KR102110620B1 - 패스너 프리로드의 광학적 측정 - Google Patents

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Abstract

본 발명은 헤드와, 외부 표면 및 외부 표면에서의 축방향 연장 채널을 갖는 생크를 포함하는 패스너에 관한 것이다. 광학적으로 전도성인, 스트레인 감응 물질이 채널을 채운다.

Description

패스너 프리로드의 광학적 측정{OPTICAL MEASUREMENT OF FASTENER PRELOAD}
본 발명은 패스너 프리로드의 광학적 측정에 관한 것이다.
상용 항공기(commercial aircraft)는 상이한 구성요소들을 고정시키는(clamp up) 수 천개의, 나사산이 형성된 패스너(threaded fastener)들을 포함할 수 있다. 나사산이 형성된 패스너들은 특정한 토크(specified torque)로 설치될 수 있다.
하지만, 특정한 토크는 (예컨대, 패스너와 너트(nut) 사이의 마찰로 인하여) 특정한 프리로드(preload)를 생성하지 않을 수 있다. 특정한 프리로드가 달성되는 것을 보장하기 위하여, 패스너들은 과도한 사이즈로 이루어지고(oversized) 과도하게 회전된다(overtorqued).
과도한 사이즈로 이루어진 패스너들은 바람직하지 않다. 수 천개의 패스너들을 갖는 상용 항공기에 대해서, 과도한 사이즈로 이루어진 패스너들의 이용은 항공기의 무게를 증가시켜서, 연료비 및 다른 운영비를 증가시킨다.
본 발명은 패스너 프리로드의 광학적 측정을 위한 패스너 및 이러한 패스너를 설치하는 방법을 제공하는 것을 목적으로 한다.
본 발명의 실시예에 따르면, 패스너는 헤드와, 외부 표면 및 외부 표면에서의 축방향 연장 채널(axially-extending channel)을 갖는 생크를 포함한다. 광학적으로 전도성인, 스트레인 감응 물질이 채널을 채운다.
본 발명의 다른 실시예에 따르면, 방법은 스트레인 감응 광학적 물질로 채워진 채널을 갖는 생크를 포함하는 패스너를 설치하는 단계, 패스너 프리로드를 측정하면서 패스너를 마감하는 단계, 및 측정된 프리로드가 목표값에 도달한 때에 패스너 마감을 멈추는 단계를 포함한다. 프리로드를 측정하는 것은 채워진 채널의 입력부 안으로 빛을 커플링하는 것, 채널의 출력부에서 빛의 주파수를 측정하는 것, 및 측정된 주파수로부터 프리로드를 결정하는 것을 포함한다.
이 특징들 및 기능들은 다양한 실시예들에서 독립적으로 달성될 수 있고, 다른 실시예들에서 결합될 수 있다. 실시예들의 추가적인 세부사항들은 이하의 설명 및 도면들을 참조하여 알 수 있다.
게다가, 본 발명은 이하의 항목(clause)들에 따른 실시예들을 포함한다:
항목 1. 헤드; 외부 표면 및 외부 표면에서의 축방향 연장 채널을 갖는 생크; 및 채널을 채우는 광학적으로 전도성인, 스트레인 감응 물질;을 포함하는 것을 특징으로 하는 패스너.
항목 2. 항목 1에 있어서, 채워진 채널은 전단(shear)을 측정하기 위한 각진 부분(angled portion)을 더 포함하는 것을 특징으로 하는 패스너.
항목 3. 항목 1에 있어서, 생크의 외부 표면에서 적어도 하나의 추가적인 채워진 채널을 더 포함하고, 채워진 채널들은 이격되어 있는 것을 특징으로 하는 패스너.
항목 4. 항목 1에 있어서, 생크의 외부 표면에서 적어도 하나의 추가적인 채워진 채널을 더 포함하고, 채워진 채널들은 상이한 축방향 길이들을 갖는 것을 특징으로 하는 패스너.
항목 5. 상기 항목들에 있어서, 채워진 채널은 채워진 채널이 브래그 그레이팅으로서 기능하도록 그레이디드 굴절률을 갖는 광 코어를 포함하는 것을 특징으로 하는 패스너.
