Крыло летательного аппарата (варианты), а также способ его сборки
Настоящее изобретение в целом относится к летательным аппаратам и, в частности, к крыльям летательных аппаратов и соответствующим элементам, работающим на сдвиг и растяжение. Крыло летательного аппарата содержит первую панель, соединенную со второй панелью с образованием кессона крыла. Стрингер, расположенный по размаху крыла внутри кессона крыла непосредственно возле по меньшей мере одной из первой панели или второй панели. Нервюру, расположенную вдоль хорды внутри кессона крыла, причем нервюра содержит элемент, работающий на сдвиг и растяжение, включающий в себя стенку, соединенную со стенкой планку и первую и вторую опоры, проходящие в противоположных направлениях от центральной части планки и выступающие наружу от центральной части планки по направлению вдоль хорды, так что дальние концы первой и второй опор размещены на расстоянии от стенки. При этом первая и вторая опоры соединены со стрингером и/или первой панелью или второй панелью. Группа изобретений также относится к альтернативному варианту выполнения крыла летательного аппарата, а также к способу сборки крыла летательного аппарата. Группа изобретений направлена на создание летательных аппаратов, включающих в себя крылья, имеющие элементы, работающие на сдвиг и растяжение, которые уменьшают количество прокладок, используемых при сборке крыла летательного аппарата, и/или устраняют необходимость в их использовании. 3 н. и 11 з.п. ф-лы, 20 ил.
ОБЛАСТЬ ТЕХНИКИ
[001] Настоящее изобретение в целом относится к летательным аппаратам и, в частности, к летательным аппаратам, крыльям летательных аппаратов и соответствующим элементам, работающим на сдвиг и растяжение.
УРОВЕНЬ ТЕХНИКИ
[002] Многие летательные аппараты имеют крылья. В некоторых примерах эти крылья включают в себя нервюры для обеспечения структурной устойчивости и/или по другим причинам. Для соединения нервюр с панелями крыльев в некоторых примерах используются элементы, работающие на сдвиг и растяжение.
КРАТКОЕ ОПИСАНИЕ ЧЕРТЕЖЕЙ
[003] На ФИГ. 1 схематически показан пример летательного аппарата, на котором могут быть реализованы приведенные в качестве примера элементы, работающие на сдвиг и растяжение, раскрытые в настоящем документе.
[004] На ФИГ. 2 показан вид с частичным разрезом приведенного в качестве примера крыла, включающего в себя приведенные в качестве примера нервюры, имеющие приведенные в качестве примера элементы, работающие на сдвиг и растяжение, в соответствии с идеями раскрытия настоящего изобретения.
[005] На ФИГ. 3 показана приведенная в качестве примера нервюра, которая может быть использована для реализации нервюр по ФИГ. 2.
[006] На ФИГ. 4-6 показаны различные виды приведенного в качестве примера первого элемента, работающего на сдвиг и растяжение, который может быть использован для реализации приведенных в качестве примера элементов, работающих на сдвиг и растяжение, по ФИГ. 2 и/или 3.
[007] На ФИГ. 7А показан изометрический вид приведенных в качестве примера элементов, работающих на сдвиг и растяжение, выполненных согласно ФИГ. 4-6, которые могут быть использованы для реализации приведенных в качестве примера элементов, работающих на сдвиг и растяжение, по ФИГ. 2 и/или 3.
[008] На ФИГ. 7В и 1С показаны противоположные изометрические виды приведенной в качестве примера нервюры, которая может быть использована для реализации нервюр по ФИГ. 2 и/или 3.
[009] На ФИГ. 8-10 показаны различные виды приведенного в качестве примера второго элемента, работающего на сдвиг и растяжение, который может быть использован для реализации элементов, работающих на сдвиг и растяжение, по ФИГ. 2 и/или 3.
[0010] На ФИГ. 11А показан изометрический вид приведенных в качестве примера элементов, работающих на сдвиг и растяжение, выполненных согласно ФИГ. 8-10, которые могут быть использованы для реализации приведенных в качестве примера элементов, работающих на сдвиг и растяжение, по ФИГ. 2 и/или 3.
[0011] На ФИГ. 11В и 11С показаны противоположные изометрические виды приведенной в качестве примера нервюры, которая может быть использована для реализации нервюр по ФИГ. 2 и/или 3.
[0012] На ФИГ. 12-14 показаны различные виды приведенного в качестве примера третьего элемента, работающего на сдвиг и растяжение, который может быть использован для реализации приведенных в качестве примера элементов, работающих на сдвиг и растяжение, по ФИГ. 2 и/или 3.
[0013] На ФИГ. 15А показан изометрический вид приведенных в качестве примера элементов, работающих на сдвиг и растяжение, выполненных согласно ФИГ. 12-14, которые могут быть использованы для реализации приведенных в качестве примера элементов, работающих на сдвиг и растяжение, по ФИГ. 2 и/или 3.
[0014] На ФИГ. 15В и 15С показаны противоположные изометрические виды приведенной в качестве примера нервюры, которая может быть использована для реализации нервюр по ФИГ. 2 и/или 3.
[0015] На ФИГ. 16 показан изометрический вид приведенного в качестве примера четвертого элемента, работающего на сдвиг и растяжение, который может быть использован для реализации приведенных в качестве примера элементов, работающих на сдвиг и растяжение, по ФИГ. 2 и/или 3.
[0016] На ФИГ. 17 показана приведенная в качестве примера нервюра, содержащая приведенный в качестве примера пятый элемент, работающий на сдвиг и растяжение, соединенный с приведенным в качестве примера стрингером и приведенной в качестве примера панелью, которые могут быть использованы для реализации приведенных в качестве примера элементов, работающих на сдвиг и растяжение, нервюр, стрингеров и панелей по ФИГ. 2 и/или нервюры по ФИГ. 3.
[0017] На ФИГ. 18 подробно показано соединение между приведенным в качестве примера элементом, работающим на сдвиг и растяжение, приведенным в качестве примера стрингером и приведенной в качестве примера панелью по ФИГ. 17.
[0018] На ФИГ. 19 подробно показана вертикальная проекция соединения между приведенным в качестве примера элементом, работающим на сдвиг и растяжение, приведенным в качестве примера стрингером и приведенной в качестве примера панелью по ФИГ. 17.
[0019] На ФИГ. 20 показан изометрический вид приведенной в качестве примера нервюры, содержащей приведенный в качестве примера пятый элемент, работающий на сдвиг и растяжение, который может быть использован для реализации приведенных в качестве примера элементов, работающих на сдвиг и растяжение, по ФИГ. 2 и/или 3.
[0020] Чертежи выполнены не в масштабе. Там, где это возможно, одни и те же ссылочные номера будут использоваться на всех чертежах и сопроводительном письменном описании для обозначения одних и тех же или подобных частей.
ОСУЩЕСТВЛЕНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ
[0021] Примеры, раскрытые в настоящем документе, относятся к приведенным в качестве примера летательным аппаратам, имеющим панели крыльев и/или обшивки, усиленные изнутри, (например, композитные конструкции крыльев, содержащие металлические нервюры) и/или композитные панели крыльев и/или обшивки, содержащие прикрепленные стрингеры. В некоторых примерах летательные аппараты, выполненные согласно идеям раскрытия настоящего изобретения, включают в себя приведенные в качестве примера крылья и/или приведенные в качестве примера нервюры, имеющей элементы, работающие на сдвиг и растяжение, которые уменьшают количество прокладок, используемых при сборке крыла летательного аппарата, и/или устраняют необходимость в их использовании.
[0022] В некоторых примерах количество прокладок может быть уменьшено посредством выполнения приведенных в качестве примера элементов, работающих на сдвиг и растяжение, для увеличения допустимого зазора на подтягивание (например, подтягивание крепежного элемента) и/или допуска на строительство перед соединением нервюры с соседними компонентами (например, стрингером, панелями) узла крыла, сохраняя при этом пороговое усилие (пороговые усилия) на подтягивание. В некоторых примерах пороговый зазор на подтягивание может составлять приблизительно 0,012 дюйма (0,3048 мм) и/или 0,016 дюйма (0,4064 мм) и/или примерно от 0,008 дюйма (0,2032 мм) до 0,016 дюйма (0,4064 мм). В некоторых примерах пороговое усилие на подтягивание может составлять примерно от 250 фунтов до 350 фунтов (1112-1557 Н). Однако пороговый зазор на подтягивание может быть разным (например, 0,015 дюйма (0,381 мм), 0,17 дюйма (4,318 мм), 0,020 дюйма (0,508 мм), 0,1 дюйма (2,54 мм) и т.п.) в зависимости от конструктивных характеристик и/или конструктивных параметров. При использовании в настоящем документе выражение "зазор на подтягивание" относится к зазору между элементом, работающим на сдвиг и растяжение, и противоположной поверхностью (например, поверхностью элемента жесткости, поверхностью панели крыла и т.п.) перед установкой и сборкой крепежного элемента. Иными словами, больший допустимый зазор на подтягивание означает, что элемент, работающий на сдвиг и растяжение, перемещают на большее расстояние, чтобы закрыть и/или уменьшить зазор во время процесса сборки, между элементом, работающим на сдвиг и растяжение, и панелью, к которой должен быть прикреплен элемент, работающий на сдвиг и растяжение. Аналогично, меньший допустимый зазор на подтягивание означает, что элемент, работающий на сдвиг и растяжение, перемещают на меньшее расстояние, чтобы закрыть и/или уменьшить зазор, во время сборки между элементом, работающим на сдвиг и растяжение, и панелью, к которой должен быть прикреплен элемент, работающий на сдвиг и растяжение.
