(57)【要約】【課題】ナセル用のカスケード配置を提供する。【解決手段】カスケード配置は、第１の熱硬化性または熱可塑性の複合材を有する第１のストロングバックを含む。カスケード配置は、第２の熱硬化性または熱可塑性の複合材を有する第２のストロングバックをさらに含む。カスケード配置は、第１のベーンをさらに含み、第１のベーンは、第１のストロングバックと第２のストロングバックとに結合され、第３の熱硬化性または熱可塑性の複合材を含む。【選択図】図４
2020016236.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
第１の熱硬化性または熱可塑性の複合材を有する第１のストロングバックと、
第２の熱硬化性または熱可塑性の複合材を有する第２のストロングバックと、
前記第１のストロングバックと前記第２のストロングバックとに結合され、第３の熱硬化性または熱可塑性の複合材を含む第１のベーンと、
を含む、カスケード配置。
【請求項２】
前記第１のベーンは、第１のエアフォイル部分と、前記第１のエアフォイル部分から二方向に延びて前記第１のストロングバックに結合された、第１のベーンの第１の長手方向部分と、前記第１のエアフォイル部分から二方向に延びて前記第２のストロングバックに結合された、第１のベーンの第２の長手方向部分とをさらに含む、請求項１に記載のカスケード配置。
【請求項３】
第２のエアフォイル部分を有する第２のベーンと、前記第２のエアフォイル部分から二方向に延びて前記第１のストロングバックに結合された、第２のベーンの第１の長手方向部分と、前記第２のエアフォイル部分から二方向に延びて前記第２のストロングバックに結合された、第２のベーンの第２の長手方向部分とをさらに含む、請求項２に記載のカスケード配置。
【請求項４】
前記第２のベーンの第１の長手方向部分は、前記第１のベーンの前記第１のベーンの第１の長手方向部分に重なるようにさらに結合されており、前記第２のベーンの第２の長手方向部分は、前記第１のベーンの前記第１のベーンの第２の長手方向部分に重なるようにさらに結合されている、請求項３に記載のカスケード配置。
【請求項５】
前記第１のストロングバック、前記第２のストロングバック、または、前記第１のベーン、のうちの少なくとも１つは、熱可塑性コーティングを含み、
前記第１のベーンは、前記第１の熱硬化性または熱可塑性の複合材、前記第２の熱硬化性または熱可塑性の複合材、及び、前記第３の熱硬化性または熱可塑性の複合材に前記熱可塑性コーティングを溶接することによって、前記第１のストロングバックと前記第２のストロングバックとに結合されている、
請求項１に記載のカスケード配置。
【請求項６】
前記第１のベーンは、前記第１のストロングバックと前記第２のストロングバックとに接着剤を用いて結合されており、
前記第１のストロングバックは、ナセルのトルクボックスに結合されるように構成された、第１のストロングバックの第１の端部と、前記ナセルの後部カスケードリングに結合されるように構成された、第１のストロングバックの第２の端部とを有し、
前記第２のストロングバックは、前記ナセルの前記トルクボックスに結合されるように構成された、第２のストロングバックの第１の端部と、前記ナセルの前記後部カスケードリングに結合されるように構成された、第２のストロングバックの第２の端部とを有し、
前記第１のストロングバック、前記第２のストロングバック、及び、前記第１のベーンはそれぞれ、別個に形成されている、請求項１に記載のカスケード配置。
【請求項７】
ガスタービンエンジンのナセルで使用されるカスケード配置であって、
それぞれ、第１の熱硬化性または熱可塑性の複合材を有する複数のストロングバックと、
それぞれ、前記複数のストロングバックとは別個に形成されており、それぞれ、前記複数のストロングバックの２つの間に結合されており、それぞれ、第２の熱硬化性または熱可塑性の複合材を有する複数のベーンと、
を含む、前記カスケード配置。
【請求項８】
前記複数のベーンは、それぞれ、第１のエアフォイル部分と、前記第１のエアフォイル部分から少なくとも一方向に延びて前記複数のストロングバックの第１の対応するストロングバックに結合された、第１のベーンの長手方向部分と、前記第１のエアフォイル部分から少なくとも一方向に延びて前記複数のストロングバックの第２の対応するストロングバックに結合された、第２のベーンの長手方向部分と、を含み、
第１のベーンの前記第１のベーンの長手方向部分は、第２のベーンの前記第１のベーンの長手方向部分に重なっている、請求項７に記載のカスケード配置。
【請求項９】
前記複数のストロングバックまたは前記複数のベーン、のうちの少なくとも１つは、熱可塑性コーティングを溶かすことによって前記複数のベーンが前記複数のストロングバックに溶接されるように、熱可塑性コーティングを含み、
前記複数のベーンは、接着剤または熱可塑性溶接を用いて、各ストロングバックに結合されている、請求項７に記載のカスケード配置。
【請求項１０】
ナセルと共に使用するカスケード配置を形成する方法であって、
第１の熱硬化性または熱可塑性の複合材を用いて複数のストロングバックを形成することと、
第２の熱硬化性または熱可塑性の複合材を用いて複数のベーンを形成することと、
