KR20180131465A - 항공기, 항공기 날개들 및 연관된 전단 타이들 - Google Patents

항공기, 항공기 날개들 및 연관된 전단 타이들 Download PDF

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KR20180131465A
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더 보잉 컴파니
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Abstract

항공기, 항공기 날개들 및 연관된 전단 타이들이 개시된다. 예시적인 장치는, 제2 패널에 결합되어 날개 박스를 형성하는 제1 패널; 날개 박스 내에 익현 방향으로 배치된 리브; 및 제1 패널 또는 제2 패널 중 적어도 하나에 바로 인접하게 날개 박스 내에 날개 길이 방향으로 배치된 스트링거를 포함하며, 리브는 대향 방향들로 연장하는 제1 레그 및 제2 레그를 포함하는 전단 타이를 포함하고, 제1 레그 및 제2 레그는 제1 패널, 제2 패널 또는 스트링거 중 적어도 하나에 결합된다.

Description

항공기, 항공기 날개들 및 연관된 전단 타이들{AIRCRAFT, AIRCRAFT WINGS AND ASSOCIATED SHEAR TIES}
본 개시내용은 일반적으로 항공기에 관한 것으로, 보다 구체적으로는 항공기, 항공기 날개들 및 연관된 전단 타이(shear tie)들에 관한 것이다.
많은 항공기들은 날개들을 포함한다. 일부 예들에서, 이러한 날개들은 구조적 안정성 및/또는 다른 이유들로 리브(rib)들을 포함한다. 날개들의 패널들에 리브들을 결합하기 위해, 일부 예들에서는 전단 타이들이 사용된다.
도 1은 본 명세서에 개시된 예시적인 전단 타이들이 구현될 수 있는 예시적인 항공기의 개략도이다.
도 2는 본 개시내용의 교시에 따른 예시적인 전단 타이들을 갖는 예시적인 리브들을 포함하는 예시적인 날개의 부분 절개도를 예시한다.
도 3은 도 2의 리브들을 구현하는 데 사용될 수 있는 예시적인 리브를 예시한다.
도 4 - 도 6은 도 2 및/또는 도 3의 예시적인 전단 타이들을 구현하는 데 사용될 수 있는 예시적인 제1 전단 타이의 서로 다른 시점들을 예시한다.
도 7a는 도 2 및/또는 도 3의 예시적인 전단 타이들을 구현하는 데 사용될 수 있는 도 4 - 도 6에 따라 구조화된 예시적인 전단 타이의 등각도를 예시한다.
도 7b 및 도 7c는 도 2 및/또는 도 3의 리브들을 구현하는 데 사용될 수 있는 예시적인 리브의 대향하는 등각도들을 예시한다.
도 8 - 도 10은 도 2 및/또는 도 3의 전단 타이들을 구현하는 데 사용될 수 있는 예시적인 제2 전단 타이의 서로 다른 시점들을 예시한다.
도 11a는 도 2 및/또는 도 3의 예시적인 전단 타이들을 구현하는 데 사용될 수 있는 도 8 - 도 10에 따라 구조화된 예시적인 전단 타이의 등각도를 예시한다.
도 11b 및 도 11c는 도 2 및/또는 도 3의 리브들을 구현하는 데 사용될 수 있는 예시적인 리브의 대향하는 등각도들을 예시한다.
도 12 - 도 14는 도 2 및/또는 도 3의 예시적인 전단 타이들을 구현하는 데 사용될 수 있는 예시적인 제3 전단 타이의 서로 다른 시점들을 예시한다.
도 15a는 도 2 및/또는 도 3의 예시적인 전단 타이들을 구현하는 데 사용될 수 있는 도 12 - 도 14에 따라 구조화된 예시적인 전단 타이의 등각도를 예시한다.
도 15b 및 도 15c는 도 2 및/또는 도 3의 리브들을 구현하는 데 사용될 수 있는 예시적인 리브의 대향하는 등각도들을 예시한다.
도 16은 도 2 및/또는 도 3의 예시적인 전단 타이들을 구현하는 데 사용될 수 있는 예시적인 제4 전단 타이의 등각도를 예시한다.
도 17은 예시적인 스트링거(stringer) 및 예시적인 패널에 결합된 예시적인 제5 전단 타이를 포함하는 예시적인 리브를 예시하는데, 이들은 도 2의 예시적인 전단 타이들, 리브들, 스트링거들 및 패널들 및/또는 도 3의 리브를 구현하는 데 사용될 수 있다.
도 18은 도 17의 예시적인 전단 타이, 예시적인 스트링거 그리고 예시적인 패널 사이의 결합의 상세도를 예시한다.
도 19는 도 17의 예시적인 전단 타이, 예시적인 스트링거 그리고 예시적인 패널 사이의 결합의 상세한 입면도를 예시한다.
도 20은 도 2 및/또는 도 3의 예시적인 전단 타이들을 구현하는 데 사용될 수 있는 예시적인 제5 전단 타이를 포함하는 예시적인 리브의 등각도를 예시한다.
도면들은 일정한 비율이 아니다. 가능하면 어디든, 동일한 또는 비슷한 부분들을 나타내기 위해 도면(들) 및 수반되는 작성된 설명 전반에서 동일한 참조 번호들이 사용될 것이다.
본 명세서에 개시된 예들은 일체로 강화된 날개 패널들 및/또는 스킨들(예컨대, 금속성 리브들을 포함하는 복합 날개 구조들) 및/또는 고정된 스트링거들을 포함하는 합성 날개 패널들 및/또는 스킨들을 갖는 예시적인 항공기에 관한 것이다. 일부 예들에서, 본 개시내용의 교시들에 따라 구현된 항공기는 항공기 날개를 조립할 때 사용되는 심(shim)들의 수를 감소 및/또는 제거하는 전단 타이들을 갖는 예시적인 날개들 및/또는 예시적인 리브들을 포함한다.
일부 예들에서는, 임계 상승력(pull-up force)(들)을 유지하면서 리브를 날개 조립체의 인접한 컴포넌트들(예컨대, 스트링거, 패널들)에 결합하기 전에 허용 가능 상승 갭(예컨대, 패스너 상승) 및/또는 조립 공차(build tolerance)를 증가시키도록 예시적인 전단 타이들을 구조화함으로써 심들의 수가 감소될 수 있다. 일부 예들에서, 임계 상승 갭은 대략 0.012 인치 및/또는 0.016 인치 그리고/또는 약 0.008 인치 내지 0.016 인치일 수 있다. 일부 예들에서, 임계 상승력은 약 250 파운드(lbs.) 내지 350 lbs.일 수 있다. 그러나 임계 상승 갭은 설계 특징들 및/또는 설계 파라미터들에 따라 상이한 양(예컨대, 0.015 인치, 0.17 인치, 0.020 인치, 0.1 인치 등)일 수 있다. 본 명세서에 사용되는 바와 같이, "상승 갭"이라는 문구는 패스너 설치 및 조립 이전에 전단 타이와 대향 표면(예컨대, 보강재의 표면, 날개의 패널의 표면 등) 사이의 갭을 의미한다. 즉, 더 큰 허용 가능 상승 갭은 전단 타이와 이 전단 타이가 고정될 패널 간의 조립 프로세스 중에 갭을 좁히고 그리고/또는 감소시키기 위해 전단 타이가 더 먼 거리로 이동된다는 것을 의미한다. 마찬가지로, 더 작은 허용 가능 상승 갭은 전단 타이와 이 전단 타이가 고정될 패널 간의 조립 중에 갭을 좁히고 그리고/또는 감소시키기 위해 전단 타이가 더 짧은 거리로 이동된다는 것을 의미한다.
일부 예들에서는, 항공기 날개들의 리브들과 패널들 사이에 포함된 심들의 수를 감소 및/또는 제거함으로써, 견고한 전단 타이를 제공하면서 항공기의 중량이 감소될 수 있고, 항공기 생산 비용이 감소될 수 있으며 그리고/또는 항공기 제조의 처리량이 모두 증가될 수 있다. 일부 예들에서는, 항공기 날개를 조립할 때 포함되는 심들의 수를 감소 및/또는 제거함으로써, 조립 공장에서의 시밍 밀(shimming mill)들의 수가 감소될 수 있고, 항공기 날개의 조립과 연관된 조립 공장의 풋프린트가 감소될 수 있으며, 생산 흐름 시간이 감소될 수 있고 그리고/또는 반복 및/또는 비-반복 생산 비용이 감소될 수 있다. 또한, 일부 예들에서는, 항공기 날개를 조립할 때 포함되는 심들의 수를 감소 및/또는 제거함으로써, 그렇지 않았다면 심들이 배치되었을 날개 박스(wing box) 내의 비좁은 공간 및/또는 심들의 중량을 고려해 볼 때 작업자의 인체 공학이 개선될 수 있다.
일부 예들에서, 본 명세서에 개시된 전단 타이들은 전단 타이 및/또는 연관된 리브의 재료에 허용 가능한 정적 및/또는 피로 응력들을 초과하지 않으면서 적당한 수준의 가요성 및/또는 컴플라이언스를 갖도록 구조화된다. 전단 타이들 및/또는 리브는 알루미늄 또는 임의의 다른 적절한 재료로 형성될 수 있다. 일부 예들에서, 정적 응력들은 약 30 - 40 KSI(kilopounds per square inch) 사이이고, 피로 응력들은 약 15 - 20 KSI 사이이다.
