KR20030034667A - 복합소재를 이용한 항공기 흡입면 구조 - Google Patents
복합소재를 이용한 항공기 흡입면 구조 Download PDFInfo
- Publication number
- KR20030034667A KR20030034667A KR1020010066338A KR20010066338A KR20030034667A KR 20030034667 A KR20030034667 A KR 20030034667A KR 1020010066338 A KR1020010066338 A KR 1020010066338A KR 20010066338 A KR20010066338 A KR 20010066338A KR 20030034667 A KR20030034667 A KR 20030034667A
- Authority
- KR
- South Korea
- Prior art keywords
- skin
- aircraft
- composite
- surface structure
- foam
- Prior art date
Links
- 239000002131 composite material Substances 0.000 title claims abstract description 46
- 239000006260 foam Substances 0.000 claims abstract description 29
- 229910052751 metal Inorganic materials 0.000 claims description 19
- 239000002184 metal Substances 0.000 claims description 19
- 239000000463 material Substances 0.000 claims description 14
- 238000000034 method Methods 0.000 claims description 4
- 239000007769 metal material Substances 0.000 abstract description 3
- 150000001875 compounds Chemical class 0.000 description 7
- 239000007787 solid Substances 0.000 description 7
- 238000005520 cutting process Methods 0.000 description 4
- 238000003754 machining Methods 0.000 description 4
- 239000013585 weight reducing agent Substances 0.000 description 4
- 239000003733 fiber-reinforced composite Substances 0.000 description 3
- 238000000465 moulding Methods 0.000 description 3
- 230000000903 blocking effect Effects 0.000 description 2
- 238000010168 coupling process Methods 0.000 description 2
- 239000000835 fiber Substances 0.000 description 2
- 239000004033 plastic Substances 0.000 description 2
- 229920003023 plastic Polymers 0.000 description 2
- 239000011347 resin Substances 0.000 description 2
- 229920005989 resin Polymers 0.000 description 2
- 229920001187 thermosetting polymer Polymers 0.000 description 2
- OKTJSMMVPCPJKN-UHFFFAOYSA-N Carbon Chemical compound [C] OKTJSMMVPCPJKN-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 239000004593 Epoxy Substances 0.000 description 1
- 229920002430 Fibre-reinforced plastic Polymers 0.000 description 1
- 229910000831 Steel Inorganic materials 0.000 description 1
- RTAQQCXQSZGOHL-UHFFFAOYSA-N Titanium Chemical compound [Ti] RTAQQCXQSZGOHL-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 239000000853 adhesive Substances 0.000 description 1
- 230000001070 adhesive effect Effects 0.000 description 1
- 229910052782 aluminium Inorganic materials 0.000 description 1
- XAGFODPZIPBFFR-UHFFFAOYSA-N aluminium Chemical compound [Al] XAGFODPZIPBFFR-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 230000008878 coupling Effects 0.000 description 1
- 238000005859 coupling reaction Methods 0.000 description 1
- 239000011151 fibre-reinforced plastic Substances 0.000 description 1
- 238000011010 flushing procedure Methods 0.000 description 1
- 239000010439 graphite Substances 0.000 description 1
