JP2022115082A - 航空機における中央ウィングボックスと隔壁とを接続するための接合部 - Google Patents

Abstract

【課題】工場内のスペースや組み立てコストを削減できる、中央ウィングボックスと胴体の迅速な接続を提供する。【解決手段】航空機の隔壁３０に中央ウィングボックス２０を接続するための接合部４０は、可撓性アングル部材を含み、当該可撓性アングル部材は、前記中央ウィングボックス２０に接触及び接続するように形成された第１セクションと、前記隔壁３０のデッキ３１の第１面に接触及び接続するように形成された第２セクションと、前記第１セクションと前記第２セクションとの間に配置された中間丸み付けコーナーと、を含む。前記中央ウィングボックス２０には、第１支持部材が取り付けられ、当該第１支持部材により、前記可撓性アングル部材の前記第２セクションの第１面が支持される。前記隔壁３０のウェブ３３には、第２支持部材が取り付けられ、当該第２支持部材により、前記可撓性アングル部材の前記第２セクションの第２面が支持される。【選択図】図３

Description

本開示は、概して、航空機の分野に関し、具体的には、航空機のセクション間の接続に関する。

航空機は、翼間に配置されるともに、これらの翼に接続された中央ウィングボックスを含みうる。中央ウィングボックスは、飛行中には翼からの空力により、また、航空機が地上にあるときには翼自体の重量、及び翼内に貯留された燃料の重量により、張力、圧縮力、せん断力、及び捻り力などの応力を受ける。また、中央ウィングボックスは、翼からの力を胴体に伝達する。

航空機は、モジュール方式で製造することができる。航空機の複数の異なる部品は、個々に製造され、その後、これらの部品が集められて組み立てられる。例えば、翼アセンブリは、胴体とは別に製造することができる。組み立て工程においては、ほぼ完成した胴体を全て完成した翼上に降下させた後、これらを互いに接合する。これにより、生産速度を高めるとともに、工場内のスペースや組み立てコストを削減することができる。このモジュール方式では、中央ウィングボックスと胴体とを適切に接続するための安全な接続部が求められる。

一態様は、航空機において、ウェブ及びデッキを含む隔壁に中央ウィングボックスを接続するための接合部に関連する。当該接合部は、可撓性アングル部材を含み、当該可撓性アングル部材は、前記中央ウィングボックス及び前記隔壁のうちの一方に接触及び接続するように形成された第１セクションと、前記隔壁の前記デッキの第１面に接触及び接続するように形成された第２セクションと、前記第１セクションと前記第２セクションとの間に配置された中間丸み付けコーナーと、を含む。前記中央ウィングボックスには、第１ピンで第１支持部材が取り付けられる。前記隔壁の前記ウェブには、第２ピンで第２支持部材が取り付けられる。前記第１支持部材及び前記第２支持部材のうちの一方は、前記可撓性アングル部材の前記第２セクションを支持する。前記第１支持部材は、前記隔壁の前記デッキの第１面に配置され、前記第２支持部材は、前記デッキにおける反対側の第２面に配置される。

他の態様において、前記第１支持部材は、前記可撓性アングル部材の前記第２セクションを支持し、前記第１ピンは、前記可撓性アングル部材の前記中間丸み付けコーナーの半径の中心と一致する。

他の態様において、前記第２支持部材は、前記可撓性アングル部材の前記第２セクションを支持し、前記第２ピンは、前記隔壁の前記ウェブと前記デッキとの交差部分に位置する前記丸み付けコーナーの半径の中心と一致する点に配置される。

他の態様において、前記中央ウィングボックスには支持フィッティングが取り付けられ、前記第１支持部材は、前記第１ピンで前記支持フィッティングに取り付けられる。前記隔壁の前記ウェブには、補強部材が取り付けられ、前記第２支持部材は、前記第２ピンで前記補強部材に取り付けられる。

他の態様において、前記第１支持部材及び前記第２支持部材は、対向するクレビスを有するラグを含み、前記支持フィッティング及び前記補強部材は前記クレビス間に配置される。

他の態様において、前記可撓性アングル部材は、繊維強化複合材料及び金属材料のうちの一方で作製される。

他の態様において、コーナーフィッティングが、前記可撓性アングル部材から横方向にオフセット配置される。前記コーナーフィッティングは、前記中央ウィングボックスと前記隔壁との交差部分にフィットする角度で配向される第１セクション及び第２セクションを含み、前記可撓性アングル部材とは異なる構成を有しており、前記可撓性アングル部材よりも可撓性が低い。

他の態様において、前記可撓性アングル部材は、前記中央ウィングボックスに接触及び接続する第１可撓性アングル部材であり、前記接合部は、前記隔壁の前記ウェブ及び前記デッキに接触及び接続する第２可撓性アングル部材をさらに含む。

