JP2021075040A - 中実積層補強パネルのためのプライの積み重ね - Google Patents

Abstract

【課題】航空機の胴体、翼、テール、尾部等は、支持枠に接続される中実積層ストリンガのような複合材パネルにおいて、使用時にかかる応力と歪みから生じる損傷に対して耐性のある複合材パネルを提供する。【解決手段】複合材パネル１００は、複数のセグメント１０４、１０６、１０８、１１０を含み、各セグメントは、炭素繊維プライなどの複数の補強プライを含む。各補強プライ内の平行化された繊維帯（例えば、炭素繊維）は、単一の方向に配向される。単一の方向は、例えば、０度、４５度、９０度、及び−４５度であり得る。各セグメントは、補強プライの積層体を含み得、各補強プライの平行化された繊維帯は、これらの方向のうちの１つの方向に配向される。【選択図】図１

Description

本教示は、概して、航空機又はその他の製品を製造するために使用される複合材パネルのような構造部品に関し、より具体的には、複合構造部品アセンブリ、及び複合構造部品アセンブリを形成するための方法に関する。

航空機の胴体、翼、テール、尾部等は、支持枠に接続される中実積層ストリンガのような複合材パネルを使用して製造することができる。複合材パネルは、外板及び内装を含み得る。内側積層板は、少なくとも部分的にストリンガを形成する。外板及び内側積層板は、それぞれ、プリプレグと呼ばれる、熱可塑性樹脂接着剤又は熱可塑性樹脂マトリックスによって接合された複数の炭素繊維層又はプライから形成され得る。複合材パネルの外板は、露出しており、使用時に航空機の外側表面を設ける。複合材パネルは、例えば、使用時の複合材パネルにかかる空力荷重及び温度変化の結果生じる応力と歪みによる損傷に対して耐性を備えなければならない。このような応力と歪みは、使用時に複合材パネルの屈曲、折り曲げ、ねじれ、膨張、収縮等を引き起こすことがあり、時間が経過すると、炭素繊維プライの層間剥離又はその他の損傷が生じる結果となり得る。

当該技術分野では、使用時にかかる応力と歪みから生じる損傷に対してより耐性のある複合材パネルが追加されることが歓迎されるであろう。

以下では、本教示の１つ又は複数の実装形態の幾つかの態様の基本的な理解をもたらすために簡略化された概要が提示される。本概要は、広範な概説ではなく、本教示の主要な又は重要な要素を特定したり、本開示の範囲を定めたりすることを意図するものでもない。むしろ、その主要な目的は、後に提示する詳細な説明の前置きとして、１つ又は複数の概念を簡略的に提示するためのものに過ぎない。

一実装形態では、複合材パネルは、複合材パネルセグメントを含む。複合材パネルセグメントは、当該セグメントの長さ及び幅に沿って配置された複数の炭素繊維プライを含み得る。複合材パネルセグメントの長さは、長手方向軸を有する。複数の炭素繊維プライは、複合材パネルセグメントの厚さの少なくとも一部を供する炭素繊維積層体となるよう積層され、少なくとも８つの炭素繊維プライを含む。炭素繊維積層体の各炭素繊維プライは、剛性を有し、各炭素繊維プライの剛性は、各炭素繊維プライ内の炭素繊維の長手方向軸に対する配向によって決定される。炭素繊維積層体の複数の炭素繊維プライは、長手方向軸に対する複数の種々の配向を有し、それにより、炭素繊維積層体の複数の炭素繊維プライは、複数の種々の剛性を含み得る。炭素繊維積層体の複数の炭素繊維プライの種々の配向は、炭素繊維積層体の中間点の周りで、複合材パネルセグメントの厚さにわたって自己対称的又は概ね自己対称的であり、中間点は、長手方向軸に対して平行であり、種々の配向は、概ね自己対称的であるとき、２つ以下の炭素繊維プライにおいて自己対称的であることから変化する。

任意選択的に、複合材パネルセグメントの長手方向軸は、０度で配向されてもよく、複数の炭素繊維プライの種々の配向は、複合材パネルセグメントの長手方向軸に対する０度、４５度、９０度、及び−４５度を含む。炭素繊維積層体の複数の炭素繊維プライの種々の配向は、複合材パネルセグメントの厚さにわたって自己対称的であり得る。さらに、複合材パネルセグメントは、ベースセグメントと上部セグメントとの間に位置付けされた中間セグメントであり得、複数の炭素繊維プライの４６％から５８％は、０度で配向され得る。中間セグメントは、平方インチ当たり約１１．４メガポンド（msi:megapounds per square inch）から約１３．４ｍｓｉの軸弾性率を有し得る。さらに、中間セグメントは、約０．３８から約０．５０のポアソン比を有し得る。

一実装形態では、炭素繊維積層体の複数の炭素繊維プライは、複数の反復可能にグループ化された炭素繊維プライを含み得、炭素繊維プライのそれぞれの反復可能なグループは、２回、４回、又は６回反復される。炭素繊維積層体の複数の炭素繊維プライの種々の配向は、複合材パネルセグメントの厚さにわたって概ね自己対称的であり得る。炭素繊維積層体は、少なくとも１６個の炭素繊維プライを含み得る。

一実装形態では、複合材パネルセグメントは、中間セグメントであり得、炭素繊維積層体は、中間セグメント炭素繊維積層体であり得、複合材パネルは、ベースセグメント及び上部セグメントをさらに含み得、中間セグメントは、ベースセグメントと上部セグメントとの間に位置付けされる。この実装形態では、ベースセグメントは、ベースセグメントの長さ及び幅に沿って配置された複数の炭素繊維プライを含み得、ベースセグメントの長さは、長手方向軸に対して平行であり、ベースセグメントの複数の炭素繊維プライは、ベースセグメントの厚さの少なくとも一部を供するベースセグメント炭素繊維積層体となるよう積層され、ベースセグメント炭素繊維積層体は、少なくとも１０個の炭素繊維プライを含み得る。さらに、ベースセグメント炭素繊維積層体の複数の炭素繊維プライは、長手方向軸に対する複数の種々の配向を有し得、それにより、ベースセグメント炭素繊維積層体の複数の炭素繊維プライは、複数の種々の剛性を含み得、ベースセグメント炭素繊維積層体の複数の炭素繊維プライの種々の配向は、ベースセグメント炭素繊維積層体の中間点の周りで、ベースセグメントの厚さにわたって自己対称的又は概ね自己対称的であり、ベースセグメントの中間点は、長手方向軸に対して平行であり、ベースセグメント炭素繊維積層体の複数の炭素繊維プライの種々の配向は、概ね自己対称的であるとき、２つ以下の炭素繊維プライにおいて自己対称的であることから変化する。任意選択的に、複合材パネルセグメントの長手方向軸は、０度で配向され、中間セグメント炭素繊維積層体の複数の炭素繊維プライ及びベースセグメント炭素繊維積層体の複数の炭素繊維プライの種々の配向は、複合材パネルセグメントの長手方向軸に対する０度、４５度、９０度、及び−４５度を含む。中間セグメントは、平方インチ当たり約１１．４メガポンド（ｍｓｉ）から約１３．４ｍｓｉの軸弾性率を有し、ベースセグメント及び上部セグメントは、それぞれ、約１０．０ｍｓｉから約１１．４ｍｓｉの軸弾性率を有し得る。

一実装形態では、中間セグメントは、約０．３８から約０．５０のポアソン比を有し得、ベースセグメント及び上部セグメントは、それぞれ、約０．３６から約０．５０のポアソン比を有し得る。上部セグメントは、上部セグメントの長さ及び幅に沿って配置された複数の炭素繊維プライを含み得、上部セグメントの長さは、長手方向軸に対して平行であり得る。上部セグメントの複数の炭素繊維プライは、上部セグメントの厚さの少なくとも一部を供する上部セグメント炭素繊維積層体となるよう積層され得る。さらに、上部セグメント炭素繊維積層体は、少なくとも１０個の炭素繊維プライを含み得、上部セグメント炭素繊維積層体の複数の炭素繊維プライは、長手方向軸に対する複数の種々の配向を有し得、それにより、上部セグメント炭素繊維積層体の複数の炭素繊維プライは、複数の種々の剛性を含み得る。上部セグメント炭素繊維積層体の複数の炭素繊維プライの種々の配向は、上部セグメント炭素繊維積層体の中間点の周りで、上部セグメントの厚さにわたって自己対称的又は概ね自己対称的であり得、上部セグメント炭素繊維積層体の中間点は、長手方向軸に対して平行であり得る。上部セグメント炭素繊維積層体の複数の炭素繊維プライの種々の配向は、概ね自己対称的であるとき、２つ以下の炭素繊維プライにおいて自己対称的であることから変化し、上部セグメント炭素繊維積層体の複数の炭素繊維プライは、ベースセグメント炭素繊維積層体の複数の炭素繊維プライに対して鏡面対称的であり得る。

任意選択的な一実装形態では、上部セグメント炭素繊維積層体、中間セグメント炭素繊維積層体、及びベースセグメント炭素繊維積層体は、中間セグメント炭素繊維積層体の中間点の周りで概ね自己対称的であり得る。さらに、上部セグメント炭素繊維積層体、中間セグメント炭素繊維積層体、及びベースセグメント炭素繊維積層体は、複合材パネルのストリンガの少なくとも一部を形成し得る。複合材パネルは、外板セグメントをさらに含み得、上部セグメント、中間セグメント、及びベースセグメントは、外板セグメントの側部に位置付けされ得、ベースセグメントは、中間セグメントと外板セグメントとの間に位置付けされ得る。さらに、外板セグメントは、外板セグメントの長さ及び幅に沿って配置された複数の炭素繊維プライを含み得、外板セグメントの長さは、長手方向軸に対して平行であり得る。外板セグメントの複数の炭素繊維プライは、外板セグメントの厚さの少なくとも一部を供する外板セグメント炭素繊維積層体となるよう積層され得る。さらに、外板セグメント炭素繊維積層体は、少なくとも８つの炭素繊維プライを含み得、外板セグメント炭素繊維積層体の複数の炭素繊維プライは、長手方向軸に対する複数の種々の配向を有し得、それにより、外板セグメント炭素繊維積層体の複数の炭素繊維プライは、複数の種々の剛性を含み得る。外板セグメント炭素繊維積層体の複数の炭素繊維プライの種々の配向は、外板セグメント炭素繊維積層体の中間点の周りで、外板セグメントの厚さにわたって自己対称的であり得、外板セグメント炭素繊維積層体の中間点は、長手方向軸に対して平行である。

