JP2014104975A - マルチボックス翼スパーおよび外板 - Google Patents
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Abstract
【解決手段】複合材料の1つまたは複数の層を複数の翼マンドレル500上に付着することにより航空機翼を構成することができる。翼マンドレルは、共に配置されると翼の形状を形成する。複合材料層が個々のマンドレルに付着された後、マンドレル同士は接している。その後、マンドレルは、複数の翼マンドレルに付けられた翼表面ツーリング506〜512を使用して圧縮される。複合材料はその後硬化される。硬化後、翼表面ツーリングおよびマンドレルは除去され、マルチボックス翼スパーおよび外板を有する翼が得られる。
【選択図】図7
Description
1.航空機翼を製造する方法であって、
複数のフィラメント巻バイアスプライおよび単一プライを複数の分離した翼マンドレルの各々に付着することと、
前記複数の分離した翼マンドレルを当接させて、マルチボックス翼スパーレイアップを作り出すことと、
複数の翼表面ツーリングを前記マルチボックス翼スパーレイアップに当接させることと、
前記複数の翼表面ツーリングを圧縮して、前記マルチボックス翼スパーレイアップに圧力をかけることと、
前記マルチボックス翼スパーレイアップを硬化して、複数のマルチボックス翼スパーを有する前記航空機翼を形成することと
を含む、方法。
2.前記マルチボックス翼スパーレイアップを硬化することが、前記マルチボックス翼スパーレイアップに熱を加えることをさらに含む、条項1に記載の方法。
3.前記マルチボックス翼スパーレイアップを硬化することの後で、前記複数の分離した翼マンドレルの各々を除去することをさらに含む、条項1に記載の方法。
4.前記複数のフィラメント巻バイアスプライおよび単一プライを付着することは、巻バイアスプライまたは単一プライの十分な層を付加して、所望の翼厚または構造剛性を達成することを含む、条項1に記載の方法。
5.前記複数のフィラメント巻バイアスプライおよび単一プライを付着することの後で、硬化性上翼外板と硬化性下翼外板とをレイアップすることをさらに含み、前記マルチボックス翼スパーレイアップを硬化することが、前記マルチボックス翼スパーレイアップと前記上翼外板と前記下翼外板とを共硬化する、条項1に記載の方法。
6.前記マルチボックス翼スパーレイアップを硬化することの後で、複数のリブ部分を設置することをさらに含む、条項1に記載の方法。
7.前記マルチボックス翼スパーレイアップを硬化することの後で、前翼縁または後翼縁を設置することをさらに含む、条項1に記載の方法。
8.前記複数のフィラメント巻バイアスプライおよび単一プライを付着することの後で、硬化性前翼縁および硬化性後翼縁をレイアップすることをさらに含み、前記マルチボックス翼スパーレイアップを硬化することが、前記マルチボックス翼スパーレイアップと前記前翼縁と前記後翼縁とを共硬化する、条項1に記載の方法。
9.前記複数の翼表面ツーリングを圧縮することは、前記複数のフィラメント巻バイアスプライおよび単一プライに張力をかけて、前記プライ内の複数の繊維の皺を最小限にすることをさらに含む、条項1に記載の方法。
10. 航空機胴体の少なくとも1つのビームに取り付けられている複数のマルチボックス翼スパーと、
上翼面と、
下翼面と、
複数の翼部分と
を含み、
前記複数のマルチボックス翼スパー、前記上翼面、および前記下翼面は、実質的に連続した繊維を含む複合材料層である、
翼。
11.前記翼は、前記複数のマルチボックス翼スパーの内部に配置されている複数のリブをさらに含む、条項10に記載の翼。
12.前記翼は、前記複数のマルチボックス翼スパーと前記上翼面と前記下翼面と共硬化された複合材料層を含む前翼縁と後翼縁とをさらに含む、条項10に記載の翼。
13.前記マルチボックス翼スパーの少なくとも1つが楕円形開口部を含む、条項10に記載の翼。
14.前記楕円形開口部の外面が前記航空機胴体の内面に近接している、条項13に記載の翼。
15.前記楕円形開口部の焦点が前記航空機胴体と前記翼との間に角度変位をもたらし、前記角度変位は直線翼の外形または後退翼の外形をもたらす、条項13に記載の翼。
16.前記複数のマルチボックス翼スパーの少なくとも1つが、第2の翼の複数のマルチボックス翼スパーの少なくとも1つに取り付けられている、条項10に記載の翼。
17.前記複数のマルチボックス翼スパーと共硬化された翼外板をさらに含む、条項10に記載の翼。
18.実質的に連続した繊維を含む前記複合材料層は、共硬化または共結合された複合材料層である、条項10に記載の翼。
19.航空機翼を形成するシステムであって、
前記航空機翼の上面層に従って成形された上面層、
前記航空機翼の下面層に従って成形された下面層、および
複数のマンドレルの1つまたは複数と当接している前面層および後面層であり、前記複数のマンドレルの前記上面層は前記航空機翼の上面に従って成形されており、前記複数のマンドレルの前記下面層は前記航空機翼の下面に従って成形されている、前面層および後面層
を含む、複数のマンドレルと、
前記航空機翼を形成している1つまたは複数の複合材料層上で張力を維持するテンションブロックと、
前記航空機翼を形成している前記1つまたは複数の複合材料層を機械的に硬化する圧縮装置であり、
前記複数のマンドレルの前記後面層に圧力をかける後方外板表面ツーリング、
前記複数のマンドレルの前記上面層に圧力をかける上方外板表面ツーリング、
前記複数のマンドレルの前記下面層に圧力をかける下方外板表面ツーリング、および
