KR100575140B1 - 항공기 훼어링용 원추형 통과 그 제작방법 - Google Patents

Abstract

본 발명의 일 측면에 의하면, 이음매가 없이 일체인 항공기 훼어링용 원추형 통이 제공되며, 본 발명의 또 다른 측면에 의하면, 프리폼 제작용 툴을 준비하는 단계; 요구되는 형상으로 다수의 드라이 패브릭을 준비하는 단계; 프리폼 제작용 툴을 이용하여 다수의 드라이 패브릭을 적층하여 프리폼을 제작하는 단계; 프리폼에 수지를 충전하는 단계; 및 수지가 충전된 프리폼을 경화시키는 단계를 포함하는 항공기 훼어링용 원추형 통의 제작방법이 제공된다. 이와 같이 구성된 항공기 훼어링용 원추형 통 및 그 제작방법에 의하면, 조립공수 및 조립 부품수를 줄여 제조원가의 저감 및 생산성 향상을 기대할 수 있다.

항공기, 훼어링, 원추형 통

Description

항공기 훼어링용 원추형 통과 그 제작방법{Tailcone type component for fairing of aircraft and manufacturing method thereof}

도 1a 및 1b는 종래 항공기 훼어링용 원추형 통의 분해 사시도 및 결합 사시도,

도 2는 본 발명의 실시예에 따른 항공기 훼어링용 원추형 통의 사시도,

도 3은 도 2에 도시된 원추형 통의 제작방법을 나타낸 순서도,

도 4는 도 3에 나타낸 프리폼 제작용 툴을 도시한 사시도,

도 5는 도 3에 나타낸 드라이 패브릭의 일 실시예를 도시한 도면,

도 6a는 도 4 및 도 5에 도시된 프리폼 제작용 툴에 드라이 패브릭이 적층된 상태를 나타낸 사시도,

도 6b는 도 6a의 Ⅵ-Ⅵ선을 따라 절단한 단면도,

도 6c는 도 6a에 도시된 드라이 패브릭으로부터 성형된 프리폼을 나타낸 사시도,

도 7a는 도 3에 나타낸 수지 충전 공정을 개략적으로 도시한 단면도,

도 7b는 도 7a에 나타낸 수지 충전공정에서 수지의 유입부 위치 및 유출부 위치를 도시한 사시도이다.

< 도면의 주요부분에 대한 부호의 설명 >

100... 원추형 통 200... 프리폼

210... 프리폼 제작용 툴 220... 드라이 패브릭

221... 드라이 패브릭이 오버랩된 부분 300... 수지 충전장치

310... 수지의 유입부 320... 수지의 유출부

330... 실런트 테이프 340... 진공백

R ... 수지

본 발명은 항공기에 관한 것으로서, 보다 상세하게는 항공기 훼어링 중에서 원추형상을 갖는 통과 그 제작방법에 관한 것이다.

일반적으로 항공기에는 공기의 흐름을 평활하게 하여 공기의 저항을 줄이기 위한 목적으로 항공기의 각 구조물에 결합하는 훼어링(Fairing)이 사용된다. 이러한 훼어링은 그 설치되는 위치 및 결합되는 구조물에 따라 다양한 형상과 구조로 구현될 수 있다.

도 1a 및 1b에는 종래 항공기 훼어링용 중에서 종래 기술에 의한 원추 형상의 통을 나타낸 분해 사시도 및 그 결합 사시도가 도시되어 있다.

도면을 참조하면, 종래 항공기 훼어링용 원추형 통(10)은, 하부부재(11)와 상부부재(12) 및 상기 하부부재(11)과 상부부재(12)를 결합시키는 결합부재(13)를 포함한다. 여기서, 상기 각 구성부재들(11,12,13)은 기계적인 체결 방식을 이용하 여 결합됨으로써, 최종적으로 도 1b에 도시된 것과 같은 최종형상을 얻는다.

그런데, 상기한 바와 같은 종래 훼어링용 원추형 통에 의하면, 각 구성부재들을 별도로 제작하여야 하기 때문에 부품수가 증가할 뿐만 아니라, 이들 구성부재들을 결합하기 위한 조립공수의 증가에 따라 그 제조원가가 상승하고 생산성이 저하되는 문제점이 있다.

본 발명은 상기의 문제점을 해결하기 위하여 창출된 것으로서, 조립공수 및 조립부품수를 줄여 제조원가의 저감 및 생산성 향상을 구현할 수 있는 항공기 훼어링용 원추형 통을 제공하는 것을 그 목적으로 한다.

본 발명의 다른 목적 및 장점들은 하기에 설명될 것이며, 본 발명의 실시예에 의해 알게 될 것이다. 또한, 본 발명의 목적 및 장점들은 특허 청구 범위에 나타낸 수단 및 조합에 의해 실현될 수 있다.