- 229910002804 graphite Inorganic materials 0.000 description 1
- 238000004519 manufacturing process Methods 0.000 description 1
- 238000010137 moulding (plastic) Methods 0.000 description 1
- 239000011226 reinforced ceramic Substances 0.000 description 1
- 239000010959 steel Substances 0.000 description 1
- 239000010936 titanium Substances 0.000 description 1
- 229910052719 titanium Inorganic materials 0.000 description 1
Classifications
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B64—AIRCRAFT; AVIATION; COSMONAUTICS
- B64D—EQUIPMENT FOR FITTING IN OR TO AIRCRAFT; FLIGHT SUITS; PARACHUTES; ARRANGEMENT OR MOUNTING OF POWER PLANTS OR PROPULSION TRANSMISSIONS IN AIRCRAFT
- B64D33/00—Arrangements in aircraft of power plant parts or auxiliaries not otherwise provided for
- B64D33/02—Arrangements in aircraft of power plant parts or auxiliaries not otherwise provided for of combustion air intakes
-
- F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
- F02—COMBUSTION ENGINES; HOT-GAS OR COMBUSTION-PRODUCT ENGINE PLANTS
- F02C—GAS-TURBINE PLANTS; AIR INTAKES FOR JET-PROPULSION PLANTS; CONTROLLING FUEL SUPPLY IN AIR-BREATHING JET-PROPULSION PLANTS
- F02C7/00—Features, components parts, details or accessories, not provided for in, or of interest apart form groups F02C1/00 - F02C6/00; Air intakes for jet-propulsion plants
- F02C7/04—Air intakes for gas-turbine plants or jet-propulsion plants
-
- Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
- Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
- Y02T—CLIMATE CHANGE MITIGATION TECHNOLOGIES RELATED TO TRANSPORTATION
- Y02T50/00—Aeronautics or air transport
- Y02T50/40—Weight reduction
Landscapes
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Chemical & Material Sciences (AREA)
- Combustion & Propulsion (AREA)
- Aviation & Aerospace Engineering (AREA)
- Mechanical Engineering (AREA)
- General Engineering & Computer Science (AREA)
- Laminated Bodies (AREA)
Abstract
본 발명은 복합 곡면을 가지고 소정의 구조 강도를 요구하는 항공기 흡입면 구조에 있어서, 금속성 재료 대신에 복합소재를 이용하여 흡입면 구조를 형성한 항공기 흡입면 구조에 관한 것으로, 복합 곡면 및 구조 강도의 요구를 만족시키면서 항공기 경량화에 기여할 수 있는 복합소재를 이용한 흡입면 구조를 제공한다.
본 발명은 복합 곡면 또는 좁은 단면을 가진 항공기 흡입면(Inlet lip) 구조에 있어서, 상기 흡입면 구조의 복합 곡면 외형을 형성하는 스킨(skin; 12)과, 상기 스킨(12)의 오목부에 채워지는 복합재 발포체(composite foam; 14), 및 상기 복합재 발포체(14)가 채워진 상기 스킨(12)의 개구부를 막으면서 상기 스킨(12)을 항공기 구조에 연결 부착하는 클로저 피팅(closure fitting; 16)으로 구성된다.
Description
본 발명은 복합 곡면 및 좁은 단면을 가진 항공기의 흡입면 구조에 관한 것으로, 보다 상세하게는 복합 곡면 및 구조 강도의 요구성을 만족하면서 항공기 경량화에 기여할 수 있는 복합소재를 이용한 항공기 흡입면 구조에 관한 것이다.
일반적으로 항공기는 아주 높은 고도에서 빠르게 비행한다. 이와 같은 조건과 상황에서 항공기가 안전하게 비행하려면 기체 구조가 가벼우면서도 튼튼하고 강해야 한다. 따라서 항공기는 각 구조 부분별로 그 특성에 맞는 가장 적합하고 우수한 재료를 선택해서 사용하고 있다.
특히 항공기 구조에 있어서 흡입면은 복합 곡면과 좁은 단면을 가지고 있다. 따라서 가공이 난해하고 가공 절삭 공구의 접근이 어렵다. 또한 이러한 흡입면 구조는 요구되는 강도를 만족시키기 위하여 메탈 솔리드(Metal Solid)로 채워져 형성된다.
도 1 및 도 2는 종래의 항공기 흡입면 구조의 일례를 보여준다. 도 1은 종래의 금속성 재료로 이루어진 흡입면 구조를 나타낸 사시도이고, 도 2는 도 1의 흡입면 구조에서 Ⅰ-Ⅰ선을 따라 절단하여 얻은 단면도이다.
