МОНОЛИТНЫЕ КОМПОЗИТНЫЕ КОНСТРУКЦИИ ДЛЯ ТРАНСПОРТНЫХ СРЕДСТВ
MONOLITHIC COMPOSITE STRUCTURES FOR VEHICLES

ОБЛАСТЬ ТЕХНИКИ
Настоящее изобретение относится в целом к транспортным средствам и, в частности, к конструкциям для транспортных средств. Еще точнее, настоящее изобретение относится к способу и устройству для несущих конструкций в опорной системе для транспортного средства.
УРОВЕНЬ ТЕХНИКИ
Множество транспортных средств содержит основной корпус, в котором могут быть размещены различные компоненты. Например, надводное судно содержит основной корпус в форме каркаса. В другом примере летательный аппарат содержит основной корпус в форме фюзеляжа.
В отношении летательного аппарата, опорной системы могут быть представлены в фюзеляже летательного аппарата для обеспечения опоры для различных компонентов. Например, летательный аппарат может иметь удлиненные балки или лонжероны, которые соединены с обшивкой на фюзеляже. Эти удлиненные балки или лонжероны могут обеспечить опору для пола в фюзеляже или могут быть прикреплены к другим конструкциям в летательном аппарате. Данный пол может быть предназначен для области пассажиров, области грузов или какой-либо другой области в летательном аппарате.
Кроме того, криволинейные элементы могут быть прикреплены к обшивке фюзеляжа для обеспечения дополнительной опоры для фюзеляжа. Эти криволинейные элементы могут представлять собой, например, ребра или другие типы опорных конструкций. Кроме того, элементы могут формировать ферменную конструкцию между ребрами и балками, или лонжеронами, для обеспечения дополнительной опоры для фюзеляжа.
В настоящее время, эти различные компоненты содержат металл или композитный материал. Различные компоненты могут быть соединены друг с другом посредством крепежей, сварных соединений и других подходящих средств.
Несмотря на то, что конструкции в опорной системе летательного аппарата обеспечивают необходимую опору для различных нагрузок, конструкции часто являются более сложными, чем необходимо. Например, изготовление и соединение балок с ребрами и/или включение ферменных конструкций между ребрами или несущими конструкциями может занимать больше времени и усилий, 10 чем необходимо.
Во время изготовления, различные конструкции формируют различными процессами. После этого, конструкции собирают посредством операций, которые включают позиционирование конструкций, сверление отверстий в конструкциях, установку крепежей, приваривание конструкций друг к другу, применение герметизирующий материалов и другие подходящие операции. Время, необходимое на эти операции, может приводить к замедлению изготовления и сборки летательного аппарата или другого транспортного средства. Таким образом, было бы необходимо создать способ и устройство, которые решают по меньшей мере некоторые из описанных выше проблем, а также другие возможные проблемы.
РАСКРЫТИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ
В одном показанном примере реализации, устройство содержит монолитную композитную конструкцию, первую кромку монолитной композитной конструкции и вторую кромку монолитной композитной конструкции. Первая кромка монолитной композитной конструкции имеет первую форму, выполненную с возможностью соединения с конструкцией в транспортном средстве. Вторая кромка монолитной композитной конструкции имеет вторую форму, выполненную с возможностью соединения с корпусом транспортного средства.
В другом показанном примере реализации опорная система для летательного аппарата содержит множество несущих конструкций. Несущая конструкция в указанном множестве несущих конструкций содержит монолитную композитную конструкцию, первую кромку монолитной композитной конструкции и вторую кромку монолитной композитной конструкции. Первая кромка монолитной композитной конструкции имеет первую форму, выполненную с возможностью поддержания пола в летательном аппарате. Вторая кромка монолитной композитной конструкции имеет вторую форму, выполненную с возможностью соединения с фюзеляжем летательного аппарата.
Еще в одном показанном примере реализации раскрыт способ эксплуатации транспортного средства. Транспортное средство эксплуатируют. В транспортном средстве опорной системой, имеющей несущие конструкции, осуществляют поддерживание множества конструкций. Несущая конструкция в указанных несущих конструкциях содержит монолитную композитную конструкцию, первую кромку монолитной композитной конструкции и вторую кромку монолитной композитной конструкции. Первая кромка монолитной композитной конструкции имеет первую форму, выполненную с возможностью поддержания указанных конструкций в транспортном средстве. Вторая кромка монолитной композитной конструкции имеет вторую форму, выполненную с возможностью соединения с корпусом транспортного средства.
Согласно одному из вариантов настоящего изобретения раскрыто устройство, содержащее монолитную композитную конструкцию по существу с плоской формой, первую кромку монолитной композитной конструкции с первой формой, выполненной с возможностью соединения с конструкцией в транспортном средстве, и вторую кромку монолитной композитной конструкции со второй формой, выполненной с возможностью соединения с корпусом транспортного средства. Конструкция может представлять собой пол в транспортном средстве. Монолитная композитная конструкция, первая кромка и вторая кромка могут формировать несущую конструкцию. Монолитная композитная конструкция может быть выполнена с возможностью выдерживания нагрузки во время работы транспортного средства. Монолитная композитная конструкция может быть выполнена с возможностью рассеивания энергии от воздействия на транспортное средство. Деформируемые области в монолитной композитной конструкции могут быть выполнены с возможностью деформации при рассеивании энергии от воздействия на транспортное средство. Деформируемые области могут быть выбраны по меньшей мере из неплоского участка или плоского участка. Устройство может дополнительно содержать области нагрузки в монолитной композитной конструкции, расположенные между первой и второй кромками этой монолитной композитной конструкции. Области нагрузки могут представлять собой неплоские участки. Устройство может дополнительно содержать отверстия, выполненные в монолитной композитной конструкции. Вторая кромка может включать выступы, проходящие от первой кромки и выполненные с возможностью соединения с корпусом транспортного средства. Корпус транспортного средства может быть выбран из фюзеляжа или каркаса. Транспортное средство может быть выбрано из летательного аппарата, винтокрылого летательного аппарата, дирижабля, судна на воздушной подушке, водного судна, надводного судна, подводной лодки, амфибийного транспортного средства, космического корабля, космического корабля многоразового использования, автобуса, поезда, военных транспортных средств и транспортных средств для грузовых перевозок.
Согласно одному из вариантов настоящего изобретения обеспечена опорная система для летательного аппарата, содержащая множество несущих конструкций, причем несущие конструкции в указанном множестве несущих конструкций содержат монолитную композитную конструкцию, первую кромку монолитной композитной конструкции с первой формой, выполненной с возможностью поддержания пола в летательном аппарате, и вторую кромку монолитной композитной конструкции со второй формой, выполненной с возможностью соединения с фюзеляжем летательного аппарата.
Согласно одному из вариантов настоящего изобретения раскрыт способ эксплуатации транспортного средства, включающий эксплуатацию транспортного средства и поддержание конструкций в транспортном средстве с использованием опорной системы с множеством несущих конструкций, причем несущая конструкция во множестве несущих конструкций содержит монолитную композитную конструкцию, первая кромка монолитной композитной конструкции имеет первую форму, выполненную с возможностью поддержания указанных конструкций в транспортном средстве, а вторая кромка монолитной композитной конструкции имеет вторую форму, выполненную с возможностью соединения с корпусом транспортного средства. Конструкции могут представлять собой пол в транспортном средстве. Монолитная композитная конструкция может быть выполнена с возможностью выдерживания нагрузки во время работы транспортного средства. Способ может дополнительно включать деформирование деформируемых областей в монолитной композитной конструкции в ответ на энергию от воздействия на транспортное средство. Деформируемые области могут быть выбраны по меньшей мере из неплоского участка или плоского участка. Монолитная композитная конструкция может иметь множество отверстий.