他の態様において、前記第１支持部材及び前記第２支持部材は、対で配向され、前記対の各々の前記第１支持部材及び前記第２支持部材は、水平デッキの両面で重なる。

一態様は、航空機に関連する。当該航空機は、胴体と、前記胴体内に配置された中央ウィングボックス、及び前記胴体の両側から外方に延びる翼を含む翼アセンブリと、前記胴体内に配置されるとともに、ウェブ及びデッキを含む隔壁と、前記隔壁に前記中央ウィングボックスを接続する接合部と、を含む。当該接合部は、前記中央ウィングボックス及び前記隔壁のうちの一方に接続する第１セクション、前記隔壁の前記デッキの全体に延びる第２セクション、及び前記第１セクションと前記第２セクションとの間に配置された中間コーナーを含む可撓性アングル部材と、前記デッキの第１面において前記胴体の幅全体にわたって間隔を空けて配置される第１支持部材と、前記デッキにおける反対側の第２面において前記胴体の幅全体にわたって間隔を空けて配置される第２支持部材と、を含み、前記第１支持部材及び前記第２支持部材のうちの一方は、前記可撓性アングル部材の前記第２セクションに接触する。

他の態様において、前記第１支持部材は、前記第２セクションを支持し、前記コーナーの半径の中心に位置するピンで前記中央ウィングボックスに取り付けられる。

他の態様において、前記第２支持部材は、前記第２セクションを支持し、前記コーナーの半径の中心に位置するピンで前記ウェブに取り付けられる。

他の態様において、前記第１支持部材及び前記第２支持部材は、前記胴体の幅に沿って対で配向され、前記対の各々の前記第１支持部材及び前記第２支持部材は、前記デッキの両面で重なる。

他の態様において、前記可撓性アングル部材は、前記中央ウィングボックスに取り付けられる第１可撓性アングル部材であり、前記航空機は、第２可撓性アングル部材をさらに含み、当該第２可撓性アングル部材は、前記ウェブに取り付けられる第１セクションと、前記デッキの全体にわたって配置される第２セクションと、丸み付け中間コーナーと、を含む。

他の態様において、前記可撓性アングル部材は、前記胴体の中央セクションに沿って配置され、前記航空機は、前記可撓性アングル部材から横方向にオフセット配置されるとともに当該可撓性アングル部材の両側に設けられた傾斜コーナーフィッティングをさらに含み、前記傾斜コーナーフィッティングは、前記中央ウィングボックス及び前記隔壁の前記デッキに接触するような角度形状を有するとともに、前記可撓性アングル部材とは異なる構成を有し、前記可撓性アングル部材よりも可撓性が低い。

他の態様において、前記可撓性アングル部材は、前記中央ウィングボックスに接続された第１可撓性アングル部材であり、前記航空機は、１つ以上の追加の可撓性アングル部材をさらに含み、当該追加の可撓性アングル部材は、前記中央ウィングボックスに接続された第１セクションと、前記中央ウィングボックスから外方に延びるとともに前記隔壁の前記デッキ全体に延びる第２セクションと、中間コーナーと、を含む。

一態様は、航空機の隔壁に中央ウィングボックスを接続するための方法に関連する。当該方法は、前記中央ウィングボックスと前記隔壁との交差部分に可撓性アングル部材の中間丸み付けコーナーを配置することと、前記中央ウィングボックスに前記可撓性アングル部材の第１セクションを接続することと、前記隔壁に前記可撓性アングル部材の第２セクションを接続することと、前記中央ウィングボックスに第１支持部材を接続し、前記可撓性アングル部材の前記第２セクションの第１面に接触させることと、前記隔壁に第２支持部材を接続し、前記隔壁の両側において前記第１支持部材及び前記第２支持部材を重ね合わせることと、を含む。

他の態様において、前記方法は、前記丸み付けコーナーの半径の中心に配置された第１ピンを使用して、前記中央ウィングボックスに前記第１支持部材を接続することを含む。

他の態様において、前記可撓性アングル部材は、第１可撓性アングル部材であり、前記隔壁の第１セクションに第２可撓性アングル部材の第１セクションを接続することと、前記隔壁の第２セクションに前記第２可撓性アングル部材の第２セクションを接続することと、前記第１セクションと前記第２セクションとの間に位置する前記第２可撓性アングル部材の丸み付けコーナーを、前記隔壁の前記第１セクションと前記第２セクションとの交差部分に配置することと、前記丸み付けコーナーの半径と一致するピンで、前記隔壁に前記第２支持部材を接続することと、をさらに含む。

他の態様において、前記方法は、前記可撓性アングル部材の第１側部において、前記中央ウィングボックスに第１コーナーフィッティングを取り付けることと、前記可撓性アングル部材の第２側部において、前記中央ウィングボックスに第２コーナーフィッティングを取り付けることと、を含み、前記第１コーナーフィッティング及び前記第２コーナーフィッティングは、前記可撓性アングル部材に接触する。

