KR102651255B1 - 항공기의 복합 패널들용 코어 구조물들, 코어 구조물들을 포함하는 항공기 및 복합 패널들 및 복합 패널들을 제작하는 방법 - Google Patents

항공기의 복합 패널들용 코어 구조물들, 코어 구조물들을 포함하는 항공기 및 복합 패널들 및 복합 패널들을 제작하는 방법 Download PDF

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Abstract

항공기(10)의 복합 패널(75)들용 코어 구조물(120)들, 코어 구조물(120)들을 포함하는 항공기(10) 및 복합 패널(75)들 및 복합 패널(75)들을 제작하는 방법(200)은 본 명세서에 개시되어 있다. 코어 구조물(120)은 제1 측면(140), 제2 측면(150) 및 제2 측면(150)의 상측 부분(152)과 제1 측면(140)의 상측 부분(142)을 서로 연결하는 연결 구역(160)을 포함한다. 제1 측면(140), 제2 측면(150) 및 연결 구역(160)은 항공기(10)의 항공용 안테나(60)를 포함하도록 구성되는 하우징 볼륨(64)을 정의하는 안테나 하우징(62)을 적어도 부분적으로 정의하고, 전자기파들이 통과하는 것을 허용하도록 구성된 전자기파 전달 구역(66)을 정의한다. 전자기파 전달 구역(66)은, 반복된 패턴으로 배열되는 복수 개의 연 형상 공극(130)들을 정의하고, 복수 개의 연 형상 공극(130)들은 대응되는 복수 개의 벽들(170)에 의해 경계가 형성되며, 대응되는 복수 개의 벽들(170) 중 적어도 10퍼센트는 전자기파 전달 구역(66)의 경계를 형성하는 표면(122, 124)으로부터 적어도 실질적으로 수직하게 연장된다.

Description

항공기의 복합 패널들용 코어 구조물들, 코어 구조물들을 포함하는 항공기 및 복합 패널들 및 복합 패널들을 제작하는 방법{CORE STRUCTURES FOR COMPOSITE PANELS OF AN AIRCRAFT, COMPOSITE PANELS AND AIRCRAFT INCLUDING THE CORE STRUCTURES, AND METHODS OF MANUFACTURING THE COMPOSITE PANELS}
본 발명은 일반적으로 항공기의 복합 패널들용 코어 구조물들, 코어 구조물들을 포함하는 항공기 및 복합 패널들 및 복합 패널들을 제작하는 방법에 관한 것이다.
항공기는 일반적으로 수직 안정기(vertical stabilizer)을 포함한다. 여기서, 수직 안정기는 항공기의 꼬리 부분 또는 꼬리 구역에 부착될 수 있고, 항공기의 좌우 안정성(side-to-side stability)을 제공하는데 활용될 수 있다. 수직 안정기는 복합 패널을 포함할 수 있다. 여기서 복합 패널은 수직 안정기의 최상부 코너를 정의하는 수직 꼬리 캡(vertical tail cap)을 정의할 수 있다. 복합 패널의 형상과 위치는 항공기의 운항 동안에 복합 패널에 작용하는 바람, 압력 및/또는 항력들(drag forces)이 아주 클 수 있음을 알려준다. 그래서, 복합 패널은 반드시 구조적으로 견고해야 한다. 그러나,복합 패널은 또한 항공기의 안테나에 함유되거나 및/또는 항공기의 안테나를 둘러싸는 것에 활용될 수 있고, 안테나에 의해 방출되거나 수신되는 전자기파들은 복합 패널을 통해 이동할 수 있다. 이러한 조건들 하에서, 항공기 안테나에 전자기 간섭이 감소하기 위해서 전자기파들이 복합 패널을 통과하며 이동할 때 전자기파들이 통과해야만 하는 물질의 양이 감소하는 것이 요구된다. 이러한 두 가지 요소들은 복합 패널을 더 많이 및/또는 더 두껍게 사용하도록 결정시키는 구조적 요구 사항과안테나 신호들의 효율과 성능을 극대화하기 위해 복합 패널을 더 적게 및/또는 더 얇게 사용하도록 결정시키는 전자기 간섭(electromagnetic interference; EMI) 요구 사항 간에 경합을 일으킬 수 있다. 그래서, 향상된 항공기의 복합 패널들용 코어 구조물들, 코어 구조물들을 포함하는 항공기 및 복합 패널들 및 복합 패널들을 제작하는 방법에 대한 요구가 존재한다.
본 발명의 일 실시예에 따른 항공기의 복합 패널들용 코어 구조물들, 코어 구조물들을 포함하는 항공기 및 복합 패널들 및 복합 패널들을 제작하는 방법은 이하에서 기술하도록 한다.
본 발명의 일 실시 예에 따른 코어 구조물은, 제1 측면, 제2 측면 및 제2 측면의 상측 부분과 제1 측면의 상측 부분을 서로 연결하는 연결 구역을 포함한다. 제1 측면, 제2 측면및 연결 구역은 적어도 부분적으로 항공기의 항공용 안테나를 포함하도록 구성되는 하우징 볼륨을 정의하는 안테나 하우징을 정의하며, 전자기파들이 통과하는 것을 허용하도록 구성된 전자기파 전달 구역(electromagnetic wavetransmission region)을 정의한다. 전자기파 전달 구역은,반복된 패턴으로 배열되는 복수 개의 연 형상 공극(kite-shaped void)들을 정의한다. 복수 개의 연 형상 공극들은대응되는 복수 개의 벽들에 의해 경계가 형성된다. 대응되는 복수 개의 벽들 중 적어도 10퍼센트는 전자기파 전달 구역의 경계를 형성하는 표면으로부터 적어도 실질적으로 수직하게 연장된다.
항공기는 기체(fuselage), 적어도 하나의 날개(wing), 적어도 하나의 수평 안정기(horizontal stabilizer) 및 수직 안정기(vertical stabilizer)를 포함한다. 수직 안정기는 기체로부터 연장하고, 복합 패널을 포함한다. 복합 패널은 코어 구조물과 적어도 하나의 복합 스킨을 포함한다. 적어도 하나의 복합 스킨은 코어 구조물의 외부 표면을 가로질러 연장된다.
본 발명의 일 실시 예에 따른 방법은, 코어 구조물을 적층 가공 공정(additive manufacturing process)을 통해 형성하는 단계를 포함한다.
또한, 본 발명의 일 실시 예에 따른 방법은, 복합 패널을 가공하기 위해 복합 스킨을 코어 구조물에 조작 가능하게(operatively) 부착하는 단계를 포함한다.
도 1은 본 발명의 일 실시 예를 따른수직 안정기들, 복합 패널들, 수직 꼬리 캡들 및/또는 코어 구조물들을 활용 및/또는 포함하는 항공기의 개략도이다.
도 2는 본 발명의 일 실시 예를 따른 복합 패널, 수직 꼬리 캡 및/또는 코어 구조물을 활용 및/또는 포함하는 항공기의 수직 안정기의 개략도이다.
도 3은 본 발명의 일 실시 예를 따른 코어 구조물을 활용 및/또는 포함하는, 수직 꼬리 캡의 형태 내의 복합 패널의 개략도이다.
도 4는 본 발명의 일 실시 예를 따른 코어 구조물을 활용 및/또는 포함하는, 수직 꼬리 캡의 형태 내의 복합 패널의 또 다른 개략도이다.
도 5는 본 발명의 일 실시 예를 따른 코어 구조물의 일 실시예를 나타낸 개략도이다.
도 6은 도 5의 코어 구조물의 일부를 더 상세히 도시한 상세도이다.
도 7은 도 5 및 도 6의 코어 구조물의 횡단면도이다.
도 8은 본 발명의 실시 예를 따른 코어 구조물에 의해 정의되는 연 형상 공극들의 일 실시예를 더 상세히 도시한 상세도이다.
도 9는 본 발명의 실시 예를 따른 항공기의 복합 패널을 제작하는 방법을 나타낸 흐름도이다.
도 1 내지 도 9는 본 발명에 따른 복합 패널(75)을 제작하는 방법(200) 및/또는 코어 구조물(120)을 포함하는 수직 안정기(50)들, 수직 꼬리 캡(100)들, 복합 패널(75)들 및/또는 항공기(10) 및/또는 코어 구조물(120)의 실시 예에 한정하지 않도록 도시된 도면들을 제공한다.
유사한 또는 적어도 실질적으로 유사한 용도를 가지는 구성요소들은 도 1 내지 도 9 내의 숫자들처럼 라벨링될 수 있다. 그리고 이러한 구성요소들은 도 1 내지 도 9 각각에서의 참조 번호로 본 명세서에서 상세히 논의되지 않을 수 있다.
마찬가지로, 모든 구성요소들은 도 1 내지 도 9 각각에서 라벨링되지 않을 수 있다. 그러나 이와 관련된 참조 번호들은 일관성을 위해서 본 명세서에서 사용될 수 있다.
도 1 내지 도 9에서 하나 이상 참조하여 본 명세서에서 논의되는 구성 요소들, 구성들 및/또는 특징들은 본 발명에 개시된 범위를 벗어나지 않고도 도 1 내지 도 9 어디에서도 활용 및/또는 포함될 수 있다.
