(57)【要約】      （修正有）【課題】スプライスに起因する航空機重量の増加を回避しながら組付時間及び工数を低減することができる複合材外板を有する胴体を提供する。【解決手段】前後方向ウインドウベルト５８を有する胴体は、上部複合材外板セクション４８及び下部複合材外板セクション５０を含む外側複合材外板を有する。前記外板は、前記ウインドウベルトに配置される少なくとも１つの窓開口部７０を含む。前記上部外板セクション及び前記下部外板セクションは、前記ウインドウベルトに配置される前後方向スプライスジョイント５６によって連結合体させる。【選択図】図４
2014012513.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
上部複合材外板セクション（５２）及び下部複合材外板セクション（５４）を含む複合材外板と、
前記複合材外板のウインドウベルト（５８）であって、該ウインドウベルトが、少なくとも１つの窓開口部を前記複合材外板に含む、前記ウインドウベルト（５８）と、
前記ウインドウベルト（５８）に沿って設けられ、かつ前記上部外板セクション及び下部外板セクションを連結合体させる前後方向スプライスジョイント（５６）と、
を備える、胴体。
【請求項２】
前記スプライスジョイント（５６）は、接着接合部を前記上部外板セクションと前記下部外板セクションとの間に含み、そして前記上部外板セクション及び下部外板セクションの各外板セクションは、複数のプライドロップオフ部が形成されている樹脂積層プライ群を含み、各プライドロップオフ部により前記スプライスジョイントに沿って接合面が形成される、請求項１に記載の胴体。
【請求項３】
前記上部外板セクション及び前記下部外板セクションは、前記スプライスジョイントに沿って連結合体する重合先細り縁部を有する、請求項１又は請求項２に記載の胴体。
【請求項４】
前記スプライスジョイントは、前記上部外板セクション及び前記下部外板セクションの各外板セクションに接合される複合材スプライスストラップを含む、請求項１乃至３の何れか１項に記載の胴体。
【請求項５】
前記複合材外板は、厚肉領域を前記ウインドウベルト（５８）の内側に含み、そして
前記スプライスジョイントは、前記外板の前記厚肉領域の内側に位置し、そして前記窓は、前記外板の前記厚肉領域の内側に位置する、
請求項１乃至４の何れか１項に記載の胴体。
【請求項６】
前記上部外板セクション及び前記下部外板セクションの各外板セクションは半分割バレルである、請求項１乃至５の何れか１項に記載の胴体。
【請求項７】
更に：
前記複合材外板に取り付けられ、かつ前後方向に延在する第１及び第２ストリンガを備え、前記スプライスジョイント及び前記窓は、前記第１ストリンガと前記第２ストリンガとの間に位置する、請求項１乃至６の何れか１項に記載の胴体。
【請求項８】
前記スプライスジョイントは高さを有し、そして
前記窓は、前記スプライスジョイントの前記高さよりも高い高さを有する、請求項１乃至７の何れか１項に記載の胴体。
【請求項９】
前記スプライスジョイントは少なくとも、前記上部外板セクション及び前記下部外板セクションに締結される第１スプライスプレートを含み、そして：
前記上部外板セクション及び前記下部外板セクションは、内側表面及び外側表面を含み、そして
前記第１スプライスプレートは、前記上部外板セクション及び前記下部外板セクションに機械式ファスナーにより締結され、前記第１スプライスプレートは、前記胴体の内部に位置し、かつ前記上部外板セクション及び前記下部外板セクションの前記内側表面に当接する、
請求項１乃至８の何れか１項に記載の胴体。
【請求項１０】
前記スプライスジョイントは：
前記窓開口部をほぼ完全に取り囲み、かつ前記上部外板セクション及び前記下部外板セクションに取り付けられる窓枠を含み、
前記窓枠は、前記ウインドウベルトに沿って前後方向に延在し、かつ前記上部外板セクション及び前記下部外板セクションに締結されるスプライスプレート部分を含み、そして：
前記上部外板セクション及び前記下部外板セクションは、ジョイントラインに沿って前後方向に延在する隣接内側表面を含み、そして
前記スプライスプレート部分は、前記隣接内側表面に取り付けられ、かつ前記ジョイントラインを跨ぐように架設される、
請求項１乃至９の何れか１項に記載の胴体。
【請求項１１】
胴体バレルアセンブリを形成する方法であって：
上部複合材外板を有する上部半分割バレルを組み付けることと、
下部複合材外板を有する下部半分割バレルを組み付けることと、
前記上部半分割バレル及び前記下部半分割バレルの各半分割バレルをスプライス組付固定具に配置して、前記上部外板及び前記下部外板の縁部を同じ位置に配置することと、
前記上部外板及び前記下部外板の前記縁部を重ね合わせて合体させることと、
を含む、方法。
【請求項１２】
前記上部外板及び前記下部外板の前記縁部を重ね合わせることは、前記縁部を接着接合して合体させることにより行なわれる、請求項１１に記載の方法。
【請求項１３】
前記上部外板及び前記下部外板の前記縁部を重ね合わせることは、前記上部外板及び前記下部外板を同時硬化させることにより行なわれる、請求項１１又は１２に記載の方法。
【請求項１４】
前記上部外板及び前記下部外板の前記縁部を重ね合わせることは、スプライスプレート群を、前記上部外板と前記下部外板との間で締結することにより行なわれ、前記縁部を重ね合わせることは、前記上部外板及び前記下部外板の前記縁部を重ね合わせ、連結させることを含み、
前記上部半分割バレル及び前記下部半分割バレルを組み付けることは、前記上部外板及び前記下部外板の前記縁部に前後方向凹部を形成することを含み、
