BR102019000337B1 - WING, AND, METHOD FOR MANUFACTURING WING RIBS - Google Patents
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Abstract
ASA, E, MÉTODO PARA FABRICAÇÃO DE NERVURAS DE ASA. Uma asa inclui uma película de asa superior, uma película de asa inferior e uma nervura de asa posicionadas entre a película de asa superior e a película de asa inferior. A nervura de asa inclui: uma tela de compósito corrugado compreendendo um padrão de onda e um primeiro encaixe acoplando dita tela de compósito corrugado com uma de dita película de asa superior e dita película de asa inferior.WING, AND, METHOD FOR MANUFACTURING WING RIBS. A wing includes an upper wing skin, a lower wing skin and a wing rib positioned between the upper wing skin and the lower wing skin. The wing rib includes: a corrugated composite web comprising a wave pattern and a first fitting coupling said corrugated composite web with one of said upper wing skin and said lower wing skin.
Description
[001] O presente pedido refere-se ao campo de nervuras de asa, asas tendo nervuras de asa e métodos para fabricar nervuras de asa.[001] The present application relates to the field of wing ribs, wings having wing ribs and methods for manufacturing wing ribs.
[002] As nervuras de asa são cruzamentos estruturais que estão incluídos na armação de uma asa de uma aeronave. As nervuras de asa se estendem entre uma borda dianteira da asa e uma borda posterior da asa, retendo as posições relativas da película de asa superior e película de asa inferior e transmitindo cargas a uma ou mais longarinas da asa. As nervuras de asa são geralmente fabricadas a partir de um metal de peso leve tal como alumínio. Entretanto, existe um desejo por materiais mais leves e mais fortes na construção das nervuras de asa.[002] Wing ribs are structural crossings that are included in the frame of an aircraft wing. Wing ribs extend between a leading edge of the wing and a trailing edge of the wing, retaining the relative positions of the upper wing skin and lower wing skin and transmitting loads to one or more wing spars. Wing ribs are generally manufactured from a light weight metal such as aluminum. However, there is a desire for lighter and stronger materials in the construction of wing ribs.
[003] As nervuras de asa têm sido fabricadas a partir de materiais compósitos de peso leve. Entretanto, nervuras de asa existentes fabricadas a partir de materiais compósitos têm um custo proibitivo.[003] The wing ribs have been manufactured from light weight composite materials. However, existing wing ribs manufactured from composite materials are cost prohibitive.
[004] Consequentemente, aqueles versados na técnica continuam com a pesquisa e desenvolvimento no campo de nervuras de asa, asas tendo nervuras de asa e métodos para fabricar nervuras de asa.[004] Accordingly, those skilled in the art continue research and development in the field of wing ribs, wings having wing ribs and methods for manufacturing wing ribs.
[005] Em um exemplo, uma asa inclui uma película de asa superior, uma película de asa inferior e uma nervura de asa posicionadas entre a película de asa superior e a película de asa inferior. A nervura de asa inclui: uma tela de compósito corrugado compreendendo um padrão de onda e um primeiro encaixe acoplando dita tela de compósito corrugado com uma de dita película de asa superior e dita película de asa inferior.[005] In one example, a wing includes an upper wing skin, a lower wing skin and a wing rib positioned between the upper wing skin and the lower wing skin. The wing rib includes: a corrugated composite web comprising a wave pattern and a first fitting coupling said corrugated composite web with one of said upper wing skin and said lower wing skin.
[006] Em outro exemplo, um método para fabricar nervuras de asa inclui: conformar pelo menos uma folha de material compósito em pelo menos uma folha corrugada de material compósito; cortar uma primeira tela de compósito corrugado e uma segunda tela de compósito corrugado a partir de dita pelo menos uma folha corrugada de material compósito, dita primeira tela de compósito corrugado tendo dimensões diferentes do que dita segunda tela de compósito corrugado; acoplar dita primeira tela de compósito corrugado com uma película de asa superior e uma película de asa inferior em uma primeira posição dentro de uma asa; e acoplar dita segunda tela de compósito corrugado com dita película de asa superior e dita película de asa inferior em uma segunda posição dentro de dita asa.[006] In another example, a method for manufacturing wing ribs includes: forming at least one sheet of composite material into at least one corrugated sheet of composite material; cutting a first corrugated composite fabric and a second corrugated composite fabric from said at least one corrugated sheet of composite material, said first corrugated composite fabric having different dimensions than said second corrugated composite fabric; coupling said first corrugated composite web with an upper wing skin and a lower wing skin in a first position within a wing; and coupling said second corrugated composite web with said upper wing skin and said lower wing skin in a second position within said wing.
[007] Outros exemplos da nervura de asa descrita, asa tendo uma nervura de asa e método para fabricar nervuras de asa se tornarão aparentes a partir da seguinte descrição detalhada, dos desenhos anexos e das reivindicações anexas.[007] Other examples of the described wing rib, wing having a wing rib and method for manufacturing wing ribs will become apparent from the following detailed description, the attached drawings and the attached claims.