Указанные особенности и функции могут быть обеспечены независимо друг от друга в различных примерах реализации настоящего изобретения или могут быть объединены в иных примерах реализации, в которых дополнительные сведения могут быть выявлены на основании приведенного далее описания и чертежей.
КРАТКОЕ ОПИСАНИЕ ЧЕРТЕЖЕЙ
Новые особенности, считаемые характеристикой показанных примеров реализации, заданы в прилагаемой формуле изобретения. Однако показанные примеры реализации, а также предпочтительный способ применения, их дополнительные задачи и особенности будут наилучшим образом понятны по ссылке на приведенное далее подробное описание показанного примера реализации настоящего изобретения при его прочтении совместно с прилагаемыми чертежами.
На фиг. 1 показан вид летательного аппарта в соответствии с показанным примером реализации.
На фиг. 2 показан подробный вид опорной системы в соответствии с показанным примером реализации.
На фиг. 3 показана блок-схема транспортного средства в соответствии с показанным примером реализации.
На фиг. 4 показана блок-схема несущей конструкции в соответствии с показанным примером реализации.
На фиг. 5 показан вид несущей конструкции в соответствии с показанным примером реализации.
На фиг. 6 показан вид сбоку несущей конструкции в соответствии с показанным примером реализации.
На фиг. 7 показан вид необработанной несущей конструкции в соответствии с показанным примером реализации.
На фиг. 8 показан вид несущей конструкции в соответствии с показанным примером реализации.
На фиг. 9 показан вид в разрезе несущей конструкции в соответствии с показанным примером реализации.
На фиг. 10 показан подробный вид кромки несущей конструкции в соответствии с показанным примером реализации.
На фиг. 11 показан подробный вид кромки несущей конструкции в соответствии с показанным примером реализации.
На фиг. 12 показан вид в разрезе несущей конструкции в соответствии с показанным примером реализации.
На фиг. 13 показан более подробный вид части вида в разрезе несущей конструкции в соответствии с показанным примером реализации.
На фиг. 14 показан вид несущей конструкции в соответствии с показанным примером реализации.
На фиг. 15 показан вид сбоку несущей конструкции в соответствии с показанным примером реализации.
На фиг. 16 показана блок-схема процесса эксплуатации транспортного средства в соответствии с показанным примером реализации.
На фиг. 17 показана блок-схема процесса формирования несущей конструкции в соответствии с показанным примером реализации.
На фиг. 18 показан способ изготовления и обслуживания летательного аппарата в соответствии с показанным примером реализации.
На фиг. 19 показан вид летательного аппарата, в котором может быть реализован показанный пример реализации.
ОСУЩЕСТВЛЕНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ
Показанные примеры реализации показывают и учитывают по меньшей мере одни проблемы. Например, показанные примеры реализации показывают и учитывают, что в дополнение к трате большего времени на изготовление, объем технического обеспечения для конструкций в опорной системе с множеством компонентов может быть больше, чем необходимо. Например, ферменная конструкция в опорной системе для летательного аппарата может потребовать постоянных проверок. Во время этих проверок, каждый компонент в опорной системе может быть исследован. Кроме того, изготовление различных компонентов может потребовать больше приспособлений, чем это необходимо. Например, могут быть необходимы приспособления для штампования частей, экструдирования частей, отрезания частей и других операций.
Таким образом, показанные примеры реализации обеспечивают способ и устройство для опорной системы, которая содержит монолитные композитные конструкции. Эти монолитные композитные конструкции могут принимать форму несущих конструкций, сформированных из композитных материалов.
Согласно чертежам, и в частности, согласно фиг. 1, описано изображение летательного аппарата в соответствии с показанным примером реализации. В данном показанном примере летательный аппарат 100 содержит крыло 102 и крыло 104, прикрепленное к фюзеляжу 106. Летательный аппарат 100 содержит двигатель 108, прикрепленный к крылу 102, и двигатель 110, прикрепленный к крылу 104.
Фюзеляж 106 содержит хвостовой отсек 112. Горизонтальный стабилизатор 114, горизонтальный стабилизатор 116 и вертикальный стабилизатор 118 прикреплены к хвостовому отсеку 112 фюзеляжа 106.
Летательный аппарат 100 представляет собой пример летательного аппарата, в котором опорная система 120 может быть реализована в соответствии с показанным примером реализации. В данном показанном примере описан открытый вид летательного аппарата 100. На данном открытом виде внутренняя часть 122 фюзеляжа 106 отображена с опорной системой 120. В данном показанном примере опорная система 120 содержит несущие конструкции 124. Несущие конструкции 124 представляют собой монолитные композитные конструкции в этих показанных примерах.
Согласно описанию, несущие конструкции 124 поддерживают пол 126 во внутренней части 122 летательного аппарата 100. Кроме того, несущие конструкции 124 также могут обеспечивать опору для фюзеляжа 106. В этих показанных примерах несущие конструкции 124 могут быть соединены с полом 126 и фюзеляжем 106. В частности, несущие конструкции 124 могут быть соединены с обшивкой фюзеляжа 106 или другими конструкциями фюзеляжа 106 в зависимости от конкретной реализации. Подробный вид части 128 фюзеляжа 106 показан на следующем чертеже.
Согласно фиг. 2, описано изображение подробного вида опорной системы в соответствии с показанным примером реализации. В данном показанном примере описано более подробное изображение несущих конструкций 124 для опорной системы 120 во внутренней части 122 фюзеляжа 106 от части 128 по фиг. 1. Несущая конструкция 200, несущая конструкция 202, несущая конструкция 204, несущая конструкция 206, несущая конструкция 208, несущая конструкция 210, несущая конструкция 212, несущая конструкция 214 и несущая конструкция 216 могут быть отображены на данном разобранном виде внутренней части 122 фюзеляжа 106.
Согласно фиг. 3, описано изображение блок-схемы транспортного средства в соответствии с показанным примером реализации. В данном показанном примере летательный аппарат 100 на фиг. 1 представляет собой пример одной физической реализации транспортного средства 300, показанного в блочной форме на данном чертеже.
Согласно чертежу, транспортное средство 300 содержит опорную систему 302, а также другие компоненты. Опорная система 302 выполнена с возможностью обеспечения опоры для конструкций 304 в транспортном средстве 300. Согласно использованию в настоящем описании, "множество" при использовании по отношению к объектам означает по меньшей мере один объект. Например, множество конструкций 304 представляет собой по меньшей мере одну конструкцию 304.
В частности, опорная система 302 содержит несущие конструкции 306. Несущие конструкции 306 выполнены с возможностью обеспечения опоры для множества конструкций 304 в транспортном средстве 300. Например, несущие конструкции 306 могут обеспечивать опору для корпуса 308 в конструкциях 304 транспортного средства 300.
Согласно описанию, корпус 308 представляет собой конструкцию в конструкциях 304, в которых могут быть расположены компоненты, пассажиры, груз и другие объекты. В этих показанных примерах корпус 308 может представлять собой основной корпус транспортного средства 300. Корпус 308 может представлять собой, например, без ограничения, фюзеляж, каркас или некоторый другой корпус транспортного средства 300.
Кроме того, несущие конструкции 306 могут обеспечивать опору для других конструкций в конструкциях 304 в транспортном средстве 300 в дополнение к корпусу 308 или вместо него. Например, несущие конструкции 306 могут обеспечивать опору для пола 310 в транспортном средстве 300. Пол 310 может представлять собой, например, без ограничения, пол для области, такой как пассажирский отсек, грузовая область, кабина экипажа, отсек электронного оборудования или любая другая подходящая область.