일반적으로, 주어진(즉, 특정된) 일 실시예를 포함하는 구성 요소들은 실선들로 도시된다. 반면에, 주어진 일 실시 예에서 부수적인 구성요소들은 점선들로 도시된다. 그러나, 실선들로 도시되는 구성 요소들은 모든 실시 예에서 필수적인 것은 아니다. 그리고 실선으로 도시되는 구성요소는 본 발명에 개시된 범위를 벗어나지 않고도 특정 실시 예로부터 생략될 수 있다.
도 1은 본 발명의 일 실시 예를 따른 수직 안정기(50)들, 복합 패널(75)들, 수직 꼬리 캡(100)들 및/또는 코어 구조물(120)들을 활용 및/또는 포함하는 항공기(10)의 개략도이다. 도 2는 본 발명의 일 실시 예를 따른 복합 패널(75)들, 수직 꼬리 캡(100)들 및/또는 코어 구조물(120)들을 활용 및/또는 포함하는 항공기(10)의 수직 안정기(50)의 개략도이다. 도 3 및 도 4는 본 발명의 일 실시 예를 따른 코어 구조물(120)을 활용 및/또는 포함하는, 수직 꼬리 캡(100)의 형태 내의 복합 패널(75)의 개략도이다. 복합 패널(75)들은 본 명세서에서 항공기(10)용 유선형 구조의 표면 또는 유선형 구조가 되는 것, 유선형 구조의 표면 또는 유선형 구조로 한정, 및/또는 유선형 구조의 표면 또는 유선형 구조로 형성되는 것으로 언급될 수 있다.
도 1에 도시된 바와 같이, 항공기(10)는 기체(fuselage; 20) 및 기체(20)로부터 연장되는 적어도 하나의 날개(30)를 포함한다. 또한, 항공기(10)는 꼬리 구역(22)으로부터 또는 기체(20)로부터 연장되는 수직 안정기(50)와 기체(20)의 꼬리 구역(22)으로부터 또는 기체(20)로부터 연장되는 적어도 하나의 수평 안정기(40)를 포함한다. 또한, 항공기(10)는 날개(30)들에 부착될 수 있는 적어도 하나 이상의 엔진(70)들을 포함할 수 있다. 복합 스킨(80)은 항공기(10)의 외부 표면을 대부분 한정 및/또는 커버할 수 있다.
도 1 내지 도 4에 도시된 바와 같이, 수직 안정기(50)는 복합 패널(75)을 포함한다. 복합 패널(75)은 수직 안정기의 구역(52) 또는 최상부 코너(top leading corner)를 정의 및/또는 형성할 수 있는 수직 꼬리 캡(100)을 정의할 수 있다. 복합 패널(75)은 복합 스킨(80)에 의해 덮히는(covered) 및/또는 코팅되는(coated) 코어 구조물(120)을 포함한다. 다른 말로 표현하면, 복합 스킨(80)은 복합 패널(75)을 정의 및/또는 형성하기 위해 코어 구조물(120)에 부착 및/또는 접착될 수 있다. 도 4에서 가장 잘 도시된 바와 같이, 복합 스킨(80)은 투명하게 도시되고,코어 구조물(120) 및/또는 복합 패널(75)은 항공기 안테나(60)를 포함할 수 있는 하우징 볼륨(64)을 정의하는 안테나 하우징(62)을 적어도 부분적으로 정의한다.
논의한 바와 같이, 복합 스킨(80)은 항공기(10)의 외부 표면의 대부분을 정의 및/또는 덮을 수 있다.이것은 수직 꼬리 캡(100)의 외부 표면의 대부분을,또는 심지어 완전히, 덮는 것을 포함할 수 있다.그러나 도 3은 복합 패널(75)을 정의 및/또는 형성하기 위해 코어 구조물(120)은 복합 스킨의 기저를 이루거나 또는 복합 스킨을 지지하는 것을 도시하기 위해 복합 스킨(80)이 제거된 내부가 보이도록 하는 구역(cutaway region; 82)을 포함한다.다른 말로 표현하면,도 3에 도시되고 도 5 내지 도 8에 참조되어 본 명세서에서 더욱 상세히 논의되는 바와 같이,복합 스킨(80)은, 복합 패널(75)을 정의및/또는 형성하기 위해, 코어 구조물(120)의 외부 표면(122)에 조작 가능하게 부착 및/또는 코어 구조물(120)의 외부 표면(122)을 가로질러 연장 및/또는 코어 구조물(120)의 외부 표면(122)을 덮을 수 있다.
도 5는 본 발명의 일 실시 예를 따른 코어 구조물(120)의 일 실시 예를 나타낸 개략도이고,도 6은 도 5의 코어 구조물의 일부를 더 상세히 도시한 상세도이고,도 7은 도 5 및 도 6의 코어 구조물의 횡단면도와 코어 구조물의 횡단면 형상을 도시한 도면이고,도 8은 본 발명의 실시 예를 따른 코어 구조물(120)에 의해 정의되는 연 형상 공극(kite-shaped void; 130)들의 일 실시 예를 더 상세히 도시한 상세도이다.
도 5 내지 도 8은 도 1 내지 도 4에 도시된 코어 구조물(120)들, 복합 패널(75)들,수직 꼬리 캡(100)들,수직 안정기(50)들 및/또는 이러한 것들의 구성들을 덜 개략적으로 도시한 도면 및/또는 더 상세히 도시한 도면 및/또는 포함할 수 있다.도 5 내지 도 8의 코어 구조물(120)들, 복합 패널(75)들,수직 꼬리 캡(100)들 및/또는 수직 안정기(50)들을 참조하여 본 명세서에서 논의되는 구조물,기능들 및/또는 특징들의 어느 것도 본 명세서에 개시된 범위를 벗어나는 것 없이 도 1 내지 도 4의 항공기(10) 및/또는 항공기의 구성들을 활용 및/또는 포함할 수 있다.마찬가지로,도 1 내지 도 4의 항공기(10) 및/또는 항공기의 구성들을 참조하여 본 명세서에서 논의되는 구조물,기능들 및/또는 특징들의 어느 것도 본 명세서에 개시된 범위를 벗어나는 것 없이 도 5 내지 도 8의 코어 구조물(120)들, 복합 패널(75)들,수직 꼬리 캡(100)들 및/또는 수직 안정기(50)들을 활용 및/또는 포함할 수 있다.
도 5 내지 도 7에 함께 도시된 바와 같이,코어 구조물(120)은 제1측면(140), 제2측면(150) 및연결 구역(160)을 포함한다.연결 구역(160)은 제2측면(150)의 상측 부분(152)과 제1측면(140)의 상측 부분(142)을 서로 연결한다.도 1 내지 도 4를 참조하여 본 명세서에 논의되는 바와 같이,제1측면(140), 제2측면(150) 및연결 구역(160)을 포함하는 코어 구조물(120)은 도 4 내지 도 7에 가장 잘 도시된 바와 같이,항공기 안테나(60)를 포함하도록 구성되는 하우징 볼륨(64)을 정의하는 안테나 하우징(62)을 적어도 부분적으로 정의한다.
도 7에 가장 잘 도시된 바와 같이,제1측면(140), 제2측면(150) 및연결 구역(160)은 함께 전자기파 전달 구역(66)을 정의한다.전자기파 전달 구역(66)은 항공기 안테나(60)에 의해 활용될 수 있는 전자기파들 대부분이 이송 및/또는 통과하는 코어 구조물(120)의 일부일 수 있다.다른 말로 표현하면,전자기파 전달 구역(66)은 하우징 볼륨(64)의 안과 밖 양쪽 모두 통과하기 위해 전자기파를 허용하도록 구성될 수 있다.본 명세서에 개시된 범위 내에서전자기파 전달 구역(66)은 코어 구조물(120)의 구역 및/또는 임의의 적절한 부분이 되는 것 및/또는 코어 구조물(120)의 구역 및/또는 임의의 적절한 부분을 포함할 수 있다. 일례로,전자기파 전달 구역(66)은 적어도 하나의 부분(a fraction)을 포함할 수 있고, 대부분, 적어도 10%, 적어도 20%,적어도 30%,적어도 40%,적어도 50%,적어도 60%,적어도 70%,적어도 80%,적어도 90%,적어도 95% 또는 100%의 제1 측면(140), 제2 측면(150), 연결 구역(160) 및/또는 코어 구조물의 외부 표면(122)을 포함할 수 있다. 여기서 코어 구조물은, 제1 측면(140), 제2 측면(150) 및/또는 연결 구역(160)에 의해 정의된다.
전자기파 전달 구역(66)은, 복수 개의 개구된 공간들(open spaces; 130) 또는 복수 개의 연 형상 공극(130)들로 정의 및/또는 형성될 수 있다. 연 형상 공극(130)들은 도 5 및 도 7에 도시된 코어 구조물(120)의 내부 표면(124)과 외부 표면(122) 사이에 연장될 수 있다. 다른 말로 표현하면, 연 형상 공극(130)은 제1 측면(140), 제2 측면(150) 및/또는 연결 구역(160)을 통해 연장하는 구멍들(apertures) 개구들(openings) 및/또는 틈들(gaps)을 포함 및/또는 될 수 있다. 연 형상 공극(130)은 도시된 바와 같이 규칙적인 패턴(pattern) 및/또는 배열(array), 반복되는 패턴으로 정렬될 수 있다. 반복된 패턴 안에서 연 형상 공극들은 예측될 수 있는 및/또는 규칙적인 방법으로 반복될 수 있다.
