JPH06191489A - 繊維複合材料から成るシェル構造体 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】 繊維複合材料から成るシェル構造体内に設け
られるカバーを有する点検口を備えた繊維複合材料から
成る飛行機のシェル構造体を提供すること。 【構成】 カバーを有する点検口を備えたシェル構造体
の第一の領域が長手方向で専ら可撓性であり、この第一
の領域を囲繞している第二の領域が長手方向で専ら剛性
であるように構成されている。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、繊維複合材料から成る
シェル構造体内に設けられるカバーを有する点検口を備
えた繊維複合材料から成る飛行機のシェル構造体に関す
る。

【０００２】

【従来の技術】例えば飛行機の羽根の内部の構造体およ
びシステムを組立て、手入れおよび修繕するためには多
くの場合、点検口が当該シェル構造体内に設けられてい
る。この点検口は人孔、手差し入れ孔或いは取外し可能
なシェル領域によって形成することが可能である。人孔
は一般に羽根下シェル構造体に形成される。カバーを備
えた点検口を形成するには根本的には以下に述べる構造
原理を適用することが可能である。 ａ．備え付けでない人孔カバー これは以下のような利点を有しているので優れている。

【０００３】−カバーの組立て解体が容易である −羽根の支持が不要である −良好に接近可能である −力を受容する羽根外殻内に孔をあける必要がない しかし、上記の場合欠点なことは、この構成があらゆる
可能な構成のうち最も重量が大きくなる構成であること
である。これは必然的に、生じる力を開口周囲を巡って
案内するために付加的な担持材料を必要することから結
果することである。 ｂ．備え付けのカバー これは以下のような利点を有しているので優れている。

【０００４】−備え付けでないカバーよりは重量が軽く
なる。何故なら垂直力と剪断力とが部分的に或いは全く
カバーによって受容されるからである。 −カバーが死重量とならない。

【０００５】−力の流れ（力束）が妨げられることが少
ない。 この場合欠点なことは以下の点である。 −大多数の結合要素を使用することから組立ておよび解
体が困難である。

【０００６】−ねじを介した力伝達に難点がある。 −羽根の付け根領域において二列或いは三列にねじを設
けなければならない。 ｃ．備え付けのシェルセグメント この場合、当該ストリンガを含む一つ或いは多数のシェ
ル構造体領域（パネル）が解体可能に形成されており、
従って必要な接近保証される。

【０００７】この構成は以下の利点を有しているので優
れている。 −重量上最も好都合に構成することが可能である。 −力束が阻害されることが最も少ない。

【０００８】−パネルが死重量とならない。 −他の構成に比して最適な接近が達せられる。 この構成の欠点なことは以下の点である。

【０００９】ストリンガ連結を必要とすることから、組
立てもしくは解体の際に色々な問題が生じる。パネルを
取外すことによる羽根の弱化が場合によっては作業の間
羽根を支持することが必要となる。力の伝達上パネルが
横方向の衝撃に対して難点を有している。このようなパ
ネルには伝達される大きな垂直力が作用する。

【００１０】

【発明が解決しようとする課題】上記のような事柄か
ら、本発明の根底をなす課題は、カバーにより開閉可能
な少なくとも一つの点検口を備えた飛行機用の繊維複合
材料から成るシェル構造体を、携帯可能なパネルの利点
を享受することができ、しかも同時にその欠点が完全に
回避し得るように構成することである。

【００１１】

【課題を解決するための手段】上記の課題は本発明によ
り、カバーを有する点検口を備えたシェル構造体の第一
の領域が長手方向で専ら可撓性であり、この第一の領域
を囲繞している第二の領域が長手方向で専ら剛性である
ように構成されていることによって解決される。

【００１２】両領域の異なる弾性的な挙動は繊維材料の
層と配向とを適当に選択することによって調整可能であ
り、これにより相応して異なる弾性モジュール−簡単に
Ｅ−モジュールと称する−が得られる。

【００１３】点検口が設けられている第一の領域が低い
Ｅ−モジュールを有しており、これにより全長手方向力
の僅かな部分のみが受容されるに過ぎない。これに対し
て第一の領域を囲繞している第二の領域では高いＥ−モ
ジュールを有しており、従って全長手方向力の大部分が
受容される。このことは、均一なＥ−モジュールを有し
ている従来のシェル構造体に比して、長手方向の力の総
和は一致しているが、この長手方向力の領域毎に異なる
配分が達せられると言うことを意味している。