上述した特徴、機能、及び利点は、様々な態様において個別に達成可能であり、また、さらに別の態様と組み合わせることも可能である。その詳細は、以下の説明及び図面を参照すれば明らかであろう。

航空機を示す斜視図である。 航空機の胴体を示す側方概略図である。 航空機の胴体内において、接合部で隔壁に取り付けられた中央ウィングボックスを示す部分斜視図である。 中央ウィングボックスと隔壁とを接続する接合部を示す部分斜視図である。 中央ウィングボックスと隔壁とを接続する接合部を示す側面図である。 前方可撓性アングル部材を示す概略側面図である。 中央ウィングボックスと隔壁とを接続する接合部を示す部分斜視図である。 後方可撓性アングル部材を示す斜視概略図である。 前方可撓性アングル部材を示す概略側面図である。 中央ウィングボックスと隔壁とを接続する接合部を示す部分斜視図である。 支持部材と、補強部材又は支持フィッティングとの接続部を示す概略図である。 航空機の隔壁に中央ウィングボックスを接続するための方法を示すフロー図である。

図１に示すように、航空機１００は、機首１０９及び尾部１０８を有する胴体１０１を含む。翼アセンブリ１０２は、対向する翼１０３の間に配置されるとともにこれらの翼を支持する中央ウィングボックス２０を含む。翼１０３には、飛行中に航空機に動力を供給するためのエンジン１０５が取り付けられている。中央ウィングボックス２０は、胴体１０１内に配置され、翼アセンブリ１０２と胴体１０１とを機能的に接合する。

図２は、明瞭化のために翼１０３を取り外した状態の胴体１０１を示す側方概略図である。胴体１０１は、尾部１０８と機首１０９との間に延びる長さＬの細長形状を有する。図２に示す例においては、胴体１０１は、上部分１１０と下部分１１１とに分かれている。上部分１１０は、フロア１０４を有するキャビン領域１０６を含む。上部分１１０は、限定するものではないが、座席、頭上収納部、化粧室、及び他の様々な設備などの、乗客を輸送するための様々なコンポーネントを含む。

下部分１１１は、上部分１１０のフロア１０４よりも下側に配置されている。下部分１１１は、胴体１０１の右側又は左側のいずれかに貨物を保持するための前方貨物デッキ１１２を含む。中央ウィングボックス２０は、前方貨物デッキ１１２の後方に配置されている。中央ウィングボックス２０は、前方貨物デッキ１１２の後方に配置された接合部４０で隔壁３０に接続されている。主脚ホイール格納部１１３は、中央ウィングボックス２０のすぐ後方に配置されている。後方貨物収容部又は後方貨物デッキを含む下側後方貨物室１１４は、主脚ホイール格納部１１３の後方に配置されている。

航空機の設計において、中央ウィングボックス２０から隔壁３０をオフセット配置することにより、航空機１００を個々のアセンブリで製造する場合に組み立て処理を容易に行うことができる。このオフセット配置においては、ほぼ完成した胴体１０１を全て完成した翼アセンブリ１０２上に降下させたときに、翼と本体との接合を迅速に行うことができる。これにより、他の設計の場合と比較して、生産速度を高めることができる。

例示的な実施形態において、航空機１００は、上部分１１０が乗客及び飛行乗務員用に構成され、下部分１１１が貨物収納及び航空機材用に構成された民間航空機である。中央ウィングボックス２０と隔壁３０とを接続する接合部４０は、限定するものではないが、様々な民間航空機及び非民間航空機を含む、他の様々な航空機に使用することができる。これらの航空機１００は、貨物及び／又は乗客を収容するために同じ又は異なる構成を含みうる。

図３は、中央ウィングボックス２０の前部分を示している。胴体１０１の外板は、明瞭化のために取り外されている。中央ウィングボックス２０は、胴体１０１の幅Ｗを横切って延びる前翼桁２１などの翼桁を含む。翼上ビーム２３は、幅Ｗ全体にわたって間隔を空けて配置されるとともに、前翼桁２１に対して実質的に垂直に並んでいる。中央ウィングボックス２０はまた、上側外板及び下側外板（図示略）を含む。なお、外板にストリンガ（図示略）を取り付けることにより、さらに機械的な支持を行うことができる。

隔壁３０は、胴体１０１の幅Ｗ全体にわたって配置されている。図３に示す例において、隔壁３０は、胴体１０１の底部１１５に配置されている。他の例において、隔壁３０は、胴体１０１の底部１１５に対する高さが異なっていてもよい。中央ウィングボックス２０は、様々なサイズとすることが可能であり、胴体１０１内の様々な位置に配置することができる。一例において、中央ウィングボックス２０及び隔壁３０は、両方とも胴体１０１の下部分１１１に含まれる。図３の例に示すように、隔壁３０の高さは制限されており、当該隔壁３０の頂部１１６が中央ウィングボックス２０の頂部よりも下方に位置する。これにより、隔壁３０の頂部１１６が、前翼桁２１に沿って配置される。