항목 6. 항목 1의 패스너와 결합한 머신으로서, 채워진 채널 안으로 광학적 입력 신호를 커플링하기 위한 광원; 채널로부터 출력 신호를 수신하기 위한 검출기; 및 검출기의 출력의 함수로서 생크에서의 프리로드를 결정하기 위한 프로세서;를 포함하는 머신.
도 1은 샤프트(shaft) 및 샤프트의 외부 표면에서의 채워진 채널(filled channel)을 포함하는 패스너의 도면이다.
도 2는 채워진 채널의 부분의 단면의 도면이다.
도 3은 도 1의 패스너의 헤드의 도면이다.
도 4는 도 1의 패스너에서 프리로드를 결정하는 방법의 도면이다.
도 5 내지 10은 상이한 기하구조들을 갖는 채워진 채널들을 포함하는 패스너들의 도면들이다.
도 11은 패스너 상에서 프리로드를 결정하기 위한 머신(machine)의 도면이다.
도 12는 항공기에서 패스너를 설치하는 방법의 도면이다.
도 13은 샤프트, 샤프트의 외부 표면에서의 채널, 및 채널에서의 광학적 물질(optical material)을 포함하는 패스너를 제작하는 방법의 도면이다.
패스너는 헤드(head) 및 생크(shank)를 포함한다. 채널(channel)은 생크의 외부 표면(outer surface)을 따라 축방향으로 뻗어 있다(extend). 광학적으로 전도성인(optically transmissive), 스트레인 감응(strain-sensitive) 물질이 채널을 채운다. 본 명세서에서 사용될 때, "채워진 채널(filled channel)"은 광학적으로 전도성인, 스트레인 감응 물질로 채워진 채널을 지칭한다. 채워진 채널은 도파관(waveguide) 또는 공진기(resonator)로서 기능할 수 있다. 생크의 스트레인은 채워진 채널의 입력부(input) 안으로 빛을 커플링(coupling)함으로써 결정될 수 있다. 이것은 채워진 채널의 공명(resonance)에서의 변화들로서 나타나거나 채워진 채널에서의 반사(reflection)들 간의 간섭으로서 나타날 것이다. 이 스트레인은 채워진 채널의 출력부(output)에서 빛의 주파수의 변화로부터 결정된다. 패스너 상의 프리로드는 스트레인으로부터 결정될 수 있다.
프리로드는 패스너가 설치되고 있을 때 결정될 수 있다. 설치 동안의 프리로드의 이러한 정확한 결정은 특정된 프리로드가 달성되는 것을 가능하게 한다. 유익하게는, 패스너는 특정된 프리로드가 달성되었다는 것을 보장하기 위하여 과도한 사이즈로 이루어지거나, 및/또는 과도하게 회전될 필요가 없다.
이하의 설명으로부터 명백하게 되는 바와 같이, 채워진 채널은 임의의 구체적인 기하학적인 형태로 제한되는 것이 아니다. 채워진 채널의 몇몇 기하학적 형태들은 단일한 직선 부분(single straight portion)을 포함하는 반면에, 다른 구성들은 더욱 복잡하고, 상이한 형상을 갖는 복수의 부분들을 가진다. 이 기하학적 형태들은 상이한 파라미터들을 측정하기 위하여 특정적으로(specifically) 설계된다.
도 1을 참조하면, 도 1은 헤드(120) 및 나사산이 형성되어 있는 부분(unthreaded portion)(132)과 나사산이 형성되어 있지 않은 부분(unthreaded portion)(134)을 갖는 생크(130)를 포함하는 패스너(110)를 도시한다. 생크(130)는 (화살표 A로 표시된) 축방향으로 헤드(120)로부터 연장된다.
