KR0161490B1 - 비행기 동체 - Google Patents

Abstract

본 발명은 비행기 동체에 관한 것이다.

제1 및 제2 스킨 구조물 각각이, 비행기 동체 외피를 이루는 스킨부, 및 상기 스킨부의 내주면에 상기 스킨부와 일체로 형성되는 프레임을 구비하여, 프레임을 스킨부 위에 직접 올려 놓고 함께 열경화시키므로 조립 작업이 필요없고, 별도의 툴을 사용할 필요가 없으며, 기존의 구조물을 수리한다든지 수리로 인한 부하 경로를 재설계해야 하는 번거로움이 없다.

Description

비행기 동체

제1도는 본 발명에 따라 스킨 구조물이 설치된 비행기 동체의 측면도.

제2도는 제1도의 x-x선을 따라 본 스킨 구조물의 단면도.

* 도면의 주요부분에 대한 부호의 설명

1 : 비행기 동체 2 : 스킨 구조물

4 : 허니콤 3,5,5' : 프리프레그

6 : 프레임

본 발명은 비행기 동체에 관한 것으로서, 보다 상세하게는 스킨부와 프레임이 일부로 성형된 비행기 동체에 관한 것이다.

일반적으로 비행기의 동체는 비행기에 가해지는 다양한 형태의 정하중 및 동하중을 충분히 견딜 수 있도록 설계되어야만 하며, 동시에 비행기 자체의 중량을 가능한한 경량화할 수 있도록 설계되어야만 한다. 따라서 비행기의 동체를 형성하는 재료 및, 비행기의 동체를 구성하는 방식에 대하여 다양한 연구가 진행되어 왔다.

일반적인 비행기 동체의 구성 방식은 적절한 형상의 프레임을 구성하고, 그 위에 스킨을 붙이는 방식이다. 예를 들면, 기존의 방식은 프레임(frame)이 갈비뼈 같은 역할을 하며, 스킨(skin)이 피부와 같은 역할을 한다. 설계에 따라 정위치된 프레임 위에는 스킨(skin)을 붙이게 된다.

통상적으로 종래의 비행기 동체에 사용되는 스킨은 얇은 박판 금속으로 이루어져 있어 전단력만을 견디도록 되어 있고 굽힘 강성이 거의 없다. 따라서, 프레임 또는 스티링거(stringer) 등과 같은 굽힘 강성을 제공하는 부재가 따로 설치되어야 하는 문제가 있다.

또한, 종래 방식으로 항공기를 제작할 때 프레임 제작을 위해, 절삭, 굽힘 등의 방식이 이용되었고, 특수한 경우에는 프레임 제작 툴(frame manufacturing tool)이 필요하고 조립시에도 위치 고정용 툴(position fixing tool)이 필요하게 되는 문제가 있었다.

본 발명은 상기 문제점을 해결하도록 안출된 것으로서, 스킨 구조물이 허니콤 샌드위치 구조를 갖는 비행기 동체를 제공함을 그 목적으로 한다.

상기 목적을 달성하기 위해, 본 발명에 따른 비행기 동체는, 상기 결합되어 주익의 장착부와 랜딩 기어 장착부를 형성하는 제1 및 제2 스킨 구조물을 구비하여 된 비행기 동체에 있어서, 상기 제1 및 제2 스킨 구조물 각각이, 비행기 동체 외피를 이루는 스킨부, 및 상기 스킨부의 내주면에 상기 스킨부와 일체로 형성되는 프레임을 구비하는 특징이 있다.

본 발명에 있어서, 상기 프레임이, 상기 스킨부의 내주면에 설치되는 복수층의 허니콤부, 및 상기 허니콤부를 감싸는 프리프레그부를 구비하는 것이 바람직하다.

또, 상기 스킨부가, 유리 또는 탄소 섬유 등에 수지가 함침된 프리프레그가 적층된 상하부 스킨, 및 상기 상하부 스킨 사이에 개재되는 허니콤을 구비하는 것이 바람직하다.

또, 상기 스킨부와 상기 프레임이 오토클래브에서 열경화에 의해 함께 성형되어 일체를 이루는 것이 바람직하다.

또, 상기 프리프레그부가 유리 또는 탄소 섬유 등으로 직조된 천에 에폭시 수지가 함침된 복수 층의 프리프레그로 이루어지는 것이 바람직하다.

또, 상기 프레임이 격자 형상으로 설치되는 것이 바람직하다.

첨부된 도면을 참조하여, 본 발명의 바람직한 한 실시예가 다음과 같이 설명되겠다.

제1도는 본 발명에 따라 스킨 구조물이 설치된 비행기 동체의 측면도이다.