隔壁３０は、胴体１０１の実質的に丸みを帯びた断面形状に一致する曲線形状のパネル３２を含む。水平デッキ３１が、幅Ｗの全体に延びる翼弦を形成しており、パネル３２の両側に取り付けられている。隔壁３０はまた、水平デッキ３１と下側のパネル３２との間に延在するウェブ３３を有する垂直壁を含む。一例において、パネル３２は、胴体１０１内で実質的に垂直に配向されている。パネル３２の強度を上げるために、当該パネルには水平補強部材３４が取り付けられる。

図４、図４Ａ、及び図５に示すように、隔壁３０には、前方可撓性アングル部材８５が配置されている。前方可撓性アングル部材８５は、第１セクション８７と、第２セクション８６と、中間丸み付けコーナー３８とを含む。コーナー３８は、半径Ｒ１の丸みを帯びた形状を有する。図５に示す例において、前方可撓性アングル部材８５は、隔壁３０とは分離しており、実質的に平らであって水平デッキ３１上に配置される第１セクション８７と、実質的に平らであってウェブ３３上に配置される第２セクション８６と、丸み付けコーナー３８とを含む。前方可撓性アングル部材８５は、単一の部品であってもよいし、互いに一体的に取り付けられた２つ以上の部品で形成されてもよい。他の例において、第１セクション８７及び第２セクション８６のうちの一方又は両方は、隔壁３０の一部で形成され、例えば、限定するものではないが、第１セクションは水平デッキ３１で形成され、第２セクションはウェブ３３で形成される。

前方可撓性アングル部材８５のコーナー３８は、中心点Ｃから延びる半径Ｒ１を有する。丸み付けコーナー３８により、約８５°～約９５°の範囲内の角度βで第１セクション８７及び第２セクション８６が配置される。一例において、角度βは９０°である。

隔壁３０は、ウェブ３３に取り付けられるとともに当該ウェブを支持する垂直補強部材３６をさらに含む。補強部材３６は、限定するものではないが、機械式ファスナ、接着剤、及びこれらの組み合わせなどの様々な方法でウェブ３３に取り付けられる。垂直補強部材３６は、限定するものではないが、アルミニウムやチタンなどの様々な材料で作製することができる。

隔壁３０には、水平デッキ３１を支持するための支持部材６０が取り付けられている。支持部材６０の各々は、ピン６２で、垂直補強部材３６に取り付けられている。ピン６２は、丸み付けコーナー３８の半径Ｒ１の中心点Ｃと一致する。支持部材６０は、接触縁６１をさらに含み、当該接触縁は、水平デッキ３１に接触してこれを支持するものであり、当該水平デッキの下側に配置されている。一例において、接触縁６１は平らである。他の例において、接触縁６１は、異なる形状を有する。

図９に示す例において、支持部材６０は、ラグ（lug）７９として形成され、当該ラグは、垂直補強部材３６の端部を受容するよう寸法が決められた一対の互いに離間するクレビス（clevis）７７、７８を有する。上記ピンは、各クレビス７７、７８及び垂直補強部材３６を貫通している。他の例において、支持部材６０は、垂直補強部材３６の片側に接触及び接続する単一のセクションを含む。図６に示すように、垂直補強部材３６及び支持部材６０は、隔壁３０の幅全体にわたって散在している。図６に示す例において、間隔は、隔壁３０の幅全体にわたって等しい。

前翼桁２１には第２可撓性アングル部材５０が取り付けられており、当該前翼桁から外方に延びている。図７及び図７Ａは、第１セクション５１と、第２セクション５２と、中間丸み付けコーナー５３と、を含む可撓性アングル部材５０を概略的に示す。第１セクション５１及び第２セクション５２は、両方とも実質的に平らであり、丸み付けコーナー５３は、半径Ｒ２を有する。第１セクション５１及び第２セクション５２は、約８５°～約９５°の範囲内の角度αで配置される。可撓性アングル部材５０は、対向する端部５４と端部５５との間で測定される長さＬ１を有する。図３に示す例において、長さＬ１は、胴体１０１の下部分の幅Ｗの全体にわたって延びる寸法である。図４Ａに示す例において、後方の可撓性アングル部材５０は、中央ウィングボックス２０から分離している。後方の可撓性アングル部材５０は、中央ウィングボックス２０に対して配置された第１セクション５１と、水平デッキ３１上に配置された第２セクション５２と、中央ウィングボックス２０の前翼桁２１と水平デッキ３１との交点に配置された丸み付けコーナー５３と、を含む。前方可撓性アングル部材８５は、単一の部品であってもよいし、互いに一体的に取り付けられた２つ以上の部品で形成されてもよい。他の例において、第１セクション５１及び第２セクション５２のうちの一方又は両方は、これらのコンポーネントの一部で形成され、例えば、限定するものではないが、第１セクション５１は前翼桁２１で形成され、第２セクション５２は水平デッキ３１で形成される。

