JP7409885B2 - 成形された複合ストリンガー - Google Patents
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Description
本開示の複合ストリンガーは、複合チャージを形成するために複合材料の1つ以上のプライを成形し、複合チャージを成形用プレス内に配置し、複合チャージを形成して所望の丸形のハット形状、並びに所望の三次元の外形を示すストリンガーの前駆体にするために、適切な1つ以上の型を使用することによって製造可能である。所望の形状を維持するために、マンドレル又はブラダーなどの形成部材を丸形のハット形状内に配置でき、ストリンガーの前駆体はその後、複合材料を硬化させて硬化した複合材料を外皮部と圧密(consolidate)するために圧力及び温度のうちの1つ以上を印加することによって、外皮部の内側などの表面と圧密される。形成部材を除去すると、本開示の丸形ハット複合ストリンガーになる。
以下の符号付きの段落では、開示されている丸形ハット複合ストリンガーの選択した態様、及び丸形ハット複合ストリンガーを製造する方法について説明する。これらの項にある例は例示が意図されており、本開示の範囲全体を限定するものと解釈されるべきではない。各項は、1つ以上の別の実施形態若しくは例、及び/又は状況情報又は関連情報、機能、並びに/或いは構造を含んでもよい。
内側を有する外皮部と、
外皮部の内側に結合された丸形ハット複合ストリンガーであって、外皮部と組み合わさって、導管軸線を有する細長い導管を形成する、丸形ハット複合ストリンガーとを備え、
導管軸線は、少なくとも1つの湾曲部を含む、航空機。
下成形型及び上成形型を構成するステップであって、各成形型は長さを有し、型の長さの少なくとも一部に沿って曲線を画定する、ステップと、
丸形ハット複合ストリンガーを形成するように寸法決めされた、事前に硬化させた平坦な複合チャージを切断するステップと、
複合チャージを成形して事前成形ストリンガーにするために、平坦な複合チャージを下成形型と上成形型との間で加圧するステップであって、その結果できた事前成形ストリンガーは、湾曲したフィレット部同士の間が内側となる、ステップと、
形成部材を事前成形ストリンガーの内側に接触させるステップと、
事前成形ストリンガーの湾曲したフィレット部に角部充填材を加えるステップと、
事前成形ストリンガーを硬化させるステップと、
硬化したストリンガーから形成部材を除去するステップとを含む、方法。
後で別の形状を有する別のストリンガーの製造に使用するために、上成形型及び下成形型を再成形して異なる形状にするステップをさらに含む、項B1に記載の方法。
平坦な複合チャージから二次元の細長い切片を切断するステップであって、細長い切片は、少なくとも2つの湾曲した縁部を有する、ステップと、
丸形のハット形状の断面を有する湾曲した事前成形ストリンガーを形成するために、上成形型と下成形型との間で細長い切片を加圧するステップと、
その結果できた事前成形ストリンガーを硬化させるステップとを含む、方法。
形成部材を事前成形ストリンガーの内側に接触させるステップと、
事前成形ストリンガーを硬化させるステップの前に、事前成形ストリンガーの湾曲したフィレット部に角部充填材を加えるステップとを含む、項C1に記載の方法。
本明細書で説明される装置及び方法の別の実施形態及び例は、従来のストリンガーの実施を上回るいくつかの利点を提供する。
内側(21)を有する外皮部(24)と、
外皮部の内側に結合された丸形ハット複合ストリンガー(14)であって、外皮部と組み合わさって、導管軸線(46)を有する細長い導管(40)を形成する、丸形ハット複合ストリンガー(14)とを備え、
導管軸線は、少なくとも1つの湾曲部を含む、航空機(12)。
下成形型(72)及び上成形型(74)を構成するステップ(102)であって、各成形型は長さを有し、型の長さの少なくとも一部に沿って曲線を画定する、ステップ(102)と、