一実装形態では、複合材パネルセグメントの長手方向軸は、０度で配向され、中間セグメント炭素繊維積層体の複数の炭素繊維プライ、ベースセグメント炭素繊維積層体の複数の炭素繊維プライ、及び外板セグメント炭素繊維積層体の複数の炭素繊維プライの種々の配向は、複合材パネルセグメントの長手方向軸に対する０度、４５度、９０度、及び−４５度を含み、中間セグメント炭素繊維積層体の複数の炭素繊維プライの約４６％から約５８％は、０度で配向され得る。任意選択的に、上部セグメント炭素繊維積層体及びベースセグメント炭素繊維積層体のそれぞれの複数の炭素繊維プライの約４０％から約４６％は、０度で配向され得る。さらに任意選択的に、中間セグメントは、平方インチ当たり約１１．４メガポンド（ｍｓｉ）から約１３．４ｍｓｉの軸弾性率を有し得、ベースセグメント及び上部セグメントは、それぞれ、約１０．０ｍｓｉから約１１．４ｍｓｉの軸弾性率を有し得、外板セグメントは、約７．７ｍｓｉから約１０．０ｍｓｉの軸弾性率を有し得る。

任意選択的に、中間セグメントは、約０．３８から約０．５０のポアソン比を有し得、ベースセグメント及び上部セグメントは、それぞれ、約０．３６から約０．５０のポアソン比を有し得、外板セグメントは、約０．３２から約０．４８のポアソン比を有し得る。上部セグメント、中間セグメント、及びベースセグメントは、中実積層体の少なくとも一部を形成し得、中実積層体と外板セグメントとの間のポアソン比の不一致は、約−０．０６から約０．０６の範囲内であり得る。

別の実装形態では、複合材パネルは、複合材パネルセグメントを含む。複合材パネルセグメントは、当該セグメントの長さ及び幅に沿って配置された複数の補強プライを有する。複合材パネルセグメントの長さは、長手方向軸を有する。複数の補強プライは、複合材パネルセグメントの厚さの少なくとも一部を供する補強プライ積層体となるよう積層される。補強プライ積層体の複数の補強プライは、長手方向軸に対して複数の種々の配向を含み、補強プライ積層体の複数の補強プライの種々の配向は、補強プライ積層体の中間点の周りで、複合材パネルセグメントの厚さにわたって自己対称的又は概ね自己対称的であり、中間点は、長手方向軸に対して平行であり、種々の配向は、概ね自己対称的であるとき、２つ以下の炭素繊維プライにおいて自己対称的であることから変化する。任意選択的に、複数の補強プライは、少なくとも１６個の補強プライを含み、複数の補強プライの配向は、自己対称的である。

別の実装形態では、複合材パネルを形成するための方法は、複合材パネルセグメントの炭素繊維積層体を形成するために複数の炭素繊維プライを共に積層することであって、炭素繊維積層体が、少なくとも１０個の炭素繊維プライを含む、炭素繊維プライを共に積層することと、複数の炭素繊維プライを共に接着することを含む。この実装形態では、複数の炭素繊維プライは、複合材パネルセグメントの長さ及び幅に沿って配置され、複数の炭素繊維プライは、複合材パネルセグメントの厚さの少なくとも一部を形成し、複合材パネルセグメントの長さは、長手方向軸を含む。さらに、炭素パネル積層体の各炭素繊維プライは、剛性を有し、各炭素繊維プライの剛性は、各炭素繊維プライ内の炭素繊維の長手方向軸に対する配向によって決定され、炭素繊維積層体の複数の炭素繊維プライは、長手方向軸に対する複数の種々の配向を有し、それにより、炭素繊維積層体の複数の炭素繊維プライは、複数の種々の剛性を含む。さらに、炭素繊維積層体の複数の炭素繊維プライの種々の配向は、炭素繊維積層体の中間点の周りで、複合材パネルセグメントの厚さにわたって自己対称的又は概ね自己対称的であり、中間点は、長手方向軸に対して平行である。種々の配向は、概ね自己対称的であるとき、２つ以下の炭素繊維プライにおいて自己対称的であることから変化する。当該方法は、任意選択的に、複合材パネルセグメントの長手方向軸を０度に配向することと、複数の炭素繊維プライの各炭素繊維プライを、長手方向軸に対して、０度、４５度、９０度、及び−４５度のうちの１つでの配向を有するように配向することと、炭素繊維積層体の複数の炭素繊維プライの種々の配向が、自己対称的であるように、少なくとも１０個の炭素繊維プライを積層することを含み得る。

本明細書に組み込まれ、且つ本明細書の一部を構成する添付の図面は、本教示の一実装形態を例示しており、記載内容と共に、本開示の原理を説明するのに役立つ。

本教示の例示的な実装形態に係る、外板及びストリンガを含む複合材パネルの斜視図である。 図１の線２−２に沿った断面図である。 本教示の一実装形態に係る、４つの異なる補強プライの４つの平行化された繊維帯の平面図である。 本教示の例示的な実装形態に係る、複合材パネルの外板セグメントの補強プライ積層体における補強プライとその繊維配向を列挙するテーブルである。 本教示の例示的な実装形態に係る、複合材パネルのストリンガを部分的に設ける中間セグメントの補強プライ積層体における補強プライとその繊維配向を列挙するテーブルである。 本教示の例示的な実装形態に係る、複合材パネルのストリンガを部分的に設けるベースセグメントの補強プライ積層体における補強プライとその繊維配向を列挙するテーブルである。 本教示の例示的な実装形態に係る、複合材パネルのストリンガを部分的に設ける上部セグメントの補強プライ積層体における補強プライとその繊維配向を列挙するテーブルである。 本教示の例示的な実装形態における、ベースセグメント及び上部セグメントを含むストリンガのランアウトを示す。 本教示の例示的な実装形態に係る、複合材パネルの様々なサブコンポーネントのパラメータ及び特徴を列挙するテーブルである。 本教示の例示的な実装形態における複合材パネルの様々な構成要素の軸弾性率（すなわち、剛性）を示すグラフである。 本教示の例示的な実装形態における複合材パネルのストリンガの編成の概略図である。

厳密な構造的な精度、細部、及び縮尺を維持するより、むしろ、本教示の理解を促すために、図面の幾つかの詳細が簡略化され、図示されていることに留意されたい。

これより、本教示の例示的な実装形態に対して詳細に言及する。これらの実施例は、添付の図面に示される。概して、及び／又は便宜上、同一の又は類似した部品を指し示すために、図面全体を通して同一の参照番号が使用される。

本教示の一実装形態は、複合材パネル、及び複合材パネルを製造するための方法を含む。複合材パネルは、より大型の構造体（例えば、航空機、航空宇宙ビークル、又は他の構造体）のサブコンポーネントであり得る。複合材パネルは、複数のセグメントを含み得る。各セグメントは、例えば、炭素繊維であり得るか、又は炭素繊維を含み得る、補強材料の複数の積み上げられたプライ（すなわち、補強プライ）を含む。一実装形態では、設計された複合材パネルの構成は、一部の従来の複合材パネルに比べて、温度の不一致、使用時における複合材パネルの屈曲若しくは反り、又は他の応力及び歪みから生じ得る層間剥離及び熱亀裂に対する耐性が向上している。複合材パネルは、中実積層ストリンガ、及びストリンガのランアウトを促進する構成を含み得る。

図１は、本教示の一実装形態に係る複合材パネル１００の一部の斜視図であり、図２は、図１の線２−２に沿った断面図である。説明のために、複合材パネル１００は、中実積層ストリンガ（以下、「ストリンガ」）１０２、及び外板セグメント（すなわち、外板積層板）１０４を含むが、ストリンガ１０２及び／又は外板セグメント１０４を含まない他の種類の複合材パネルを想定される。ストリンガ及び外板は、例えば、航空機製造の分野及び他の産業において周知である。

図１のストリンガ１０２は、ベースセグメント１０６、中間セグメント１０８、及び上部セグメント１１０を含む。図１及び図２に示されているように、ベースセグメント１０６及び中間セグメント１０８が、外板セグメント１０４と上部セグメント１１０との間に位置付けされ、中間セグメント１０８が、ベースセグメント１０６と上部セグメント１１０との間に位置付けされる。

以下でより詳細に説明されているように、外板セグメント１０４、ベースセグメント１０６、中間セグメント１０８、及び上部セグメント１１０は、それぞれ、複数の補強プライ２００、２０２、２０４、及び２０６を含む。簡略化のために、各セグメント１０４−１１０にわたって部分的にのみ延在している幾つかの補強プライ２００−２０６だけが示されているが、各セグメント１０４−１１０は、各セグメント１０４−１１０のほとんど又はすべてにわたって延在する少なくとも８つの補強プライ２００−２０６を含むことを理解されたい。幾つかの構造では、各セグメント１０４−１１０、又はセグメント１０４−１１０のうちの１つ若しくは複数は、少なくとも１０個、又は少なくとも１６個、又は少なくとも１００個、又はなくとも２００個、又は少なくとも５００個、又は少なくとも１０００個の補強プライ２００−２０６を含み得る。複数の補強プライの各補強プライは、例えば、複数の炭素繊維プライであり得る。複数の補強プライは、各セグメントの複数の補強プライを共に接着する接着樹脂（例えば、熱可塑性樹脂）で予め含浸され得、プリプレグと呼ばれ得る。複数の補強プライ２００−２０８の各プライは、それぞれ、各セグメント１０４−１１０の長さ及び幅にわたって延在し、記載されているように配向される。複数のプライ２００−２０８は、それぞれ、各セグメント１０４−１１０の厚さに沿って積層（すなわち、積み上げ）され、補強プライ積層体（例えば、炭素繊維積層体）が形成される。図２の配向では、各補強プライは、水平に延在し、各補強プライ積層体は、垂直に積み上げられた複数の補強プライを含む。