본 명세서에 개시된 예시적인 전단 타이들은 탭들(예컨대, 탭 아웃(tab out)들)을 포함하는 양면 전단 타이 및/또는 일면 전단 타이로서 형성될 수 있다. 본 명세서에서 사용되는 바와 같이, 일면 전단 타이는 전단 타이의 한 측면으로부터의 체결 접근을 제공하고, 양면 전단 타이는 전단 타이의 양면들로부터의 체결 접근을 제공한다. 탭들은 비교적 가요성이 있고 그리고/또는 전단 타이 그리고 연관된 날개 패널 사이의 허용 가능 상승 갭을 증가시키기 위한 스프링들(예를 들어, 판 스프링)로서 작용할 수 있다. 즉, 탭들의 가요성은 패스너(들)가 전단 타이, 스트링거 및 연관된 패널을 체결할 때 비교적 더 큰 상승 갭을 좁히도록 탭들이 인접한 표면 쪽으로 당겨질 수 있게 한다. 추가로 또는 대안으로, 본 명세서에 개시된 예시적인 전단 타이들은 임계 상승 능력(예를 들어, 0.012 인치 상승 능력, 0.016 인치 상승 능력)을 달성하도록 예시적인 전단 타이 설계들을 스케일링함으로써 형성될 수 있다. 본 개시내용의 교시들에 따라 구현된 예시적인 전단 타이들의 구성에 관계없이, 본 명세서에 개시된 예들은 항공기 날개를 조립할 때 사용되는 심들의 수를 감소 및/또는 제거한다.
도 1은 예시적인 날개들(104)에 결합된 예시적인 동체(101) 및 예시적인 엔진들(102)을 포함하는 예시적인 항공기(100)를 도시한다. 이 예에서, 날개들(104) 각각은 복합 재료 및/또는 탄소 섬유 강화 플라스틱 재료로 형성될 수 있는 제1 패널(106) 및 제2 패널(108)을 포함한다.
도 2는 도 1의 항공기(100)의 날개들(104)을 구현하는 데 사용될 수 있는 예시적인 날개들(104) 중 하나의 부분 절개도를 예시한다. 예시된 예에서, 날개(104)는 제1 패널(106) 및 제2 패널(108) 그리고 제1 패널(106)과 제2 패널(108) 사이에서 익현 방향(chordwise)인 방향으로 연장하는 리브들(202)을 포함한다. 예시된 예에 도시된 바와 같이, 각각의 패널들(106, 108)의 안정성을 증가시키기 위해, 예시적인 스트링거들(204)이 날개(104)의 길이 방향을 따라 리브들(202) 사이에 날개 길이 방향으로(spanwise) 결합된다. 일부 예들에서, 스트링거들(204) 중 일부 스트링거들은 제1 패널(106)에 인접하게 배치되고 스트링거들(204) 중 다른 스트링거들은 제2 패널(108)에 인접하게 배치된다.
리브들(202), 스트링거들(204) 및 패널들(106 및/또는 108)을 함께 결합하기 위해, 예시된 예에서, 리브들(202)은 패스너들(208)이 관통하여 연장하게 하는 예시적인 전단 타이들(206)을 포함한다. 전단 타이들(206)은 리브들(202)에 일체형일 수 있거나 리브들(202)에 결합될 수 있다. 일부 예들에서는, 일면 전단 타이들로서 구현되는 전단 타이들(206)을 통해 2개의 패스너들(208)이 연장하는데, 여기서 일면 전단 타이는 전단 타이(206)의 한 측면으로부터의 체결 접근을 제공한다. 일부 예들에서는, 양면 전단 타이들로서 구현되는 전단 타이들(206)을 통해 4개의 패스너들(208)이 연장하는데, 여기서 양면 전단 타이는 전단 타이(206)의 양면들로부터의 체결 접근을 제공한다. 그러나 다른 예들에서는, 전단 타이들(206)을 제1 패널(106), 제2 패널(108) 및/또는 스트링거들(204)에 결합하기 위해 임의의 수의 패스너들(208)이 사용될 수 있다.
스트링거들(204), 리브들(202) 및 패널들(106 및/또는 108)을 함께 결합하는 데 사용되는 예시적인 전단 타이들(206)의 구성에 관계없이, 예시적인 전단 타이들(206)은 패스너들(208)이 전단 타이들(206), 스트링거들(204) 및 패널들(106 및/또는 108)을 함께 결합하기 전에 전단 타이들(206), 스트링거(204) 그리고 패널(106 및/또는 108) 사이의 상승 갭이 임계치를 충족시킬 수 있게 한다. 일부 예들에서, 제조 가변성 및/또는 다른 요소들에 기초하여 패스너를 설치하기 전에 상승 갭이 존재할 수 있다. 일부 예들에서, 본 명세서에 개시된 예들을 사용하여 좁힐 수 있는 임계 상승 갭은 공지된 예들에 의해 제공될 수 있는 상승 갭(예컨대, 0.005 인치 - 0.008 인치)보다 더 클 수 있다. 일부 예들에서, 임계 상승 갭은 대략 0.012 인치 및/또는 0.016 인치 그리고/또는 약 0.008 인치 내지 0.016 인치이다.
일부 예들에서, 날개(104)는 제2 패널(108)의 상부 위에 날개 길이 방향으로 스트링거들(204)을 위치시키고 제2 패널(108)에 인접하게 그리고 스트링거들(204)의 상부 위에 익현 방향으로 리브들(202)을 위치시킴으로써 조립될 수 있다. 스트링거(204) 또는 제2 패널(108) 중 적어도 하나와 리브(202)의 전단 타이(206) 사이에 상승 갭이 형성(define)될 수 있다. 일부 예들에서, 날개(104)는 제1 패널(106)에 인접하게 그리고 리브들(202)의 상부 위에 날개 길이 방향으로 스트링거들(204)을 위치시킴으로써 추가로 조립될 수 있다. 패스너들(208)은 설치될 때, 전단 타이들(206), 스트링거(204) 그리고 제1 패널 및/또는 제2 패널(108) 사이의 상승 갭을 감소시킬 수 있다.
도 3은 도 2의 예시적인 리브들(202)을 구현하는 데 사용될 수 있는 예시적인 리브(301)의 등각도를 예시한다. 예시된 예에서, 리브(301)는 예시적인 베이(bay)들(302), 예시적인 보강재들(304) 및 예시적인 전단 타이들(305)을 리브(301)의 제1 측면(308) 상에 그리고 예시적인 전단 타이들(306)을 리브(301)의 제2 측면(312) 상에 포함한다. 전단 타이들(305, 306) 사이에서 스트링거들(204)이 연장할 수 있게 하기 위해, 이 예에서는, 리브(301)가 전단 타이들(305, 306) 중 인접한 전단 타이들 사이에 개구들(314)을 형성한다. 추가로, 예시된 예에서, 리브(301)는 예시적인 웨브(web)(316), 예시적인 개구들(320)을 둘러싸는 예시적인 웨브 패드들(318), 리브(301)의 제1 측면(308)에 인접한 제1 익현(322) 및 리브(301)의 제2 측면(312)에 인접한 제2 익현(324)을 포함한다. 도 3의 예에 도시된 바와 같이, 베이들(302)은 보강재들(304) 및 익현들(322, 324)에 의해 형성된다.
도 4 - 도 6은 도 2의 전단 타이들(206) 및/또는 도 3의 전단 타이들(305, 306)을 구현하는 데 사용될 수 있는 예시적인 전단 타이(401)의 서로 다른 시점들을 예시한다. 도 4의 예시된 예에서, 전단 타이(401)는 제1 탭 및/또는 레그(leg)(404), 제2 탭 및/또는 레그(406), 제3 탭 및/또는 레그(408) 및 제4 탭 및/또는 레그(410)를 갖는 클리트(cleat) 및/또는 베이스(402)를 포함하는 양면 전단 타이이다. 이 예에서, 제1 레그(404)와 제2 레그(406)는 예시적인 제1 호형 개구(411)에 의해 서로 이격되고, 제3 레그(408)와 제4 레그(410)는 예시적인 제2 호형 개구(412)에 의해 서로 이격된다. 개구들(411, 412)은 이 예에서는 아치형이지만, 개구들(411, 412)은 임의의 다른 형상일 수 있다.
일부 예들에서, 제1 레그(404)와 제2 레그(406)를 서로 이격시키고 제3 레그(408)와 제4 레그(410)를 서로 이격시키는 것은 레그들(404, 406, 408, 410)의 가요성을 증가시키고 그리고/또는 레그들(404, 406, 408, 410)의 길이를 본 명세서에 개시된 일부 예들에 비해 더 짧아질 수 있게 한다. 예를 들어, 레그들(404, 406, 408, 410)은 비교적 가요성이 있도록, 그리고/또는 리브(202)와 제1 패널(106) 및/또는 제2 패널(108) 그리고/또는 스트링거들(204)을 결합할 때 임계 상승 갭이 좁혀질 수 있고 그리고/또는 감소될 수 있게 하는 판 스프링들로서 작용하도록 구조화될 수 있다. 일부 예들에서, 임계 상승 갭은 0.012 인치 및/또는 0.016 인치 그리고/또는 약 0.008 인치 내지 0.016 인치이다. 그러나 임계 상승 갭은 설계 규격들 등에 따라 임의의 다른 거리일 수 있다.