[008] A figura 1 é uma vista plana parcial de uma aeronave tendo uma asa de acordo com um exemplo da presente descrição, na qual uma película de asa superior é parcialmente cortada para revelar uma longarina traseira, uma longarina dianteira e uma pluralidade de nervuras de asa; a figura 2 é uma vista plana de uma tela de compósito corrugado exemplar de acordo com um exemplo da presente descrição; a figura 3 é uma vista lateral seccionada parcial da tela de compósito corrugado ao longo da linha 3-3 da figura 2; a figura 4 é uma nervura de asa de acordo com um exemplo da presente descrição, incluindo a tela de compósito corrugado das figuras 2 e 3; a figura 5 é uma vista de fundo de um encaixe de acordo com um exemplo da presente descrição; a figura 6 é uma vista lateral do encaixe da figura 5; a figura 7 é uma vista frontal do encaixe da figura 5; a figura 8 ilustra uma nervura de asa conforme acoplada a uma película de asa superior, uma película de asa inferior, uma longarina traseira e uma longarina dianteira de acordo com um exemplo da presente descrição; a figura 9 é uma vista plana de outra tela de compósito corrugado exemplar de acordo com um exemplo da presente descrição; a figura 10 é um diagrama de fluxo que representa um método para fabricar asas com nervura de acordo com um exemplo da presente descrição; a figura 11 é um diagrama de fluxo de uma fabricação e metodologia de serviço de aeronave; e a figura 12 é um diagrama de bloco de uma aeronave.[008] Figure 1 is a partial plan view of an aircraft having a wing according to an example of the present description, in which an upper wing skin is partially cut away to reveal a rear spar, a front spar and a plurality of ribs wing; Figure 2 is a plan view of an exemplary corrugated composite fabric in accordance with an example of the present description; Figure 3 is a partial sectional side view of the corrugated composite web along line 3-3 of Figure 2; Figure 4 is a wing rib according to an example of the present description, including the corrugated composite web of Figures 2 and 3; figure 5 is a bottom view of a fitting according to an example of the present description; figure 6 is a side view of the fitting of figure 5; figure 7 is a front view of the fitting of figure 5; Figure 8 illustrates a wing rib as coupled to an upper wing skin, a lower wing skin, a rear spar and a front spar in accordance with an example of the present description; Figure 9 is a plan view of another exemplary corrugated composite fabric in accordance with an example of the present description; Figure 10 is a flow diagram representing a method for manufacturing ribbed wings according to an example of the present description; Figure 11 is a flow diagram of an aircraft manufacturing and service methodology; and Figure 12 is a block diagram of an aircraft.
[009] As nervuras de asa e asas tendo nervuras de asa da presente descrição podem tomar a forma de qualquer formato desejado e tamanho para prover características de voo desejadas. Apesar das asas e as nervuras de asa da presente descrição estarem descritas em detalhes com referência ao exemplo ilustrado, deve ser entendido que a asa e a nervura de asa da presente descrição não estão limitadas ao formato e tamanho conforme ilustrado.[009] The wing ribs and wings having wing ribs of the present description can take the form of any desired shape and size to provide desired flight characteristics. Although the wings and wing ribs of the present description are described in detail with reference to the illustrated example, it should be understood that the wing and wing rib of the present description are not limited to the shape and size as illustrated.
[0010] A figura ilustra uma porção de uma aeronave exemplar tendo uma asa 2, uma fuselagem 3 e um motor 4. A asa 2 inclui uma ou mais abas 6, uma película de asa superior 8, uma película de a asa inferior 9, uma longarina traseira 10, uma longarina dianteira 12 e uma pluralidade de nervuras de asa 20 posicionada entre a película de asa superior 8, a película de asa inferior 9, a longarina traseira 10 e a longarina dianteira 12. A longarina traseira 10 e longarina dianteira 12 passam envergadamente entre a base da asa acoplada com a fuselagem e a ponta oposta da asa, e as nervuras da asa 20 passam paralelamente entre a borda dianteira da asa e a borda posterior da asa. As nervuras de asa 20 são acopladas à película de asa superior 8, a película de asa inferior 9, a traseira 10 e a longarina dianteira 12 para transferir cargas entre as mesmas.[0010] The figure illustrates a portion of an exemplary aircraft having a wing 2, a fuselage 3 and an engine 4. The wing 2 includes one or more flaps 6, an upper wing skin 8, a lower wing skin 9, a rear spar 10, a front spar 12 and a plurality of wing ribs 20 positioned between the upper wing skin 8, the lower wing skin 9, the rear spar 10 and the front spar 12. The rear spar 10 and the front spar 12 pass steeply between the base of the wing coupled with the fuselage and the opposite tip of the wing, and the wing ribs 20 pass parallel between the leading edge of the wing and the trailing edge of the wing. The wing ribs 20 are coupled to the upper wing skin 8, the lower wing skin 9, the rear 10 and the front spar 12 to transfer loads between them.
[0011] Conforme um formato da asa 2 muda de acordo com uma distância da fuselagem 3, as nervuras de asas 20 assim também têm diferentes tamanhos e formatos. Isto apresenta um desafio para fabricação de custo efetivo de nervuras de asa 20.[0011] As a shape of the wing 2 changes according to a distance from the fuselage 3, the wing ribs 20 thus also have different sizes and shapes. This presents a challenge for cost-effective manufacturing of wing ribs 20.
[0012] Em um exemplo da presente descrição, as nervuras de asa da presente descrição incluem uma tela de compósito corrugado tendo um padrão de onda e um encaixe acoplando a tela de compósito corrugado com a película de asa superior ou a película de asa inferior. A tela de compósito corrugado atua para prover compressão e resistência à tração em uma direção vertical da nervura de asa, e o padrão de onda da tela de compósito corrugado atua para resistir à tensão compressiva da tela de compósito corrugado quando uma força de compressão vertical for aplicada à mesma. Assim, a tela de compósito corrugado não requer cordas de nervura adicionais para distribuição de carga interna, que pode simplificar a fabricação.[0012] In an example of the present description, the wing ribs of the present description include a corrugated composite screen having a wave pattern and a fitting coupling the corrugated composite screen with the upper wing film or the lower wing film. The corrugated composite fabric acts to provide compression and tensile strength in a vertical direction of the wing rib, and the wave pattern of the corrugated composite fabric acts to resist the compressive stress of the corrugated composite fabric when a vertical compressive force is applied. applied to it. Thus, the corrugated composite screen does not require additional rib chords for internal load distribution, which can simplify manufacturing.
[0013] Em um aspecto, a tela de compósito corrugado pode ser formada de um material compósito tendo uma pluralidade de fibras dentro de um material de matriz, mais preferivelmente o material compósito compreende uma pluralidade de fibras de carbono dentro de um material de matriz de polímero, tal como um material de matriz de polímero termoplástico ou um material de matriz de polímero termoestável. Ao produzir a nervura de asa a partir de um material compósito, um peso da nervura de asa pode ser dramaticamente reduzido.[0013] In one aspect, the corrugated composite fabric may be formed from a composite material having a plurality of fibers within a matrix material, more preferably the composite material comprises a plurality of carbon fibers within a matrix material of polymer, such as a thermoplastic polymer matrix material or a thermostable polymer matrix material. By producing the wing rib from a composite material, the weight of the wing rib can be dramatically reduced.