各セグメント１０４−１１０は、自動繊維配置（ＡＦＰ）処理を用いて形成され得る。自動繊維配置（ＡＦＰ）処理では、繊維配置システムのコンピュータ制御された繊維配置ヘッドが、表面上に平行化された繊維帯を形成する複数のプリプレグトウを堆積する。幾つかの処理では、平行化された繊維帯は、生成される最終的な構成要素を設ける又は画定するマンドレルに堆積される。これらの処理では、セグメント１０４−１１０は、共に化学的に接合及び／又は機械的に固定される。他の処理では、最初に外板セグメント１０４を堆積且つ製造することができ、次いで、ベースセグメント１０６を外板セグメント１０４上に堆積し、中間セグメント１０８上をベースセグメント１０６上に堆積し、上部セグメント１１０上を中間セグメント１０８上に堆積する。代替的に、順序を逆転させて、最初に上部セグメント１１０を堆積して、最後に外板セグメント１０４をベースセグメント１０６上に堆積させてもよい。

図１は、複合材パネル１００の長さ及びストリンガ１０２の長さを通して延在し、複合材パネル１００の長さ及びストリンガ１０２の長さに対して平行である長手方向軸「Ａ」を示す。本開示のために、複合材パネル１００を通って且つ複合材パネル１００に平行である長手方向軸Ａは、複合材パネル１００に対して０度（すなわち、軸方向）であるように画定される。それぞれの平行化された繊維帯の堆積の間、繊維配置ヘッドは、平行化された繊維帯が０度で配向されるように、０度方向で移動し、平行化された繊維帯を０度で堆積することができる。この配向において、繊維配置ヘッドは、単一の補強プライを形成する複数の平行化された繊維帯を堆積するために、複合材パネルにわたって最小限の回数だけ通過すればよい。

図３は、複合材パネル１００を示す概略平面図であり、複合材パネル１００の長さ「Ｌ」、又は軸「Ａ」は、上部から底部へと０度で配向され、幅「Ｗ」は、左から右へと配向される。それぞれの平行化された繊維帯３００−３０６の堆積の間、繊維配置ヘッドの移動の方向を変更して、平行化された繊維帯３００−３０６を様々な異なる方向で堆積することができる。図３は、４つの異なる方向の繊維配置ヘッドの４つの個別の通過の間に堆積された４つの平行化された繊維帯３００−３０６を概略的に示す。平行化された繊維帯３００、３０２、３０４、及び３０６は、それぞれ、０度、４５度、９０度、及び−４５度で配向されている。簡略化のため、図３では、各補強プライにつき繊維配置ヘッドの一回の通過の結果しか示していないが、各補強プライを完成させるためには、繊維配置ヘッドの通過が十分な回数行われることを理解されたい。さらに、４つの平行化された繊維帯３００−３０６、及びそれらの対応する補強プライは、垂直に（すなわち、ページの平面に対して直角をなして）積み上げられる。

セグメント１０４−１１０のうちの１つを形成するために積み上げられる平行化された繊維帯３００−３０６の特定の配向が、セグメント１０４−１１０の剛性を決定する。例えば、０度のみで配向される平行化された繊維帯を有する複数の補強プライを含むセグメントは、比較的剛性であるセグメントを有することになり、９０度のみで配向される複数の補強プライを含むセグメントは、比較的可撓性であるセグメントとなる。

本教示は、複数のセグメントを有する複合材パネルを含む。各セグメントの剛性は、セグメントを構成する複数の補強プライの各補強プライ内の平行化された繊維帯の配向を選択することにより、複合材パネルの設計及び製造の間に制御される。さらに、各セグメント内の補強プライの平行化された繊維帯の配向は、幾つかの従来の設計に比べて、互いに隣接する補強プライ間の接着を改善するように設計且つ選択されており、それにより、各セグメントの全体的な接着が改善され、各セグメント内の層間剥離が減少する。さらに、複合材パネルを構成する複数のセグメントの各セグメントの剛性は、互いに隣接するセグメント間の接着を改善するように設計されており、それにより、隣接するセグメント間の剛性の不一致が減少し、隣接するセグメント間での複合材パネルの分離が減少する。

本教示の一実装形態では、各セグメントの厚さにわたる個々のセグメント内の複数の補強プライの配向は、自己対称的又は概ね自己対称的であるように設計、制御、且つ／又は選択される。本開示のために、別途明記されない限り、自己対称的なセグメントでは、自己対称的なセグメントを構成する複数の補強プライ全体は、自己対称的なセグメントの厚さの中間点の周りで鏡面対称的である。概ね自己対称的なセグメントでは、概ね自己対称的なセグメントを構成する複数の補強プライのうちの２つ以下の補強プライが、セグメントの厚さの中間点の周りの鏡面対称性から外れるか、又はそれとは異なる。言い換えると、概ね自己対称的なセグメントでは、２つ以下の補強プライ（すなわち、１つのプライ又は２つのプライ）の配向を変更すれば、結果的にセグメントが自己対称的になる。

さらに、２つ以上のセグメントの厚さ全体を形成する複数の補強プライについて言及するときに使用される用語「自己対称的（self-symmetric）」とは、２つ以上のセグメントを形成する複数の補強プライが、２つ以上のセグメントの中間点の周りで鏡面対称的であることを示すが、「概ね自己対称的（mostly self-symmetric）」とは、２つ以上のセグメントを形成する複数の補強プライでは、概ね自己対称的な積層体を構成する複数の補強プライのうちの２つ以下の補強プライが、２つ以上のセグメントの厚さの中間点の周りの鏡面対称性から外れるか、又はそれとは異なることを示す。言い換えると、２つ以上のセグメントにわたって、２つ以下の補強プライ（すなわち、１つのプライ又は２つのプライ）の配向を変更すれば、結果的に２つ以上のセグメントを形成する複数の補強プライが自己対称的になる。自己対称的又は概ね自己対称的である２つ以上のセグメントは、互いに隣接するように位置付けされてもよく、又は他のセグメントが中間に位置付けされるような他の構造を有してもよい。

さらに、セグメント（又は２つ以上のセグメント）の「中間点（ｍｉｄｐｏｉｎｔ）」とは、補強プライ積層体を構成する補強プライの数に対する中間点である。奇数の数の補強プライを含むセグメント（又は２つ以上のセグメント）では、中間点は、中間の補強プライとなり、偶数の数の補強プライを含むセグメント（又は２つ以上のセグメント）では、中間点は、セグメントの中間（又は２つ以上のセグメントの中間）における２つの補強プライの間となり、その中間の両側の補強プライは数が均等である。さらに、「対応する」補強プライとは、共通中間点から等距離にあり、且つ共通中間点の両側にある２つの補強プライのことを指す。

上述のように、本教示の一実装形態では、複合材パネルの２つ以上のセグメントを構成するすべての補強プライは、２つ以上のセグメントの複合材パネルの厚さにわたって自己対称的又は概ね自己対称的であり得る。図１及び図２の実施例に関しては、ストリンガ１０２を構成する３つのセグメント１０６−１１０は、自己対称的又は概ね自己対称的であり得る。さらに、ストリンガ１０２（すなわち、ストリンガ１０２を構成するセグメント１０６−１１０）の剛性を外板セグメント１０４の剛性と一致させることができる。これら２つの構造体（すなわち、外板セグメント１０４とストリンガ１０２）の剛性を一致させることにより、外板からストリンガを引き離し得る剛性の不一致を減少させたり、なくしたりすることができる。

図４から図７は、図１の４つのセグメント１０４−１１０の例示的な補強プライ配向を列挙しているテーブルであり、図４は、外板セグメント１０４の例示的な補強プライ配向を示し、図５は、中間セグメント１０８の例示的な補強プライ配向を示し、図６は、ベースセグメント１０６の例示的な補強プライ配向を示し、図７は、上部セグメント１１０の例示的な補強プライ配向を示す。図４から図７で示すように、外板セグメント１０４は、４０個の補強プライを含み、中間セグメント１０８は、３２個の補強プライを含み、ベースセグメント１０６及び上部セグメント１１０は、それぞれ１４個のプライを含む。セグメント１０４−１１０は、それぞれ、示されたプライより多くの又はより少ないプライを有し得ることを理解されたい。例えば、一実装形態では、セグメント１０４−１１０は、それぞれ、少なくとも８個のプライを含む場合があり、１０００個より多くのプライを含む場合がある。これらの各実装形態では、各セグメント内の補強プライは、自己対称的又は概ね対称的となる。さらに、複合材パネルを構成するすべてのセグメントにわたる補強プライが、自己対称的又は概ね対称的となる。

図４は、４０個の（図２に示す）補強プライ２００を有する自己対称的な外板セグメント１０４内の補強プライ及びその繊維配向を列挙するテーブルである。
図４に示すように、最底部のプライ（プライ＃１）は、最上部のプライ（プライ＃４０）と同じ方向（４５度）に配向され、プライ＃２がプライ＃３９と同じ方向（９０度）に配向されるといったことが、補強プライ＃２０と＃２１との間の中間点４００まで続き、補強プライ＃２０及び＃２１は、両方とも０度で配向される。さらに、外板セグメント１０４は、約２５％から約４０％の０度方向に配向された平行化された繊維帯から構成された補強プライ２００を含み得る。これらのパラメータを用いると、外板セグメント１０４は、平方インチ当たり約７．７メガポンド（ｍｓｉ）から約１０．０ｍｓｉの軸弾性率を有することになり、ポアソン比は、約０．３２から約０．４８である。

図５は、３２個の（図２に示す）補強プライ２０４を有する自己対称的な中間セグメント１０８内の補強プライ及びその繊維配向を列挙するテーブルである。図５に示すように、最底部のプライ（プライ＃１）が、最上部のプライ（プライ＃３２）と同じ方向（０度）に配向され、、プライ＃２が、プライ＃３２と同じ方向（０度）に配向されるといったことが、補強プライ＃１６と＃１７との間の中間点５００まで続き、補強プライ＃２０及び＃２１は、両方とも０度で配向される。図５に示すプライ積層体は、任意の偶数倍（２倍、４倍、６倍等）に複製又は反復可能な補強プライの反復可能なグループを実現し、より厚さのある中間セグメント１０８を形成する。これにより、外板セグメント１０４に隣接する中実積層板（例えば、ストリンガ１０２）全体が、使用時に予期される荷重、変形、及び損傷保護に基づいて選択又は設計された厚さを有することが可能になる。さらに、中間セグメント１０８は、約４６％から約５８％の０度方向に配向された平行化された繊維帯から構成された補強プライ２０４を含み得る。これらのパラメータを用いると、中間セグメントは、約１１．４ｍｓｉから約１３．４ｍｓｉの軸弾性率を有することになり、ポアソン比は、約０．３８から約０．５０である。