일부 예들에서, 전단 타이(401)가 제1 패널(106) 및/또는 제2 패널(108)에 그리고/또는 스트링거들(204)에 결합될 수 있게 하기 위해, 레그들(404, 406, 408, 410)은 패스너들(208)이 관통하여 연장하게 하는 개구들(413)을 형성한다. 개구들(413)은 레그들(404, 406, 408, 410)의 가요성을 최대화하도록 레그들(404, 406, 408, 410)의 에지들 및/또는 단부들 쪽으로 위치될 수 있다. 이 예에서, 개구들(413)은 전단 타이(401)의 종축(414) 및/또는 횡축(416)에 대해 대칭이다. 그러나 다른 예들에서, 개구들(413)은 종축(414) 및/또는 횡축(416)에 대해 대칭이 아니다. 개구들(413)은 레그들(404, 406, 408, 410) 상의 특정 위치들에 그리고 특정 크기 및 형상을 갖는 것으로 도시되지만, 개구들(413)은 임의의 다른 위치에 있을 수 있고 임의의 크기 및/또는 형상을 가질 수 있다. 레그들(404, 406, 408, 410)은 단일 개구를 포함하는 것으로 도시되어 있지만, 레그들(404, 406, 408, 410) 중 하나 이상에 의해 더 많은 또는 더 적은(예를 들어, 0, 2, 3 등) 개구들이 형성될 수 있다.
예시된 예에서는, 예시적인 필렛(fillet) 및/또는 각진 교차부(418)가 클리트(402)의 중심부(419)를 따라 연장하여 클리트(402)와 전단 타이(401)의 예시적인 웨브(420)를 결합한다. 이 예에서는, 전단 타이(401)를 통해 힘들 및/또는 하중들(예를 들어, 전단 하중들)이 전달될 수 있게 하기 위해 그리고/또는 리브(202), 스트링거(204), 제1 패널(106) 및/또는 제2 패널(108)에 대한 하중 경로를 제공하기 위해, 전단 타이(401)는 웨브(420)와 접경하는 예시적인 플랜지(422)를 포함한다. 일부 예들에서, 플랜지(422)는 V자형 웨브를 형성하도록 클리트(402)에 대해 각이 진 보강재 및/또는 V자형 플랜지이다. 도 4의 예에서, 플랜지(422)는 웨브(420)의 중심선 및/또는 축(428)에 대해 대칭인 제1 부분(424) 및 제2 부분(426)을 포함한다. 그러나 다른 예들에서는, 제1 부분(424)과 제2 부분(426)이 대칭이 아닐 수 있다. 이 예에서, 제1 부분(424)은 전단 타이(401)의 중심선(428)에 대해 약 20도 각도와 70도 각도 사이(429)(도 6)에 있고, 제2 부분(426)은 중심선(428)에 대해 약 -20도 각도와 -70도 사이(430)(도 6)에 있다.
예시된 예에서, 플랜지(422)의 제1 부분(424) 및 제2 부분(426)은 도 3의 익현(322 및/또는 324)을 구현하는 데 사용될 수 있는 예시적인 익현(432)에 결합된다. 도 4의 예에 도시된 바와 같이, 플랜지(422)와 익현(432) 간의 결합에 인접한 웨브(420)의 모서리들(427)은 둥글게 될 수 있다. 둥근 모서리들을 형성하기 위해, 이 예에서는, 플랜지(422)의 제1 부분(424) 및 제2 부분(426)이 익현(432)과의 결합에 인접하게 벌려진다. 이 예에서는, 보강재들(434)이 익현(432)으로부터 연장하여 베이(436)를 형성하며, 베이(436)에는 웨브(438)가 배치된다.
도 5는 도 4에 도시된 도면과 비교하여 전단 타이(401)의 대향 측면을 도시하는 도 4의 예시적인 전단 타이(401)의 다른 등각도를 예시한다. 도 5에 도시된 바와 같이, 제1 대향 에지들 및/또는 측면들(502, 504)이 실질적으로 서로 평행하고, 클리트(402)의 제2 대향 에지들 및/또는 측면(506, 508)이 실질적으로 서로 평행하다. 본 명세서에 사용되는 바와 같이, 실질적으로 평행하다는 것은 약 0도 내지 5도로 평행한 것을 의미하고 그리고/또는 제조 공차들을 감안한다.
도 6은 도 4의 예시적인 전단 타이(401)의 입면도를 예시한다. 도 6의 예에 도시된 바와 같이, 익현(432) 및 보강재들(434)은 둥근 모서리들을 갖는 대향하는 피팅들(예컨대, 욕조 피팅(bathtub fitting)들)(602, 604)을 형성한다. 이 예에서는, 모서리가 깎인(chamfered) 그리고/또는 각진 표면들 및/또는 필렛들(605)이 웨브(420)와 플랜지(422) 사이의 교차부에 제공된다. 도 7a는 도 4의 전단 타이들(401) 중 2개가 단일 재료(예컨대, 모놀리식 부품)로 형성되어 전단 타이들(401)이 함께 결합될 수 있게 하는 것을 예시한다. 도 7a의 예에서는, 인접한 전단 타이들(401)이 개구(702)를 형성하는데, 전단 타이(401)가 리브(202), 스트링거(204) 그리고 제1 패널(106) 및/또는 제2 패널(108)을 서로 결합하는 데 사용될 때 이러한 개구(702)를 통해 스트링거(204)가 연장한다.
도 7b 및 도 7c는 도 2의 예시적인 리브(202) 및/또는 도 3의 예시적인 리브(301)를 구현하는 데 사용될 수 있는 예시적인 리브(704)의 대향하는 등각도들을 예시한다. 도 7b 및 도 7c의 예시된 예에서, 전단 타이(401)는 도 4 - 도 6의 예시적인 전단 타이(401)에 따라 구조화되는데, 여기서 도 7b에 도시된 측면은 익현(432) 및 보강재들(434)을 포함하고, 도 7c에 도시된 측면은 익현(432) 및 보강재들(434)을 포함하지 않는다. 따라서 도 7c에 도시된 리브(704)의 측면은 익현(432) 및 보강재들(434)의 포함 없이 웨브(438)를 예시한다. 도 7b 및 도 7c의 예시적인 리브(704)는 도 4 - 도 6의 예시적인 전단 타이에 따라 구조화된 하나의 전단 타이를 포함하지만, 도 7b 및 도 7c의 리브(704)는 임의의 수의 그러한 전단 타이들을 포함할 수 있다. 도 7b를 참조하면, 예시적인 리브(704)는 서로에 대해 실질적으로 수직으로 연장하는 익현(432) 및 보강재들(434)을 포함한다. 본 명세서에 사용되는 바와 같이, 실질적으로 수직으로라는 것은 약 0도 내지 5도로 수직인 것을 의미하고 그리고/또는 제조 공차들을 감안한다.
도 8 - 도 10은 도 2의 전단 타이들(206) 및/또는 도 3의 전단 타이들(305 및/또는 306)을 구현하는 데 사용될 수 있는 다른 예시적인 전단 타이(801)의 서로 다른 시점들을 예시한다. 도 8의 예시된 예에서, 전단 타이(801)는 제1 탭 및/또는 레그(804) 및 제2 탭 및/또는 레그(806)를 갖는 클리트(802)를 포함하는 양면 전단 타이이다. 도 4 - 도 6의 예와 대조적으로, 도 8의 제1 레그(804)는 제1 레그(804)를 제1 서브 레그(sub-leg)(예컨대, 제1 레그(404)) 및 제2 서브 레그(예컨대, 제2 레그(406))로 분리하는 개구 없이 그리고 제2 레그(806)를 제3 서브 레그(예컨대, 제3 레그(408)) 및 제4 서브 레그(예컨대, 제4 레그(410))로 분리하지 않고 단일 레그로서 형성된다.
도 4 - 도 6의 예와는 대조적으로, 도 8의 레그들(804, 806)의 폭이 도 4의 레그들(404, 406, 408, 410)의 폭보다 큰 것을 보상하기 위해, 그리고 도 8의 제1 레그(804) 및 제2 레그(806)가 도 4의 예시적인 레그들(404, 406, 408, 410)과 유사한 가요성을 달성할 수 있게 하기 위해, 제1 레그(804)의 길이(1002)(도 10)는 제1 레그(404)의 길이(606)(도 6)보다 더 길다. 일부 예들에서, 레그들(804, 806)은 리브(202)와 제1 패널(106) 및/또는 제2 패널(108) 그리고/또는 스트링거들(204)을 결합할 때 임계 상승 갭이 달성될 수 있고, 좁혀질 수 있고 그리고/또는 감소될 수 있게 하도록 비교적 가요성이 있게 구조화된다. 일부 예들에서, 임계 상승 갭은 0.012 인치 및/또는 0.016 인치 그리고/또는 약 0.008 인치 내지 0.016 인치이다. 그러나 임계 상승 갭은 설계 규격들 등에 따라 임의의 다른 거리일 수 있다.
