本公開的實施方式總體上涉及用于飛機的結(jié)構(gòu)系統(tǒng)的領(lǐng)域，并且更具體地涉及具有偏移腹板以適應(yīng)低輪廓翼弦設(shè)計內(nèi)的配件或其他結(jié)構(gòu)限制的翼梁。

背景技術(shù)：

在飛機中廣泛使用具有它們相關(guān)聯(lián)的高強度的復(fù)合結(jié)構(gòu)系統(tǒng)已允許在氣動表面中定制非常薄的橫截面，其中翼梁和其他結(jié)構(gòu)具有減小的深度。然而，在許多情況下，結(jié)構(gòu)配件、附接限制或其他要求難以裝配在薄截面內(nèi)。在具有高負載的致動表面中，如果配件設(shè)置在薄截面內(nèi)的標準結(jié)構(gòu)布置中，則可能需要過大的力矩臂。另外，通常有利的是，使翼梁盡可能靠近鉸接線定位。當試圖定位配件并為接頭保持足夠的空間時，這形成了挑戰(zhàn)。

因此，期望提供一種用于在這種薄結(jié)構(gòu)中使用的翼梁的結(jié)構(gòu)設(shè)計，該結(jié)構(gòu)設(shè)計允許更多的空間來栓接高負載的致動器配件或以其它方式適應(yīng)結(jié)構(gòu)要求，而不損害致動器配件接頭，不損害維修能力，不移動設(shè)計中的翼梁或以其他方式加重鉸鏈偏移和鉸鏈負載，或者不分割翼梁。

技術(shù)實現(xiàn)要素：

示例性實施方式提供了一種包括在飛機氣動控制表面中的氣動結(jié)構(gòu)。翼梁在一方向上沿整個控制表面或控制表面的至少一部分延伸，并且翼梁包括沿控制表面的翼展方向的多個彎曲部(bend)。

所公開的實施方式提供了一種方法，其中確定用于致動器配件的附加空間要求或其他結(jié)構(gòu)或操作要求。建立對應(yīng)于附加空間要求的翼梁轉(zhuǎn)折部(kick)的弦向偏移，并且建立具有適當?shù)墓拯c或斷點以用于實現(xiàn)必要的轉(zhuǎn)折部的用于翼梁中的腹板的輪廓。