본 발명의 일 측면에 따른 항공기 훼어링용 원추형 통은, 이음매가 없이 일체인 것을 특징으로 한다.

여기서 상기 원추형 통은 적층된 다수의 드라이 패브릭과, 상기 드라이 패브릭 사이에 충전된 수지를 포함하는 복합재료로 형성된 것이 바람직하다.

또한, 본 발명의 또 다른 측면에 의하면, 프리폼 제작용 툴을 준비하는 단계; 요구되는 형상으로 다수의 드라이 패브릭을 준비하는 단계; 상기 프리폼 제작용 툴을 이용하여 상기 다수의 드라이 패브릭을 적층하여 프리폼을 제작하는 단계; 상기 프리폼에 수지를 충전하는 단계; 및 상기 수지가 충전된 프리폼을 경화시키는 단계를 포함하는 항공기 훼어링용 원추형 통의 제작방법이 제공된다.

여기서 상기 드라이 패브릭은 나비모양의 형상인 것이 바람직하다.

이하 첨부된 도면을 참조로 본 발명의 바람직한 실시예를 상세히 설명하기로 한다. 이에 앞서, 본 명세서 및 청구범위에 사용된 용어나 단어는 통상적이거나 사전적인 의미로 한정해서 해석되어서는 아니되며, 발명자는 그 자신의 발명을 가장 최선의 방법으로 설명하기 위해 용어의 개념을 적절하게 정의할 수 있다는 원칙에 입각하여 본 발명의 기술적 사상에 부합하는 의미와 개념으로 해석되어야만 한다.

따라서, 본 명세서에 기재된 실시예와 도면에 도시된 구성은 본 발명의 가장 바람직한 일 실시예에 불과할 뿐이고 본 발명의 기술적 사상을 모두 대변하는 것은 아니므로, 본 출원시점에 있어서 이들을 대체할 수 있는 다양한 균등물과 변형예들이 있을 수 있음을 이해하여야 한다.

도 2는 본 발명의 실시예에 따른 항공기 훼어링용 원추형 통을 나타낸 사시도이다.

도시된 바와 같이, 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 원추형 통(100)은 이음매가 없이 일체로 되어 있다.

여기서 상기 원추형 통(100)은, 적층된 다수의 드라이 패브릭(Dry Fabrics;220;도 5 참조)과, 이들 드라이 패브릭(220)사이에 충전된 수지(R; 도 7a 및 도 7b 참조)를 포함하는 복합재료로 형성된다. 상기 원추형 통(100)의 재질에 대해서는 후술될 원추형 통(100)의 제작방법에 의하여 더욱 분명히 이해될 것이다.

이하, 본 발명의 실시예에 따른 항공기 훼어링용 원추형 통의 제작방법에 대하여 설명하도록 한다.

도 3은 상기 원추형 통의 제작방법을 나타낸 순서도이고, 도 4는 도 3에 나타낸 프리폼 제작용 툴을 도시한 사시도이고, 도 5는 도 3에 나타낸 드라이 패브릭의 일 실시예를 도시한 도면이고, 도 6a는 도 4 및 도 5에 도시된 프리폼 제작용 툴에 드라이 패브릭이 적층된 상태를 나타낸 사시도이고, 도 6b는 도 6a의 Ⅵ-Ⅵ선을 따라 절단한 단면도이고, 도 6c는 도 6a에 도시된 드라이 패브릭으로부터 성형된 프리폼을 나타낸 사시도이고, 도 7a는 도 3에 나타낸 수지 충전 공정을 개략적으로 도시한 단면도이고, 도 7b는 도 7a에 나타낸 수지 충전공정에서 수지의 유입부 위치 및 유출부 위치를 도시한 사시도이다.

먼저 도 3 및 도 4를 참조하면, 본 발명의 실시예에 따른 원추형 통(100)을 제작하기 위해서는 프리폼(Preform) 제작용 툴(210)을 준비한다(S1). 상기 프리폼 제작용 툴(210)은 암형(Female Type)의 원추 형상을 갖는다. 상기 프리폼 제작용 툴(210)의 내부에는 도시되어 있지는 않으나 이형제가 부착되어 후술할 수지(R)충전공정에서 수지(R)가 쉽게 분리될 수 있도록 한다. 또한, 상기 프리폼 제작용 툴(210)의 내부는 수지(R)의 유입 흐름 특성을 개선시키기 위해 스파이럴(Spiral)형상으로 만들어진다.