일부 예들에서, 전단 타이(801)가 제1 패널(106) 및/또는 제2 패널(108)에 그리고/또는 스트링거들(204)에 결합될 수 있게 하기 위해, 레그들(804, 806)은 패스너들(208)이 관통하여 연장하게 하는 개구들(808)을 형성한다. 개구들(808)은 레그들(804, 806) 상의 특정 위치들에 그리고 특정 크기 및 형상을 갖는 것으로 도시되지만, 개구들(808)은 임의의 다른 위치에 있을 수 있고 임의의 크기 및/또는 형상을 가질 수 있다. 레그들(804, 806) 각각은 2개의 개구들을 포함하는 것으로 도시되어 있지만, 레그들(804, 806) 중 하나 이상에 의해 더 많은 또는 더 적은(예를 들어, 0, 1, 3 등) 개구들이 형성될 수 있다. 일부 예들에서, 개구들(808)은 전단 타이(801)의 종축(810) 및/또는 횡축(812)에 대해 대칭이다. 그러나 다른 예들에서, 개구들(808)은 종축(810) 및/또는 횡축(812)에 대해 대칭이 아니다.
이 예에서는, 전단 타이(801)를 통해 힘들 및/또는 하중들(예를 들어, 전단 하중들)이 전달될 수 있게 하기 위해, 예시적인 플랜지(814)가 클리트(802)로부터 연장하여 전단 타이(801)의 예시적인 웨브(816)와 접경한다. 제1 레그(804) 및 제2 레그(806)가 도 4의 레그들(404, 406, 408, 410)에 비해 더 긴 것에 기반하여, 이 예에서, 웨브(816)와 접경하는 클리트(802)의 중심부(817)는 도 4의 중심부(419)의 폭보다 좁은 폭(1004)(도 10)을 갖는다.
예시된 예에서, 플랜지(814)는 V자형 웨브를 형성하도록 클리트(802)에 대해 각이 진다. 도 8의 예에서, 플랜지(814)는 웨브(816)의 중심선 및/또는 축(821)에 대해 대칭인 제1 부분(818) 및 제2 부분(820)을 포함한다. 그러나 다른 예들에서는, 제1 부분(818)과 제2 부분(820)이 대칭이 아닐 수 있다. 이 예에서, 제1 부분(818)은 중심선(821)에 대해 약 20도 각도와 70도 각도 사이(824)(도 10)에 있고, 제2 부분(820)은 중심선(821)에 대해 약 -20도 각도와 -70도 사이(826)(도 10)에 있다.
예시된 예에서, 플랜지(814)는 도 3의 익현(322 및/또는 324)을 구현하는 데 사용될 수 있는 익현(828)에 결합된다. 이 예에서는, 보강재들(830)이 익현(828)으로부터 연장하여 베이(832)를 형성하며, 베이(832)에는 웨브(834)가 배치된다. 일부 예들에서, 웨브(834)는 도 3의 웨브(316)을 구현하는 데 사용될 수 있다.
도 9는 도 8에 도시된 도면과 비교하여 전단 타이(801)의 대향 측면을 도시하는 도 8의 예시적인 전단 타이(801)의 다른 등각도를 예시하며, 여기서 도 8에 도시된 전단 타이(801)의 측면은 익현(828) 및 보강재들(830)을 포함하고, 도 9에 도시된 전단 타이(801)의 측면은 익현(828) 및 보강재들(830)을 포함하지 않는다. 따라서 도 9에 도시된 전단 타이(801)의 측면은 익현(828) 및 보강재들(830)의 포함 없이 웨브(834)를 예시한다. 이 예에서는, 모서리가 깎인(chamfered) 그리고/또는 각진 표면들 및/또는 필렛들(902)이 웨브(816)와 플랜지(814) 사이의 교차부에 제공된다. 도 10은 도 8의 예시적인 전단 타이(801)의 입면도를 예시하며, 여기서 도 10에 도시된 전단 타이(801)의 측면은 도 9에 도시된 것과 동일한 전단 타이(801)의 측면이다. 이 예에서, 익현(828) 및 보강재들(830)은 도 8의 시점에서는 도시되어 있지만 도 10의 시점에서는 도시되지 않는다. 도 11a는 전단 타이들(801) 중 3개가 단일 재료(예컨대, 모놀리식 부품)로 형성되어 전단 타이들(801)이 함께 결합될 수 있게 하는 것을 예시한다. 도 11a의 예에서는, 인접한 전단 타이들(801)이 개구들(1102)을 형성하는데, 전단 타이(801)가 리브(202), 스트링거들(204) 그리고 제1 패널(106) 및/또는 제2 패널(108)을 서로 결합하는 데 사용될 때 이러한 개구들(1102)을 통해 스트링거들(204)이 연장한다.
도 11b 및 도 11c는 도 2의 예시적인 리브(202) 및/또는 도 3의 리브(301)를 구현하는 데 사용될 수 있는 예시적인 리브(1104)의 대향하는 등각도들을 예시한다. 도 11b 및 도 11c의 예시된 예들에서, 전단 타이(801)는 도 8 - 도 10의 예시적인 전단 타이(801)에 따라 구조화된다. 도 11b 및 도 11c의 예시적인 리브(1104)는 도 8 - 도 10의 예시적인 전단 타이에 따라 구조화된 하나의 전단 타이를 포함하지만, 도 11b 및 도 11c의 리브(1104)는 임의의 수의 그러한 전단 타이들을 포함할 수 있다.
도 12 - 도 14는 도 2의 전단 타이들(206) 및/또는 도 3의 전단 타이들(305, 306)을 구현하는 데 사용될 수 있는 다른 예시적인 전단 타이(1201)의 서로 다른 시점들을 예시한다. 도 12의 예시된 예에서, 전단 타이(1201)는 클리트(1202)를 포함하는 일면 전단 타이인데, 클리트(1202)로부터 제1 플랜지(1203), 제2 플랜지(1204) 및 V자형 보강재 및/또는 플랜지(1206)가 연장한다. 일부 예들에서, 제1 플랜지(1203) 및 제2 플랜지(1204)는 제1 힘들 및/또는 하중들(예컨대, 힐/토(heel/toe) 유효 하중들)을 받고 그리고/또는 전달하도록 구조화 및/또는 구성되며, V자형 보강재(1206)는 제2 힘들 및/또는 하중들(예컨대, 전단 하중들)을 받고 그리고/또는 전달하도록 구조화 및/또는 구성된다.
예시된 예에서는, 제1 개구(1208)가 클리트(1202)에 의해 형성되고 제1 피팅(예컨대, 제1 욕조 피팅)(1210)과 연관되고, 제2 개구(1212)가 클리트(1202)에 의해 형성되고 제2 피팅(예컨대, 제2 욕조 피팅)(1214)과 연관된다. 이 예에서, 제1 피팅(1210)은 클리트(1202), 제1 플랜지(1203) 및 V자형 보강재(1206)의 제1 부분(1216)에 의해 형성되고, 제2 피팅(1214)은 클리트(1202), 제2 플랜지(1204) 및 V자형 보강재(1206)의 제2 부분(1218)에 의해 형성된다. 예시된 예에 도시된 바와 같이, 클리트(1202), 제1 플랜지(1203), V자형 보강재(1206) 및 제2 플랜지(1204)는 전단 타이(1201)의 웨브(1219)의 서로 다른 부분들에 접경한다.
일부 예들에서, 개구들(1208, 1212)은 전단 타이(206)의 종축(1220)에 대해 오프셋되고 그리고/또는 비대칭이다. 일부 예들에서, 개구들(1208, 1212)은 전단 타이(1201)의 횡축(1222)에 대해 대칭이다. 그러나 다른 예들에서, 개구들(1208, 1212)은 종축(1220)에 대해 대칭으로 위치되고 그리고/또는 횡축(1222)에 대해 비대칭으로 위치된다. 또한, 개구들(1208, 1212)은 피팅들(1210, 1214) 상의 특정 위치들에 도시되어 있지만, 개구들(1208, 1212)은 임의의 다른 위치들에 있을 수 있다. 피팅들(1210, 1214)은 하나의 개구를 갖는 것으로 도시되어 있지만, 클리트(1202)에 의해 더 많은 또는 더 적은 개구들이 형성될 수 있다.
일부 예들에서, 클리트(1202), 제1 플랜지(1203), 제2 플랜지(1204) 및 V자형 보강재(1206)는 리브(202)를 제1 패널(106) 및/또는 제2 패널(108)에 그리고/또는 스트링거들(204)에 결합할 때 임계 상승 갭이 좁혀질 수 있고 그리고/또는 감소될 수 있게 하도록 비교적 가요성이 있게 구조화된다. 일부 예들에서, 임계 상승 갭은 0.012 인치 및/또는 0.016 인치 그리고/또는 약 0.008 인치 내지 0.016 인치이다. 그러나 임계 상승 갭은 설계 규격들 등에 따라 임의의 다른 거리일 수 있다. 예시된 예에서, 제1 플랜지(1203), V자형 보강재(1206) 및/또는 제2 플랜지(1204)는 도 3의 익현(322 및/또는 324)을 구현하는 데 사용될 수 있는 예시적인 익현(1224)에 결합된다. 이 예에서는, 보강재들(1226)이 익현(1224)으로부터 연장하여 베이(1228)를 형성하며, 베이(1228)에는 웨브(1230)가 배치된다.
