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DE69520374T2 - Formen von Strukturelementen - Google Patents

Formen von Strukturelementen

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DE69520374T2
DE69520374T2 DE69520374T DE69520374T DE69520374T2 DE 69520374 T2 DE69520374 T2 DE 69520374T2 DE 69520374 T DE69520374 T DE 69520374T DE 69520374 T DE69520374 T DE 69520374T DE 69520374 T2 DE69520374 T2 DE 69520374T2
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DE
Germany
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metal sheet
rear surface
partial penetration
structural members
aerodynamic profile
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Description

  • Die Erfindung bezieht sich auf das Formen von Strukturelementen und insbesondere, aber nicht ausschließlich, auf die Herstellung von Strukturen, die eine ein aerodynamisches Profil definierende Beplankung für Flugzeuge abstützen und weiter auch für eine hydrodynamische Beplankung in Frage kommen. Die Erfindung findet in erster Linie Anwendung für eine ein aerodynamisches Profil definierende Beplankung an der Vorderkante oder in der Nähe der Vorderkante von Flugzeugtragflügeln, Leitwerken usw., bei denen eine laminare Hybrid- Strömungssteuerung bewirkt wird, indem die Grenzschichtluft durch die das Profil definierende Beplankung über kleine Perforationslöcher der Beplankung in Kanäle eingesaugt wird, die in einem darunterliegenden Aufbau definiert sind, der die Beplankung trägt.
  • Zur Durchführung der laminaren Hybrid-Strömungssteuerung ist die Beplankung einer aerodynamischen Oberfläche des Flugzeugs mit vielen Tausenden dicht benachbarter Perforationen versehen, die eine Teilung in der Größenordnung von 0,5 mm aufweisen.
  • Eine derartige Beplankung ist aus der EP-A-0 532 093 bekannt. Obgleich dieses Dokument auf eine Beplankung als solche gerichtet ist, beschreibt das Dokument kurz ein Verfahren zur Befestigung von Stringern an einer derartigen Beplankung. Insbesondere beschreibt das Dokument die Erzeugung von Perforationen in einer Beplankung, wobei die perforierte Beplankung anschließend in die gewünschte Form überführt und an den Stringern befestigt wird.
  • Die Befestigung eines Trägeraufbaus an der Beplankung ist kompliziert, weil eine Befestigung nicht in der Weise erfolgen darf, daß ein wesentlicher Oberflächenbereich der Beplankung bedeckt und zu viele Perforationslöcher blockiert werden. Eine derartige Blockade würde die laminare Hybrid-Strömungssteuerung dadurch beeinträchtigen, daß unvorhersehbare Absaugeffekte durch die Beplankung verursacht würden, was zu Unregelmäßigkeiten hinsichtlich der Absaugung der Grenzschicht aus der Luftströmung über aerodynamische Oberflächen führen würde.
  • Außerdem muß sich die perforierte äußere Oberfläche der Beplankung genau aerodynamischen Toleranzen in bezug auf Verbindungsspalte, Vorsprünge und Welligkeit anpassen, und es muß eine Kanalstruktur geschaffen werden, um Luft durch diese perforierte Beplankung abziehen zu können, wobei eine Abdichtung gegenüber dieser Beplankung erfolgen muß, um eine Abstützung zu bewirken und um die Möglichkeit zu schaffen, einen Saugdruckabfall über der Beplankung innerhalb definierter Bereiche erzeugen zu können.
  • Daher liegt der Erfindung die Aufgabe zugrunde, Mittel zu schaffen, um eine derartige Struktur unter Vermeidung dieser Schwierigkeiten an der Beplankung festzulegen.
  • Gemäß einem ersten Merkmal der Erfindung ist ein Verfahren vorgesehen, um eine solche Struktur zu erzeugen, die aus einem perforierten Metallblech besteht, das eine aerodynamisch profilierte Oberfläche definiert und eine Rückseite besitzt, wobei mehrere strukturelle Glieder stumpf anstoßend an der rückwärtigen Oberfläche festgelegt sind, und wobei das Verfahren die folgenden Schritte umfaßt: es werden Perforationen in dem Metallblech hergestellt, es wird das Metallblech zu dem erforderlichen Profil verformt, es wird jedes strukturelle Glied auf der Rückseite des Metallbleches stumpf angelegt und daran befestigt, wobei das Verfahren dadurch gekennzeichnet ist, daß jedes strukturelle Glied an der rückwärtigen Oberfläche durch Teileindringschweißen derart festgelegt wird, daß jede Teileindringschweißung nur teilweise in das Metallblech eindringt und die aerodynamische, das Profil definierende Oberfläche unbeschädigt verbleibt.
  • Das Verfahren kann den Schritt aufweisen, eine weitere Struktur an den strukturellen Gliedern festzulegen, wodurch eine Reihe geschlossener Kanäle benachbart zu dem Metallblech gebildet wird, um Luft über die Perforationen abzusaugen.
  • Gemäß einem weiteren Merkmal der Erfindung ist eine Struktur vorgesehen, bestehend aus einem perforierten Metallblech mit einer ein aerodynamisches Profil definierenden Oberfläche und mit einer rückwärtigen Oberfläche und einer Reihe struktureller Glieder, die stumpf an der rückwärtigen Oberfläche festgelegt sind, wobei die Struktur dadurch gekennzeichnet ist, daß nur durch Teileindringschweißungen die strukturellen Glieder an der rückwärtigen Oberfläche festgelegt sind und die Teileindringschweißung nur teilweise in das Metallblech eindringt und die das aerodynamische Profil definierende Oberfläche unbeschädigt verbleibt.
  • Nachstehend werden Ausführungsbeispiele der Erfindung anhand der Zeichnungen beschrieben. In den Zeichnungen zeigen:
  • Fig. 1 zeigt eine erfindungsgemäße Struktur;
  • Fig. 2 zeigt eine detaillierte Ansicht eines Schnitts der nur teilweise eindringenden Verschweißung gemäß der Erfindung;
  • Fig. 3 zeigt eine perspektivische Ansicht des Aufbaus gemäß der Erfindung;
  • Fig. 4 zeigt einen Schnitt durch einen abgewandelten Aufbau gemäß der Erfindung;
  • Fig. 5 zeigt eine Schnittansicht eines abgewandelten Ausführungsbeispiels einer Teileindringschweißung, die gemäß der Erfindung benutzt wird.
  • Die Fig. 1 bis 5 der Zeichnungen veranschaulichen ein Verfahren zur Erzeugung einer Trägerstruktur für ein ein aerodynamisches Profil definierenden perforierten Metallblechs.
  • In den Fig. 2 und 3 ist ein perforiertes Titanblech 4 dargestellt, an dem eine Reihe struktureller Glieder in Gestalt aufrechter Stützen 16 durch teilweises Eindringschweißen mit Schweißstellen 17 stumpf mit dem Titanblech 4 verschweißt sind. Es ist ersichtlich, daß die Schweißstelle auf die das Profil definierende Oberfläche 6 des Titanbleches keinen Einfluß hat. Außerdem erstreckt sich die Breite jeder Schweißung nur am Rand über das Material der aufrecht stehenden Stützen 16 und dringt demgemäß nur minimal in die Perforationen 18 ein. Die Verschweißung kann von einer Seite einer jeden aufrecht stehenden Stütze 16 durchgeführt werden, und demgemäß erstreckt sie sich nur über eine Seite jeder Stütze. Von gleichem Gewicht bezüglich der Schweißfestigkeit bei dieser speziellen Anwendungsform ist eine Kontinuität der Schweißung, da eine gasdichte Verbindung wesentlich ist, um dadurch die laminare Hybrid-Strömung über der aerodynamischen Oberfläche einstellen zu können.
  • Gemäß einem nicht dargestellten Ausführungsbeispiel besitzt jede aufrecht stehende Stütze 16 einen Flansch, an dem eine Membran aus Metall oder Gummi durch herkömmliche Fixierungsmittel festgelegt ist. Eine Reihe von luftdicht geschlossenen Kanälen wird auf diese Weise in der Struktur ausgebildet. Ein jeder dieser Kanäle hat einen Unterdruck mit einem verschiedenen Wert, um die Luftgrenzschicht von der aerodynamischen Oberfläche 6 gemäß optimalen Erfordernissen abzuziehen.
  • In den Fig. 4 und 5 ist eine alternative Ausführungsform der Struktur dargestellt, wobei ein einziges, gewelltes Titanblech 23 an dem perforierten Titanblech 4 durch eine Reihe von Teileindringschweißungen 24 festgelegt ist.