前記縁部を重ね合わせて合体させることは、スプライスプレートを前記凹部に配置し、前記スプライスプレートを前記上部外板及び前記下部外板の各外板に締結することを含む、
請求項１１乃至１３の何れか１項に記載の方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本開示は概して、航空機胴体のような円筒状構造に関するものであり、更に詳細には、複合材胴体外板セクションをウインドウベルトに沿って連結するために使用されるスプライスジョイントに関するものである。
【背景技術】
【０００２】
航空機胴体は、周方向フレーム、すなわち円筒状フレームの内部骨組、及び前後方向ストリンガに取り付けられる外側複合材外板を有する１つ以上のバレルアセンブリを備えることができる。１つの設計手法では、バレルアセンブリは、一体型外側複合材外板を有し、この一体型外側複合材外板によって重量を航空機に付加してしまう外板のスプライス群の必要性を回避することができる。一体型バレルアセンブリは、非常に多くの製造組立作業及び組付作業を、連続して行なうか、または順番に行なうことを必要とし、これらの作業が製造フロータイムに付加されてしまう。製造フロータイムは、バレルアセンブリの多数のパネルセクションを同時に組み立て、次にこれらのパネルセクションを継ぎ合わせてパネル状胴体を形成することにより短くすることができる。しかしながら、非常に多くのパネルセクションを使用すると、組付作業コスト及び／又は材料コストが増大する。更に、スプライス群が、非常に多くのパネルセクションを連結するために必要となることによって、航空機の重量が大幅に増えてしまう。
【０００３】
複合材胴体外板は、プライパッドアップ部を、複数窓が位置する胴体の両側のウインドウベルトに有する。これらのスキンパッドアップ部によって、外板の寸法を増加させてこれらの窓を補強し、そして／またはこれらのスキンパッドアップ部は、窓枠を取り付けるベースとなる。前後方向パネルスプライスは従来より、ウインドウベルトの外側の外板の薄い領域に配置されている。
【０００４】
従って、胴体の種々のセクションを同時に組み立てることを可能にすることにより製造フローを改善するような複合材胴体の組立方法が必要となる。また、全バレルセクションを、２つの半分割バレルを用いて組み立てることにより継ぎ合わせる必要がある胴体パネル群の数を減らすような複合材胴体の組立方法が必要となる。更に、スプライス群の数、及び外板に関連する重量を減らすような複合材胴体及び関連する組立方法が必要になる。
【発明の概要】
【０００５】
本開示の実施形態は、複合材外板を有する胴体を製造する方法を提供し、この方法によって製造フロー時間を、２つの半分割バレルセクションを同時に組み付ける作業を可能にし、そしてこれらの半分割バレルセクションを、胴体のウインドウベルトの内側に位置する２つの前後方向スプライスジョイントで連結合体させることにより短くすることができる。スプライスジョイントを２個しか必要としないので、スプライスに起因する航空機重量の増加を必ず、回避しながら、または少なくとも最小限に抑えながら組付時間及び工数を低減することができる。これらのウインドウベルトのスキンパッドアップ部は、これらの窓を補強する機能、及びこれらの前後方向スプライスジョイントに十分高い強度及び剛性を付与して、必要な外板荷重を支持する機能という二重の機能を果たす。１つの実施形態では、これらの前後方向スプライスジョイントが、接着接合外板の縁部を接合合体させることにより形成されるのに対し、他の実施形態では、スプライスジョイントは、機械締結方法を用いて設けられる。
【０００６】
本開示の１つの実施形態によれば、胴体は、上部複合材外板セクション及び下部複合材外板セクションを含む複合材外板と、前記複合材外板のウインドウベルトであって、該ウインドウベルトが、少なくとも１つの窓開口部を前記複合材外板に含む、前記ウインドウベルトと、そして前記ウインドウベルトに沿って設けられ、かつ前記上部外板セクション及び下部外板セクションを連結合体させる前後方向スプライスジョイントと、を備える。前記上部外板セクション及び下部外板セクションは、前記スプライスジョイントの位置で接合合体させることができる。前記上部外板セクション及び下部外板セクションは、前記スプライスジョイントに沿って連結合体する重合先細り縁部を有することができる。前記上部外板セクション及び下部外板セクションの各外板セクションは、複数のプライドロップオフ部が形成された状態の繊維強化樹脂積層プライ群を含み、各プライドロップオフ部が接合面を前記スプライスジョイントに沿って形成する。前記スプライスジョイントは、前記上部外板セクション及び前記下部外板セクションの各外板セクションに接合される複合材スプライスストラップを含むことができる。前記複合材外板は、厚肉部を前記ウインドウベルトの内側に有し、そして前記スプライスジョイントは、前記外板の前記厚肉部の内側に位置する。前記スプライスジョイントは少なくとも、前記上部外板セクション及び前記下部外板セクションに締結される第１スプライスプレートを含むことができる。前記上部外板セクション及び前記下部外板セクションは、内側表面及び外側表面を含み、そして前記第１スプライスプレートは、前記上部外板セクション及び前記下部外板セクションに機械式ファスナーにより締結され、前記第１スプライスプレートは、前記胴体の内部に位置し、かつ前記上部外板セクション及び前記下部外板セクションの前記内側表面に当接する。