丸形ハット複合ストリンガーを形成するように寸法決めされた、事前に硬化させた平坦な複合チャージ(70)を切断するステップ(104)と、
複合チャージを成形して事前成形ストリンガーにするために、平坦な複合チャージを下成形型と上成形型との間で加圧するステップ(106)であって、その結果作成された事前成形ストリンガーは、湾曲したフィレット部(34)同士の間が内側となる、ステップ(106)と、
形成部材(90)を事前成形ストリンガーの内側に接触させるステップ(108)と、
事前成形ストリンガーの湾曲したフィレット部に角部充填材(92)を加えるステップ(110)と、
事前成形ストリンガーを硬化させるステップ(112)と、
硬化したストリンガーから形成部材を除去するステップ(114)とを含む、方法。
後で別の形状を有する別のストリンガーの製造に使用するために、上成形型及び下成形型を再成形して異なる形状にするステップをさらに含む、項10から16のいずれか一項に記載の方法。
平坦な複合チャージから二次元の細長い切片(70)を切断するステップ(62)であって、細長い切片は、少なくとも2つの湾曲した縁部を有する、ステップ(62)と、
丸形のハット形状の断面を有する湾曲した事前成形ストリンガーを形成するために、上成形型(74)と下成形型(72)との間で細長い切片を加圧するステップ(64)と、
その結果できた事前成形ストリンガーを硬化させるステップ(66)とを含む、方法。
形成部材(90)を事前成形ストリンガーの内側に接触させるステップと、
事前成形ストリンガーを硬化させるステップの前に、事前成形ストリンガーの湾曲したフィレット部に角部充填材(42)を加えるステップとを含む、項18又は19に記載の方法。
前述した本開示は、独立した効用を有する複数の異なる例を包含し得る。これらはそれぞれ、その好ましい(複数の)形態で開示されているが、本明細書で開示され図示されているその特定の実施形態は数多くの変形が可能であり、ゆえに限定的な意味で考えられるべきではない。本開示内で見出しが使用されている場合、そのような見出しは構成上の目的でのみ使用されている。本開示の主題は、本明細書で開示されるさまざまな要素、形態、機能、及び/又は特性のすべての新しい非自明の組み合わせ、及び部分的な組み合わせを含む。以下の特許請求の範囲は、新しく且つ非自明とみなされるいくつかの組み合わせ、及び部分的な組み合わせについて特に指摘する。本願又は関連出願からの優先権を主張している出願において、形態、機能、要素、及び/又は特性の他の組み合わせ及び部分的な組み合わせが特許請求される場合がある。このようなクレームは、原クレームに対して範囲が広い、狭い、同等である、又は異なっていても、やはり本開示の主題に含まれるものとみなされる。
12 航空機
14 丸形ハット複合ストリンガー、事前成形ストリンガー
16 翼構造
18 機体構造
20 尾翼構造
21 基部の表面
22 基部
24 外皮部
25 対向する曲線
26 本体
28 中央隆起
30 ストリンガー側壁
32 ハット部
33 接点
34 半径曲線
36 ストリンガー脚
38 テーパー部
40 内部導管
42 角部充填材
44 ニッチ
46 内部導管軸線
48 側壁角度
50 キャップ半径
52 ハット高さ
54 ハット幅
56 ストリンガー幅
60 フローチャート
70 複合チャージ
72 下成形型
74 上成形型
76 成形用プレス
78 型トレイ
80 下金敷
82 外形制御アクチュエータ
84 受け板
86 上金敷
88 アクチュエータ
90 形成部材
92 角部充填材
94 組立体
100 フローチャート
Claims (14)
- 航空機(12)であって、
内側(21)を有する外皮部(24)と、
前記外皮部の前記内側に結合された丸形ハット複合ストリンガー(14)であって、前記外皮部と組み合わさって、導管軸線(46)を有する細長い導管(40)を形成する、丸形ハット複合ストリンガー(14)とを備え、
前記導管軸線は、少なくとも1つの湾曲部を含み、
前記丸形ハット複合ストリンガー(14)の断面は、キャップ半径を有し、
