專利名稱：位于機翼和機身之間的交界部上的航空器結構元件的制作方法
技術領域：
遮蓋件和周邊的成型元件之間的拼接處的不存在搭接能使結構元件的機械強度獲得大幅提高，尤其同時保證作用力的更好傳遞并減少扭曲現象。另外，所需材料數量的減少帶來不容忽^L的重量降低，約計5%的重量降低。
14根據結構元件的優選特征
15]—所述焊縫為彎曲的； —所述焊縫為直線的；
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一 所述遮蓋件包括至少一個側邊，在所述側邊上，所述焊縫不間斷地延伸在一長度上，該長度至少等于所迷側邊的長度的95%;
18一所述成型元件除了包括構成所述平坦部分的一笫一翼片外，還包括一第二翼片和一第三翼片，所述第二翼片和所迷第三翼片中的每一個沿著所述第一翼片與所述焊縫相對地伸展，所述第二翼片和第三翼片被布
置于所述第一翼片的兩側； —所述遮蓋件在至少一個表面上包括一相對于所述平坦部分凸出的部體； —圖2示出本發明的中央翼體箱梁的結構元件的立體圖；31一圖3示出圖2中結構元件的正視32
一 圖4示出按照圖3的IV-IV剖面示出的該結構元件的剖面圖； 并且
33
一 圖5示出按照圖3的V-V剖面示出的該結構元件的剖面圖。
具體實施例方式
圖1示出的飛機l包括一機身2,該機身2具有整體卵形的截面， 所述機身在中間部分凸出兩個對稱的機翼3和4。在機身2的內部， 一個 中央翼體箱梁5可保證機翼3、 4與機身2的固定。
35箱梁(caisson ) 5包括一個拱背面板(panneau extrados ) 6和一 個拱腹面板(pamieau intrados) 7，兩者平行并且為水平取向。兩面板6 和7由平行并垂直的前翼梁8和后翼梁9兩個翼梁(longeron)固定。同 時，箱梁5在其與機翼3及4的兩個交界部上包括兩個對稱的結構元件10 和ll,其中，結構元件10固定在機翼3上，而結構元件11固定在機翼4 上 這兩個結構元件10和11在面板6和7之間垂直延伸，且在前翼梁8 和后翼梁9兩者之間縱向延伸。
136]下面將借助圖2至圖5對此結構元件10做進一步描述。結構元件 10包括一個含鋰的鋁合金制成的遮蓋件20。比鋁密度更低的鋰的混入帶來 大約5%的重量減輕，同時改良可焊性與抗損性。 ；遮蓋件20的輪廓整體為長方形，具有兩個直線平行的部體，它們 由兩個向外凸起的部體連接。該遮蓋件20在周圍有四個共面的平坦部分 21、 22、 23和24,且每個平坦部分在各自側邊的整個長度延伸。以同樣的方式，部分23(相應地，部分24)靠近前翼梁8 (相庫 地，靠近后翼梁9)，將其命名為前位部分23 (相應地后位部分24)。結構元件10同樣包括四個元件30、 40、 50和60，它們處在遮蓋 件20的四個側邊邊緣。在優選的實施方式中，這些元件30、 40、 50和60 以與遮蓋件20相同的鋁合金制造。但是，根據元件30、 40、 50和60中每 個元件的限制和需要，它們可以由不同于構成遮蓋件20的其它鋁合金制 得。這可以通過針對每個元件選擇最適合其限制和需要的成分和材料，使 結構元件10的費用及重量最優化。位于遮蓋件20上側邊邊緣的第一元件30整體按略^:彎曲的方向 成型，并具有一個橫向剖面，該橫向剖面從其前端至后端有輕微變化。所 述成型元件30包括平坦的第一翼片31，該第一翼片31沒有搭接地 (recouvrement)位于上位部分21的延伸處，并通過一彎曲的焊縫32與 所述上位部分21相連，所述焊縫32通過摩擦攪拌(friction malaxage)的 方法端對端地焊接實施。焊縫32在一長度上不間斷地延伸，所述長度至少 等于遮蓋件20的上部側邊的長度的95%，然而沒有到達它的前后兩端。