[0014] Em um aspecto, a tela de compósito corrugado pode incluir um ou mais cortes de borda ou penetrações interiores. Os cortes de borda e penetrações interiores podem estar incluídas para adaptar a tela de compósito corrugado ao projeto da asa e para permitir passagem de vigas de reforço e outros componentes de sistema de asa através da longarina da asa. A tela de compósito corrugado pode ser usada sem reforços locais nos cortes de borda e penetrações interiores.[0014] In one aspect, the corrugated composite screen may include one or more edge cuts or interior penetrations. Edge cuts and interior penetrations may be included to adapt the corrugated composite fabric to the wing design and to allow passage of reinforcing beams and other wing system components through the wing spar. Corrugated composite mesh can be used without local reinforcements at edge cuts and interior penetrations.
[0015] Em um aspecto, a tela de compósito corrugado pode incluir pelo menos uma porção da mesma tendo uma medida manomérica de tela uniforme, preferivelmente a tela de compósito corrugado tem uma medida manomérica de tela uniforme ao longo de pelo menos um padrão de onda completo de dita tela de compósito corrugado, mais preferivelmente a tela de compósito corrugado tem uma espessura uniforme ao longo da tela de compósito corrugado. Em outro aspecto, as corrugações podem ser contínuas ao longo da tela de compósito corrugado. Isto permita fabricação com custo eficiente da tela de compósito corrugado ao prover folhas grandes de material da tela de compósito corrugado a partir da qual várias telas de compósito corrugado de diferentes tamanhos podem ser cortadas e montadas para formar uma nervura de asa. Assim, nenhum conjunto de ferramentas de nervura individual é requerido, e uma ferramenta de corrugação de moldagem pode ser usada para múltiplas estações de nervura em junção de asa, que pode simplificar a fabricação.[0015] In one aspect, the corrugated composite screen may include at least a portion thereof having a uniform screen gauge, preferably the corrugated composite screen has a uniform screen gauge along at least one wave pattern. complete of said corrugated composite screen, more preferably the corrugated composite screen has a uniform thickness throughout the corrugated composite screen. In another aspect, the corrugations may be continuous throughout the corrugated composite screen. This allows for cost-efficient manufacturing of corrugated composite fabric by providing large sheets of corrugated composite fabric material from which several corrugated composite fabrics of different sizes can be cut and assembled to form a wing rib. Therefore, no individual rib tool set is required, and one molding corrugation tool can be used for multiple rib stations at wing joint, which can simplify manufacturing.
[0016] Em um aspecto, a tela de compósito corrugado pode incluir uma pluralidade de camadas de estruturas de moldagem de compósito, em que uma camada tem fibras primeiramente alinhadas em uma direção vertical da nervura de asa, preferivelmente paralela à direção vertical da nervura de asa para prover tração máxima e resistência à compressão. A tela de compósito corrugado pode incluir adicionalmente outra camada de estrutura de moldagem de compósito tendo fibras alinhadas em ângulo para a direção vertical para prover resistência ao cisalhamento.[0016] In one aspect, the corrugated composite fabric may include a plurality of layers of composite molding structures, wherein one layer has fibers primarily aligned in a vertical direction of the wing rib, preferably parallel to the vertical direction of the wing rib. wing to provide maximum traction and compression resistance. The corrugated composite fabric may additionally include another layer of composite molding structure having fibers aligned at an angle to the vertical direction to provide shear resistance.
[0017] Em um aspecto, as corrugações da tela de compósito corrugado podem estar primariamente alinhadas com a direção vertical V da nervura de asa, mais preferivelmente paralelas à direção vertical V da nervura de asa para prover resistência máxima para tensão compressiva.[0017] In one aspect, the corrugations of the corrugated composite screen may be primarily aligned with the vertical V direction of the wing rib, more preferably parallel to the vertical V direction of the wing rib to provide maximum resistance to compressive stress.
[0018] Em um aspecto, o padrão de onda da tela de compósito corrugado pode incluir um padrão de onda curvado, um padrão de onda trapezoidal e combinações dos mesmos. O padrão de onda curvado pode incluir, por exemplo, um padrão de onda sinusoidal, um padrão de onda circular ou combinações dos mesmos. O padrão de onda trapezoidal pode incluir, por exemplo, um padrão de onda retangular.[0018] In one aspect, the wave pattern of the corrugated composite screen may include a curved wave pattern, a trapezoidal wave pattern, and combinations thereof. The curved wave pattern may include, for example, a sine wave pattern, a circular wave pattern, or combinations thereof. The trapezoidal wave pattern may include, for example, a rectangular wave pattern.
[0019] Em um aspecto, o padrão de onda pode ter uma largura de onda completa de pelo menos 0,1 polegada (0,25 cm), preferivelmente pelo menos 0,5 polegada (1,27 cm), mais preferivelmente pelo menos 1,0 polegada (2,54 cm). A largura de onda completa do padrão de onda pode estar adaptada com base no formato e tamanho da asa.[0019] In one aspect, the wave pattern may have a full wave width of at least 0.1 inch (0.25 cm), preferably at least 0.5 inch (1.27 cm), more preferably at least 1.0 inch (2.54 cm). The full wavelength of the wave pattern can be tailored based on the shape and size of the wing.
[0020] Em um aspecto, o encaixe pode ser compreendido por um metal de peso leve, tal como um alumínio. O encaixe de metal pode ser formado por, por exemplo, usinagem, impressão 3D ou combinações das mesmas. Em outro aspecto, o encaixe pode ser compreendido por um material termoplástico formado com o formato desejado.[0020] In one aspect, the fitting may be comprised of a light weight metal, such as aluminum. The metal fitting can be formed by, for example, machining, 3D printing or combinations thereof. In another aspect, the fitting may be comprised of a thermoplastic material formed into the desired shape.