【００１４】以下に添付した図面に図示した実施例につ
き本発明を詳しく説明する。

【００１５】

【実施例】図１と図２は上シェル構造体２を備えている
羽根１を示している。この上シェル構造体内にはカバー
３，４および５によって開閉可能な三つの点検口が形成
されており、この場合これらのカバー３，４および５は
ねじ結合部により組立ておよび解体可能なパネルとして
形成されている。この上シェル構造体はその内側におい
て長手方向で指向している多数のストリンガによって剛
性に構成されており、これらのストリンガのうちこの図
ではストリンガ６と７のみを示した。これらのストリン
ガ６と７の間にはカバー５により開閉可能な点検口が延
在している。このカバー５は横接合部５ａと５ｂ並びに
縦接合部５ｃと５ｄの領域内において解離可能に上シェ
ル構造体と結合されている。ストリンガ６、７と上シェ
ル構造体２との間には、それぞれ一つの長手方向で指向
している二重部分８および９が挿入されて積層されてい
る。これによりストリンガ６、７、二重部分８，９と上
シェル構造体２とは互いに関連し合った単体構造体を形
成している。この構造によりカバー５は一点鎖線で示し
た位置においてねじ１０，１１，１２および１３により
結合されている。

【００１６】図３は、ストリンガ７、上構造体２、重複
部９およびカバー５とを備えた長手方向接合部５ｃの領
域内における図２による細部ＩＩＩを示している。上構
造体２とカバー５は同じ壁厚を有しており、この場合こ
の壁厚は相互の重塁領域１４においては半分になってい
る。カバー５はねじ列１２の領域内でストリンガ７と重
複部９とねじ結合されている。ねじ列１３は重塁領域に
設けられており、ストリンガ７の中央面１５に対する両
ねじ列の間隔はほぼ等しい。カバー５の上構造体２との
結合は横接合部５ａと５ｂに沿って通常の様式で形成さ
れている。縦接合部５ｃ，５ｄの領域内を重複部８と９
が走っているので、点検口を囲繞している構造体は、こ
の構造体が本質的に長手方向の力を受容するような寸法
に設定されている。これにより、カバー５は長手方向の
力に対して除荷される。これに対してカバー５は主とし
て剪断力を伝達するように構成されており、これは長手
方向に対して繊維の配向が本質的に±４５°であること
によって達せられる。

【００１７】パネルの寸法のカバーを備えて点検口の上
記の構成は以下の特性を有していることから優れてい
る。 −主として±４５°の層から成るカバー５の積層が安定
化（座屈）に関して、Ｅ−モジュールを有している従来
のシェル構造体において使用されている材料よりは著し
く損傷を受けにくい。 −カバーとシェル構造体間における、もしくは二つの部
分カバー間における力を伝達する働きを行うストリンガ
連結部を設けなくて済む。カバーの座屈強度を高めるた
めの補強材がシェル構造体に対する一体的な結合部もし
くは相互の一体的な結合部を必要としない。 −カバー５とパネルは容易に多数のパネルセグメントに
分割可能である。何故なら荷重が低減される結果当該横
方向の衝撃が従来一般的であった割合の数分の一しか生
じないからである。

【００１８】メンテナンス作業のために、パネルの大き
さの解離可能なカバーを備えた大きな点検口を設ける必
要のない使用例が可能となる。従って、本発明の構成に
より、垂直の力が低減されたパネルは周囲のシェル構造
体とリベットにより解離不能に結合されており、パネル
は解離可能な結合部により適当なカバーで閉鎖されてい
る小さな点検口（手孔或いは場合によって人孔）を備え
ている。このパネル内においても周囲のシェル構造体に
比して低減されて長手方向の力が作用するので、手孔カ
バーの固定は比較的僅かな手間で行うことができる。

【００１９】図４と図５には、多数の人孔１８〜１８ｇ
を備えたパネル１７を有する羽根１６が概略示されてい
る。このパネル１７は羽根シェル構造体１９と単体構造
部分を成しており、繊維が±４５°に配向されているこ
とから、この場合にあても垂直の力が低減される板体と
して形成されている。通常の羽根シェル構造体とパネル
１７間のねじ結合部或いはリベット結合部の様式の移行
部の代わりに、両領域が組織的に移行し合っており、従
って両積層部間に鋭い境界面が存在していない。図示し
たパネルはむしろここでは鋭利でない輪郭を備えたパネ
ル様の領域をなしている。