В этих показанных примерах несущие конструкции 306 содержат композитный материал 312. Композитный материал 312 может содержаться в матрице или арматуре. Арматура может содержать волокна в форме прослоек, ленты, сетки, жгутов и других подходящих форм волокон. Арматура может быть наполнена или пропитана матрицей в форме смолы. Могут быть нанесены слои армирования. Смола может быть добавлена после нанесения слоев и до этого. Данное сочетание материалов затем может быть отверждено для формирования несущих конструкций 306.
В частности, несущие конструкции 306 могут представлять собой монолитные композитные конструкции 314. Другими словами, каждая несущая конструкция в несущих конструкциях 306 может состоять из одной конструкции.
Другими словами, различные компоненты не соединены друг с другом для формирования несущей конструкции в несущих конструкциях 306. Согласно использованию в настоящем описании, выражение первый компонент "соединен с" вторым компонентом означает, что первый компонент может быть соединен со вторым компонентом прямым или непрямым образом. Другими словами, дополнительные компоненты могут быть выполнены между первыми и вторыми компонентами. Следует считать, что первый компонент непрямым образом соединен со вторым компонентом при выполнении по меньшей мере одного дополнительного компонента между двумя компонентами. После соединения первого компонента непосредственно со вторым компонентом, между двумя компонентами не выполнено каких-либо дополнительных компонентов.
Если несущие конструкции 306 принимают форму монолитных композитных конструкций 314, несущие конструкции 306 сформированы путем единичного отверждения в некоторых показанных примерах. При единичном отверждении, не возникает повторного связывания компонентов и не выполняют повторное отверждение несущих конструкций 306.
При использовании несущих конструкций 306 в опорной системе 302, время, необходимое на изготовление и установку несущих конструкций 306, может быть уменьшено по сравнению с текущими используемыми опорными системами. Кроме того, стоимость транспортного средства 300 также может быть уменьшена при использовании несущих конструкций 306 в опорной системе 302.
Согласно фиг. 4, описано изображение блок-схемы несущей конструкции в соответствии с показанным примером реализации. В данном показанном примере несущая конструкция 400 представляет собой пример несущей конструкции в несущих конструкциях 306 по фиг. 3.
Согласно описанию, несущая конструкция 400 содержит монолитную композитную конструкцию 402. Монолитная композитная конструкция 402 выполнена по существу плоской по форме в этих показанных примерах. В некоторых показанных примерах монолитная композитная конструкция 402 может иметь неплоские особенности.
Несущая конструкция 400 имеет первую сторону 404, вторую сторону 406, первую кромку 408 и вторую кромку 410 в этих показанных примерах. Первая сторона 404 и вторая сторона 406 выполнены противолежащими друг другу. В данном показанном примере первая сторона 404 имеет первую поверхность 412, а вторая сторона 406 имеет вторую поверхность 414. Первая поверхность 412 и вторая поверхность 414 представляют собой по существу плоские поверхности. В некоторых примерах эти поверхности могут не являться плоскими, пока монолитная композитная конструкция 402 имеет по существу плоскую форму. Другими словами, общая форма монолитной композитной конструкции 402 может являться в целом плоской, однако поверхности, такие как первая поверхность 412 и вторая поверхность 414, могут иметь конфигурацию, которая не является плоской.
В данном показанном примере первая поверхность 412 и вторая поверхность 414 включают плоский участок 418. Кроме того, первая поверхность 412 и вторая поверхность 414 также могут содержать множество неплоских участков 420. Множество неплоских участков 420 представляет собой по меньшей мере один неплоский участок в плоском участке 418. Кроме того, плоский участок 418 первой поверхности 412 и второй поверхности 414 может включать неплоские поверхности 421.
Неплоские особенности 421 могут представлять собой особенности на первой поверхности 412 и второй поверхности 414, которые могут увеличивать прочность или обеспечивать необходимые параметры для выполнения несущей конструкции 400. Например, синусоидальная конфигурация может быть представлена на несущей конструкции 400 или в ней. Если синусоидальная конфигурация представлена на несущей конструкции 400, первая поверхность 412 и вторая поверхность 414 могут представлять собой неплоские поверхности. Если синусоидальная конфигурация использована во внутренней части несущей конструкции 400, первая поверхность 412 и вторая поверхность 414 все еще могут иметь плоский участок 418. Таким образом, неплоские особенности 421 могут быть представлены в несущей конструкции 400 без изменения плоского участка 418 или первой поверхности 412 и второй поверхности 414.
В некоторых показанных примерах множество неплоских участков 420 также может содержать неплоские особенности. Безусловно, другие неплоские особенности, отличные от синусоидальной конфигурации, могут быть использованы в зависимости от конкретной реализации.
Согласно описанию, первая кромка 408 имеет первую форму 422, а вторая кромка 410 имеет вторую форму 424. Первая форма 422 выполнена с возможностью поддержания конструкции в конструкциях 304 по фиг. 3. Например, первая форма 422 может быть выполнена с возможностью поддержания пола 310 в конструкциях 304 транспортного средства 300 на фиг. 3.
Вторая кромка 410 имеет вторую форму 424, которая выполнена с возможностью соединения с другой конструкцией в конструкциях 304. Эта другая конструкция может представлять собой, например, конструкцию, такую как корпус 308 транспортного средства 300 по фиг. 3.
Кроме того, монолитная композитная конструкция 402 также содержит множество областей 426 нагрузки. Области 426 нагрузки могут быть размещены в монолитной композитной конструкции 402 между первой кромкой 408 и второй кромкой 410 этой монолитной композитной конструкции 402 несущей конструкции 400.
В этих показанных примерах множество областей 426 нагрузки выполнено с возможностью выдерживания нагрузки 428. Нагрузка 428 может представлять собой нагрузку, приложенную к несущей конструкции 400 во время работы транспортного средства 300 на фиг. 3. В этих показанных примерах области 426 нагрузки могут быть расположены во множестве неплоских участков 420.
В этих конкретных примерах, в которых множество неплоских участков 420 выполнено с возможностью выполнения функции множества областей 426 нагрузки, неплоские участки 420 могут представлять собой удлиненные участки. В частности, эти удлиненные участки могут принять форму кромок, которые представляют собой неплоские участки на первой поверхности 412 и второй поверхности 414.
В этих показанных примерах монолитная композитная конструкция 402 несущей конструкции 400 может также быть выполнена с возможностью рассеивания энергии 430, которое может быть вызвано воздействием на транспортное средство 300 по фиг. 3. В частности, монолитная композитная конструкция 402 может включать множество деформируемых областей 432.
Множество деформируемых областей 432 может включать по меньшей мере один из множества неплоских участков 420 и плоского участка 418 в зависимости от конкретной реализации. Согласно использованию в настоящем описании, фраза "по меньшей мере один из", при использовании с перечнем объектов, означает, что могут быть использованы различные сочетания по меньшей мере из одного из перечисленных объектов, и только один из каждого объекта в этом перечне может быть необходим. Например, фраза "по меньшей мере один из объекта А, объекта В и объекта С" может включать, без ограничения, объект А или объект А и объект В. Данный пример также может включать объект А, объект В и объект С или объект В и объект С.
Множество деформируемых областей 432 могут быть деформированы по форме при рассеивании энергии 430, которая может быть применена к монолитной композитной конструкции 402. Множество деформируемых областей 432 может быть сформировано путем конфигурирования слоев 434 во множестве деформируемых областей 432 в монолитной композитной конструкции 402.