前記複数のベーンのそれぞれが、前記複数のストロングバックの２つの間に結合されるように、前記複数のベーンを前記複数のストロングバックに結合することと、
を含む、前記方法。
【請求項１１】
前記複数のストロングバックを形成することまたは前記複数のベーンを形成すること、のうちの少なくとも１つは、前記複数のストロングバックまたは前記複数のベーン、のうちの少なくとも１つに熱可塑性コーティングを塗布することを含む、請求項１０に記載の方法。
【請求項１２】
前記複数のベーンを前記複数のストロングバックに結合することは、前記熱可塑性コーティングを溶かすことによって、前記複数のベーンを前記複数のストロングバックに溶接することを含む、請求項１１に記載の方法。
【請求項１３】
前記複数のベーンが前記溶接中にツーリングブロックとして働くように、前記複数のベーンを前記複数のストロングバックに結合する前に、前記複数のベーンを硬化することをさらに含み、
前記複数のベーンを前記複数のストロングバックに前記溶接することは、超音波溶接、誘導溶接、抵抗溶接、または、熱溶接、のうちの少なくとも１つを含む、請求項１２に記載の方法。
【請求項１４】
前記複数のベーンを前記複数のストロングバックに結合することは、ベーンの前列からベーンの後列の順に、または、前記ベーンの前記後列から前記ベーンの前記前列の順に、前記複数のベーンの複数のベーン列の各列を前記複数のストロングバックに結合することを含む、請求項１０に記載の方法。
【請求項１５】
前記複数のベーンを前記複数のストロングバックに結合することは、前記複数のベーンと前記複数のストロングバックとの間に接着剤を用いることを含む、請求項１０に記載の方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本開示は、航空機推進システムのスラストリバーサに関し、より詳細には、カスケード及び連結された熱硬化性構成要素を用いてナセルのカスケードを形成する方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
最新の航空機のガスタービンエンジンシステムは、ナセルに組み込まれたスラストリバーサを含むことが多い。スラストリバーサは、航空機に逆スラストを与えるために、ナセルを通る空気流の方向を変えてよい。スラストリバーサの１つの型は、並進スリーブ（translating sleeve）を含む。並進スリーブは、後方に並進して、ブロッカードアをナセルのバイパスエアダクト内に配置してよい。ブロッカードアは、バイパスエアダクトの空気の方向を外側に変え、一連のカスケードを通して、その後、空気を前方に変え、逆スラストを生成する。カスケードは、軸方向に延びる複数のストロングバックと、ストロングバックの間に結合されたベーンとを含んでよい。カスケードのベーンは、空気を前方に変えることによって逆スラストを生成する。
【発明の概要】
【課題を解決するための手段】
【０００３】
本明細書では、カスケード配置を開示する。カスケード配置は、第１の熱硬化性または熱可塑性の複合材を有する第１のストロングバックを含む。カスケード配置は、第２の熱硬化性または熱可塑性の複合材を有する第２のストロングバックをさらに含む。カスケード配置は、第１のベーンをさらに含み、第１のベーンは、第１のストロングバックと第２のストロングバックとに結合されており、第３の熱硬化性または熱可塑性の複合材を含む。
【０００４】
上記実施形態のいずれかにおいて、第１のベーンは、第１のエアフォイル部分と、第１のエアフォイル部分から二方向に延びて第１のストロングバックに結合された、第１のベーンの第１の長手方向部分と、第１のエアフォイル部分から二方向に延びて第２のストロングバックに結合された、第１のベーンの第２の長手方向部分とをさらに含む。
【０００５】
上記実施形態のいずれかは、第２のエアフォイル部分を有する第２のベーンと、第２のエアフォイル部分から二方向に延びて第１のストロングバックに結合された、第２のベーンの第１の長手方向部分と、第２のエアフォイル部分から二方向に延びて第２のストロングバックに結合された、第２のベーンの第２の長手方向部分も含んでよい。
【０００６】
上記実施形態のいずれかにおいて、第２のベーンの第１の長手方向部分は、さらに、第１のベーンの第１のベーンの第１の長手方向部分に重なるように結合されており、第２のベーンの第２の長手方向部分は、さらに、第１のベーンの第１のベーンの第２の長手方向部分に結合されて重なっている。
【０００７】
上記実施形態のいずれかにおいて、第１のストロングバック、第２のストロングバック、または、第１のベーン、のうちの少なくとも１つは、熱可塑性コーティングを含み、第１のベーンは、第１の熱硬化性または熱可塑性の複合材、第２の熱硬化性または熱可塑性の複合材、及び、第３の熱硬化性または熱可塑性の複合材に熱可塑性コーティングを溶接することによって、第１のストロングバックと第２のストロングバックとに結合されている。
【０００８】
上記実施形態のいずれかにおいて、第１のベーンは、第１のストロングバックと第２のストロングバックとに接着剤を用いて結合されている。
【０００９】
