(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
航空機の翼用の縦通材であって、
ウイングカバーパネルへの取付け用に二つの離間したフランジを備え、これらフランジは対向するように内側端部を有し、
前記フランジの前記内側端部のそれぞれと一体となり、前記フランジから離れて平面に収束するように延びる二つのサイドパネルを備え、
前記フランジと略平行な平面上に配置されて、前記二つのサイドパネルと結合して一体となるトップパネルを備え、
前記サイドパネルの少なくとも一つは、前記縦通材の長さに沿って離間した孔のセットを形成するように穿設されており、
前記孔の大きさが、前記縦通材の翼先端側に向かって増大するよう縦通材の長さに沿って変化していることを特徴とする縦通材。
【請求項２】
前記孔の大きさは、前記縦通材に対する負荷の入力点の周囲で減少することを特徴とする請求項１に記載の縦通材。
【請求項３】
前記孔は、まっすぐなラインに沿って中心を合わせることを特徴とする請求項１または２のいずれかに記載の縦通材。
【請求項４】
前記孔は、湾曲状のラインに沿って中心を合わせることを特徴とする請求項１または２のいずれかに記載の縦通材。
【請求項５】
前記サイドパネルの双方に穿設したことを特徴とする請求項１〜４のいずれかに記載の縦通材。
【請求項６】
前記サイドパネルの夫々の前記孔のセットは、同じ大きさと構成を有することを特徴とする請求項５に記載の縦通材。
【請求項７】
前記孔は、円形状であることを特徴とする請求項１〜６いずれかに記載の縦通材。
【請求項８】
前記孔の中心は、等間隔で離間することを特徴とする請求項１〜７のいずれかに記載の縦通材。
【請求項９】
航空機の翼用の縦通材の形成方法であって、
ａ）  ウイングカバーパネルへの取付け用に一対の離間したフランジを備え、これらフランジは対向する内側端部を有し、
前記フランジの内側端部のそれぞれ一体となり、前記フランジから離れて平面に収束するように延びる一対のサイドパネルを備え、
前記フランジと略平行な平面内に配置されて、前記二つのサイドパネルと結合して一体となるトップパネルを備えている、前記縦通材の半加工品を形成し、
ｂ）前記サイドパネルの少なくとも一つに、前記縦通材の長さに沿って離間した孔のセットを形成するように穿設する、各ステップを有しており、
前記孔の大きさを、前記縦通材の翼先端側に向かって増大するよう前記縦通材に沿って変化させて形成することを特徴とする方法。
【請求項１０】
前記孔の大きさを、前記縦通材に対する負荷の入力点の周囲で減少させることを特徴とする請求項９に記載の方法。
【請求項１１】
前記孔は、まっすぐなラインに沿って中心を合わせることを特徴とする請求項９または１０のいずれかに記載の方法。
【請求項１２】
前記孔は、湾曲状のラインに沿って中心を合わせることを特徴とする請求項９または１０のいずれかに記載の方法。
【請求項１３】
前記サイドパネルの双方に穿設したことを特徴とする請求項９〜１２のいずれかに記載の方法。
【請求項１４】
前記サイドパネルの夫々の前記孔のセットは、同じ大きさと形状を有することを特徴とする請求項１３に記載の方法。
【請求項１５】
前記孔は、円形状であることを特徴とする請求項９〜１４のいずれかに記載の方法。
【請求項１６】
前記孔の中心は、等間隔で離間することを特徴とする請求項９〜１５のいずれかに記載の方法。
【請求項１７】
前記縦通材の半加工品は、押し出しによって形成されることを特徴とする請求項９〜１６のいずれかに記載の方法。
【請求項１８】
前記縦通材の半加工品は、金属又は金属合金から形成されることを特徴とする請求項９〜１７のいずれかに記載の方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、航空機の翼用の縦通材（ストリンガー）と、この縦通材の形成方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
航空機の翼の中心部は、ウイングボックスと呼ばれる区間に相当する。ウイングボックスは、航空機の胴体につながって、基部側から翼の先端側に向かって延在している。ウイングボックスは、翼の上方と下方のエーロフォイル（翼の断面形）面の中央区間を提供し、さらに、エンジンや、補助翼（エルロン）、トリムフラップ及びエアブレーキのような制御面用の取付け点を提供している。ウイングボックスのエーロフォイル面は、ウイングカバーとしても参照されるパネルによって提供されている。ウイングカバーは、縦通材と呼ばれている複数の構造エレメントを含み、これらは基部側から先端側に向かってウイングボックス構造内で延在している。これら縦通材は、ウイングカバーが翼に加えられる操作負荷と対応できるように、必要な構造的安定性と完全性を提供するために配置されている。
【０００３】