도면에 도시된 바와 같이, 종래의 흡입면 구조는 메탈 솔리드(metal solid; 40)로 구성된다. 이러한 흡입면 구조는 흡입면 구조 형상의 거푸집에 녹여진 메탈 솔리드를 부어 그 외형(30)을 형성한 다음 그 표면을 글라인더 등의 도구를 사용하여 다듬어 만든다.
항공기 흡입면 구조의 또 다른 형성방법으로는 고도로 숙련된 당분야의 기술자가 가공 절삭 공구를 이용하여 메탈 솔리드를 가공 절삭하여 제작한다.
이와 같이 종래의 항공기 흡입면 구조는 상술한 방법들을 통해 항공기 흡입면 구조로서 요구되는 복합 곡면을 갖고 또한 요구되는 구조적 강도를 갖도록 형성된다.
그러나, 복합 곡면 및 좁은 단면을 가지고 메탈 솔리드로 형성된 흡입면 구조는 가공 절삭 공구의 접근이 곤란하여 제작 및 수리 작업이 어렵다.
또한, 메탈 솔리드로 형성된 구조는 비교적 무겁기 때문에 항공기 경량화에 있어서 하나의 문제점으로 지적되고 있다.
따라서, 본 발명은 상술한 문제점을 해결하기 위해 도출된 것으로, 본 발명의 목적은 복합 곡면과 좁은 단면을 가진 항공기의 흡입면 구조에 있어서 흡입면 내부를 복합소재로 형성하여 복합 곡면 및 구조 강도의 요구성을 만족하면서 항공기 경량화에 기여할 수 있는 복합소재를 이용한 항공기 흡입면 구조를 제공하는 것이다.
도 1은 종래의 금속성 재료로 이루어진 흡입면 구조를 나타낸 사시도,
도 2는 도 1의 Ⅰ-Ⅰ선을 따라 절단한 종래의 흡입면 구조의 단면도,
도 3은 본 발명의 일실시예에 따른 복합소재를 이용한 흡입면 구조를 나타낸 사시도,
도 4는 도 3의 Ⅱ-Ⅱ선을 따라 절단한 복합소재를 이용한 흡입면 구조의 단면도.
* 도면의 주요부분에 대한 부호의 설명 *
10 ... 외형
12 ... 스킨(Skin)
14 ... 복합재 발포체(Composite Foam)
16 ... 클로저 피팅(Closure Fitting)
상술한 목적을 달성하기 위해, 본 발명에 따른 복합소재를 이용한 항공기 흡입면 구조는, 복합 곡면 또는 좁은 단면을 가진 항공기 흡입면(Inlet lip) 구조에 있어서, 상기 흡입면 구조의 복합 곡면 외형을 형성하는 스킨(skin)과, 상기 스킨의 오목부에 채워지는 복합재 발포체(composite foam), 및 상기 복합재 발포체가 채워진 상기 스킨의 개구부를 막으면서 상기 스킨을 항공기 구조에 연결 부착하는 클로저 피팅(closure fitting)을 포함하는 것을 특징으로 한다.
상술한 본 발명에 있어서, 상기 스킨은 박형 스킨 금속판(thin skin sheet metal)으로 형성되는 것을 특징으로 한다.
또한 상술한 본 발명에 있어서, 상기 복합재 발포체는 항공기 재료로서 샌드위치 구조에 적용되는 코어(Core) 또는 스폰지 형상을 이루는 발포체(Foam)인 것을 특징으로 한다. 특히, 상기 코어(Core)는 벌집구조 코어(Honeycomb core)와 신택틱 코어(Syntactic core)를 포함하고, 상기 발포체는 스폰지 형상의 재료인 로하셀 폼(Rohacell Foam)을 포함한다.
이하 본 발명의 실시예를 도면을 참조하여 보다 상세하게 설명한다.
도 3은 본 발명의 일실시예에 따른 복합소재를 이용한 항공기 흡입면 구조를 나타낸 사시도이고, 도 4는 도 3의 Ⅱ-Ⅱ선을 따라 절단한 복합소재를 이용한 항공기 흡입면 구조의 단면도이다.