[0023] Посредством уменьшения количества и/или устранения прокладок, содержащихся между нервюрами и панелями крыла летательного аппарата, в некоторых примерах может быть уменьшен вес летательного аппарата, могут быть уменьшены затраты на производство летательного аппарата и/или может быть увеличена общая производительность производства летательного аппарата при обеспечении создания прочного элемента, работающего на сдвиг и растяжение. Посредством уменьшения количества и/или устранения использования прокладок при сборке крыла летательного аппарата, в некоторых примерах может быть уменьшено количество станций регулировок с помощью прокладок на сборочном заводе, может быть уменьшена площадь зоны на сборочном заводе, связанная со сборкой крыла летательного аппарата, может быть уменьшено время производства и/или могут быть уменьшены периодические и/или непериодические затраты на производство. Кроме того, в некоторых примерах посредством уменьшения количества и/или устранения содержащихся прокладок при сборке крыла летательного аппарата, может быть улучшена эргономичность рабочего места с учетом веса прокладок и/или ограниченного пространства внутри кессона крыла, в котором в противном случае были бы размещены прокладки.
[0024] В некоторых примерах элементы, работающие на сдвиг и растяжение, раскрытые в настоящем документе, выполнены так, чтобы иметь умеренный уровень гибкости и/или податливости, без превышения статических и/или усталостных напряжений, допустимых для материала элемента, работающего на сдвиг и растяжение, и/или соответствующей нервюры. Элементы, работающие на сдвиг и растяжение, и/или нервюра могут быть выполнены из алюминия или любого другого подходящего материала. В некоторых примерах статические напряжения составляют примерно от 30 до 40 килофунт-сил на кв. дюйм (207-276 МПа), а усталостные напряжения составляют примерно от 15 до 20 килофунт-сил на кв. дюйм (103-138 МПа).
[0025] Приведенные в качестве примера элементы, работающие на сдвиг и растяжение, раскрытые в настоящем документе, могут быть выполнены в виде одностороннего элемента, работающего на сдвиг и растяжение, и/или двустороннего элемента, работающего на сдвиг и растяжение, включающего в себя выступы (например, выступы с вырезами). При использовании в настоящем документе односторонний элемент, работающий на сдвиг и растяжение, обеспечивает доступ для крепежных операций с одной стороны элемента, работающего на сдвиг и растяжение, а двусторонний элемент, работающий на сдвиг и растяжение, обеспечивает доступ для крепежных операций с обеих сторон элемента, работающего на сдвиг и растяжение. Выступы могут быть выполнены относительно гибкими и/или действовать в качестве пружин (например, пластинчатой пружины) для увеличения допустимого зазора на подтягивание между элементом, работающим на сдвиг и растяжение, и соответствующей панелью крыла. Иными словами, гибкость выступов обеспечивает возможность их подвода к смежной поверхности для смыкания относительно большого зазора на подтягивание, когда крепежный элемент (крепежные элементы) скрепляет (скрепляют) элемент, работающий на сдвиг и растяжение, стрингер и соответствующую панель. Дополнительно или альтернативно, приведенные в качестве примера элементы, работающие на сдвиг и растяжение, раскрытые в настоящем документе, могут быть выполнены путем масштабирования приведенных в качестве примера конструкций элементов, работающих на сдвиг и растяжение, для достижения пороговой характеристики подтягивания (например, подтягивания величиной 0,012 дюйма (0,3048 мм), подтягивания величиной 0,016 дюйма (0,4064 мм)). Независимо от конфигурации приведенных в качестве примера элементов, работающих на сдвиг и растяжение, реализованных согласно идеям раскрытия настоящего изобретения, примеры, раскрытые в настоящем документе уменьшают количество прокладок, используемых при сборке крыла летательного аппарата, и/или устраняют необходимость в их использовании.
[0026] На ФИГ. 1 изображен пример летательного аппарата 100, включающего в себя приведенный в качестве примера фюзеляж 101 и приведенные в качестве примера двигатели 102, соединенные с приведенными в качестве примера крыльями 104. В этом примере каждое из крыльев 104 включает в себя первую и вторую панели 106, 108, которые могут быть выполнены из композитного материала и/или армированного углеродным волокном пластикового материала.
[0027] На ФИГ. 2 показан вид с частичным разрезом одного из приведенных в качестве примера крыльев 104, которые могут быть использованы для реализации крыльев 104 летательного аппарата 100 по ФИГ. 1. В показанном примере крыло 104 включает в себя первую и вторую панели 106, 108 и нервюры 202, которые проходят в направлении по хорде между первой и второй панелями 106, 108. Как показано в приведенном примере, чтобы повысить стабильность соответствующих панелей 106, 108, приведенные в качестве примера стрингеры 204 соединяют по размаху крыла между нервюрами 202 вдоль длины крыла 104. В некоторых примерах некоторые из стрингеров 204 расположены возле первой панели 106, а другие из стрингеров 204 расположены возле второй панели 108.
[0028] Для соединения нервюр 202, стрингеров 204 и панелей 106 и/или 108 друг с другом, в показанном примере нервюры 202 включают в себя приведенные в качестве примера элементы 206, работающие на сдвиг и растяжение, через которые проходят крепежные элементы 208. Элементы 206, работающие на сдвиг и растяжение, могут быть выполнены за одно целое с нервюрами 202 или могут быть соединены с нервюрами 202. В некоторых примерах два крепежных элемента 208 проходят через элементы 206, работающие на сдвиг и растяжение, которые выполнены в виде односторонних элементов, работающих на сдвиг и растяжение, при этом односторонний элемент, работающий на сдвиг и растяжение, обеспечивает доступ для крепежных операций с одной стороны элемента 206, работающего на сдвиг и растяжение. В некоторых примерах четыре крепежных элемента 208 проходят через элементы 206, работающие на сдвиг и растяжение, которые выполнены в виде двусторонних элементов, работающих на сдвиг и растяжение, при этом двусторонний элемент, работающий на сдвиг и растяжение, обеспечивает доступ для крепежных операций с обеих сторон элемента 206, работающего на сдвиг и растяжение. Однако в других примерах любое количество крепежных элементов 208 может быть использовано для соединения элементов 206, работающих на сдвиг и растяжение, с первой панелью 106, второй панелью 108 и/или стрингерами 204.
[0029] Независимо от конфигурации приведенных в качестве примера элементов 206, работающих на сдвиг и растяжение, используемых для соединения друг с другом стрингеров 204, нервюр 202 и панелей 106 и/или 108, приведенные в качестве примера элементы 206, работающие на сдвиг и растяжение, делают так, чтобы зазор на подтягивание между элементами 206, работающими на сдвиг и растяжение, стрингером 204 и/или и панелью 106 и/или 108 удовлетворял пороговому значению перед соединением крепежными элементами 208 элементов 206, работающих на сдвиг и растяжение, стрингеров 204 и панелей 106 и/или 108 друг с другом. В некоторых примерах зазор на подтягивание может присутствовать перед установкой крепежного элемента на основе изменчивости производственного процесса и/или других факторов. В некоторых примерах пороговый зазор на подтягивание, выполненный с возможностью смыкания с использованием примеров, раскрытых в настоящем документе, может быть больше, чем зазор на подтягивание, который может быть обеспечен известными примерами (например, 0,005 дюйма (0,127 мм) - 0,008 дюйма (0,2032 мм)). В некоторых примерах пороговый зазор на подтягивание составляет приблизительно 0,012 дюйма (0,3048 мм) и/или 0,016 дюйма (0,4064 мм) и/или примерно от 0,008 дюйма (0,2032 мм) до 0,016 дюйма (0,4064 мм).
[0030] В некоторых примерах крыло 104 может быть собрано путем размещения стрингеров 204 по размаху крыла поверх второй панели 108 и размещения нервюр 202 по хорде поверх стрингеров 204 и возле второй панели 108. Зазор на подтягивание может быть образован между элементом 206, работающим на сдвиг и растяжение, нервюрой 202 и по меньшей мере одним из следующего: стрингер 204 или вторая панель 108. В некоторых примерах крыло 104 также может быть собрано путем размещения стрингеров 204 по размаху крыла поверх нервюр 202 и возле первой панели 106. Крепежные элементы 208, когда они установлены, могут уменьшать зазор на подтягивание между элементами 206, работающими на сдвиг и растяжение, стрингером 204 и первой панелью и/или второй панелью 108.
[0031] На ФИГ. 3 показан изометрический вид приведенной в качестве примера нервюры 301, которая может быть использована для реализации приведенных в качестве примера нервюр 202 по ФИГ. 2. В показанном примере нервюра 301 включает в себя приведенные в качестве примера отсеки 302, приведенные в качестве примера элементы 304 жесткости и приведенные в качестве примера элементы 305, работающие на сдвиг и растяжение, на первой стороне 308 нервюры 301, а приведенные в качестве примера элементы 306, работающие на сдвиг и растяжение, на второй стороне 312 нервюры 301. Для обеспечения возможности прохождения стрингеров 204 между элементами 305, 305, работающими на сдвиг и растяжение, в этом примере нервюра 301 задает отверстия 314 между смежными элементами 305, 306, работающими на сдвиг и растяжение. Кроме того, в показанном примере нервюра 301 включает в себя приведенную в качестве примера стенку 316, приведенные в качестве примера опорные участки 318 стенки, окружающие приведенные в качестве примера отверстия 320, первую хорду 322 возле первой стороны 308 нервюры 301 и вторую хорду 324 возле второй стороны 312 нервюры 301. Как показано в примере по ФИГ. 3, отсеки 302 образованы элементами 304 жесткости и хордами 322, 324.