図６は、１４個の（図２に示す）補強プライ２０２を有する概ね自己対称的なベースセグメント１０６内の補強プライ及びその繊維配向を列挙するテーブルである。図６に示すように、最底部のプライ（プライ＃１）は、最上部のプライ（プライ＃１４）と同じ方向（４５度）に配向され、プライ＃２が、プライ＃１３と同じ方向（９０度）に配向されるといったことが、対称的ではない対応する補強プライ＃６（４５度で配向）と＃９（−４５度で配向）まで続く。残りの補強プライ７及び８は、それらの間の中間点６００の周りで対称的である。したがって、１つのプライを変更する（すなわち、プライ６を−４５度に変更するか、又はプライ９を４５度に変更する）ことにより、ベースセグメント１０６が自己対称的になるので、（図２に示す）ベースセグメント１０６は概ね自己対称的である。さらに、ベースセグメント１０６は、約４０％から約４６％の０度方向に配向された平行化された繊維帯から構成された補強プライ２０２を含み得る。これらのパラメータを用いると、ベースセグメント１０６は、約１０．０ｍｓｉから約１１．４ｍｓｉの軸弾性率を有することになり、ポアソン比は、約０．３６から約０．５０である。

図７は、１４個の（図２に示す）補強プライ２０６を有する概ね自己対称的な上部セグメント１１０内の補強プライ及びその繊維配向を列挙するテーブルである。図７に示すように、最底部のプライ（プライ＃Ｎ−１３）は、最上部のプライ（プライ＃Ｎ）と同じ方向（４５度）に配向され、プライ＃Ｎ−１が、プライ＃Ｎ−１２と同じ方向（９０度）に配向されるといったことが、対称的ではない対応する補強プライＮ−８（−４５度で配向）とＮ−５（４５度で配向）まで続く。残りの補強プライＮ−７及びＮ−６は、それらの間の中間点７００の周りで対称的である。したがって、１つのプライを変更する（すなわち、プライＮ−８を４５度に変更するか、又はプライＮ−５を−４５度に変更する）ことにより、上部セグメント１１０が自己対称的になるので、（図２に示す）上部セグメント１１０は概ね自己対称的である。さらに、上部セグメント１１０は、約４０％から約４６％の０度方向に配向された平行化された繊維帯から構成された補強プライ２０６を含み得る。これらのパラメータを用いると、上部セグメント１１０は、約１０．０ｍｓｉから約１１．４ｍｓｉの軸弾性率を有することになり、ポアソン比は、約０．３６から約０．５０である。

さらに、セグメント１０４−１１０は、約１２％以上の横断角度（ｔｒａｎｓｖｅｒｓｅ ａｎｇｌｅ）（すなわち、９０度）で配向された平行化された繊維帯から構成された補強プライを含むことになる。

上述の割合により平行化された繊維帯で外板セグメント１０４、ベースセグメント１０６、中間セグメント１０８、上部セグメント１１０を形成することにより、結果的に上述の軸弾性率及びポアソン比を有することになる。上述の特定の範囲の軸弾性率及びポアソン比を有するようにセグメントを形成することにより、従来の方法を使用した従来の方法に比べて、層間剥離に対する高い耐性、全体的なうねり（global waviness）の減少、重量減少、及び製造と材料コストの削減を実現する１つの統合された構造体となる。上述より低い軸弾性率を有するセグメント１０４−１１０を形成すると、重量、製造時間、及びコストが増加した構造体となる。上述より高い軸弾性率を有するセグメント１０４−１１０を形成すると、外板セグメント１０４とストリンガ１０２との間の応力の不一致の増加により、層間剥離の傾向が増加した構造体となる。上述より低いポアソン比を有するセグメント１０４−１１０を形成すると、構造体間のポアソン比の不一致から生じる層間剥離に対する耐性が低下した構造体となる。上述より高いポアソン比を有するセグメント１０４−１１０を形成すると、ポアソン比の不一致の増加、層間剥離に対する耐性の低下、及び全体的なうねりの増加が生じる結果となる。

さらに、図６及び図７に示されるように、ベースセグメント１０６及び上部セグメント１１０は、それらの間の中間点６５０の周りで互いに対して自己対称的（すなわち、鏡面対称的）である。図８に示すランアウト８００（例えば、ストリンガ１０２の端部）のような中実積層板終端領域又はランアウトにおいては、ベースセグメント１０６と上部セグメント１１０が接合されて自己対称的なランアウト８００を形成する。例えば、ストリンガ１０２を形成する間、ストリンガ１０２の端部においてランアウト８００がベースセグメント１０６と上部セグメント１１０のみを含むよう中間セグメント１０８が漸進的に薄くなるように、中間セグメント１０８を形成する複数のプライ２０４を種々の長さで形成してよい。言い換えると、ランアウト８００を形成するためにベースセグメント１０６及び上部セグメント１１０のみが残るように、中間セグメント１０８の自己対称的な補強プライ積層体を構成するプライは、対応する補強プライのペア（例えば、プライ１及び３２、次にプライ２及び３１等）に順次落とし込まれる。図８に示すように、ベースセグメント１０６と上部セグメント１１０は、同じ厚さを有する。さらに、上述のように、ベースセグメント１０６は、２つのセグメント１０６、１１０の間の界面の中間点８０２に対して、上部セグメント１１０と鏡面対称的である。中間点８０２は、図６の中間点６５０と類似することを理解されたい。

さらに、中間セグメント１０８が中間点５００の周りで自己対称的であるので、ベースセグメント１０６、中間セグメント１０８、及び上部セグメント１１０から形成されたストリンガ１０２は、中間セグメント１０８がベースセグメント１０６と上部セグメント１１０との間に位置付けされる場合、自己対称的である。

図９は、本明細書に記載された例示的な実装形態における、軸繊維％（すなわち、０度で配向された平行化された繊維帯の割合）、横方向繊維％（すなわち、９０度で配向された平行化された繊維帯の割合）、軸弾性率、ポアソン比、及び各セグメント１０４−１１０の外板に対するポアソン比の不一致を示すテーブルである。外板セグメント１０４とベースセグメント１０６との間のポアソン比の不一致は、約−０．０６から約０．０６の範囲内である。さらに、ベースセグメント１０６と中間セグメントとの間、及び上部セグメント１１０と中間セグメント１０８との間のポアソン比の不一致は、約−０．０６から約０．０６の範囲内である。こうした比較的低いポアソン比の不一致により、ストリンガ１０２が外板セグメント１０４から層間剥離することを減少又は防止し、さらにベースセグメント１０６及び上部セグメント１１０が中間セグメント１０８から層間剥離することを減少又は防止する。

図１の複合材パネル１００では、複合材パネルの全体的な剛性は、比較的柔らかい外板セグメント１０４から、比較的より堅いベースセグメント１０６と上部セグメント１１０へ、さらにより堅い中間セグメント１０８へと漸進的に変動し、ベースセグメント１０６及び上部セグメント１１０は、外板セグメント１０４より堅いが、中間セグメント１０８ほど堅くはない。例示的な実装形態における各セグメント１０４−１１０の剛性は、図１０に示されており、セグメント間の軸弾性率の漸進的変化を示す。この漸進的変化により、隣接するセグメント間の剛性の不一致が減少し、層間剥離に対する耐性が改善されることにより、セグメント間の分離及び層間剥離が減少したり、なくなったりする。

ストリンガ１０２を形成する、外板セグメント１０４からセグメント１０６−１１０への提案された補強プライ積層体の全体的な組み合わせ及びシーケンスは、剛性化された複合材パネル１００の全体的なうねりを減少させ、複合材パネルの構造品質を改善し得る。一実装形態では、従来の技法を用いて製造された複合材パネルに比べて、複合材パネル１００の全体的うねりを３０％以上又は４０％以上減少させることができる。このように複合材パネルの全体的なうねりが減少することにより、組み立て作業や再加工が減少する結果となり得る。さらに、全体的なうねりが減少すると、例えば、組み立て中に制限された作業空間で作業することに起因する労働災害が減ることで、定常的なコストが減り、労働力の安全が改善される。全体的なうねりが減少することで、全体的なうねりにより生じた部品間又は構造体間の縮小した間隙を充填する必要性が緩和するか、又はなくなる。

上述のように、図３の平行化された繊維帯３００−３０６は、繊維配置システムの繊維配置ヘッドを使用して堆積される。繊維配置ヘッドは、マンドレルにわたって複数回通過し、各補強プライを堆積する。第１のプライが完了すると、繊維配置ヘッドは、第１のプライの上に第２のプライを堆積し得る。０度配向であることにより、補強プライを完成させるために繊維配置ヘッドがマンドレルにわたって最小限の回数通過することしか必要とされないので、０度配向を有する補強プライは、堆積に最小限の時間しか必要としない。反対に、９０度配向であることにより、補強プライを完成させるために繊維配置ヘッドがマンドレルにわたって最大限の回数通過することが必要とされるので、９０度配向を有する補強プライは、堆積に最大限の時間を必要とする。

本教示の一実装形態では、共通のマルチプライ構成要素又は補強プライのグループを予め組み立てて（すなわち、予備製造して）、後の使用のために保管してもよい。様々な必要とされるマルチプライ構成要素を保管庫から取り出して、最終的な構成要素に組み立てることができる。

例えば、図１１は、複数のマルチプライグループ１１００を示す。各マルチプライグループは、文字ＡからＪによって指定される（１０個の異なるマルチプライグループがある）。図１１は、ベースセグメント１０６、中間セグメント１０８、及び上部セグメント１１０を含むストリンガ１０２をさらに示す。複数の各マルチプライグループＡ〜Ｊは、ストリンガ１０２を含む複合材パネル１００が製造されるまで、あらかじめ組み立てられ、保管され得る。複合材パネル１００を構築する前に、必要とされる数量の各マルチプライグループＡ〜Ｊが注文され、組み立て所まで配送される。ストリンガ１０２の第１の必要とされるマルチプライグループをマンドレル１１０２上に配置することにより、構築が開始する。第１の必要とされるマルチプライグループは、この例示的な実装形態では、ベースセグメント１０６の３つのプライグループＡである。次の必要とされる補強プライは、０度で配向される。これは、上述のように比較的迅速に堆積することができる。したがって、０で配向された補強プライは、繊維配置システムの繊維配置ヘッド１１０４を使用して堆積される。次に、図１１に示すように、それぞれの必要とされるマルチプライグループＡ〜Ｊが配置され、０度で配向されたそれぞれの必要とされる補強プライが堆積されて、ベースセグメント１０６、中間セグメント１０８、及び上部セグメント１１０がそれぞれ形成される。図１１の例示的な実装形態では、最後のマルチプライグループＢが配置された後、複合材パネル１００のこの部分の形成が完了する。特定の工程（例えば、プリプレグのデバルク又は樹脂硬化）によって必要とされる追加の工程を続けて完成させてもよい。