上記実施形態のいずれかにおいて、第１のストロングバックは、ナセルのトルクボックスに結合されるように構成された第１のストロングバックの第１の端部と、ナセルの後部カスケードリングに結合されるように構成された第１のストロングバックの第２の端部とを有し、第２のストロングバックは、ナセルのトルクボックスに結合されるように構成された第２のストロングバックの第１の端部と、ナセルの後部カスケードリングに結合されるように構成された第２のストロングバックの第２の端部とを有する。
【００１０】
上記実施形態のいずれかにおいて、第１のストロングバック、第２のストロングバック、及び、第１のベーンはそれぞれ、別個に形成されている。
【００１１】
ガスタービンエンジンのナセルで使用されるカスケード配置も開示される。カスケード配置は、複数のストロングバックを含み、複数のストロングバックは、それぞれ、第１の熱硬化性または熱可塑性の複合材を有する。カスケード配置は、複数のベーンも含み、複数のベーンはそれぞれ、複数のストロングバックとは別個に形成されており、複数のストロングバックの２つの間に結合されており、第２の熱硬化性または熱可塑性の複合材を有する。
【００１２】
上記実施形態のいずれかにおいて、複数のベーンはそれぞれ、第１のエアフォイル部分と、第１のエアフォイル部分から少なくとも一方向に延びて複数のストロングバックの第１の対応するストロングバックに結合された、第１のベーンの長手方向部分と、第１のエアフォイル部分から少なくとも一方向に延びて複数のストロングバックの第２の対応するストロングバックに結合された、第２のベーンの長手方向部分とを含む。
【００１３】
上記実施形態のいずれかにおいて、第１のベーンの第１のベーンの長手方向部分は、第２のベーンの第１のベーンの長手方向部分に重なっている。
【００１４】
上記実施形態のいずれかにおいて、複数のストロングバックまたは複数のベーン、のうちの少なくとも１つは、熱可塑性コーティングを溶かすことによって複数のベーンが複数のストロングバックに溶接されているように、熱可塑性コーティングを含む。
【００１５】
上記実施形態のいずれかにおいて、複数のベーンは、接着剤または熱可塑性溶接を用いて各ストロングバックに結合されている。
【００１６】
ナセルと共に使用するカスケード配置を形成する方法も開示される。方法は、第１の熱硬化性または熱可塑性の複合材を用いて複数のストロングバックを形成することを含む。方法は、第２の熱硬化性または熱可塑性の複合材を用いて複数のベーンを形成することをさらに含む。方法は、複数のベーンのそれぞれが複数のストロングバックの２つの間に結合されるように、複数のベーンを複数のストロングバックに結合することをさらに含む。
【００１７】
上記実施形態のいずれかにおいて、複数のストロングバックを形成することまたは複数のベーンを形成すること、のうちの少なくとも１つは、複数のストロングバックまたは複数のベーン、のうちの少なくとも１つに熱可塑性コーティングを塗布することを含む。
【００１８】
上記実施形態のいずれかにおいて、複数のベーンを複数のストロングバックに結合することは、熱可塑性コーティングを溶かすことによって、複数のベーンを複数のストロングバックに溶接することを含む。
【００１９】
上記実施形態のいずれかは、複数のベーンのそれぞれが溶接中にツーリングブロックとして働くように、複数のベーンを複数のストロングバックに結合する前に複数のベーンを硬化することもさらに含んでよい。
【００２０】
上記実施形態のいずれかにおいて、複数のベーンを複数のストロングバックに溶接することは、超音波溶接、誘導溶接、抵抗溶接、または、熱溶接、のうちの少なくとも１つを含む。
【００２１】
上記実施形態のいずれかにおいて、複数のベーンを複数のストロングバックに結合することは、複数のベーンの複数のベーン列の各列をベーンの前列からベーンの後列の順で、または、ベーンの後列からベーンの前列の順で、複数のストロングバックに結合することを含む。
【００２２】
上記実施形態のいずれかにおいて、複数のベーンを複数のストロングバックに結合することは、複数のベーンと複数のストロングバックとの間に接着剤を用いることを含む。
【００２３】
上記機構及び要素は、別段の記載の無い限り、様々な組み合わせで、排他性無く、組み合わせてよい。これらの機構及び要素と、それらの働きは、以下の記載と添付の図面を考慮するとより明らかになろう。しかしながら、以下の記載及び図面は、本来、例示的なもので、非限定的なものであることを理解されたい。
【００２４】
本開示の主題は、詳細に指摘され、明細書の結論部で明瞭に主張されている。しかしながら、本開示は、図面と関連付けて詳細な記載及び請求項を参照することにより、より完全に理解され得る。図面中、類似の番号は類似の要素を表す。
【図面の簡単な説明】
【００２５】
【図１】様々な実施形態による、航空機の斜視図を示す。
【図２】様々な実施形態による、ナセルを含む図１の航空機の側面図を示す。
【図３】様々な実施形態による、カスケード配置を含む図２のナセル部分の斜視図を示す。
【図４】様々な実施形態による、図３のカスケード配置の断面図を示す。
【図５】様々な実施形態による、図３のカスケード配置の一部を示す。
【図６Ａ】様々な実施形態による、カスケード配置のストロングバックとベーンを一緒に溶接するための熱可塑性物質の使用を示す。
【図６Ｂ】様々な実施形態による、カスケード配置のストロングバックとベーンを連結する接着剤の使用を示す。