[0032] На ФИГ. 4-6 показаны различные виды приведенного в качестве примера элемента 401, работающего на сдвиг и растяжение, который может быть использован для реализации элементов 206, работающих на сдвиг и растяжение, по ФИГ. 2 и/или элементов 305, 306, работающих на сдвиг и растяжение, по ФИГ. 3. В показанном примере по ФИГ. 4, элемент 401, работающий на сдвиг и растяжение, представляет собой двусторонний элемент, работающий на сдвиг и растяжение, включающий в себя планку и/или основание 402, имеющее первый выступ и/или первую опору 404, второй выступ и/или вторую опору 406, третий выступ и/или третью опору 408 и четвертый выступ и/или четвертую опору 410. В этом примере первая и вторая опоры 404, 406 размещены на расстоянии друг от друга, определяемом приведенным в качестве примера первым дугообразным отверстием 411, а третья и четвертая опоры 408, 410 размещены на расстоянии друг от друга, определяемом приведенным в качестве примера вторым дугообразным отверстием 412. Хотя в этом примере отверстия 411, 412 имеют дугообразную форму, отверстия 411, 412 могут быть любой другой формы.
[0033] В некоторых примерах расстояние первой и второй опор 404, 406 друг от друга и расстояние третьей и четвертой опор 408 410 друг от друга увеличивает гибкость опор 404, 406, 408 и 410 и/или обеспечивает возможность выполнения опор 404, 406, 408 и 410 более короткими по сравнению с некоторыми примерами, раскрытыми в настоящем документе. Например, опоры 404, 406, 408 и 410 могут быть выполнены относительно гибкими и/или действовать в качестве пластинчатых пружин для обеспечения возможности смыкания и/или уменьшения порогового зазора на подтягивание при соединении нервюры 202 и первой и/или второй панелей 106, 108 и/или стрингеров 204. В некоторых примерах пороговый зазор на подтягивание составляет 0,012 дюйма (0,3048 мм) и/или 0,016 дюйма (0,4064 мм) и/или примерно от 0,008 дюйма (0,2032 мм) до 0,016 дюйма (0,4064 мм). Однако пороговый зазор на подтягивание может представлять собой любое расстояние в зависимости от технических требований к конструкции и т.п.
[0034] В некоторых примерах для обеспечения возможности соединения элемента 401, работающего на сдвиг и растяжение, с первой и/или второй панелями 106, 108 и/или со стрингерами 204, опоры 404, 406, 408 и 410 задают отверстия 413, через которые проходят крепежные элементы 208. Отверстия 413 могут быть расположены в направлении кромок и/или кончиков опор 404, 406, 408 и 410, чтобы максимизировать гибкость опор 404, 406, 408 и 410. В этом примере отверстия 413 выполнены симметрично относительно продольной оси 414 и/или поперечной оси 416 элемента 401, работающего на сдвиг и растяжение. Однако в других примерах отверстия 413 не симметричны относительно продольной оси 414 и/или поперечной оси 416. Хотя отверстия 413 показаны в конкретных местоположениях на опорах 404, 406, 408 и 410 и имеющими конкретные размер и форму, отверстия 413 могут быть выполнены в любом другом местоположении и могут иметь любой размер и/или любую форму. Хотя опоры 404, 406, 408 и 410 показаны содержащими одно отверстие, большее или меньшее количество отверстий может быть образовано одной или более опорами 404, 406, 408 и 410 (например, 0, 2, 3 и т.п.).
[0035] В показанном примере приведенные в качестве примера скругление и/или угловое пересечение 418 проходит вдоль центральной части 419 планки 402 для соединения планки 402 и приведенной в качестве примера стенки 420 элемента 401, работающего на сдвиг и растяжение. В этом примере для обеспечения возможности переноса сил и/или нагрузок (например, сдвиговых нагрузок) через элемент 401, работающий на сдвиг и растяжение, и/или для обеспечения пути нагружения для нервюры 202, стрингера 204, первой панели 106 и/или второй панели 108, элемент 401, работающий на сдвиг и растяжение, включает в себя приведенную в качестве примера полку 422, которая связывает стенку 420. В некоторых примерах полка 422 представляет собой V-образную полку и/или элемент жесткости, который размещен под углом относительно планки 402 с образованием V-образной стенки. В примере по ФИГ. 4 полка 422 включает в себя первую часть 424 и вторую часть 426, которые выполнены симметрично относительно средней линии и/или оси 428 стенки 420. Однако в других примерах первая и вторая части 424, 426 могут быть не симметричными. В этом примере первая часть 424 находится под углом примерно от 20 градусов до 70 градусов 429 (ФИГ. 6) относительно средней линии 428 второй части 401, а вторая часть 426 находится под углом примерно от минус 20 градусов до минус 70 градусов 430 (ФИГ. 6) относительно средней линии 428.
[0036] В показанном примере первая и вторая части 424, 426 полки 422 соединены с приведенной в качестве примера хордой 432, которая может быть использована для реализации хорды 322 и/или 324 по ФИГ. 3. Как показано в примере по ФИГ. 4, углы 427 стенки 420 возле соединения между полкой 422 и хордой 432 могут быть скругленными. Для образования скругленных углов в этом примере первая и вторая части 424, 426 полки 422 выполнены со скосом возле соединения с хордой 432. В этом примере элементы 434 жесткости проходят от хорды 432 и образуют отсек 436, в котором расположена стенка 438.
[0037] На ФИГ. 5 показан еще один изометрический вид приведенного в качестве примера элемента 401, работающего на сдвиг и растяжение, по ФИГ. 4 с показом противоположной стороны элемента 401, работающего на сдвиг и растяжение, по сравнению с видом, приведенным на ФИГ. 4. Как показано на ФИГ. 5, первые противоположные кромки и/или стороны 502, 504 по существу параллельны друг другу, и вторые противоположные кромки и/или стороны 506, 508 планки 402 по существу параллельны друг другу. При использовании в настоящем документе по существу параллельно означает примерно от нуля до пяти градусов относительно параллели и/или учитывает производственные допуски.
[0038] На ФИГ. 6 показана вертикальная проекция приведенного в качестве примера элемента 401, работающего на сдвиг и растяжение, по ФИГ. 4. Как показано в примере по ФИГ. 6, хорда 432 и элементы 434 жесткости образуют противоположные фитинги (например, стыковочные накладки) 602, 604, имеющие скругленные углы. В этом примере скошенные и/или угловые поверхности и/или скругления 605 выполнены на пересечении между стенкой 420 и полкой 422. На ФИГ. 7А показаны два элемента 401, работающие на сдвиг и растяжение, по ФИГ. 4, выполненные из одного куска материала (например, монолитная деталь) для обеспечения возможности соединения друг с другом элементов 401, работающих на сдвиг и растяжение. В примере по ФИГ. 7А смежные элементы 401, работающие на сдвиг и растяжение, задают отверстие 702, через которое проходит стрингер 204, когда элемент 401, работающий на сдвиг и растяжение, используют для соединения нервюры 202, стрингера 204 и первой панели 106 и/или второй панели 108 друг с другом.
[0039] На ФИГ. 7В и 7С показаны противоположные изометрические виды приведенной в качестве примера нервюры 704, которая может быть использована для реализации приведенной в качестве примера нервюры 202 по ФИГ. 2 и/или приведенной в качестве примера нервюры 301 по ФИГ. 3. В показанном примере по ФИГ. 7В и 1С, элемент 401, работающий на сдвиг и растяжение, выполнен согласно приведенному в качестве примера элементу 401, работающему на сдвиг и растяжение, по ФИГ. 4-6, в котором сторона, показанная на ФИГ. 7В, включает в себя хорду 432 и элементы 434 жесткости, а сторона, показанная на ФИГ. 1С, не включает в себя хорду 432 и элементы 434 жесткости. Таким образом, сторона нервюры 704, показанная на ФИГ. 1С, иллюстрирует стенку 438 без включения хорды 432 и элементов 434 жесткости. Хотя приведенная в качестве примера нервюра 704 по ФИГ. 7В и 1С включает в себя один элемент, работающий на сдвиг и растяжение, выполненный согласно приведенному в качестве примера элементу, работающему на сдвиг и растяжение, по ФИГ. 4-6, нервюра 704 по ФИГ. 7b и 1С может включать в себя любое количество таких элементов, работающих на сдвиг и растяжение. Со ссылкой на ФИГ. 7В, приведенная в качестве примера нервюра 704 включает в себя хорду 432 и элементы 434 жесткости, которые проходят по существу перпендикулярно относительно друг друга. При использовании в настоящем документе по существу перпендикулярно означает примерно от нуля градусов до пяти градусов относительно перпендикуляра и/или учитывает производственные допуски.
