JP2015227154A

JP2015227154A - 主翼ボックスを作製する方法

Info

Publication number: JP2015227154A
Application number: JP2014249283A
Authority: JP
Inventors: バタラ，フランク; Batalla Franck; ソウラ，デニス; Soula Denis; ラホズジャヴィエマクエダ; Maqueda Lahoz Javier
Original assignee: Airbus Operations SAS
Current assignee: Airbus Operations SAS
Priority date: 2013-12-20
Filing date: 2014-12-09
Publication date: 2015-12-17
Also published as: CA2874920A1; FR3015426B1; FR3015426A1; US20150175252A1; CN104724278A

Abstract

【課題】組付けられる部品数を低減することで費用や作製時間を抑えられ、且つタンクとする場合に漏えいリスクを減らせる翼ボックス作製法を提案する。
【解決手段】上パネル３２、下パネル３４、前縦通材３６、後縦通材３８及び４角部４０乃至４６で主翼ボックスを構成し、縦通材を、パネルを縦通材に接続する角部に相当する約９０度の折曲線に沿って折曲される単一の平坦な金属壁で構成する。
【選択図】図４

Description

本発明は、主翼ボックスを作製する方法に関する。

図１に示されるように、飛行機の構造は、２つのサブアセンブリ、一方は、胴体１０、もう一方は、主翼ボックスと呼ばれるボックス構造体１４を介して接続される翼１２を含む。

図２に示されるように、主翼ボックス１４は、一方に２枚のパネル、上パネル１６及び下パネル１８、もう一方に、２つの縦通材、前縦通材２０及び後縦通材２２を含む。図３に示されるように、各パネル又は縦通材は、スキン２４を含み、該スキン２４は、スキン面の少なくとも片面に固定されるスティフナ２６で補強される。一般に、スティフナ２６は、スキンの内面に設けられる。

本明細書の以下では、内側表面又は内面は、主翼ボックスの内側に向いた表面又は面に相当する。逆に、外側表面又は外面は、主翼ボックスの外側に向いた表面又は面に相当する。

一変形形態によると、主翼ボックスは、アルミニウム合金製の金属要素から作製される。

この変形形態によると、上下パネル１６、１８の又は前縦通材２０のスキン及びスティフナは、別個になっており、ボルトによって組付けられる。一作製方法によると、スティフナ２６は、押出成形された後、パネルにボルトで締着される。

また、後縦通材２２は、単一部品でスキンとスティフナを得るために、アルミニウム合金製の厚板を機械加工して得られる。

この変形形態によると、上下パネル及び前後縦通材は、別々に作製され、その後、図２及び図３で示されるように、上パネル１６と前縦通材２０との間を第１アングル材２８．１を用いて、及び下パネル１８と前縦通材２０との間を第２アングル材２８．２を用いて、互いに接続される。

従って、このアセンブリは、後縦通材２２と上パネル１６との間、上パネル１６と第１アングル材２８．１との間、第１アングル材２８．１と前縦通材２０との間、前縦通材２０と第２アングル材２８．２との間、第２アングル材２８．２と下パネル１８との間、下パネル１８と後縦通材２２との間にある６カ所の接合部２９（図３で示された）を含む。

各接合部２９では、組付けられる２要素を位置決めする段階、例えばピン止めによる前組付け段階、穴開け／中ぐり段階、切屑を掃除する段階、及び複数の留め具列をリベット止めする段階が、スティフナをパネルに取着するのに必要な組付けに加えて、必要になる。

組付けられる部品数を考えると、この変形形態では、かなりの費用や作製時間が生じる。

別の態様によると、主翼ボックスが容器として使用される場合、接合部２９は密封されなければならない。その上、接合部が多いほど、漏出するリスクが高くなる。

従って、本発明は、従来技術の欠点を改善することを目的とする。

そのために、本発明は、上パネル、下パネル、前縦通材、後縦通材及び４角部を含む主翼ボックスを作製する方法であり、上記上下パネル及び上記前後縦通材は、閉周囲を形成するように配置される方法であって、少なくとも１枚のパネル及び少なくとも１つの縦通材は、上記パネルを上記縦通材に接続する角部に相当する、約９０度の折曲線に沿って折曲される単一の平坦な金属壁から得られることを特徴する方法に関する。

この解決方法では、パネルと縦通材との間でボルト又はリベット締着される接合部を排除することによって、時間や費用を低減できる。また、この解決方法では、従来技術によるパネルと縦通材を接続するボルト、リベット及びアングル材を排除することによって、搭載質量を軽減できる。最終的に、壁がパネルと縦通材との間で連続しているため、漏出のリスクも排除可能になる。