도 5 내지 도 8에 도시된 바와 같이, 그리고 도 7 및 도 8에 가장 잘 나타낸 바와 같이, 연 형상 공극(130)들은 대응되는 복수 개의 벽들(170)에 의해서 경계가 형성될 수 있다. 벽들(170)은 대응되는 복수 개의 벽들(170)의 적어도 하나의 임계 부분(a threshold fraction)이 전자기파 전달 구역(66)에 경계를 형성하는 표면에 적어도 실질적으로 수직하게 또는 수직하게 연장하도록 코어 구조물(120) 내에서 배향(oriented)될 수 있다. 임계 부분은, 일례로 대응되는 복수 개의 벽들의 적어도 10%, 적어도 20%,적어도 30%,적어도 40%, 적어도 50%,적어도 60%,적어도 70%,적어도 80%,적어도 90%,적어도 95%,적어도 99% 또는 100%를 포함한다. 전자기파 전달 구역(66)에 경계를 형성하는 표면은, 일례로 복합 스킨이 코어 구조물(120)을 덮을 경우 복합 스킨(80)에 의해 정의되는 표면, 내부 표면(122) 및/또는 외부 표면(124)을 포함한다.
본 명세서에서 논의한 바와 같이, 복합 패널들을 구조적으로 견고하도록, 그리고 또한 복합 패널들이 복합 패널들을 통과하는전자기파들이 상호작용의 감소 및/또는 흡수 가능성의 감소를 가지도록, 항공기(10)의 복합 패널(75)들을 구축하는 요구가 있다. 또한 본 명세서에서 논의한 바와 같이, 복합 패널로 정의되는 재료의 양의 증가는 일반적으로 구조적으로 더 견고해지는 결과를 가져오지만 또한 전자기파의 간섭이 증가하는 결과를 가져오기 때문에, 이러한 두 가지 목표들은 다소 상충 또는 경합될 수 있다. 대조적으로, 복합 패널로 정의되는 재료의 양의 감소는 일반적으로 전자기파 간섭이 감소되는 결과를 가져오지만 또한 복합 패널이 구조적으로 덜 견고해지는 결과를 가져온다.
그러나 본 명세서에서 논의 한 바와 같이, 본 명세서에 개시된 코어 구조물(120)은 전자기파 전달 구역(66)에 경계를 형성하는 표면에 수직한 벽들(170)을 이용한다. 그러한 것으로서, 벽들(170)은 대응되는 전자기파 전달 구역에 경계를 형성하는 및/ 또는 연 형상 공극(130)들을 포함하지 않는 표면에 수직하게 연장되지 않는 벽들을 포함할 수 있는 종래 기술의 복합 패널들과 비교해볼때, 연 형상 공극(130)들을 통과하는 전자기파들에 작은 단면의 영역을 제공한다. 다른 말로 표현하면, 코어 구조물(120) 내에서 벽들(170)과 함께 배향되는 연 형상 공극(130)들의 존재는, 본 명세서에 개시된 바에 따라,종래 기술과 비교해볼 때, 전자기파들이 반드시 통과하는 재료의 양이 감소하는 동안에 상당한, 요구되는, 및/또는 필요한 기계적 강도(mechanical strength), 압축 강도(compressive strength) 및/또는 압착 강도(crush strength)를 동시에 제공하는 코어 구조물(120)을 허용할 수 있다. 벽들(170) 및/또는 벽들(170)에 의해 정의되는 연 형상 공극(130)들은 그들을 통해 흐르는 전자기파 전달용 도파관(waveguide for electromagnetic wave transmission)를 정의하기 위해 크기가 설정될 수 있고, 종래 기술을 뛰어 넘는 전자기파 전달을 더 향상시키는 것을 정의하기 위해 크기가 설정될 수 있다.
코어 구조물(120)은 제1 측면(140), 제2 측면(150) 및 연결 구역(160)을 포함하는 및/또는 연 형상 공극(130)들을 정의하는 임의의 적절한 구조를 포함할 수 있다. 일례로, 코어 구조물(120)은 단일화된 구조(unitarystructure) 또는 단일체 구조(monolithic structure)가 되는 것 및/또는 포함할 수 있다. 더 상세한 일례로, 코어 구조물(120)은 적층 가공 공정(additive manufacturing process)을 활용 및/또는 통해, 함께 정의 및/또는 형성될 수 있다. 적층 가공 공정은, 복합재적층공정들(composite layup processes) 및/또는 감산 제조 공정들(subtractive manufacturing processes)과 같은 더욱 전통적인 제조 공정들과 비교하여 볼 때, 벽들(170)이 전자기파 전달 구역에 경계를 형성하는 표면에 수직하도록 제작되는 코어 구조물(120)을 허용 또는 더욱 쉽게 허용할 수 있다.
연결 구역(160)은 임의의 적절한 방법으로 제1 측면(140)과 제2 측면(150)을 서로 연결할 수 있다. 도 5 내지 도 8에 도시된 바와 같이 일례로, 코어 구조물(120)은 제1 측면(140) 및 제2 측면(150)이 하우징 볼륨(64)의 대향하는 또는 적어도 실질적으로 대향하는 측면들을 정의하도록 구성될 수 있다. 다른 일례에서 코어 구조물(120)은 연결 구역(160)이 하우징 볼륨(64)의 윗면 또는 윗측을 정의하도록 구성될 수 있다. 다른 말로 표현하면, 제1 측면(140), 제2 측면(150) 및 연결 구역(160)은 모두 함께 하우징 볼륨(64)의 적어도 세 측을 정의 또는 적어도 부분적으로 정의할 수 있다. 또 다른 실시 예로서, 도 7에 도시된 바와 같이, 제1 측면(140), 제2 측면(150) 및 연결 구역(160)을 통해 취해지는 코어 구조물(120)의 횡단면 형태는, "U" 형상 또는 적어도 실질적으로 "U" 형상일 수 있다.
논의된 바와 같이, 연 형상 공극(kite-shaped voids; 130)들은 일반적으로 연 형상을 가진다. 다른 말로 표현하면, 연 형상 공극(130)들은 두 쌍의 동일한 길이의 인접한 측면들을 포함하는 사각형(quadrilaterals)이다. 더 구체적인 예를 들어보면, 연 형상 공극(130)들의 형상은 마름모(rhombus) 또는 다이아몬드(diamond) 형상을 포함한다. 이러한 연 형상 공극(130)들은 네 변들의 길이가 모두 동일한 사각형이다. 본 명세서에 개시된 범위 내에서 연 형상 공극(130)들은 추가적으로 또는 대안적으로사각형 형상 공극들(quadrilateral-shaped voids), 평행 사변형 형상 공극들(parallelogram-shaped voids), 사다리꼴 형상 공극들(trapezoidal-shaped voids) 및/또는 다각형 형상 공극들(polygon-shaped voids)로 언급될 수 있다.
본 명세서에 개시된 범위 내에서 복수 개의 연 형상 공극(130)들 내의 각각의 연 형상 공극(130)의 크기, 형상, 둘레, 종횡비는 같을 수 있다. 다른 말로 표현하면, 복수 개의 연 형상 공극(130)들 내의 각각의 연 형상 공극(130)의 크기, 형상, 둘레, 종횡비는 복수 개의 연 형상 공극(130)들 내의 다른 각각의 연 형상 공극(130)의 크기, 형상, 둘레, 종횡비와 동일하다. 다른 대안으로, 또한 본 명세서에 개시된 범위 내에서 복수 개의 연 형상 공극(130)들 내의 적어도 하나의 연 형상 공극(130)의 크기, 형상, 둘레, 종횡비는 복수 개의 연 형상 공극(130)들 내의 적어도 다른 하나의 연 형상 공극(130)의 크기, 형상, 둘레, 종횡비와 서로 다를 수 있다.
복수 개의 연 형상 공극(130)들의 크기, 형상 및/또는 종횡비는임의의 적절한 기준을 토대로 정의 및/또는 선택될 수 있다. 일 예로 주어진(given) 연 형상의 공극(130)의 크기, 형상 및/또는 종횡비는 주어진 연 형상의 공극(130)을 포함하는 복합 패널의 영역의 요구되는 강도(desired strength), 요구되는 기계적 강도(desired mechanical strength) 및/또는 요구되는 압축 강도(desired compressive strength)에 기반하여/적어도 부분적으로 기반하여 정의 및/또는 선택될 수 있다. 이것은 아마도 연 형상 공극(130)들의 수의 증가 및/또는 높은 강도, 기계적 강도 및/또는 압축 강도가 필요해지는 및/또는 요구되는 구역에서의 주어진 연 형상 공극(130)의 형상 및/또는 크기의 감소를 포함할 수 있다.