[0040] На ФИГ. 8-10 показаны различные виды еще одного приведенного в качестве примера элемента 801, работающего на сдвиг и растяжение, который может быть использован для реализации элементов 206, работающих на сдвиг и растяжение, по ФИГ. 2 и/или элементов 305 и/или 306, работающих на сдвиг и растяжение, по ФИГ. 3. В показанном примере по ФИГ. 8, элемент 801, работающий на сдвиг и растяжение, представляет собой двусторонний элемент, работающий на сдвиг и растяжение, включающий в себя планку 802, имеющую первый выступ и/или первую опору 804 и второй выступ и/или вторую опору 806. В отличие от примера по ФИГ. 4-6 первая опора 804 по ФИГ. 8 выполнена в виде одной опоры без разделения отверстием первой опоры 804 на первую подопору (например, первую опору 404) и вторую подопору (например, вторую опору 406) и без разделения второй опоры 806 на третью подопору (например, третью опору 408) и четвертую подопору (например, четвертую опору 410).
[0041] В отличие от примера по ФИГ. 4-6, чтобы компенсировать ширину опор 804, 806 по ФИГ. 8, которая больше, чем ширина опор 404, 406, 408 и 410 по ФИГ. 4 и обеспечить для первой и второй опор 804, 806 по ФИГ. 8 гибкость, аналогичную гибкости приведенных в качестве примера опор 404, 406, 408 и 410 по ФИГ. 4, длина 1002 (ФИГ. 10) первой опоры 804 больше, чем длина 606 (ФИГ. 6) первой опоры 404. В некоторых примерах опоры 804, 806 выполнены относительно гибкими для обеспечения возможности получения, смыкания и/или уменьшения порогового зазора на подтягивание при соединении нервюры 202 и первой и/или второй панелей 106, 108 и/или стрингеров 204. В некоторых примерах пороговый зазор на подтягивание составляет 0,012 дюйма (0,3048 мм) и/или 0,016 дюйма (0,4064 мм) и/или примерно от 0,008 дюйма (0,2032 мм) до 0,016 дюйма (0,4064 мм). Однако пороговый зазор на подтягивание может представлять собой любое расстояние в зависимости от технических требований к конструкции и т.п.
[0042] В некоторых примерах для обеспечения возможности соединения элемента 801, работающего на сдвиг и растяжение, с первой и/или второй панелями 106, 108 и/или со стрингерами 204, опоры 804, 806 задают отверстия 808, через которые проходят крепежные элементы 208. Хотя отверстия 808 показаны в конкретных местоположениях на опорах 804, 806 и имеющими конкретные размер и форму, отверстия 808 могут быть выполнены в любом другом местоположении и могут иметь любой размер и/или любую форму. Хотя каждая из опор 804, 806 показана содержащей два отверстия, большее или меньшее количество отверстий может быть задано одной или более опорами 804, 806 (например, 0, 1, 3 и т.п.). В некоторых примерах отверстия 808 выполнены симметрично относительно продольной оси 810 и/или поперечной оси 812 элемента 801, работающего на сдвиг и растяжение. Однако в других примерах отверстия 808 не симметричны относительно продольной оси 810 и/или поперечной оси 812.
[0043] В этом примере для обеспечения возможности переноса сил и/или нагрузок (например, сдвиговых нагрузок) через элемент 801, работающий на сдвиг и растяжение, приведенная в качестве примера полка 814 проходит от планки 802 и связывает приведенную в качестве примера стенку 420 элемента 801, работающего на сдвиг и растяжение. На основании того, что первая и вторая опоры 804, 806 выполнены длиннее опор 404, 406, 408 и 410 по ФИГ. 4, в этом примере центральная часть 817 планки 802, которая связывает стенку 816, имеет ширину 1004 (ФИГ. 10), которая меньше, чем ширина центральной части 419 по ФИГ. 4.
[0044] В показанном примере полка 814 размещена под углом относительно планки 802 с образованием V-образной стенки. В примере по ФИГ. 8, полка 814 включает в себя первую часть 818 и вторую часть 820, которые выполнены симметрично относительно средней линии и/или оси 821 стенки 816. Однако в других примерах первая и вторая части 818, 820 могут быть не симметричными. В этом примере первая часть 818 находится под углом примерно от 20 градусов до 70 градусов 824 (ФИГ. 10) относительно средней линии 821, а вторая часть 820 находится под углом примерно от минус 20 градусов до минус 70 градусов 826 (ФИГ. 10) относительно средней линии 821.
[0045] В показанном примере полка 814 соединена с хордой 828, которая может быть использована для реализации хорды 322 и/или 324 по ФИГ. 3. В этом примере элементы 830 жесткости проходят от хорды 828 и образуют отсек 832, в котором расположена стенка 834. В некоторых примерах стенка 834 может быть использована для реализации стенки 316 по ФИГ. 3.
[0046] На ФИГ. 9 показан еще один изометрический вид приведенного в качестве примера элемента 801, работающего на сдвиг и растяжение, по ФИГ. 8 с показом противоположной стороны элемента 801, работающего на сдвиг и растяжение, по сравнению с видом, приведенным на ФИГ. 8, на котором сторона элемента 801, работающего на сдвиг и растяжение, показанная на ФИГ. 8, включает в себя хорду 828 и элементы 830 жесткости, а сторона элемента 801, работающего на сдвиг и растяжение, показанная на ФИГ. 9, не включает в себя хорду 828 и элементы 830 жесткости. Таким образом, сторона элемента 801, работающего на сдвиг и растяжение, показанная на ФИГ. 9, иллюстрирует стенку 834 без включения хорды 828 и элементов 830 жесткости. В этом примере скошенные и/или угловые поверхности и/или скругления 902 выполнены на пересечении между стенкой 816 и полкой 814. На ФИГ. 10 показана вертикальная проекция приведенного в качестве примера элемента 801, работающего на сдвиг и растяжение, по ФИГ. 8, на котором сторона элемента 801, работающего на сдвиг и растяжение, показанная на ФИГ. 10, является той же стороной элемента 801, работающего на сдвиг и растяжение, как показано на ФИГ. 9. В этом примере хорда 828 и элементы 830 жесткости показаны на ФИГ. 8, но не показаны на ФИГ. 10. На ФИГ. 11А показаны три элемента 801, работающие на сдвиг и растяжение, выполненные из одного куска материала (например, монолитная деталь) для обеспечения возможности соединения друг с другом элементов 801, работающих на сдвиг и растяжение. В примере по ФИГ. 11А, смежные элементы 801, работающие на сдвиг и растяжение, задают отверстия 1102, через которые проходят стрингеры 204, когда элемент 801, работающий на сдвиг и растяжение, используют для соединения нервюры 202, стрингеров 204 и первой панели 106 и/или второй панели 108 друг с другом.
[0047] На ФИГ. 11В и 11С показаны противоположные изометрические виды приведенной в качестве примера нервюры 1104, которая может быть использована для реализации приведенной в качестве примера нервюры 202 по ФИГ. 2 и/или нервюры 301 по ФИГ. 3. В показанных примерах по ФИГ. 11В и 11С, элемент 801, работающий на сдвиг и растяжение, выполнен согласно приведенному в качестве примера элементу 801, работающему на сдвиг и растяжение, по ФИГ. 8-10. Хотя приведенная в качестве примера нервюра 1104 по ФИГ. 11В и 11С включает в себя один элемент, работающий на сдвиг и растяжение, выполненный согласно приведенному в качестве примера элементу, работающему на сдвиг и растяжение, по ФИГ. 8-10, нервюра 1104 по ФИГ. 11b и 11С может включать в себя любое количество таких элементов, работающих на сдвиг и растяжение.
[0048] На ФИГ. 12-14 показаны различные виды еще одного приведенного в качестве примера элемента 1201, работающего на сдвиг и растяжение, который может быть использован для реализации элементов 206, работающих на сдвиг и растяжение, по ФИГ. 2 и/или элементов 305, 306, работающих на сдвиг и растяжение, по ФИГ. 3. В показанном примере по ФИГ. 12, элемент 1201, работающий на сдвиг и растяжение, представляет собой односторонний элемент, работающий на сдвиг и растяжение, включающий в себя планку 1202, от которой проходят первая полка 1203, вторая полка 1204 и V-образный элемент жесткости и/или полка 1206. В некоторых примерах первая и вторая полки 1203, 1204 выполнены и/или сконфигурированы для приема и/или передачи первых сил и/или нагрузок (например, смещения точки приложения растягивающих нагрузок), а V-образный элемент 1206 жесткости выполнен и/или сконфигурирован для приема и/или передачи вторых сил и/или нагрузок (например, сдвиговых нагрузок).
[0049] В показанном примере первое отверстие 1208 задано планкой 1202 и связано с первым фитингом (например, первой стыковочной накладкой) 1210, а второе отверстие 1212 задано планкой 1202 и связано с вторым фитингом (например, второй стыковочной накладкой) 1214. В этом примере первый фитинг 1210 образован планкой 1202, первой полкой 1203 и первой частью 1216 V-образного элемента 1206 жесткости, а второй фитинг 1214 образован планкой 1202, второй полкой 1204 и второй частью 1218 V-образного элемента 1206 жесткости. Как показано в иллюстративном примере планка 1202, первая полка 1203, V-образный элемент 1206 жесткости и вторая полка 1204 связывают различные части стенки 1219 элемента 1201, работающего на сдвиг и растяжение.