附圖說明

當結(jié)合附圖考慮時，通過參考以下具體實施方式將更好地理解本文中公開的實施方式的特征和優(yōu)點，其中：

圖1是方向舵實施方式的側(cè)視圖，其中去除了近側(cè)蒙皮以暴露內(nèi)部結(jié)構(gòu)；

圖2a是圖1的實施方式中的翼梁的示圖，其中為了清楚起見放大了角度；

圖2b是翼梁的側(cè)視圖，其中為了清楚起見放大了角度；

圖2c是示出了第一“轉(zhuǎn)折部”的翼梁的第一區(qū)域的側(cè)面詳細視圖，其中為了清楚起見放大了角度；

圖2d是示出了第二轉(zhuǎn)折部的翼梁的第二區(qū)域的側(cè)面詳細視圖，其中為了清楚起見放大了角度；

圖3是圖1的實施方式的翼梁、翼肋及配件的側(cè)視圖；

圖4a是與第一轉(zhuǎn)折部中的腹板的中間拐點相鄰的第一示例性翼肋和配件的示圖；

圖4b是第一示例性翼肋和配件的側(cè)視圖；

圖5a是與第一轉(zhuǎn)折部的下拐點相鄰的第二示例性翼肋和配件的示圖；

圖5b是第二示例性翼肋和配件的側(cè)視圖；

圖6是用于實現(xiàn)本文中描述的實施方式的方法的流程圖；

圖7是其中可以采用本實施方式的飛機生產(chǎn)和服務(wù)方法的流程圖；以及，

圖8是采用該實施方式的飛機的框圖。

具體實施方式

在本文中為了描述的目的，翼展是指氣動控制表面的長度，翼弦是指控制表面從前緣到后緣的寬度，并且深度是指控制表面在翼展和翼弦的特定組合處的厚度。在元件的設(shè)置的描述中，可以采用展向位置或者弦向位置的術(shù)語。飛機控制表面的示例性實施方式采用由傳統(tǒng)的c型鋼(c-channel)構(gòu)成的翼梁，該c型鋼在幾個位置處具有“轉(zhuǎn)折部”(彎曲部)，允許翼梁腹板的弦向偏移待被優(yōu)化或者替代地，允許沿著翼梁的整個翼展的翼梁的弦向設(shè)置的優(yōu)化。本文中描述的實施方式可以具體用于方向舵或者升降舵應(yīng)用中并且將關(guān)于方向舵應(yīng)用進行描述。方向舵翼梁桿包括腹板，該腹板在飛機上在一個或多個展向位置處相對于安裝好的方位或安裝方位在前后方向上彎曲，以在與致動器連接的區(qū)域處提供增大的空間，該致動器控制可移動方向舵控制表面。這種結(jié)構(gòu)布置允許翼梁設(shè)置在用于翼梁的整個翼展的每個鉸鏈或致動器配件處的最佳位置。

參考附圖，圖1示出了方向舵10，其中去除了近側(cè)蒙皮以示出底層結(jié)構(gòu)。方向舵10在鉸接線12上附接到飛機上的垂直穩(wěn)定器。方向舵的結(jié)構(gòu)包括多個翼肋14a-14f和翼梁16，該翼梁在展向方向上從下(相對于方向舵的翼展的內(nèi)側(cè))端板18延伸到上(展向外側(cè))蓋結(jié)構(gòu)19。蒙皮20覆蓋方向舵結(jié)構(gòu)。蒙皮20可以包括位于翼肋位置處并且與翼梁相鄰的層疊的堆積物22、24。采用配件26a–26l以用于接合鉸鏈或用于方向舵10的操作的致動器元件，如隨后將更詳細地描述的。在采用所描述的實施方式的升降舵中，可以采用類似結(jié)構(gòu)。

翼梁16的細節(jié)在圖2a中示出。在該示例性實施方式中，由于用于方向舵10的致動器的尺寸要求，不能使用標準線性腹板翼梁，除非從方向舵的前邊緣27向后重新定位以適應(yīng)致動器尺寸，這將引入更長的配件以適應(yīng)從翼梁進一步間隔開的鉸接線和伴隨的重量增加以適應(yīng)這種構(gòu)造的結(jié)構(gòu)要求。本實施方式包括具有頂翼緣28和底翼緣30的基本上“c”形翼梁，其中腹板32在翼緣之間延伸。翼梁的第一區(qū)域34從下延伸部36延伸至第一拐點38。在拐點38處，在翼梁中提供第一轉(zhuǎn)折部，并且腹板32彎曲為以第一增量40成角度地向后延伸到第二拐點42，其中腹板以第二增量44再次彎曲以基本上平行于鉸接線。在第三拐點46處，腹板彎曲為以第三增量48成角度地向前延伸，該第三增量終止在第四拐點50。第一增量、第二增量及第三增量形成翼梁的第二區(qū)域52。第二區(qū)域52的后起伏允許用于安裝致動器附接配件的連接區(qū)域的顯著的附加弦向長度，如隨后將更詳細地描述的。在圖中向上，相對于端板在展向外側(cè)，從第四拐點起，翼梁包括第三區(qū)域54，該第三區(qū)域再次基本上平行于鉸接線。在該示例性實施方式中提供第二轉(zhuǎn)折部，在第五拐點56處進一步向外側(cè)開始第二轉(zhuǎn)折部，其中腹板32再次向后成角度，以用于第四區(qū)域58終止在與蓋結(jié)構(gòu)的連接處。

在圖2b的側(cè)視圖中可以看到基本上垂直于翼緣28并平行于腹板32的5個區(qū)域的角度關(guān)系(為了清楚起見，放大了角度)。

在圖2c中詳細示出了第一轉(zhuǎn)折部、翼梁第二區(qū)域52。如圖2c中最佳地示出的，可以修改翼緣28(以及在圖2c的視圖中隱藏的翼緣30)的輪廓以提供用于結(jié)構(gòu)增強的附加弦向長度或者提供用于配件的覆蓋。對于所示的實施方式，翼緣28擴展，以在形成轉(zhuǎn)折部的第二增量44(形成第二區(qū)域52)的第二拐點42和第三拐點46之間建立擴展的輪廓，其中擴展部分地接近第二拐點42和第三拐點46延伸到第一增量40和第三增量48中。位于配件26d、26f及26h的位置處的延伸的擴展區(qū)域60a、60b及60c適應(yīng)用于這些配件(圖1和3中示出的)的結(jié)構(gòu)要求。翼梁可以具有任何數(shù)量的轉(zhuǎn)折區(qū)域以適應(yīng)致動器、配件或其他硬件尺寸設(shè)計，同時保持匹配的控制表面的期望的總弦向長度。