前記丸形ハット複合ストリンガー(14)の前記断面が、
ハット高さ(52)対ハット幅(54)の比が少なくとも1.0であり、かつ
ハット幅(54)対ストリンガー幅(56)の比が0.5未満であることをさらに特徴とする、航空機(12)。 - 前記導管軸線(46)が、複雑な曲線をたどる少なくとも1つの部分を含む、請求項1に記載の航空機。
- 前記外皮部(24)が、前記航空機の翼(16)、機体(18)、又は尾翼(20)上にある、請求項1又は2に記載の航空機。
- 前記ハット高さ及び前記ハット幅がそれぞれ、1.5インチ(38.1mm)~3.5インチ(88.9mm)の値を有する、請求項1から3のいずれか一項に記載の航空機。
- 前記ストリンガー(14)の側壁(30)が、前記外皮部(24)の前記内側(21)に対して少なくとも70度の角度(48)を形成する、請求項1から4のいずれか一項に記載の航空機。
- 前記キャップ半径(50)が0.5インチ(12.7mm)~1.5インチ(38.1mm)である、請求項1から5のいずれか一項に記載の航空機。
- 前記ストリンガー(14)は、前記ストリンガー(14)の側壁(30)から脚(36)に移行する箇所と前記外皮部(24)の内側との間の空間を埋める一対の細長い角部充填剤(42)を含む、請求項1から6のいずれか一項に記載の航空機。
- 丸形ハット複合ストリンガーを製造する方法であって、
下成形型(72)及び上成形型(74)を構成するステップ(102)であって、前記各成形型は長さを有し、前記型の前記長さの少なくとも一部に沿って曲線を画定する、ステップ(102)と、
丸形ハット複合ストリンガーを形成するように寸法決めされた、事前に硬化させた平坦な複合チャージ(70)を切断するステップ(104)と、
前記複合チャージを成形して事前成形ストリンガーにするために、前記平坦な複合チャージを前記下成形型と前記上成形型との間で加圧するステップ(106)であって、その結果できた前記事前成形ストリンガーは、湾曲したフィレット部(34)同士の間が内側となり、前記事前成形ストリンガーの断面がキャップ半径を有し、前記事前成形ストリンガーが、ハット高さ(52)対ハット幅(54)の比が少なくとも1.0であることを特徴とする断面を有する、ステップ(106)と、
形成部材(90)を前記事前成形ストリンガーの前記内側に接触させるステップ(108)と、
前記事前成形ストリンガーの前記湾曲したフィレット部に角部充填材(92)を加えるステップ(110)と、
前記事前成形ストリンガーを硬化させるステップ(112)と、
前記硬化したストリンガーから前記形成部材を除去するステップ(114)とを含む、方法。 - 前記上成形型(74)及び前記下成形型(72)が、それぞれ複雑な曲線を含む、請求項8に記載の方法。
- 前記事前成形ストリンガーが、基部平面(21)と側壁(30)とを有する断面を有し、前記側壁が、前記事前成形ストリンガーの前記基部平面と少なくとも70度の角度(48)を形成する、請求項8から9のいずれか一項に記載の方法。
- 前記キャップ半径(50)が0.5インチ(12.7mm)~1.5インチ(38.1mm)であることを特徴とする、請求項8から10のいずれか一項に記載の方法。
- 前記事前に硬化させた平坦な複合チャージ(70)を切断するステップが、前記事前に硬化させた平坦な複合チャージ上に少なくとも1つの湾曲した境界線を形成するステップを含む、請求項8から11のいずれか一項に記載の方法。
- 前記事前成形ストリンガーを硬化させるステップが、前記事前成形ストリンガーを翼外皮上に直接配置して実施される、請求項8から12のいずれか一項に記載の方法。
- 前記成形型(72、74)がエラストマー材料から成り、
後で別の形状を有する別のストリンガーの製造に使用するために、前記上成形型及び前記下成形型を再成形して異なる形状にするステップをさらに含む、請求項8から13のいずれか一項に記載の方法。
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