【図７】様々な実施形態による、ベーンのストロングバックに対する位置合わせを容易にするためにストロングバックとベーンに含まれる機構の使用を示す。
【図８】様々な実施形態による、ストロングバックをベーンに結合するために熱可塑性物質を用いてカスケード配置を形成する方法を示す。
【図９】様々な実施形態による、ストロングバックをベーンに結合するために接着剤を用いてカスケード配置を形成する方法を示す。
【発明を実施するための形態】
【００２６】
本明細書の様々な実施形態の詳細な記載は、添付図面を参照し、添付図面は、例示として、様々な実施形態を示す。これらの様々な実施形態は、当業者が発明を実践できるように十分に詳細に記載されるが、他の実施形態が実現されてよく、発明の趣旨及び範囲を逸脱することなく、論理的、化学的、機械的変更が行われてよいことを理解されたい。従って、本明細書の詳細な記載は、限定のためではなく説明のためにのみ提示している。例えば、方法またはプロセスの記載のいずれに記載されたステップも、任意の順序で実行されてよく、提示の順序に必ずしも限定されない。
【００２７】
さらに、単数への言及はいずれも複数の実施形態を含み、複数の構成要素またはステップへの言及はいずれも、単数の実施形態またはステップを含んでよい。また、取り付けられた、固定された、接続された等の言及はいずれも、永続的、取り外し可能、一次的、部分的、全体、及び／または、任意の他の可能な取付オプションを含んでよい。さらに、接触無し（または、類似の語句）は、接触が少ない事、または最小限の接触も含み得る。
【００２８】
図１を参照すると、様々な実施形態において、航空機１００は、胴体１１２と一対の翼１１４とを備えてよい。推進システム１２０（例えば、ナセルアセンブリを有するターボファンガスタービンエンジン）は、航空機１００に結合されて（例えば、翼１１４の下側に取り付けられて）よい。推進システム１２０は、前進スラストまたは推力のうちの少なくとも１つを航空機１００に与えるように構成されてよい。
【００２９】
様々な実施形態において、推進システム１２０は、ナセルアセンブリ１２２内に収容されたファン１１８及びエンジンコア１１６を含むエンジンを備えてよい。典型的なナセルアセンブリ、より簡単に言うと、ナセル１２２は、インレット、ファンカウル、スラストリバーサ、及び、排気システムを備えてよい。ナセルは、エンジンコア１１６を囲んで、エンジンの周囲及びエンジン内への空気流に滑らかな空気力学的表面を提供する。ナセルは、推進システム１２０を通るバイパスエアダクトの画定も助ける。
【００３０】
様々な実施形態において、ファン１１８は、空気流を引き込み、推進システム１２０内に、及び推進システム１２０を通るように空気流を向けてよい。ファン１１８の後、空気は、エンジンコア１１６を通る１つの流路（すなわち、「コア空気流」）及びバイパスエアダクトを通る他の流路（すなわち、「バイパス空気流」）という２つの主な流路に分けられる。エンジンコア流路は、エンジンコア１１６内に向かい、最初、空気流の圧力を高める圧縮機を通り、次に、空気が燃料と混合され発火する燃焼器を通る。燃料と空気の混合物の燃焼によって、エンジンコア１１６の後部の一連のタービンブレードが回転し、エンジンの圧縮機とファン１１８を駆動する。燃料と空気の混合物の燃焼による高圧の排気は、その後、エンジンの後部の排気システムを通るように向けられてスラストになる。
【００３１】
図２を参照すると、様々な実施形態において、航空機１００のスラストリバーサシステムは、ナセル１２２に含まれてよく、並進スリーブ２３０と、カスケードまたはカスケード配置２４０とを含んでよい。スラストリバーサシステムは、空気偏向システム（air diversion system）も備えてよく、空気偏向システムは、バイパスダクトの空気流をカスケードを通るように向けて逆スラストを生成するように構成される。空気偏向システムは、例えば、ブロッカードア、偏向ドア（diversion doors）等を含む任意の適切なシステムであってよい。
【００３２】
図３を参照すると、動作時、並進スリーブ２３０は、（例えば、着陸、接地、スラストリバーサシステムの手動または自動での作動等）の事象に応じて、ファンカウル２２０から離れて後方に並進及び／または移動してよい。並進スリーブ２３０のこの後方への移動は、カスケード２４０を露出させて、カスケード２４０を通って空気の偏向を可能にし、空気が前方に向けられて逆スラストを生成し得る。この技術で既知のように、スラストリバーサの格納位置においては、カスケード２４０は、並進スリーブ２３０の内側パネルと外側パネルの間に画定されるほぼ円環形のポケットに収容されてよい。
【００３３】
図４を参照すると、様々な実施形態において、カスケード２４０は、前方取り付け具３５０と後方取り付け具３６０とを含んでよい。カスケード２４０は、（ベーン３４１-１（前方ベーンまたはベーン列３４１-１）、ベーン３４１-２、ベーン３４１-３、ベーン３４１-４、ベーン３４１-５、ベーン３４１-６、ベーン３４１-７、ベーン３４１-８、ベーン３４１-９、ベーン３４１-１０、ベーン３４１-１１、ベーン３４１-１２、ベーン３４１-１３、及び、ベーン３４１-１４（後方ベーンまたはベーン列３４１-１４）として示される）複数のカスケードベーン３４１も含んでよい。複数のベーン３４１は、前方取り付け具３５０と後方取り付け具３６０の間に分散されてよい。