在圖2d中詳細示出了第二轉(zhuǎn)折部、翼梁第四區(qū)域58。如同在第一轉(zhuǎn)折部中，翼緣28(以及在圖2d的視圖中隱藏的翼緣30)擴展，以建立擴展的輪廓。然而，擴展覆蓋了轉(zhuǎn)折部的整個第四區(qū)域58，其中擴展部分地延伸到接近第四拐點56的第三區(qū)域54中。翼緣28在第四區(qū)域58之上作為翼緣部分62的擴展為方向舵10的上端提供了附加結(jié)構(gòu)能力，以適應(yīng)配件26k和26l以及上蓋結(jié)構(gòu)19(參見圖1和3)。翼緣28或翼緣30的擴展可以出現(xiàn)在沿著翼梁的任何位置處，以適應(yīng)致動器、配件或其他硬件尺寸設(shè)計，同時保持匹配的控制表面的期望的總弦向長度。

圖3示出了方向舵中的翼梁16、配件26a-26l和翼肋14a-14f的相互關(guān)聯(lián)的位置。翼肋14a-14f中的每一個鄰近翼梁腹板32中的界定提供轉(zhuǎn)折部的翼梁的區(qū)域的拐點或斷點設(shè)置。配件26b、26d、26f、26h、26j及26k定位成直接與翼肋中的相關(guān)聯(lián)的一個對應(yīng)。鄰近拐點的組合式翼肋和配件附接增強了翼梁中的轉(zhuǎn)折部的結(jié)構(gòu)能力。如圖4a和圖4b中所示，作為第三增量44中的翼肋的示例，翼肋14d提供了對翼弦輪廓的支撐，同時采用前蓋64在第四拐點46處支撐翼梁的腹板32。配件26h包括后表面66，該后表面具有對應(yīng)于第四拐點46處的腹板彎曲角的折角，由此通過將腹板支撐在翼肋14d的后表面66和前蓋64之間而將腹板32支撐在拐點處。如前所述，配件26h及其相關(guān)聯(lián)的相互關(guān)聯(lián)部件的尺寸和功能建立對轉(zhuǎn)折部的初始需要，為致動器提供附加弦向空間，同時保持翼梁16更靠近將方向舵連接到垂直尾翼的鉸接線。類似的構(gòu)造存在于翼肋14b處，其中在第二拐點42處的配件26d開始翼梁的形成轉(zhuǎn)折部的后部的第三增量44。配件26d和26h在弦向方向上比例如配件26b長，以將配件鉸鏈通孔定位在鉸接線處。包括該實施方式的類似結(jié)構(gòu)可用于升降舵中。

可互換實施方式提供了耦接到腹板32的配件26a-26k，而不需要夾持腹板32的翼肋14a-14f，或者替代地，耦接到腹板32的翼肋14a-14f，而不需要夾持腹板32的配件26a-26k，每個由其自身在結(jié)構(gòu)上支撐翼梁16中的彎曲部。

如類似地在圖5a和5b中所示，翼肋14a和配件26b在第一拐點38處接合腹板32。翼肋14a包括前角板68，該前角板鄰近該拐點接合腹板32，并且配件26b包括后表面70，該后表面具有對應(yīng)于第一拐點38處的腹板彎曲角的折角，由此通過將腹板夾持在翼肋14a的后表面70和前角板68之間將腹板32支撐在拐點處。該構(gòu)造增強了位于拐點38處的轉(zhuǎn)折部的開始處的結(jié)構(gòu)。類似的構(gòu)造存在于翼肋14e處，其中配件26j用于第一轉(zhuǎn)折部的最終拐點。