【００２０】移行部のためには、図６に示した繊維配向
を基とした図７と図８に示した二つの構成が可能であ
る。図７による構成にあって通常の皮殻積層の０°層が
人孔縁部の近傍で完全に終わっており、従って羽根の人
孔内に０°の層は存在していない。人孔の領域内の皮殻
積層は、ほんの僅かな±４５°−層もしくは僅かに９０
°−層から成る底部を形成している。

【００２１】図８による構成にあって０°層は、図７に
よる構成と同様に、人孔の縁部領域で終わっている。し
かし、この０°−層は直接その端部において＋４５°−
層もしくは−４５°−層で置換えるれており、従って低
部が形成されない。これにより層内において、点検口の
直ぐ近傍に存在している繊維が層の他の繊維に対して異
なる配向を有している。

【００２２】こう言ったことから本発明は、点検口１８
〜１８ｇにより、カバー１８〜１８ｇの外方に解離不能
なパネル１７が主として剪断力を伝達するように設定さ
れた板体として形成されている。

【００２３】この構成は通常の人孔構成が有しているす
べての公知の利点、即ち −カバーの組立ておよび解体が容易である、 −羽根の支持が不必要である、 −接近が良好に可能である、 −羽根外殻内に孔を形成する必要がない、 と言う利点が得られる。

【００２４】通常の人孔構成が有している決定的な欠
点、即ちその重量の増大が回避される。

【００２５】

【発明の効果】上記の構成により、点検口を構成するに
あたって材料の節約が達せられ、これに伴い羽根自体の
重量の低減および経費の節減が達せられる。

【図面の簡単な説明】

【図１】解離可能な羽根を備えた羽根の概略図である。

【図２】図１の切断線ＩＩ−ＩＩに沿った部分断面図で
ある。

【図３】図２の領域ＩＩの細部の図である。

【図４】人孔を備えた羽根の概略図である。

【図５】図４による領域Ｖの細部の図である。

【図６】繊維の配向を示す概略図である。

【図７】図５の切断線Ａ−Ａに沿って示した移行部を示
す図である。

【図８】図５の切断線Ａ−Ａに沿って示した他の構成に
よる移行部あ示す図である。

【符号の説明】

１ 羽根 ２ 上構造体 ３，４，５ カバー ５ａ，５ｂ 横接合部 ５ｃ，５ｄ 縦接合部 ６，７ ストリンガ ８，９ 重複部 １０，１１，１２，１３ ねじ列 １４ 重複領域 １５ カバー

Claims (7)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 繊維複合材料から成るシェル構造体内に
   設けられるカバーを有する点検口を備えた繊維複合材料
   から成る飛行機のシェル構造体において、カバーを有す
   る点検口を備えたシェル構造体の第一の領域が長手方向
   で専ら可撓性であり、この第一の領域を囲繞している第
   二の領域が長手方向で専ら剛性であるように構成されて
   いることを特徴とする繊維複合材料から成るシェル構造
   体。
2. 【請求項２】 カバー（３，４，５）がねじ結合部によ
   り組立ておよび解体可能であるパネルとして形成されて
   いることを特徴とる請求項１に記載のシェル構造体。
3. 【請求項３】 パネル（５）がリベットにより解体不可
   能に形成されていることを特徴とる請求項１に記載のシ
   ェル構造体。
4. 【請求項４】 パネル（５）がシェル構造体の単体の構
   造部分として形成されていることを特徴とる請求項１に
   記載のシェル構造体。
5. 【請求項５】 パネル（５）が少なくとも一つの点検口
   （１８〜１８ｇ）を備えていることを特徴とる請求項３
   或いは４に記載のシェル構造体。
6. 【請求項６】 パネル（１７）の繊維材料が本質的に０
   °−配向を有していることを特徴とする請求項１から５
   までのいずれか一つに記載のシェル構造体。
7. 【請求項７】 カバー（３，４，５）の繊維材料が本質
   的に±４５°−配向を有していることを特徴とする請求
   項１から６までのいずれか一つに記載のシェル構造体。