【００３４】
様々な実施形態において、前方取り付け具３５０は、トルクボックス３７０に結合及び／または取り付けられてよい。前方取り付け具３５０は、例えば、締結具（例えば、ボルト、ねじ等）を用いることを含む、任意の適切な形式でトルクボックス３７０に結合されてよい。後方取り付け具３６０は、後部カスケードリング３８０に結合されてよい。後部カスケードリング３８０は、任意の適切な全体または部分的な輪構造を含んでよく、輪構造は、カスケード２４０の後方部分を支持するように構成され、且つ、後方取り付け具３６０に取り付けられるように構成される。さらに、後方取り付け具３６０は、例えば、締結具（例えば、ナットとボルト、ねじ等）を含む、任意の適切な形式で後部カスケードリング３８０に結合してよい。
【００３５】
図３及び図４を参照すると、様々な実施形態において、カスケード２４０は、カスケード２４０の前方部分近くに第１のベーンセットまたは複数のベーン３４２と、カスケード２４０の後方部分近くに第２のベーンセットまたは複数のベーン３４４とを含んでよい。第１のベーンセット３４２と第２のベーンセット３４４は、それぞれ、複数のストロングバック２０２の２つのストロングバックの間に結合されてよい。様々な実施形態において、ストロングバック２０２は、カスケード２４０の全長（すなわち、軸の長さ）にわたって延びてよい、または、カスケード２４０の長さの一部にのみ延びてよい。様々な実施形態において、ストロングバック２０２は、前後方向にのみ延びてよく、他の構成要素が、フレームの形成を完全にするために含まれてよい。
【００３６】
図４のイラストは、異なる円周位置で切り取ったカスケード２４０の幾つかの線断面図の合成図を表す。例えば、放射断面図は、約２時の位置と、この上にオーバーレイされた約４時の位置と、これらの上にオーバーレイされた約５時の位置で示されてよい。この図のオーバーレイは、異なる円周位置の間のカスケード２４０の形状の変化を示す。前方取り付け具３５０は、全ての円周位置で一定の半径を有してよい。言い換えると、前方取り付け具３５０は、ほぼ全ての円周位置で、変化せず、エンジンの中心線またはナセルの中心線から固定の半径距離を維持してよい。同様に、第１のベーンセット３４２は、全ての円周位置で一定の半径を含んでよい。しかしながら、後部カスケードリングの後方取り付け具３６０の半径は、カスケード２４０の円周位置に応じて変化してよい。例えば、第１の円周位置においては、後方取付具は、エンジンの中心線またはナセルの中心線から第１の距離Ｒ１で後部カスケードリング３８０に結合してよい。第２の円周位置においては、後方取り付け具３６０は、第２の半径Ｒ２で後部カスケードリング３８０に結合してよい。第３の円周位置において、後方取り付け具３６０は、第３の半径Ｒ３で後部カスケードリング３８０に結合してよい。第２のベーンセット３４４は、第１のベーンセット３４２の一定の半径のベーンと可変半径の後方取り付け具３６０との間で遷移する。
【００３７】
後方取り付け具３６０の変化する半径によって、カスケード２４０がスラストリバーサの円筒形ではない閉鎖空間に嵌入することが可能になる。並進スリーブの内側パネルと外側パネルの間のほぼ環状形のポケットが完全に環状でなく、代わりにステーション（すなわち、中心線に対する軸方向位置）と円周方向位置とに応じて半径方向に内側及び外側に移動する場合、後方取り付け具３６０の変化する半径によって、カスケード２４０がこのような空間に嵌入することが可能になる。一方、前方取り付け具３５０の一定の半径によって、カスケード２４０とトルクボックス３７０との間のより簡単で信頼できる接触面の設計及び製造が容易になる。しかしながら、様々な実施形態において、後方取り付け具３６０は、一定の半径を有してよく、様々な実施形態において、前方取り付け具３５０は、変化する半径を有してよい。
【００３８】
図５を参照すると、カスケード配置２４０の一部分が示されている。詳細には、カスケード配置２４０の一部分は、第１のストロングバック４００と第２のストロングバック４０２とを含む。この文脈で使用される場合、ストロングバックは、ベーンを支持する支持部材を指し、ビーム、バー、シャフト、ポスト等を含んでよい。
【００３９】
カスケード配置２４０の一部分は、第１のベーン４０４と第２のベーン４０６とをさらに含む。第１のベーン４０４は、第１のエアフォイル部分４０８、第１のベーンの第１の長手方向部分４１０、及び、第１のベーンの第２の長手方向部分４１２を含んでよい。第１のベーンの第１の長手方向部分４１０は、第１のエアフォイル部分４０８から二方向に延びる（例えば、第１のベーンの第１の長手方向部分４１０は、第１のエアフォイル部分４０８に対して前方または後方のうちの少なくとも１つに延びてよい）。第１のベーンの第１の長手方向部分４１０は、第１のストロングバック４００に取り付けられるように設計される。第１のベーンの第２の長手方向部分４１２は、第１のエアフォイル部分４０８から二方向に延びてよく、第２のストロングバック４０２に取り付けられるように設計される。
【００４０】