所公開的用于轉(zhuǎn)折的翼梁的實施方式允許配件的結(jié)合或?qū)⒁云渌绞揭笾匦露ㄎ灰砹夯蚱渌Y(jié)構(gòu)修改的其他結(jié)構(gòu)要求。圖6中示出了用于實現(xiàn)轉(zhuǎn)折的翼梁的方法，其中在步驟602，確定用于致動器配件的附加弦向長度要求或其他結(jié)構(gòu)或操作要求。在步驟604，建立提供對應(yīng)于所需的附加弦向長度的偏移的翼梁轉(zhuǎn)折部，并且在步驟606建立具有適當拐點的腹板輪廓。在步驟608，將配件和/或翼肋鄰近拐點定位以支撐轉(zhuǎn)折的腹板輪廓，其中腹板支撐在配件的后表面和翼肋上的結(jié)構(gòu)蓋或板之間。在步驟610，使翼梁上的翼緣在轉(zhuǎn)折的腹板的區(qū)域中擴展，以建立用于結(jié)構(gòu)增強的擴展輪廓。

可以在如圖7中所示的飛機制造和服務(wù)方法700和如圖8中所示的飛機802的背景下描述本公開的實例。在預(yù)生產(chǎn)期間，示例性方法700可包括飛機702的規(guī)格和設(shè)計704以及材料采購706。在生產(chǎn)期間，進行飛機802的部件和子組件制造708和系統(tǒng)集成710。此后，飛機802可進行認證和交付712，以便投入使用714。然而在消費者的使用中，飛機802被預(yù)定日常維修和保養(yǎng)716(其還可以包括修改、重新配置、整修等)。

方法700的每一個過程都可以由系統(tǒng)集成商、第三方和/或運營商(例如，消費者)來執(zhí)行或進行。為了該描述的目的，系統(tǒng)集成商可包括但不限于任意數(shù)量的飛機制造商和主系統(tǒng)分包商；第三方可包括但不限于任意數(shù)量的承包商、分包商以及供應(yīng)商；并且運營商可以是航空公司、租賃公司、軍事企業(yè)、服務(wù)機構(gòu)等。

如圖8中所示，通過示例性方法700制造的飛行器802可包括具有多個系統(tǒng)820和內(nèi)部822的機身818。高級系統(tǒng)820的實例包括推進系統(tǒng)824、電力系統(tǒng)826、液壓系統(tǒng)828、以及環(huán)境系統(tǒng)830中的一個或多個。可以包括任意數(shù)量的其他系統(tǒng)。

在生產(chǎn)和服務(wù)方法700的任何一個或多個步驟期間可以采用本文體現(xiàn)的裝置和方法。例如，可以按照與飛機802投入使用時生產(chǎn)的部件或子配件相似的方式制作或制造與生產(chǎn)過程708對應(yīng)的組件或者子配件。此外，在生產(chǎn)階段708和710過程中可利用裝置、方法、或者其組合的一個或者多個方面，例如，通過充分地加快飛機802的組裝或者降低飛機802的成本。類似地，在飛機802投入運行時可以利用一種或多種裝置實施方式、方法實施方式、或其組合，例如，但不限于維修和保養(yǎng)716。

本文中所述的實例提供用于飛機控制表面(例如方向舵和升降舵)的結(jié)構(gòu)。采用該實施方式的飛機802通過允許用于致動器的附加弦向空間或其他要求同時保持翼梁16更靠近將所描述的實施方式中的控制表面、方向舵或升降舵連接到相關(guān)聯(lián)的垂直或水平穩(wěn)定器的鉸接線而提供增強的操作。在飛機的操作中，鉸接線致動器被致動以用于控制表面的移動，其中控制表面包括具有腹板的梁，該腹板在拐點處具有至少一個轉(zhuǎn)折彎曲，以提供具有從控制表面的前邊緣的附加弦向偏移的區(qū)域以適應(yīng)如當前描述的實施方式所限定的鉸接線致動器。通過引發(fā)用于方向舵或升降舵的所描述的實施方式的偏航或俯仰來采用控制表面的移動以用于氣動控制。

現(xiàn)在已經(jīng)按照專利法規(guī)的要求詳細描述了各種實施方式，本領(lǐng)域技術(shù)人員將認識到對本文中公開的具體實施方式的修改和替換。這樣的修改落在如所附權(quán)利要求中限定的本公開的范圍和意圖內(nèi)。