Кроме того, монолитная композитная конструкция 402 также может включать множество отверстий 436. Множество отверстий 436 могут быть сформировано по нескольким различным причинам. Например, множество отверстий 436 может быть сформировано для уменьшения веса несущей конструкции 400.
Отверстия 436 также могут быть сформированы для содействия в создании множества деформируемых областей 432 в монолитной композитной конструкции 402. Выбор размера и положения отверстий 436 может быть основан на количестве рассеяния энергии, которое может быть необходимо.
Кроме того, отверстия 436 могут обеспечивать доступ для различных целей. Например, отверстия 436 могут обеспечить доступ к техническому обслуживанию, проверке или им обоим. Кроме того, отверстия 436 могут также обеспечить доступ к другим компонентам в транспортном средстве 300. Эти компоненты могут представлять собой, например, без ограничения, по меньшей мере один из проводов, трубопроводов для текучей среды, оптических линий, проводного соединения, линий связи и других подходящих компонентов.
В этих показанных примерах отверстия 436 могут быть сформированы во время наложения слоев из композитного материала 438, использованного для формирования монолитной композитной конструкции 402 несущей конструкции 400. В других показанных примерах отверстия 436 могут быть сформированы после отверждения слоев из композитного материала 438.
В этих показанных примерах несущая конструкция 400 сформирована в качестве одного компонента. Другими словами, монолитная композитная конструкция 402, первая сторона 404, вторая сторона 406, первая кромка 408, вторая кромка 410 и другие особенности в несущей конструкции 400 сформированы в виде одного компонента. В итоге, различные особенности и части несущей конструкции 400 не скреплены или связаны месте для формирования несущей конструкции 400.
В этих показанных примерах слои из композитного материала 438 формируют различные компоненты в несущей конструкции 400. Слои из композитного материала 438 нанесены и отверждены в идентичное время. Другими словами, единичное отверждение выполняют для изготовления несущей конструкции 400 в этих показанных примерах. Нанесение слоев из композитного материала 438 для различных частей несущей конструкции 400 и помещение этих материалов вместе, которые должны быть отверждены в идентичное время путем соотверждения, могут также рассматриваться в качестве единственного отверждения. Другими словами, слои из композитного материала 438 не отверждают во второй момент времени после осуществления первого отверждения слоев из композитного материала 438.
Кроме того, несущая конструкция 400 также может содержать материалы 440. Материалы 440 могут быть размещены в слоях из композитного материала 438 или между ними. Материалы 440 могут принимать различные формы. Например, без ограничения, материалы 440 могут представлять собой пеноматериал, пластик, металл, наполняющий материал, сотовый наполнитель и другие подходящие типы материалов. Использование материалов 440 может быть применено к множеству различных процессов. Например, материалы 440 могут быть использованы для создания по меньшей мере одного из плоского участка 418, множества неплоских участков 420, множества областей 426 нагрузки, множества деформируемых областей 432 и других подходящих областей или конструкций в монолитной композитной конструкции 402 несущей конструкции 400.
Выбор материалов 440 может быть выполнен для уменьшения веса несущей конструкции 400, увеличения прочности частей несущей конструкции 400, создания множества деформируемых областей 432 и других подходящих целей. Материалы 440 включены в слои из композитного материала 438 таким образом, что материалы 440 представлены во время отверждения слоев из композитного материала 438 для формирования монолитной композитной конструкции 402 несущей конструкции 400.
Таким образом, монолитная композитная конструкция 402 с плоским участком 418, множеством неплоских участков 420 и/или неплоскими особенностями 421 на первой поверхности 412 и второй поверхности 414 представляет собой по существу плоскую композитную конструкцию. Другими словами, монолитная композитная конструкция 402 имеет форму, которая является по существу плоской, даже если первая поверхность 412 и/или вторая поверхности 414 монолитной композитной конструкции 402 не являются плоскими.
Изображение транспортного средства 300 и опорной системы 302 транспортного средства 300 и различные компоненты по фиг. 3 и фиг. 4 не направлены на накладывание физических или конструкционных ограничений на способ, которым может быть реализован показанный пример реализации. Могут быть использованы другие компоненты в дополнение к показанным компонентам или вместо них. Некоторые компоненты могут быть необязательны. Кроме того, блоки представлены для отображения некоторых функциональных компонентов. По меньшей мере один из этих блоков может быть объединен, разделен или объединен и разделен на два различных блока при реализации в показанном примере реализации.
Например, отверстия 436 могут отсутствовать в несущей конструкции 400. В других показанных примерах отверстия 436 могут быть выполнены в некоторых реализациях несущей конструкции 400 и ничем другом для использования в формировании несущих конструкций 306 в опорной системе 302 по фиг. 3. В этих показанных примерах опорная система 302 была описана в качестве используемой с транспортным средством, таким как летательный аппарат 100 по фиг. 1. Опорная система 302 может быть использована с другими типами транспортных средств. Например, без ограничения, опорная система 302 может быть использована с транспортным средством, выбранным из одного из винтокрылого летательного аппарата, дирижабля, судна на воздушной подушке, водного судна, надводного судна, подводной лодки, амфибийного транспортного средства, космического корабля, космического корабля многоразового использования, автобуса, поезда, военных транспортных средств, транспортных средств для грузовых перевозок и других подходящих транспортных средств.
Согласно фиг. 5, описано изображение несущей конструкции в соответствии с показанным примером реализации. Несущая конструкция 500 представляет собой один пример физической реализации несущей конструкции 400, показанной в блочной форме на фиг. 4. Изометрический вид несущей конструкции 500 показан на данном чертеже. Согласно описанию, несущая конструкция 500 принимает форму монолитной композитной конструкции 502.
Согласно описанию, несущая конструкция 500 имеет первую сторону 504, вторую сторону 506, первую кромку 508 и вторую кромку 510. В этих показанных примерах несущая конструкция 500 представляет собой пример несущей конструкции, которая может быть использована в летательном аппарате 100 по фиг. 1. В частности, несущая конструкция 500 представляет собой пример несущей конструкции в несущих конструкциях 124, показанных для опорной системы 120 по фиг. 1.
В данном показанном примере первая кромка 508 выполнена с возможностью поддержания конструкции в летательном аппарате 100, такой как пол 126 по фиг. 1. Согласно чертежу, первая кромка 508 является по существу плоской и выполнена с возможностью поддержания компонентов для пола 126 в летательном аппарате 100. Согласно описанию, первая кромка 508 на монолитной композитной конструкции 502 может иметь Т-форму. Вторая кромка 510 имеет криволинейную форму, которая выполнена с возможностью соединения с внутренней частью фюзеляжа 106. Безусловно, вторая кромка 510 может иметь другие формы в зависимости от формы фюзеляжа 106. В этих показанных примерах вторая кромка 510 в несущей конструкции 500 может выполнять функцию несущей конструкции киля для обеспечения опоры фюзеляжа 106 в летательном аппарате 100 по фиг. 1.
Кроме того, согласно чертежу, в данном конкретном примере несущая конструкция 500 содержит участки, в которых эта несущая конструкция выполнена по существу плоской, и участки, в которых несущая конструкция 500 выполнена неплоской. Согласно описанию, плоский участок 512 и неплоские участки 514 представлены на первой поверхности 516 первой стороны 504. В частности, неплоские участки 514 содержат неплоский участок 518, неплоский участок 520, неплоский участок 522, неплоский участок 524, неплоский участок 526 и неплоский участок 528. Согласно описанию, неплоские участки 514 подняты над плоским участком 512.