도 13은 도 12에 도시된 도면과 비교하여 전단 타이(1201)의 대향 측면을 도시하는 도 12의 예시적인 전단 타이(1201)의 다른 등각도를 예시한다. 도 13의 예에 도시된 바와 같이, 제1 플랜지(1203)는 클리트(1202)의 베이스(1304)에 대해 테이퍼된 표면(1302)을 포함하는 L자형이다. 그러나 플랜지들(1203, 1204)은 임의의 다른 단면을 가질 수 있다. 이 예에서, 익현(1224) 및 보강재들(1226)은 도 12에는 도시되어 있지만 도 13에는 도시되지 않는다. 도 14는 도 12의 예시적인 전단 타이(1201)의 입면도를 예시한다. 도 14의 예에 도시된 바와 같이, 전단 타이(1201)는 중심선 및/또는 축(1402)에 대해 대칭이다. 그러나 다른 예들에서, 전단 타이(1201)는 중심선(1402)에 대해 대칭이 아니다. 또한, 도 14의 예에 도시된 바와 같이, 모서리가 깎인 그리고/또는 테이퍼된 표면들 및/또는 필렛들(1404, 1406, 1408)이 웨브(1219)와 플랜지들(1203, 1204, 1206) 사이의 교차부에 제공된다.
도 15a는 도 12의 전단 타이들(1201) 중 3개가 단일 재료(예컨대, 모놀리식 부품)로 형성되어 전단 타이들(1201)이 함께 결합될 수 있게 하는 것을 예시한다. 이 예에서는, 인접한 전단 타이들(1201)이 개구들(1502)을 형성하는데, 전단 타이(1201)가 리브(202), 스트링거들(204) 그리고 제1 패널(106) 및/또는 제2 패널(108)을 서로 결합하는 데 사용될 때 이러한 개구들(1502)을 통해 스트링거들(204)이 연장한다.
도 15b 및 도 15c는 도 2의 예시적인 리브(202) 및/또는 도 3의 리브(301)를 구현하는 데 사용될 수 있는 예시적인 리브(1504)의 대향하는 등각도들을 예시한다. 도 15b 및 도 15c의 예시된 예들에서, 전단 타이(1201)는 도 12 - 도 14의 예시적인 전단 타이들(1201)에 따라 구조화된다. 도 15b 및 도 15c의 예시적인 리브(202)는 도 12 - 도 14의 예시적인 전단 타이에 따라 구조화된 하나의 전단 타이를 포함하지만, 도 15b 및 도 15c의 리브(202)는 임의의 수의 그러한 전단 타이들을 포함할 수 있다.
도 16은 도 2의 전단 타이들(206) 및/또는 도 3의 전단 타이들(305, 306)을 구현하는 데 사용될 수 있는 예시적인 전단 타이들(1601)을 예시한다. 도 16의 전단 타이들(1601)은 도 7a의 전단 타이들(401)과 실질적으로 유사하다. 그러나 도 7a의 전단 타이들(401)과는 달리, 도 16의 전단 타이들(1601)은 웨브(420) 상에 중앙에 배치된 보강재, 돌출부, 거싯(gusset) 및/또는 리브(1602)를 포함한다. 일부 예들에서, 보강재(1602)는 전단 타이(1601)의 양면들에 제공되는데, 여기서 보강재들(1602)은 설계 규격들에 따라 서로 유사할 수 그리고/또는 상이할 수 있다. 다른 예들에서, 보강재(1602)는 전단 타이(1601)의 측면들 중 하나에 제공되고 전단 타이들(1601)의 측면들 중 다른 측면에는 제공되지 않는다. 도 16의 전단 타이(1601) 상에는 하나의 보강재(1602)가 예시되어 있지만, 다른 예들에서 전단 타이(1601)는 추가 보강재들(예컨대, 2개, 3개 등)을 포함할 수 있다. 이러한 일부 예들에서, 전단 타이(1601)의 한 측면은 제1 개수(예컨대, 1개, 2개, 3개 등)의 보강재들을 포함할 수 있고, 전단 타이(1601)의 다른 측면은 제2 개수(예컨대, 1개, 2개, 3개 등)의 보강재들을 포함할 수 있는데, 여기서 제1 개수는 제2 개수와 다르다.
도 17 - 도 19는 도 2의 리브(202), 전단 타이들(206), 스트링거들(204) 및 제2 패널(108) 및/또는 도 3의 리브(301)를 구현하는 데 사용될 수 있는 예시적인 리브(1702), 예시적인 전단 타이(1704), 예시적인 스트링거들 및/또는 T자형 스트링거들(1706) 및 예시적인 패널(1708)의 서로 다른 시점들을 예시한다. 이 예에서, 전단 타이(1704)는 패스너(208)가 전단 타이(1704), 스트링거(1706) 및 패널(1708)을 결합하기 전에 전단 타이들(206)과 패널(106 및/또는 108) 사이의 상승 갭이 임계치를 충족할 수 있게 하도록 구조화 및/또는 구성된다.
예시된 예에서, 리브(1702)는 보강재들(1714), 익현(1716) 및 전단 타이(1704)에 의해 형성된 베이들(1712)에 배치된 웨브(1710)를 포함한다. 이 예에서, 스트링거들(1706)이 리브(1702)를 통과할 수 있게 하기 위해, 전단 타이들(1704) 및/또는 리브(1702)는 스트링거들(1706)이 관통하여 연장하게 하는 개구들(1720)을 형성하는 호형 플랜지들(1718)을 포함한다. 도 17의 예에서, 보강재들(1714)은 각각의 아치형 플랜지들(1718)과 중심에서 교차한다.
도 18은 리브(1702), 전단 타이(1704), 스트링거(1706) 및 패널(1708)의 상세도를 예시하고, 도 19는 리브(1702), 전단 타이(1704), 스트링거(1706) 및 패널(1708)의 상세한 입면도를 예시한다. 도 19를 참조하면, 화살표들(1902)은 스트링거(1706)와 전단 타이(1704) 사이의 상승 갭(1904)을 보여주기 위해 포함된다. 일부 예들에서, 패스너(208)가 전단 타이(1704), 스트링거(1706) 및 패널(1708)을 결합하기 전에, 상승 갭은 대략 0.012 인치 및/또는 0.016 인치 그리고/또는 약 0.008 인치 내지 0.016 인치이다.
도 20은 도 2의 리브(202)를 구현하는 데 사용될 수 있는 예시적인 리브(2002)의 일부를 예시한다. 도 20의 리브(2002)는 도 17의 리브(1702)와 유사하다. 그러나 도 17의 리브(1702)와는 달리, 도 20의 리브(2002)는 개구(2008)가 관통하여 연장하게 하는 중앙 돌출부(2006)를 포함하는 클리트(2005)를 갖는 예시적인 전단 타이(2004)를 포함한다. 일부 예들에서, 중앙 돌출부(2006)는 전단 타이(2004)가 리브(2002), 스트링거(204) 그리고 제1 패널(106) 및/또는 제2 패널(108)을 서로 결합하는 데 사용될 때 스트링거들(204) 사이에 위치되도록 구조화 및/또는 구성된다. 이러한 예들에서, 개구(2008)를 관통하여 연장하는 패스너(208)는 스트링거(1706)의 대응하는 개구를 통과하지 못할 수 있다.
전술한 바로부터, 전단 타이들이 만들어진 재료의 정적 및/또는 피로 특성들의 제약들 내에서 스프링과 같은 특성들을 갖도록 구성 및/또는 구조화된 예시적인 전단 타이들과 관련된 예시적인 방법들, 장치 및 제조품들이 개시되었다고 인식될 것이다. 일부 예들에서, 전단 타이들은 알루미늄으로 만들어진다. 그러나 임의의 다른 재료(들)가 전단 타이들을 생산하는 데 사용될 수 있다. 일부 예들에서, 예시적인 전단 타이들은 상승 능력들이 일부 예들에 비해 약 80% 내지 120% 증가될 수 있게 한다. 상승 능력들을 변경하는(예컨대, 상승 능력들을 향상시키는) 이러한 접근 방식은 항공기 및/또는 연관된 항공기 날개들을 조립 및/또는 제조할 때 더 적은 적은 심들이 사용될 수 있게 한다. 일부 예들에서, 예시적인 전단 타이들은 일면 전단 타이들이다. 일부 예들에서, 예시적인 전단 타이들은 양면 전단 타이들이다.