航空機の構造物を形成する時に考慮される多くのうちの一つとして、重量と強度間のバランスに関するものがある。換言すると、構造物は、操作負荷下で適切に機能できるように、必要な強度と構造的完全性を提供しながら、出来る限り軽量にされる必要がある。翼に加えられる負荷は、このスパンに沿って変化しており、典型的に、翼の先端に向かって減少している。このため、縦通材は、これらの長さに沿って強度を変化させるように形成できるので、全体的な重量を削減できる。縦通材は、通常、縦通材区間を結合したり、接合することで形成されており、各区間は、意図された負荷に合わせた重量特性を有している。または、単一の縦通材を用いて、スパンに沿って度合いを変化させるように機械加工することで、不必要な重量を減らすことも可能である。
【０００４】
しかし、縦通材の区間を接合したり、結合する場合、この問題として、ウイングボックスに余分な重量や複雑さが加えられていた。また、単一の縦通材を機械加工する場合、この問題として、縦通材を修正できる量が限定されていた。
【発明の開示】
【課題を解決するための手段】
【０００５】
そこで、本発明は実施形態の一つとして航空機の翼用の縦通材を提供するが、これは、
ウイングカバーパネルへの取付け用に二つの離間したフランジを備え、これらフランジは対向する内側端部を有し、
前記フランジの前記内側端部のそれぞれと一体となり、前記フランジから離れて平面に収束するように延びる二つのサイドパネルを備え、
前記フランジと略平行な平面内に配置されて、前記二つのサイドパネルと結合して一体となるトップパネルを備え、
前記サイドパネルの少なくとも一つは、
前記縦通材の長さに沿って離間した孔のセットを形成するように穿設されており、
前記孔の大きさが、前記縦通材の翼先端側に向かって増大するよう縦通材の長さに沿って変化していることを特徴とする。
【０００６】
前記孔の量（大きさ）は、前記縦通材に沿って変化してもよい。前記孔の量は、前記縦通材の翼先端側に向かって増大してもよい。前記孔の量は、前記縦通材に対する負荷の入力点の周囲で減少してもよい。前記孔は、まっすぐなラインに沿って中心を合わせてもよい。前記孔は、湾曲状のラインに沿って中心を合わせてもよい。前記サイドパネルの双方に穿設してもよい。前記サイドパネルの夫々の前記孔のセットは、同じ大きさと構成を有していてもよい。前記孔は、円形状でもよい。前記孔の中心は、等間隔で離間してもよい。
【０００７】
他の実施形態では、航空機の翼用の縦通材の形成方法を提供するが、これは、
ａ）  ウイングカバーパネルへの取付け用に一対の離間したフランジを備え、これらフランジは対向する内側端部を有し、
前記フランジの内側端部のそれぞれ一体となり、前記フランジから離れて平面に収束するように延びる一対のサイドパネルを備え、
前記フランジと略平行な平面内に配置されて、前記二つのサイドパネルと結合して一体となるトップパネルを備えている、前記縦通材の半加工品を形成し、
ｂ）前記サイドパネルの少なくとも一つに、前記縦通材の長さに沿って離間した孔のセットを形成するように穿設する、各ステップを有しており、
前記孔の大きさを、前記縦通材の翼先端側に向かって増大するよう前記縦通材に沿って変化させて形成することを特徴とする。
【０００８】
前記縦通材の半加工品は、押し出しによって形成されてもよい。前記縦通材の半加工品は、金属又は金属合金から形成されてもよい。
以下、添付した図を参照して、例示的にのみ、本発明の実施形態について詳細に説明する。
【発明を実施するための最良の形態】
【０００９】
図１を参照すると、胴体１０３に翼１０２を取付けた航空機１０１が示されている。翼１０２は、ウイングボックスの形態の中央構造エレメント１０４を有している。ウイングボックス１０４は、各翼１０２の基部側から先端側まで、翼の前方側と後尾側の縁の間で延在している。ウイングボックス１０４は、縦通材の形態の複数の構造エレメント１０５を有しており、夫々、各ウイングボックス１０４の基部側から先端側まで延在している。
【００１０】
図２を参照すると、ウイングボックス１０４は、翼桁（スパー）の形態の二つの側方部材２０１を用いて構成されており、これらは翼１０２の前方側と後尾側の縁構造（図示せず）用の取付け点を提供している。ウイングボックス１０４の上方と下方の面２０２、２０３は、夫々、ウイングカバーパネルを用いて形成されており、これらは、翼１０２の上方と下方のエーロフォイル面を提供する。ウイングカバーパネル２０２、２０３の内側の表面に対して、縦通材１０５が取付けられている。
【００１１】
図３を参照すると、縦通材１０５は、アルミニウム合金から、半加工の縦通材の押し出し加工により形成されている。半加工の縦通材は、フランジの形態の二つの離間した取付け部材３０１を有しており、ウイングカバー２０３に対する取付け点を提供している。サイドパネル３０２は、フランジ３０１の内側の端部から離れて平面に収束するように延びている。サイドパネル３０２は、縦通材の半加工品の断面に対する頂部（クラウン）を形成するトップパネル３０３によって結合されている。縦通材の半加工品は押し出し加工されるので、フランジ３０１、サイドパネル３０２及びクラウン３０３は一体に形成される。仕上げられた縦通材１０５は、半加工の縦通材のサイドパネル３０２に孔３０４を機械加工して、この長さに沿って材料の量を取除くことで形成される。これら孔３０４によって縦通材の重量を最小にできるが、この際、取付けられるウイングカバーパネルの長さに沿って縦通材１０５により伝えられる構造的完全性に合せて、孔３０４のパターンと大きさを構成する。