第１変形形態によると、上下パネル及び前後縦通材は、約９０度の複数の折曲線に沿って折曲される単一の平坦な金属壁から得られ、該壁は、互いに平行で、閉周囲を得るように接合部によって接続される２つの縁部を含む。

有利には、この変形形態によると、壁は、主翼ボックスの各角部を形成する、約９０度の４折曲線に沿って折曲され、接合部は、上記角部から離隔している。

接合部は、好適には、前縦通材に配置される。

一実施形態によると、接合部は、主翼ボックスの上前角部から、及び後前角部から等距離にある。

別の変形形態によると、上下パネル及び前縦通材は、約９０度の２折曲線に沿って折曲される単一の平坦な金属壁から得られ、上記壁は、２つの互いに平行な縁部を含み、第１縁部は、接合部によって後縦通材の上縁部に接続され、第２縁部は、接合部によって後縦通材の下縁部に接続される。

有利には、この変形形態によると、後縦通材は、単一部品でスキン及びスティフナを得るようにプレートを機械加工することによって、作製される。

好適には、接合部（複数可）は、摩擦溶接によって得られる。

一好適実施形態によると、プレートは、折曲される前に、補強される。

また、本発明は、上述した方法から得られた主翼ボックスにも関する。

他の特徴及び利点については、添付図を参照して、以下の単に例示を目的とする本発明に関する記述から明確になるであろう。

飛行機の中心部分を示す斜視図である。従来技術による主翼ボックスの斜視図である。従来技術による主翼ボックスの概略断面図である。本発明の第１変形形態を示す主翼ボックスの断面図である。本発明の第２変形形態を示す主翼ボックスの断面図である。本発明の第３変形形態を示す主翼ボックスの断面図である。本発明の第１変形形態に関する様々なステップを示す断面図である。本発明の第１変形形態に関する様々なステップを示す断面図である。本発明の第１変形形態に関する様々なステップを示す断面図である。本発明の第１変形形態に関する様々なステップを示す断面図である。本発明の別の変形形態に関するステップの断面図である。本発明の別の変形形態に関するステップの断面図である。曲げ機の略図である。

本明細書の以下では、縦軸は、飛行機の先端からテールコーンまで延伸する軸に相当する。横断面は、縦軸に垂直な面に相当する。横断方向及び水平方向は、縦方向に垂直で、飛行機が地上に存在する際には、地面と平行になる。

縦断面及び垂直面は、縦方向を含み、飛行機が地上に存在する際には、垂直方向と平行な面に相当する。

要素は、後部要素と言われる別の要素より、飛行機の先端近くに存在する場合、前部要素と言われる。

要素は、下部要素と言われる別の要素より、地面から離れて存在する場合、上部要素と言われる。

図４乃至図６では、上パネル３２、下パネル３４、前縦通材３６、及び後縦通材３８を含む主翼ボックス３０を示している。縦通材３６及び３８は、略平面で、凡そ離隔した横断面に配置される。パネル３２及び３４は、一般に平面ではなく、若干凸状になっている。

上下パネル３２、３４及び前後縦通材３６、３８は、縦断面及び垂直面で、閉周囲を形成するように配置される。

主翼ボックスは、上パネル３２と前縦通材３６との間の接続領域に相当する上前角部４０、上パネル３２と後縦通材３８との間の接続領域に相当する上後角部４２、下パネル３４と前縦通材３６との間の接続領域に相当する下前角部４４、下パネル３４と後縦通材３８との間の接続領域に相当する下後角部４６を含む。角部４０乃至４６全ては、横断及び水平方向に平行とする。

パネル及び縦通材は其々、主翼ボックスの内部に向いた内面と、外部に向いた外面とを有するスキンを含む。

パネル及び縦通材は其々、横断方向及び水平方向に平行な、内面にあるスティフナ６２を含む。

本発明によると、パネル３２、３４及び縦通材３６、３８は、金属製とする。

有利には、パネル３２、３４と縦通材３６、３８は、アルミニウム合金製とする。特に、パネル３２、３４と縦通材３６、３８は、アルミニウムリチウム合金製とする。

本発明の一特徴によると、少なくとも１枚のパネルと１つの縦通材は、上記パネルを上記縦通材に接続する角部に相当する、約９０度の折曲線に沿って折曲される単一の平坦な金属壁から得られる。従って、上記壁は、上記パネルと上記縦通材のスキンを形成する。この解決方法では、パネルと縦通材との間のボルト締着される接合部を排除することで、組付けの時間や費用を低減できる。その上、従来技術によるパネルを縦通材に接続するボルト及びアングル材を排除することで、搭載質量を軽減できる。最後に、壁が、パネルと縦通材との間で連続しているため、漏出のリスクを排除できる。

