JP2009501665A5 - - Google Patents

Description

一体型自己補剛パネル

本発明は、一体型自己補剛パネル、特に航空機のランディングギアドア用の複合パネルに関するものである。

航空機のランディングドアパネルは、多数の開閉動作を保証しつつ軽量であること、抵抗をほとんど発生しないこと、かつ、熱、振動、空力上の大きな応力に耐えられることが求められるパネルである。

従来、ランディングギアドアの組み立てには、金具が直接固定された金属パネルが使用されている。複合パネルを使用する実施例は存在するが、金具の固定法は依然として複雑である。

従来の金属製パネルを複合材料のサンドイッチパネルに置き換える際の難しさは、これらのパネルが衝撃に対しより敏感であり、排水する手段がないため水が充満するリスクがあることである。したがって、一方ではパネルを補強することが必要であるが、そうするとパネルの重量収支があまり好ましくなくなり、他方、パネルを防水化することも必要であるが、これは複雑な作業である。

金具の固定に関し、本出願人名義の特許文献１は、追加スティフナーとパネル上に固定された金具とを含むパネルの作製に関するものである。しかしながら、ジェットエンジンのファンのカウルの作製にはきわめて好適な多数回折り曲げ複合材料を使用するこの実施例であるが、比較的重量が大きいため、より安価でより軽量な実施方法が求められている。
ＷＯ９９／２６８４１Ａ１

本発明は、良好な経時的強度をもたらし、従来の金属による方法よりも軽量であって中間スティフナーを必要とすることなく金具を直接パネル上に固定することができ、水が充満するリスクがない材料であってさらに排水を容易に行うことができる複合ドアパネルの作製を可能にすることを目的とする。

これを実現するために、本発明は、パネルの下面を形成し、且つパネルの外壁を形成する第１スキンと、パネルの内壁の一部を形成する第２スキンとを含む複合パネルにおいて、第１スキンへの固定用フランジエッジと、パネルの上面を形成する面と、前記エッジと前記上面との間の結合ウォールとを具備する少なくとも１つの中空形状スティフナーを形成する内部補強フレームを構成するよう、第２スキンが中空状に形成されることを特徴とする複合パネルに関する。

有利には、内部補強フレームは、パネルの外周に分布する複数の中空形状スティフナーを構成する。

より詳細には、フレームは、ボックスビームの部分によって画定された切り抜き部を含む。本発明によれば、特に第２スキンのスタンピングによりフレームが作製され、スキン自体も、熱可塑性マトリックス複合材料により作製することができる。

本発明のその他の特徴および長所は、添付の図面を参照して行う本発明についての非限定的例についての以下の詳細な説明を読むことにより、よりよく理解されよう。

図１および図２に示す複合パネルは航空機のランディングギアのドアパネルである。

本発明によれば、パネルは、図１において下面１を構成する、パネルの外壁を形成する第１スキンと、パネルの内壁の一部を形成する第２スキンとを含む。

パネルから高い剛性を得て、構造上の追加的補剛要素が全く必要でないようにするために、第２スキンは中空形状で形成され、第１スキンとともに、パネルの内側部分、特にパネルの周囲に設置されるボックスビーム３を形成する、オメガ形状または他の形状の中空状の内部補強フレーム２が構成される。

特に図２に示す例によれば、内部補強フレーム２は、このフレーム２を構成するスティフナーの構成要素により画定された切り抜き部８を含む。

スティフナー構成要素はサイド結合ウォールおよび上面を含み、パネルの空力抵抗を減らすために、中空断面形状、たとえばオメガ形状を具備するか、たとえば、切り抜き部側でなだらかに傾斜したサイド結合ウォール６ａ、６ｂ、６ｃ、６ｄ、６ｅを含む。

こうして内部補強フレーム２は、パネルの周囲に分布した複数の中空形状スティフナーを形成し、ボックスビームの部分により画定された切り抜き部８を含む。

図４は、第２スキンの切り抜き部のうちの１つのほぼ中心を通る軸での図３のパネルの断面図であり、第２スキンの切り抜き部を囲む中空ビーム形状に成形されたスティフナーのビームの２つの断面を表し、第２スキンは第１スキンに固設されている。