일부 예들에서, 리브들은 일체형 웨브 보강재, 조각(sculpted) 플랜지 및 약 3 - 5 인치 폭으로 크기가 정해진 기준선 플레이트를 포함하는 일면 모놀리식 알루미늄 가공 부품으로서 형성될 수 있다. 일부 예들에서, 전단 타이들은 약 4 인치 내지 5 인치 높이, 7 인치 폭 그리고 약 2 인치 내지 4 인치 깊이이다. 전단 타이, 스트링거 및 날개 패널 및/또는 스킨을 결합하는 패스너(들)가 전단 타이의 웨브에 더 가까워질 수 있게 하기 위해, 일부 예들에서는, 응력 피크들이 전단 타이의 필렛이 아닌 전단 타이 플랜지의 에지 쪽으로 향하게 될 수 있다. 캔틸레버 휨을 감소시키기 위해, 일부 예들에서는, 전단 타이를 통해 연장하는 패스너(들)가 전단 타이의 거싯(들)으로부터 이격될 수 있다. 어떤 예에서는, 패스너(들)가 전단 타이들의 거싯(들)으로부터 이격될 때 스트링거 플랜지 에지 마진들이 영향받는 것을 저지하기 위해, 거싯(들)이 삭감, 제거 및/또는 축소될 수 있다. 예시적인 전단 타이들이 일면인 예들에서, 전단 타이들은 일렬의 패스너들을 사용하여 스트링거 및 날개의 패널 및/또는 스킨에 결합될 수 있다. 전단 타이들이 양면인 예들에서, 전단 타이들은 2열의 패스너들을 사용하여 스트링거 및 날개의 패널 및/또는 스킨에 결합될 수 있다. 그러나 일면 전단 타이 또는 양면 전단 타이 중 어느 하나에 다른 패스너 배열들(예컨대, 일렬의 패스너들, 패스너들의 오프셋 배치, 패스너들의 삼각형 배치, 3열의 패스너들 등)이 사용될 수 있다.
예시적인 장치는, 제2 패널에 결합되어 날개 박스를 형성하는 제1 패널; 날개 박스 내에 익현 방향으로 배치된 리브; 및 제1 패널 또는 제2 패널 중 적어도 하나에 바로 인접하게 날개 박스 내에 날개 길이 방향으로 배치된 스트링거를 포함하며, 리브는 대향 방향들로 연장하는 제1 레그 및 제2 레그를 포함하는 전단 타이를 포함하고, 제1 레그 및 제2 레그는 제1 패널, 제2 패널 또는 스트링거 중 적어도 하나에 결합된다.
일부 예들에서, 제1 레그 및 제2 레그는 패스너가 전단 타이, 스트링거 및 제1 패널 또는 제2 패널 중 적어도 하나의 패널을 결합할 때 상승 갭이 임계 값에서부터 감소될 수 있게 한다. 일부 예들에서, 이 장치는 복수의 스트링거들 및 복수의 리브들을 포함하며, 리브들 각각은 복수의 전단 타이들을 포함한다. 일부 예들에서, 전단 타이는 전단 타이가 패스너를 통해 리브, 스트링거 및 제1 패널 또는 제2 패널 중 적어도 하나의 패널을 결합할 때 전단 하중을 받도록 구조화된 보강재를 포함한다. 일부 예들에서, 전단 타이는 V자형 웨브를 형성하도록 보강재에 의해 경계가 지어진 웨브를 더 포함한다. 일부 예들에서, 전단 타이는 익현 및 클리트를 더 포함하며, 보강재는 익현과 클리트 사이에 위치된다. 일부 예들에서, 제1 레그 및 제2 레그는 보강재로부터 대향 방향들로 연장하고, 제1 레그 및 제2 레그는 패스너가 전단 타이, 스트링거 및 제1 패널 또는 제2 패널 중 적어도 하나의 패널을 결합할 때 상승 갭이 임계 값을 충족할 수 있게 하도록 구조화된다.
일부 예들에서, 제1 레그는 제1 서브 레그 및 제2 서브 레그를 포함하고, 제2 레그는 제3 서브 레그 및 제4 서브 레그를 포함하며, 제1 서브 레그 및 제2 서브 레그의 가요성을 증가시키도록 제1 서브 레그가 제2 서브 레그로부터 이격되고, 제3 서브 레그 및 제4 서브 레그의 가요성을 증가시키도록 제3 서브 레그가 제4 서브 레그로부터 이격된다. 일부 예들에서, 패스너는 제1 패스너이고, 제1 레그는 리브, 스트링거 및 제1 패널 또는 제2 패널 중 적어도 하나의 패널을 결합하도록 제1 패스너를 수용하기 위한 제1 개구를 형성하고, 제2 레그는 리브, 스트링거 및 제1 패널 또는 제2 패널 중 적어도 하나의 패널을 결합하도록 제2 패스너를 수용하기 위한 제2 개구를 형성한다. 일부 예들에서, 제1 레그는 제1 개구들을 포함하고, 제2 레그는 제2 개구들을 포함하며, 제1 개구 및 제2 개구는 전단 타이의 종축 또는 전단 타이의 횡축 중 적어도 하나에 대해 대칭이다.
예시적인 장치는, 제2 패널에 결합되어 날개 박스를 형성하는 제1 패널; 날개 박스 내에 익현 방향으로 배치된 리브; 및 제1 패널 또는 제2 패널 중 적어도 하나에 바로 인접하게 날개 박스 내에 날개 길이 방향으로 배치된 스트링거를 포함하며, 리브는 패스너가 리브, 스트링거 및 제1 패널 또는 제2 패널 중 적어도 하나의 패널을 결합하기 전에 상승 갭이 0.008 인치보다 더 큰 임계 값을 충족할 수 있게 하기 위한 수단을 포함하고, 상승 갭은 스트링거, 제1 패널 또는 제2 패널 중 적어도 하나와 리브 사이에 형성된다. 일부 예들에서, 상승 갭이 임계 값을 충족할 수 있게 하기 위한 수단은 전단 타이의 가요성 레그들을 포함한다. 일부 예들에서, 상승 갭이 임계 값을 충족할 수 있게 하기 위한 수단은 보강재를 포함하는 전단 타이를 포함하며, 보강재는 패스너가 전단 타이를 관통해 연장하여 리브, 스트링거 및 제1 패널 또는 제2 패널 중 적어도 하나의 채널을 결합할 때 전단 하중을 받도록 구조화된다. 일부 예들에서, 전단 타이는 V자형 웨브를 형성하도록 보강재에 의해 경계가 지어진 웨브를 더 포함한다. 일부 예들에서, 전단 타이는 익현 및 클리트를 더 포함하며, 보강재는 익현과 클리트 사이에 위치된다. 일부 예들에서, 클리트는 제1 레그 및 제2 레그를 포함하며, 제1 레그 및 제2 레그는 보강재로부터 대향 방향들로 연장하고, 제1 레그 및 제2 레그는 상승 갭이 임계 값을 충족할 수 있게 하도록 구조화된다. 일부 예들에서, 패스너는 복수의 패스너들을 포함하고, 전단 타이는 제1 플랜지 및 제2 플랜지를 더 포함하며, 제1 플랜지, 클리트 및 보강재는 제1 피팅을 형성하고, 제2 플랜지, 클리트 및 보강재는 제2 피팅을 형성하며, 제1 피팅에서 클리트에 의해 제1 개구가 형성되고, 제2 피팅에서 클리트에 의해 제2 개구가 형성되며, 제1 개구 및 제2 개구는 리브, 스트링거 및 제1 패널 또는 제2 패널 중 적어도 하나의 패널을 결합하도록 각각의 패스너들을 수용한다. 일부 예들에서, 클리트는 제1 방향으로 연장하는 제1 레그 및 제2 레그를 포함하고, 제1 레그 및 제2 레그의 가요성을 증가시키도록 제1 레그가 제2 레그로부터 이격된다. 일부 예들에서, 이 장치는 웨브와 클리트 사이에 결합된 거싯을 포함한다.
예시적인 방법은, 날개의 제1 패널에 인접하게 익현 방향으로 리브를 위치시키는 단계; 제1 패널과 리브 사이에 그리고 리브의 상부 위에 날개 길이 방향으로 스트링거를 위치시키는 단계 ― 스트링거 또는 제1 패널 중 적어도 하나와 리브의 전단 타이 사이에 상승 갭이 형성되고, 상승 갭은 0.008 인치보다 더 큼 ―; 및 상승 갭을 감소시키도록 패스너를 사용하여 전단 타이, 스트링거 및 제1 패널을 결합하는 단계를 포함한다.
장치는 대향 방향들로 연장하는 제1 레그 및 제2 레그를 포함하는 전단 타이를 포함하는 리브를 포함하며, 리브는 제1 패널 및 제2 패널에 의해 형성된 항공기 날개의 날개 박스 내에 배치되고, 전단 타이의 제1 레그 및 제2 레그는 제1 패널 또는 제2 패널 중 적어도 하나의 패널에 결합된다.