前記複数のマンドレルの前記前面層に圧力をかける前方外板表面ツーリング
を含む、圧縮装置と
を含む、システム。
20.前記航空機翼を形成している前記1つまたは複数の複合材料層を熱的に硬化する発熱体をさらに含む、条項19に記載のシステム。
102 上面層
104 下面層
106、108 テンションブロック
200 フィラメント巻バイアスプライ
300 (フィラメント巻)単一プライ層
400、502、502a〜d、800、802 複合材料マトリクス
500 マンドレル装置
500a〜d マンドレル
504 圧縮装置
506 前方外板表面ツーリング
508 下方外板表面ツーリング
510 後方外板表面ツーリング
512 上方外板表面ツーリング
514 発熱体
600a〜e スパー
700 リブ
804 胴体部分
806 翼スパー
808 楕円形開口部
810 円周方向ストリンガ
812 クラウンビーム部分
814 前翼縁
816 後翼縁
818 上面層
820 下面層
Claims (15)
- 航空機翼を製造する方法であって、
複数のフィラメント巻バイアスプライ(200)および単一プライ(300)を複数の分離した翼マンドレル(100)の各々に付着することと、
前記複数の分離した翼マンドレル(100)を当接させて、マルチボックス翼スパーレイアップを作り出すことと、
複数の翼表面ツーリングを前記マルチボックス翼スパーレイアップに当接させることと、
前記複数の翼表面ツーリングを圧縮して、前記マルチボックス翼スパーレイアップに圧力をかけることと、
前記マルチボックス翼スパーレイアップを硬化して、複数のマルチボックス翼スパーを有する前記航空機翼を形成することと
を含む方法。 - 前記マルチボックス翼スパーレイアップを硬化することが、前記マルチボックス翼スパーレイアップに熱を加えることをさらに含む、請求項1に記載の方法。
- 前記マルチボックス翼スパーレイアップを硬化することの後で、前記複数の分離した翼マンドレル(100)の各々を除去することをさらに含む、請求項1または2に記載の方法。
- 前記複数のフィラメント巻バイアスプライ(200)および単一プライ(300)を付着することは、巻バイアスプライ(200)または単一プライ(300)の十分な層を付加して、所望の翼厚または構造剛性を達成することを含む、請求項1ないし3のいずれか一項に記載の方法。
- 前記複数のフィラメント巻バイアスプライ(200)および単一プライ(300)を付着することの後で、硬化性上翼外板および硬化性下翼外板をレイアップすることであって、前記マルチボックス翼スパーレイアップを硬化することにより、前記マルチボックス翼スパーレイアップと前記上翼外板および前記下翼外板とが共硬化されることと、
前記マルチボックス翼スパーレイアップを硬化することの後で、複数のリブ部分(700)を設置することと
をさらに含む、請求項1ないし4のいずれか一項に記載の方法。 - 前記マルチボックス翼スパーレイアップを硬化することの後で、前翼縁(814)または後翼縁(816)を設置することをさらに含む、請求項1ないし5のいずれか一項に記載の方法。
- 前記複数のフィラメント巻バイアスプライ(200)および単一プライ(300)を付着することの後で、硬化性前翼縁(814)および硬化性後翼縁(816)をレイアップすることであって、前記マルチボックス翼スパーレイアップを硬化することにより、前記マルチボックス翼スパーレイアップと前記前翼縁(814)および前記後翼縁(816)とが共硬化されることをさらに含む、請求項1ないし6のいずれか一項に記載の方法。
- 前記複数の翼表面ツーリングを圧縮することは、前記複数のフィラメント巻バイアスプライ(200)および単一プライ(300)に張力をかけて、前記プライ内の複数の繊維の皺を最小限にすることをさらに含む、請求項1ないし7のいずれか一項に記載の方法。
- 航空機胴体の少なくとも1つのビーム(例えば、812)に取り付けられた複数のマルチボックス翼スパー(600)と、
上翼面と、
下翼面と、
複数の翼部分と
を備え、
前記複数のマルチボックス翼スパー、前記上翼面、および前記下翼面は、実質的に連続した繊維を含む複合材料層である、
翼。 - 前記複数のマルチボックス翼スパーの内部に配置された複数のリブ(700)をさらに備える、請求項9に記載の翼。
- 前記複数のマルチボックス翼スパー(600)、前記上翼面、および前記下翼面と共硬化された複合材料層を含む前翼縁(814)および後翼縁(816)をさらに備える、請求項9または10に記載の翼。
- 前記マルチボックス翼スパー(600)の少なくとも1つが楕円形開口部(808)を含み、前記楕円形開口部(808)の外面が前記航空機胴体の内面に近接しており、前記楕円形開口部(808)の焦点が前記航空機胴体と前記翼との間に角度変位をもたらし、前記角度変位は直線翼の外形または後退翼の外形をもたらす、請求項9ないし11のいずれか一項に記載の翼。
- 前記複数のマルチボックス翼スパー(600)の少なくとも1つが、第2の翼の複数のマルチボックス翼スパー(600)の少なくとも1つに取り付けられている、請求項9ないし12のいずれか一項に記載の翼。
- 前記複数のマルチボックス翼スパー(600)と共硬化された翼外板をさらに備える、請求項9ないし13のいずれか一項に記載の翼。
- 実質的に連続した繊維を含む前記複合材料層は、共硬化または共結合された複合材料層である、請求項9ないし14のいずれか一項に記載の翼。
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