제2도는 제1도의 x-x선을 따라 본 스킨 구조물의 단면도이다.

본 발명에 따른 비행기 동체(1)의 스킨 구조물(2)은, 비행기 동체(1) 외피를 이루는 스킨부(7), 및 상기 스킨부(7)의 내주면에 상기 스킨부(7)와 일체로 형성되는 프레임(6)으로 대별된다.

스킨부(7)는 비행기 동체(1)의 표면에 해당된다. 즉, 완성된 비행기 동체를 외부에서 관찰하였을 때 나타나는 부분이다. 스킨부(7)는 비행기 동체(1)의 몸통, 주익, 보조익등의 외피를 구성하게 된다. 한편 프레임(6)은 상기 스킨부(7)의 내측에서 스킨부(7)의 강성을 보조하는 기능을 가지며, 하중이 크게 작용하는 부분, 예를 들면 랜딩 기어 형성 부분, 또는 몸통과 주익의 연결 부분등에 필요에 따라 설치될 수 있다.

복수층의 허니콤부(honey comb, 4a,4b)는 스킨부(7) 및 프레임(6)의 내주면에 설치되며, 프리프레그부(prepreg,3,5,5')는 상기 허니콤부(4a,4b)를 감싼다. 도면에 도시된 바와같이, 스킨부(7)를 형성하는 허니콤(4a)의 표면에는 프리프레그부(3)가 감싸게 되고, 프레임(6)을 형성하는 허니콤(4b)에는 프리프레그부(5,5')가 감싸게 된다. 실제의 작업에서는 우선 스킨부(7)의 허니콤(4a) 표면에 프리프레그부(3)를 적층 형성하고, 그 위에 프레임(6)의 허니콤(4b)을 배치한 상태에서 다시 프리프레그(5,5')를 차례로 적층 형성하게 된다. 바람직한 실시예에서, 동체의 스킨부(7) 또는 프레임(6)의 허니콤부(4a,4b)는 유리 또는 흑연이 함침된 프리프레그(3)가 그 외표면에 적층된다. 프리프레그부(5,5')는 각각 상이한 재료로 형성되어 적층될 수 있다.

상기 스킨부(7)와 상기 프레임(6)은 오토클래브에서 열경화에 의해 함께 성형되어 일체를 이루며, 상기 프리프레그부는 유리 또는 흑연 천(glass or graphite fabric)에 에폭시 수지(epoxy resin)가 함침된 복수 층의 프리프레그(3,5,5')로 이루어진다.

본 발명의 효과는 다음과 같다.

프레임을 스킨부 위에 직접 올려 놓고 함께 열 경화 시키므로 조립 작업이 필요없고, 별도의 툴을 사용할 필요가 없으며, 기존의 구조물을 수리할 때 상온 경화 기법을 이용하면 용이하게 수리가 가능하다.

또한, 프리프레그와 허니콤은 가요성을 가져 형상이 복잡해도 부착, 설치, 및 성형이 간단하다.

본 발명은 도면에 도시된 일 실시예를 참고로 설명되었으나 이는 예시적인 것에 불과하며, 본 기술 분야의 통상적 지식을 가진 자라면 이로부터 다양한 변형 및 균등한 타 실시예가 가능하다는 점을 이해할 것이다. 따라서, 본 발명의 진정한 기술적 보호 범위는 첨부된 특허 청구범위의 기술적 사상에 의해 정해져야만 할 것이다.

Claims (3)

1. 비행기 동체 외피를 이루는 스킨부 및, 상기 스킨부의 내주면에 상기 스킨부와 일체로 형성되는 프레임을 구비하며, 상기 스킨부는 허니콤과 상기 허니콤의 상부 및 하부 표면을 감싸도록 적층 형성된 프리프레그부로 이루어지고, 상기 프레임은 상기 스킨부의 내주면에 프레임용 허니콤을 설치하고 그 허니콤을 감싸면서 스킨부 내주면의 프리프레그까지 감싸도록 프리프레그를 적층하고 오토클래브에서 열경화에 의해 일체로 성형되도록 한 것을 특징으로 하는 비행기 동체.
2. 제1항에 있어서, 상기 스킨부 또는 프레임 각각은, 유리 또는 탄소 섬유 등에 수지가 함침된 프리프레그가 적층된 상하부 스킨, 및 상기 상하부 스킨 사이에 개재되는 허니콤을 구비하여 된 것을 특징으로 하는 비행기 동체.
3. 제1항에 있어서, 상기 프리프레그부가 유리 또는 탄소 천에 에폭시 수지가 함침됨으로써 형성된 것을 특징으로 하는 비행기 동체.