事前にマルチプライグループを製造することにより、マンドレルで必要とされる製造時間を減少させ、ひいては生産スループットを向上させる。０度の平行化された繊維帯の堆積では、マンドレル１１０２の上で必要とされる繊維配置ヘッド１１０４の通過回数は最小限であり、４５度、９０度、及び４５度の配向の平行化された繊維帯の形成に比べて、必要な時間が最小限である。しかしながら、１つ又は複数の０度補強プライを含む１つ又は複数のマルチプライグループが、例えば、マルチプライグループＣ〜Ｆで意図され、且つ図示されている。さらに、図１１は、それぞれ２つ又は３つの補強プライを有する１０個のマルチプライグループＡ〜Ｊを示しているが、各グループにおいて任意の数の補強プライを有する任意の数のマルチプライグループが意図されていることを理解されたい。

したがって、複合材パネルを形成するための方法では、複合材パネルセグメントの炭素繊維積層体を形成するために複数の補強プライ（例えば、炭素繊維を含む平行化された繊維帯を含む炭素繊維プライ）を共に積層することができる。炭素繊維積層体は、例えば、少なくとも８つの炭素繊維プライ、又は少なくとも１０個の炭素繊維プライ、又は少なくとも１６個の炭素繊維プライ、又は少なくとも１００個の炭素繊維プライ、又は少なくとも２００個の炭素繊維プライ、又は少なくとも１０００個の炭素繊維プライを含んでもよい。例えば、炭素繊維プライが予め含浸される、炭素繊維プライのデバルキング及び樹脂の硬化を含む工程を用いて、複数の炭素繊維プライが共に接着される。複数の炭素繊維プライが、複合材パネルセグメントの長さ及び幅に沿って配置されており、複合材パネルセグメントの厚さの少なくとも一部を形成する。複合材パネルセグメントの長さは、長手方向軸を含み、炭素パネル積層体の各炭素繊維プライは、各炭素繊維プライ内の炭素繊維の長手方向軸に対する配向によって決定された剛性を含む。炭素繊維積層体の複数の炭素繊維プライは、長手方向軸に対する複数の種々の配向を有し、それにより、炭素繊維積層体の複数の炭素繊維プライは、複数の種々の剛性を含む。炭素繊維積層体の複数の炭素繊維プライの種々の配向は、炭素繊維積層体の中間点の周りで、複合材パネルセグメントの厚さにわたって自己対称的又は概ね自己対称的であり、中間点は、長手方向軸に対して平行である。種々の配向は、概ね自己対称的であるとき、２つ以下の炭素繊維プライにおいて自己対称的であることから変化する。

さらに、本開示は、下記の条項に係る実施例を含む。

条項１
複合材パネル（１００）であって、
複数の炭素繊維プライ（２００−２０６）を備えた複合材パネルセグメント（１０４−１１０）であって、前記複数の炭素繊維プライ（２００−２０６）が、当該複合材パネルセグメント（１０４−１１０）の長さ及び幅に沿って配置され、当該複合材パネルセグメント（１０４−１１０）の前記長さが、長手方向軸（Ａ）を含む、複合材パネルセグメント（１０４−１１０）を備え、
前記複数の炭素繊維プライ（２００−２０６）が、前記複合材パネルセグメント（１０４−１１０）の厚さの少なくとも一部を供する炭素繊維積層体となるよう積層され、
前記炭素繊維積層体が、少なくとも８つの炭素繊維プライ（２００−２０６）を備え、
前記炭素繊維積層体の各炭素繊維プライが、剛性を備え、各炭素繊維プライの前記剛性が、各炭素繊維プライ内の前記長手方向軸（Ａ）に対する炭素繊維の配向によって決定され、
前記炭素繊維積層体の前記複数の炭素繊維プライ（２００−２０６）が、前記長手方向軸（Ａ）に対する複数の種々の配向を備え、それにより、前記炭素繊維積層体の前記複数の炭素繊維プライ（２００−２０６）が、複数の種々の剛性を備え、
前記炭素繊維積層体の前記複数の炭素繊維プライ（２００−２０６）の前記種々の配向が、前記炭素繊維積層体の中間点（４００、５００、６００）の周りで、前記複合材パネルセグメント（１０４−１１０）の厚さにわたって自己対称的又は概ね自己対称的であり、前記中間点（４００、５００、６００）が前記長手方向軸（Ａ）に対して平行であり、前記種々の配向は、概ね自己対称的であるとき、２つ以下の炭素繊維プライ（２００−２０６）において自己対称的であることから変化する、複合材パネル（１００）。

条項２
前記複合材パネルセグメント（１０４−１１０）の前記長手方向軸（Ａ）が、０度で配向され、
前記複数の炭素繊維プライ（２００−２０６）の前記種々の配向が、前記複合材パネルセグメント（１０４−１１０）の前記長手方向軸（Ａ）に対する０度、４５度、９０度、及び−４５度を含む、条項１に記載の複合材パネル（１００）。

条項３
前記炭素繊維積層体の前記複数の炭素繊維プライ（２００−２０６）の前記種々の配向が、前記複合材パネルセグメント（１０４−１１０）の厚さにわたって自己対称的である、条項２に記載の複合材パネル（１００）。

条項４
前記複合材パネルセグメント（１０４−１１０）が、ベースセグメント（１０６）と上部セグメント（１１０）との間に位置付けされた中間セグメント（１０８）であり、
前記中間セグメント（１０８）が、平方インチ当たり約１１．４メガポンド（ｍｓｉ）から約１３．４ｍｓｉの軸弾性率、及び約０．３８から約０．５０のポアソン比を有し、
前記複数の炭素繊維プライ（２００−２０６）の４６％から５８％が、０度で配向される、条項２又は３に記載の複合材パネル（１００）。

条項５
前記炭素繊維積層体の前記複数の炭素繊維プライ（２００−２０６）が、複数の反復可能にグループ化された炭素繊維プライ（２００−２０６）を備え、炭素繊維プライ（２００−２０６）のそれぞれの反復可能なグループは、２回、４回、又は６回反復される、条項１から４のいずれか条項に記載の複合材パネル（１００）。

条項６
前記炭素繊維積層体の前記複数の炭素繊維プライ（２００−２０６）の前記種々の配向が、前記複合材パネルセグメント（１０４−１１０）の厚さにわたって概ね自己対称的である、条項１又は２に記載の複合材パネル（１００）。

条項７
前記複合材パネルセグメント（１０４−１１０）が、中間セグメント（１０８）であり、前記炭素繊維積層体が、中間セグメント炭素繊維積層体であり、前記複合材パネル（１００）が、
ベースセグメント（１０６）及び上部セグメント（１１０）を備え、前記中間セグメント（１０８）が、前記ベースセグメント（１０６）と前記上部セグメント（１１０）との間に位置付けされ、
前記ベースセグメント（１０６）が、
前記ベースセグメント（１０６）の長さ及び幅に沿って配置された複数の炭素繊維プライ（２０２）であって、前記ベースセグメント（１０６）の前記長さが、前記長手方向軸（Ａ）に対して平行である、複数の炭素繊維プライ（２０２）を備え、
前記ベースセグメント（１０６）の前記複数の炭素繊維プライ（２０２）が、前記ベースセグメント（１０６）の厚さの少なくとも一部を供するベースセグメント炭素繊維積層体となるよう積層され、
前記ベースセグメント炭素繊維積層体が、少なくとも１０個の炭素繊維プライ（２０２）を備え、
前記ベースセグメント炭素繊維積層体の前記複数の炭素繊維プライ（２０２）が、前記長手方向軸（Ａ）に対する複数の種々の配向を備え、それにより、前記ベースセグメント炭素繊維積層体の前記複数の炭素繊維プライ（２０２）が、複数の種々の剛性を備え、
前記ベースセグメント炭素繊維積層体の前記複数の炭素繊維プライ（２００−２０６）の前記種々の配向が、前記ベースセグメント炭素繊維積層体の中間点（６００）の周りで、前記ベースセグメント（１０６）の厚さにわたって自己対称的又は概ね自己対称的であり、前記ベースセグメントの前記中間点（６００）が、前記長手方向軸（Ａ）に対して平行であり、前記ベースセグメント炭素繊維積層体の前記複数の炭素繊維プライ（２００−２０６）の前記種々の配向は、概ね自己対称的であるとき、２つ以下の炭素繊維プライ（２００−２０６）において自己対称的であることから変化する、条項１から３のいずれか一項に記載の複合材パネル（１００）。

条項８
前記複合材パネルセグメント（１０４−１１０）の前記長手方向軸（Ａ）が、０度で配向され、
前記中間セグメント炭素繊維積層体の前記複数の炭素繊維プライ（２０４）及び前記ベースセグメント炭素繊維積層体の前記複数の炭素繊維プライ（２０２）の前記種々の配向が、前記複合材パネルセグメント（１０４−１１０）の前記長手方向軸（Ａ）に対する０度、４５度、９０度、及び−４５度を含む、条項７に記載の複合材パネル（１００）。

条項９
前記中間セグメント（１０８）が、平方インチ当たり約１１．４メガポンド（ｍｓｉ）から約１３．４ｍｓｉの軸弾性率を有し、
前記ベースセグメント（１０６）及び前記上部セグメント（１１０）が、それぞれ、約１０．０ｍｓｉから約１１．４ｍｓｉの軸弾性率を有する、
条項７又は８に記載の複合材パネル（１００）。