[0021] Em um exemplo da presente descrição, uma asa inclui uma película de asa superior, uma película de asa inferior e pelo menos uma nervura de asa entre dita película de asa superior e dita película de asa inferior. A nervura de asa inclui uma tela de compósito corrugado compreendendo um padrão de onda e um primeiro encaixe. O primeiro encaixe acopla a tela de compósito corrugado com a película de asa superior ou a película de asa inferior.[0021] In one example of the present description, a wing includes an upper wing skin, a lower wing skin and at least one wing rib between said upper wing skin and said lower wing skin. The wing rib includes a corrugated composite web comprising a wave pattern and a first groove. The first fitting couples the corrugated composite screen with the upper wing skin or the lower wing skin.
[0022] Em um aspecto, a nervura de asa pode incluir um segundo encaixe, em que o segundo encaixe acopla a tela de compósito corrugado com a outra da película de asa superior e a película de asa inferior.[0022] In one aspect, the wing rib may include a second fitting, wherein the second fitting couples the corrugated composite web with the other of the upper wing skin and the lower wing skin.
[0023] Em um aspecto, um calço pode estar posicionado entre dito primeiro encaixe e dita uma de dita película de asa superior e dita película de asa inferior.[0023] In one aspect, a shim may be positioned between said first fitting and said one of said upper wing film and said lower wing film.
[0024] Em um aspecto, a asa pode incluir adicionalmente pelo menos uma longarina de asa e um segundo encaixe que acopla a tela de compósito corrugado com uma longarina de asa.[0024] In one aspect, the wing may additionally include at least one wing spar and a second fitting that couples the corrugated composite web with a wing spar.
[0025] As Figuras 2 a 4 ilustram uma nervura de asa exemplar da presente descrição incluindo uma tela de compósito corrugado e uma pluralidade de encaixes. Em particular, as figuras 2 e 3 ilustram uma tela de compósito corrugado 21 da nervura de asa, a tela de compósito corrugado 21 incluindo um padrão de onda 23. Conforme mostrado, a tela de compósito corrugado 21 pode incluir cortes de borda 22 para adaptar a tela de compósito corrugado ao projeto da asa e para permitir passagem de vigas de reforço ou outros componentes de sistema de asa através da longarina da asa.[0025] Figures 2 to 4 illustrate an exemplary wing rib of the present description including a corrugated composite web and a plurality of fittings. In particular, Figures 2 and 3 illustrate a wing rib corrugated composite fabric 21, the corrugated composite fabric 21 including a wave pattern 23. As shown, the corrugated composite fabric 21 may include edge cuts 22 to adapt corrugated composite fabric to the wing design and to allow passage of reinforcing beams or other wing system components through the wing spar.
[0026] Conforme mostrado na figura 2, as corrugações da tela de compósito corrugado 21 estão primariamente alinhadas com a direção vertical V da nervura de asa, as corrugações estão paralelas à direção vertical V da nervura de asa para prover resistência máxima para tensão compressiva.[0026] As shown in Figure 2, the corrugations of the corrugated composite screen 21 are primarily aligned with the vertical V direction of the wing rib, the corrugations are parallel to the vertical V direction of the wing rib to provide maximum resistance to compressive stress.
[0027] Conforme mostrado na figura 3, a tela de compósito corrugado 21 tem uma porção da mesma tendo uma espessura uniforme T1, particularmente mostrando a tela de compósito corrugado tendo uma espessura uniforme ao longo de pelo menos um padrão de onda completo W1 de dita tela de compósito corrugado. Preferivelmente, a tela de compósito corrugado 21 tem uma espessura uniforme T1 ao longo da tela de compósito corrugado para permitir fabricação eficiente. Entretanto, será entendido que a tela de compósito corrugado 21 pode estar prontamente reforçada em porções da mesma, tal como prover uma ou mais camadas de estruturas de moldagem do compósito na mesma, sem se afastar do escopo da presente descrição.[0027] As shown in Figure 3, the corrugated composite screen 21 has a portion thereof having a uniform thickness T1, particularly showing the corrugated composite screen having a uniform thickness along at least one full wave pattern W1 of said corrugated composite screen. Preferably, the corrugated composite web 21 has a uniform thickness T1 across the corrugated composite web to enable efficient manufacturing. However, it will be understood that the corrugated composite web 21 may be readily reinforced in portions thereof, such as providing one or more layers of composite molding structures therein, without departing from the scope of the present description.
[0028] Como adicionalmente mostrado na figura 3, o padrão de onda da tela de compósito corrugado inclui um padrão de onda curvado tendo largura de onda completa W1, amplitude pico a pico A1 e espessura T1. Particularmente, o padrão de onda curvada representa uma combinação de um padrão de onda sinusoidal e circular para facilitar a fabricação, na qual uma porção de onda circular tem raio R1 ao longo do ângulo B1. Entretanto, o padrão de onda não está limitado ao mesmo e pode incluir qualquer padrão de onda tem atue para resistir às tensões compressivas quando uma força de compressão for aplicada em uma direção vertical V da nervura de asa. Por exemplo, o padrão de onda pode incluir um padrão de onda curvada, tal como um padrão de onda sinusoidal, um padrão de onda circular ou combinações dos mesmos, um padrão de onda trapezoidal, tal como um padrão de onda retangular ou uma combinação de um padrão de onda curvada e um padrão de onda trapezoidal.[0028] As further shown in Figure 3, the wave pattern of the corrugated composite screen includes a curved wave pattern having full wave width W1, peak-to-peak amplitude A1 and thickness T1. Particularly, the curved wave pattern represents a combination of a sinusoidal and circular wave pattern to facilitate manufacturing, in which a circular wave portion has radius R1 along angle B1. However, the wave pattern is not limited thereto and may include any wave pattern that acts to resist compressive stresses when a compressive force is applied in a vertical direction V of the wing rib. For example, the wave pattern may include a curved wave pattern, such as a sine wave pattern, a circular wave pattern or combinations thereof, a trapezoidal wave pattern, such as a rectangular wave pattern, or a combination of a curved wave pattern and a trapezoidal wave pattern.