前記スプライスジョイントは、前記上部外板セクション及び前記下部外板セクションに取り付けられる第２スプライスプレートを含むことができる。前記第１スプライスプレートは内側スプライスプレートであり、そして前記第２スプライスプレートは外側スプライスプレートである。前記上部外板セクション及び前記下部外板セクションはそれぞれ、段付き縁部を含み、これらの段付き縁部が、前後方向に延在する凹部を前記上部外板及び前記下部外板に形成し、そして前記第２スプライスプレートは前記凹部の内側に位置する。前記スプライスジョイントは更に、前記窓開口部をほぼ完全に取り囲み、かつ前記上部外板セクション及び前記下部外板セクションに取り付けられる窓枠を含むことができる。前記窓枠は、前記ウインドウベルトに沿って前後方向に延在し、かつ前記上部外板セクション及び前記下部外板セクションに機械締結されるスプライスプレート部分を含むことができる。
【０００７】
本開示の別の実施形態によれば、胴体バレルアセンブリは、上部複合材外板セクション及び下部複合材外板セクションをそれぞれ含む上部半分割胴体バレル及び下部半分割胴体バレルと、そして前記上部半分割胴体バレル及び前記下部半分割胴体バレルの両側のそれぞれの複合材外板のウインドウベルトと、を備える。前記複合材外板は前記ウインドウベルトの内側に厚肉部を有する。前記胴体バレルアセンブリは更に、前記ウインドウベルトに沿った前記胴体外板の窓開口部群と、そして前記上部外板セクションと前記下部外板セクションとの間に設けられ、かつ前記ウインドウベルトに沿って前後方向に延在するスプライスジョイント群と、を備える。前記上部外板セクション及び前記下部外板セクションは、重合先細り縁部を含むことができ、そして前記スプライスジョイント群の各スプライスジョイントは、接着接合部をこれらの重合先細り縁部の間に含む。他の実施形態では、これらの重合縁部は同時硬化させる。前記上部外板セクション及び前記下部外板セクションは、先細り縁部を前記スプライスジョイント群に沿って含み、そしてこれらのスプライスジョイントはそれぞれ、前記上部外板セクション及び前記下部外板セクションの前記先細り縁部に接合される先細りスプライスストラップを含むことができる。これらのスプライスジョイントはそれぞれ、前記上部外板セクション及び前記下部外板セクションの両側にそれぞれ締結される第１及び第２スプライスプレートを含むことができる。これらのスプライスジョイントの各スプライスジョイントは、前記窓開口部の周りを延在し、かつ前記上部外板セクション及び前記下部外板セクションの各外板セクションに取り付けられる窓枠を含むことができ、前記窓枠は、前記上部外板セクション及び前記下部外板セクションの各外板セクションに重なり、かつ取り付けられるスプライスプレート部分を含む。
【０００８】
本開示の更に別の実施形態によれば、前後方向ウインドウベルトに沿って位置する複数窓を有する胴体バレルアセンブリを形成する方法が提供される。前記方法は、上部複合材外板を有する上部半分割バレルを組み付けることと、下部複合材外板を有する下部半分割バレルを組み付けることと、前記上部半分割バレル及び前記下部半分割バレルを連結することとを含み、連結することは、前記上部外板及び前記下部外板を前後方向ウインドウベルトに沿って重ね合わせて合体させることを含む。前記方法は更に、プライパッドアップ部を前記上部外板及び前記下部外板に、前記ウインドウベルトに沿って形成することと、そして窓開口部群を前記パッドアップ部の内側の前記上部外板及び前記下部外板に形成することとを含むことができる。前記上部半分割バレル及び前記下部半分割バレルを組み付けることは、前記上部外板及び前記下部外板の各外板を、繊維強化樹脂プライを積層することにより組み付け、前記ウインドウベルトの領域の前記積層プライの厚さを厚くすることを含む。前記上部外板及び前記下部外板を重ね合わせて合体させることは、前記上部外板及び前記下部外板の縁部を重ね合わせ、前記重合縁部を接着して同時硬化させて、または接着接合して合体させることを含む。前記上部外板及び前記下部外板を重ね合わせて合体させることは、スプライスストラップを前記重合縁部に連結させることを含むことができる。前記上部外板及び前記下部外板を重ね合わせることは、前記上部外板及び前記下部外板を外側スプライスプレートと内側スプライスプレートとの間で締結することを含むことができる。前記上部外板及び前記下部外板を重ね合わせることは、窓枠を前記上部外板及び前記下部外板に締結することを含む。
【０００９】
更に別の実施形態によれば、前後方向ウインドウベルトに沿って位置する複数窓を有する胴体バレルを形成する方法が提供される。前記方法は、積層複合材胴体外板を組み付けることを含み、ここでは、上部複合材外板セクション及び下部複合材外板セクションを組み付け、前記上部複合材外板セクション及び下部複合材外板セクションの縁部に沿ってパッドアップ部を形成して、前記ウインドウベルトに沿った前記胴体外板の厚さを厚くすることを含む。前記方法は更に、前記上部複合材外板セクション及び下部複合材外板セクションを組み付けて合体させることを含み、ここでは、前記パッドアップ部の内側の前記上部複合材外板セクションと前記下部複合材外板セクションとの間に前後方向スプライスジョイント群を形成し、窓切欠き部を前記パッドアップ部の内側の前記胴体外板に形成することを含む。
【００１０】