프리폼 제작용 툴(210)이 준비되면, 도 3 및 도 5에 도시된 바와 같이, 다수의 드라이 패브릭(220)을 준비한다(S2). 상기 드라이 패브릭(220)은 나비 형상으로 재단하는 것이 바람직하다. 나비 형상의 드라이 패브릭(220)은 여러장 적층하기에 용이하며, 적층 후 형상을 유지하기에도 용이하다는 장점을 갖는다. 상기 드라이 패브릭(220)의 재질로는 글라스 패브릭(Glass Fabric)의 한 종류를 사용할 수 있으며, 이러한 글라스 패브릭은 단적으로 항공기의 복합재료로 사용되는 프리프레그(Prepreg)와 동일한 효과를 나타낸다.

다음으로, 도 3 내지 도 6c에 도시된 바와 같이, 상기 다수의 드라이 패브릭(220)을 적층하여 프리폼(200)을 제작한다(S3). 상기 드라이 패브릭(220)은 이음매가 없이 일체형이 되도록 하기 위하여 그 단부가 오버랩(Overlap;221)이 형성되도록 상기 프리폼 제작용 툴(210)의 내측에 적층한다.

프리폼(200)이 제작되면, 도 3, 도 7a 및 도 7b에 도시된 바와 같이, 상기 프리폼(200)에 수지(R)을 충전한다(S4). 수지(R) 충전은 CAPRI(Controlled Atmospheric Pressure Resin Infusion)공법이나 VARTM(Vacuum Assisted Resin Transfer Moulding)공법을 사용할 수 있다.

수지(R) 충전과정을 설명하면, 수지 충전장치(300)에서 수지의 유입부(310)를 통해 수지(R)를 주입시킨다. 이 때 수지의 유출부(320)를 진공상태로 유지시킴으로서 기포발생으로 인해 물성이 떨어지는 것을 방지할 수 있다. 진공상태를 유지시키기 위해서 실런트 테이프(Sealant Tape;330)와 진공백(Vacuum bag;340)을 사용한다. 상기 일 실시예로서의 수지(R)는 VRM 34(Hexcel사 상품명)나 RTM 6(Hexcel사 상품명)를 사용할 수 있고, 수지의 유입부(310)의 압력은 대략 0.52kgf/㎠ , 수지의 유출부(320)는 대략 진공상태를 유지할 수 있다. 수지의 유출부(320)의 압력은 진공 펌프의 흡입에 의하여 유지되며 수지의 유입부(310)와 수지의 유출부(320)의 압력차에 의해 흐름 특성을 개선 시킬 수 있다. 나아가 수지의 유입부(310)를 복수로 하여 압력 손실을 줄여줄 수 있다.

수지(R)가 충전되면, 도 3에 도시된 바와 같이, 상기 수지(R)가 충전된 프리폼(200)을 경화시켜 항공기 훼어링용 원추형 통(100)을 제작한다(S5). 종래 프리프레그를 사용한 복합재는 고온고압의 오토클레이브(Autoclave)에서 경화가 이루어졌지만, CAPRI 공법 또는 VARTM 공법을 사용한 본 발명에서는 오븐(Oven)에서 경화시켜 가공비용을 낮출 수 있다.

상술한 바와 같이 본 발명에 따른 항공기 훼어링용 원추형 통과 그 제조방법은 다음과 같은 효과를 제공한다.

첫째, 조립공수 및 조립 부품수를 줄여 제조원가의 저감 및 생산성 향상을 기대할 수 있다.

둘째, 조립공수를 줄여 품질의 유지 관리가 용이하다.

이상과 같이, 본 발명은 비록 한정된 실시예와 도면에 의해 설명되었으나, 본 발명은 이것에 의해 한정되지 않으며 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자에 의해 본 발명의 기술 사상과 아래에 기재될 특허 청구범위의 균등 범위 내에서 다양한 수정 및 변형이 가능함은 물론이다.

Claims (4)

1. 항공기 훼어링용 원추형 통에 있어서, 상기 원추형 통은 이음매가 없이 일체인 것을 특징으로 하는 항공기 훼어링용 원추형 통.
2. 제1항에 있어서,

   상기 원추형 통은 적층된 다수의 드라이 패브릭과, 상기 드라이 패브릭 사이에 충전된 수지를 포함하는 복합재료로 형성된 것을 특징으로 하는 항공기 훼어링용 원추형 통.
3. 프리폼 제작용 툴을 준비하는 단계;

   요구되는 형상으로 다수의 드라이 패브릭을 준비하는 단계;

   상기 프리폼 제작용 툴을 이용하여 상기 다수의 드라이 패브릭을 적층하여 프리폼을 제작하는 단계;

   상기 프리폼에 수지를 충전하는 단계;

   상기 수지가 충전된 프리폼을 경화시키는 단계를 포함하는 항공기 훼어링용 원추형 통의 제작방법.
4. 제 3항에 있어서,

   상기 드라이 패브릭은 나비 형상인 것을 특징으로 하는 항공기 훼어링용 원 추형 통의 제작방법.

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