[0029] A figura 4 ilustra uma nervura de asa 20 exemplar incluindo a tela de compósito corrugado 21 das figuras 2 e 3 com uma pluralidade de encaixes 30 engatada com a tela de compósito corrugado. O encaixe pode ser formado a partir de um metal de peso leve, tal como alumínio ou um compósito termoplástico. O encaixe de alumínio pode ser formado por, por exemplo, usinagem, impressão 3D ou combinações das mesmas.[0029] Figure 4 illustrates an exemplary wing rib 20 including the corrugated composite screen 21 of Figures 2 and 3 with a plurality of grooves 30 engaged with the corrugated composite screen. The fitting may be formed from a light weight metal such as aluminum or a thermoplastic composite. The aluminum fitting can be formed by, for example, machining, 3D printing or combinations thereof.
[0030] A pluralidade de encaixes 30 inclui encaixes que engatam com o padrão de onda 23 da tela de compósito corrugado 21, tal como o encaixe mostrado para engatar com o topo e fundo da tela de compósito corrugado 21 conforme mostrado na figura 4. Estes encaixes devem ser dimensionados e conformados para corresponder com o padrão de onda da tela de compósito corrugado. Um encaixe exemplar está ilustrado nas figuras 5 a 7.[0030] The plurality of fittings 30 includes fittings that engage with the wave pattern 23 of the corrugated composite screen 21, such as the fitting shown for engaging with the top and bottom of the corrugated composite screen 21 as shown in figure 4. These Fittings must be sized and shaped to match the wave pattern of the corrugated composite screen. An exemplary fitting is illustrated in figures 5 to 7.
[0031] A figura 6 mostra encaixe 30 tendo uma estrutura de engate 33 que tem um formato e tamanho correspondente ao padrão de onda 23 da tela de compósito corrugado 21. Conforme mostrado nas figuras 5 e 6, o encaixe 30 engata com o padrão de onda 23 da tela de compósito corrugado 21 por, por exemplo, preensão da estrutura de engate 33 ao padrão de onda 23 em posições de preensão 34. Em um aspecto, os encaixes são formados, tal como por usinagem ou impressão 3D, para ter uma estrutura de engate corrugado 33 que combina com o padrão de onda da tela de compósito corrugado. Alternativamente, ao invés de preensão, encaixes termoplásticos e telas são ligados juntos por um processo de consolidação.[0031] Figure 6 shows fitting 30 having an engagement structure 33 that has a shape and size corresponding to the wave pattern 23 of the corrugated composite screen 21. As shown in Figures 5 and 6, the fitting 30 engages with the pattern of wave 23 of the corrugated composite screen 21 by, for example, gripping the engagement structure 33 to the wave pattern 23 in gripping positions 34. In one aspect, the grooves are formed, such as by machining or 3D printing, to have a 33 corrugated coupling structure that matches the wave pattern of the corrugated composite screen. Alternatively, instead of gripping, thermoplastic fittings and screens are bonded together by a consolidation process.
[0032] Cada um dos encaixes 30 no topo e fundo da tela de compósito corrugado 21 pode ter uma estrutura diferente a fim de engatar com as porções correspondentes da tela de compósito corrugado. Adicionalmente, conforme mostrado nas figuras 5 a 7, os encaixes 30 incluem adicionalmente uma porção de flange 31 para acoplamento a uma respectiva porção de uma película de asa, tal como por preensão da porção de flange 31 à película de asa em porções de preensão 35.[0032] Each of the fittings 30 at the top and bottom of the corrugated composite screen 21 may have a different structure in order to engage with corresponding portions of the corrugated composite screen. Additionally, as shown in Figures 5 to 7, the fittings 30 further include a flange portion 31 for coupling to a respective portion of a wing film, such as by gripping the flange portion 31 to the wing film in gripping portions 35. .
[0033] Conforme mostrado, o flange 31 é mostrado como tendo uma superfície superior plana. No caso do flange 31 ter uma superfície superior plana, um calço tendo um contorno de uma respectiva porção da película de asa fica posicionado entre o flange 31 e a película de asa. Alternativamente, o flange 31 é fabricado para ter uma superfície superior que corresponde com o contorno da respectiva porção da película de asa.[0033] As shown, flange 31 is shown as having a flat top surface. In case the flange 31 has a flat upper surface, a shim having an outline of a respective portion of the wing skin is positioned between the flange 31 and the wing skin. Alternatively, the flange 31 is manufactured to have an upper surface that corresponds with the contour of the respective portion of the wing skin.
[0034] Devido aos formatos e tamanhos diferentes de cada nervura de asa e diferentes contornos de porções da película de assa associada com cada encaixe, encaixes fabricados para uma nervura de asa podem não ser adequados para o uso com outra nervura de asa. Portanto, encaixes customizados podem ser fabricados por um processo adequado, tal como por usinagem CNC, impressão 3D ou combinações das mesmas.[0034] Due to the different shapes and sizes of each wing rib and different contours of portions of the wing skin associated with each fitting, fittings manufactured for one wing rib may not be suitable for use with another wing rib. Therefore, customized fittings can be manufactured by a suitable process, such as CNC machining, 3D printing or combinations thereof.
[0035] A pluralidade de encaixes 30 inclui adicionalmente encaixes, tal como mostrado na esquerda e direita da tela de compósito corrugado 21 na figura 4 que não se engatam com o padrão de onda 23 da tela de compósito corrugado 21. A estrutura destes encaixes não é mostrada, e será entendido que os detalhes estruturais do projeto de um encaixe para engatar com a tela de compósito corrugado nestas porções estariam dentro da habilidade comum na técnica.[0035] The plurality of sockets 30 additionally includes sockets such as shown on the left and right of the corrugated composite screen 21 in figure 4 that do not engage with the wave pattern 23 of the corrugated composite screen 21. The structure of these sockets does not is shown, and it will be understood that the structural details of the design of a fitting for engaging with the corrugated composite screen in these portions would be within the ordinary skill in the art.
