JP6446455B2 - 接合され且つ調整可能な複合材アセンブリ - Google Patents
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Description
本出願は、本明細書で参照されることによって全体の開示が組み込まれる、2012年8月28日に出願された、先行する米国特許出願番号13/596,989の一部継続出願である。
モードI:4.0〜6.5インチポンド/平方インチ、
モードII:12.0〜15.5インチポンド/平方インチ、
モードIII:16.0〜18.5インチポンド/平方インチ。
モードI:2.5.0〜3.5インチポンド/平方インチ、
モードII:7.5〜9.5インチポンド/平方インチ、
モードIII:18.0〜20.5インチポンド/平方インチ。
条項1
複合材積層外板、並びに
前記外板からの荷重を伝達するために、前記複合材積層外板に接合された複合材下部構造であって、長手方向に延在する第1及び第2の複合材スパー、並びに前記長手方向に延在する第1及び第2の複合材スパーの間で延在し且つ前記長手方向に延在する第1及び第2の複合材スパーに接合された、第1の複数のZ形状の複合材補強材を含む、複合材下部構造を備える、複合材構造体。
条項2
前記長手方向に延在する第1及び第2の複合材スパー並びに前記Z形状の複合材補強材の各々は、断面においてほぼI形状である、条項1に記載の複合材構造体。
条項3
前記第1の複合材スパーは第1のキャップを含み、
前記第2の複合材スパーは第2のキャップを含み、
前記Z形状の複合材補強材の各々は、前記第1及び第2のキャップの各々に接合された第3のキャップを含む、条項2に記載の複合材構造体。
条項4
前記下部構造は、前記Z形状の複合材補強材をそれぞれ通過する、複数のほぼ直線的な複合材クロスビームであって、各々が前記長手方向に延在する第1及び第2の複合材スパーに対してほぼ垂直である、複合材クロスビームを更に含む、条項1から3のいずれか一項に記載の複合材構造体。
条項5
前記Z形状の複合材補強材の各々は、高さを有するウェブを含み、
前記クロスビームの各々は、前記ウェブの全体の前記高さにほぼ沿って対応するZ形状の複合材補強材に接合された、両端部を含む、条項4に記載の複合材構造体。
条項6
長手方向に延在する第3の複合材スパー、並びに
前記長手方向に延在する第2及び第3の複合材スパーの間で延在し且つ前記長手方向に延在する第2及び第3の複合材スパーに接合された、第2の複数のZ形状の複合材補強材を更に備える、条項1から5のいずれか一項に記載の複合材構造体。
条項7
前記長手方向に延在する第1の複合材スパーは前桁であり、
前記長手方向に延在する第2の複合材スパーは中央桁であり、
前記長手方向に延在する第3の複合材スパーは後桁である、条項6に記載の複合材構造体。
条項8
前記長手方向に延在する第1及び第2の複合材スパーの各々は、第1及び第2のスパーキャップを含み、
前記Z形状の補強材の各々は、第1及び第2の補強材キャップを含み、
前記複合材積層外板は、前記第1及び第2のスパーキャップ並びに前記第1及び第2の補強材キャップに接合される、条項1から7のいずれか一項に記載の複合材構造体。
条項9
複合材積層板の第1の外板、並びに前記第1の外板に接合された複合材の第1の下部構造であって、共に接合された複合材スパー、複合材クロスビーム、及び複合材補強材の統合された格子を含む、第1の下部構造を有する垂直安定板、並びに
一組の水平安定板であって、前記水平安定板の各々が、複合材積層板の第2の外板、並びに前記第2の外板に接合された複合材の第2の下部構造であって、共に接合された複合材スパー、複合材クロスビーム、及び複合材補強材の統合された格子を含む、複合材の第2の下部構造を含む、一組の水平安定板を備える、航空機の尾部。
条項10
前記複合材積層板の第1の外板が、
約4.0から6.5インチポンド/平方インチまでの範囲内に含まれる、モードIの層間破壊靱性、
約12.0から15.5インチポンド/平方インチまでの範囲内に含まれる、モードIIの層間破壊靱性、及び
約16.0から18.5インチポンド/平方インチまでの範囲内に含まれる、モードIIIの層間破壊靱性を含む、条項9に記載の航空機の尾部。
条項11
前記複合材積層板の第2の外板が、
約2.5から3.5インチポンド/平方インチまでの範囲内に含まれる、モードIの層間破壊靱性、
約7.5から9.5インチポンド/平方インチまでの範囲内に含まれる、モードIIの層間破壊靱性、及び
約18.0から20.5インチポンド/平方インチまでの範囲内に含まれる、モードIIIの層間破壊靱性を含む、条項9又は10に記載の航空機の尾部。
条項12
前記垂直安定板が、約45.0から52.0百万ポンド/平方インチまでの範囲内に含まれる、ねじり剛性を有する、条項9から11のいずれか一項に記載の航空機の尾部。
条項13
前記水平安定板の各々が、約30.0から36.5百万ポンド/平方インチまでの範囲内に含まれる、曲げ剛性を有する、条項9から12のいずれか一項に記載の航空機の尾部。
条項14
前記スパーの各々が、約45百万ポンド/平方インチの曲げ剛性を有する、条項9から13のいずれか一項に記載の航空機の尾部。
条項15
前記複合材補強材の各々はZ形状であり、
前記複合材クロスビームの各々は前記Z形状の複合材補強材のうちの1つを通過する、条項9から14のいずれか一項に記載の航空機の尾部。
条項16