[0050] В некоторых примерах отверстия 1208, 1212 смещены и/или не симметричны относительно продольной оси 1220 элемента 206, работающего на сдвиг и растяжение. В некоторых примерах отверстия 1208, 1212 выполнены симметрично относительно поперечной оси 1222 элемента 1201, работающего на сдвиг и растяжение. Однако в других примерах отверстия 1208, 1212 размещены симметрично относительно продольной оси 1220 и/или размещены не симметрично относительно поперечной оси 1222. Кроме того, хотя отверстия 1208, 1212 показаны в конкретных местоположениях на фитингах 1210, 1214, отверстия 1208, 1212 могут быть выполнены в любых других местоположениях. Хотя показано, что фитинги 1210, 1214 имеют по одному отверстию, большее или меньшее количество отверстий может быть образовано планкой 1202.
[0051] В некоторых примерах планка 1202, первая полка 1203, вторая полка 1204 и V-образный элемент 1206 жесткости выполнены относительно гибкими для обеспечения возможности смыкания и/или уменьшения порогового зазора на подтягивание при соединении нервюры 202 с первой и/или второй панелями 106, 108 и/или со стрингерами 204. В некоторых примерах пороговый зазор на подтягивание составляет 0,012 дюйма (0,3048 мм) и/или 0,016 дюйма (0,4064 мм) и/или примерно от 0,008 дюйма (0,2032 мм) до 0,016 дюйма (0,4064 мм). Однако пороговый зазор на подтягивание может представлять собой любое расстояние в зависимости от технических требований к конструкции и т.п. В показанном примере первая полка 1203, V-образный элемент 1206 жесткости и/или вторая полка 1204 соединяют с приведенной в качестве примера хордой 1224, которая может быть использована для реализации хорды 322 и/или 324 по ФИГ. 3. В этом примере элементы 1226 жесткости проходят от хорды 1224 и образуют отсек 1228, в котором расположена стенка 1230.
[0052] На ФИГ. 13 показан еще один изометрический вид приведенного в качестве примера элемента 1201, работающего на сдвиг и растяжение, по ФИГ. 12 с показом противоположной стороны элемента 1201, работающего на сдвиг и растяжение, по сравнению с видом, приведенным на ФИГ. 12. Как показано в примере по ФИГ. 13, первая полка 1203 является L-образным элементом и имеет сужающуюся поверхность 1302 относительно основания 1304 планки 1202. Однако полки 1203, 1204 могут иметь любое другое сечение. В этом примере хорда 1224 и элементы 1226 жесткости показаны на ФИГ. 12, но не показаны на ФИГ. 13. На ФИГ. 14 показана вертикальная проекция приведенного в качестве примера элемента 1201, работающего на сдвиг и растяжение, по ФИГ. 12. Как показано в примере по ФИГ. 14, элемент 1201, работающий на сдвиг и растяжение, выполнен симметрично относительно средней линии и/или оси 1402. Однако в других примерах элемент 1201, работающий на сдвиг и растяжение, не симметричен относительно средней линии 1402. Кроме того, как показано в примере по ФИГ. 14, скошенные и/или сужающиеся поверхности и/или скругления 1404, 1406, 1408 выполнены на пересечении между стенкой 1219 и полками 1203, 1204, 1206.
[0053] На ФИГ. 15А показаны три элемента 1201, работающие на сдвиг и растяжение, по ФИГ. 12, выполненные из одного куска материала (например, монолитная деталь) для обеспечения возможности соединения друг с другом элементов 1201, работающих на сдвиг и растяжение. В этом примере смежные элементы 1201, работающие на сдвиг и растяжение, задают отверстия 1502 через которые проходят стрингеры 204, когда элемент 1201, работающий на сдвиг и растяжение, используют для соединения нервюры 202, стрингеров 204 и первой панели 106 и/или второй панели 108 друг с другом.
[0054] На ФИГ. 15В и 15С показаны противоположные изометрические виды приведенной в качестве примера нервюры 1504, которая может быть использована для реализации приведенной в качестве примера нервюры 202 по ФИГ. 2 и/или нервюры 301 по ФИГ. 3. В показанных примерах по ФИГ. 15В и 15С, элемент 1201, работающий на сдвиг и растяжение, выполнен согласно приведенным в качестве примера элементам 1201, работающим на сдвиг и растяжение, по ФИГ. 12-14. Хотя приведенная в качестве примера нервюра 202 по ФИГ. 15В и 15С включают в себя один элемент, работающий на сдвиг и растяжение, выполненный согласно приведенному в качестве примера элементу, работающему на сдвиг и растяжение, по ФИГ. 12-14, нервюра 202 по ФИГ. 15b и 15С может включать в себя любое количество таких элементов 1201, работающих на сдвиг и растяжение.
[0055] На ФИГ. 16 показаны примеры элементов 1601, работающих на сдвиг и растяжение, которые могут быть использованы для реализации элементов 206, работающих на сдвиг и растяжение, по ФИГ. 2 и/или элементов 305, 306, работающих на сдвиг и растяжение, по ФИГ. 3. Элементы 1601, работающие на сдвиг и растяжение, по ФИГ. 16 по существу схожи с элементами 401, работающими на сдвиг и растяжение, по ФИГ. 7А. Однако в отличие от элементов 401, работающих на сдвиг и растяжение, по ФИГ. 7А, элементы 1601, работающие на сдвиг и растяжение, по ФИГ. 16 включают в себя элемент жесткости, выступ, угольник и/или нервюру 1602, расположенные по центру на стенке 420. В некоторых примерах элемент 1602 жесткости выполнен на обеих сторонах элемента 1601, работающего на сдвиг и растяжение, при этом элементы 1602 жесткости могут быть схожими и/или отличаться друг от друга в зависимости от технических требований к конструкции. В других примерах элемент 1602 жесткости выполнен на одной из сторон элемента 1601, работающего на сдвиг и растяжение, и не выполнен на другой из сторон элемента 1601, работающего на сдвиг и растяжение. Хотя один элемент 1602 жесткости проиллюстрирован на элементе 1601, работающем на сдвиг и растяжение, по ФИГ. 16, в других примерах элемент 1601, работающий на сдвиг и растяжение, может включать в себя дополнительные элементы жесткости (например, 2, 3 и т.п.). В некоторых таких примерах одна сторона элемента 1601, работающего на сдвиг и растяжение, может включать в себя первое количество (например, 1, 2, 3 и т.п.) элементов жесткости, а другая сторона элемента 1601, работающего на сдвиг и растяжение, может включать в себя второе количество элементов жесткости (например, 1, 2, 3 и т.п.), при этом первое количество отличается от второго количества.
[0056] На ФИГ. 17-19 показаны различные виды примеров нервюры 1702, приведенного в качестве примера элемента 1704, работающего на сдвиг и растяжение, приведенных в качестве примера стрингеров и/или Т-образных стрингеров 1706 и приведенной в качестве примера панели 1708, которые могут быть использованы для реализации нервюры 202, элементов 206, работающих на сдвиг и растяжение, стрингеров 204 и второй панели 108 по ФИГ. 2 и/или нервюры 301 по ФИГ. 3. В этом примере элемент 1704, работающий на сдвиг и растяжение, выполнен и/или структурирован таким образом, чтобы зазор на подтягивание между элементами 206, работающими на сдвиг и растяжение, и панелью 106 и/или 108 удовлетворял пороговому значению перед соединением крепежным элементом 208 элемента 1704, работающего на сдвиг и растяжение, стрингера 1706 и панели 1708.
[0057] В показанном примере нервюра 1702 включает в себя стенку 1710, расположенную в отсеках 1712, образованных элементами 1714 жесткости, хордой 1716 и элементом 1704, работающим на сдвиг и растяжение. В этом примере для обеспечения возможности прохождения стрингеров 1706 через нервюру 1702, элементы 1704, работающие на сдвиг и растяжение, и/или нервюра 1702 включают в себя дугообразные полки 1718, которые образуют отверстия 1720, через которые проходят стрингеры 1706. В примере по ФИГ. 17, элементы 1714 жесткости пересекают соответствующие дугообразные полки 1718 по центру.
[0058] На ФИГ. 18 подробно показан вид нервюры 1702, элемента 1704, работающего на сдвиг и растяжение, стрингера 1706 и панели 1708, а на ФИГ. 19 подробно показана вертикальная проекция нервюры 1702, элемента 1704, работающего на сдвиг и растяжение, стрингера 1706 и панели 1708. Со ссылкой на ФИГ. 19, стрелки 1902 включены, чтобы показать зазор 1904 на подтягивание между стрингером 1706 и элементом 1704, работающим на сдвиг и растяжение. В некоторых примерах зазор на подтягивание составляет приблизительно 0,012 дюйма (0,3048 мм) и/или 0,016 дюйма (0,4064 мм) и/или примерно от 0,008 дюйма (0,2032 мм) до 0,016 дюйма (0,4064 мм) перед соединением крепежным элементом 208 элемента 1704, работающего на сдвиг и растяжение, стрингера 1706 и панели 1708.