[0036] A figura 8 ilustra a nervura de asa das figuras 2 a 7 conforme acoplada à película de asa superior 8, a película de asa inferior 9, a longarina traseira 10, a longarina dianteira 12.[0036] Figure 8 illustrates the wing rib of figures 2 to 7 as coupled to the upper wing skin 8, the lower wing skin 9, the rear spar 10, the front spar 12.
[0037] A figura 9 ilustra outra nervura de asa e 20’ exemplar incluindo uma tela de compósito corrugado 21’ com cortes de borda 22’ e penetrações interiores 24’ e uma pluralidade de encaixes 30’ sendo engatada com um padrão de onda da tela de compósito corrugado 21’ e sendo presa à mesma em 34’.[0037] Figure 9 illustrates another exemplary wing rib 20' including a corrugated composite screen 21' with edge cuts 22' and interior penetrations 24' and a plurality of fittings 30' being engaged with a wave pattern of the screen. of corrugated composite 21' and being attached to it at 34'.
[0038] A figura 10 representa um método 50 de fabricação de nervuras de asa, em que o método inclui: no bloco 51, conformar pelo menos uma folha de material compósito em pelo menos uma folha corrugada de material compósito; no bloco 52, cortar uma primeira tela de compósito corrugado e uma segunda tela de compósito corrugado de dita pelo menos uma folha corrugada de material compósito, dita primeira tela de compósito corrugado tendo diferentes dimensões do que dita segunda tela de compósito corrugado; no bloco 53, acoplar dita primeira tela de compósito corrugado com uma película de asa superior e uma película de asa inferior em uma primeira posição dentro de uma asa; e no bloco 54, acoplar dita segunda tela de compósito corrugado com dita película de asa superior e dita película de asa inferior em uma segunda posição dentro de dita asa.[0038] Figure 10 represents a method 50 of manufacturing wing ribs, wherein the method includes: in block 51, forming at least one sheet of composite material into at least one corrugated sheet of composite material; in block 52, cutting a first corrugated composite fabric and a second corrugated composite fabric from said at least one corrugated sheet of composite material, said first corrugated composite fabric having different dimensions than said second corrugated composite fabric; in block 53, coupling said first corrugated composite web with an upper wing skin and a lower wing skin in a first position within a wing; and in block 54, coupling said second corrugated composite ply with said upper wing film and said lower wing film in a second position within said wing.
[0039] Em um aspecto, a primeira tela de compósito corrugado e segunda tela de compósito corrugado podem incluir pelo menos uma porção da mesma tendo uma medida manomérica de tela uniforme, preferivelmente as telas de compósito corrugado tendo uma medida manomérica de tela uniforme ao longo de pelo menos um padrão de onda completo de dita tela de compósito corrugado, mais preferivelmente a tela de compósito corrugado tem uma espessura uniforme ao longo da tela de compósito corrugado. Em outro aspecto, as corrugações podem ser contínuas ao longo das telas de compósito corrugado. Isto permita fabricação eficiente da tela de compósito corrugado ao prover folhas grandes de material da tela de compósito corrugado a partir da qual várias telas de compósito corrugado de diferentes tamanhos podem ser cortadas e montadas para formar uma nervura de asa. Assim, nenhum conjunto de ferramentas de nervura individual é requerido, e uma ferramenta de corrugação de moldagem pode ser usada para fabricação de múltiplas telas de compósito corrugado tendo diferentes dimensões a serem posicionadas em múltiplas estações de nervura de junção de uma asa.[0039] In one aspect, the first corrugated composite screen and second corrugated composite screen may include at least a portion thereof having a uniform screen gauge, preferably the corrugated composite screens having a uniform screen gauge throughout. of at least one full wave pattern of said corrugated composite web, more preferably the corrugated composite web has a uniform thickness throughout the corrugated composite web. In another aspect, the corrugations may be continuous throughout the corrugated composite screens. This allows for efficient fabrication of the corrugated composite screen by providing large sheets of corrugated composite screen material from which several corrugated composite screens of different sizes can be cut and assembled to form a wing rib. Thus, no individual rib tool set is required, and a molding corrugation tool can be used for manufacturing multiple corrugated composite screens having different dimensions to be positioned at multiple joining rib stations of a wing.
[0040] Em um aspecto, a primeira tela de compósito corrugado e o segundo corrugado é cortado de uma única folha de material compósito. Em outro aspecto, a primeira tela de compósito corrugado e o segundo corrugado são cortados a partir de folhas separadas de material compósito, em que as folhas separadas de material compósito são formadas pela mesma ferramenta de corrugação de moldagem.[0040] In one aspect, the first corrugated composite fabric and the second corrugated fabric are cut from a single sheet of composite material. In another aspect, the first corrugated composite fabric and the second corrugated fabric are cut from separate sheets of composite material, wherein the separate sheets of composite material are formed by the same molding corrugation tool.
[0041] Exemplos da presente descrição podem ser descritos no contexto método de fabricação e serviço de aeronave 100, conforme mostrado na figura 11, e uma aeronave 102 conforme mostrada na figura 12. Durante pré-produção, o método de fabricação e serviço de aeronave 100 pode incluir especificação e projeto 104 da aeronave 102 e aquisição de material 106. Durante a produção, a fabricação de componentes/subconjuntos 108 e integração de sistemas 110 da aeronave 102 ocorrem. Posteriormente, a aeronave 102 pode passar pela certificação e entrega 112, no sentido de ser colocado em serviço 114. Durante serviço por um cliente, a aeronave 102 é programada para manutenção e serviço de rotina 116, que pode também incluir modificação, reconfiguração, remodelação e semelhantes.[0041] Examples of the present description can be described in the context of a method of manufacturing and servicing an aircraft 100, as shown in Figure 11, and an aircraft 102 as shown in Figure 12. During pre-production, the method of manufacturing and servicing an aircraft 100 may include specification and design 104 of aircraft 102 and material procurement 106. During production, manufacturing of components/subassemblies 108 and systems integration 110 of aircraft 102 occur. Thereafter, the aircraft 102 may undergo certification and delivery 112, in order to be placed into service 114. During service by a customer, the aircraft 102 is scheduled for routine maintenance and service 116, which may also include modification, reconfiguration, refurbishment and the like.