別の実施形態によれば、胴体バレルアセンブリを形成する方法が提供される。前記方法は、上部複合材外板を有する上部半分割バレルを組み付けることと、下部複合材外板を有する下部半分割バレルを組み付けることと、前記上部半分割バレル及び前記下部半分割バレルの各半分割バレルをスプライス組付固定具に配置することとを含み、この配置することは、前記上部外板及び前記下部外板の縁部を同じ位置に配置し、前記上部外板及び前記下部外板の前記縁部を重ね合わせて合体させることを含む。前記上部外板及び前記下部外板の前記縁部を重ね合わせることは、前記縁部を接着接合して合体させることにより行なうことができる、または別の構成として、前記上部外板及び前記下部外板の前記縁部を重ね合わせることは、前記上部外板及び前記下部外板を同時硬化させることにより行なうことができる。前記上部外板及び前記下部外板の前記縁部を重ね合わせることは、スプライスプレート群を、前記上部外板と前記下部外板との間で締結することにより行なうことができる。前記縁部を重ね合わせることは、前記上部外板及び前記下部外板の前記縁部を重ね合わせ、連結する。前記方法は更に、窓切欠き部を前記上部外板及び前記下部外板の各外板に形成することを含むことができ、前記上部外板及び前記下部外板を重ね合わせて合体させることは、窓枠群を前記窓切欠き部に配置し、これらの窓枠の各窓枠を前記上部外板及び前記下部外板の各外板に締結することを含む。前記上部半分割バレル及び前記下部半分割バレルを組み付けることは、前記上部外板及び前記下部外板の前記縁部に前後方向凹部を形成することを含み、前記縁部を重ね合わせて合体させることは、スプライスプレートを前記凹部に配置し、前記スプライスプレートを前記上部外板及び前記下部外板の各外板に締結することを含む。
【００１１】
本開示の別の態様によれば、胴体が提供され、前記胴体は、上部複合材外板セクション及び下部複合材外板セクションを含む複合材外板と、前記複合材外板のウインドウベルトであって、該ウインドウベルトが、少なくとも１つの窓開口部を前記複合材外板に含む、前記ウインドウベルトと、そして前記ウインドウベルトに沿って設けられ、かつ前記上部外板セクション及び下部外板セクションを連結合体させる前後方向スプライスジョイントとを備える。有利な点として、前記スプライスジョイントは、接着接合部を前記上部外板セクションと前記下部外板セクションとの間に含む。好適には、前記上部外板セクション及び前記下部外板セクションの各外板セクションは、複数のプライドロップオフ部が形成された状態の樹脂積層プライ群を含み、各プライドロップオフ部は接合面を前記スプライスジョイントに沿って形成する。有利な点として、前記上部外板セクション及び前記下部外板セクションは、前記スプライスジョイントに沿って連結合体する重合先細り縁部を有する。有利な点として、前記スプライスジョイントは、前記上部外板セクション及び前記下部外板セクションの各外板セクションに接合される複合材スプライスストラップを含む。有利な点として、前記複合材外板は、厚肉領域を前記ウインドウベルトの内側に含み、そして前記スプライスジョイントは、前記外板の前記厚肉領域の内側に位置する。好適には、前記窓は、前記外板の前記厚肉領域の内側に位置する。有利な点として、前記上部外板セクション及び前記下部外板セクションの各外板セクションは半分割バレルである。有利な点として、前後方向に延在する第１及び第２ストリンガは前記複合材外板に取り付けられ、前記スプライスジョイント及び前記窓は、前記第１ストリンガと前記第２ストリンガとの間に位置する。有利な点として、前記スプライスジョイントは高さを有し、そして前記窓は、前記スプライスジョイントの前記高さよりも高い高さを有する。有利な点として、前記スプライスジョイントは少なくとも、前記上部外板セクション及び前記下部外板セクションに締結される第１スプライスプレートを含む。好適には、前記上部外板セクション及び前記下部外板セクションは、内側表面及び外側表面を含み、そして前記第１スプライスプレートは、前記上部外板セクション及び前記下部外板セクションに機械式ファスナーにより締結され、前記第１スプライスプレートは、前記胴体の内部に位置し、かつ前記上部外板セクション及び前記下部外板セクションの前記内側表面に当接する。好適には、前記スプライスジョイントは、前記上部外板セクション及び前記下部外板セクションに取り付けられる第２スプライスプレートを含み、そして前記第１スプライスプレートは内側スプライスプレートであり、そして前記第２スプライスプレートは外側スプライスプレートである。好適には、前記上部外板セクション及び前記下部外板セクションはそれぞれ、段付き縁部を含み、これらの段付き縁部が、前後方向に延在する凹部を前記上部外板及び前記下部外板に形成し、そして前記第２スプライスプレートは前記凹部の内側に位置する。有利な点として、前記スプライスジョイントは、前記窓開口部をほぼ完全に取り囲み、かつ前記上部外板セクション及び前記下部外板セクションに取り付けられる窓枠を含み、そして前記窓枠は、前記ウインドウベルトに沿って前後方向に延在し、かつ前記上部外板セクション及び前記下部外板セクションに締結されるスプライスプレート部分を含む。好適には、前記上部外板セクション及び前記下部外板セクションは、ジョイントラインに沿って前後方向に延在する隣接内側表面を含み、そしてこれらのスプライスプレート部分は、これらの隣接内側表面に取り付けられ、かつ前記ジョイントラインを跨ぐように架設される。有利な点として、前記ウインドウベルトは、前後方向中心線を含み、前記上部外板セクション及び前記下部外板セクションの各外板セクションは半分割バレルであり、そして前記スプライスジョイントは、これらの半分割バレルを前記ウインドウベルトの中心線に沿って連結する。
【００１２】