패스너(110)는 나사산이 형성되어 있지 않은 부분(134)의 외부 표면에서 채워진 채널(140)을 추가로 가진다. 도 1의 채워진 채널(140)은 U자형(U-shaped) 기하구조를 가진다. 채워진 채널(140)의 제1 부분(142)은 생크(130)의 나사산이 형성되어 있지 않은 부분(134) 상에서 다운워드(downward) 축 방향으로 헤드(120)로부터 연장된다. 채워진 채널(140)의 제2 부분(144)은 제1 부분(142)으로부터 원주방향으로(circumferentially) 연장된다. 채워진 채널(140)의 제3 부분(146)은 축방향으로 제2 부분(144)으로부터 연장되고, 헤드(120)에서 종결된다. 도 1의 채워진 채널(140)의 폭은 비례에 맞는 것이 아니라 오히려 시각적으로 보이게 하기 위하여 확대된 것이다. 실제로, 채워진 채널(140)의 각각의 부분은 100 미크론(micron)에 지나지 않는 폭과 깊이를 가질 수 있다. 이 부분들(142-146)을 채우는 광학적으로 전도성인 물질은 호모지니어스(homogeneous)일 수 있다.
우선은, 채워진 채널(140)의 제1 부분(142)을 고려한다. 제1 부분(142)의 단면이 도 2에서 도시된다. 광학적으로 전도성인 물질(150)은 제1 부분(142)을 채운다. 광학적으로 전도성인 물질(150)은 광 코어(optical core)(152) 및 광 코어(152)와 생크(130) 사이의 클래딩(cladding)(154)을 포함할 수 있다.
광 코어(152) 및 클래딩(154)에서의 물질들은 활성화 빛(activation light)의 파장에서 굴절률(index of refraction)의 차이를 가진다. 광 코어(152)의 굴절률은 클래딩(154)의 굴절률보다 더 크다. 코어(152) 및 클래딩(154)에 대한 예들은, (1) 광 코어(152)에 대해 Dow Corning® OE-4140 및 클래딩(154)에 대해 OE-4141과 같이 실리콘 타입 물질들; (2) 코어(152)에 대해 Dow Corning® OE-6636 및 클래딩(154)에 대해 OE-6370과 같은 실록산 폴리머(siloxane polymer) 물질들; (3) 코어(152) 및 클래딩(154)에 대해 UV 경화 폴리머(curable polymer)와 같은 아크릴/에폭시들(acrylic/epoxies); 및 (4) 클래딩(154)에 대해 투명 플루오로폴리머(transparent fluoropolymer)들(예컨대, CYTOP)을 포함하되, 이에 한정되지 않는다.
광학적으로 전도성인 물질(150)은 생크(130)에 부착된다(adhered). 예를 들어, 광 코어(152)를 위한 물질은 채널(140) 안으로 "흘러들어 가고(flowed)", 클래딩(154) 및/또는 생크(130)에 부착된다.
도 3을 참조한다. 패스너(110)는 헤드(120)에 위치한 입력 및 출력 포트들(322 및 324)을 가질 수 있다. 포트들(322 및 324)은 헤드(120)에서 구멍(opening)들을 드릴링(drilling)함으로써 형성될 수 있다. 이 구멍들은 채널(140)에 대한 액세스만을 허용하기 때문에 채널(140)의 일부를 형성할 필요가 없다. (다른 구성들에 있어서, 입력 및 출력 포트들은 나사산이 형성된 말단(threaded end)에 위치해 있을 수 있다.)
이제 도 4를 참조한다. 패스너(110) 상의 프리로드는 다음과 같이 결정될 수 있다. 블록 410에서, 프리로드가 패스너(110)에 적용되기 전에, 입력광(input light)이 입력 포트(input port)(322) 안으로 커플링되고, 출력 포트(output port)(324)에서 수신된다. 출력 포트(324)에서 빛의 주파수가 측정된다. 이러한 측정은 기준 측정(baseline measurement)으로서 쓰일 것이다. 채워진 채널(140)은 도파관으로서 기능하기 때문에, 채워진 채널(140) 내 반사들 간의 간섭이 측정된다.
블록 420에서, 토크가 패스너(110)에 적용될 때 패스너(110)의 설치가 시작된다. 예를 들어, 패스너(110)가 한 무더기의 부재들(a stack of members)에 삽입되고, 너트로 마감된다(terminated). 생크(130) 상으로 너트를 회전시키는 것(torquing)은 생크(130)를 긴장 상태에(in tension) 놓이게 하고, 생크(130)가 축방향(A)으로 변형되는 것을 초래한다. 이러한 스트레인은 채워진 채널(140)에서 소규모의 기계적 변형(mechanical deformation)으로 바뀐다. 이러한 기계적 변형은 입력 포트(322)로부터 출력 포트(324)로의 빛의 주파수를 변화시킨다.