一例において、可撓性アングル部材５０は、単一の部品で作製された第１セクション、第２セクション、及びコーナー５３を含む。他の例において、可撓性アングル部材５０は、互いに接続された２つ以上の異なる部品で作製される。

一例において、可撓性アングル部材５０、８５のうちの一方又は両方は、炭素繊維強化ポリマー（ＣＦＲＰ）材料などの繊維強化複合材料又は金属材料で作製される。繊維強化複合材料は、追加的又は代替的に、繊維強化ポリマー又は繊維強化プラスチックとして説明又は記載する場合がある。本明細書において、繊維強化複合材料は、例えば（限定するものではないが）炭素繊維、ボロン繊維、パラ系アラミド（例えば、Ｋｅｖｌａｒ（登録商標））繊維などの繊維や他の繊維とともに、少なくともエポキシ材料、他のポリマー材料、又は結合材料を含む。他の例において、可撓性アングル部材５０は、金属及び／又は金属合金で作製される。

可撓性アングル部材５０、８５のうちの一方又は両方に対して炭素繊維材料を使用することにより、金属材料と比較して、腐食及び疲労亀裂を低減することができる。一例において、航空機の設計は、上部分１１０における大型のキャビン領域１０６に対応するために、幅の広い胴体１０１を含む。一例において、キャビン領域１０６は、２つの通路、及び各列における３組の座席に対応する幅を有する。胴体断面を広くすると、胴体１０１に対する翼１０３の相対横変位が著しく大きくなる。この場合、金属製の可撓性アングル部材５０を含む設計は、当該可撓性アングル部材に生じる歪みが大きくなるため、困難である。また、炭素繊維材料は、航空機１００のこのエリアに蓄積して他の材料を腐食させうる湿気に対する曝露が可能である。さらに、炭素繊維は、航空機１００の動作中に生じる著しい繰り返し負荷に対して、より適切に対応することができる。炭素繊維は、疲労亀裂が発生しにくい。さらに、接合部４０の位置により、航空機１００が組み立てられた後のアクセスが困難になるため、課題を最小限に抑える設計上の配慮が求められる。

図８は、接合部４０で取り付けられた可撓性アングル部材５０を示す。各可撓性アングル部材５０は、その第１セクション５１が前翼桁２１に配置され、これに取り付けられている。第２セクション５２は、隔壁３０の水平デッキ３１に配置され、これに重なっている。第１セクション５１及び第２セクション５２は、１つ以上の機械式ファスナ及び接着剤によって取り付けられている。一例において、第２セクション５２は、前方可撓性アングル部材８５の第１セクション８７と重なっている。

支持フィッティング５６は、可撓性アングル部材５０の第１セクション５１、及び前翼桁２１上に延びており、これらに対して接着剤及び／又は機械式ファスナで固定されている。一例において、支持フィッティング５６は、Ｔ形状であり、前翼桁２１及び第１セクション５１に接触する頂部材と、外側に延びるブレース（brace）とを含む。支持フィッティング５６には支持部材７０が取り付けられている。

支持部材７０は、可撓性アングル部材５０の第２セクション５２に配置され、これに取り付けられている。支持部材７０は、第２セクション５２と水平デッキ３１又は第１セクション８７とに接触する接触縁７１を含む。上記取り付けは、１つ以上の機械式ファスナ及び接着剤によって実現することができる。支持部材７０は、第２セクション５２を越えて外方に延び、水平デッキ３１上に到達する長さを有する。図９に示す例において、支持部材７０は、互いに離間するクレビス７７及び７８を有するラグ７９を含み、支持フィッティング５６を受容する。図７Ａに示すように、ピン７２は、可撓性アングル部材５０の丸み付けコーナー５３の半径Ｒ２の中心Ｃと一致している。

ピン７２をコーナー５３に配置することにより、可撓性アングル部材５０の曲がりを最小限に抑えることができる。これにより、半径Ｒ２における層間応力及び積層曲げ歪み（laminate bending strain）を、炭素繊維構造物において許容可能なレベルまで低減することができる。

水平デッキ３１及び／又は可撓性アングル部材８５の第１セクション８７には補強部材８０が取り付けられている。補強部材８０は、支持部材７０に対して実質的に垂直に配向されている。補強部材８０は、水平デッキ３１の座屈を防止するために支持を行う。水平デッキ３１（図４Ａを参照）の下側には、１つ以上の補強部材８０が追加的に取り付けられている。

図４及び図４Ａに示すように、支持部材６０、７０は、可撓性アングル部材５０、８５の長さ全体にわたって対で配向されている。各対は、隔壁３０の水平デッキ３１の第１面における支持部材７０と、当該水平デッキ３１における反対側の第２面における支持部材６０と、を含む。各対は、可撓性アングル部材５０、８５の全体にわたって様々な間隔で配置することができる。また、支持部材６０、７０の長さは、互いに重なり合うような長さとなっている。すなわち、各支持部材６０、７０の遠位セクションは、隔壁３０の水平デッキ３１の両面で重なり合っている。これにより、隔壁３０をさらに支持することができる。