本開示の更に別の態様によれば、胴体バレルアセンブリが提供され、前記胴体バレルアセンブリは、胴体バレルアセンブリは、胴体外板を形成する上部複合材外板セクション及び下部複合材外板セクションをそれぞれ含む上部半分割胴体バレル及び下部半分割胴体バレルと、前記上部半分割胴体バレル及び前記下部半分割胴体バレルの各側のそれぞれの複合材外板のウインドウベルト群であって、前記複合材外板が前記ウインドウベルト群の内側に厚肉部を有する、前記ウインドウベルト群と、これらのウインドウベルトの各ウインドウベルトに沿った前記胴体外板の窓開口部群と、そして前記上部外板セクションと前記下部外板セクションとの間に在って、前記ウインドウベルト群に沿ってそれぞれ前後方向に延在するスプライスジョイント群と、を備える。有利な点として、前記上部複合材外板セクション及び前記下部複合材外板セクションは、重合先細り縁部を含み、そして前記スプライスジョイント群の各スプライスジョイントは、接合部をこれらの重合先細り縁部の間に含む。好適には、これらの重合先細り縁部の各先細り縁部は、繊維強化複合材樹脂プライの複数の段差を含み、これらの段差が複数の接合面を形成する。有利な点として、前記上部複合材外板セクション及び前記下部複合材外板セクションは、先細り縁部をこれらのスプライスジョイントに沿って含み、そしてこれらのスプライスジョイントの各スプライスジョイントは、前記上部外板セクション及び前記下部外板セクションの前記先細り縁部に接合される先細りスプライスストラップを含む。有利な点として、これらのスプライスジョイントの各スプライスジョイントは、前記上部複合材外板セクション及び前記下部複合材外板セクションの内側面及び外側面にそれぞれ締結される第１及び第２スプライスプレートを含む。有利な点として、これらのスプライスジョイントの各スプライスジョイントは、これらの窓開口部の周りを延在し、かつ前記上部外板セクション及び前記下部外板セクションの各外板セクションに取り付けられる窓枠群をそれぞれ含み、そしてこれらの窓枠の各窓枠は、前記上部複合材外板セクション及び前記下部複合材外板セクションの各外板セクションを覆い、かつ各外板セクションに取り付けられる前後方向延在スプライスプレート部分を含む。
【００１３】
本開示の更に別の態様によれば、前後方向ウインドウベルト群に沿って位置する複数窓を有する胴体バレルアセンブリを形成する方法が提供され、前記方法は、上部複合材外板を有する上部半分割バレルを組み付けることと、下部複合材外板を有する下部半分割バレルを組み付けることと、前記上部半分割バレル及び前記下部半分割バレルを連結することとを含み、連結することは、前記上部複合材外板及び前記下部複合材外板を前記ウインドウベルト群に沿って重ね合わせて合体させることを含む。有利な点として、前記方法は更に、プライパッドアップ部を前記上部複合材外板及び前記下部複合材外板に、前記ウインドウベルト群に沿って形成することと、そして窓開口部群を前記上部複合材外板及び前記下部複合材外板に、前記プライパッドアップ部の内側に形成することとを含む。有利な点として、上部半分割バレル及び下部半分割バレルを組み付ける前記方法は、前記上部複合材外板及び前記下部複合材外板の各複合材外板を、繊維強化樹脂プライ群を積層することにより組み付けることと、そして前記ウインドウベルトの領域の前記積層プライ群の厚さを厚くすることとを含み、前記上部複合材外板及び前記下部複合材外板を重ね合わせて合体させることは、前記積層プライ群の厚肉部を有する前記領域の内側で行なわれる。有利な点として、前記上部複合材外板及び前記下部複合材外板を重ね合わせて合体させることは、前記上部複合材外板及び前記下部複合材外板の縁部を重ね合わせ、そして前記重合縁部を接着接合して合体させることを含む。有利な点として、前記上部複合材外板及び前記下部複合材外板を重ね合わせて合体させることは、前記上部複合材外板及び前記下部複合材外板の縁部を一箇所に集め、前記上部複合材外板及び前記下部複合材外板と同時に硬化接着させることを含む。有利な点として、前記上部複合材外板及び前記下部複合材外板を重ね合わせて合体させることは、複合材スプライスストラップを、前記上部複合材外板及び前記下部複合材外板の隣接縁部に接合させることを含む。有利な点として、前記上部複合材外板及び前記下部複合材外板を重ね合わせて合体させることは、前記上部複合材外板及び前記下部複合材外板を、外側スプライスプレートと内側スプライスプレートとの間で締結することを含む。好適には、前記上部半分割バレル及び前記下部半分割バレルの各半分割バレルを組み付けることは、外側前後方向凹部を、前記上部複合材外板及び前記下部複合材外板に形成し、前記上部外板及び前記下部外板を、前記外側スプライスプレートと前記内側スプライスプレートとの間で締結し、前記締結する際に、前記外側スプライスプレートを前記凹部群の内側に配置することを含む。有利な点として、前記方法は更に、窓枠群を組み付けることを含み、前記上部複合材外板及び前記下部複合材外板を重ね合わせて合体させることは、前記上部複合材外板及び前記下部複合材外板を、前記窓枠群を前記上部複合材外板及び前記下部複合材外板の各複合材外板に締結することにより機械的に接続して合体させることを含む。
【００１４】