도면에 도시된 바와 같이, 본 발명에 따른 복합소재를 이용한 항공기 흡입면 구조는 항공기 흡입면 구조의 복합 곡면 외형(10)을 형성하는 스킨(12)과, 이 스킨(12)의 오목부 내부에 채워지는 복합재 발포체(14), 및 복합재 발포체(14)가 채워진 스킨(12)의 오목부의 개구부를 막으면서 복합재 발포체(14)가 채워진 스킨(12)을 항공기 구조에 연결 부착하는 클로저 피팅(16)으로 이루어진다.
구체적으로, 본 발명에 따른 항공기의 흡입면 구조는 박형 스킨 금속판(thin skin sheet metal)으로 이루어진 스킨(12)을 가공하여 흡입면 구조의 외형(10)을 갖도록 형성한 후 열경화성 수지계 재료로 이루어진 발포체 형태의 섬유 강화 복합재(14)를 스킨(12)의 오목부 내부에 충진시킨다. 이때 복합재 발포체(14)는 스킨(12)의 오목부 내부에서 스폰지 모양의 구조로 형성된다.
그런 다음, 클로저 피팅(16)을 이용하여 스킨(12)과 복합재 발포제(14)로 이루어진 흡입면 구조의 주요부를 항공기 구조에 연결 부착시킨다. 이때 스킨(12)과 복합재 발포체(14) 및 클로저 피팅(16)은 일반적인 항공기 부품용 접착수단 또는 결합수단에 의해 서로 결합 고정된다.
다시 말해, 본 발명의 박형 스킨(12)의 역할은 원하는 외부 형상을 유지하는 데 있다. 따라서, 구조강도가 허용된다면 스틸(Steel) 계열, 타이타늄(Titanium)계열, 알루미늄 계열뿐만 아니라, 플라스틱이나 그라파이트 계열로 성형가능하다. 이러한 경우 모재의 특성에 따라 성형시의 스킨 두께가 제한을 받을 수 있다.
그리고 성형(Forming)에 있어서 금속성(Metallic) 계열은 보통 외형(Contour)에 따라 드롭 해머(Drop Hammer)나 딥드로우(Deep draw) 포밍, 플라스틱 포밍(Plastic Forming)을 적용한다. 또한, 구조적 강도가 허용될 경우 플라스틱 몰딩(Plastic Molding)도 가능하다.
또 복합재 발포체(14)는 흡입면 구조의 내부 구성에 있어서 구조적인 강도 달성이 그 목적이다. 따라서, 샌드위치(Sandwich) 구조에 적용되는 재료(Material)이면 본 발명에 적용될 수 있다. 특히 항공기에서 주로 적용되는 재료로는 벌집구조 코어(Honeycomb core)와 신택틱 코어(Syntactic core)가 있고, 발포체로서는 스폰지 형상의 재료인 로하셀 폼(Rohacell Foam)이 있다. 또한 상용의 목적으로는 에폭시(Epoxy)나 열경화성 수지의 사용도 가능하나, 항공기용의 구조의 목적으로는 잘 사용되고 있지 않으며, 항공기용으로 사용되는 경우에는 그 자재의 재료적 물성 특성치가 인증되면 본 발명에 적용될 수 있다.
다음으로 스킨(12)과 클로저 피팅(16)의 결합방법에 대하여 보다 구체적으로 설명한다. 먼저, 박형 스킨(12)에서는 접착제(Adhesive)를 사용한 접합이 가장 적절하다. 그리고 파스너(Fastener)로도 조립가능하며, 사용가능한 파스너로는 리벳(Rivet), 블라인드 리버(Blind River), 볼트 및 너트(Bolt & Nut), 핀 및 록킹 너트(Pin & Locking Nut)가 있다. 하지만 특별한 경우 즉, 표면이 평평해야 될 경우(표면이 플러시(Flush)가 요구될 경우)에는 스킨 두께에 따라 체결 파스너가 제한 받을 수 있다.
