[发明专利]飞行器流装置和包括该飞行器流装置的飞行器

说明书

本申请涉及一种飞行器流装置和一种包括该飞行器流装置的飞行器。该飞行器流装置包括翼肋，该翼肋由外部蒙皮限定边界并且固定地附接至外部蒙皮，其中，外部蒙皮和翼肋构造成当外部蒙皮在空气流装置的前缘区域中受到冲击载荷时塑性地变形，其中，当由于冲击载荷而变形时外部蒙皮的刚度大于或等于翼肋的刚度。

技术领域

本发明涉及飞行器流装置以及包括飞行器流装置的飞行器。

背景技术

一种或更多种外来物体比如鸟类的冲击是飞行器流装置(机翼、尾翼、短舱等)的设计期间的考虑因素，飞行器流装置在其操作寿命期间可能受到这些物体的冲击。这由于外来物体施加的高冲击能量而成为必须的考虑因素。流装置结构必须是耐损坏的并且不能失效成流装置结构与飞行器分离的程度。如果流装置还包括液体或气体罐，则流装置不应当遭受容纳性的破坏。

通常，这些标准通过下述方式来满足：将蒙皮和翼肋设计成使得在蒙皮和翼肋两者均断裂之前能够吸收冲击能量的很大一部分，此后，由翼梁吸收冲击能量的剩余部分，该翼梁可以经历塑性变形但不会断裂或者不会被外来物体穿透。

这种设计方法的结果是下述结构：该结构满足损坏容限和包容性标准，但是该结构也可能在冲击事件之后表现出显著的塑性变形或损坏而达到该结构在恢复服务之前必须被整体更换的程度。流装置中的翼梁的维修和更换需要花费相当多的精力和时间来执行，并且需要将受影响的飞行器从服务中长期移除直到损坏修复为止。这导致对飞行器操作者而言昂贵的维修过程。

鉴于以上内容，可以认为本发明的目的是提供一种改进的流装置设计，该流装置设计可以满足损坏容限和穿透标准，但是在冲击事件之后不需要维修或更换翼梁。该目的通过本申请的主要方面的特征来解决。有利的实施方式是本申请的附属方面和以下描述的主题。

发明内容

本发明的实施方式提供了一种飞行器流装置，该飞行器流装置包括翼肋，该翼肋由外部蒙皮限定边界并且固定地附接至外部蒙皮，其中，外部蒙皮和翼肋构造成当外部蒙皮在空气流装置的前缘区域中受到冲击载荷时塑性地变形，其中，当由于冲击载荷而变形时，外部蒙皮的刚度大于或等于翼肋的刚度。

流装置的设计——在该设计中，外部蒙皮和下面的翼肋在前缘区域中构造成变形并吸收所有的冲击载荷/能量——的优点在于，该设计使得能够改进由于外来物体冲击所致的变形在流装置的翼肋与外部蒙皮之间的分布，并且因此大幅度地减小了被传递至翼梁的冲击能量的量，这使翼梁经历塑性变形的可能性降低。此外，翼肋在冲击期间相比于翼肋所附接的外部蒙皮具有相同或更低的结构刚度的流装置设计产生了翼肋相比于现有技术吸收更多的冲击载荷的设计。这允许蒙皮变形更多，并且因此吸收更多的冲击能量。此外，这使外部蒙皮在冲击载荷被吸收之前断裂(撕裂或被穿透)的可能性减小，这种可能性另外可能导致一些外来物体碎屑直接冲击翼梁并使翼梁塑性变形。

在本发明的其他实施方式中，飞行器流装置还包括翼肋的第一翼肋部分和翼肋的第二翼肋部分，其中，第一翼肋部分在前缘区域中附接至外部蒙皮，其中，当由于冲击载荷而变形时，外部蒙皮的刚度大于或等于第一翼肋部分的刚度，并且其中，第一翼肋部分通过搭接接头附接至第二翼肋部分。

下述翼肋因其产生了多功能设计而是有利的：该翼肋具有第一部分，该第一部分构造成使得能够改善冲击载荷在翼肋与外部蒙皮之间的分布，并且该第一部分联接至可以提供独立结构功能、例如提供翼梁的加劲的第二翼肋部分。此外，在冲击损坏的情况下，损坏的第一翼肋部分可以与可以被附接至未损坏的翼梁的未损坏的第二翼肋部分断开连接/断开联接。这产生了在冲击损坏之后维修成本较低的设计，因为可能仅需要更换翼肋的一部分而不是整个翼肋。

在本发明的另一实施方式中，飞行器流装置包括搭接接头，该搭接接头定向成与冲击载荷的方向大致垂直。第一翼肋部分与第二翼肋部分之间的如此构造的接头可以使冲击载荷在翼肋的整个高度(沿Z方向测量)上更均匀地传递，这可能是有利的，因为可以使第二翼肋部分和翼梁的塑性变形的可能性进一步减小。