条項１０
前記中間セグメント（１０８）が、約０．３８から約０．５０のポアソン比を有し、
前記ベースセグメント（１０６）及び前記上部セグメント（１１０）が、それぞれ、約０．３６から約０．５０のポアソン比を有する、
条項７から９のいずれか一項に記載の複合材パネル（１００）。

条項１１
前記上部セグメント（１１０）が、
前記上部セグメント（１１０）の長さ及び幅に沿って配置された複数の炭素繊維プライ（２０６）であって、前記上部セグメント（１１０）の前記長さが、前記長手方向軸（Ａ）に対して平行である、複数の炭素繊維プライ（２０６）を備え、
前記上部セグメント（１１０）の前記複数の炭素繊維プライ（２０６）が、前記上部セグメント（１１０）の厚さの少なくとも一部を供する上部セグメント炭素繊維積層体となるよう積層され、
前記上部セグメント炭素繊維積層体が、少なくとも１０個の炭素繊維プライ（２０６）を備え、
前記上部セグメント炭素繊維積層体の前記複数の炭素繊維プライ（２０６）が、前記長手方向軸（Ａ）に対する複数の種々の配向を備え、それにより、前記上部セグメント炭素繊維積層体の前記複数の炭素繊維プライ（２０６）が、複数の種々の剛性を備え、
前記上部セグメント炭素繊維積層体の前記複数の炭素繊維プライ（２０６）の前記種々の配向が、前記上部セグメント炭素繊維積層体の中間点（７００）の周りで、前記上部セグメント（１１０）の厚さにわたって自己対称的又は概ね自己対称的であり、前記上部セグメント炭素繊維積層体の前記中間点（７００）が、前記長手方向軸（Ａ）に対して平行であり、前記上部セグメント炭素繊維積層体の前記複数の炭素繊維プライ（２０６）の前記種々の配向は、概ね自己対称的であるとき、２つの以下の炭素繊維プライ（２０６）において自己対称的であることから変化し、
前記上部セグメント炭素繊維積層体の前記複数の炭素繊維プライ（２０６）が、前記ベースセグメント炭素繊維積層体の前記複数の炭素繊維プライ（２０２）に対して鏡面対称的である、条項７から１０のいずれか一項に記載の複合材パネル（１００）。

条項１２
前記上部セグメント炭素繊維積層体、前記中間セグメント炭素繊維積層体、及び前記ベースセグメント炭素繊維積層体が、前記中間セグメント炭素繊維積層体の前記中間点（５００）の周りで概ね自己対称的であり、
前記上部セグメント炭素繊維積層体、前記中間セグメント炭素繊維積層体、及び前記ベースセグメント炭素繊維積層体が、前記複合材パネル（１００）のストリンガ（１０２）の少なくとも一部を形成する、条項７から１１のいずれか一項に記載の複合材パネル（１００）。

条項１３
外板セグメント（１０４）であって、前記上部セグメント（１１０）、前記中間セグメント（１０８）、及び前記ベースセグメント（１０６）が、当該外板セグメント（１０４）の側部に位置付けされ、前記ベースセグメント（１０６）が、前記中間セグメント（１０８）と当該外板セグメント（１０４）との間に位置付けされている、外板セグメント（１０４）をさらに備え、
前記外板セグメント（１０４）が、
前記外板セグメント（１０４）の長さ及び幅に沿って配置された複数の炭素繊維プライ（２００）であって、前記外板セグメント（１０４）の前記長さが、前記長手方向軸（Ａ）に対して平行である、複数の炭素繊維プライ（２００）を備え、
前記外板セグメント（１０４）の前記複数の炭素繊維プライ（２００）が、前記外板セグメント（１０４）の厚さの少なくとも一部を供する外板セグメント炭素繊維積層体となるよう積層され、
前記外板セグメント炭素繊維積層体が、少なくとも８つの炭素繊維プライ（２００）を備え、
前記外板セグメント炭素繊維積層体の前記複数の炭素繊維プライ（２００）が、前記長手方向軸（Ａ）に対する複数の種々の配向を備え、それにより、前記外板セグメント炭素繊維積層体の前記複数の炭素繊維プライ（２００）が、複数の種々の剛性を備え、
前記外板セグメント炭素繊維積層体の前記複数の炭素繊維プライ（２００）の前記種々の配向が、前記外板セグメント炭素繊維積層体の中間点（４００）の周りで、前記外板セグメント（１０４）の厚さにわたって自己対称的であり、前記外板セグメント炭素繊維積層体の前記中間点（４００）が、前記長手方向軸（Ａ）に対して平行である、請求項７から１２のいずれか一項に記載の複合材パネル（１００）。

条項１４
前記複合材パネルセグメント（１０４−１１０）の前記長手方向軸（Ａ）が、０度で配向され、
前記中間セグメント炭素繊維積層体の前記複数の炭素繊維プライ（２０４）、前記ベースセグメント炭素繊維積層体の前記複数の炭素繊維プライ（２０２）、及び前記外板セグメント炭素繊維積層体の前記複数の炭素繊維プライ（２００）の前記種々の配向が、前記複合材パネルセグメント（１０４−１１０）の前記長手方向軸（Ａ）に対する０度、４５度、９０度、及び−４５度を含み、
前記中間セグメント炭素繊維積層体の前記複数の炭素繊維プライ（２０４）の約４６％から約５８％が、０度で配向され、
前記上部セグメント炭素繊維積層体及び前記ベースセグメント炭素繊維積層体のそれぞれの前記複数の炭素繊維プライ（２０６、２０２）の約４０％から約４６％が、０度で配向される、条項１３に記載の複合材パネル（１００）。

条項１５
前記中間セグメント（１０８）が、平方インチ当たり約１１．４メガポンド（ｍｓｉ）から約１３．４ｍｓｉの軸弾性率、及び約０．３８から約０．５０のポアソン比を有し、
前記ベースセグメント（１０６）及び前記上部セグメント（１１０）が、それぞれ、約１０．０ｍｓｉから約１１．４ｍｓｉの軸弾性率を有し、
前記ベースセグメント（１０６）及び前記上部セグメント（１１０）が、それぞれ、約０．３６から約０．５０のポアソン比を有し、
前記外板セグメント（１０４）が、約７．７ｍｓｉから約１０．０ｍｓｉの軸弾性率を有する、条項１３又は１４に記載の複合材パネル（１００）。

条項１６
前記上部セグメント（１１０）、前記中間セグメント（１０８）、及び前記ベースセグメント（１０６）が、中実積層体の少なくとも一部を形成し、
前記中実積層体と前記外板セグメント（１０４）との間のポアソン比の不一致が、約−０．０６から約０．０６の範囲内である、条項１３から１５のいずれか一項に記載の複合材パネル（１００）。

条項１７
複合材パネル（１００）であって、
複数の補強プライ（２００−２０６）を備えた複合材パネルセグメント（１０４−１１０）であって、前記複数の補強プライ（２００−２０６）が、当該セグメント（１０４−１１０）の長さ及び幅に沿って配置され、当該複合材パネルセグメント（１０４−１１０）の前記長さが、長手方向軸（Ａ）を含む、複合材パネルセグメント（１０４−１１０）を備え、
前記複数の補強プライ（２００−２０６）が、前記複合材パネルセグメント（１０４−１１０）の厚さの少なくとも一部を供する補強プライ積層体となるよう積層され、
前記補強プライ積層体の前記複数の補強プライ（２００−２０６）が、前記長手方向軸（Ａ）に対する複数の種々の配向を備え、
前記補強プライ積層体の前記複数の補強プライ（２００−２０６）の前記種々の配向が、前記補強プライ積層体の中間点（４００、５００、６００、７００）の周りで、前記複合材パネルセグメント（１０４−１１０）の厚さにわたって自己対称的又は概ね自己対称的であり、前記中間点（４００、５００、６００、７００）が、前記長手方向軸（Ａ）に対して平行であり、前記種々の配向は、概ね自己対称的であるとき、２つ以下の炭素繊維プライ（２００−２０６）において自己対称的であることから変化する、複合材パネル（１００）。

条項１８
前記複数の補強プライ（２００−２０６）が、少なくとも１６個の補強プライ（２００−２０６）を備え、
前記複数の補強プライ（２００−２０６）の前記種々の配向が、自己対称的である、条項１７に記載の複合材パネル（１００）。

条項１９
複合材パネル（１００）を形成するための方法であって、
複合材パネルセグメント（１０４−１１０）の炭素繊維積層体を形成するために複数の炭素繊維プライ（２００−２０６）を共に積層することであって、前記炭素繊維積層体が、少なくとも１０個の炭素繊維プライ（２００−２０６）を備えている、複数の炭素繊維プライ（２００−２０６）を共に積層することと、
複数の前記炭素繊維プライ（２００−２０６）を共に接着すること
を含み、
前記複数の炭素繊維プライ（２００−２０６）が、前記複合材パネルセグメント（１０４−１１０）の長さ及び幅に沿って配置され、
前記複数の炭素繊維プライ（２００−２０６）が、前記複合材パネルセグメント（１０４−１１０）の厚さの少なくとも一部を形成し、
前記複合材パネルセグメント（１０４−１１０）の前記長さが、長手方向軸（Ａ）を含み、
前記炭素パネル積層体の各炭素繊維プライが、剛性を備え、
各炭素繊維プライの前記剛性が、各炭素繊維プライ内の炭素繊維の前記長手方向軸（Ａ）に対する配向によって決定され、
前記炭素繊維積層体の前記複数の炭素繊維プライ（２００−２０６）が、前記長手方向軸（Ａ）に対する複数の種々の配向を備え、それにより、前記炭素繊維積層体の前記複数の炭素繊維プライ（２００−２０６）が、複数の種々の剛性を備え、
前記炭素繊維積層体の前記複数の炭素繊維プライ（２００−２０６）の前記種々の配向が、前記炭素繊維積層体の中間点（４００、５００、６００、７００）の周りで、前記複合材パネルセグメント（１０４−１１０）の厚さにわたって自己対称的又は概ね自己対称的であり、
前記中間点（４００、５００、６００、７００）が、前記長手方向軸（Ａ）に対して平行であり、前記種々の配向は、概ね自己対称的であるとき、２つ以下の炭素繊維プライ（２００−２０６）において自己対称的であることから変化する、方法。