토크가 적용되고 있을 때, 빛이 입력 포트(322) 안으로 커플링된다. 출력 포트(324)에서 빛의 주파수가 측정된다.
블록 430에서, 스트레인이 유도된다. 측정된 주파수와 기준 주파수 간의 차이가 결정된다. 주파수 차이로부터 스트레인이 유도된다. 생크(130)에서의 축방향 응력(stress)의 간단한 연산은 측정된 스트레인에 생크의 탄성률(modulus of elasticity)을 곱해서 계산될 수 있다. (더욱 복잡한 연산은 푸아송비(Poisson's ratio)와 같은 추가적인 조건들을 포함할 수 있다). 패스너(110) 상의 프리로드는 생크(130)의 단면적과 응력의 곱으로서 계산될 수 있다.
이후, 블록 440에서, 계산된 프리로드가 목표값과 비교된다. 측정된 프리로드가 목표값에 도달할 때까지 블록들(420 및 430)에서의 기능들이 계속해서 반복된다.
채워진 채널(140)은 와이어 스트레인 게이지(wire strain gauge) 보다 더 높은 정확성 및 더 낮은 노이즈 민감성(susceptibility to noise)을 제공한다. 이것은 또한 더욱 정밀한 곡률 반경을 가진다. 채워진 채널(140)은, 패스너의 중앙 보어(central bore)를 통해서 뻗어 있으면서 중앙 보어에 접착되어 있는 광 와이어(optical wire)보다 더욱 우수한 스트레인의 커플링을 제공한다.
일반적으로, 생크의 표면에서, 채워진 채널은 패스너의 중앙 보어를 통해서 뻗어 있는 광섬유보다 폭넓은 다양한 기하구조들을 가지고 구성될 수 있다. 이러한 기하구조들 중의 몇몇은 또한 패스너 전단(shear) 및/또는 벤딩(bending)을 결정하는 데 이용될 수 있다.
이제 도 5를 참조하면, 도 5는 생크(530)의 나사산이 형성되어 있지 않은 부분(534) 상에서 다운워드 축 방향으로 연장된 제1 부분(542), 벌버스(bulbous)한 제2 부분(544), 및 축 방향에서 업워드(upward)로 돌아가는 제3 부분(546)을 갖는 채널(540)을 포함하는 패스너(510)를 도시한다. 축 방향으로 연장되는 제1 및 제3 부분들(542 및 546)은 빛을 전송하는 커플링 부분(coupling portion)들로서 구성되지만, 스트레인에 의해 초래되는 변형들에 덜 민감하다.
이제 도 6을 참조하면, 도 6은 축방향 스트레인(axial strain)을 측정하기 위한 제1 채널(640) 및 전단(shear)을 측정하기 위한 제2 채널(645)을 포함하는 패스너(610)를 도시한다. 제2 채널(645)은 커플링 부분들로서 구성된 제1 및 제2 축방향 연장 부분들(646 및 647)을 포함한다. 이 두 부분들(646 및 647) 사이에 축방향에 대해 각도 (α)로 연장되어 있는 하나 이상의 "핑거들(fingers)"(648)이 존재한다. 전단력(shear force)들은 횡방향 성분(transverse component) 및 축방향 성분(axial component) 양쪽 모두를 가질 수 있다. 개별 성분이 아니라 이 성분들의 합력을 측정하기 위하여, 핑거들(648)은 각도 (α)로 지향된다. 각도 (α)에 대한 최적값은 전단력들의 성분들의 예상된 상대적 크기에 상응한다. 예를 들어, 성분들이 동일할 것으로 예상된다면, 각도는 α = 45도일 수 있다.
본 명세서에서, 패스너는 하나 이상의 동일한 타입의 채널을 가질 수 있다. 동일한 타입의 복수의 채널들은 축방향 스트레인 또는 전단이 생크의 단면에 대해 균일하게(uniformly) 분산되지 않을 때 이용될 수 있다. 예를 들어, 도 5의 패스너(510)는 생크(530)의 단면에 대해 균일하게 분산되어 있지 않은 벤딩(bending)을 측정하기 위한 복수의 채널들(540)을 포함한다.
