JP5550370B2 - 航空機翼構造の製造方法 - Google Patents
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Description
本発明の目的は、ストリンガとスキンとの間で剥離が発生しない航空機翼構造の製造方法を提供することにある。
一方側翼半体構造物における複数の中間桁の先端部分と他方側翼半体構造物とを機械接合、接着接合又は組合わせ接合して翼の主要部を作製する。
図1に示すように、繊維強化複合材料製の翼10は、上側翼半体構造体11と、この上側翼半体構造体11の下部に複数のリベット12によって締結された下側翼半体構造体13とからなり、航空機翼構造の主要部を構成している。翼10の前端部及び後端部に二点鎖線で示すように航空機翼構造構成部品が取付けられて最終的に航空機翼構造が完成する
上側外板部14は、最も外側に設けられた外側外板17と、この外側外板17の内面17aに且つ中間桁15,16間に所定間隔で配置された複数のストリンガ18と、外側外板17の内面17a及び複数のストリンガ18を覆う内側外板19とからなる。
同様に、中間桁16は、上側と下側の端部にそれぞれフランジ16a,16b,16c,16dが設けられ、フランジ16a,16bが内側外板19に接合され、フランジ16c,16dが下側翼半体構造体13に複数のリベット12で結合されている。
ストリンガ22は、上記のストリンガ18と同様の構造及び機能を有する。
図2(a)に示すように、下型31の凹部31aにおける下方に凸となるように湾曲した底面31bに上側外皮用プリプレグ32を積層する。
ストリンガ成形体33は、図2(b)のように、予め樹脂製中子型34にプリプレグ35を巻いた後に、真空引きされて形成される。
上側内皮用プリプレグ36は、上側外皮用プリプレグ32と同一の幅となるように積層する。
詳しくは、予め金属製中子型41の上面41a、側面41b及び下面41dにプリプレグを積層し、同様に、上面41a、側面41c及び下面41dにプリプレグを積層した後に、真空引きしてプリプレグ半成形体43,44を成形する。
ここで、金属製中子型41は、上型41E、下型41F、及びこれらの上型41E及び下型41F同士の位置決めをするキー41Gからなる。
次いで、図5(b)のように、樹脂製中子型34,45,47(図5(a)参照)を抜いて、代わりにチューブバッグ51及び中空バッグ55,59を挿入する。
なお、金属製中子型41は、上型41E、下型41F及びキー41Gで構成され、いずれかを長手方向に向けてハンマー等で軽く叩いて、上型41Eと下型41Fとキー41Gとの相対的な位置関係をずらし、この状態で工具(ペンチ等)でキー41Gの端部を挟んで引き抜き、上型41E及び下型41Fをそれぞれ引き抜く。
以上より、図8に完成した上側翼半体構造体11を示す(上下が逆になっている。)。
図9に示すように、下型81の下方に凸となるように湾曲した上面81aに下側外皮用プリプレグ82を積層し、次に、上側外皮用プリプレグ82の上に複数の中空構造のストリンガ成形体83を所定の間隔で所定の位置に載せる。
ストリンガ成形体83は、予め金属製中子型85にプリプレグが積層され、真空引きされて成形されている。
これで、下側翼半体構造体13(図1参照)を成形する前の下側翼半体プリプレグ成形体88が完成する。
本硬化後に、金属製中子型85を取外す。なお、取外す際には、図7と同様に金属製中子型85を、上型、下型及びキーで構成すれば、容易に取外し可能である。
図13は完成した下側翼半体構造体13を示している。
図15、図16は翼10の製造方法の途中の工程、即ち、実施例1の図4、図5に示した工程に相当する工程を示している。
図15において、中間桁用プリプレグ成形体91,92を成形する。
ストリンガ成形体111は、予め金属製中子型112にプリプレグが巻いて形成され、その後に真空引きされて成形されている。
また、図14で示したように、上側翼半体構造体11と下側翼半体構造体13とをリベット12で機械的に接合したが、これに限らず、上側翼半体構造体11と下側翼半体構造体13とを接着剤(例えば、エポキシ樹脂系接着剤)で接合してもよい。この接着剤による接合の際は120°Cで加熱する。
Claims (3)
- 対向する上下一対の外板の内側に、これらの外板で形成された中空部を区画する複数の中間桁と、これらの中間桁で区画されて出来た複数の中空区画部内に且つ前記外板の内側に取付けられた中空構造形ストリンガとが配置された航空機翼構造の製造方法において、
前記航空機翼構造は、前記外板の一方と中間桁を含む一方側翼半体構造物と、前記外板の他方を含むとともに前記一方側翼半体構造物に取付けられる他方側翼半体構造物とから構成され、
前記一方側翼半体構造物は、先ず下型に一方側外皮用プリプレグを載置し、この一方側外皮用プリプレグ上に載置予定の前記複数の中間桁で区画された前記中間区画部部内に予め形成された前記複数の中空構造形ストリンガ成形体を載置させ、次いで前記複数の中空構造形ストリンガ成形体の全てを覆うと共に、前記中空区画部を区画予定される両中間桁の両フランジ部の予定位置に対して各々少なくとも一部と重畳するように連続的に延出される一方側内皮用プリプレグを載置し、次いでこの一方側内皮用プリプレグ上に前記中間桁を形成するために予め成形された複数の中間桁用プリプレグ成形体を載置することで一方側翼半体プリプレグ成形体が作製され、
この一方側翼半体プリプレグ成形体が真空バッグで覆われて真空引きされ、加熱・加圧により硬化されて作製される工程を含む、ことを特徴とする航空機翼構造の製造方法。 - 前記他方側翼半体構造物は、第2の下型に他方側外皮用プリプレグが積層され、この他方側外皮用プリプレグ上に前記中空構造形ストリンガに成形される複数の第2の中空構造形ストリンガ成形体が載置され、これらの他方側外皮用プリプレグ及び第2の中空構造形ストリンガ成形体の上に、前記複数の中間桁用プリプレグ成形体に接合される位置を含むように他方側内皮用プリプレグが積層されることで他方側翼半体プリプレグ成形体が作製され、
この他方側翼半体プリプレグ成形体が真空バッグで覆われて真空引きされ、加熱・加圧により硬化されて作製される工程を含む、ことを特徴とする請求項1記載の航空機翼構造の製造方法。 - 前記一方側翼半体構造物における前記複数の中間桁の先端部分と前記他方側翼半体構造物とが機械接合、接着接合、又はこれらの機械接合と接着結合とを組み合わせた組合わせ接合により接合されることを特徴とする請求項2記載の航空機翼構造の製造方法。
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