垂直安定板であって、複合材の第1の下部構造及び前記第1の下部構造に接合された複合材積層板の第1の外板を含み、前記複合材積層板の第1の外板は、モードI、II、及びIIIの荷重に晒され、モードI、II、及びIIIにある層間破壊靱性の第1のセットを有する、垂直安定板、並びに
少なくとも1つの水平安定板であって、複合材の第2の下部構造及び前記第2の下部構造に接合された複合材積層板の第2の外板を含み、前記複合材積層板の第2の外板は、モードI、II、及びIIIの荷重に晒され、前記層間破壊靱性の第1のセットよりも小さい、モードI、II、及びIIIにある層間破壊靱性の第2のセットを有する、少なくとも1つの水平安定板を備える、航空機の尾部。
Claims (12)
- 第1の複合材構造体(30)であって、複合材の第1の下部構造(66)及び前記第1の下部構造(66)に接合された複合材の第1の積層外板(126)を含み、前記複合材の第1の積層外板(126)が、予め選択された層間破壊靱性の第1のセットを有する、第1の複合材構造体(30)、並びに
少なくとも1つの第2の複合材構造体(32)であって、複合材の第2の下部構造(71)及び前記第2の下部構造(71)に接合された複合材の第2の積層外板(130)を含み、前記複合材の第2の積層外板(130)が、予め選択された層間破壊靱性の第2のセットを有する、少なくとも1つの第2の複合材構造体(32)を備える、複合材アセンブリであって、
前記第1の下部構造(66)が、
長手方向に延在する複数の複合材スパー(70、72、74)、
前記スパーの間で延在し且つ前記スパーに接合された複数のZ形状の複合材補強材(80)、及び
前記Z形状の複合材補強材(80)を通過し、前記第1及び第2の外板のうちの少なくとも1つに接合される、長手方向に延在する複数の複合材ストリンガ(84)を備える、複合材アセンブリ。 - 前記複合材の第1及び第2の積層外板(126、130)の各々が、モードI、II、及びIIIの荷重に晒され、
前記層間破壊靱性の第1及び第2のセットが、モードI、II、及びIIIの荷重において互いに異なっている、請求項1に記載の複合材アセンブリ。 - 前記第1の複合材構造体(30)がねじり剛性を有し、
前記第2の複合材構造体(32)がねじり剛性を有し、
前記第1の複合材構造体(30)の前記ねじり剛性が、前記第2の複合材構造体(32)の前記ねじり剛性よりも大きい、請求項1又は2に記載の複合材アセンブリ。 - 前記第1の複合材構造体(30)が、約45.0から52.0百万ポンド/平方インチまでの範囲内に含まれる、ねじり剛性を有し、
前記第2の複合材構造体(32)が、約40.0から50.2百万ポンド/平方インチまでの範囲内に含まれる、ねじり剛性を有する、請求項3に記載の複合材アセンブリ。 - 前記第1の複合材構造体(30)の前記複合材の第1の積層外板の前記予め選択された層間破壊靱性の第1のセットが、
約4.0から6.5インチポンド/平方インチまでの範囲内に含まれる、モードIの層間破壊靱性、
約12.0から15.5インチポンド/平方インチまでの範囲内に含まれる、モードIIの層間破壊靱性、及び
約16.0から18.5インチポンド/平方インチまでの範囲内に含まれる、モードIIIの層間破壊靱性を含む、請求項1から4のいずれか一項に記載の複合材アセンブリ。 - 前記第2の複合材構造体(32)の前記複合材の第2の積層外板(130)の前記予め選択された層間破壊靱性の第2のセットが、
約2.5から3.5インチポンド/平方インチまでの範囲内に含まれる、モードIの層間破壊靱性、
約7.5から9.5インチポンド/平方インチまでの範囲内に含まれる、モードIIの層間破壊靱性、及び
約18.0から20.5インチポンド/平方インチまでの範囲内に含まれる、モードIIIの層間破壊靱性を含む、請求項5に記載の複合材アセンブリ。 - 前記複合材スパー(70、72、74)及び前記Z形状の複合材補強材(80)の各々が、概して、断面においてI形状であり、一対のキャップを含み、
前記複合材スパー(70、72、74)のキャップ(94、96)及び前記Z形状の複合材補強材(80)のキャップ(90、92)が、共に接合される、請求項1に記載の複合材アセンブリ。 - 前記Z形状の複合材補強材(80)をそれぞれ通過し、且つ、前記複合材スパー(70、72、74)に対してほぼ垂直に延在する、複数のほぼ直線的な複合材クロスビーム(82)を更に備える、請求項1に記載の複合材アセンブリ。
- 前記第1の複合材構造体(30)及び前記第2の複合材構造体(32)は、航空機の尾部(24)を形成するように配置される、請求項1から8のいずれか一項に記載の複合材アセンブリ。
- 前記第1の複合材構造体(30)が航空機の垂直安定板であり、
前記第2の複合材構造体(32)が航空機の水平安定板である、請求項1から9のいずれか一項に記載の複合材アセンブリ。 - 複合材構造体を製造する方法であって、
複数の複合材スパー(70、72、74)を製作すること、
複数のZ形状の複合材補強材(80)を製作すること、
長手方向に延在する複数の複合材ストリンガ(84)を製作すること、
前記複合材スパー(70、72、74)及び前記複合材補強材を共に接合することによって、複合材下部構造(128)を形成すること、ここで長手方向に延在する複数の複合材ストリンガ(84)は、前記Z形状の複合材補強材(80)を通過する、並びに
前記複合材下部構造の両側上に、それぞれ、第1の複合材外板(126)と第2の複合材外板(130)を接合することを含む、方法。 - 請求項11に記載の方法によって製造された、航空機の安定板。
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