条項２０
前記複合材パネルセグメント（１０４−１１０）の前記長手方向軸（Ａ）を０度に配向することと、
前記複数の炭素繊維プライ（２００−２０６）の各炭素繊維プライを、前記長手方向軸（Ａ）に対して、０度、４５度、９０度、及び−４５度のうちの１つでの配向を有するように配向することと、
前記炭素繊維積層体の前記複数の炭素繊維プライ（２００−２０６）の前記種々の配向が、自己対称的であるように、少なくとも１０個の炭素繊維プライ（２００−２０６）を積層すること
をさらに含む、条項１９に記載の方法。

本教示の広い範囲を示す数値範囲及びパラメータは、概算であるが、特定の実施例で記載されている数値は、可能な限り正確に記載されている。しかしながら、任意の数値は、それぞれの試験的測定に見られる標準偏差から必然的に生じる特定の誤差を本質的に含んでいる。さらに、本明細書に開示されるすべての範囲が、その中に含まれる任意の及びすべての部分範囲を含むと理解するべきである。例えば、「１０未満」という範囲は、最小値０から最大値１０まで間の（及びそれらを含む）任意の及びすべての部分範囲を含むことが可能であり、つまり、任意の及びすべての部分範囲は、０以上の最小値及び１０以下の最大値（例えば、１から５）を有する。場合によっては、パラメータとして提示された数値は、負の値であってもよい。この場合、「１０未満」と記載された範囲の例示的な値として、例えば、−１、−２、−３、−１０、−２０、−３０などの負の値を想定してもよい。

本教示は、１つ又は複数の実装形態に関して例示されてきたが、添付の特許請求の範囲の精神及び範囲から逸脱することなく、例示された実施例に対して変更及び／又は修正を行うことができる。例えば、プロセスは一連の作用又は事象として説明しているが、本教示は、かかる作用又は事象の順序により限定されるわけではないことを理解されよう。一部の作用は、異なる順番で起きることがあり、且つ／又は、本明細書に記載されたものとは別の作用又は事象と同時に起きることがある。さらに、本教示の１つ又は複数の態様又は実装形態に従って方法論を実施するために、すべてのプロセス段階が必要ではないこともある。構造的構成要素及び／若しくはプロセス段階を追加してもよく、又は既存の構造的構成要素及び／若しくはプロセス段階を除去若しくは改変してもよいことを理解されよう。さらに、本明細書に記載された作用のうちの１つ又は複数は、１つ又は複数の別の作用及び／又はフェーズにおいて実行されてもよい。またさらに、「含んでいる（including）」、「含む（includes）」、「有している（having）」、「有する（has）」、「伴う（with）」、又はこれらの変形例が、詳細な説明及び特許請求の範囲のいずれかで使用されている限り、これらの用語は、「備える／含む（comprising）」という用語と同様に包括的であることが意図されている。「〜うちのの少なくとも１つ（at least one of）」という表現は、列挙されたアイテムのうちの１つ又は複数を選択できることを意味するように使用される。アイテムの列挙（例えば、Ａ及びＢ）に関連して本明細書で使用される「〜のうちの１つ又は複数の（one or more of）」という表現は、Ａのみ、Ｂのみ、又はＡとＢを意味する。さらに、本明細書の記載及び特許請求の範囲では、２つの材料に関連して使用される「上に（on）」という用語、すなわち、一方が他方の「上に」あるということは、材料間に少なくともいくらかの接触があることを意味しているが、「上方に（over）」とは、複数の材料が近接している状態で、接触は可能であるけれども必須ではないように、１つ又は複数の追加の介在材料を伴う可能性があることを意味している。「上に（on）」、「上方に（over）」のいずれも、本明細書で使用する限り、任意の方向性を示唆するわけではない。「共形（conformal）」という用語は、下層の材料の角度が共形材料によって保護されたコーティング材料のことを説明している。「約（about）」という用語は、例示している実装形態に対してプロセス又は構造の不適合が生じない限り、列挙された値に幾らか変更してもよいことを示している。最後に、「例示的な（exemplary）」とは、記載が、理想的であることを示唆するよりはむしろ、一例として使用されていることを示す。本教示の他の実装形態は、本明細書の検討及び本開示の実践により、当業者に明らかとなるであろう。本明細書及び実施例は、例示のみであると見なされるよう意図されており、本教示の真の範囲及び精神は、以下の特許請求の範囲によって示される。

本出願で使用される相対的位置に関する用語は、ワークピースの配向に関わらず、ワークピースの従来の平面又は作業面に対して平行な面に基づいて定義される。本出願で使用される「水平方向の（horizontal）」又は「横方向の（lateral）」という用語は、ワークピースの配向に関わらず、ワークピースの従来の面又は作業面に対して平行な面であると定義される。「垂直方向の（vertical）」という用語は、水平に対する直角方向のことを指す。「上に（on）」、「側（side）（例えば、「側壁」の側）」、「高い」、「低い」、「上方に（over）」、「上部（top）」、「下方に」などの用語は、ワークピースの配向に関わらず、ワークピースの上面に位置する従来の平面又は作業面に関連して定義される。

Claims (15)