[0042] Cada um dos processos do método 100 pode ser executado ou realizado por um integrador de sistema, um terceirizado, e/ou um operador (por exemplo, um cliente). Para os propósitos desta descrição, um integrador de sistema inclui, sem limitação qualquer número de fabricantes de aeronave e subcontratados dos sistemas principais; um terceirizado incluir sem limitação qualquer número de vendedores, subcontratados e fornecedores; e um operador pode ser uma empresa aérea, empresa de arrendamento, organização militar, organização de serviço, e outros.[0042] Each of the processes of method 100 can be executed or performed by a system integrator, a third party, and/or an operator (e.g., a customer). For purposes of this description, a system integrator includes, without limitation, any number of aircraft manufacturers and major systems subcontractors; a third party includes without limitation any number of vendors, subcontractors and suppliers; and an operator may be an airline, leasing company, military organization, service organization, and others.
[0043] A nervura de asa, asa tendo uma nervura de asa e método para fabricação podem ser empregados durante qualquer um ou mais dos estágios do método de fabricação e serviço de aeronave 100, incluindo especificação e projeto 104 da aeronave 102, processamento de material 106, fabricação de componente/submontagem 108, integração de sistema 110, certificação e entrega 112, colocação da aeronave em serviço 114 e manutenção e serviço de rotina 116.[0043] The wing rib, wing having a wing rib, and method for manufacturing may be employed during any one or more of the stages of method of manufacturing and servicing aircraft 100, including specification and design 104 of aircraft 102, material processing 106, component/subassembly manufacturing 108, system integration 110, certification and delivery 112, aircraft placement in service 114, and routine maintenance and service 116.
[0044] Conforme mostrado na figura 12, a aeronave 102 produzida pelo método 100 exemplar inclui uma fuselagem 118 com uma pluralidade de sistemas 120 e um interior 122. Exemplos da pluralidade de sistemas 120 podem incluir um ou mais de um sistema de propulsão 124, um sistema elétrico 126, um sistema hidráulico 128, e um sistema ambiental 130. Qualquer número de outros sistemas pode ser incluído. Os dispositivos e métodos dispensáveis descritos podem ser empregados para quaisquer dos sistemas da aeronave 102, incluindo a fuselagem 118 e o interior 122.[0044] As shown in Figure 12, aircraft 102 produced by exemplary method 100 includes a fuselage 118 with a plurality of systems 120 and an interior 122. Examples of the plurality of systems 120 may include one or more than one propulsion system 124, an electrical system 126, a hydraulic system 128, and an environmental system 130. Any number of other systems may be included. The dispensable devices and methods described may be employed for any of the aircraft systems 102 , including the fuselage 118 and interior 122 .
[0045] Adicionalmente, a descrição compreende os exemplos de acordo com as seguintes cláusulas: Cláusula 1. Uma asa, compreendendo: uma película de asa superior; uma película de asa inferior; e uma nervura de asa posicionada entre dita película de asa superior e dita película de asa inferior, dita nervura de asa compreendendo: uma tela de compósito corrugado compreendendo um padrão de onda; e um primeiro encaixe acoplando a dita tela de compósito corrugado com uma de dita película de asa superior e dita película de asa inferior.[0045] Additionally, the description comprises examples in accordance with the following clauses: Clause 1. A wing, comprising: an upper wing skin; a lower wing skin; and a wing rib positioned between said upper wing skin and said lower wing skin, said wing rib comprising: a corrugated composite web comprising a wave pattern; and a first fitting coupling said corrugated composite web with one of said upper wing film and said lower wing film.
[0046] Cláusula 2. A asa da Cláusula 1, em que dito primeiro encaixe está fixado à dita tela de compósito corrugado ao longo de dito padrão de onda.[0046] Clause 2. The wing of Clause 1, wherein said first fitting is fixed to said corrugated composite screen along said wave pattern.
[0047] Cláusula 3. A asa da Cláusula 1, em que dita tela de compósito corrugado compreende uma pluralidade de fibras dentro de um material de matriz.[0047] Clause 3. The wing of Clause 1, wherein said corrugated composite fabric comprises a plurality of fibers within a matrix material.
[0048] Cláusula 4. A asa da Cláusula 3, em que dita tela de compósito corrugado compreende uma pluralidade de carbono fibras dentro de um material de matriz de polímero termoestável.[0048] Clause 4. The wing of Clause 3, wherein said corrugated composite screen comprises a plurality of carbon fibers within a thermostable polymer matrix material.
[0049] Cláusula 5. A asa da Cláusula 1, em que dita tela de compósito corrugado compreende pelo menos uma porção da mesma tendo uma espessura uniforme.[0049] Clause 5. The wing of Clause 1, wherein said corrugated composite screen comprises at least a portion thereof having a uniform thickness.
[0050] Cláusula 6. A asa da Cláusula 5, em que dita tela de compósito corrugado tem uma espessura uniforme ao longo de pelo menos um padrão de onda completo de dita tela de compósito corrugado.[0050] Clause 6. The wing of Clause 5, wherein said corrugated composite screen has a uniform thickness over at least one complete wave pattern of said corrugated composite screen.
[0051] Cláusula 7. A asa da Cláusula 5, em que dita tela de compósito corrugado tem uma espessura uniforme ao longo de dita tela de compósito corrugado.[0051] Clause 7. The wing of Clause 5, wherein said corrugated composite screen has a uniform thickness throughout said corrugated composite screen.
[0052] Cláusula 8. A asa da Cláusula 1, em que dita tela de compósito corrugado compreende um ou mais cortes de borda.[0052] Clause 8. The wing of Clause 1, wherein said corrugated composite screen comprises one or more edge cuts.