더욱 구체적으로 설명된 실시 예인 도 8에서와 같이, 각각의 또는 주어진 연 형상 공극(130)의 평균 폭(average width; 132) 또는 폭(width; 132)은 적어도 3mm, 적어도 4mm,적어도 5mm,적어도 6mm,적어도 7mm,적어도 8mm,적어도 9mm,적어도 10mm,적어도 12mm,적어도 14mm 및/또는 적어도 16mm일 수 있다. 추가적으로 또는 대안적으로 폭(132)은 많으면 30mm, 많으면 28mm,많으면 26mm,많으면 24mm,많으면 22mm,많으면 20mm,많으면 18mm,많으면 16mm,많으면 14mm,많으면 12mm,많으면 10mm 및/또는 많으면 8mm일 수 있다.
더욱 구체적으로 설명한 다른 실시 예에서, 각각의 또는 주어진 연 형상 공극(130)의 평균 길이(average length; 134) 또는 길이(length; 134)는 적어도 6mm, 적어도 8mm, 적어도 10mm,적어도 12mm,적어도 14mm,적어도 16mm,적어도 18mm,적어도 20mm,적어도 22mm,적어도 24mm, 적어도 26mm,적어도 28mm 및/또는 적어도 30mm일 수 있다. 추가적으로 또는 대안적으로 길이(134)는 많으면 50mm, 많으면 45mm,많으면 40mm,많으면 35mm,많으면 30mm,많으면 28mm,많으면 26mm,많으면 24mm,많으면 22mm 및/또는 많으면 20mm일 수 있다. 연 형상 공극(130)들의 종횡비(aspect ratio)는 길이(134)와 폭(132)의 비로 정의될 수 있다.
더욱 구체적으로 설명한 또 다른 실시 예에서, 각각의 연 형상 공극(130) 또는 각각의 연 형상 공극(130)에 의해 정의되는 벽들(170)은 제1 끼인각(first included angle; 171), 제2 끼인각(second included angle; 172), 제3 끼인각(third included angle; 173) 및 제4 끼인각(fourth included angle; 174)을 정의할 수 있다. 제1 끼인각(171) 및 제3 끼인각(173)은 서로 대향할 수 있고, 서로 동일할 수 있고, 및/또는 길이(134)를 정의하는 꼭지점들(vertices)을 가질 수 있다. 유사하게 제2 끼인각(172)과 제4 끼인각(174)은 서로 대향할 수 있고, 서로 동일할 수 있고, 및/또는 길이(134)를 정의하는 꼭지점들을 가질 수 있다. 제1 끼인각(171), 제2 끼인각(172), 제3 끼인각(173) 및 제4 끼인각(174)의 합은360도와 동일 적어도 실질적으로 동일할 수 있다.
제1 끼인각(171), 제2 끼인각(172), 제3 끼인각(173) 및/또는 제4 끼인각(174)의 일례로는, 적어도 10도, 적어도 20도, 적어도 30도,적어도 40도,적어도 50도,적어도 60도,적어도 70도,적어도 80도,적어도 90도,적어도 100도,적어도 110도 및/또는적어도 120도의 각도를 포함한다. 추가적인 예시들은 많으면 170도, 많으면 160도,많으면 150도,많으면 140도,많으면 130도,많으면 120도,많으면 110도,많으면 100도,많으면 90도,많으면 80도,많으면 70도,많으면 60도,많으면 50도 및/또는 많으면 40도의 각도를 포함한다.
도 8의 예시를 살펴보면, 연 형상 공극(130)들은 크기가 동일 또는 적어도 실질적으로 동일한 복수 개의 다이아몬드 형상 공극들(diamond-shaped voids)을 포함한다. 이러한 다이아몬드 형상 공극들은 60도인 제1 끼인각(171)과 제3 끼인각(173)을 포함할 수 있다. 또한 이러한 다이아몬드 형상 공극들은 120도인 제2 끼인각(172)과 제4 끼인각(174)을 포함할 수 있다. 폭(132)은 적어도 실질적으로 0.5인치(inches) 또는 12.7밀리미터(mm)와 동일할 수 있다.
벽들(170)은 연 형상 공극(130)들을 정의하는 임의의 적절한 크기(size) 및/또는 치수(dimension), 복합 패널(75)에 대한 기계적 강도, 압축 강도 및/또는 압착 강도의 요구량을 제공하는 임의의 적절한 크기(size) 및/또는 치수(dimension), 및/또는 통과된 전자기파 전달의 요구레벨(desired level)을 제공하는 임의의 적절한 크기(size) 및/또는 치수(dimension)를 가질 수 있다. 도 8에 도시된 바와 같이, 벽들(170)은 인접하는 연 형상 공극(130)들간의 사이를 정의하는 벽 두께(wall thickness; 176) 또는 평균 벽 두께(average wall thickness; 176)를 정의할 수 있다. 벽 두께(176)의 예시는, 적어도 0.25mm,적어도 0.5mm,적어도 0.75mm,적어도 1mm,적어도 1.25mm,적어도 1.5mm,적어도 1.75mm 및/또는 적어도 2mm의 벽 두께를 포함한다. 추가적인 벽 두께(176)의 예시는, 많으면 3mm, 많으면 2.75mm,많으면 2.5mm,많으면 2.25mm,많으면 2mm,많으면 1.75mm,많으면 1.5mm,많으면 1.25mm,많으면 1mm,많으면 0.75mm 및/또는많으면 0.5mm의 두께를 포함한다.
도 7에 도시된 실시 예와 같이, 벽들(170)은 추가적으로 또는 대안적으로 벽 높이(wall height; 178), 또는 벽 평균 높이(average wall height; 178)를 정의할 수 있다. 벽 높이(178)는 전자기파 전달 구역에 경계를 형성하는 표면에 수직하게 측정될 수 있다. 추가적으로 또는 대안적으로, 벽 높이(178)는 코어 구조물(120)의 내부 표면(124)과 외부 표면(122) 사이로 측정될 수 있다. 벽 높이(178)의 예시는, 적어도 5mm,적어도 7.5mm,적어도 10mm, 적어도 15mm,적어도 20mm,적어도 25mm, 적어도 30mm,적어도 35mm,적어도 40mm,적어도 45mm 및/또는 적어도 50mm의 벽 높이를 포함한다. 추가적인 벽 높이(178)의 예시는, 많으면 75mm,많으면 70mm,많으면 65mm,많으면 60mm,많으면 55mm,많으면 50mm,많으면 45mm,많으면 40mm,많으면 35mm,많으면 30mm,많으면 25mm,많으면 20mm,많으면 15mm 및/또는 많으면 10mm의 벽 높이를 포함한다.
코어 구조물(120)은 임의의 적절한 재료 및/또는 재료들에 의해 정의 및/또는 형성될 수 있다. 일 실시예에서, 코어 구조물(120)은 하나 이상의 고분자 물질(polymeric material), 폴리에터이미드(polyetherimide; PEI), 폴리(아릴) 에터케톤(poly (aryl) ether ketone; 기능성 보강제(functional reinforcements), 기능성 첨가제(functional additives) 또는 첨가제(additives)가 있거나 없는) 및/또는 항공우주등급 열가소성 재료(aerospace-grade thermoplastic)에 의해 정의 및/또는 형성될 수 있다. 다른 실시 예에서 코어 구조물(120)은 코어 구조물을 정의 및/또는 형성하기 위해 활용되는 적층 가공 공정에서 적절히 활용되는 재료에 의해 정의 및/또는 형성될 수 있다.
코어 구조물(120)은 하나 이상의 코어 구조물(120)의 특성을 변경하기 위해 및/또는 우주 항공 분야 응용 프로그램들(aerospace applications)에 더 적합한 코어 구조물(120)을 만들기 위해 활용되는 하나 이상의 첨가제, 또는 기능성 첨가제를 포함할 수 있다. 충전제(fillers), 섬유들(fibers), 수염들(whiskers), 입자들(particles) 및/또는 탄소 나노튜브(carbon nanotubes)를 포함하는 이러한 첨가제들의 예시는, 비용을 줄이기 위해, 단단함(stiffness)을 증가시키기 위해, 요구되는 정전기 특성(desired electrostatic properties)을 제공하기 위해, 요구되는 레벨의 강성(rigidity) 또는 질감(toughness)을 제공하기 위해, 및/또는 균열(fracture) 및/또는 충격(impact)에 요구되는 저항을 제공하기 위해서 활용될 수 있다.
이제 도 5로 다시 돌아가서 도 1 내지 도 4에서 참조되어 본 명세서에서 논의된 것과 같이, 코어 구조물(120)은 항공기(10)의 수직 안정기(50)에 조작 가능하게(operatively) 부착(attached), 장착(mounted) 및/또는 활용(utilized)되도록 구성될 수 있다. 이것을 고려하여 보면, 코어 구조물(120)은 수직 안정기(50)의 대응되는 또는 보완적인 표면에 접점(interface with) 하도록 구성되는 복수 개의 장착물들, 장착 구역들, 장착 표면들을 포함할 수 있다. 일 실시 예에 따르면, 코어 구조물(120)은 제1측면(140)의제1 리딩 에지(first leading edge; 144), 제2 측면(150)의 제2 리딩 에지(second leading edge; 154) 및/또는 연결 구역(160)에 의해 정의되는 전방 장착 구역(180)을 포함할 수 있다. 다른 실시 예에 따르면, 코어 구조물(120)은 추가적으로 또는 대안적으로제1 측면(140)의 제1 트레일링 에지(first trailing edge; 146), 제2 측면(150)의 제2 트레일링 에지(second trailing edge; 156)및/또는 연결 구역(160)에 의해 정의되는 후방 장착 구역(182)을 포함할 수 있다. 또 다른 실시 예에 따르면, 코어 구조물(120)은 추가적으로 또는 대안적으로 제1 측면(140)의 제1 하부 에지(first lower edge; 148) 및/또는 제2 측면(150)의 제2 하부 에지(second lower edge; 158)에 의해 정의되는 하부 장착 구역(184)을 포함할 수 있다.