可撓性アングル部材５０及び支持部材６０、７０によって形成される接合部４０は、いずれも、中央ウィングボックス２０と前方貨物デッキ１１２との間の圧力差を封じる圧力シールを形成するよう構成されている。一例において、中央ウィングボックス２０は、主脚ホイール格納部１１３と連絡しており、第１レベルの圧力を受けるが、前方貨物デッキ１１２は、これとは異なる第２レベルの圧力を有する。一例において、前方貨物デッキ１１２は、飛行中に加圧される。接合部４０は、さらに、隔壁３０及び／又は胴体１０１に対する中央ウィングボックス２０の動きに対応するために、せん断力の連続負荷経路を形成するよう構成されている。さらに、接合部４０は、胴体１０１に対して翼アセンブリ１０２を撓ませることができる。可撓性を有する接合部４０は、動作に抵抗して航空機１００に重量を加えうる剛性構造と比較して軽量である。

一例において、可撓性アングル部材５０は、幅全体にわたって延在する単一の部品である。他の例において、可撓性アングル部材５０は、各々が幅の一部にわたって延在する２つ以上の別個の部品で作製される。これらの別個の部品は、一緒に組み合わされると、幅全体にわたって延びて、接合部４０を形成する。

一例において、接合部４０は、後方の可撓性アングル部材５０と、前方の可撓性アングル部材８５の両方を含む。他の例において、接合部は、単一の可撓性アングル部材のみ（すなわち、後方可撓性アングル部材５０又は前方可撓性アングル部材８５のうちの一方のみ）を含む。

図３に示すように、可撓性アングル部材５０は、胴体１０１の中央セクションに配置されている。一例において、可撓性アングル部材５０は、幅Ｗに沿って中央に配置されている。可撓性アングル部材５０の両側にはコーナーフィッティング９０が配置されている。コーナーフィッティング９０は、可撓性アングル部材５０をさらに支持する。コーナーフィッティング９０は、中央ウィングボックス２０と水平デッキ３１との間の実質的なせん断接合を実現する。

図８に最もよく示すように、コーナーフィッティング９０は、前翼桁２１に接触する第１セクション９１と、隔壁３０のパネル３２に接触する第２セクション９２と、を含む角度形状を有する。コーナー９３は、第１セクション９１と第２セクション９２との間に配置されており、前翼桁２１とパネル３２との交差部分に設けられている。コーナーフィッティング９０は、第１セクション９１及び第２セクション９２が約８５°～９５°の範囲内の角度で配向された角度形状を有する。コーナーフィッティング９０は、可撓性アングル部材５０とは異なる構成を有しており、当該可撓性アングル部材５０よりも可撓性が低い。一例において、コーナーフィッティング９０は、チタン又はアルミニウムで作製される。コーナーフィッティング９０は、機械式ファスナ及び接着剤のうちの１つ又は複数を使用して、他の構造体に取り付けられる。

１つ以上の支持部材７０は、前翼桁２１に接続されており、コーナーフィッティング９０に配置されている。支持部材７０は、ピン７２により支持フィッティング５６に接続されており、第２セクション９２及び水平デッキ３１の各々に延在及び接続する長さを有する。同様に、１つ以上の支持部材６０は、ピン６２により隔壁３０のウェブ３３に接続される。支持部材６０は、水平デッキ３１の第２面において、ウェブ３３から外方に延びている。一例において、コーナーフィッティング９０と位置合わせされた支持部材６０、７０は、対で並べられている。

一例において、コーナーフィッティング９０は、さらに、可撓性アングル部材８５を支持するために、隔壁３０に対して配置される。

図１０は、航空機１００の隔壁３０に対して中央ウィングボックス２０を接続するための方法を示す。上記方法は、中央ウィングボックス２０と隔壁との交差部分に可撓性アングル部材５０の丸み付け中間コーナー５３を配置することを含む（ブロック１６０）。上記方法は、可撓性アングル部材５０の第１セクション５１を中央ウィングボックス２０に接続することと（ブロック１６１）、可撓性アングル部材５０の第２セクション５２を隔壁３０に接続することと（ブロック１６２）、を含む。中央ウィングボックス２０に第１支持部材７０が接続される（ブロック１６３）。第１支持部材７０は、可撓性アングル部材５０の第２セクション５２の第１面を支持する。隔壁３０には第２支持部材６０が接続される（ブロック１６４）。第２支持部材６０は、第２セクション５２における反対側の第２面を支持する。