本開示の更に別の態様によれば、前後方向ウインドウベルト群に沿って位置する複数窓を有する胴体バレルを形成する方法が提供され、前記方法は、積層複合材胴体外板を組み付けることを含み、組み付けることは、前記上部複合材外板セクション及び前記下部複合材外板セクションを組み付け、プライパッドアップ部を、前記上部外板セクション及び前記下部外板セクションの各外板セクションの縁部に沿って形成して、前記胴体外板の厚さを前記ウインドウベルト群に沿って厚くすることを含み、前記方法は、前記上部複合材外板セクション及び前記下部複合材外板セクションを組み付けて合体させることを含み、組み付けて合体させることは、前後方向スプライスジョイント群を、前記プライパッドアップ部の内側の前記上部外板セクションと前記下部外板セクションとの間に形成することを含む。有利な点として、前記方法は更に、複数の窓切欠き部を前記プライパッド部の内側の前記胴体外板に形成することを含む。好適には、前記上部外板セクション及び前記下部外板セクションを組み付けて合体させる前に、これらの窓切欠き部を前記上部外板セクション及び前記下部外板セクションに形成する。好適には、前記スプライスジョイント群を形成することは、窓枠群をこれらの窓切欠き部に取り付け、これらの窓枠を、前記上部外板セクション及び前記下部外板セクションの各外板セクションに締結することを含む。有利な点として、前後方向スプライスジョイント群を形成することは、前記上部外板セクション及び前記下部外板セクションを、接合法及び同時硬化法のうちの１つの方法により連結することを含む。有利な点として、前後方向スプライスジョイント群を形成することは、スプライスプレート群を前記上部外板セクション及び前記下部外板セクションの各外板セクションに締結することを含む。
【００１５】
本開示の更に別の態様によれば、胴体バレルアセンブリを形成する方法が提供され、前記方法は、上部複合材外板を有する上部半分割バレルを組み付けることと、下部複合材外板を有する下部半分割バレルを組み付けることと、前記上部半分割バレル及び前記下部半分割バレルの各半分割バレルをスプライス組付固定具に配置することであって、各半分割バレルを配置する際に、前記上部外板及び前記下部外板の縁部を同じ位置に配置する、前記各半分割バレルを配置することと、前記上部外板及び前記下部外板の前記縁部を重ね合わせて合体させることとを含む。有利な点として、前記上部外板及び前記下部外板の前記縁部を重ね合わせることは、これらの縁部を接着接合して合体させることにより行なわれる。有利な点として、前記上部外板及び前記下部外板の前記縁部を重ね合わせることは、前記上部外板及び前記下部外板を同時硬化させることにより行なわれる。有利な点として、前記上部外板及び前記下部外板の前記縁部を重ね合わせることは、スプライスプレート群を前記上部外板と前記下部外板との間で締結することにより行なわれる。有利な点として、前記縁部を重ね合わせることは、前記上部外板及び前記下部外板の前記縁部を重ね合わせ、連結することを含む。有利な点として、前記方法は更に、複数の窓切欠き部を前記上部外板と前記下部外板の各外板に形成することを含み、前記上部外板と前記下部外板を重ね合わせて合体させることは、窓枠群をこれらの窓切欠き部に形成し、これらの窓枠の各窓枠を、前記上部外板及び前記下部外板の各外板に締結することを含む。有利な点として、前記上部半分割バレル及び前記下部半分割バレルを組み付けることは、前後方向凹部を、前記上部外板及び前記下部外板の前記縁部に形成することを含み、これらの縁部を重ね合わせて合体させることは、スプライスプレートを前記凹部に配置し、前記スプライスプレートを前記上部外板及び前記下部外板の各外板に締結することを含む。
【００１６】
特徴、機能、及び利点は、本開示の種々の実施形態において個別に達成することができる、または更に他の実施形態において組み合わせることができ、更なる詳細は、次の説明、及び以下の図面を参照することにより理解することができる。
【００１７】
有利な実施形態に固有と考えられる新規な特徴が添付の請求項に開示されている。しかしながら、有利な実施形態のみならず、これらの有利な実施形態の好適な使用形態、更に別の目的、及び利点は、本開示の有利な実施形態に関する以下の詳細な説明を、添付の図面に関連付けながら一読することにより最も深く理解されると考えられる。
【図面の簡単な説明】
【００１８】
【図１】図１は、航空機製造及び整備方法のフロー図を示している。
【図２】図２は、航空機のブロック図を示している。
【図３】図３は、２つの半分割胴体バレルセクションを連結合体させようとしている様子を示す図である。
【図４】図４は、図３と同様の図であり、２つの半分割バレルセクションが、前後方向スプライスジョイント群によって連結合体されている様子を示している。
【図５】図５は、接合ジョイントについて図４に図５として指示される方向の箇所を内部から見たときの図である。
【図６】図６は、図５の切断線６−６に沿って切断して断面図として見た場合を示す図であり、窓枠群及びフレームセクション群は、１つの形態の接合スプライスジョイントを分かり易くするために図示されていない。
【図６Ａ】図６Ａは、図６の図６Ａとして指示される領域の図である。
【図６Ｂ】図６Ｂは、図６の図６Ｂとして指示される領域の図である。
【図６Ｃ】図６Ｃは、図６Ｂの図６Ｃとして指示される領域の図である。
【図７】図７は、断面図として見た場合を示す図６と同様の図であり、別の形態の接合スプライスジョイントを示している。
【図７Ａ】図７Ａは、図７の図７Ａとして指示される領域の図である。
【図８】図８は、胴体の側面を外側から見たときの図であり、バレルセクション群が、１つの形態の機械式スプライスジョイントによって連結合体する様子を示している。
【図９】図９は、セクション群を１つの形態の機械式スプライスジョイントによって連結合体させた状態、かつフレームスプライス群を取り付ける前の状態の図８に示す胴体の側面を内側から見たときの図である。