【００１２】
図３に示した縦通材１０５の孔３０４の大きさは、縦通材１０５の翼先端側の方向に増大するが、矢印Ｔ（図４）を参照されたい。図４に示すように、孔のパターンは、これらの縁を互いに等間隔で離間させながら、これらの中心をウイングカバー２０３の取付け面と実質的に平行なまっすぐなライン上に並ぶようにしている。従って、縦通材１０５に取付けられるウイングパネルは、翼の基部に近接する側の端部で比較的に高い負荷性能を有して、翼の先端側に向かう方向Ｔで、段階的にこの性能を小さくしている。これら孔３０４は、方向Ｔで、サイドパネル３０２から取除く材料の量を増やしており、これによってウイングボックスの重量を最小にしている。
【００１３】
図５に示す他の実施形態では、縦通材１０５は、このサイドパネル３０２に孔５０１のセットを形成する際、翼の基部側で比較的に大きくして、縦通材１０５の翼先端側に向かって再度比較的に大きくする前に、大きさを減らしている。このため、比較的に小さな孔５０１がある縦通材の中心部は、取付けられるウイングパネルに対してより大きな構造的完全性を提供しており、この結果、翼の中心部にさらなる負荷を加えることを可能にしている。このことは、例えば、縦通材に対する負荷入力点があるエンジンや他の部品用の取付け点を提供するために求められることがある。
【００１４】
他の実施形態では、上記孔は、サイドパネルの平面内で湾曲状のラインに沿って中心を合せていてもよい。さらなる実施形態では、上記孔は、ウイングカバーの平面に合わさるライン上で中心に位置させてもよい。他の実施形態では、上記孔は、大きさや領域や量を一定にしていてもよい。さらなる実施形態では、上記孔は、距離を変化させながら離間していてもよい。他の実施形態では、上記孔の領域や容積や間隔は、縦通材が負荷を受ける点の周囲で調整されていてもよい。さらなる実施形態では、上記孔のセットは、各サイドパネルで等しいが、互いに対して食い違っていてもよい。このような食い違いによって、リブ留め具（クリート）のような縦通材に対する部品の取付けを容易にできるが、目に見えない固定具を用いなくても取付けることができる。他の実施形態では、上記孔は、非円形状でもよい。例えば、上記孔は、卵形状、三角形状、長斜方形状、又は他の多面形状でもよい。さらなる実施形態では、上記孔は、縦通材の少なくとも一部用のサイドパネルの一つの一部にだけ備えられていてもよい。
【００１５】
また、本発明の実施形態に備えられる孔によって、縦通材の内側の表面の検査を可能にするが、そうでなければこれはウイングカバーの区間に隠されることになる。さらに、上記孔によって、空気の流通を可能にするが、そうでなければスペースは閉鎖されることになる。このような空気の流通が欠けると、腐食に至るおそれがある。上述した仕方で縦通材の性能を制御したり、調整することで、縦通材を形成するのに要する押し出しの範囲の大きさを減少できる。従って、このことは、押し出された縦通材の断面が修正される製造プロセスと比較する時、縦通材を形成するのに要する材料を減少できる。
【００１６】
当該技術分野における当業者ならば理解できるように、縦通材の半加工品の機械加工は、任意の適当なプロセス、例えば、フライス削り、エッチング、研磨、押し抜き、又はドリル加工を用いて行うことができる。さらに、縦通材は、任意の適当な材料、例えば、金属、金属合金、又は他の適当な非金属材料から形成できる。
【００１７】
以上、本発明について実施形態を参照しながら説明して、この実施形態についてかなり詳細に説明したが、出願人は、発明を限定することを意図したわけではなく、つまり、添付した特許請求の範囲をこのような詳細に制限することを意図としたわけではない。当該技術分野における当業者であれば、さらなる特徴や修正について明らかになるであろう。従って、本発明は、この広い意味では、ここで詳細に説明した装置や方法や、例示的に図示したり説明したものに限定されない。即ち、本出願の一般的な発明のコンセプトの技術思想や範囲から逸脱することなく、例示したものから逸脱することは可能である。
【図面の簡単な説明】
【００１８】
【図１】航空機の平面図である。
【図２】図１の航空機のウイングボックスの断面図である。
【図３】図２のウイングボックスの縦通材を側方から見た時の斜視図である。
【図４】図３の縦通材の側面図である。
【図５】他の実施形態における縦通材の側面図である。
【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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