[0059] На ФИГ. 20 показана часть приведенной в качестве примера нервюры 2002, которая может быть использована для реализации нервюры 202 по ФИГ. 2. Нервюра 2002 по ФИГ. 20 схожа с нервюрой 1702 по ФИГ. 17. Однако в отличие от нервюры 1702 по ФИГ. 17, нервюра 2002 по ФИГ. 20 включает в себя приведенный в качестве примера элемент 2004, работающий на сдвиг и растяжение, имеющий планку 2005, включающую в себя центральный выступ 2006, через которое проходит отверстие 2008. В некоторых примерах центральный выступ 2006 выполнен и/или сконфигурирован с возможностью размещения между стрингерами 204, когда элемент 2004, работающий на сдвиг и растяжение, используют для соединения нервюры 2002, стрингера 204 и первой и/или второй панелей 106 и/или 108 друг с другом. В таких примерах крепежный элемент 208, который проходит через отверстие 2008, не может проходить через соответствующее отверстие стрингера 1706.
[0060] Из вышеизложенного следует понимать, что приведенные в качестве примера и раскрытые способы, устройство и изделия относятся к приведенным в качестве примера элементам, работающим на сдвиг и растяжение, сконфигурированным и/или выполненным так, чтобы иметь подобные пружинам свойства в пределах ограничений статических и/или усталостных свойства материала, из которого выполнены элементы, работающие на сдвиг и растяжение. В некоторых примерах элементы, работающие на сдвиг и растяжение, выполнены из алюминия. Однако любой другой подходящий материал(ы) может быть использован для изготовления элементов, работающих на сдвиг и растяжение. В некоторых примерах приведенные в качестве примера элементы, работающие на сдвиг и растяжение, обеспечивают возможность улучшения характеристик подтягивания примерно на 80%-120% по сравнению с некоторыми примерами. Такой подход к изменению характеристик подтягивания (например, улучшению характеристик подтягивания), позволяет использовать меньшее количество прокладок при сборке и/или изготовлении летательных аппаратов и/или соответствующих крыльев летательных аппаратов. В некоторых примерах приведенные в качестве примера элементы, работающие на сдвиг и растяжение, являются односторонними элементами, работающими на сдвиг и растяжение. В некоторых примерах приведенные в качестве примера элементы, работающие на сдвиг и растяжение, являются двусторонними элементами, работающими на сдвиг и растяжение.
[0061] В некоторых примерах нервюры могут быть выполнены в виде односторонней монолитной алюминиевой механически обработанной детали, включающей в себя элемент жесткости, выполненный в виде цельной стенки, пространственную полку и базовую пластину с размером в ширину примерно от 3 до 5 дюймов (7,62-12,7 см). В некоторых примерах элементы, работающие на сдвиг и растяжение, имеют высоту примерно от 4 дюймов до 5 дюймов (10,16-12,7 см), ширину 7 дюймов (17,78 см) и глубину от 2 дюймов до 4 дюймов (5,08-10,16 см). Для обеспечения того, чтобы крепежный элемент(ы), который соединяет элемент, работающий на сдвиг и растяжение, стрингер и панель крыла и/или обшивки был ближе к стенке элемента, работающего на сдвиг и растяжение, в некоторых примерах пики напряжения могут быть направлены к кромке полки элемента, работающего на сдвиг и растяжение, а не к скруглению элемента, работающего на сдвиг и растяжение. Для уменьшения консольного изгиба в некоторых примерах крепежный элемент(ы), проходящий через элемент, работающий на сдвиг и растяжение, может быть размещен на расстоянии от угольника (угольников) элемента, работающего на сдвиг и растяжение. В некотором примере, чтобы предотвратить повреждение кромок полок, когда крепежный элемент(ы) размещен на расстоянии от угольника (угольников) элементов, работающих на сдвиг и растяжение, угольник(и) можно отрезать, удалить и/или уменьшить. В примере, в котором приведенные в качестве примера элементы, работающие на сдвиг и растяжение, являются односторонними, элементы, работающие на сдвиг и растяжение, могут быть соединены со стрингером и панелью и/или обшивкой крыла с использованием одного ряда крепежных элементов. В примере, в котором элементы, работающие на сдвиг и растяжение, представляют собой двусторонние, элементы, работающие на сдвиг и растяжение, могут быть соединены со стрингером и панелью и/или обшивкой крыла с использованием двойного ряда крепежных элементов. Однако могут быть использованы другие варианты размещения крепежных элементов либо для одностороннего элемента, работающего на сдвиг и растяжение, либо для двустороннего элемента, работающего на сдвиг и растяжение, (например, один ряд крепежных элементов, размещения крепежных элементов со смещением, размещение крепежных элементов по треугольникам, тройной ряд крепежных элементов и т.п.).
[0062] Приведенное в качестве примера устройство включает в себя:
первую панель, соединенную со второй панелью с образованием кессона крыла;
нервюру, расположенную по хорде внутри кессона крыла; и
стрингер, расположенный по размаху крыла внутри кессона крыла непосредственно возле по меньшей мере одной из первой панели или второй панели,
причем нервюра включает в себя элемент, работающий на сдвиг и растяжение, содержащий первую и вторую опоры, проходящие в противоположных направлениях и выполненные с возможностью соединения по меньшей мере с одним из следующего: первая панель, вторая панель или стрингер.
[0063] В некоторых примерах первая и вторая опоры обеспечивают возможность уменьшения зазора на подтягивание от порогового значения, когда крепежный элемент соединяет элемент, работающий на сдвиг и растяжение, стрингер и по меньшей мере одну из первой панели или второй панели. В некоторых примерах устройство включает в себя множество стрингеров и множество нервюр, причем каждая из нервюр включает в себя множество элементов, работающих на сдвиг и растяжение. В некоторых примерах элемент, работающий на сдвиг и растяжение, включает в себя элемент жесткости, выполненный с возможностью приема сдвиговой нагрузки, когда элемент, работающий на сдвиг и растяжение, соединяет посредством крепежного элемента нервюру, стрингер и по меньшей мере одну из первой панели или второй панели. В некоторых примерах элемент, работающий на сдвиг и растяжение, также включает в себя стенку, связанную элементом жесткости с образованием V-образной стенки. В некоторых примерах элемент, работающий на сдвиг и растяжение, также включает в себя хорду и планку, при этом элемент жесткости расположен между хордой и планкой. В некоторых примерах первая и вторая опоры проходят в противоположных направлениях от элемента жесткости и выполнены таким образом, чтобы зазор на подтягивание удовлетворял пороговому значению, когда крепежный элемент соединяет элемент, работающий на сдвиг и растяжение, стрингер и по меньшей мере одну из первой панели или второй панели.
[0064] В некоторых примерах первая опора включает в себя первую подопору и вторую подопору, а вторая опора включает в себя третью подопору и четвертую подопору, при этом первая подопора размещена на расстоянии от второй подопоры для увеличения гибкости первой подопоры и второй подопоры, а третья подопора размещена на расстоянии от четвертой подопоры для увеличения гибкости третьей подопоры и четвертой подопоры. В некоторых примерах крепежный элемент является первым крепежным элементом, первая опора задает первое отверстие для приема первого крепежного элемента для соединения нервюры, стрингера и по меньшей мере одной из первой панели или второй панели, вторая опора задает второе отверстие для приема второго крепежного элемента для соединения нервюры, стрингера и по меньшей мере одной из первой панели или второй панели. В некоторых примерах первая опора включает в себя первые отверстия, вторая опора включает в себя вторые отверстия, при этом первые и вторые отверстия выполнены симметрично относительно по меньшей мере одной из продольной оси элемента, работающего на сдвиг и растяжение, или поперечной оси элемента, работающего на сдвиг и растяжение.
[0065] Приведенное в качестве примера устройство включает в себя:
первую панель, соединенную со второй панелью с образованием кессона крыла;
нервюру, расположенную по хорде внутри кессона крыла; и
стрингер, расположенный по размаху крыла внутри кессона крыла непосредственно возле по меньшей мере одной из первой панели или второй панели,
причем нервюра включает в себя средства для обеспечения того, чтобы зазор на подтягивание удовлетворял пороговому значению больше чем 0,008 дюйма (0,2032 мм) перед соединением крепежным элементом нервюры, стрингера и по меньшей мере одной из первой панели или второй панели, при этом зазор на подтягивание образован между нервюрой и по меньшей мере одним из следующего: стрингер, первая панель или вторая панель.
В некоторых примерах средства для обеспечения того, чтобы зазор на подтягивание удовлетворял пороговому значению, включают в себя гибкие опоры элемента, работающего на сдвиг и растяжение. В некоторых примерах средства для обеспечения того, чтобы зазор на подтягивание удовлетворял пороговому значению, включают в себя элемент, работающий на сдвиг и растяжение, содержит элемент жесткости, выполненный с возможностью приема сдвиговой нагрузки, когда крепежный элемент проходит через элемент, работающий на сдвиг и растяжение, для соединения нервюры, стрингера и по меньшей мере одной из первой панели или второй панели. В некоторых примерах элемент, работающий на сдвиг и растяжение, также включает в себя стенку, связанную элементом жесткости с образованием V-образной стенки. В некоторых примерах элемент, работающий на сдвиг и растяжение, также включает в себя хорду и планку, при этом элемент жесткости расположен между хордой и планкой. В некоторых примерах планка включает в себя первую опору и вторую опору, проходящие в противоположных направлениях от элемента жесткости и выполненные таким образом, чтобы зазор на подтягивание удовлетворял пороговому значению. В некоторых примерах крепежный элемент включает в себя множество крепежных элементов, а элемент, работающий на сдвиг и растяжение, также включает в себя первую полку и вторую полку, при этом первая полка, планка и элемент жесткости образуют первый фитинг, вторая полка, планка и элемент жесткости образуют второй фитинг, первое отверстие образовано планкой на первом фитинге, а второе отверстие образовано планкой на втором фитинге, причем первые и вторые отверстия выполнены с возможностью приема соответствующих крепежных элементов для соединения нервюры, стрингера и по меньшей мере одной из первой панели или второй панели. В некоторых примерах планка включает в себя первую опору и вторую опору, проходящие в первом направлении, при этом первая опора размещена на расстоянии от второй опоры для увеличения гибкости первой опоры и второй опоры. В некоторых примерах устройство включает в себя угольник, соединенный между стенкой и планкой.