【図９Ａ】図９Ａは、図９の切断線９Ａ−９Ａに沿って切断して断面図として見た場合を示す図である。
【図９Ｂ】図９Ｂは、図９Ａの図９Ｂとして指示される領域の図である。
【図９Ｃ】図９Ｃは、図９Ａの図９Ｃとして指示される領域の図である。
【図９Ｄ】図９Ｄは、図９Ａの図９Ｄとして指示される領域の図である。
【図１０】図１０は、図９と同様の図であり、フレームスプライス群が取り付けられている。
【図１１】図１１は、胴体の側面を外側から斜めに見たときの図であり、バレルセクション群は、別の形態の機械式スプライスジョイントを用いて連結合体される。
【図１２】図１２は、図１１に示す胴体の側面を内側から見たときの図である。
【図１３】図１３は、図１１の図１３として示す方向の箇所を等角図で図示したものである。
【図１４】図１４は、図１２の切断線１４−１４に沿って切断して断面図として見た場合を示す図である。
【図１５】図１５は、胴体バレルアセンブリを、１つの形態の接合スプライスジョイントを用いて組み付ける方法のフロー図を示している。
【図１６】図１６は、胴体バレルアセンブリを、別の形態の接合スプライスジョイントを用いて組み付ける方法のフロー図を示している。
【図１７】図１７は、胴体バレルアセンブリを、１つの形態の機械式締結スプライスジョイントを用いて組み付ける方法のフロー図を示している。
【図１８】図１８は、胴体バレルアセンブリを、別の形態の機械式締結スプライスジョイントを用いて組み付ける方法のフロー図を示している。
【発明を実施するための形態】
【００１９】
本開示の実施形態では、外側複合材外板を有する航空機胴体のような円筒状構造を組み立て、この場合、パネル化胴体セクションは、前後方向スプライスジョイント群によって連結される。しかしながら、これらの実施形態は、航空宇宙産業以外の分野に適用することができる。次に、図１及び２を参照するに、本開示の種々の実施形態は、図１に示す航空機製造及び整備方法２０、及び図２に示す航空機２２に関連して用いることができる。製造前段階では、例示的な方法２０において、航空機２２の仕様決定及び設計２４、及び材料調達２６を行なうことができる。製造段階では、航空機２２の構成品及びサブアセンブリ製造２８、及びシステム統合３０が行なわれる。その後、航空機２２は、証明書発行及び機体引き渡し３２を経て、供用３４される。顧客が供用している間、航空機２２は、日常的なメンテナンス及び整備３６を行うようにスケジューリングされ、このメンテナンス及び整備３６は、改修、再構成、改装などを含むこともできる。
【００２０】
方法２０のプロセス群の各プロセスは、システムインテグレータ、サードパーティ、及び／又はオペレータ（例えば、顧客）によって行なうことができるか、または実行することができる。この説明を進めるために、システムインテグレータとして、これらには限定されないが、任意の数の航空機製造業者、及び航空機大手システムサブコントラクタを挙げることができ；サードパーティとして、これらには限定されないが、任意の数のベンダー、サブコントラクタ、及びサプライヤーを挙げることができ；そしてオペレータは、航空会社、リース会社、軍隊、航空機整備機関などとすることができる。
【００２１】
図２に示すように、例示的な方法２０により製造される航空機２２は、複数のシステム４０を搭載した機体３８と、そして機内４２と、を含むことができる。高位システム群４０の例として、推進システム６０、電気システム６２、油圧システム６４、及び環境システム６６のうちの１つ以上を挙げることができる。任意の数の他のシステムを含めてもよい。機体３８は、胴体４４と、翼４６と、そして水平及び垂直安定板４７と、を含む。胴体４４は、１つ以上のバレルアセンブリ４５を備えることができ、これらのバレルアセンブリ４５の各バレルアセンブリは、上部バレルセクション４８と、そして下部バレルセクション５０と、を含む。バレルセクション４８，５０の各バレルセクションは、バレルアセンブリ４５の半分を形成する、または上側分割セクション及び下側分割セクションを形成することができる。バレルセクション４８，５０はそれぞれ、上部外板セクション５２及び下部外板セクション５４を含み、これらの外板セクションは、２つの前後方向スプライスジョイント５６によって連結されて、バレルアセンブリ４５の外側複合材外板７３を形成する。これらのスプライスジョイント５６は、胴体４４のウインドウベルト５８の内側に配置され、これらのウインドウベルト５８には、１つ以上の窓（図示せず）を配置することができる。以下に更に詳細に説明するように、本開示のスプライスジョイント５６は、スキンプライパッドアップ部の内側に配置され、これらのスキンプライパッドアップ部を用いてウインドウベルト５８のこれらの窓を補強することにより、航空機２２の重量を減らし、そして製造効率を向上させることができる。
【００２２】
本明細書において具体化されるシステム及び方法は、製造及び整備方法２０の種々の段階のうちの任意の１つ以上の段階において用いることができる。例えば、製造プロセス２８に対応する構成品群またはサブアセンブリ群は、航空機２２を供用している間に製造される構成品群またはサブアセンブリ群と同様の方法で組み立てる、または製造することができる。更に、１つ以上の装置実施形態、方法実施形態、または装置実施形態及び方法実施形態の組み合わせは、製造段階２８及び３０において、例えば航空機２２の組み立てを大幅に促進することにより、または航空機２２のコストを大幅に低減することにより利用することができる。同様に、装置実施形態、方法実施形態、または装置実施形態及び方法実施形態の組み合わせのうちの１つ以上の実施形態は、航空機２２を供用している間に、例えばこれに限定されないが、メンテナンス及び整備３６が施されている状態で利用することができる。