이제 도 7로 다시 돌아가서 도 1 내지 도 4에서 참조되어 본 명세서에서 논의된 것과 같이, 코어 구조물(120)은 항공기(10)의 복합 패널(75)을 정의하기 위해 및/또는 형성하기 위해 복합 스킨(80)의 하나 이상의 층들(layers)을 덮을 수 있다. 일 실시 예에서 점선으로 도시되는 복합 스킨(80)은 코어 구조물(120)의 외부 표면(122)을 덮을 수, 및/또는 가로질러 연장될 수 있다. 다른 실시 예에서 점선으로 도시되는 복합 스킨(80)은 코어 구조물(120)의 내부 표면(124)을 덮을 수, 및/또는 가로 질러 연장될 수 있다. 하나 이상의 복합 스킨(80)들이 복합 패널(75)을 정의 및/또는 형성하기 위해 코어 구조물(120)에 조작 가능하게 부착될 때, 필름형 접착제(film adhesive; 90)는 코어 구조물(120)과 복합 스킨(80) 사이에 연장 및/또는 복합 스킨(80)을 코어 구조물(120)에 접착할 수 있다. 복합 스킨(80)은 임의의 적절한 물질 및/또는 물질들에 의해 정의 및/또는 형성될 수 있다. 일 실시 예에서 복합 스킨(80)은 유리 에폭시 복합 스킨(glass-epoxy composite skins; 80)들을 포함 및/또는 될 수 있다.
도 9는 본 발명의 실시 예를 따른 항공기의 복합 패널을 제작하는 방법(200)을 나타낸 흐름도이다. 방법(200)은 코어 구조물을 형성하는 단계(210)와 코어 구조물에 복합 스킨을 조작 가능하게 부착하는 단계(220)를 포함한다. 코어 구조물을 형성하는 단계(210)는 임의의 적절한 코어 구조물을 적층 가공 공정 (additive manufacturing process)을 통해 형성하는 단계를 포함할 수 있다.
코어 구조물의 예시는, 도 1 내지 도 8의 코어 구조물(120)로 참조하여 본 명세서에 개시된다. 코어 구조물에 복합 스킨을 조작 가능하게 부착하는 단계(220)는 임의의 적절한 방법으로 코어 구조물의 임의의 적절한 부분에 임의의 적절한 복합 스킨을 조작 가능하게 부착하는 단계를 포함할 수 있다. 이것은 코어 구조물의 외부 표면에 복합 스킨을 조작 가능하게 부착하는 단계 및/또는 코어 구조물의 외부 표면에 복합 스킨을 조작 가능하게 부착하는 단계를 포함할 수 있다. 코어 구조물에 복합 스킨을 조작 가능하게 부착하는 단계(220)는 추가적으로 또는 대안적으로 코어 구조물에 복합 스킨을 접착하기 위해 또는 조작 가능하게 부착하기 위해 필름형 접착제를 활용하는 단계를 포함할 수 있다.
본 발명을 따르는 청구 주체의 비 배타적인 실시 예가 하기 열거된 단락들에 기재되어 있다.
A1.항공기의 유선형 구조 또는 복합 패널용 코어 구조물에 있어서,상기 코어 구조물은,
제1측면;
제2측면;및
상기 제1측면의 상측 부분과 상기 제2측면의 상측 부분을 서로 연결하는 연결 구역을 포함하고,
(ⅰ) 상기 제1측면,상기 제2측면 및 상기 연결 구역은
상기 항공기의 항공 안테나를 포함하도록 구성되는 하우징 볼륨을 정의하는 안테나 하우징을 적어도 부분적으로 정의하고,
(ⅱ) 상기 제1 측면, 상기 제2 측면 및 상기 연결 구역은
레이다 전파(radar wave)들이 통과하는 것을 허용하도록 구성된 전자기파 전달 구역(electromagnetic wavetransmission region)을 모두 함께 정의하며,
(ⅲ) 상기 전자기파 전달 구역은
반복된 패턴으로 배열되는 복수 개의 연 형상 공극(kite-shaped void)들을 정의하며,
(ⅳ) 상기 복수 개의 연 형상 공극들은
대응되는 복수 개의 벽들에 의해 경계가 형성되고,
(ⅴ) 상기 대응되는 복수 개의 벽들 중 적어도 10퍼센트는,
상기 전자기파 전달 구역의 경계를 형성하는 표면으로부터 적어도 실질적으로 수직하게 또는 수직하게 연장되는 것을 특징으로 하는 코어 구조물.
A2. A1 단락에 있어서, 상기 복수 개의 연 형상 공극들 내의 각각의 연 형상 공극은,
(ⅰ) 마름모 형상(rhombus-shaped)의 공극; 및
(ⅱ) 다이아몬드 형상(diamond-shaped)의 공극 중 적어도 하나인 것을 특징으로 하는 코어 구조물.
A3. A1 내지 A2 단락 중 어느 한 단락에 있어서, 상기 복수 개의 연 형상 공극들 내의 각각의 연 형상 공극의 형상은,
상기 복수 개의 연 형상 공극들 내의 각각의 다른 연 형상 공극들의 형상과 동일 또는 적어도 실질적으로 동일한 것을 특징으로 하는 코어 구조물.
A4. A1 내지 A3 단락 중 어느 한 단락에 있어서, 상기 복수 개의 연 형상 공극들 내의 적어도 하나의 연 형상 공극의 형상은,
상기 복수 개의 연 형상 공극 들 내의 적어도 다른 하나의 연 형상 공극의 형상과 상이한 것을 특징으로 하는 코어 구조물.
A5. A1 내지 A4 단락 중 어느 한 단락에 있어서, 상기 복수 개의 연 형상 공극들 내의 주어진 연 형상 공극의 형상은,
상기 주어진 연 형상 공극을 포함하는 유선형 구조 또는 복합 패널의 구역의 요구하는 압축 강도(compressive strength)를 기반으로 적어도 부분적으로 선택되어지는 것을 특징으로 하는 코어 구조물.
A6. A1 내지 A5 단락 중 어느 한 단락에 있어서, 상기 복수 개의 연 형상 공극들 내의 각각의 연 형상 공극의 크기는,
상기 복수 개의 연 형상 공극들 내의 각각의 다른 연 형상 공극의 크기와 동일 또는 적어도 실질적으로 동일한 것을 특징으로 하는 코어 구조물.
A7. A1 내지 A6 단락 중 어느 한 단락에 있어서,상기 복수 개의 연 형상 공극들 내의 적어도 하나의 연 형상 공극의 크기는,
상기 복수 개의 연 형상 공극 들 내의 적어도 다른 하나의 연 형상 공극의 크기와 상이한 것을 특징으로 하는 코어 구조물.
A8. A1 내지 A7 단락 중 어느 한 단락에 있어서,상기 복수 개의 연 형상 공극들 내의 주어진 연 형상 공극의 크기는,
상기 주어진 연 형상 공극을 포함하는 유선형 구조 또는 복합 패널의 구역의 요구하는 압축 강도(compressive strength)를 기반으로 적어도 부분적으로 선택되어지는 것을 특징으로 하는 코어 구조물.
A9. A1 내지 A8 단락 중 어느 한 단락에 있어서, 상기 복수 개의 연 형상 공극들 내의 각각의 연 형상 공극의종횡비는,
상기 복수 개의 연 형상 공극들 내의 각각의 다른 연 형상 공극의종횡비와 동일 또는 적어도 실질적으로 동일한 것을 특징으로 하는 코어 구조물.
A10. A1 내지 A9 단락 중 어느 한 단락에 있어서,상기 복수 개의 연 형상 공극들 내의 적어도 하나의 연 형상 공극의종횡비는,
상기 복수 개의 연 형상 공극 들 내의 적어도 다른 하나의 연 형상 공극의종횡비와 상이한 것을 특징으로 하는 코어 구조물.
A11. A1 내지 A10 단락 중 어느 한 단락에 있어서,상기 복수 개의 연 형상 공극들 내의 주어진 연 형상 공극의종횡비는,
상기 주어진 연 형상 공극을 포함하는 유선형 구조 또는 복합 패널의 구역의 요구하는 압축 강도(compressive strength)를 기반으로 적어도 부분적으로 선택되어지는 것을 특징으로 하는 코어 구조물.