[0066] Приведенный в качестве примера способ включает:
размещение нервюры по хорде возле первой панели крыла;
размещение стрингера по размаху крыла поверх нервюры и между первой панелью и нервюрой с образованием зазора на подтягивание между элементом нервюры, работающим на сдвиг и растяжение, и по меньшей мере одним из следующего: стрингер или первая панель, при этом зазор на подтягивание не превышает 0,008 дюйма (0,2032 мм); и
соединение элемента, работающего на сдвиг и растяжение, стрингера и первой панели с использованием крепежного элемента для уменьшения зазора на подтягивание.
[0067] Устройство, включающее в себя нервюру, содержащую элемент, работающий на сдвиг и растяжение, содержащий первую и вторую опоры, проходящие в противоположных направлениях, причем нервюра выполнена с возможностью размещения внутри кессона крыла летательного аппарата, образованного первой и второй панелями, а первая и вторая опоры элемента, работающего на сдвиг и растяжение, выполнены с возможностью соединения по меньшей мере с одной из первой панели или второй панели.
[0068] В некоторых примерах элемент, работающий на сдвиг и растяжение, включает в себя элемент жесткости, выполненный с возможностью приема сдвиговой нагрузки, когда элемент, работающий на сдвиг и растяжение, соединяет посредством крепежного элемента нервюру, стрингер и по меньшей мере одну из первой панели или второй панели. В некоторых примерах элемент, работающий на сдвиг и растяжение, также включает в себя стенку, связанную элементом жесткости с образованием V-образной стенки. В некоторых примерах элемент, работающий на сдвиг и растяжение, также включает в себя хорду и планку, при этом элемент жесткости расположен между хордой и планкой. В некоторых примерах первая опора включает в себя первую подопору и вторую подопору, а вторая опора включает в себя третью подопору и четвертую подопору, при этом первая подопора размещена на расстоянии от второй подопоры для увеличения гибкости первой подопоры и второй подопоры, а третья подопора размещена на расстоянии от четвертой подопоры для увеличения гибкости третьей подопоры и четвертой подопоры.
Кроме того, раскрытие настоящего изобретения содержит примеры, описанные в следующих пронумерованных параграфах:
А1. Устройство, содержащее:
первую панель, соединенную со второй панелью с образованием кессона крыла;
нервюру, расположенную по хорде внутри кессона крыла; и
стрингер, расположенный по размаху крыла внутри кессона крыла непосредственно возле по меньшей мере одной из первой панели или второй панели,
причем нервюра включает в себя элемент, работающий на сдвиг и растяжение, включающий в себя первую и вторую опоры, проходящие в противоположных направлениях и выполненные с возможностью соединения по меньшей мере с одним из следующего: первая панель, вторая панель или стрингер.
А2. Устройство по А1., в котором первая и вторая опоры обеспечивают возможность уменьшения зазора на подтягивание от порогового значения, когда крепежный элемент соединяет элемент, работающий на сдвиг и растяжение, стрингер и по меньшей мере одну из первой панели или второй панели.
A3. Устройство по А1. или А2., также включающее в себя множество стрингеров и множество нервюр, причем каждая из нервюр включает в себя множество элементов, работающих на сдвиг и растяжение.
А4. Устройство по A1., А2. или A3., в котором элемент, работающий на сдвиг и растяжение, включает в себя элемент жесткости, выполненный с возможностью приема сдвиговой нагрузки, когда элемент, работающий на сдвиг и растяжение, соединяет посредством крепежного элемента нервюру, стрингер и по меньшей мере одну из первой панели или второй панели.
А5. Устройство по А4., в котором элемент, работающий на сдвиг и растяжение, также включает в себя стенку, связанную элементом жесткости с образованием V-образной стенки.
А6. Устройство по А4. или А5., в котором элемент, работающий на сдвиг и растяжение, также включает в себя хорду и планку, при этом элемент жесткости расположен между хордой и планкой.
А7. Устройство по А6., в котором первая и вторая опоры проходят в противоположных направлениях от элемента жесткости и выполнены таким образом, чтобы зазор на подтягивание удовлетворял пороговому значению, когда крепежный элемент соединяет элемент, работающий на сдвиг и растяжение, стрингер и по меньшей мере одну из первой панели или второй панели.
А8. Устройство по любому из параграфов A1.-А7., в котором первая опора включает в себя первую подопору и вторую подопору, а вторая опора включает в себя третью подопору и четвертую подопору,
при этом первая подопора размещена на расстоянии от второй подопоры для увеличения гибкости первой подопоры и второй подопоры, а третья подопора размещена на расстоянии от четвертой подопоры для увеличения гибкости третьей подопоры и четвертой подопоры.
А9. Устройство по любому из параграфов A1.-А8., в котором крепежный элемент является первым крепежным элементом, первая опора задает первое отверстие для приема первого крепежного элемента для соединения нервюры, стрингера и по меньшей мере одной из первой панели или второй панели,
вторая опора задает второе отверстие для приема второго крепежного элемента для соединения нервюры, стрингера и по меньшей мере одной из первой панели или второй панели.
А10. Устройство по любому из параграфов A1.-А9., в котором первая опора включает в себя первые отверстия, вторая опора включает в себя вторые отверстия, при этом первые и вторые отверстия выполнены симметрично относительно по меньшей мере одной из продольной оси элемента, работающего на сдвиг и растяжение, или поперечной оси элемента, работающего на сдвиг и растяжение.
81. Устройство, содержащее:
первую панель, соединенную со второй панелью с образованием кессона крыла;
нервюру, расположенную по хорде внутри кессона крыла; и
стрингер, расположенный по размаху крыла внутри кессона крыла непосредственно возле по меньшей мере одной из первой панели или второй панели,
причем нервюра включает в себя средства для обеспечения того, чтобы зазор на подтягивание удовлетворял пороговому значению больше чем 0,008 дюйма (0,2032 мм) перед соединением крепежным элементом нервюры, стрингера и по меньшей мере одной из первой панели или второй панели, при этом зазор на подтягивание образован между нервюрой и по меньшей мере одним из следующего: стрингером, первой панелью или второй панелью.
82. Устройство по В1., в котором средства для обеспечения того, чтобы зазор на подтягивание удовлетворял пороговому значению, включают в себя гибкие опоры элемента, работающего на сдвиг и растяжение.
83. Устройство по В1. или В2., в котором средства для обеспечения того, чтобы зазор на подтягивание удовлетворял пороговому значению, включают в себя элемент, работающий на сдвиг и растяжение, содержит элемент жесткости, выполненный с возможностью приема сдвиговой нагрузки, когда крепежный элемент проходит через элемент, работающий на сдвиг и растяжение, для соединения нервюры, стрингера и по меньшей мере одной из первой панели или второй панели.
84. Устройство по В3., в котором элемент, работающий на сдвиг и растяжение, также включает в себя стенку, связанную элементом жесткости с образованием V-образной стенки.
85. Устройство по В4., в котором элемент, работающий на сдвиг и растяжение, также включает в себя хорду и планку, при этом элемент жесткости расположен между хордой и планкой.
86. Устройство по В5., в котором планка включает в себя первую опору и вторую опору, проходящие в противоположных направлениях от элемента жесткости и выполненные таким образом, чтобы зазор на подтягивание удовлетворял пороговому значению.
87. Устройство по В6., в котором крепежный элемент включает в себя множество крепежных элементов, а
элемент, работающий на сдвиг и растяжение, также включает в себя первую полку и вторую полку, при этом первая полка, планка и элемент жесткости образуют первый фитинг, вторая полка, планка и элемент жесткости образуют второй фитинг, первое отверстие образовано планкой на первом фитинге, а второе отверстие образовано планкой на втором фитинге, причем первое и второе отверстия выполнены с возможностью приема соответствующих крепежных элементов для соединения нервюры, стрингера и по меньшей мере одной из первой панели или второй панели.
88. Устройство по В5., В6. или В7., в котором планка включает в себя первую опору и вторую опору, проходящие в первом направлении, при этом первая опора размещена на расстоянии от второй опоры для увеличения гибкости первой опоры и второй опоры.
89. Устройство по В8., также включающее в себя угольник, соединенный между стенкой и планкой.
С1. Способ, включающий:
размещение нервюры по хорде возле первой панели крыла;
размещение стрингера по размаху крыла поверх нервюры и между первой панелью и нервюрой с образованием зазора на подтягивание между элементом нервюры, работающим на сдвиг и растяжение, и по меньшей мере одним из следующего: стрингер или первая панель, при этом зазор на подтягивание не превышает 0,008 дюйма (0,2032 мм); и
соединение элемента, работающего на сдвиг и растяжение, стрингера и первой панели с использованием крепежного элемента для уменьшения зазора на подтягивание.