이와 같이, 본 발명에서는 스킨(12)으로서 박형 스킨 금속판(thin skin sheet metal)을 사용하고, 스킨(12)의 내부를 저밀도 재료인 복합재 발포체(14)로 채워서 항공기의 흡입면 구조의 주요부를 형성한다. 따라서, 항공기 흡입면 구조의 복합 곡면을 형성하기 쉽고 이에 의해 성형 시간이 단축된다. 또한, 항공기 흡입면 구조에 요구되는 강도를 만족시키면서 항공기 경량화에 기여할 수 있다.
한편, 상술한 실시예에서 스킨(12)은 박형 스킨 금속판으로 형성된다. 그러나 본 발명은 그러한 구성으로 한정되지 않고 복합곡면 형성이 비교적 용이하고 항공기 흡입면 구조의 스킨으로서 요구되는 강도를 갖는 범위 내에서 항공기 또는 항공기 흡입면 구조의 종류나 형태에 따라 적당한 두께의 금속판을 포함할 수 있다.
게다가 상술한 실시예에서 스킨(12)의 복합곡면은 박형의 금속판을 사용하기 때문에 소정의 공구로 비교적 간단히 성형된다. 그러한 본 발명은 그러한 구성으로 한정되지 않고 섬유 강화 복합재 등의 다른 재료로 소정 장치에 의해 흡입면 구조의 외형을 갖도록 미리 형성된 스킨이 사용될 수도 있다.
또한, 상술한 실시예에서 복합재 발포체(14)는 섬유 강화 복합재로 형성된다. 그러나 본 발명은 그러한 구성으로 한정되지 않고, 섬유 강화 플라스틱, 섬유 강화 금속, 또는 섬유 강화 세라믹 등의 재료에 의해 벌집구조 또는 로하셀 폼(Rohacell Foam)으로 형성될 수도 있다.
이상과 같이, 본 발명에 의하면, 복합 곡면을 가지고 소정의 구조 강도를 요구하는 항공기 흡입면 구조에 박형 스킨 금속판과 저밀도 복합소재를 이용함으로써 복합 곡면 및 구조 강도의 요구를 만족시키고 동시에 항공기 경량화에 기여할 수 있는 복합소재를 이용한 항공기 흡입면 구조를 제공한다는 이점이 있다.
또한, 본 발명에 의하면, 항공기 흡입면 구조의 스킨(12)으로서 박형 스킨 금속판을 사용함으로써, 종래의 복합곡면 구조 가공을 회피할 수 있다. 또, 복합 곡면의 성형성이 향상되고 성형 시간이 단축된다는 이점이 있다.
Claims (3)
- 복합 곡면 또는 좁은 단면을 가진 항공기 흡입면(Inlet lip) 구조에 있어서,상기 흡입면 구조의 복합 곡면 외형(10)을 형성하는 스킨(skin; 12)과;상기 스킨(12)의 오목부에 채워지는 복합재 발포체(composite foam; 14); 및상기 복합재 발포체(14)가 채워진 상기 스킨(12)의 개구부를 막으면서 상기 스킨(12)을 항공기 구조에 연결 부착하는 클로저 피팅(closure fitting; 16)을 포함하는 것을 특징으로 하는 복합소재를 이용한 항공기 흡입면 구조.
- 제 1항에 있어서,상기 스킨(12)은 박형 스킨 금속판(thin skin sheet metal)으로 형성되는 것을 특징으로 하는 복합소재를 이용한 항공기 흡입면 구조.
- 제 1항에 있어서,상기 복합재 발포체(14)는 항공기 재료로서 샌드위치 구조에 적용되는 코어(Core) 또는 스폰지 형상을 이루는 발포체(Foam)인 것을 특징으로 하는 복합소재를 이용한 항공기 흡입면 구조.