上述した設計においては、低い隔壁３０に中央ウィングボックス２０を接続する接合部４０を使用することにより、ほぼ完成した胴体１０１を全て完成した翼アセンブリ１０２に降下させて、翼と胴体との接合を迅速に行うことができる。これにより、生産速度を高めることができ、また、工場内のスペースや組み立てコストを削減することができる。この設計はまた、翼と胴体にかかる負荷を切り離すことにより、前翼桁２１においてこれらが独立して変形することを可能にする。さらに、翼と胴体とを共に移動させる構造は高価でメンテナンスに問題が生じうるが、上記設計はこのような構造を採用しないため、コスト及び重量の問題を改善することができる。

装置１０は、様々な航空機１００に使用することができる。航空機１００は、限定するものではないが、有人航空機、無人航空機、有人宇宙船、無人宇宙船、有人回転翼機、無人回転翼機、人工衛星、ロケット、ミサイル、又はこれらの組み合わせを含む。

量や測定値に対する「実質的に」なる用語は、記載された特性、パラメータ、又は値を必ずしも正確に達成する必要がないことを意味する。むしろ、例えば、当業者に知られた許容差、測定誤差、測定精度限界、及びその他の要因などを含むズレや変動は、その特性により達成しようとする効果を妨げない程度に生じる可能性がある。

本発明は、その本質的な特徴から逸脱することなく、本明細書に具体的に記載される以外の方法で実現することができる。本開示の実施形態は、あらゆる点において、例示であって限定であると解釈されるべきではない。また、本願の請求項の意味及び均等物の範囲における全ての変更は、請求の範囲に包含される。

Claims (20)