이제 도 7을 참조하면, 도 7은 단면에 대해 축방향 스트레인을 측정하기 위한 복수의 제1 채널들(720)을 포함하는 패스너(710)를 도시한다. 제1 채널들(720)은 축상의 차원(axial dimension)을 따라 다양한 위치들에서 축방향 스트레인을 측정하기 위하여 상이한 축방향 길이들을 가진다.
패스너(710)는 또한 단면에 대해 전단을 측정하기 위한 복수의 제2 채널들(730)을 포함한다. 제2 채널들(730)의 커플링 부분들은 축상의 차원을 따라 다양한 위치들에서 전단을 측정하기 위하여 상이한 축방향 길이들을 가진다.
복수의 채널들의 이용은 또한 부하 제로(load zero)에서 채널들의 레퍼런스 캘리브레이션(reference calibration)을 가능하게 한다. 동일한 타입의 모든 채널들은 동일한 측정치들을 제공해야 한다. 측정치들 간의 편차(deviation)들은 부적합(non-conforming) 패스너를 나타낼 수 있다.
도 8 및 9는 축방향 스트레인을 측정하기 위해 네스팅된(nested) 채널들(820 및 920)을 갖는 패스너들(810 및 910)을 도시한다. 도 8의 채널들(820)은 생크(830)의 상이한 코드(chord)들에 걸쳐 연장된다. 코드 길이는 패스너 헤드(840)로부터의 거리가 증가함에 따라서 증가한다. 도 9의 채널들(920)은 또한 생크(930)의 상이한 코드들에 걸쳐 연장된다. 코드 길이는 패스너 헤드(940)로부터의 거리가 증가함에 따라서 감소한다.
도 10을 참조하면, 도 10은 단일한 직선 부분을 갖는 채널(1020)을 포함하는 패스너(1010)를 도시한다. 빛은 단일한 포트로 커플링되고 단일한 포트에서 수신된다. 채널(1020)에서의 광 코어는 광학적으로 전도성인 물질이 브래그 그레이팅(Bragg grating)으로서 기능하도록 그레이디드 굴절률(graded refractive index)을 가진다. 광학적 물질 안으로 커플링되고 브래그 그레이팅에 의해서 반사되는 빛의 파장은 광학적 물질의 굴절률의 두 변화(variation)들 간의 거리에 실질적으로 비례한다. 스트레인으로부터 초래되는 이러한 거리의 임의의 변화는 반사된 빛의 파장을 측정함으로써 검출될 수 있다.
이제 도 11을 참조하면, 도 11은 본 발명에 따른 패스너 상의 프리로드를 결정하기 위한 머신(1110)을 도시한다. 머신(1110)은 채워진 채널 안으로 광학적 입력 신호(optical input signal)를 커플링하고 채워진 채널로부터 출력 신호의 주파수를 측정하도록 구성될 수 있다. 머신(1110)은 패스너의 생크에서의 프리로드를 측정된 주파수의 함수로서 결정하도록 더 구성될 수 있다. 예를 들어, 머신(1110)은 광원(light source)(1120), 검출기(1130), 및 입력 광신호(input optical signal)를 커플링하고 출력 광신호(output optical signal)의 주파수를 측정하기 위한 관련 드라이버(associated driver)와 인터페이스 전자장치(interface electronics)(1140)를 포함할 수 있다. 이 구성요소들(1120-1140)은 온보드 프로세서(on-board processor)(1150) 또는 원격 프로세서(remote processor)(예컨대, 건전성 모니터링 노드(health monitoring node), 중앙 컴퓨터(central computer), 휴대용 판독 기구(handheld readout instrument))와 통신할 수 있는 작은 전자장치 모듈(electronics module)로 소형화될 수 있다.
몇몇 구성들에서, 머신(1110)은 전자장치 모듈을 지닌 토크 렌치(torque wrench)를 더 포함할 수 있다. 온보드 프로세서(1150) 또는 원격 프로세서는 토크 렌치에 의해 적용되는(applied) 프리로드를 결정할 수 있다.