1. 複合材パネル（１００）であって、
   複数の炭素繊維プライ（２００−２０６）を備えた複合材パネルセグメント（１０４−１１０）であって、前記複数の炭素繊維プライ（２００−２０６）が、当該複合材パネルセグメント（１０４−１１０）の長さ及び幅に沿って配置され、当該複合材パネルセグメント（１０４−１１０）の前記長さが、長手方向軸（Ａ）を含む、複合材パネルセグメント（１０４−１１０）を備え、
   前記複数の炭素繊維プライ（２００−２０６）が、前記複合材パネルセグメント（１０４−１１０）の厚さの少なくとも一部を供する炭素繊維積層体となるよう積層され、
   前記炭素繊維積層体が、少なくとも８つの炭素繊維プライ（２００−２０６）を備え、
   前記炭素繊維積層体の各炭素繊維プライが、剛性を備え、各炭素繊維プライの前記剛性が、各炭素繊維プライ内の炭素繊維の前記長手方向軸（Ａ）に対する配向によって決定され、
   前記炭素繊維積層体の前記複数の炭素繊維プライ（２００−２０６）が、前記長手方向軸（Ａ）に対する複数の種々の配向を備え、それにより、前記炭素繊維積層体の前記複数の炭素繊維プライ（２００−２０６）が、複数の種々の剛性を備え、
   前記炭素繊維積層体の前記複数の炭素繊維プライ（２００−２０６）の前記種々の配向が、前記炭素繊維積層体の中間点（４００、５００、６００）の周りで、前記複合材パネルセグメント（１０４−１１０）の厚さにわたって自己対称的又は概ね自己対称的であり、前記中間点（４００、５００、６００）が前記長手方向軸（Ａ）に対して平行であり、前記種々の配向は、概ね自己対称的であるとき、２つ以下の炭素繊維プライ（２００−２０６）において自己対称的であることから変化する、複合材パネル（１００）。
2. 前記複合材パネルセグメント（１０４−１１０）の前記長手方向軸（Ａ）が、０度で配向され、
   前記複数の炭素繊維プライ（２００−２０６）の前記種々の配向が、前記複合材パネルセグメント（１０４−１１０）の前記長手方向軸（Ａ）に対する０度、４５度、９０度、及び−４５度を含む、請求項１に記載の複合材パネル（１００）。
3. 前記炭素繊維積層体の前記複数の炭素繊維プライ（２００−２０６）の前記種々の配向が、前記複合材パネルセグメント（１０４−１１０）の厚さにわたって自己対称的である、請求項２に記載の複合材パネル（１００）。
4. 前記複合材パネルセグメント（１０４−１１０）が、ベースセグメント（１０６）と上部セグメント（１１０）との間に位置付けされた中間セグメント（１０８）であり、
   前記中間セグメント（１０８）が、平方インチ当たり約１１．４メガポンド（msi:megapounds per square inch）から約１３．４ｍｓｉの軸弾性率、及び約０．３８から約０．５０のポアソン比を有し、
   前記複数の炭素繊維プライ（２００−２０６）の４６％から５８％が、０度で配向される、請求項２又は３に記載の複合材パネル（１００）。
5. 前記炭素繊維積層体の前記複数の炭素繊維プライ（２００−２０６）が、複数の反復可能にグループ化された炭素繊維プライ（２００−２０６）を備え、炭素繊維プライ（２００−２０６）のそれぞれの反復可能なグループは、２回、４回、又は６回反復される、請求項１から４のいずれか一項に記載の複合材パネル（１００）。
6. 前記複合材パネルセグメント（１０４−１１０）が、中間セグメント（１０８）であり、前記炭素繊維積層体が、中間セグメント炭素繊維積層体であり、前記複合材パネル（１００）が、
   ベースセグメント（１０６）及び上部セグメント（１１０）を備え、前記中間セグメント（１０８）が、前記ベースセグメント（１０６）と前記上部セグメント（１１０）との間に位置付けされ、
   前記ベースセグメント（１０６）が、
   前記ベースセグメント（１０６）の長さ及び幅に沿って配置された複数の炭素繊維プライ（２０２）であって、前記ベースセグメント（１０６）の前記長さが、前記長手方向軸（Ａ）に対して平行である、複数の炭素繊維プライ（２０２）を備え、
   前記ベースセグメント（１０６）の前記複数の炭素繊維プライ（２０２）が、前記ベースセグメント（１０６）の厚さの少なくとも一部を供するベースセグメント炭素繊維積層体となるよう積層され、
   前記ベースセグメント炭素繊維積層体が、少なくとも１０個の炭素繊維プライ（２０２）を備え、
   前記ベースセグメント炭素繊維積層体の前記複数の炭素繊維プライ（２０２）が、前記長手方向軸（Ａ）に対する複数の種々の配向を備え、それにより、前記ベースセグメント炭素繊維積層体の前記複数の炭素繊維プライ（２０２）が、複数の種々の剛性を備え、
   前記ベースセグメント炭素繊維積層体の前記複数の炭素繊維プライ（２００−２０６）の前記種々の配向が、前記ベースセグメント炭素繊維積層体の中間点（６００）の周りで、前記ベースセグメント（１０６）の厚さにわたって自己対称的又は概ね自己対称的であり、前記ベースセグメントの前記中間点（６００）が、前記長手方向軸（Ａ）に対して平行であり、前記ベースセグメント炭素繊維積層体の前記複数の炭素繊維プライ（２００−２０６）の前記種々の配向は、概ね自己対称的であるとき、２つ以下の炭素繊維プライ（２００−２０６）において自己対称的であることから変化する、請求項１から３のいずれか一項に記載の複合材パネル（１００）。
7. 前記複合材パネルセグメント（１０４−１１０）の前記長手方向軸（Ａ）が、０度で配向され、
   前記中間セグメント炭素繊維積層体の前記複数の炭素繊維プライ（２０４）及び前記ベースセグメント炭素繊維積層体の前記複数の炭素繊維プライ（２０２）の前記種々の配向が、前記複合材パネルセグメント（１０４−１１０）の前記長手方向軸（Ａ）に対する０度、４５度、９０度、及び−４５度を含み、
   前記中間セグメント（１０８）が、平方インチ当たり約１１．４メガポンド（ｍｓｉ）から約１３．４ｍｓｉの軸弾性率を有し、
   前記ベースセグメント（１０６）及び前記上部セグメント（１１０）が、それぞれ約１０．０ｍｓｉから約１１．４ｍｓｉの軸弾性率を有し、
   前記中間セグメント（１０８）が、約０．３８から約０．５０のポアソン比を有し、
   前記ベースセグメント（１０６）及び前記上部セグメント（１１０）が、それぞれ約０．３６から約０．５０のポアソン比を有する、請求項６に記載の複合材パネル（１００）。
8. 前記上部セグメント（１１０）が、
   前記上部セグメント（１１０）の長さ及び幅に沿って配置された複数の炭素繊維プライ（２０６）であって、前記上部セグメント（１１０）の前記長さが、前記長手方向軸（Ａ）に対して平行である、複数の炭素繊維プライ（２０６）を備え、
   前記上部セグメント（１１０）の前記複数の炭素繊維プライ（２０６）が、前記上部セグメント（１１０）の厚さの少なくとも一部を供する上部セグメント炭素繊維積層体となるよう積層され、
   前記上部セグメント炭素繊維積層体が、少なくとも１０個の炭素繊維プライ（２０６）を備え、
   前記上部セグメント炭素繊維積層体の前記複数の炭素繊維プライ（２０６）が、前記長手方向軸（Ａ）に対する複数の種々の配向を備え、それにより、前記上部セグメント炭素繊維積層体の前記複数の炭素繊維プライ（２０６）が、複数の種々の剛性を備え、
   前記上部セグメント炭素繊維積層体の前記複数の炭素繊維プライ（２０６）の前記種々の配向が、前記上部セグメント炭素繊維積層体の中間点（７００）の周りで、前記上部セグメント（１１０）の厚さにわたって自己対称的又は概ね自己対称的であり、前記上部セグメント炭素繊維積層体の前記中間点（７００）が、前記長手方向軸（Ａ）に対して平行であり、前記上部セグメント炭素繊維積層体の前記複数の炭素繊維プライ（２０６）の前記種々の配向は、概ね自己対称的であるとき、２つの以下の炭素繊維プライ（２０６）において自己対称的であることから変化する、
   前記上部セグメント炭素繊維積層体の前記複数の炭素繊維プライ（２０６）が、前記ベースセグメント炭素繊維積層体の前記複数の炭素繊維プライ（２０２）に対して鏡面対称的である、請求項６又は７に記載の複合材パネル（１００）。
9. 前記上部セグメント炭素繊維積層体、前記中間セグメント炭素繊維積層体、及び前記ベースセグメント炭素繊維積層体が、前記中間セグメント炭素繊維積層体の前記中間点（５００）の周りで概ね自己対称的であり、
   前記上部セグメント炭素繊維積層体、前記中間セグメント炭素繊維積層体、及び前記ベースセグメント炭素繊維積層体が、前記複合材パネル（１００）のストリンガ（１０２）の少なくとも一部を形成する、請求項６から８のいずれか一項に記載の複合材パネル（１００）。
10. 外板セグメント（１０４）であって、前記上部セグメント（１１０）、前記中間セグメント（１０８）、及び前記ベースセグメント（１０６）が、当該外板セグメント（１０４）の側部に位置付けされ、前記ベースセグメント（１０６）が、前記中間セグメント（１０８）と当該外板セグメント（１０４）との間に位置付けされている、外板セグメント（１０４）をさらに備え、
    前記外板セグメント（１０４）が、
    前記外板セグメント（１０４）の長さ及び幅に沿って配置された複数の炭素繊維プライ（２００）であって、前記外板セグメント（１０４）の前記長さが、前記長手方向軸（Ａ）に対して平行である、複数の炭素繊維プライ（２００）を備え、
    前記外板セグメント（１０４）の前記複数の炭素繊維プライ（２００）が、前記外板セグメント（１０４）の厚さの少なくとも一部を供する外板セグメント炭素繊維積層体となるよう積層され、
    前記外板セグメント炭素繊維積層体が、少なくとも８つの炭素繊維プライ（２００）を備え、
    前記外板セグメント炭素繊維積層体の前記複数の炭素繊維プライ（２００）が、前記長手方向軸（Ａ）に対する複数の種々の配向を備え、それにより、前記外板セグメント炭素繊維積層体の前記複数の炭素繊維プライ（２００）が、複数の種々の剛性を備え、
    前記外板セグメント炭素繊維積層体の前記複数の炭素繊維プライ（２００）の前記種々の配向が、前記外板セグメント炭素繊維積層体の中間点（４００）の周りで、前記外板セグメント（１０４）の厚さにわたって自己対称的であり、前記外板セグメント炭素繊維積層体の前記中間点（４００）が、前記長手方向軸（Ａ）に対して平行である、請求項６から９のいずれか一項に記載の複合材パネル（１００）。
11. 前記複合材パネルセグメント（１０４−１１０）の前記長手方向軸（Ａ）が、０度で配向され、
    前記中間セグメント炭素繊維積層体の前記複数の炭素繊維プライ（２０４）、前記ベースセグメント炭素繊維積層体の前記複数の炭素繊維プライ（２０２）、及び前記外板セグメント炭素繊維積層体の前記複数の炭素繊維プライ（２００）の前記種々の配向が、前記複合材パネルセグメント（１０４−１１０）の前記長手方向軸（Ａ）に対する０度、４５度、９０度、及び−４５度を含み、
    前記中間セグメント炭素繊維積層体の前記複数の炭素繊維プライ（２０４）の約４６％から約５８％が、０度で配向され、
    前記上部セグメント炭素繊維積層体及び前記ベースセグメント炭素繊維積層体のそれぞれの前記複数の炭素繊維プライ（２０６、２０２）の約４０％から約４６％が、０度で配向される、請求項１０に記載の複合材パネル（１００）。
12. 前記中間セグメント（１０８）が、平方インチ当たり約１１．４メガポンド（ｍｓｉ）から約１３．４ｍｓｉの軸弾性率、及び約０．３８から約０．５０のポアソン比を有し、
    前記ベースセグメント（１０６）及び前記上部セグメント（１１０）が、それぞれ、約１０．０ｍｓｉから約１１．４ｍｓｉの軸弾性率を有し、
    前記ベースセグメント（１０６）及び前記上部セグメント（１１０）が、それぞれ、約０．３６から約０．５０のポアソン比を有し、
    前記外板セグメント（１０４）が、約７．７ｍｓｉから約１０．０ｍｓｉの軸弾性率を有する、請求項１０又は１１に記載の複合材パネル（１００）。
13. 前記上部セグメント（１１０）、前記中間セグメント（１０８）、及び前記ベースセグメント（１０６）が、中実積層体の少なくとも一部を形成し、
    前記中実積層体と前記外板セグメント（１０４）との間のポアソン比の不一致が、約−０．０６から約０．０６の範囲内である、請求項１０から１２のいずれか一項に記載の複合材パネル（１００）。
14. 複合材パネル（１００）を形成するための方法であって、
    複合材パネルセグメント（１０４−１１０）の炭素繊維積層体を形成するために複数の炭素繊維プライ（２００−２０６）を共に積層することであって、前記炭素繊維積層体が、少なくとも１０個の炭素繊維プライ（２００−２０６）を備えている、複数の炭素繊維プライ（２００−２０６）を共に積層することと、
    複数の前記炭素繊維プライ（２００−２０６）を共に接着すること
    を含み、
    前記複数の炭素繊維プライ（２００−２０６）が、前記複合材パネルセグメント（１０４−１１０）の長さ及び幅に沿って配置され、
    前記複数の炭素繊維プライ（２００−２０６）が、前記複合材パネルセグメント（１０４−１１０）の厚さの少なくとも一部を形成し、
    前記複合材パネルセグメント（１０４−１１０）の前記長さが、長手方向軸（Ａ）を含み、
    前記炭素繊維積層体の各炭素繊維プライが、剛性を備え、
    各炭素繊維プライの前記剛性が、各炭素繊維プライ内の炭素繊維の前記長手方向軸（Ａ）に対する配向によって決定され、
    前記炭素繊維積層体の前記複数の炭素繊維プライ（２００−２０６）が、前記長手方向軸（Ａ）に対する複数の種々の配向を備え、それにより、前記炭素繊維積層体の前記複数の炭素繊維プライ（２００−２０６）が、複数の種々の剛性を備え、
    前記炭素繊維積層体の前記複数の炭素繊維プライ（２００−２０６）の前記種々の配向が、前記炭素繊維積層体の中間点（４００、５００、６００、７００）の周りで、前記複合材パネルセグメント（１０４−１１０）の厚さにわたって自己対称的又は概ね自己対称的であり、
    前記中間点（４００、５００、６００、７００）が、前記長手方向軸（Ａ）に対して平行であり、
    前記種々の配向は、概ね自己対称的であるとき、２つ以下の炭素繊維プライ（２００−２０６）において自己対称的であることから変化する、方法。
15. 前記複合材パネルセグメント（１０４−１１０）の前記長手方向軸（Ａ）を０度に配向することと、
    前記複数の炭素繊維プライ（２００−２０６）の各炭素繊維プライを、前記長手方向軸（Ａ）に対して、０度、４５度、９０度、及び−４５度のうちの１つでの配向を有するように配向することと、
    前記炭素繊維積層体の前記複数の炭素繊維プライ（２００−２０６）の前記種々の配向が、自己対称的であるように、少なくとも１０個の炭素繊維プライ（２００−２０６）を積層すること
    をさらに含む、請求項１４に記載の方法。

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