В этих показанных примерах соответствующие плоский и неплоский участки представлены на второй поверхности на второй стороне 506. Соответствующие плоский и неплоский участок не показаны на данном виде несущей конструкции 500.
Согласно описанию, неплоские участки 514 могут формировать области нагрузки несущей конструкции 500. При выполнении неплоских участков 514 в качестве областей нагрузки, неплоские участки 514 могут выдерживать нагрузки, которые могут быть применены к несущей конструкции 500 во время работы летательного аппарата 100 по фиг. 1.
Кроме того, по меньшей мере один из неплоских участков 514 и частей плоского участка 512 может быть выполнен с возможностью выполнения функции деформируемых областей в этих показанных примерах. Согласно описанию, деформируемые области могут быть сформированы по меньшей мере в одной из неплоских участков 514 и частей плоского участка 512 путем выбора по меньшей мере одного из множества слоев из композитного материала, ориентации множества слоев из композитного материала и других подходящих параметров. Например, множество слоев из композитного материала и ориентации множества слоев из композитного материала могут быть выбраны таким образом, что деформируемые области скорее должны быть деформированы до других областей в несущей конструкции 500.
Эти деформируемые области могут деформироваться после приложения энергии, созданной посредством воздействия или некоторым другим источником, к несущей конструкции 500. Деформация этих деформируемых областей может привести к поглощению энергии, приложенной к несущей конструкции 500.
Этот выбор деформируемых областей и их положений в несущей конструкции 500 может быть выполнен таким образом, что энергия поглощена несущей конструкцией 500. В итоге, количество энергии, переданной к другим конструкциям, может быть уменьшено. Это поглощение энергии может уменьшить энергию, передаваемую к другим областям, таким как пассажирская область и грузовая область.
В этих показанных примерах несущая конструкция 500 также содержит отверстия 530. Отверстия 530 сформированы в монолитной композитной конструкции 502. В этих показанных примерах отверстия 530 содержат отверстие 532, отверстие 534, отверстие 536, отверстие 538 и отверстие 540. Отверстия 530 могут быть сформированы в монолитной композитной конструкции 502 для обеспечения доступа по нескольким различным причинам.
Например, отверстия 530 могут быть выполнены для обеспечения доступа для технического обеспечения, проверки, к проводным узлам, оптическим линиям, трубопроводам для текучей среды и другим компонентам, которые могут быть обнаружены в летательном аппарате 100 на фиг. 1. Кроме того, отверстия 530 также могут обеспечить декомпрессионное вентилирование для случая, в котором отсек перекрыт в области, в которой расположена несущая конструкция 500.
В данном показанном примере часть 541 выполнена с возможностью поддержания конструкции, такой как пол 126, в летательном аппарате 100 по фиг. 1. В данном примере часть 541 первой кромки 508 может выполнять функцию балки или лонжерона, или другой опорной конструкции в несущей конструкции 500.
Кроме того, первая кромка 508 может также поддерживать другие конструкции. Например, часть 542 и часть 544 первой кромки 508 могут быть выполнены с возможностью поддержания панелей над полом 126 во внутренней части 122 летательного аппарата 100 по фиг. 1.
В другом показанном примере вторая кромка 510 также может включать каналы 546. Эти каналы могут быть сформированы во второй кромке 510 для согласования с конструкциями, такими как стрингеры в фюзеляже 106 летательного аппарата 100 по фиг. 1. Например, канал 548 в каналах 546 могут иметь форму для соответствия или обеспечения возможности проведения стрингера через канал 548.
В других показанных примерах каналы 546 могут быть не представлены. Еще в одних показанных примерах канал 548 может не соответствовать или обеспечивать возможность проведения стрингера через канал 548. Другие особенности, такие как трубопроводы для текучей среды или крепежи, могут проходить через любые каналы 546. Если несущая конструкция 500 использована в других конструкциях, отличных от фюзеляжа летательного аппарата, то каналы 546 могут быть использованы для обеспечения возможности доступа к транспортным элементам или для других подходящих целей в летательном аппарате 100 по фиг. 1.
Вторая кромка 510 также содержит множество выступов 550. Множество выступов 550 может обеспечить использование конструкций для соединения второй кромки 510 с другой конструкцией. Например выступ 552 во множестве выступов 550 может быть соединен с фюзеляжем 106.
Еще в одних показанных примерах первая сторона 504 может иметь поверхность, которая является неплоской. Например, первая сторона 504 может иметь форму синусоидальной конфигурации. В качестве еще одного примера, первая сторона 504 может не содержать неплоские участки 514.
Согласно фиг. 6, описано изображение вида сбоку несущей конструкции в соответствии с показанным примером реализации. В данном показанном примере показана первая сторона 504 несущей конструкции 500.
Согласно описанию, несущая конструкция 500 имеет длину 600 и высоту 602. Длина 600 может составлять, например, приблизительно 184 дюйма, а высота 602 может составлять приблизительно 53 дюйма. Безусловно, длина 600 и высота 602 могут иметь различные значения в зависимости от конструкции платформы, такой как летательный аппарат 100 по фиг. 1. Кроме того, при использовании несущей конструкции 500 в летательном аппарате 100, несущая конструкция 500 может иметь различные размеры в зависимости от положения несущей конструкции 500 в фюзеляже 106 в летательном аппарате 100. Например, несущая конструкция 500 может быть меньше в хвостовом отсеке 112 фюзеляжа 106 по сравнению с другими частями фюзеляжа 106, такими как части, расположенные рядом с крылом 102 и крылом 104 по фиг. 1.
Согласно фиг. 7, описано изображение необработанной несущей конструкции в соответствии с показанным примером реализации. Необработанная несущая конструкция 700 может представлять собой один пример несущей конструкции 500 до обработки несущей конструкция 500 для включения отверстия 530, каналов 546 или других особенностей несущей конструкции 500, описанной на фиг. 5 и фиг. 6.
В данном показанном примере неплоские участки 514 представлены в необработанной несущей конструкции 700. Согласно описанию, первая поверхность 516 первой стороны 504 является по существу плоской. Безусловно, поверхность необработанной несущей конструкции 700 может включать неплоские особенности в зависимости от конкретной реализации.
Несмотря на то что необработанная несущая конструкция 700 описана с неплоскими участками 514, представленными на необработанной несущей конструкции 700 в этих показанных примерах, другие примеры необработанной несущей конструкции 700 могут не включать неплоские участки 514. Кроме того, другие особенности в дополнение к неплоским участкам 514 могут быть представлены в необработанной несущей конструкции 700. Еще в одних показанных примерах обработка необработанной несущей конструкции 700 может не являться необходимой.
Согласно фиг. 8, описано изображение несущей конструкции в соответствии с показанным примером реализации. Несущая конструкция 800 представляет собой еще один пример физической реализации несущей конструкции 400, показанной в блочной форме на фиг. 4. Изометрический вид несущей конструкции 800 показан на данном чертеже. Согласно описанию, несущая конструкция 800 принимает форму монолитной композитной конструкции 802.
Согласно описанию, несущая конструкция 800 имеет синусоидальную конфигурацию 804 на первой поверхности 516 первой стороны 504. Несущая конструкция 800 также может иметь синусоидальную конфигурацию 805 на поверхности второй стороны 506 в этих показанных примерах. Синусоидальная конфигурация 804 может быть выбрана для увеличения прочности несущей конструкции 800 или для обеспечения других необходимых особенностей несущей конструкции 800 в зависимости от конкретной реализации. В других показанных примерах несущая конструкция 800 может иметь конфигурацию, отличную от синусоидальной конфигурации 805 поверхности первой стороны 504 и второй стороны 506.