Claims (3)

1. Verfahren zur Erzeugung einer Struktur, die aus einem perforierten Metallblech (4) besteht, das eine ein aerodynamisches Profil definierende Oberfläche (6) und eine rückwärtige Oberfläche (7) aufweist, wobei eine Reihe struktureller Glieder (16) stumpf auf der rückwärtigen Oberfläche (7) festgelegt ist und das Verfahren die folgenden Schritte aufweist: es werden die Perforationen (18) in dem Metallblech (4) angebracht, es wird das Metallblech auf das erforderliche Profil verformt, es wird jedes strukturelle Glied (16) stumpf gegen die rückwärtige Oberfläche (7) des Metallbleches gelegt und dort befestigt, dadurch gekennzeichnet, daß jedes strukturelle Glied (16) an der rückwärtigen Oberfläche (7) durch Teiteindringschweißung derart festgelegt ist, daß jede Teileindringschweißstelle (17) nur teilweise in das Metallblech (4) eindringt und die das aerodynamische Profil definierende Oberfläche (6) unbeschädigt verbleibt.
2. Verfahren nach Anspruch 1, welches außerdem den Schritt aufweist, ein weiteres Glied (5) an den strukturellen Gliedern festzulegen, wodurch eine Reihe geschlossener Kanäle benachbart zu dem Metallblech (4) gebildet wird, um Luft durch die Perforationen (18) abzusaugen.
3. Struktur, bestehend aus einem perforierten Metallblech (4) mit einer ein aerodynamisches Profil definierenden Oberfläche (6) und einer rückwärtigen Oberfläche (7) und mit einer Reihe struktureller Glieder (16), die stumpf gegen die rückwärtige Oberfläche (7) gefügt und dort befestigt sind, dadurch gekennzeichnet, daß durch Teileindringschweißungen (17) die strukturellen Glieder (16) an der rückwärtigen Oberfläche (7) festgelegt sind und die Teileindringschweißung nur teilweise in das Metallblech (4) eindringt und die das aerodynamische Profil definierende Oberfläche (6) unbeschädigt verbleibt.
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