[0053] Cláusula 9. A asa da Cláusula 1, em que dita tela de compósito corrugado compreende uma ou mais penetrações interiores.[0053] Clause 9. The wing of Clause 1, wherein said corrugated composite screen comprises one or more interior penetrations.
[0054] Cláusula 10. A asa da Cláusula 1, em que dita tela de compósito corrugado compreende uma pluralidade de camadas de estruturas de moldagem por compósito, pelo menos uma camada tendo fibras alinhadas em uma direção paralela a uma corrugação e pelo menos uma camada tendo fibras alinhadas em uma direção não paralela à dita corrugação.[0054] Clause 10. The wing of Clause 1, wherein said corrugated composite fabric comprises a plurality of layers of composite molding structures, at least one layer having fibers aligned in a direction parallel to a corrugation and at least one layer having fibers aligned in a direction not parallel to said corrugation.
[0055] Cláusula 11. A asa da Cláusula 1, em que dito padrão de onda compreende pelo menos um de um padrão de onda curvado e um padrão de onda trapezoidal.[0055] Clause 11. The wing of Clause 1, wherein said wave pattern comprises at least one of a curved wave pattern and a trapezoidal wave pattern.
[0056] Cláusula 12. A asa da Cláusula 1, em que dito padrão de onda tem uma largura de onda completa de pelo menos 0,1 polegada (0,25 cm).[0056] Clause 12. The wing of Clause 1, wherein said wave pattern has a full wave width of at least 0.1 inch (0.25 cm).
[0057] Cláusula 13. A asa da Cláusula 1, em que o dito primeiro encaixe compreende alumínio.[0057] Clause 13. The wing of Clause 1, wherein said first fitting comprises aluminum.
[0058] Cláusula 14. A Asa da Cláusula 1, em que dito primeiro encaixe é formado por pelo menos um de usinagem e impressão 3D.[0058] Clause 14. The Wing of Clause 1, in which said first fitting is formed by at least one machining and 3D printing.
[0059] Cláusula 15. A asa da Cláusula 1, compreendendo adicionalmente um calço posicionado entre dito primeiro encaixe e dita uma de dita película de asa superior e dita película de asa inferior.[0059] Clause 15. The wing of Clause 1, further comprising a shim positioned between said first fitting and said one of said upper wing film and said lower wing film.
[0060] Cláusula 16. A Asa da Cláusula 1, em que compreende adicionalmente um segundo encaixe, dito segundo encaixe acoplando dita tela de compósito corrugado com a outra de dita película de asa superior e dita película de asa inferior.[0060] Clause 16. The Wing of Clause 1, which additionally comprises a second fitting, said second fitting coupling said corrugated composite screen with the other of said upper wing film and said lower wing film.
[0061] Cláusula 17. A Asa da Cláusula 1, compreendendo adicionalmente: pelo menos uma longarina de asa; e um segundo encaixe acoplando dita tela de compósito corrugado com dita pelo menos uma longarina de asa.[0061] Clause 17. The Wing of Clause 1, further comprising: at least one wing spar; and a second fitting coupling said corrugated composite screen with said at least one wing spar.
[0062] Cláusula 18. Um método para fabricar nervuras de asa, dito método compreendendo: conformar pelo menos uma folha de material compósito em pelo menos uma folha corrugada de material compósito; cortar uma primeira tela de compósito corrugado e uma segunda tela de compósito corrugado de dita pelo menos uma folha corrugada de material compósito, dita primeira tela de compósito corrugado tendo dimensões diferentes do que dita segunda tela de compósito corrugado; acoplar dita primeira tela de compósito corrugado com uma película de asa superior e uma película de asa inferior em uma primeira posição dentro de uma asa; e acoplar dita segunda tela de compósito corrugado com dita película de asa superior e dita película de asa inferior em uma segunda posição dentro de dita asa.[0062] Clause 18. A method for manufacturing wing ribs, said method comprising: forming at least one sheet of composite material into at least one corrugated sheet of composite material; cutting a first corrugated composite fabric and a second corrugated composite fabric from said at least one corrugated sheet of composite material, said first corrugated composite fabric having different dimensions than said second corrugated composite fabric; coupling said first corrugated composite web with an upper wing skin and a lower wing skin in a first position within a wing; and coupling said second corrugated composite web with said upper wing skin and said lower wing skin in a second position within said wing.
[0063] Cláusula 19. O método para a Cláusula 18, em que dita primeira tela de compósito corrugado e dita segunda tela de compósito corrugado são cortadas de uma única folha corrugada de material compósito.[0063] Clause 19. The method for Clause 18, wherein said first corrugated composite screen and said second corrugated composite screen are cut from a single corrugated sheet of composite material.
[0064] Cláusula 20. O método para a Cláusula 18, em que dita conformação, dita pelo menos uma folha de material compósito em dita pelo menos uma folha corrugada de material compósito inclui conformar uma pluralidade de folhas de material compósito usando a mesma ferramenta de corrugação.[0064] Clause 20. The method for Clause 18, wherein said forming said at least one sheet of composite material into said at least one corrugated sheet of composite material includes forming a plurality of sheets of composite material using the same forming tool. corrugation.
[0065] Embora vários exemplos da nervura de asa descrita, asa tendo uma nervura de asa e método para fabricação de nervuras de asa tenham sido mostrados e descritos, modificações podem ocorrer para aqueles versados na técnica na leitura da descrição. O presente pedido inclui tais modificações e é limitado somente pelo escopo das reivindicações.[0065] Although several examples of the described wing rib, wing having a wing rib and method for manufacturing wing ribs have been shown and described, modifications may occur to those skilled in the art when reading the description. The present application includes such modifications and is limited only by the scope of the claims.
Claims (20)
Applications Claiming Priority (2)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
US15/879,789 US11273899B2 (en) | 2018-01-25 | 2018-01-25 | Wing rib, wing having wing rib, and method for manufacturing the same |
US15/879,789 | 2018-01-25 |
Publications (2)
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