1. 航空機において、ウェブ及びデッキを含む隔壁に中央ウィングボックスを接続するための接合部であって、
   前記中央ウィングボックス及び前記隔壁のうちの一方に接触及び接続するように形成された第１セクション、前記隔壁の前記デッキの第１面に接触及び接続するように形成された第２セクション、及び、前記第１セクションと前記第２セクションとの間に配置された中間丸み付けコーナーを含む可撓性アングル部材と、
   第１ピンで前記中央ウィングボックスに取り付けられる第１支持部材と、
   第２ピンで前記隔壁の前記ウェブに取り付けられる第２支持部材と、を含み、
   前記第１支持部材及び前記第２支持部材のうちの一方は、前記可撓性アングル部材の前記第２セクションを支持し、
   前記第１支持部材は、前記隔壁の前記デッキの第１面に配置され、前記第２支持部材は、前記デッキにおける反対側の第２面に配置される、接合部。
2. 前記第１支持部材は、前記可撓性アングル部材の前記第２セクションを支持し、前記第１ピンは、前記可撓性アングル部材の前記中間丸み付けコーナーの半径の中心と一致する、請求項１に記載の接合部。
3. 前記第２支持部材は、前記可撓性アングル部材の前記第２セクションを支持し、前記第２ピンは、前記隔壁の前記ウェブと前記デッキとの交差部分に位置する前記丸み付けコーナーの半径の中心と一致する点に配置される、請求項２に記載の接合部。
4. 支持フィッティングと補強部材とをさらに含み、
   前記支持フィッティングは、前記中央ウィングボックスに取り付けられ、前記第１支持部材は、前記第１ピンで前記支持フィッティングに取り付けられ、
   前記補強部材は、前記隔壁の前記ウェブに取り付けられ、前記第２支持部材は、前記第２ピンで前記補強部材に取り付けられる、請求項１～３のいずれか１つに記載の接合部。
5. 前記第１支持部材及び前記第２支持部材は、対向するクレビスを有するラグを含み、前記支持フィッティング及び前記補強部材は前記クレビス間に配置される、請求項４に記載の接合部。
6. 前記可撓性アングル部材は、繊維強化複合材料及び金属材料のうちの一方で作製される、請求項１～５のいずれか１つに記載の接合部。
7. コーナーフィッティングをさらに含み、当該コーナーフィッティングは、前記可撓性アングル部材から横方向にオフセット配置されるとともに、前記中央ウィングボックスと前記隔壁との交差部分にフィットする角度で配向される第１セクション及び第２セクションを含み、前記コーナーフィッティングは、前記可撓性アングル部材とは異なる構成を有しており、前記可撓性アングル部材よりも可撓性が低い、請求項６に記載の接合部。
8. 前記可撓性アングル部材は、前記中央ウィングボックスに接触及び接続する第１可撓性アングル部材であり、前記接合部は、前記隔壁の前記ウェブ及び前記デッキに接触及び接続する第２可撓性アングル部材をさらに含む、請求項１～７のいずれか１つに記載の接合部。
9. 前記第１支持部材及び前記第２支持部材は、対で配向され、前記対の各々の前記第１支持部材及び前記第２支持部材は、水平デッキの両面で重なる、請求項１～８のいずれか１つに記載の接合部。
10. 胴体と、
    前記胴体内に配置された中央ウィングボックス、及び前記胴体の両側から外方に延びる翼を含む翼アセンブリと、
    前記胴体内に配置されるとともに、ウェブ及びデッキを含む隔壁と、
    前記隔壁に前記中央ウィングボックスを接続する接合部と、を含み、当該接合部は、
    前記中央ウィングボックス及び前記隔壁のうちの一方に接続する第１セクション、前記隔壁の前記デッキの全体に延びる第２セクション、及び前記第１セクションと前記第２セクションとの間に配置された中間コーナーを含む可撓性アングル部材と、
    前記デッキの第１面において前記胴体の幅全体にわたって間隔を空けて配置される第１支持部材と、
    前記デッキにおける反対側の第２面において前記胴体の幅全体にわたって間隔を空けて配置される第２支持部材と、を含み、
    前記第１支持部材及び前記第２支持部材のうちの一方は、前記可撓性アングル部材の前記第２セクションに接触する、航空機。
11. 前記第１支持部材は、前記第２セクションを支持し、前記コーナーの半径の中心に位置するピンで前記中央ウィングボックスに取り付けられる、請求項１０に記載の航空機。
12. 前記第２支持部材は、前記第２セクションを支持し、前記コーナーの半径の中心に位置するピンで前記ウェブに取り付けられる、請求項１１に記載の航空機。
13. 前記第１支持部材及び前記第２支持部材は、前記胴体の幅に沿って対で配向され、前記対の各々の前記第１支持部材及び前記第２支持部材は、前記デッキの両面で重なる、請求項１０～１２のいずれか１つに記載の航空機。
14. 前記可撓性アングル部材は、前記中央ウィングボックスに取り付けられる第１可撓性アングル部材であり、前記航空機は、第２可撓性アングル部材をさらに含み、当該第２可撓性アングル部材は、前記ウェブに取り付けられる第１セクションと、前記デッキの全体にわたって配置される第２セクションと、丸み付け中間コーナーと、を含む、請求項１０～１３のいずれか１つに記載の航空機。
15. 前記可撓性アングル部材は、前記胴体の中央セクションに沿って配置され、前記航空機は、前記可撓性アングル部材から横方向にオフセット配置されるとともに当該可撓性アングル部材の両側に設けられた傾斜コーナーフィッティングをさらに含み、前記傾斜コーナーフィッティングは、前記中央ウィングボックス及び前記隔壁の前記デッキに接触するような角度形状を有するとともに、前記可撓性アングル部材とは異なる構成を有し、前記可撓性アングル部材よりも可撓性が低い、請求項１０～１４のいずれか１つに記載の航空機。
16. 前記可撓性アングル部材は、前記中央ウィングボックスに接続された第１可撓性アングル部材であり、前記航空機は、１つ以上の追加の可撓性アングル部材をさらに含み、当該追加の可撓性アングル部材は、前記中央ウィングボックスに接続された第１セクションと、前記中央ウィングボックスから外方に延びるとともに前記隔壁の前記デッキ全体に延びる第２セクションと、中間コーナーと、を含む、請求項１０～１５のいずれか１つに記載の航空機。
17. 航空機の隔壁に中央ウィングボックスを接続するための方法であって、
    前記中央ウィングボックスと前記隔壁との交差部分に可撓性アングル部材の中間丸み付けコーナーを配置することと、
    前記中央ウィングボックスに前記可撓性アングル部材の第１セクションを接続することと、
    前記隔壁に前記可撓性アングル部材の第２セクションを接続することと、
    前記中央ウィングボックスに第１支持部材を接続し、前記可撓性アングル部材の前記第２セクションの第１面に接触させることと、
    前記隔壁に第２支持部材を接続し、前記隔壁の両側において前記第１支持部材及び前記第２支持部材を重ね合わせることと、を含む、方法。
18. 前記丸み付けコーナーの半径の中心に配置された第１ピンを使用して、前記中央ウィングボックスに前記第１支持部材を接続することをさらに含む、請求項１７に記載の方法。
19. 前記可撓性アングル部材は、第１可撓性アングル部材であり、
    前記隔壁の第１セクションに第２可撓性アングル部材の第１セクションを接続することと、
    前記隔壁の第２セクションに前記第２可撓性アングル部材の第２セクションを接続することと、
    前記第１セクションと前記第２セクションとの間に位置する前記第２可撓性アングル部材の丸み付けコーナーを、前記隔壁の前記第１セクションと前記第２セクションとの交差部分に配置することと、
    前記丸み付けコーナーの半径と一致するピンで、前記隔壁に前記第２支持部材を接続することと、をさらに含む、請求項１８に記載の方法。
20. 前記可撓性アングル部材の第１側部において、前記中央ウィングボックスに第１コーナーフィッティングを取り付けることと、前記可撓性アングル部材の第２側部において、前記中央ウィングボックスに第２コーナーフィッティングを取り付けることと、を含み、前記第１コーナーフィッティング及び前記第２コーナーフィッティングは、前記可撓性アングル部材に接触する、請求項１７～１９のいずれか１つに記載の方法。

Images