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| KR1020010066338A KR20030034667A (ko) | 2001-10-26 | 2001-10-26 | 복합소재를 이용한 항공기 흡입면 구조 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| KR1020010066338A KR20030034667A (ko) | 2001-10-26 | 2001-10-26 | 복합소재를 이용한 항공기 흡입면 구조 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| KR20030034667A true KR20030034667A (ko) | 2003-05-09 |
Family
ID=29566564
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| KR1020010066338A KR20030034667A (ko) | 2001-10-26 | 2001-10-26 | 복합소재를 이용한 항공기 흡입면 구조 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| KR (1) | KR20030034667A (ko) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN109606708A (zh) * | 2018-12-03 | 2019-04-12 | 江西洪都航空工业集团有限责任公司 | 一种小尺寸进气道结构制备方法 |
Citations (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US5259724A (en) * | 1992-05-01 | 1993-11-09 | General Electric Company | Inlet fan blade fragment containment shield |
| US5743488A (en) * | 1994-12-05 | 1998-04-28 | Short Brothers Plc | Aerodynamic low drag structure |
| US6089505A (en) * | 1997-07-22 | 2000-07-18 | Mcdonnell Douglas Corporation | Mission adaptive inlet |
-
2001
- 2001-10-26 KR KR1020010066338A patent/KR20030034667A/ko not_active Application Discontinuation
Patent Citations (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US5259724A (en) * | 1992-05-01 | 1993-11-09 | General Electric Company | Inlet fan blade fragment containment shield |
| US5743488A (en) * | 1994-12-05 | 1998-04-28 | Short Brothers Plc | Aerodynamic low drag structure |
| US6089505A (en) * | 1997-07-22 | 2000-07-18 | Mcdonnell Douglas Corporation | Mission adaptive inlet |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN109606708A (zh) * | 2018-12-03 | 2019-04-12 | 江西洪都航空工业集团有限责任公司 | 一种小尺寸进气道结构制备方法 |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| US5314282A (en) | Composite fastener | |
| EP0219889B1 (en) | Hybrid thrust reverser cascade basket and method of producing | |
| US3132841A (en) | Compressor blade and manufacture thereof | |
| US4852805A (en) | Hybrid thrust reverser cascade basket and method | |
| CN101479461A (zh) | 用于发动机整流罩的导引架 | |
| EP2393710B1 (en) | Joint | |
| US5820077A (en) | Aircraft radome and integral attaching structure | |
| US20070007390A1 (en) | Aircraft door system and method of making and installing the same | |
| US20010030380A1 (en) | Method for producing composite structure and composite structure produced thereby | |
| DE60201491D1 (de) | Massabweichungstolerante strukturaussteifung und deren anwendung | |
| US4136846A (en) | Composite structure | |
| US5849393A (en) | Structural element and method of making | |
| US20070151657A1 (en) | Process of manufacturing composite structures with embedded precured tools | |
| US20190283856A1 (en) | Panel structure of optimally constructed and subsequently integrated components and method of making same | |
| CN209258263U (zh) | 一种轮式车的碳纤维复合材料舱体 | |
| US4962904A (en) | Transition fitting for high strength composite | |
| KR20030034667A (ko) | 복합소재를 이용한 항공기 흡입면 구조 | |
| JP2008232141A (ja) | 風車翼ならびにその成形金型および製造方法 | |
| JP2023020868A (ja) | 航空機用のハットストリンガアセンブリ及びその形成方法 | |
| CN109606708B (zh) | 一种小尺寸进气道结构制备方法 | |
| CA3137316A1 (en) | SANDWICH STRUCTURED PANELS AND METHOD OF MANUFACTURING | |
| CA2423665A1 (en) | Composite skin panel opening edge and method for manufacture | |
| CN109533272A (zh) | 一种碳纤维复合材料飞机窗框及其制造方法 | |
| CN218617159U (zh) | 一种双梁式机翼主盒段结构 | |
| US20180272647A1 (en) | Modular reinforcement systems and method |
Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| A201 | Request for examination | ||
| E902 | Notification of reason for refusal | ||
| E601 | Decision to refuse application |