このようにフレーム２は軽量化されたパネルのスティフナーを形成し、特に図３およびパネルの側面図である図７に示すような胴体への結合要素を構成する結合金具要素９、１０、１１にパネルの応力を伝達し分散させるよう設計され、その結果、胴体へのパネルの固定が確保され、本発明による少なくとも２つの同一のパネルによって構成されるランディングギアドアの開閉ができるようパネルの回転が可能になっている。

パネルを構成するスキンは、たとえば熱可塑性マトリックス複合材料で作製され、フレーム２は第２スキンをスタンピングすることにより作製され、その結果、２つの切り抜き部８を囲む切り抜き断面のビームを有するスティフナーとなる形状が第２スキンに付与される。

パネルを作製するにあたり、第２スキンは第１スキンに接着され、そのために、上面図である図３に示すパネルの断面図である図５ａに特に詳細に示すフランジエッジ４ａ、４ｂで構成される固定フランジエッジを具備する。

フランジエッジ４ａ、４ｂにより第２スキンを第１スキンに接着することができる。フランジエッジは切り抜き部８に沿って、かつ第２スキンで構成されるパネルの内壁の外部形状に沿って延びる。

内壁はさらに、上面５と、フランジエッジ４ａ、４ｂと場合によっては切り抜かれた前記上面５との間の結合ウォール６、６ａ、６ｂ、６ｃ、６ｄ、６ｅ、７とを含む。

例によるパネルの断面は特に図５ａの詳細Ｋに示してある。この詳細に関しては、上面５および結合ウォール６の一部がスティフナーの形状を補強する厚肉部分を含む特定の実施形態が示してある。

構成上、有利には第１および第２スキンは接着によりユニット化されるが、フランジエッジ４ａ、４ｂ上に配置された固定手段により固設することもでき、パネルは、水が溜まるのを防止するための排水手段を含むことができる一体型構造の自己補剛パネルを構成する。

上で示したように、パネルは胴体への結合金具要素９、１０、１１を含む。これらの結合金具要素は、それらをパネルに結合するための内部対金具１２および外部金具１３で作製された結合金具を備える。

本発明、ならびにパネルの固定具のうちの２つについての図５ｂおよび図５ｃに示す詳細によれば、内部対金具１２は、第１側面分岐部１２ａが第１スキンの内面に支承され、中央分岐部１２ｂがスティフナーのウォールに支承され、第２側面分岐部１２ｃが、パネルの内面を形成するボックスの上面の内壁に支承される、Ｕ字形の全体形状を含む。

この内部対金具１２は、第２スキンが第１スキンに組み付けられる前に、第２スキンで構成される上面の内部に固定される。

外部金具１３は、第１スキンの内面と１つの結合ウォール６の外面とで構成されたパネルの内部リム１ａに押圧される。

対金具および外部金具は、たとえばリベット締めまたはボルト締め１４により、第２スキンの結合ウォールを通してアセンブリとして固定される。

こうして、パネルの固定手段を支持する金具は自己補剛パネルの２つのパネルに直接固設され、第１および第２スキンに載架する金具および対金具による構成により、応力はこれら２つのスキンおよび自己補剛パネル全体に分散される。

有利な実施形態によれば、図６に示す補強インサート１５を形成する金具は、外部金具の固定ゾーン内のパネルを補剛するために、胴体との結合金具要素９、１０、１１の受け入れゾーンに対向するフレームのビーム内に配置される。

パネルに空力形状を付与するために、少なくとも１つの結合ウォール６ａ、６ｂ、６ｃ、６ｄ、６ｅ、特に、結合金具要素９、１０、１１の軸に対しほぼ直角な方向に向いたウォールのうちの少なくとも１つは、空力的形状を構成するよう、外側スキンと上面との間に漸進的移行傾斜表面を構成する。

同様に、図７の例に示すような結合金具要素とは反対側に向かってパネルの断面積を減少させることができる。

本発明によるパネルは軽量でありながら剛性が高く、かつその空力特性のため騒音や抵抗をほとんど発生しない。さらに、好ましくはパネル上に加工した穴１６、１７によりパネルからの排水も容易に行うことができる。