第２のベーン４０６は、第２のエアフォイル部分４１４、第２のベーンの第１の長手方向部分４１６、及び、第２のベーンの第２の長手方向部分４１８を含む。第２のベーンの第１の長手方向部分４１６と第２のベーンの第２の長手方向部分４１８とは、それぞれ、第２のエアフォイル部分４１４から二方向に延びてよく、それぞれ、第１のストロングバック４００と第２のストロングバック４０２取り付けられるように設計される。
【００４１】
様々な実施形態において、第１のベーンの第１の長手方向部分４１０と第２のベーンの第１の長手方向部分４１６とは、少なくとも部分的に重なるように設計される。この点に関して、領域４２８において、第１のベーンの第１の長手方向部分４１０が第１のストロングバック４００と第２のベーンの第１の長手方向部分４１６との間に挟まれるように、第１のベーンの第１の長手方向部分４１０は、第１のストロングバック４００に直接、結合されてよく、第２のベーンの第１の長手方向部分４１６は、第１のベーンの第１の長手方向部分４１０に直接、結合されてよい。様々な実施形態において、要素４３０によって示されるように、第１のベーンの第１の長手方向部分４１０は、第２のベーンの第１の長手方向部分４１６と比較的大きい領域で重なってよい。このような広範な重なりは、カスケード配置２４０に追加の構造的支持を提供し得る。
【００４２】
様々な実施形態において、第２のベーンの第１の長手方向部分４１６は、代わりに、第１のベーンの第１の長手方向部分と第１のストロングバック４００との間に挟まれてよい。同様に、第１のベーンの第２の長手方向部分４１２は、第２のベーンの第２の長手方向部分４１８と少なくとも部分的に重なってよい。第１のベーンの第１の長手方向部分４１０と第２のベーンの第１の長手方向部分４１６のこのような重なりは、カスケード配置２４０の構造的強度を増加させ得る。様々な実施形態において、長手方向部分のこのような重なりが存在しなくてもよい。
【００４３】
第１のストロングバック４００は、第１のストロングバックの第１の端部４２０と第１のストロングバックの第２の端部４２２とを有してよい。同様に、第２のストロングバック４０２は、第２のストロングバックの第１の端部４２４と第２のストロングバックの第２の端部４２６とを有してよい。図４及び図５を参照すると、第１の端部４２０、４２４は、トルクボックス３７０に結合されるように、または、トルクボックス３７０の近くに位置するように設計されてよい。第２の端部４２２、４２６は、後部カスケードリング３８０に結合されるように、または、後部カスケードリング３８０の近くに位置するように設計されてよい。
【００４４】
カスケード配置２４０は、従来のカスケード配置と比べて利点を提供し得る。例えば、カスケード配置２４０は、複合材料を含んでよく、従って、比較的強く軽量であってよい。ベーン４０４、４０６とストロングバック４００、４０２は、それぞれ、別個に形成されて、その後、連結されてよいので、組み立てが比較的容易であまり費用が掛からない。例えば、ベーン４０４、４０６とストロングバック４００、４０２とは、射出成形、圧縮成形、積層形成形、積層造形等の任意の既知の技術を用いて形成されてよい。これらの各構成要素は別個に形成されるので、カスケード配置を製造する従来の方法と比較して、製造コストを低減し得る。別個の構成要素を形成後、任意の技術を用いて、これらの構成要素を連結してよい。
【００４５】
例えば、図６Ａを参照すると、第１のストロングバック４００は、第１のベーンの第１の長手方向部分４１０に結合される第１のストロングバック４００の表面に塗布された第１の熱可塑性コーティング５０２と共に、第１の熱硬化性複合材料を含んでよい。同様に、第１のベーンの第１の長手方向部分４１０は、第１のストロングバック４００に結合される第１のベーンの第１の長手方向部分４１０の表面に塗布された第２の熱可塑性コーティング５０６と共に、第２の熱硬化性複合材料５０４を含んでよい。
【００４６】
第１の熱硬化性複合材料５００は、第２の熱硬化性複合材料５０４と同じであっても異なってもよい。例えば、熱硬化性複合材料５００、５０４は、繊維と樹脂の混合物等のプリプレグを含んでよい。より具体的な例としては、熱硬化性複合材料５００、５０４は、ＲＭＳ５２６カーボンエポキシプリプレグ、または、長繊維チョップドカーボンエポキシ成形化合物を含んでよい。
【００４７】
熱可塑性コーティング５０２、５０６は、熱硬化性複合材料５００、５０４上に配置されたフィルム、熱硬化性複合材料５００、５０４上に塗布または噴射された液体、熱硬化性複合材料５００、５０４上に成膜された固体等を含んでよい。例えば、熱可塑性コーティング５０２、５０６は、ポリビニリデンフルオライド（ＰＶＤＦ）、ナイロン、ポリエーテルケトン（ＰＥＥＫ）等を含んでよい。様々な実施形態において、熱可塑性コーティング５０２、５０６は、ガラス繊維、炭素繊維、金属繊維、アラミド繊維等の繊維をさらに含んでよい。
【００４８】
熱可塑性コーティング５０２、５０６は、熱硬化性複合材料５００、５０４のエポキシ内に拡散してよく、従って、互いに成形されることに反応して、熱硬化性複合材料５００、５０４と機械的に結合する、または、熱可塑性コーティング５０２、５０６は、熱硬化性複合材料上にオーバーモールドされてよい。この点に関して、第１のストロングバック４００は、熱可塑性コーティング５０２、５０６を加熱して熱可塑性コーティング５０２、５０６と熱硬化性複合材料５００、５０４との結合を形成することによって、第１のベーンの第１の長手方向部分４１０に結合されてよい。この溶接は、超音波溶接、誘導溶接、抵抗溶接、熱溶接等の多くの方法のいずれかで行われてよい。