Согласно фиг. 9, описано изображение вида в разрезе несущей конструкции в соответствии с показанным примером реализации. В данном рассматриваемом примере вид в разрезе несущей конструкции 500 показан по линиям 9-9 на фиг. 6.
В данном показанном примере неплоский участок 524 представлен на первой поверхности 516 первой стороны 504, а также на второй поверхности 900 второй стороны 506. Согласно описанию, неплоский участок 524 сформирован в качестве прочной части монолитной композитной конструкции 502. Например, дополнительные слои в слоях из композитного материала 902 могут быть представлены в неплоском участке 524 по сравнению с другими областями в несущей конструкции 500. Фактическое количество слоев, выбранных для слоев из композитного материала 902, может изменяться в зависимости от конкретной реализации. Например, множество использованных слоев и их ориентации могут зависеть от типа выбранных прослоек, типа выбранной смолы, величины необходимой нагрузки и других подходящих факторов. Например, множество слоев может представлять собой приблизительно 20 слоев, приблизительно 40 слоев, приблизительно 75 слоев или некоторое другое количество слоев.
Согласно описанию, неплоский участок 524 может представлять собой область нагрузки для несущей конструкции 500. Другими словами, неплоский участок 524 может быть выполнен с возможностью выдерживания нагрузок, которые могут быть применены к несущей конструкции 500. Еще в одних показанных примерах неплоский участок 524 может также составлять часть деформируемой области, которая выполнена с возможностью поглощения энергии путем деформации. Более подробное изображение части 904 несущей конструкции 500 показано на фиг. 10 и более подробное изображение части 905 несущей конструкции 500 показано на фиг. 11.
Согласно фиг. 10, описано изображение подробного вида кромки несущей конструкции в соответствии с показанным примером реализации. В данном показанном примере показано более подробное изображение части 904 по фиг. 9.
Согласно описанию, первая кромка 508 имеет Т-форму. В данном показанном примере слои из композитного материала 902 выполнены с возможностью формирования первой кромки 508 несущей конструкции 500. В дополнение к слоям из композитного материала 902 в них также включен удлиненный элемент 1004. В данном показанном примере удлиненный элемент 1004 представляет собой некоторое количество слоев из композитного материала, выполненного в качестве наполнителя для закругления 1006 в первой кромке 508. Прослойки размещены таким образом, что прослойки обволакивают удлиненный элемент 1004. Кроме того, удлиненный элемент 1004 может или не может содержать оболочку из клеящего материала во время процесса отверждения. Эта оболочка из клеящего материала может увеличивать целостность связи между прослойками в слоях из композитного материала 902.
В данном показанном примере удлиненный элемент 1004 имеет треугольное поперечное сечение. Удлиненный элемент 1004 может быть применен для заполнения промежутка 1008 в слоях из композитного материала 902 с обеспечением объединения всех поверхностей вместе. Удлиненный элемент 1004 может быть применен для увеличения прочности первой кромки 508. Кроме того, удлиненный элемент 1004 также может быть использован для уменьшения отслаивания и деформации закругления 1006.
Согласно фиг. 11, описано изображение подробного вида кромки несущей конструкции в соответствии с показанным примером реализации. В данном показанном примере более показано подробное изображение части 905 по фиг. 9.
Согласно описанию, вторая кромка 510 имеет Т-форму. В данном показанном примере слои из композитного материала 902 выполнены с возможностью формирования второй кромки 510 несущей конструкции 500. В дополнение к слоям из композитного материала 902, удлиненный элемент 1104 также включен в слоях из композитного материала 902. В данном показанном примере удлиненный элемент 1104 состоит из множества слоев из композитного материала, выполненного в качестве наполнителя для закругления 1106 во второй кромке 510. Кроме того, удлиненный элемент 1104 может содержать или не может содержать оболочку из клеящего материала во время процесса отверждения. Эта оболочка из клеящего материала может увеличивать целостность связи между прослойками в слоях из композитного материала 902.
В данном показанном примере удлиненный элемент 1104 имеет треугольное поперечное сечение. Удлиненный элемент 1104 может быть применен для заполнения промежутка 1108 в слоях из композитного материала 902 с обеспечением объединения всех поверхностей вместе. Удлиненный элемент 1104 может быть применен для увеличения прочности второй кромки 510. Кроме того, удлиненный элемент 1104 также может быть использован для уменьшения отслаивания и деформации закругления 1106.
Согласно фиг. 12, описано изображение вида в разрезе несущей конструкции в соответствии с показанным примером реализации. В данном рассматриваемом примере показан вид в разрезе несущей конструкции 500, выполненный по линиям 12-12 по фиг. 6. Данный вид в разрезе несущей конструкции 500 представляет собой пример другой реализации несущей конструкции 500.
В данном показанном примере неплоский участок 524 представлен на первой поверхности 516 первой стороны 504 и второй поверхности 1200 второй стороны 506. В данном показанном примере неплоский участок 524 не представляет собой цельную часть монолитной композитной конструкции 502 по сравнению с реализацией, показанной для несущей конструкции 500, которая показана на виде в разрезе по фиг. 9.
Вместо этого, неплоский участок 524 содержит наполняющий материал 1202. Наполняющий материал 1202 расположен между слоями из композитного материала 1206 в части 1208 несущей конструкции 500 в данном показанном примере. Наполняющий материал 1202 может быть выбран из нескольких различных типов материалов. Например, без ограничения, наполняющий материал 1202 может быть выбран из пеноматериала, пластика, металла, сотового заполнителя или любых других подходящих типов наполняющих материалов. Более подробное изображение части 1208 показано на фиг. 13.
Согласно фиг. 13, описано более подробное изображение части вида в разрезе несущей конструкции в соответствии с показанным примером реализации. На данном чертеже показан более подробный вид части 1208 по фиг. 12.
Согласно описанию, наполняющий материал 1202 расположен в части 1300 и части 1302 несущей конструкции 500. Часть 1300 и часть 1302 расположены между слоями из композитного материала 1206. Безусловно, данное изображение размещения наполняющего материала 1202 приведено только для целей иллюстрации и не предназначено для ограничения способа, согласно которому наполняющий материал 1202 может быть расположен между слоями из композитного материала 1206. В другом показанном примере только одна часть наполняющего материала 1202 может быть представлена вместо двух частей наполняющего материала 1202.
Согласно фиг. 14, описано изображение несущей конструкции в соответствии с показанным примером реализации. В данном показанном примере несущая конструкция 1400 представляет собой еще один пример физической реализации несущей конструкции 400, показанной в блочной форме на фиг. 4. На данном чертеже показан изометрический вид несущей конструкции 1400. Согласно описанию, несущая конструкция 1400 принимает форму плоской композитной конструкции 1402. Безусловно, несущая конструкция 1400 может содержать неплоские особенности в некоторых показанных примерах.
Согласно описанию, несущая конструкция 1400 имеет первую сторону 1404, вторую сторону 1406, первую кромку 1408 и вторую кромку 1410. Согласно описанию, несущая конструкция 1400 представляет собой еще один пример несущей конструкции, которая может быть использована для реализации несущих конструкций 124 в опорной системе 120 в летательном аппарате 100 по фиг. 1.
В данном показанном примере первая кромка 1408 выполнена с возможностью поддержания конструкции в летательном аппарате 100, такой как пол 126. Согласно чертежу, первая кромка 1408 является по существу плоской и выполнена с возможностью поддержания компонентов для пола 126 в летательном аппарате 100 на фиг. 1. Согласно описанию, первая кромка 1408 на плоской композитной конструкции 1402 может иметь Т-форму. Вторая кромка 1410 имеет криволинейную форму, которая выполнена с возможностью соединения с внутренней частью обшивки фюзеляжа 106 летательного аппарата 100.