図４、図５、図７Ｃ及び図７Ｄに示された第１及び第２変形形態によると、パネル３２、３４及び縦通材３６、３８は全て、角部４０乃至４６に相当する、約９０度の複数の折曲線に沿って折曲される単一の平坦な金属壁４８から得られる。この壁４８は、パネルと縦通材のスキンを形成する。

壁４８は、略矩形であり、２つの互いに平行な縁部５０．１及び５０．２を含む。主翼ボックスが作製された後、縁部５０．１及び５０．２は、横断方向及び水平方向と平行にされ、接合部５２で接続される。

好適には、壁４８は、其々が角部４０乃至４６に相当する約９０度の４折曲線に沿って折曲され、縁部５０．１と５０．２との間の接合部５２は、各角部４０乃至４６から離隔される。この構成によると、接合部５２は、実質的に剪断力又は引張力を受け、接合部５２は、ボックスの機械特性を向上させる傾向がある。

一実施形態によると、接合部５２は、前縦通材３６に配置される。接合部５２は、上前角部４０と下前角部４４とから等距離に存在させる。

第１組付け方法によると、接合部５２は、少なくとも１列のボルト又はリベットを含む。

有利には、接合部５２は、溶接、特に摩擦溶接によって得られる。この解決方法は、パネルと縦通材とを互いに組付けるのにボルトもリベットも必要としないため、搭載質量を軽減させるのに役立つ。

図６及び図９に示された第３変形形態によると、上下パネル３２及び３４と前縦通材３６は、上前角部４０及び下前角部４４に相当する約９０度の２折曲線に沿って折曲される単一の金属壁５４から得られる。この壁５４は、上下パネル３２及び３４と前縦通材３６のスキンを形成する。

後縦通材３８は、単一部品でスキンとスティフナを得るように、アルミニウム合金の厚板を加工することによって、従来技術と同じ方法で、作製される。

この変形形態によると、壁５４は、略矩形の周縁部を有し、２つの互いに平行な縁部５６．１及び５６．２を含む。第１縁部５６．１は、後縦通材３８の上縁部５８．１に接続され、第２縁部５６．２は、後縦通材３８の下縁部５８．２に接続される。

縁部５６．１及び５６．２は、接合部６０．１及び６０．２によって、後縦通材３８の上下縁部に接続される。

一組付け方法によると、接合部６０．１及び６０．２は、少なくとも１列のボルト又はリベットによって得られる。

一好適な組付け方法によると、接合部６０．１及び６０．２は、溶接、特に摩擦溶接によって得られる。

この第３変形形態は、後縦通材３８のスキンの厚さが、他のパネル３２、３４の厚さや、前縦通材３６の厚さと異なる場合、及び／又は後縦通材３８のスティフナの高さが、他のパネル３２、３４のスティフナの高さ及び前縦通材３６のスティフナの高さと異なる場合に、好ましい。

どの変形形態でも、壁４８又は５４は、大型の曲げ機を使用して折曲される。図１０で示されるように、この機械は、少なくとも２つの部品、折曲線の片側で、壁４８又は５４の第１部分を保持する第１固定部６４、及び折曲線と略一致する枢動軸周りに枢動し、折曲線のもう片側で壁４８又は５４の第２部分を動かす第２可動部６６を含む。固定異形材６８が、折曲線に提供されるが、該固定異形材６８は、主翼ボックスの所望する湾曲径と合致する湾曲径を有する。

有利には、折曲線は、相次いで作製される。

折曲ステップで得られた角部は、応力を伝達するのに適する湾曲径を有する。

有利には、壁４８及び５４は、折曲ステップ前に、補強される。

図４、図７Ａ及び図７Ｂで示された第１変形形態によると、パネルのスキン及びスティフナ、及び縦通材（複数可）のスキン及びスティフナは、一体的に作製される。

この場合、各壁４８及び５４は、図７Ａに示されたような厚板に相当し、該厚板では、折曲ステップ前に、図７Ｂで示されたように、スティフナが機械加工される。「厚い」は、プレートの厚さが、スキンの厚さと最も高いスティフナの高さを足したものと少なくとも等しいことを意味するものとして理解される。「高さ」は、パネルのスキン又は縦通材のスキンに垂直な方向におけるスティフナの寸法を意味するものとして理解される。

有利には、この変形形態によると、スティフナ及びスキンは、高速機械加工によって作製される。

この第１変形形態によると、上パネル３２及び下パネル３４の湾曲は、プレスによって得られる。

図５及び図８で示された第２変形形態によると、スティフナ６２は、ボルト又はリベットなどの取付要素を使用して、壁４８及び５４に取着されている。この場合、スキンの厚さは、パネルのスキンの厚さ、及び縦通材（複数可）のスキンの厚さと略等しい。一実施形態によると、スティフナは、押出成形される。