【００４９】
熱可塑性コーティング５０２、５０６の材料は、どのタイプの溶接を行うかに基づいて、選択されてよい。例えば、抵抗溶接を使用して熱可塑性コーティング５０２を熱可塑性コーティング５０６に溶接する場合、熱可塑性コーティング５０２、５０６は、電流が熱可塑性コーティング５０２、５０６に流れるのを可能にするために金属の繊維または粒子を含んでよい。
【００５０】
様々な実施形態において、ベーン４０４、４０６は、ストロングバック４００、４０２と組み立てる前に硬化されてよい。この点に関して、ベーン４０４、４０６は、溶接プロセス中、ツーリングブロックとして働いてよい。
【００５１】
様々な実施形態において、ベーン４０４、４０６は、一度に一列ずつ、ストロングバック４００、４０２に結合されてよい。例えば、溶接プロセスは、カスケード配置２４０の前端部またはカスケード配置２４０の後端部で開始してよく、各ベーン列が、順次、溶接されてよい。例えば、溶接は、前方のベーン列で開始してよく、最後尾のベーン列がストロングバック４００、４０２に溶接されるまで、次のベーン列が溶接されてよい。
【００５２】
ここで図６Ｂを参照すると、カスケード配置５５１の構成要素は、接着剤５５４を用いて連結されてよい。例えば、第１のストロングバック５５０は、第１の熱硬化性（または熱可塑性）化合物材料５５６を含んでよく、第１のベーンの第１の長手方向部分５５２は、第２の熱硬化性（または、熱可塑性）複合材料５５８を含んでよい。カスケード配置５５１は、接着剤５５４をさらに含んでよい。接着剤５５４は、第１のストロングバック５５０と第１のベーンの第１の長手方向部分５５２との間に、これらの構成要素を連結するために置かれてよい。接着剤５５４は、膠、エポキシ、ゴム、樹脂等、任意の接着剤を含んでよい。
【００５３】
ここで図７を参照すると、別のカスケード配置７０１は、複数のストロングバックと複数のベーンとを含んでよい。図７に示すカスケード配置７０１の一部分は、第１のストロングバック７００と第１のベーンの第１の長手方向部分７０２とを含む。構成要素（すなわち、第１のストロングバック７００と第１のベーンの第１の長手方向部分７０２）は、ベーンのストロングバックとの位置合わせを容易にする機構を含んでよい。詳細には、第１のストロングバック７００は、複数のスロット７０４を画定し、第１のベーンの第１の長手方向部分７０２は、第１のストロングバック７００のスロット７０４と嵌合するように設計された複数の突起７０６を含む、または、画定する。この点に関して、第１のベーンの第１の長手方向部分７０２は、突起７０６をスロット７０４が受けることに応じて、第１のストロングバック７００と適切に位置合わせされてよい。様々な実施形態において、熱可塑性コーティング及び／または接着剤が、スロット７０４及び突起７０６に加えて使用されて、構成要素を連結してよい。様々な実施形態において、スロット及び突起、または、他の嵌合機構が、熱可塑性コーティングによって画定されてよい、または、熱可塑性コーティングに含まれてよい。様々な実施形態において、このような嵌合機構は、ダブテール、ほぞ及びほぞ穴等を含んでよい。
【００５４】
図８を参照すると、航空機のナセルに使用されるカスケード配置を形成する方法８００が示されている。ブロック８０２において、複数のストロングバックが形成されてよい。ストロングバックは、任意の熱硬化性または熱可塑性の複合材を含み得る第１の熱硬化性または熱可塑性の複合材から形成されてよい。
【００５５】
ブロック８０４において、複数のベーンが形成されてよい。ベーンは、第２の熱硬化性または熱可塑性の複合材から形成されてよく、第２の熱硬化性または熱可塑性の複合材は、任意の熱硬化性または熱可塑性の複合材を含んでよく、ブロック８０２のストロングバックの熱硬化性または熱可塑性の複合材と同じでも、異なってもよい。例えば、ブロック８０２のストロングバックは、熱硬化性物質を含んでよく、ブロック８０４のベーンは、熱可塑性物質等を含んでよい。ストロングバックとベーンは、成形、積層造形等、任意の既知の方法を用いて形成されてよい。
【００５６】
ブロック８０６において、複数のベーンが、硬化または成形されてよい。このような硬化または成形によってベーンの形成が完了し、ベーンとストロングバックの間等、他の接続が形成される間、ベーンがツーリングブロックとして働くのを可能にする。様々な実施形態において、ストロングバックも、この時点で硬化または成形されてよい。
【００５７】
ブロック８０８において、熱可塑性コーティングが、ストロングバックの表面、及び／または、ベーンの表面に塗布されてよい。様々な実施形態において、熱可塑性コーティングは、ストロングバックの全てに塗布されてもよく、ストロングバックに全く塗布されなくてもよく、または、ストロングバックの一部に塗布されてもよい。また、様々な実施形態において、熱可塑性コーティングは、ベーンの全てに塗布されてもよく、ベーンに全く塗布されなくてもよく、または、ベーンの一部に塗布されてもよい。様々な実施形態において、熱可塑性物質は、熱硬化性物質にブロック８０６で硬化されてよい、または、熱硬化性または熱可塑性ストロングバック及び／またはベーンに二次的に塗布されてよい。