D1. Устройство, содержащее:
нервюру, включающую в себя элемент, работающий на сдвиг и растяжение, содержащий первую и вторую опоры, проходящие в противоположных направлениях,
причем нервюра выполнена с возможностью размещения внутри кессона крыла летательного аппарата, образованного первой и второй панелями, а
первая и вторая опоры элемента, работающего на сдвиг и растяжение, выполнены с возможностью соединения по меньшей мере с одной из первой панели или второй панели.
D2. Устройство по D1., в котором элемент, работающий на сдвиг и растяжение, включает в себя элемент жесткости, выполненный с возможностью приема сдвиговой нагрузки, когда элемент, работающий на сдвиг и растяжение, соединяет посредством крепежного элемента нервюру, стрингер и по меньшей мере одну из первой панели или второй панели.
D3. Устройство по D2., в котором элемент, работающий на сдвиг и растяжение, также включает в себя стенку, связанную элементом жесткости с образованием V-образной стенки.
D4. Устройство по п. D2. или D3., в котором элемент, работающий на сдвиг и растяжение, также включает в себя хорду и планку, при этом элемент жесткости расположен между хордой и планкой.
D5. Устройство по D1., D2. или D3., в котором первая опора включает в себя первую подопору и вторую подопору, а вторая опора включает в себя третью подопору и четвертую подопору,
при этом первая подопора размещена на расстоянии от второй подопоры для увеличения гибкости первой подопоры и второй подопоры, а третья подопора размещена на расстоянии от четвертой подопоры для увеличения гибкости третьей подопоры и четвертой подопоры.
Хотя в настоящем документе раскрыты некоторые приведенные в качестве примеров способы, устройства и изделия, объем охвата данного патента ими не ограничен. Напротив, этот патент охватывает все способы, устройства и изделия, в достаточной степени охватываемые объемом формулы изобретения по данному патенту.
1. Крыло (104) летательного аппарата, содержащее:
первую панель (106, 1708), соединенную со второй панелью (108) с образованием кессона крыла;
стрингер (204, 1706), расположенный по размаху крыла внутри кессона крыла непосредственно возле по меньшей мере одной из первой панели (106, 1708) или второй панели (108); и
нервюру (301, 704, 1104), расположенную вдоль хорды внутри кессона крыла, причем нервюра (301, 704, 1104) содержит элемент (206, 305, 206, 401, 801, 1201, 1601, 1704, 2004), работающий на сдвиг и растяжение, включающий в себя стенку, соединенную со стенкой планку (402, 802, 1202, 2005) и первую (404, 804) и вторую опоры (408, 806), проходящие в противоположных направлениях от центральной части планки (402, 802, 1202, 2005) и выступающие наружу от центральной части планки по направлению вдоль хорды, так что дальние концы первой и второй опор размещены на расстоянии от стенки, при этом первая и вторая опоры соединены по меньшей мере с одним из следующего: стрингер (204, 1706) или одна из первой панели (106, 1708) или второй панели (108).
2. Крыло (104) летательного аппарата по п. 1, в котором первая (404, 804) и вторая опоры (408, 806) обеспечивают возможность уменьшения зазора на подтягивание от порогового значения, когда крепежный элемент (208) соединяет элемент (206, 305, 206, 401, 801, 1201, 1601, 1704, 2004), работающий на сдвиг и растяжение, стрингер (204, 1706) и одну из первой панели (106, 1708) или второй панели (108).
3. Крыло (104) летательного аппарата по п. 1 или 2, также включающее в себя множество стрингеров (204, 1706) и множество нервюр (301, 704, 1104), причем каждая из нервюр включает в себя множество элементов (206, 305, 206, 401, 801, 1201, 1601, 1704, 2004), работающих на сдвиг и растяжение.
4. Крыло (104) летательного аппарата по п. 1 или 2, в котором элемент (206, 305, 206, 401, 801, 1201, 1601, 1704, 2004), работающий на сдвиг и растяжение, включает в себя элемент (304, 434, 830, 1206, 1226, 1602, 1714) жесткости, выполненный с возможностью приема сдвиговой нагрузки, когда элемент, работающий на сдвиг и растяжение, соединяет посредством крепежного элемента (208) нервюру (301, 704, 1104), стрингер (204, 1706) и одну из первой панели (106, 1708) или второй панели (108).
5. Крыло (104) летательного аппарата по п. 4, в котором стенка (420, 816, 1219) соединена элементом (304, 434, 830, 1206, 1226, 1602, 1714) жесткости с образованием V-образной стенки.
6. Крыло (104) летательного аппарата по п. 4, в котором элемент (206, 305, 206, 401, 801, 1201, 1601, 1704, 2004), работающий на сдвиг и растяжение, также включает в себя хорду (432, 828, 1224, 1716), при этом элемент (304, 434, 830, 1206, 1226, 1602, 1714) жесткости расположен между хордой и планкой.
7. Крыло (104) летательного аппарата по п. 6, в котором первая (404, 804) и вторая (408, 806) опоры проходят в противоположных направлениях от элемента (304, 434, 830, 1206, 1226, 1602, 1714) жесткости и выполнены таким образом, чтобы зазор на подтягивание удовлетворял пороговому значению, когда крепежный элемент (208) соединяет элемент, работающий на сдвиг и растяжение, стрингер и одну из первой панели (106, 1708) или второй панели (108).
8. Крыло (104) летательного аппарата по п. 1 или 2, в котором первая опора (404) включает в себя первую подопору (404) и вторую подопору (406), а вторая опора (408) включает в себя третью подопору (408) и четвертую подопору (410), при этом первая подопора (404) размещена на расстоянии от второй подопоры (406), а третья подопора (408) размещена на расстоянии от четвертой подопоры (410).
9. Крыло (104) летательного аппарата по п. 1 или 2, в котором первая опора (404, 804) задает первое отверстие (413, 808, 1212) для приема первого крепежного элемента для соединения нервюры, стрингера и одной из первой панели или второй панели, а вторая опора (408, 806) задает второе отверстие (413, 808, 1212) для приема второго крепежного элемента для соединения нервюры, стрингера и одной из первой панели или второй панели.
10. Способ сборки крыла (104) летательного аппарата, включающий:
размещение нервюры (301, 704, 1104) вдоль хорды возле первой панели (106, 1708) крыла летательного аппарата;
размещение стрингера (204, 1706) по размаху крыла поверх нервюры и между первой панелью и нервюрой с образованием зазора на подтягивание между элементом (206, 305, 206, 401, 801, 1201, 1601, 1704, 2004) нервюры, работающим на сдвиг и растяжение, и по меньшей мере одним из следующего: стрингер или первая панель, больше 0,008 дюйма (0,2032 мм), при этом элемент (206, 305, 206, 401, 801, 1201, 1601, 1704, 2004), работающий на сдвиг и растяжение, включает в себя стенку, соединенную со стенкой планку и первую (404, 804) и вторую опоры (408, 806), проходящие в противоположных направлениях от центральной части планки (402, 802, 1202, 2005) и выступающие наружу от центральной части планки по направлению вдоль хорды, так что дальние концы первой и второй опор размещены на расстоянии от стенки; и
соединение элемента, работающего на сдвиг и растяжение, стрингера и первой панели с использованием крепежного элемента (208) для уменьшения зазора на подтягивание.
11. Крыло (104) летательного аппарата, содержащее:
нервюру (301, 704, 1104), содержащую элемент (206, 305, 206, 401, 801, 1201, 1601, 1704, 2004), работающий на сдвиг и растяжение, содержащий первую (404, 804) и вторую опоры (408, 806), проходящие в противоположных направлениях, причем первая опора включает в себя первую подопору и вторую подопору, размещенную на расстоянии от первой подопоры посредством первого отверстия, а вторая опора включает в себя третью подопору и четвертую подопору, размещенную на расстоянии от третьей подопоры посредством второго отверстия,
причем нервюра выполнена с возможностью размещения внутри кессона крыла летательного аппарата (104), образованного первой (106, 1708) и второй панелями (108), а
первая и вторая опоры элемента, работающего на сдвиг и растяжение, выполнены с возможностью соединения с одной из первой панели или второй панели.
12. Крыло (104) летательного аппарата по п. 11, в котором элемент (206, 305, 206, 401, 801, 1201, 1601, 1704, 2004), работающий на сдвиг и растяжение, включает в себя элемент (304, 434, 830, 1206, 1226, 1602, 1714) жесткости, выполненный с возможностью приема сдвиговой нагрузки, когда элемент, работающий на сдвиг и растяжение, соединяет посредством крепежного элемента (208) нервюру, стрингер (204, 1706) и одну из первой панели (106, 1708) или второй панели (108).
13. Крыло (104) летательного аппарата по п. 12, в котором элемент (206, 305, 206, 401, 801, 1201, 1601, 1704, 2004), работающий на сдвиг и растяжение, также включает в себя стенку (420, 816, 1219), соединенную элементом жесткости с образованием V-образной стенки.
14. Крыло (104) летательного аппарата по п. 12 или 13, в котором элемент (206, 305, 206, 401, 801, 1201, 1601, 1704, 2004), работающий на сдвиг и растяжение, также включает в себя хорду (432, 828, 1224, 1716) и планку (402, 802, 1202, 2005), при этом элемент жесткости расположен между хордой и планкой.