A12. A1 내지 A11 단락 중 어느 한 단락에 있어서, 상기 복수 개의 연 형상 공극들의 평균 폭 또는 각각의 연 형상 공극의 폭은
(ⅰ) 적어도 3mm, 적어도 4mm, 적어도 5mm,적어도 6mm,적어도 7mm,적어도 8mm,적어도 9mm,적어도 10mm,적어도 12mm,적어도 14mm 또는적어도 16mm의 폭; 및
(ⅱ) 30mm, 많으면 28mm,많으면 26mm,많으면 24mm,많으면 22mm,많으면 20mm,많으면 18mm,많으면 16mm,많으면 14mm,많으면 12mm,많으면 10mm 또는 많으면 8mm의 폭;
중 적어도 하나인 것을 특징으로 하는 코어 구조물.
A13. A1 내지 A12 단락 중 어느 한 단락에 있어서,상기 복수 개의 연 형상 공극들의 평균 길이 또는 각각의 연 형상 공극의 길이는
(ⅰ) 적어도 6mm, 적어도 8mm, 적어도 10mm,적어도 12mm,적어도 14mm,적어도 16mm,적어도 18mm,적어도 20mm,적어도 22mm,적어도 24mm, 적어도 26mm,적어도 28mm 또는 적어도 30mm의 길이; 및
(ⅱ) 많으면 50mm, 많으면 45mm,많으면 40mm,많으면 35mm,많으면 30mm,많으면 28mm,많으면 26mm,많으면 24mm,많으면 22mm 또는 많으면 20mm의 길이;
중 적어도 하나인 것을 특징으로 하는 코어 구조물.
A14. A1 내지 A13 단락 중 어느 한 단락에 있어서, 상기 복수 개의 연 형상 공극들의 각각의 연 형상 공극은,
제1 끼인각, 제2 끼인각, 제3 끼인각 및 제4 끼인각을 정의하는 것을 특징으로 하는 코어 구조물.
A15. A14 단락에 있어서, 상기 제1 끼인각과 상기 제3 끼인각은,
(ⅰ)서로 대향하고;
(ⅱ) 서로 동일하며; 및
(ⅲ) 각각의 연 형상 공극의 길이를 정의하는 꼭지점들을 가지는 것
중 적어도 하나인 것을 특징으로 하는 코어 구조물.
A16. A14 내지 A15 단락 중 어느 한 단락에 있어서, 상기 제2 끼인각과 상기 제4 끼인각은,
(ⅰ)서로 대향하고;
(ⅱ) 서로 동일하며; 및
(ⅲ) 각각의 연 형상 공극의 폭을 정의하는 꼭지점들을 가지는 것
중 적어도 하나인 것을 특징으로 하는 코어 구조물.
A17. A14 내지 A16 단락 중 어느 한 단락에 있어서, 상기 제1 끼인각, 상기 제2 끼인각, 상기 제3 끼인각 및 상기 제4 끼인각의 합은,
360도로 동일 또는 적어도 실질적으로 동일한 것을 특징으로 하는 코어 구조물.
A18. A14 내지 A17 단락 중 어느 한 단락에 있어서, 상기 제1 끼인각, 상기 제2 끼인각, 상기 제3 끼인각 및 상기 제4 끼인각 중 적어도 하나는,
(ⅰ)적어도 10도, 적어도 20도, 적어도 30도,적어도 40도,적어도 50도,적어도 60도,적어도 70도,적어도 80도,적어도 90도,적어도 100도,적어도 110도 또는적어도 120도; 및
(ⅱ) 많으면 170도, 많으면 160도,많으면 150도,많으면 140도,많으면 130도,많으면 120도,많으면 110도,많으면 100도,많으면 90도,많으면 80도,많으면 70도,많으면 60도,많으면 50도 또는 많으면 40도의 각도;
중 적어도 하나인 것을 특징으로 하는 코어 구조물.
A19. A1 내지 A18 단락 중 어느 한 단락에 있어서, 상기 복수 개의 연 형상 공극들의 각각은,
상기 복수 개의 연 형상 공극들 각각을 통과하는 전자기파 전달용 도파관(wave guide for electromagnetic wave transmission)을 정의하는 크기로 형성되는 것을 특징으로 하는 코어 구조물.
A20. A1 내지 A19 단락 중 어느 한 단락에 있어서,상기 대응되는 복수 개의 벽들의 적어도 20 퍼센트, 적어도 30 퍼센트,적어도 40 퍼센트,적어도 50 퍼센트, 적어도 60 퍼센트,적어도 70 퍼센트, 적어도 80 퍼센트, 적어도 90 퍼센트,적어도 95 퍼센트,적어도 99 퍼센트 또는100 퍼센트는,
상기 전자기파 전달 구역에 경계를 형성하는 표면으로부터 수직하게 또는 적어도 실질적으로 수직하게 연장되는 것을 특징으로 하는 코어 구조물.
A21. A1 내지 A20 단락 중 어느 한 단락에 있어서, 상기 대응되는 복수 개의 벽들은
상기 복수 개의 연 형상 공극들 내의 인접하는 연 형상 공극들 사이에 의해 정의되는 평균 벽 두께를 선택적으로 정의하는 것을 특징으로 하는 코어 구조물.
A22. A21 단락에 있어서, 상기 평균 벽 두께는,
(ⅰ)적어도 0.25mm,적어도 0.5mm,적어도 0.75mm,적어도 1mm,적어도 1.25mm,적어도 1.5mm,적어도 1.75mm 또는 적어도 2mm의 두께; 및
(ⅱ) 많으면 3mm, 많으면 2.75mm,많으면 2.5mm,많으면 2.25mm,많으면 2mm,많으면 1.75mm,많으면 1.5mm,많으면 1.25mm,많으면 1mm,많으면 0.75mm 또는많으면 0.5mm의 두께;
중 적어도 하나인 것을 특징으로 하는 코어 구조물.
A23. A1 내지 A22 단락 중 어느 한 단락에 있어서, 상기 대응되는 복수 개의 벽들은
상기 전자기파 전달 구역에 경계를 형성하는 표면에 수직하게 측정되는 평균 벽 높이를 선택적으로 정의하는 것을 특징으로 하는 코어 구조물.
A24. A23 단락에 있어서, 상기 평균 벽 높이는,
(ⅰ)적어도 5mm,적어도 7.5mm,적어도 10mm, 적어도 15mm,적어도 20mm,적어도 25mm, 적어도 30mm,적어도 35mm,적어도 40mm,적어도 45mm 또는 적어도 50mm의 벽 높이; 및
(ⅱ) 많으면 75mm,많으면 70mm,많으면 65mm,많으면 60mm,많으면 55mm,많으면 50mm,많으면 45mm,많으면 40mm,많으면 35mm,많으면 30mm,많으면 25mm,많으면 20mm,많으면 15mm 또는 많으면 10mm의 벽 높이;
중 적어도 하나인 것을 특징으로 하는 코어 구조물.
A25. A1 내지 A24 단락 중 어느 한 단락에 있어서, 상기 전자기파 전달 구역은,
상기 하우징 볼륨의 내부 및 외부 모두를 통과하기 위해서 전자기파를 허용하도록 구성되는 것을 특징으로 하는 코어 구조물.
A26. A1 내지 A25 단락 중 어느 한 단락에 있어서, 상기 코어 구조물은,
단일화된 구조(unitarystructure) 및 단일체 구조(monolithic structure) 중 적어도 하나인 것을 특징으로 하는 코어 구조물.
A27. A1 내지 A26 단락 중 어느 한 단락에 있어서, 상기 코어 구조물은,
적층 가공 공정(additive manufacturing process)을 통해 형성되는 것을 특징으로 하는 코어 구조물.
A28. A1 내지 A27 단락 중 어느 한 단락에 있어서, 상기 제1 측면과 상기 제2 측면은,
상기 하우징 볼륨(64)에 대향하는 또는 적어도 실질적으로 대향하는 측면들을 적어도 부분적으로 정의하는 것을 특징으로 하는 코어 구조물.
A29. A1 내지 A28 단락 중 어느 한 단락에 있어서, 상기 제1 측면과 상기 제2 측면및 상기 연결 구역은,
상기 하우징 볼륨의 적어도 세 측면들을 적어도 부분적으로 정의하는 것을 특징으로 하는 코어 구조물.
A30. A1 내지 A29 단락 중 어느 한 단락에 있어서, 상기 제1 측면과 상기 제2 측면및 상기 연결 구역을 통해 취해지는 상기 코어 구조물의 횡단면 형상은,
"U" 형상이거나 또는 적어도 실질적으로 "U" 형상인 것을 특징으로 하는 코어 구조물.
A31. A1 내지 A30 단락 중 어느 한 단락에 있어서, 상기 코어 구조물은,
적어도 하나의 고분자 물질(polymeric material), 폴리에터이미드(polyetherimide; PEI), 폴리(아릴) 에터케톤(poly (aryl) ether ketone) 및 항공우주등급 열가소성 재료(aerospace-grade thermoplastic)로부터 형성되는 것을 특징으로 하는 코어 구조물.
A32. A1 내지 A31 단락 중 어느 한 단락에 있어서, 상기 코어 구조물은
(ⅰ)제1측면의 제1 리딩 에지, 제2 측면의 제2 리딩 에지 및 연결 구역에 의해 정의되는 전방 장착 구역;
(ⅱ) 제1 측면의 제1 트레일링 에지, 제2 측면의 제2 트레일링 에지및 연결 구역에 의해 정의되는 후방 장착 구역; 및
(ⅲ) 제1 측면의 제1 하부 에지 및 제2 측면의 제2 하부 에지에 의해 정의되는 하부 장착 영역
중 적어도 하나를 포함하는 것을 특징으로 하는 코어 구조물.