【００５８】
ブロック８１０において、複数のベーンは複数のストロングバックに溶接されてよい。一部の実施形態においては、このような溶接は、前方のベーン列が最初にストロングバックに溶接され、次に、その後方の次の列がストロングバックに溶接される等、最後尾のベーン列がストロングバックに溶接されるまで、一度に一列ずつ行われてよい。一部の実施形態においては、溶接は、一度に一列ではあるが、最後尾の列が最初に溶接され、次に、その前方の次の列が溶接される等、カスケード配置の後端から行われてよい。
【００５９】
ここで図９を参照すると、航空機のナセルで使用されるカスケード配置を形成する別の方法９００が示されている。ブロック９０２において、複数のストロングバックが形成されてよい。ストロングバックは、熱硬化性または熱可塑性の複合材等、任意の材料で形成されてよい。
【００６０】
ブロック９０４において、複数のベーンが形成されてよい。ベーンは、熱硬化性または熱可塑性の複合材等、任意の材料を用いて形成されてよい。様々な実施形態において、ベーンの材料は、ストロングバックの材料と同じであっても、または、異なってもよい。
【００６１】
ブロック９０６において、複数のベーンは、硬化または成形されてよい。ブロック９０８において、複数のストロングバックは、硬化または成形されてよい。
【００６２】
ブロック９１０において、接着剤が、１つまたは複数のストロングバックと、１つまたは複数のベーンに塗布されてよい。様々な実施形態において、接着剤は、複数のストロングバックと複数のベーンの間の各嵌合面に塗布または各嵌合面間に配置されてよい。
【００６３】
ブロック９１２において、複数のベーンは、接着剤を用いて複数のストロングバックに結合されてよい。例えば、接着剤は、ベーンがストロングバックに結合されるように硬化されてよい。
【００６４】
本明細書の詳細な記載において、「一実施形態」「ある実施形態」「様々な実施形態」等への言及は、記載された実施形態が、ある特定の機構、構造、または、特性を含み得るが、あらゆる実施形態が、その特定の機構、構造、または、特性を必ずしも含まなくてよいことを示す。さらに、このような語句は、必ずしも同じ実施形態を指してはいない。さらに、ある特定の機構、構造、または、特性が、ある実施形態との関連で記載される時、明示的に記載されていてもいなくても、他の実施形態との関連でこのような機構、構造、または、特性に影響を与えることは、当業者の知識の範囲内であると考えられる。この記載を読めば、開示を代替実施形態でどのように実施するかは、当業者には明らかになろう。
【００６５】
利益、他の利点、及び、問題の解決法を特定の実施形態に関して本明細書に記載した。さらに、本明細書に含まれる様々な図に示す接続線は、様々な要素間の様々な機能的関係及び／または物理的結合を表す。多くの代替または追加の機能的関係または物理的接続が実践のシステムでは存在してよいことに注意されたい。しかしながら、利益、利点、問題の解決法、及び、任意の利益、利点、または、解決法を生じさせ得るまたはより顕著にし得るどの要素も、発明の必須、必要、または、不可欠の特徴または要素であると解釈すべきではない。発明の範囲は、従って、請求項以外の何物にも限定されず、請求項において、単数の要素への言及は、明示的な記載の無い限り、「１つ及び唯一」を意味するものではなく、「１つまたは複数」を意味する。さらに、「Ａ、ＢまたはＣのうちの少なくとも１つ」に類似の語句が請求項で使用される場合、その語句は、Ａのみが実施形態に存在し得る、Ｂのみが実施形態に存在し得る、Ｃのみが実施形態に存在し得ること、または、要素Ａ、Ｂ及びＣの任意の組み合わせ、例えば、Ａ及びＢ、Ａ及びＣ、Ｂ及びＣ、または、Ａ及びＢ及びＣが１つの実施形態に存在し得ることを意味すると解釈される。異なるクロスハッチングが、図面を通して、異なる部分を表して使用されるが、必ずしも同じまたは異なる材料を表すものではない。
【００６６】
さらに、本開示のどの要素、構成要素、または、方法のステップも、その要素、構成要素、または、方法のステップが請求項に明示的に記載されているか否かに関わらず、公衆に献呈されないものとする。本明細書の請求項要素は、その要素が語句「の手段（ｍｅａｎｓ  ｆｏｒ）」を使用して明示的に記載されない限り、３５Ｕ．Ｓ．Ｃ．１１２（ｆ）の規定下で解釈されるものではない。本明細書で使用される場合、用語「備える（ｃｏｍｐｒｉｓｅｓ）」、「備える（ｃｏｍｐｒｉｓｉｎｇ）」、またはその任意の他の変形は、要素のリストを備えるプロセス、方法、物品、または装置が、それらの要素のみを含むだけではなく、明示的に列挙されない、もしくはそのようなプロセス、方法、物品、または装置に固有ではない、他の要素を含み得るように、排他的で無く含むことを意図する。
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６Ａ】
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【図６Ｂ】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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