47成型元件30同樣包括輕微凸出的第二翼片33和第三翼片34，它 們位于第一翼片31的兩側。這些翼片33和34沿翼片31的彎曲端固植根 基(prendre racine )，所述翼片31位于焊縫32的對面。平坦的第四翼片 39布置在第一翼片31的延伸處。翼片34的切片部與翼片33的切片部相對地、與翼片31的切片部 相垂直地、且朝向結構元件ll的方向延伸。
50]屬于翼片33和34的切片部的相對定位對于每個與截面IV-IV平行 的截面而言保持不變。翼片39具有恒定的寬度(從元件40向元件30的方向考量)，且 基本與翼片31的寬度相同，翼片39具有一個與焊縫32的相同彎曲度的邊 緣。成型元件50同樣包括第二翼片53和第三翼片54，它們位于第一 翼片51的兩側。這些翼片53和54沿翼片51的直線端固植根基，翼片51 位于焊縫52的對面。從截面來看(見圖5)，翼片53和54形成開度很大的V字形的 切片部，V字形的開口朝向遮蓋件20、且其尖端位于翼片51、 53和54的 切片部的接合處。翼片54的切片部向中央箱梁5的前翼梁8方向延伸，翼片54連 接于中央箱梁5的前翼梁8上。屬于翼片53和54的切片部的相對定位對于每個與截面V-V平行 的截面而言保持不變。[67]正如可從圖2看到，翼片53包括一個界定更窄的中央部體55的 缺口，中央部體55跨占翼片53大約三分之二，且具有整體直線性的且與 焊縫52平行的型體。總體上與翼片53相似，翼片54同樣包括更窄的中央部體56,中 央部體56跨占翼片54大約三分之二，且具有整體直線性的且與焊縫52 平行的型體。
69位于遮蓋件20后側邊邊緣的第四元件60按一直線方向成型。成 型元件60包括寬度恒定的平坦的第一翼片61 (從元件50向元件60的方 向考量)，其沒有搭接地布置在后位部分24的延伸處，且通過直線性的焊 縫62與后位部分24相連，所述焊縫62通過摩擦攪拌的方法端對端地焊接 實現。焊縫62在一長度上不間斷地延伸，該長度至少等于遮蓋件20的后 部側邊長度的95%，然而沒有到達它的上下兩端。從截面來看(見圖5)，翼片63和64具有形成開度很大的V字 形的切片部，V字形的開口朝向遮蓋件20、且其尖端位于翼片61、 63和 64的切片部的接合處。優選地，彎曲的焊縫32和42及直線性的焊縫52和62循隨(或 重取)遮蓋件20的輪廓。這里，這些四個焊縫32、 42、 52和62并沒有在 遮蓋件20拐角處拼接。通過摩擦攪拌的方法沿相應的接合線將每個成型元件30、 40、 50 和60與遮蓋件20焊接在一起，以塑化(plastifier)焊接區域的金屬。
81用簡單的焊接操作替代螺栓連接和/或鉚釘連接的操作，簡化了制 造結構元件10的工藝，并保證成本不可忽視地降低與生產周期縮短。
82在一個未示出的變型中， 一個或多個元件如元件30、 40、 50和60 用不同的方式成型，例如沿直線方向，與同樣為直線的焊縫如焊縫32、 42:、 52和62不同地成型。在另一個未示出的變型中，結構元件IO包括不同數量的位于遮蓋 件20周邊的成型元件，并且/或者成型元件擁有不同的形狀和輪廓。例如 —結構元件IO僅有兩個成型元件上部成型元件如30和下部成 型元件如40,或者前部成型元件如50和后部成型元件如60;并且/或者在另一個未示出的變型中，遮蓋件20由一個具有不同配置的遮蓋 件代替。例如--個如遮蓋件20的遮蓋件是實心的，不具有任何如開口 25的開口。
權利要求
1.航空器(1)結構元件，其位于機翼(3)與機身(2)之間的交界部上，其包括一遮蓋件(20)和框圍所述遮蓋件(20)的成型元件(30、40、50、60)，其特征在于，至少一個所述成型元件(30、40、50、60)包括一平坦部分(31、41、51、61)，所述成型元件的平坦部分沒有搭接地布置在所述遮蓋件(20)的一平坦部分(21、22、23、24)的延伸處，并通過一焊縫(32、42、52、62)與所述遮蓋件的平坦部分相連，所述焊縫通過摩擦攪拌的方法端對端地形成。