B1. 항공기의 복합 패널 또는 유선형 구조에 있어서,
상기 복합 패널 또는 상기 유선형 구조는,
A1 내지 A32 단락 중 어느 한 단락의 상기 코어 구조물; 및
(ⅰ) 상기 코어 구조물의 외부 표면을 가로질러 연장됨;및
(ⅱ)상기 코어 구조물의 내부 표면을 가로질러 연장됨
중 적어도 하나를 가지는 적어도 하나의 복합 스킨을 포함하는 것을 특징으로 하는 복합 패널 또는 유선형 구조.
B2. B1 단락에 있어서, 상기 적어도 하나의 복합 스킨은,
상기 전자기파 전달 구역에 경계를 형성하는 상기 표면을 정의하는 것을 특징으로 하는 복합 패널 또는 유선형 구조.
B3. B1 내지 B2 단락 중 어느 한 단락에 있어서, 상기 적어도 하나의 복합 스킨은,
유리 에폭시 복합 스킨(glass-epoxy composite skins; 80)을 포함하는 것을 특징으로 하는 복합 패널 또는 유선형 구조.
B4. B1 내지 B3 단락 중 어느 한 단락에 있어서, 상기 복합 패널 또는 상기 유선형 구조는,
상기 코어 구조물과 상기 복합 스킨을 서로 접착하는 필름형 접착제를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 복합 패널 또는 유선형 구조.
C1. B1 내지 B4 단락 중 어느 한 단락에 있어서의 상기 복합 패널 또는 상기 유선형 구조를 포함하는 것을 특징으로 하는 항공기의 수직 안정기.
C2. C1 단락에 있어서, 상기 복합 패널 또는 상기 유선형 구조는,
상기 수직 안정기의 최상부 코너(a leading top corner)를 정의하는 것을 특징으로 하는 수직 안정기.
D1. 항공기에 있어서,
기체(fuselage);
상기 기체로부터 연장되는 적어도 하나의 날개;
상기 기체로부터 연장되는 적어도 하나의 수평 안정기; 및
상기 기체로부터 연장되는 C1 내지 C2 단락 중 어느 한 단락의 상기 수직 안정기를 포함하는 것을 특징으로 하는 항공기.
D2. D1 단락에 있어서, 상기 항공기는,
상기 하우징 볼륨 내에 위치되는 항공기 안테나를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 항공기.
E1. 항공기의 복합 패널 또는 유선형 구조를 제조하는 방법에 있어서,
상기 방법은,
A1 내지 A32 단락 중 어느 한 단락의 상기 코어 구조물을 적층 가공 공정(additive manufacturing process)을 통해 형성하는 단계; 및
상기 복합 스킨을 상기 코어 구조물에조작가능하게(operatively) 부착하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 항공기의 복합 패널 또는 유선형 구조를 제조하는 방법.
E2.E1 단락에 있어서, 상기 복합 스킨에 조작 가능하게 부착하는 단계는,
(ⅰ) 상기 코어 구조물의 외부 표면; 및
(ⅱ) 상기 코어 구조물의 내부 표면
중 적어도 하나에 상기 복합 스킨을 조작 가능하게 부착하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 항공기의 복합 패널 또는 유선형 구조를 제조하는 방법.
E3.E1 단락에 있어서, 상기 복합 스킨에 조작 가능하게 부착하는 단계는,
상기 복합 스킨을 상기 코어 구조물에 조작가능하게 부착하기 위해 필름형 접착제(film adhesive)를 사용하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 항공기의 복합 패널 또는 유선형 구조를 제조하는 방법.
본 명세서에 사용되는 바와 같이, '선택적인' 및'선택적으로'의 용어는, 장치의 동작, 이동, 배열, 또는 하나 이상의 구성들의 다른 활동, 또는 성질이 변화할 때, 동작, 이동, 배열 또는 다른 활동이 장치의 하나 이상의 구성들 또는 일 측면의 조작자의 작동에 대한 직접적인 또는 간접적인 결과인 것을 의미한다.
본 명세서에 사용되는 바와 같이, '조정된' 및 '구성된'의 용어는, 요소, 구성 또는 다른 청구 주체가 주어진 기능을 수행하기 위해 디자인되는 및/또는 의도되는 것을 의미한다. 그래서 '조정된' 및 '구성된'의 용어의 사용은, 요소, 구성, 및/또는 청구 주체가 특별히 기능을 수행하기 위한 목적으로 선택, 창조, 이행, 활용, 프로그램 및/또는 디자인되는 것이 아닌,주어진 요소, 구성 또는 다른 청구 주체가 주어진 기능을 수행하기 위해 단지'할 수 있는'인 것의 의미로 해석되어서는 안된다. 특정 기능을 수행하기 위해 적응되도록 재인용되는요소들, 구성들 및/또는 재인용된 청구 주체는 기능을 수행하기 위해 구성되는 것과 그 반대로 추가적으로 또는 대안적으로 설명될 수 있는 것으로 또한 본 명세서의 개시된 범위 내에 있다. 마찬가지로, 특정 기능을 수행하기 위해 구성되도록 재인용되는 청구 주체는 기능을 수행하기 위해 조작되는 것으로 추가적으로 또는 대안적으로 설명될 수 있다.
본 명세서에서 사용되는 바와 같이, '적어도 하나'의 구절은, 실체들의 목록 내에 실체들의 임의의 조합을 제외하지 않고 실체들의 목록 내에 특별히 나열된 모든 실체들과 적어도 하나의 각각의 실체들을 반드시 포함하는 것이 아니라, 하나 이상의 실체들 목록에서 실체들의 목록 내의 임의의 하나 이상의 실체들로부터 선택되는 적어도 하나 이상의 실체를 의미하는 것으로 이해되어야 한다. 이러한 정의는 구체적으로 식별된 실체들이 관련된 것인지 관련되지 않은 것인지와 관계 없이 '적어도 하나'의 구절을 참조하는 실체의 목록 내에서 특별히 식별되는 실체들이외의 실체들이 선택적으로 존재할수 있는 것을 또한 허용한다.그래서, 한정이 없는 실시 예에서와 같이, 'A 및 B 중 적어도 하나'(또는, 동일하게,A 또는 B 중 적어도 하나, 또는, 동일하게, A 및/또는 B 중 적어도 하나)는 일 실시 예에서 B가 존재하지 않는, 적어도 하나, 선택적으로 하나 이상의 A를 포함하는(그리고, B 이외의 실체를 선택적으로 포함하는) 것을 지칭할 수 있고, 다른 실시 예에서A가 존재하지 않는, 적어도 하나, 선택적으로 하나 이상의 B를 포함하는(그리고, A 이외의 실체를 선택적으로 포함하는) 것을 지칭할 수 있으며, 또 다른 실시 예에서 적어도 하나, 선택적으로 하나 이상의 A를 포함, 적어도 하나, 선택적으로 하나 이사의 B를 포함하는(그리고, 다른 실체를 선택적으로 포함하는) 것을 지칭할 수 있다. 다시 말해서, '적어도 하나','하나 이상의'및'및/또는'의 구절은 작성 중에 결합적인 표현과 분리적인 표현 모두가 가능한 개방적인 표현이다. 예를 들어, 'A, B 및C 중 적어도 하나', 'A, B 또는C 중 적어도 하나', 'A, B 및C 중 하나 이상', 'A, B 또는C 중 하나 이상', 'A, B 및/또는C'는 A 단독, B 단독, C 단독, A와B함께, A와C 함께, B와C함께, A, B 및C함께, 그리고 선택적으로 임의의 위에 나열된 것을 다른 실체의 적어도 하나와 결합한 것을 의미할 수 있다.
본명세서에서 개시되는 방법들의 단계와 장치들의 요소에 대한 다양한 개시는, 본 발명에서 개시하는 것에 따른 모든 방법들 및 장치들을 요구하는 것이 아니다. 그리고 본 발명에서 개시하는 것은 본 명세서에 개시한 다양한 단계들 및 요소들의 부분적인 조합과 모든 신규하고 명백하지 않은 조합들을 포함한다. 게다가 본 명세서에서 개시하는 하나 이상의 다양한 단계들 및 요소들은 개시된 방법 및 장치 전체로부터 분리되거나 별개인 독립적이고 진보적인 청구 주체를 정의할 수 있다. 따라서, 이러한 진보적인 청구 주체는 본 명세서에 명시적으로 개시된 특정한 장치들 및 방법들을 연관짓는 것이 요구되지 않는다. 그리고, 진보적인 청구 주체는 본 명세서에서 명시적으로 개시되지 않은 장치들 및/또는 방법들을 통해서 유용성을 찾을 수 있다.