好適には、この第２変形形態によると、上下パネル３２、３４の湾曲は、スティフナ６２の設置前に、ロール成形によって得られる。

この第２変形形態によると、厚さに関する変化は、輪郭形成ステップ前の機械加工によって、行われる。

第１変形形態では、スティフナ６２を壁４８及び５４に取着する取着要素を省くことによって、第２変形形態に対して、搭載質量を軽減可能である。

１０胴体
１２翼
１４ボックス構造体
１６、３２上パネル
１８、３４下パネル
２０、３６前縦通材
２２、３８後縦通材
２４スキン
２６、６２スティフナ
２８．１、２８．２アングル材
２９、５２、６０．１、６０．２接合部
３０主翼ボックス
４０、４２、４４、４６角部
４８、５４壁
５０．１、５０．２、５６．１、５６．２、５８．１、５８．２縁部
６４第１固定部
６６第２可動部
６８固定異形材

Claims

上パネル（３２）、下パネル（３４）、前縦通材（３６）、後縦通材（３８）及び４角部（４０乃至４６）を含む主翼ボックスを作製する方法であり、前記上下パネル（３２、３４）及び前記前後縦通材（３６、３８）は、閉周囲を形成するように配置され、各上下パネル（３２、３４）及び各前後縦通材（３６、３８）は、スキン及びスティフナを含む前記方法であって、少なくとも１枚のパネル及び少なくとも１つの縦通材は、前記パネルを前記縦通材に接続する角部に相当する、約９０度の折曲線に沿って折曲される単一の平坦な金属壁から得られることを特徴とする方法。
上下パネル（３２、３４）及び前後縦通材（３６、３８）は、約９０度の複数の折曲線に沿って折曲される単一の平坦な金属壁（４８）から得られ、前記壁（４８）は、互いに平行で、閉周囲を得るように接合部（５２）によって接続される２つの縁部（５０．１、５０．２）を含むことを特徴とする、請求項１に記載の主翼ボックスを作製する方法。
壁（４８）は、主翼ボックスの各角部（４０乃至４６）を形成する、約９０度の４折曲線に沿って折曲されること、及び接合部（５２）は、前記角部（４０、４６）から離隔されることを特徴とする、請求項２に記載の主翼ボックスを作製する方法。
接合部（５２）は、前縦通材（３６）に配置されることを特徴とする、請求項３に記載の主翼ボックスを作製する方法。
接合部（５２）は、主翼ボックスの上前角部（４０）から、及び下前角部（４６）から等距離にあることを特徴とする、請求項４に記載の主翼ボックスを作製する方法。
上下パネル（３２、３４）及び前縦通材（３６）は、約９０度の２折曲線に沿って折曲される単一の平坦な金属壁（５４）から得られ、前記壁（５４）は、２つの互いに平行な縁部（５６．１、５６．２）を含み、第１縁部（５６．１）は、接合部（６０．１）によって後縦通材（３８）の上縁部（５８．１）に接続され、第２縁部（５６．２）は、接合部（６０．２）によって後縦通材（３８）の下縁部（５８．２）に接続されることを特徴とする、請求項１に記載の主翼ボックスを作製する方法。
後縦通材（３８）は、単一部品でスキン及びスティフナを得るために、プレートを機械加工して、作製されることを特徴とする、請求項６に記載の主翼ボックスを作製する方法。
接合部（複数可）（５２、６０．１、６０）は、摩擦溶接によって得られることを特徴とする、請求項２乃至７の何れか一項に記載の主翼ボックスを作製する方法。
プレート（４８、５４）は、折曲される前に、補強されることを特徴とする、請求項１乃至８の何れか一項に記載の主翼ボックスを作製する方法。
主翼ボックスは、上パネル（３２）、下パネル（３４）、前縦通材（３６）、後縦通材（３８）及び４角部（４０乃至４６）を含み、前記上下パネル（３２、３４）及び前記前後縦通材（３６、３８）は、閉周囲を形成するように配置され、各上下パネル（３２、３４）及び各前後縦通材（３６、３８）は、スキン及びスティフナを含む、請求項１乃至９の何れか一項に記載の方法から得られる主翼ボックスであって、該主翼ボックスは、少なくとも１枚のパネル及び少なくとも１つの縦通材を形成する、約９０度の折曲線に沿って折曲される金属壁を含み、前記折曲線は、前記パネルを前記縦通材に接続する角部に相当することを特徴する主翼ボックス。