2. 按照權利要求l所述的結構元件，其特征在于，所述焊縫(32、 42)是彎曲的。
3. 按照權利要求1所述的結構元件，其特征在于，所述的焊縫(52、62) 是直線的。
4. 按照權利要求1至3中任一項所述的結構元件，其特征在于，所 述遮蓋件(20)包括至少一個側邊，在所述側邊上，所述焊縫(32、 42、 52、 62)不間斷地延伸在一長度上，該長度至少等于所述側邊的長度的 95%。
5. 按照權利要求1至4中任一項所述的結構元件，其特征在于，所 述成型元件(30、 40、 50、 60)除了包括構成所述平坦部分的一第一翼片(31、 41、 51、 61)夕卜，還包括一第二翼片(33、 43、 53、 63)和一第三 翼片(34、 44、 54、 64),所述第二翼片(33、 43、 53、 63)和所述第三 翼片(34、 44、 54、 64)中的每一個沿著所述第一翼片(31、 41、 51、 61) 與所述焊縫(32、 42、 52、 62)相對地伸展，所述第二翼片(33、 43、 53、63) 和第三翼片(34、 44、 54、 64)被布置于所述第一翼片(31、 41、 51、 61)的兩側。
6. 按照權利要求5所述的結構元件，其特征在于，所述成型元件(30 ) 除包括所述第一、第二、笫三翼片(31、 33、 34)外，包括一第四翼片(39)， 所述第四翼片(39)與所述第一翼片(31)相對地布置。
7. 按照權利要求5或6所述的結構元件，其特征在于，所述成型元 件(30)的所述第二和第三翼片(33、 34)中的至少一個包括寬度規則變 化的部體(37、 38)。
8. 按照權利要求5或6所述的結構元件，其特征在于，所述成型元 件(40)的所述第二和第三翼片(43、 44)中的至少一個包括一雉堞形的 部體(45、 46)，所述雉堞形的部體的每個雉堞形部(47)均由兩個連結 的指狀體構成。
9. 按照權利要求5或6中所述的結構元件，其特征在于，所述成型 元件(50、 60)的所述第二和第三翼片(53、 63、 54、 64)中的至少一個 包括一更窄的部體(55、 56、 65)。
10. 按照權利要求1至9中任一項所述的結構元件，其特征在于，所 述遮蓋件(20)在至少一個表面上包括一相對于所述平坦部分(21-24)凸 出的部體(27)。
11. 按照權利要求1至10中任一項所述的結構元件，其特征在于， 所述遮蓋件(20)在每個側邊上包括一個所述平坦部分(21-24)，該平坦 部分在該側邊的整個長度上延伸。
12. 按照權利要求1至11中任一項所述的結構元件，其特征在于， 所述遮蓋件(20)為整體矩形的形狀，并且其長度為寬度的至少兩倍。
13. 按照權利要求1至12中任一項所述的結構元件，其特征在于， 所述遮蓋件(20)和所述成型元件由同一種鋁合金制成，所述鋁合金含有 鋰。
14. 按照權利要求1至12中任一項所述的結構元件，其特征在于， 所述遮蓋件(20)和所述成型元件由不同的鋁合金制成。
全文摘要
航空器(1)結構元件，其位于機翼(3)與機身(2)之間的交界部上，其包括一遮蓋件(20)和框圍所述遮蓋件(20)的成型元件(30、40、50、60)，其特征在于，至少一個所述成型元件(30、40、50、60)包括一平坦部分(31、41、51、61)，所述成型元件的平坦部分沒有搭接地布置在所述遮蓋件(20)的一平坦部分(21、22、23、24)的延伸處，并通過一焊縫(32、42、52、62)與所述遮蓋件的平坦部分相連，所述焊縫通過摩擦攪拌的方法端對端地形成。
文檔編號B64C1/26GK101687541SQ200880016936
公開日2010年3月31日 申請日期2008年5月13日 優先權日2007年5月23日
發明者A-L·拉弗利, F·巴塔拉, H·勒曼 申請人:空中客車運營公司