本発明は図示例に限定されるものではなく、特に、ただ１つの切り抜き部または２つ以上の切り抜き部を含むパネルも本発明の範囲内である。

本発明によるパネルの上面斜視略図である。 図１のパネルの下面斜視略図である。 図１のパネルの上面図である。 図３のパネルの軸Ｊ-Ｊの断面図である。 図３のパネルの部分的断面による詳細図である。 図３のパネルの部分的断面による詳細図である。 図３のパネルの部分的断面による詳細図である。 本発明による補強金具の側面図である。 図３のパネルの側面図である。

１ 下面
１a 内部リム
２ 内部補強フレーム
３ ボックスビーム
４ａ、４ｂ フランジエッジ
５ 上面
６ 結合ウォール
６ａ〜６ｅ （サイド）結合ウォール
７ 結合ウォール
８ 切り抜き部
９、１０、１１ 結合金具要素
１２ 内部対金具
１２ａ 第１側面分岐部
１２ｂ 中央分岐部
１２ｃ 第２側面分岐部
１３ 外部金具
１４ ボルト締め
１５ 補強インサート
１６、1７ 穴

Claims (8)

1. パネルの下面（１）を形成し、且つ前記パネルの外壁を形成する第１スキンと、前記パネルの内壁の一部を形成する第２スキンとを含む、航空機のドアパネル用の複合パネルにおいて、
   第１スキンへの固定用フランジエッジ（４ａ、４ｂ）と、前記パネルの上面（５）を形成する面と、前記フランジエッジ（４ａ、４ｂ）と前記上面（５）との間の結合ウォール（６、６ａ、６ｂ、６ｃ、６ｄ、６ｅ、７）とを具備する少なくとも１つの中空形状スティフナー（３）を形成する内部補強フレーム（２）を構成するよう、第２スキンが中空状に形成され、
   内部補強フレームが、パネルの外周に分布する複数の中空形状スティフナーを構成し、且つ第１スキンと共に一体型自己補剛パネルを構成し、
   前記パネルが、前記中空形状スティフナーの内部に配置される内部対金具（１２）と前記中空形状スティフナーの外部に配置される外部金具（１３）とで作製された結合金具を有する結合金具要素（９、１０、１１）を含み、
   第１側面分岐部（１２ａ）が第１スキンの内面に支承され、中央分岐部（１２ｂ）が前記中空形状スティフナーの前記結合ウォールに支承され、第２側面分岐部（１２ｃ）が第２スキンの内壁に支承される、Ｕ字形の全体形状を前記内部対金具（１２）が含むことを特徴とする複合パネル。
2. フレーム（２）が、ボックスビームの部分によって画定された切り抜き部（８）を含むことを特徴とする請求項１に記載の複合パネル。
3. フレーム（２）が第２スキンのスタンピングにより作製されることを特徴とする請求項１または２に記載の複合パネル。
4. スキンが熱可塑性マトリックス複合材料により作製されることを特徴とする請求項１から３のいずれか１項に記載の複合パネル。
5. 外部金具（１３）が、第１スキンの内面と１つの結合ウォール（６）の外面とで構成されたパネルの内部リム（１ａ）に押圧されることを特徴とする請求項１に記載の複合パネル。
6. 対金具および外部金具が結合ウォールを通してボルト締め（１４）として固定されることを特徴とする請求項１または５に記載の複合パネル。
7. 結合金具要素（９、１０、１１）の受け入れゾーンに対向するフレームのビーム内に配置される補強インサート（１５）を構成するよう、複数の金具同士が結合されることを特徴とする請求項１、５、６に記載の複合パネル。
8. 前記ドアパネルはランディングギアドアのパネルであって、開口時に前記ドアパネルが空力的形状を構成するよう、結合金具要素（９、１０、１１）の軸に対しほぼ直角な方向に向けられた少なくとも１つの結合ウォール（６ａ、６ｂ、６ｃ、６ｄ、６ｅ）が、外側スキンと上面との間に漸進的移行傾斜表面を構成することを特徴とする請求項１から７のいずれか１項に記載の複合パネル。