일부 예들에서, 전단 타이는 전단 타이가 패스너를 통해 리브, 스트링거 및 제1 패널 또는 제2 패널 중 적어도 하나의 패널을 결합할 때 전단 하중을 받도록 구조화된 보강재를 포함한다. 일부 예들에서, 전단 타이는 V자형 웨브를 형성하도록 보강재에 의해 경계가 지어진 웨브를 더 포함한다. 일부 예들에서, 전단 타이는 익현 및 클리트를 더 포함하며, 보강재는 익현과 클리트 사이에 위치된다. 일부 예들에서, 제1 레그는 제1 서브 레그 및 제2 서브 레그를 포함하고, 제2 레그는 제3 서브 레그 및 제4 서브 레그를 포함하며, 제1 서브 레그 및 제2 서브 레그의 가요성을 증가시키도록 제1 서브 레그가 제2 서브 레그로부터 이격되고, 제3 서브 레그 및 제4 서브 레그의 가요성을 증가시키도록 제3 서브 레그가 제4 서브 레그로부터 이격된다.
추가로, 본 개시내용은 다음에 열거된 조항들에서 설명되는 예들을 포함한다:
A1. 장치는: 제2 패널에 결합되어 날개 박스를 형성하는 제1 패널; 날개 박스 내에 익현 방향으로 배치된 리브; 및 제1 패널 또는 제2 패널 중 적어도 하나에 바로 인접하게 날개 박스 내에 날개 길이 방향으로 배치된 스트링거를 포함하며, 리브는 대향 방향들로 연장하는 제1 레그 및 제2 레그를 포함하는 전단 타이를 포함하고, 제1 레그 및 제2 레그는 제1 패널, 제2 패널 또는 스트링거 중 적어도 하나에 결합된다.
A2. A1의 장치에서, 제1 레그 및 제2 레그는 패스너가 전단 타이, 스트링거 및 제1 패널 또는 제2 패널 중 적어도 하나의 패널을 결합할 때 상승 갭이 임계 값에서부터 감소될 수 있게 한다.
A3. A1 또는 A2의 장치는 복수의 스트링거들 및 복수의 리브들을 더 포함하며, 리브들 각각은 복수의 전단 타이들을 포함한다.
A4. A1, A2 또는 A3의 장치에서, 전단 타이는 전단 타이가 패스너를 통해 리브, 스트링거 및 제1 패널 또는 제2 패널 중 적어도 하나의 패널을 결합할 때 전단 하중을 받도록 구조화된 보강재를 포함한다.
A5. A4의 장치에서, 전단 타이는 V자형 웨브를 형성하도록 보강재에 의해 경계가 지어진 웨브를 더 포함한다.
A6. A4 또는 A5의 장치에서, 전단 타이는 익현 및 클리트를 더 포함하며, 보강재는 익현과 클리트 사이에 위치된다.
A7. A6의 장치에서, 제1 레그 및 제2 레그는 보강재로부터 대향 방향들로 연장하고, 제1 레그 및 제2 레그는 패스너가 전단 타이, 스트링거 및 제1 패널 또는 제2 패널 중 적어도 하나의 패널을 결합할 때 상승 갭이 임계 값을 충족할 수 있게 하도록 구조화된다.
A8. 조항 A1 내지 조항 A7 중 어느 한 조항의 장치에서, 제1 레그는 제1 서브 레그 및 제2 서브 레그를 포함하고, 제2 레그는 제3 서브 레그 및 제4 서브 레그를 포함하며, 제1 서브 레그 및 제2 서브 레그의 가요성을 증가시키도록 제1 서브 레그가 제2 서브 레그로부터 이격되고, 제3 서브 레그 및 제4 서브 레그의 가요성을 증가시키도록 제3 서브 레그가 제4 서브 레그로부터 이격된다.
A9. 조항 A1 내지 조항 A8 중 어느 한 조항의 장치에서, 패스너는 제1 패스너이고, 제1 레그는 리브, 스트링거 및 제1 패널 또는 제2 패널 중 적어도 하나의 패널을 결합하도록 제1 패스너를 수용하기 위한 제1 개구를 형성하고, 제2 레그는 리브, 스트링거 및 제1 패널 또는 제2 패널 중 적어도 하나의 패널을 결합하도록 제2 패스너를 수용하기 위한 제2 개구를 형성한다.
A10. 조항 A1 내지 조항 A9 중 어느 한 조항의 장치에서, 제1 레그는 제1 개구들을 포함하고, 제2 레그는 제2 개구들을 포함하며, 제1 개구 및 제2 개구는 전단 타이의 종축 또는 전단 타이의 횡축 중 적어도 하나에 대해 대칭이다.
B1. 장치는: 제2 패널에 결합되어 날개 박스를 형성하는 제1 패널; 날개 박스 내에 익현 방향으로 배치된 리브; 및 제1 패널 또는 제2 패널 중 적어도 하나에 바로 인접하게 날개 박스 내에 날개 길이 방향으로 배치된 스트링거를 포함하며, 리브는 패스너가 리브, 스트링거 및 제1 패널 또는 제2 패널 중 적어도 하나의 패널을 결합하기 전에 상승 갭이 0.008 인치보다 더 큰 임계 값을 충족할 수 있게 하기 위한 수단을 포함하고, 상승 갭은 스트링거, 제1 패널 또는 제2 패널 중 적어도 하나와 리브 사이에 형성된다.
B2. B1의 장치에서, 상승 갭이 임계 값을 충족할 수 있게 하기 위한 수단은 전단 타이의 가요성 레그들을 포함한다.
B3. B1 또는 B2의 장치에서, 상승 갭이 임계 값을 충족할 수 있게 하기 위한 수단은 보강재를 포함하는 전단 타이를 포함하며, 보강재는 패스너가 전단 타이를 관통해 연장하여 리브, 스트링거 및 제1 패널 또는 제2 패널 중 적어도 하나의 채널을 결합할 때 전단 하중을 받도록 구조화된다.
B4. B3의 장치에서, 전단 타이는 V자형 웨브를 형성하도록 보강재에 의해 경계가 지어진 웨브를 더 포함한다.
B5. B4의 장치에서, 전단 타이는 익현 및 클리트를 더 포함하며, 보강재는 익현과 클리트 사이에 위치된다.
B6. B5의 장치에서, 클리트는 제1 레그 및 제2 레그를 포함하며, 제1 레그 및 제2 레그는 보강재로부터 대향 방향들로 연장하고, 제1 레그 및 제2 레그는 상승 갭이 임계 값을 충족할 수 있게 하도록 구조화된다.
B7. B6의 장치에서, 패스너는 복수의 패스너들을 포함하고, 전단 타이는 제1 플랜지 및 제2 플랜지를 더 포함하며, 제1 플랜지, 클리트 및 보강재는 제1 피팅을 형성하고, 제2 플랜지, 클리트 및 보강재는 제2 피팅을 형성하며, 제1 피팅에서 클리트에 의해 제1 개구가 형성되고, 제2 피팅에서 클리트에 의해 제2 개구가 형성되며, 제1 개구 및 제2 개구는 리브, 스트링거 및 제1 패널 또는 제2 패널 중 적어도 하나의 패널을 결합하도록 각각의 패스너들을 수용한다.
B8. B5, B6 또는 B7의 장치에서, 클리트는 제1 방향으로 연장하는 제1 레그 및 제2 레그를 포함하고, 제1 레그 및 제2 레그의 가요성을 증가시키도록 제1 레그가 제2 레그로부터 이격된다.
B9. B8의 장치는, 웨브와 클리트 사이에 결합된 거싯을 더 포함한다.
C1. 방법은: 날개의 제1 패널에 인접하게 익현 방향으로 리브를 위치시키는 단계; 제1 패널과 리브 사이에 그리고 리브의 상부 위에 날개 길이 방향으로 스트링거를 위치시키는 단계 ― 스트링거 또는 제1 패널 중 적어도 하나와 리브의 전단 타이 사이에 상승 갭이 형성되고, 상승 갭은 0.008 인치보다 더 큼 ―; 및 상승 갭을 감소시키도록 패스너를 사용하여 전단 타이, 스트링거 및 제1 패널을 결합하는 단계를 포함한다.
D1. 장치는:
대향 방향들로 연장하는 제1 레그 및 제2 레그를 포함하는 전단 타이를 포함하는 리브를 포함하며, 리브는 제1 패널 및 제2 패널에 의해 형성된 항공기 날개의 날개 박스 내에 배치되고, 전단 타이의 제1 레그 및 제2 레그는 제1 패널 또는 제2 패널 중 적어도 하나의 패널에 결합된다.
D2. D1의 장치에서, 전단 타이는 전단 타이가 패스너를 통해 리브, 스트링거 및 제1 패널 또는 제2 패널 중 적어도 하나의 패널을 결합할 때 전단 하중을 받도록 구조화된 보강재를 포함한다.
D3. D2의 장치에서, 전단 타이는 V자형 웨브를 형성하도록 보강재에 의해 경계가 지어진 웨브를 더 포함한다.
D4. D2 또는 D3의 장치에서, 전단 타이는 익현 및 클리트를 더 포함하며, 보강재는 익현과 클리트 사이에 위치된다.
D5. D1, D2 또는 D3의 장치에서, 제1 레그는 제1 서브 레그 및 제2 서브 레그를 포함하고, 제2 레그는 제3 서브 레그 및 제4 서브 레그를 포함하며, 제1 서브 레그 및 제2 서브 레그의 가요성을 증가시키도록 제1 서브 레그가 제2 서브 레그로부터 이격되고, 제3 서브 레그 및 제4 서브 레그의 가요성을 증가시키도록 제3 서브 레그가 제4 서브 레그로부터 이격된다.