Согласно описанию, несущая конструкция 1400 содержит плоский участок 1412 и неплоские участки 1414 на первой поверхности 1416 первой стороны 1404. В частности, неплоские участки 1414 содержат неплоский участок 1418, неплоский участок 1420, неплоский участок 1422, неплоский участок 1424, неплоский участок 1426 и неплоский участок 1428. Соответствующие неплоские участки расположены на второй поверхности на второй стороне 1406, которая не отображена на данном виде несущей конструкции 1400. Неплоские участки 1414 могут формировать области нагрузки несущей конструкции 1400 для выдерживания нагрузок, которые могут быть применены к несущей конструкции 1400 во время работы летательного аппарата 100 по фиг. 1.
В данном конкретном показанном примере в плоской композитной конструкции 1402 несущей конструкции 1400 отсутствуют отверстия. Отверстия являются необязательными и могут быть исключены в зависимости от конкретной реализации.
Согласно фиг. 15, описано изображение вида сбоку несущей конструкции в соответствии с показанным примером реализации. В данном рассматриваемом примере показана первая сторона 1404 несущей конструкции 1400 по фиг. 14.
Изображения несущих конструкций по фиг. 4-15 представляют собой примеры физических реализаций несущей конструкции 400, показанной в блочной форме на фиг. 4. Изображение несущей конструкции 500 по фиг. 5-13 и несущей конструкции 1400 по фиг. 14 и фиг. 15 не направлены на задание физических или конструктивных ограничений по отношению к способу, которым несущая конструкция 400 может быть реализована.
Например, часть 542 и часть 544 первой кромки 508 могут быть исключены в некоторых показанных примерах. Еще в одних показанных примерах неплоские участки 1414 могут быть исключены из опорной конструкции 1400. В качестве еще одного показанного примера, вторая кромка 510 несущей конструкции 500 и вторая кромка 1410 несущей конструкции 1400 могут иметь форму, отличную от показанной криволинейной формы. Форма второй кромки 510 и второй кромки 1410 может сильно зависеть от формы корпуса или другой конструкции, для которой эти кромки выполнены с возможностью соединения или поддержания. Еще в одних показанных примерах каналы 546 несущей конструкции 500 могут быть исключены.
В другом показанном примере первая кромка 508 может иметь форму, отличную от Т-формы. Например, первая кромка 508 может иметь L-форму или некоторую другую подходящую форму.
Несмотря на то, что различные компоненты на фиг. 4-15 показаны по отношению к фюзеляжу в летательном аппарате, несущая конструкция 400 по фиг. 4, несущая конструкция 500 по фиг. 5 и несущая конструкция 1400 по фиг. 14 могут быть использованы в качестве опорных конструкций в других местах, отличных от фюзеляжа летательного аппарата. Кроме того, несущая конструкция 400, несущая конструкция 500 и несущая конструкция 1400 могут быть не использованы для поддержания нагрузки. Например, без ограничения, несущая конструкция 400, несущая конструкция 500 и несущая конструкция 1400 могут быть использованы для опорной конструкции во внутренней части крыла летательного аппарата для соединения внешнего каркаса с внутренним каркасом в корабле, для обеспечения опоры для переборки в подводной лодке, для обеспечения опоры для упорной пластины в космическом корабле или некоторой другой подходящей цели.
Различные компоненты, показанные на фиг. 1 и фиг. 4-15, могут быть объединены с компонентами по фиг. 2 и фиг. 3, использованы с компонентами по фиг. 2 и фиг. 3 или сочетание и того и другого. Кроме того, некоторые из компонентов на фиг. 1 и фиг. 4-15 могут представлять собой показанные примеры того, как компоненты, показанные в форме блоков на фиг. 2-4, могут быть реализованы в качестве физических конструкций.
Согласно фиг. 16, описано изображение блок-схемы процесса эксплуатации транспортного средства в соответствии с показанным примером реализации. Процесс, показанный на фиг. 16, может быть реализован с использованием транспортного средства, такого как транспортное средство 300 по фиг. 3, и, в частности, может быть реализован в летательном аппарате 100 по фиг. 1 в качестве одного показанного примера.
Процесс начинается с эксплуатации транспортного средства (операция 1600). Данная операция с транспортным средством может включать перемещение транспортного средства или другие операции с ним в неподвижном положении.
После этого, осуществляют поддержание конструкций в транспортном средстве с использованием опорной системы, имеющей несущие конструкции, которые выполнены с возможностью поддержания указанных выше конструкций в транспортном средстве или его корпусе (операция 1602) посредством процесса, завершающегося после этого.
Согласно фиг. 17, описано изображение блок-схемы процесса формирования опорной конструкции в соответствии с показанным примером реализации. Процесс, показанный на фиг. 17, может быть использован для изготовления опорной конструкции, такой как несущая конструкция 400 по фиг. 4, несущая конструкция 500 по фиг. 5 и несущая конструкция 1400 по фиг. 14.
Процесс начинается с установления количества слоев из композитного материала и ориентации множества слоев из композитного материала (операция 1700). Затем процесс наносит множество слоев из композитного материала на приспособление в ориентации, идентифицированной для множества слоев из композитного материала (операция 1702). Эти слои из композитного материала могут уже содержать смолу, введенную в эти слои. Слои из композитного материала, залитые смолой, могут быть отнесены к препрегу. Кроме того, множество слоев из композитного материала, размещенного на приспособлении, может охватывать часть приспособления или все приспособление.
Данный процесс затем определяет необходимость размещения материала на множестве слоев из композитного материала (операция 1704). Данный материал может представлять собой наполнитель или некоторый другой подходящий материал, такой как материалы, описанные для материала 440 по фиг. 4. Если материал должен быть размещен на множестве слоев из композитного материала, то идентифицируют этот материал и его ориентацию (операция 1706). Материал затем наносят на приспособление на множество слоев из композитного материала с ориентацией, идентифицированной для данного материала (операция 1708).
Затем, определение выполняют относительно необходимости дополнительных слоев из композитного материала для формирования опорной конструкции (операция 1710). Если необходимы дополнительные слои из композитного материала, то процесс возвращается к операции 1700 согласно приведенному выше описанию. Данный процесс может вернуться к операции 1700 для нанесения слоев из композитного материала с различными ориентациями.
Данный процесс возврата к операции 1700 на некоторое количество повторений может привести к наличию различной толщины в разных частях несущей конструкции. Кроме того, выбор слоев из композитного материала и ориентаций могут быть использованы для формирования особенностей, включая по меньшей мере одну из первой кромки 408, второй кромки 410, плоского участка 418, неплоских участков 420, множества областей 426 нагрузки, множества деформируемых областей 432, отверстий 436 и других подходящих особенностей несущей конструкции 400 по фиг. 4. Безусловно, что другие особенности, такие как покрывающие прослойки, могут быть добавлены к слоям из композитного материала во время процесса, показанного на этом чертеже.
В противном случае, если нет необходимости в дополнительных слоях из композитного материала, процесс отверждает множество слоев из композитного материала и любые материалы между множеством слоев из композитного материала для формирования опорной конструкции (операция 1712). Отверждение может быть выполнено путем приложения тепла к множеству слоев из композитного материала, нанесенных на приспособление. Данное тепло может быть создано с использованием печи, автоклава или других подходящих процессов. Кроме того, множество слоев из композитного материала может быть покрыто оболочкой, а вакуум может быть применен во время процесса отверждения. Кроме того, в некоторых случаях, автоклав может быть использован для приложения давления к множеству слоев из композитного материала.