다른 구성들에서, 전자장치 모듈은 입력 및 출력 포트들 위로 패스너의 헤드에 부착된 스티커(sticker)에 내장될 수 있다. 스티커는 무선으로 파워를 수신하고, 신호들을 원격 컴퓨팅 장치에 무선으로 전송한다.
또 다른 구성들에서, 머신(1110)은 패스너들을 설치하기 위한 엔드 이펙터(end effector)를 갖는 로봇을 포함한다. 패스너들은 수작업으로 또는 로봇으로 마감될 수 있다. 엔드 이펙터는 전자장치 모듈을 지니고, 온보드 프로세서(1150) 또는 원격 프로세서는 패스너 마감(termination) 동안 프리로드를 결정하고 프리로드가 목표값과 같을 때에 패스너 마감을 멈춘다.
로봇은 항공기에서 패스너들을 설치하도록 구성될 수 있다. 로봇의 일부 구성들은 패스너 설치 동안 프리로드를 결정하는 데 이용될 수 있다. 일부 구성들은 패스너 설치 후에 프리로드를 결정하는 데 이용될 수 있다. 후자의 예로서, 프리로드는 항공기의 건전성 모니터링(health monitoring) 동안 결정될 수 있다.
이제 도 12를 참조하면, 도 12는 항공기에서 패스너를 설치하는 방법을 도시한다. 블록 1210에서, 패스너는 한 무더기의 물질들(a stack of materials)에 삽입된다. 단지 하나의 예로서, 홀(hole)이 스킨(skin) 및 아래의 보강 하부구조물(underlying stiffening substructure)에 드릴링되고, 패스너가 홀 안으로 삽입된다.
블록 1220에서, 패스너 프리로드를 측정하면서 패스너가 마감된다(terminated). 예를 들어, 너트는 패스너의 나사산이 형성된 말단에 쓰레딩되고(threaded), 너트는 무더기를 고정시키도록(clamp up) 조여진다(tightened). 너트가 조여질 때, 채워진 채널의 입력 포트 안으로 빛이 커플링되고, 채워진 채널의 출력 포트에서 수신된 빛의 주파수가 측정된다. 측정된 주파수로부터 프리로드가 결정된다.
블록 1230에서, 프리로드가 목표값에 도달하는 때에 패스너 마감이 멈춰진다. 프리로드가 패스너 마감의 마지막에 결정되기 때문에, 패스너들 상의 토크들을 체크하기 위한 차후의 품질 보증(quality assurance)의 필요성이 제거된다.
게다가, 토크 대신 프리로드가 측정되고 있기 때문에 보증이 더욱 정확하다. 토크 측정치들은 패스너와 너트 간의 마찰과 같은 마찰 변화에 의해 영향을 받을 수 있다.
패스너 설치 동안의 프리로드의 정확한 측정은 특정된 프리로드가 설치 동안 달성되는 것을 가능하게 한다. 유익하게는, 패스너는 특정된 프리로드가 달성되는 것을 보장하기 위하여 과도한 사이즈로 이루어지거나 및/또는 과도하게 회전될 필요가 없다. 그래서, 패스너 무게가 감소된다. 하나의 패스너의 무게의 감소는 사소해 보일 수 있다. 하지만, 항공기 상의 다수의 패스너들을 고려할 때, 누적 무게의 감소는 연료비 및 다른 항공기 운영비에 있어서의 실질적인 감소를 초래할 수 있다.
이제 도 13을 참조하면, 도 13은 본 발명에 따른 패스너를 제조하는 방법을 도시한다. 본 방법은 롤드 쓰레드(rolled thread)들을 가진 기계가공된(machined) 또는 주조된(forged) 볼트를 가지고 시작된다(블록 1310).
블록 1320에서, 패스너의 생크의 외부 표면에 적어도 하나의 채널이 형성된다(블록 1320). 각각의 채널은, 예를 들어, 미세 기계가공(micro-machining), 레이저 컷(laser cut), 또는 화학적 에칭(chemical etching)에 의해서 형성될 수 있다.
블록 1330에서, 채널에 광학적 물질이 형성된다. 에어로졸 제트 증착(aerosol jet deposition)과 같은 3D 프린팅에 의해서 클래딩 및 광 코어가 형성될 수 있다.