본 명세서에서는 특정한 예시적인 방법들, 장치 및 제조품들이 개시되었지만, 본 특허의 커버리지 범위는 그에 제한되지 않는다. 그와는 반대로, 본 특허는 본 특허의 청구범위 내에 타당하게 속하는 모든 방법들, 장치 및 제조품들을 커버한다.

Claims (15)

  1. 장치(104)로서,
    제2 패널(108)에 결합되어 날개 박스(wing box)를 형성(define)하는 제1 패널(106, 1708);
    상기 날개 박스 내에 익현 방향으로(chordwise) 배치된 리브(rib)(301, 704, 1104); 및
    상기 제1 패널(106, 1708) 또는 상기 제2 패널(108) 중 적어도 하나에 바로 인접하게 상기 날개 박스 내에 날개 길이 방향으로(spanwise) 배치된 스트링거(stringer)(204, 1706)를 포함하며,
    상기 리브(301, 704, 1104)는 대향 방향들로 연장하는 제1 레그(leg)(404, 804) 및 제2 레그(408, 806)를 포함하는 전단 타이(shear tie)(206, 305, 206, 401, 801, 1201, 1601, 1704, 2004)를 포함하고,
    상기 제1 레그 및 상기 제2 레그는 상기 제1 패널(106, 1708), 상기 제2 패널(108) 또는 상기 스트링거(204, 1706) 중 적어도 하나에 결합되는,
    장치(104).
  2. 제1 항에 있어서,
    상기 제1 레그(404, 804) 및 상기 제2 레그(408, 806)는 패스너(208)가 상기 전단 타이(206, 305, 206, 401, 801, 1201, 1601, 1704, 2004), 상기 스트링거(204, 1706) 및 상기 제1 패널(106, 1708) 또는 상기 제2 패널(108) 중 적어도 하나의 패널을 결합할 때 상승(pull-up) 갭이 임계 값에서부터 감소될 수 있게 하는,
    장치(104).
  3. 제1 항 또는 제2 항에 있어서,
    복수의 스트링거들(204, 1706) 및 복수의 리브들(301, 704, 1104)을 더 포함하며,
    상기 리브들 각각은 복수의 전단 타이들(206, 305, 206, 401, 801, 1201, 1601, 1704, 2004)을 포함하는,
    장치(104).
  4. 제1 항 또는 제2 항에 있어서,
    상기 전단 타이(206, 305, 206, 401, 801, 1201, 1601, 1704, 2004)는 상기 전단 타이가 패스너(208)를 통해 상기 리브(301, 704, 1104), 상기 스트링거(204, 1706) 및 상기 제1 패널(106, 1708) 또는 상기 제2 패널(108) 중 적어도 하나의 패널을 결합할 때 전단 하중을 받도록 구조화된 보강재(304, 434, 830, 1206, 1226, 1602, 1714)를 포함하는,
    장치(104).
  5. 제4 항에 있어서,
    상기 전단 타이(206, 305, 206, 401, 801, 1201, 1601, 1704, 2004)는 V자형 웨브(web)를 형성하도록 상기 보강재(304, 434, 830, 1206, 1226, 1602, 1714)에 의해 경계가 지어진 웨브(420, 816, 1219)를 더 포함하는,
    장치(104).
  6. 제4 항에 있어서,
    상기 전단 타이(206, 305, 206, 401, 801, 1201, 1601, 1704, 2004)는 익현(chord)(432, 828, 1224, 1716) 및 클리트(cleat)(402, 802, 1202, 2005)를 더 포함하며,
    상기 보강재(304, 434, 830, 1206, 1226, 1602, 1714)는 상기 익현과 상기 클리트 사이에 위치되는,
    장치(104).
  7. 제6 항에 있어서,
    상기 제1 레그(404, 804) 및 상기 제2 레그(408, 806)는 상기 보강재(304, 434, 830, 1206, 1226, 1602, 1714)로부터 대향 방향들로 연장하고,
    상기 제1 레그 및 상기 제2 레그는 패스너(208)가 상기 전단 타이, 상기 스트링거 및 상기 제1 패널(106, 1708) 또는 상기 제2 패널(108) 중 적어도 하나의 패널을 결합할 때 상기 상승 갭이 임계 값을 충족할 수 있게 하도록 구조화되는,
    장치(104).
  8. 제1 항 또는 제2 항에 있어서,
    상기 제1 레그(404)는 제1 서브 레그(sub-leg)(404) 및 제2 서브 레그(406)를 포함하고, 상기 제2 레그(408)는 제3 서브 레그(408) 및 제4 서브 레그(410)를 포함하며,
    상기 제1 서브 레그 및 상기 제2 서브 레그의 가요성을 증가시키도록 상기 제1 서브 레그(404)가 상기 제2 서브 레그(406)로부터 이격되고, 상기 제3 서브 레그 및 상기 제4 서브 레그의 가요성을 증가시키도록 상기 제3 서브 레그(408)가 상기 제4 서브 레그(410)로부터 이격되는,
    장치(104).
  9. 제1 항 또는 제2 항에 있어서,
    상기 패스너(208)는 제1 패스너이고,
    상기 제1 레그(404, 804)는 상기 리브, 상기 스트링거 및 상기 제1 패널 또는 상기 제2 패널 중 적어도 하나의 패널을 결합하도록 상기 제1 패스너를 수용하기 위한 제1 개구(413, 808, 1212)를 형성하고,
    상기 제2 레그(408, 806)는 상기 리브, 상기 스트링거 및 상기 제1 패널 또는 상기 제2 패널 중 적어도 하나의 패널을 결합하도록 제2 패스너를 수용하기 위한 제2 개구(413, 808, 1212)를 형성하는,
    장치(104).
  10. 방법으로서,
    날개의 제1 패널(106, 1708)에 인접하게 익현 방향으로 리브(301, 704, 1104)를 위치시키는 단계;
    상기 제1 패널과 상기 리브 사이에 그리고 상기 리브의 상부 위에 날개 길이 방향으로 스트링거(204, 1706)를 위치시키는 단계 ― 상기 스트링거 또는 상기 제1 패널 중 적어도 하나와 상기 리브의 전단 타이(206, 305, 206, 401, 801, 1201, 1601, 1704, 2004) 사이에 상승 갭이 형성되고, 상기 상승 갭은 0.008 인치보다 더 큼 ―; 및
    상기 상승 갭을 감소시키도록 패스너(208)를 사용하여 상기 전단 타이, 상기 스트링거 및 상기 제1 패널을 결합하는 단계를 포함하는,
    방법.
  11. 장치로서,
    대향 방향들로 연장하는 제1 레그(404, 804) 및 제2 레그(408, 806)를 포함하는 전단 타이(206, 305, 206, 401, 801, 1201, 1601, 1704, 2004)를 포함하는 리브(301, 704, 1104)를 포함하며,
    상기 리브는 제1 패널(106, 1708) 및 제2 패널(108)에 의해 형성된 항공기 날개(104)의 날개 박스 내에 배치되고,
    상기 전단 타이의 제1 레그 및 제2 레그는 상기 제1 패널 또는 상기 제2 패널 중 적어도 하나의 패널에 결합되는,
    장치.
  12. 제11 항에 있어서,
    상기 전단 타이(206, 305, 206, 401, 801, 1201, 1601, 1704, 2004)는 상기 전단 타이가 패스너(208)를 통해 상기 리브, 스트링거(204, 1706) 및 상기 제1 패널(106, 1708) 또는 상기 제2 패널(108) 중 적어도 하나의 패널을 결합할 때 전단 하중을 받도록 구조화된 보강재(304, 434, 830, 1206, 1226, 1602, 1714)를 포함하는,
    장치.
  13. 제12 항에 있어서,
    상기 전단 타이(206, 305, 206, 401, 801, 1201, 1601, 1704, 2004)는 V자형 웨브를 형성하도록 상기 보강재에 의해 경계가 지어진 웨브(420, 816, 1219)를 더 포함하는,
    장치.
  14. 제12 항 또는 제13 항에 있어서,
    상기 전단 타이(206, 305, 206, 401, 801, 1201, 1601, 1704, 2004)는 익현(432, 828, 1224, 1716) 및 클리트(402, 802, 1202, 2005)를 더 포함하며,
    상기 보강재는 상기 익현과 상기 클리트 사이에 위치되는,
    장치.
  15. 제12 항 또는 제13 항에 있어서,
    상기 제1 레그(404)는 제1 서브 레그(404) 및 제2 서브 레그(406)를 포함하고, 상기 제2 레그(408)는 제3 서브 레그(408) 및 제4 서브 레그(410)를 포함하며,
    상기 제1 서브 레그 및 상기 제2 서브 레그의 가요성을 증가시키도록 상기 제1 서브 레그(404)가 상기 제2 서브 레그(406)로부터 이격되고, 상기 제3 서브 레그 및 상기 제4 서브 레그의 가요성을 증가시키도록 상기 제3 서브 레그(408)가 상기 제4 서브 레그(410)로부터 이격되는,
    장치.
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