Кроме того, еще одно приспособление может быть размещено на приспособлении, на которое было нанесено множество слоев из композитного материала перед отверждением множества слоев из композитного материала. Данное второе приспособление может представлять собой, например, покровную пластину или прижимную пластину приспособления.
После этого, несущую конструкцию обрабатывают (операция 1714) с использованием процесса, завершающегося после этого. Несущая конструкция может быть обработана для удаления любого лишнего материала, который может быть нежелательным. Кроме того, обработка несущей конструкции может быть использована для формирования различных особенностей в несущей конструкции. Например, несущая конструкция может быть обработана для формирования отверстий, каналов и других подходящих особенностей несущей конструкции.
Согласно операции 1704, при отсутствии необходимости размещения материала на множестве слоев из композитного материала, процесс приступает к операции 1710 согласно приведенному выше описанию. Другие особенности могут быть добавлены к части для последующего использования для особенностей сборки блока для размещения и проверки и также ограничения потребности в механической обработке, используемой для позиционирования части на блоке. Например, целевые положения могут быть нанесено на приспособление и передано на соответствующую часть во время процесса отверждения. Затем целевое положение может представлять собой лазер, размещенный после установки. Любое количество целевых положений может быть нанесено на приспособление и передано к части во время процесса отверждения.
Блок-схемы в различных рассмотренных примерах реализации иллюстрируют структуру, функциональность и работу некоторых возможных реализаций устройств и способов в показанном примере реализации. При этом каждый блок в блок-схеме может представлять собой модуль, элемент, функцию и/или часть операции или этапа.
В некоторых альтернативных реализациях показанного примера реализации, функция или функции, указанные в блоках, могут осуществляться не в порядке, указанном на чертежах. Например, в некоторых случаях, два блока, показанные последовательно, могут быть выполнены по существу одновременно или эти блоки иногда могут быть выполнены в обратном порядке в зависимости от включенной функциональности. Кроме того, другие блоки могут быть добавлены в дополнение к блокам, показанным на блок-схеме.
Некоторые показанные примеры реализации настоящего изобретения могут быть описаны в контексте способа 1800 изготовления и обслуживания летательного аппарата согласно фиг. 18 и летательного аппарата 1600, которое показано на фиг. 19. Согласно фиг. 18, описано изображение способа изготовления и обслуживания летательного аппарата в соответствии с показанным примером реализации. Данный процесс может быть использован для изготовления несущей конструкции 400 и/или других компонентов, показанных на фиг. 4. Во время подготовки к изготовлению, способ 1800 изготовления и обслуживания летательного аппарата может включать проработку и проектирование 1802 летательного аппарата 1900 по фиг. 19 и материальное снабжение 1804.
Во время производства происходит изготовление 1806 компонентов и подблоков и интеграция 1808 систем летательного аппарата 1900 по фиг. 19.
После этого, летательный аппарат 1900 по фиг. 19 может пройти через сертификацию и поставку 1810 для его помещения на обслуживание 1812. При нахождении на обслуживании 1812 заказчиком, для летательного аппарата 1900 по фиг. 19 составлено расписание планового технического обеспечения и обслуживания 1814, которое может включать модификацию, перенастройку, восстановление и другое техническое обеспечение или обслуживание.
Каждый из процессов способа 1800 изготовления и обслуживания летательного аппарата может быть выполнен или реализован системным интегратором, третьей стороной и/или оператором. В этих примерах оператор может представлять собой заказчика. Для целей данного описания, системный интегратор может включать, без ограничения, любое количество производителей летательных аппаратов и субподрядчиков по основным системам; третья сторона может включать, без ограничения, любое количество продавцов, субподрядчиков и поставщиков; а оператор может представлять собой авиакомпанию, лизинговую компанию, военную организацию, обслуживающую организацию и т.п.
Согласно фиг. 19, описано изображение летательного аппарата, в котором может быть реализован показанный пример реализации. В данном примере летательный аппарат 1900 изготавливают способом 1800 изготовления и обслуживания летательных аппаратов по фиг. 18 и может включать воздушную несущую конструкцию 1902 с множеством систем 1904 и внутреннюю часть 1906. Примеры систем 1904 включают по меньшей мере одну систему из движительной системы 1908, электрической системы 1910, гидравлической системы 1912 и климатической системы 1914. Может быть включено любое количество других систем. Несмотря на то, что показан пример авиакосмической промышленности, другие показанные примеры реализации могут быть применены в других отраслях промышленности, таких как судостроительная промышленность и промышленность по изготовлению космических кораблей.
Устройства и способы, реализованные в настоящей заявке, могут быть применены во время по меньшей мере одного из этапов способа 1800 изготовления и обслуживания летательного аппарата по фиг. 18.
В одном показанном примере компоненты или подблоки, изготовленные при изготовлении 1806 компонентов и подблоков по фиг. 18, могут быть произведены способом, аналогичным компонентам или подблокам, изготовленным во время нахождения летательного аппарата 1900 на обслуживании 1812 по фиг. 18. Согласно еще одному примеру по меньшей мере один пример реализации устройства, способа или их сочетания могут быть использованы при реализации этапов, таких как изготовление 1806 компонентов и подблоков и интеграция 1808 систем по фиг. 18. По меньшей мере один пример реализации устройства, способа или их сочетания могут быть использованы во время обслуживания 1812 летательного аппарата 1900 и/или во время его технического обеспечения и обслуживания 1814 по фиг. 18. Использование некоторого количества различных показанных примеров реализации может по существу ускорить сборку летательного аппарата 1900 и/или уменьшить затраты на него.
Таким образом, показанные примеры реализации могут уменьшить время, затраты и усилия, необходимые для изготовления транспортных средств. В частности, опорная система, использующая несущие конструкции в соответствии с показанным примером реализации, может уменьшить количество компонентов, необходимых для формирования опорных систем конструкций в летательном аппарате. Например, путем использования несущей конструкции 400 по фиг. 4, единичная несущая конструкция может быть прикреплена к различным конструкциям. В отличие от этого, без несущей конструкции 400, может быть необходимо собирать и соединять балки или лонжероны, балочные опоры, несущие конструкции, углы срезных элементов, стековые детали и другие компоненты друг с другом для обеспечения функциональности, схожей с функциональностью несущей конструкции 400.
Кроме того, несущая конструкция 400 также может обеспечить другие функциональные возможности, такие как рассеяние энергии путем сдавливания деформируемых областей, декомпрессионное вентилирование и другие подходящие функции. Кроме того, несущая конструкция 400 может быть легко приспособлена для различных нагрузок, которые могут быть встречены в различных частях транспортного средства. Кроме того, при использовании несущей конструкции 400 может быть уменьшено количество проводимых технического обеспечения и проверок, необходимых для опорных систем. Например, проверки крепежей, сварных соединений и других компонентов могут быть уменьшены вследствие использования несущей конструкции 400. Кроме того, использование несущей конструкции 400 может уменьшить необходимость в предварительной нагрузке конструкций.
Описание различных показанных примеров реализации было приведено в целях наглядного представления и описания и не ограничено примерами реализации в раскрытой форме. Специалистам в данной области техники будут очевидны многие модификации и изменения. Кроме того, различные показанные примеры реализации могут обеспечивать различные особенности по сравнению с другими показанными примерами реализации. Выбранный пример реализации или выбранные примеры реализации описаны для наилучшего объяснения принципов примеров реализации, практического применения, а также для обеспечения возможности понимания другими специалистами в уровне техники настоящего изобретения на основе различных примеров реализации с различными изменениями, которые подходят для конкретного рассмотренного использования.