블록 1340에서, 코어의 외부 표면 상에 추가적인 클래딩이 형성될 수 있다. 추가적인 클래딩은 기계적인 손상에 대한 보호를 제공한다.

Claims (15)

  1. 헤드(head);
    외부 표면 및 외부 표면에서의 축방향 연장 채널(axially-extending channel)을 갖는 생크(shank); 및
    채널을 채우는 광학적으로 전도성인(optically transmissive), 스트레인 감응(strain-sensitive) 물질;을 포함하는 것을 특징으로 하는 패스너(fastener).
  2. 청구항 1에 있어서,
    생크는 나사산이 형성되어 있는 부분(threaded portion) 및 나사산이 형성되어 있지 않은 부분(unthreaded portion)를 포함하고, 채워진 채널은 나사산이 형성되어 있지 않은 부분 상에서만 축방향으로 연장된 것을 특징으로 하는 패스너.
  3. 청구항 1에 있어서,
    채워진 채널은 폭이 100 미크론(micron)보다 작은 것을 특징으로 하는 패스너.
  4. 청구항 1에 있어서,
    광학적으로 전도성인, 스트레인 감응 물질은 생크에 부착된 것을 특징으로 하는 패스너.
  5. 청구항 4에 있어서,
    광학적으로 전도성인 물질은 광 코어(optical core) 및 광 코어와 생크 사이의 클래딩(cladding)을 포함하는 것을 특징으로 하는 패스너.
  6. 청구항 5에 있어서,
    광학적으로 전도성인 물질은 광 코어의 외부 표면 상에 클래딩을 더 포함하는 것을 특징으로 하는 패스너.
  7. 청구항 1의 패스너를 설치하는 방법으로서,
    채워진 채널의 입력 포트(input port)에 빛을 전송하면서 패스너를 회전시키는(torquing) 단계,
    채워진 채널의 출력 포트(output port)에서 빛의 주파수를 측정하는 단계, 및
    측정된 주파수의 함수로서 패스너 상의 프리로드(preload)를 결정하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 패스너를 설치하는 방법.
  8. 청구항 7에 있어서,
    프리로드가 목표값에 도달할 때까지 패스너를 회전시키는 단계를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 패스너를 설치하는 방법.
  9. 청구항 1에 있어서,
    채워진 채널은 도파관(waveguide)을 형성하는 것을 특징으로 하는 패스너.
  10. 청구항 1에 있어서,
    채워진 채널은 축방향 스트레인(axial strain)을 측정하기 위하여 U자형(U-shaped)인 것을 특징으로 하는 패스너.
  11. 청구항 1에 있어서,
    채워진 채널은 커플링 부분(coupling portion)들로서 구성된 축방향 연장 부분들 및 생크에 부착된, 축방향 연장 부분들 사이의 적어도 한 부분을 포함하는 것을 특징으로 하는 패스너.
  12. 청구항 1에 있어서,
    채워진 채널은 제1 축방향 연장 부분, 제2 벌버스 부분(bulbous portion), 및 제3 축방향 연장 부분을 포함하는 것을 특징으로 하는 패스너.
  13. 스트레인 감응 광학적 물질로 채워진 채널을 갖는 생크를 포함하는 패스너를 설치하는 단계;
    패스너 프리로드를 측정하면서 패스너를 마감하는(terminating) 단계; 및
    측정된 프리로드가 목표값에 도달한 때에 패스너 마감을 멈추는 단계;를 포함하고,
    프리로드를 측정하는 것은 채널의 입력부(input) 안으로 빛을 커플링하는(coupling) 것, 채워진 채널의 출력부(output)에서 빛의 주파수를 측정하는 것, 및 측정된 주파수로부터 프리로드를 결정하는 것을 포함하는 것을 특징으로 하는 방법.
  14. 청구항 13에 있어서,
    항공기에서의 설치 동안 패스너 프리로드가 결정되는 것을 특징으로 하는 방법.
  15. 청구항 13에 있어서,
    항공기의 건전성 모니터링(health monitoring) 동안 패스너 프리로드가 결정되는 것을 특징으로 하는 방법.
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