본 명세서에 사용되는 바와 같이, '예를 들어'구절,'일 예에 따르면'구절 및/또는 단순히 '예시'의 용어는, 본 발명에 따른 하나 이상의 구성들, 특징들, 부분들, 구조들, 실시 예들, 및/또는 방법들에 참조하여 사용될 때, 기술된 구성, 특징, 부분, 구조, 실시 예, 및/또는 방법이 본 발명에 따른 구성들, 특징들, 부분들, 구조들, 일 실시 예들, 및/또는 방법들의 비 배타적인 예 및 설명하는 것을 전달할 의도인 것이다. 그래서 그 기술된 구성, 특징, 부분, 구조, 실시 예, 및/또는 방법은 제한, 요구 또는 배타/포괄적인 것을 의도하는 것이 아니다. 그리고 다른 구성들, 특징들, 부분들, 구조들, 일 실시 예들, 및/또는 방법들 및 구조적으로 및/또는 기능적으로 유사한 및/또는 동일한 구성들, 특징들, 부분들, 구조들, 일 실시 예들, 및/또는 방법들은 또한 본 발명에 개시된 범위 내에 있다.
장치의 동작, 이동, 배열, 또는 하나 이상의 구성들의 다른 활동, 또는 성질이 변화할 때, 동작, 이동, 배열 또는 다른 활동이 장치의 하나 이상의 구성들 또는 일 측면의 조작자 작동에 대한 직접적인 또는 간접적인 결과인 것을 의미한다.
10: 항공기 20: 기체
22: 꼬리 구역 30: 날개
40: 수평 안정기 50: 수직 안정기
52: 수직 안정기 구역 60: 항공용 안테나
62: 안테나 하우징 64: 하우징 볼륨
66: 전자기파 전달 구역 70: 엔진
75: 복합 패널 80: 복합 스킨
82: 내부가 보이도록 하는 구역 90: 필름형 접착제
100: 수직 꼬리 캡 120: 코어 구조물
122: 외부 표면 124: 내부 표면
130: 연 형상 공극 132: 평균 폭
134: 평균 길이 140: 제1 측면
142: 상측 부분 144: 제1 리딩에지
146: 제1 트레일링에지 148: 제1 하부에지
150: 제2 측면 152: 상측 부분
154: 제2 리딩에지 156: 제2 트레일링에지
158: 제2 하부에지 160: 연결 부분
170: 벽들 171: 제1 끼인각
172: 제2 끼인각 173: 제3 끼인각
174: 제4 끼인각 176: 평균 벽 두께
178: 평균 벽 높이 180: 전방 장착 구역
182: 후방 장착 구역 184: 하부 장착 구역

Claims (15)

  1. 항공기(10)의 복합 패널(composite panel; 75)용 코어 구조물(core structure; 120)에 있어서,
    상기 코어 구조물(120)은,
    제1 측면(140);
    제2 측면(150); 및
    상기 제2 측면(150)의 상측 부분(152)과 상기 제1 측면(140)의 상측 부분(142)을 서로 연결하는 연결 구역(160)을 포함하고,
    (ⅰ) 상기 제1 측면(140), 상기 제2 측면(150) 및 상기 연결 구역(160)은
    상기 항공기(10)의 항공용 안테나(60)를 포함하도록 구성되는 하우징 볼륨(64)을 정의하는 안테나 하우징(62)을 적어도 부분적으로 정의하며,
    (ⅱ) 상기 제1 측면(140), 상기 제2 측면(150) 및 상기 연결 구역(160)은
    전자기파들이 통과하는 것을 허용하도록 구성된 전자기파 전달 구역(electromagnetic wavetransmission region; 66)을 모두 함께 정의하며,
    (ⅲ) 상기 전자기파 전달 구역(66)은,
    반복된 패턴으로 배열되는 복수 개의 연 형상 공극(kite-shaped void; 130)들을 정의하며,
    (ⅳ) 상기 복수 개의 연 형상 공극(130)들은,
    대응되는 복수 개의 벽들(170)에 의해 경계가 형성되고,
    (ⅴ) 상기 대응되는 복수 개의 벽들(170) 중 적어도 10퍼센트는,
    상기 전자기파 전달 구역(66)의 경계를 형성하는 표면(122, 124)으로부터 수직하게 연장되고,
    (vi) 상기 코어 구조물(120)은, 상기 코어 구조물(120)이 상기 항공기(10)의 수직 안정기(50)들에 장착되도록 구성되어 있는 것을 특징으로 하는, 코어 구조물(120).
  2. 제 1 항에 있어서, 상기 복수 개의 연 형상 공극(130)들 내의 연 형상 공극(130)의각각의 형상은,
    상기 복수 개의 연 형상 공극(130) 내의 다른 연 형상 공극(130)의 각각의 형상과 동일한 것을 특징으로 하는 코어 구조물(120).
  3. 제 1 항에 있어서, 상기 복수 개의 연 형상 공극(130)들 내의 연 형상 공극(130)의각각의 둘레(perimeter)는,
    상기 복수 개의 연 형상 공극(130) 내의 다른 연 형상 공극(130)의 각각의 둘레와 동일한 것을 특징으로 하는 코어 구조물(120).
  4. 제 1 항 내지 제3항 중 어느 한 항에 있어서,상기 복수 개의 연 형상 공극(130)들 내의 연 형상 공극(130)의 적어도 하나의 형상은,
    상기 복수 개의 연 형상 공극(130) 내의 다른 연 형상 공극(130)의 적어도 하나의 형상과 상이한 것을 특징으로 하는 코어 구조물(120).
  5. 제 1 항 내지 제3항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 복수 개의 연 형상 공극(130)들 내의 주어진 연 형상 공극(130)의 형상은,
    상기 주어진 연 형상 공극(130)을 포함하는 상기 복합 패널(75)의 구역의 요구하는 압축 강도(compressive strength)를 기반으로 적어도 부분적으로 선택되어지는 것을 특징으로 하는 코어 구조물(120).
  6. 제 1 항 내지 제3항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 복수 개의 연 형상 공극(130)들의 각각의 연 형상 공극(130)의 평균 폭(132)은,
    3 미리미터(mm)에서 30 미리미터(mm)사이인 것을 특징으로 하는 코어 구조물(120).
  7. 제 1 항 내지 제3항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 복수 개의 연 형상 공극(130)들의 각각의 연 형상 공극(130)의 평균 길이(134)는,
    6 미리미터(mm)에서 50 미리미터(mm)사이인 것을 특징으로 하는 코어 구조물(120).
  8. 제 1 항 내지 제 3 항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 복수 개의 연 형상 공극(130)들의 각각의 연 형상 공극(130)은,
    제1 끼인각(171);
    제2 끼인각(172);
    제3 끼인각(173); 및
    제4 끼인각(174)을 정의하고,
    (ⅰ) 상기 제1 끼인각(171)과 상기 제3 끼인각(173)은, 서로 대향하고 서로 동일하며,
    (ⅱ) 상기 제2 끼인각(172)과 상기 제4 끼인각(174)은, 서로 대향하고 서로 동일한 것을 특징으로 하는 코어 구조물(120).
  9. 제 1 항 내지 제 3 항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 복수 개의 연 형상 공극(130)들의 각각은,
    상기 복수 개의 연 형상 공극(130)들 각각을 통과하는 전자기파 전달용 도파관(wave guide for electromagnetic wave transmission)을 정의하는 크기로 형성되는 것을 특징으로 하는 코어 구조물(120).
  10. 제 1 항 내지 제 3 항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 대응되는 복수 개의 벽들(170)의 적어도 80 퍼센트는,
    상기 전자기파 전달 구역(66)의 경계를 형성하는 표면(122, 124)으로부터 수직하게 연장되는 것을 특징으로 하는 코어 구조물(120).
  11. 제 1 항 내지 제 3 항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 제1 측면(140)과 상기 제2 측면(150)은,
    상기 하우징 볼륨(64)의 대향하는 측면들을 적어도 부분적으로 정의하는 것을 특징으로 하는 코어 구조물(120).
  12. 제 1 항 내지 제 3 항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 제1 측면(140), 상기 제2 측면(150) 및 상기 연결 구역(160)을 통해 취해지는 상기 코어 구조물(120)의 횡단면 형상은,
    "U" 형상인 것을 특징으로 하는 코어 구조물(120).
  13. 제1항에 따른 상기 코어 구조물(120)을 적층 가공 공정(additive manufacturing process)을 통해 형성하는 단계(210); 및
    상기 코어 구조물(120)에 복합 스킨(80)을 조작가능하게(operatively) 부착하는 단계(220)를 포함하는 것을 특징으로 하는 항공기(10)의 복합 패널(75)을 제조하는 방법(200).
  14. 제 13 항에 있어서, 상기 복합 스킨(80)을 조작 가능하게 부착하는 단계(220)는,
    (ⅰ) 상기 코어 구조물(120)의 외부 표면(122); 및
    (ⅱ) 상기 코어 구조물(120)의 내부 표면(124)
    중 적어도 하나에 상기 복합 스킨(80)을 조작 가능하게 부착하는 단계(220)를 포함하는 것을 특징으로 하는 항공기(10)의 복합 패널(75)을 제조하는 방법(200).
  15. 제 13 항 또는 제 14 항에 있어서,상기 복합 스킨(80)을 조작 가능하게 부착하는 단계(220)는,
    상기 복합 스킨(80)을 상기 코어 구조물(120)에 조작가능하게 부착하기 위해 필름형 접착제(film adhesive; 90)를 사용하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 항공기(10)의 복합 패널(75)을 제조하는 방법(200).
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