁，肋在长桁站位处有相应缺口以便长桁通过。同时，本发明不同于常见的“T”型分段长桁，采用“U”型分段长桁。“U”型长桁壁板结构作为一种新型的加筋壁板构型，其长桁底部铺层与蒙皮完全贴合，获得远远大于“T”型长桁加筋壁板的胶接面积，有效地避免了由于长桁脱胶而影响到整个壁板结构的问题，且可采用共固化或共胶接的工艺完成壁板结构的整体固化成型。

对比空客公司的长桁端头专利WO201121340(A1)，空客所申请的分段长桁构型为T型长桁，蒙皮与长桁胶接面积小。长桁与蒙皮采用紧固件连接。

对比波音公司长桁端头专利US10308344(B2)，波音采用工型长桁，与T型长桁类似，长桁腹板与蒙皮的胶接面积较小。端头斜削角不固定，整体为曲线，同时，长桁腹板高度一直降低到长桁腹板的缘条处。

另一个波音公司的专利，EP3173224(B1)采用U型长桁设计，同时也有固定的端头斜削角。但长桁腹板高度线性降低至最后与长桁腹板缘条一体。没有明显的截止高度。

因此，有必要研究一种U型共固化长桁、加筋壁板及其成型方法来应对现有技术的不足，以解决或减轻上述一个或多个问题。

【发明内容】

有鉴于此，本发明提供了一种U型共固化长桁、加筋壁板及其成型方法，本发明有固定的端头斜削角，并且不延伸至蒙皮，而是在长桁腹板仍有一定高度时截止。使得长桁端头与肋缘条之间相互错开。此构型的端头与蒙皮连接处有较好的平整性和美观性，结构更加合理。

一方面，本发明提供一种U型共固化长桁加筋壁板的成型方法，所述成型方法包括以下步骤：

步骤1：铺贴蒙皮外形面，整个蒙皮外形面的铺层连续不间断；

步骤2：利用模具铺贴包括R区在内的长桁腹板和长桁腹板缘条，长桁腹板不分段；

步骤3：将长桁腹板分段，剪切形成端头；

步骤4：剪开长桁腹板端头与长桁腹板缘条连接处；

步骤5：在腹板间可选择地加入插层和捻子条增加强度；

步骤6：将以上步骤1-5成型的蒙皮与长桁腹板，长桁缘条，插层和捻子条结构组合并共固化，形成最后的U型分段长桁加筋壁板。

如上所述的方面和任一可能的实现方式，进一步提供一种实现方式，所述步骤4中剪开连接处后，将缘条平贴壁板蒙皮。

如上所述的方面和任一可能的实现方式，进一步提供一种实现方式，所述长桁腹板两侧的缘条为跨肋连续铺贴形式。

如上所述的方面和任一可能的实现方式，进一步提供一种U型共固化长桁，所述U型共固化长桁包括第一长桁、第二长桁和长桁腹板缘条，所述第一长桁的截止端构型与第二长桁的截止端构型均通过长桁腹板缘条连接。