【００２３】
次に、図３及び４を参照するに、胴体バレルアセンブリ４５は広義には、上部バレルセクション４８及び下部バレルセクション５０をそれぞれ備え、これらのバレルセクションは、本明細書では、「上部半分割バレル及び下部半分割バレル」または「半分割バレルセクション４８，５０」と表記することもできる場合もある。上部半分割バレルセクション４８及び下部半分割バレルセクション５０は、バレルアセンブリ４５の相対する左側及び右側それぞれの前後方向に延在する一対のスプライスジョイント５６によって連結される。これらのスプライスジョイント５６の各スプライスジョイントは、ウインドウベルト５８の領域の内側に配置され、このウインドウベルト５８には、１つ以上の窓７０を配置することができ、そして胴体バレルアセンブリ４５の外部外板７３にパッドアップ部を設けて厚みを増やす。
【００２４】
図示の例では、スプライスジョイント５６の中心線５６ａは、これらの窓７０の列の略中央を通過する。胴体バレルアセンブリ４５は、略円形の断面形状を有するものとして図示されているが、他の断面形状も可能である。また、バレルセクション４８，５０は、２体を一体化したバレルアセンブリ４５を形成する略半分割した形状のセクションであるが、本明細書では、上部半分割バレル４８及び下部半分割バレル５０はそれぞれ、これらの半分割バレル自体が２つ以上のセクションにより形成されるようにすることができる。しかしながら、２つのセクションまたは２つの半分割部４８，５０しか用いない図示のバレルアセンブリ４５は、セクション群の間のジョイント群の数を最小限に抑えることが望ましい用途、及び／又は製造フローを、バレルセクション４８，５０の同時組立を可能にすることにより改善することが望ましい用途における最適な構成を表わすことができる。以下に説明するように、これらのスプライスジョイント５６の各スプライスジョイントは、ウインドウベルト５８に沿った上部半分割バレルセクション４８と下部半分割バレルセクション５０との間の任意の適切な形態のジョイントとすることができる。従って、本明細書において使用されるように、「スプライスジョイント」という表現は、これらには限定されないが、テーパーラップジョイント、ステップラップジョイント、フィンガジョイント、及び個々のスプライス部材を用いて上部半分割バレルセクション４８及び下部半分割バレルセクション５０を連結するジョイントを含む広範囲の種類のジョイント構造を指すために用いられる。
【００２５】
半分割バレルセクション４８，５０はそれぞれ、上部外側複合材外板セクション５２及び下部外側複合材外板セクション５４を含み、各外側複合材外板セクションは、繊維強化樹脂の積層プライを含み、かつバレルアセンブリ４５の外部外板７３を集合的に形成する。これらの外板セクション５２の厚さ、及び寸法（図示せず）をウインドウベルト５８の領域においてより大きくして、窓切欠き部７０ａを補強する。プライパッドアップを上部外板セクション５２及び下部外板セクション５４に設けることによりウインドウベルト５８の領域における外板厚さをこのように厚くすると、これらのスプライスジョイント５６で必要荷重を支持することもできるので、追加のパッドアップ部をスプライスジョイント５６に設ける必要を無くすことができる。外板セクション５２，５４は、前後方向に離間する周方向フレームまたは円筒状フレーム７４、及び前後方向に延在する周方向離間ストリンガ７２を備える内部骨組に取り付けられ、これらの円筒状フレーム７４及びストリンガ７２は、外板セクション５２，５４に、締結法、接合法、または他の方法を用いて取り付けられる。複数の架設フロアビーム７６は、これらのフレーム７４に固く固定され、かつこれらのフレーム７４に接続される支柱７８により部分的に支持される。他の内部骨組構造も可能である。
【００２６】
次に、図５を参照するに、これらの窓７０の各窓は、補強窓枠８０によって取り囲まれる窓切欠き部７０ａを含み、この補強窓枠８０は上部外板セクション５２及び下部外板セクション５４に、ファスナーのような任意の適切な手段により取り付けられる。これらの窓７０の各窓は、２つの隣接するストリンガ７２と、これらのフレーム７４にフレームスプライス８４を介して取り付けられる２つの隣接するフレームスプライスセグメント８２との間に配置される。上部外板セクション５２と下部外板セクション５４との間のスプライスジョイント５６は、これらのストリンガ７２の間を延びるウインドウベルト５８の内側に配置されている様子が分かる。これらのストリンガ７２の中心線は７２ａとして図示される。スプライスジョイント５６は、ウインドウベルト５８の全高に亘って延在させることができるか、または延在させる必要はない。図示の例では、スプライスジョイント５６の中心線５６ａは、ウインドウベルト５８の中心線に略一致するが、他の実施形態では、これらの２つの中心線は、互いから相当程度ずれていてもよい。
【００２７】
次に、図６及び６Ａを参照するに、上部外板セクション５２及び下部外板セクション５４をそれぞれ調整して、プライパッドアップ部７５を、隣接するストリンガ７２の間を延びるウインドウベルト５８の内側に設けることにより、外板厚さ、または外板寸法「ｔ」が、ウインドウベルト５８よりも上方及び下方の外板厚さ「ｔ１」よりもウインドウベルト５８の内側で大きくなる。これらのパッドアップ部７５は、これらのストリンガ７２の間のウインドウベルト５８のほぼ全高に亘って延在する。スプライスジョイント５６は、窓切欠き部７０ａを補強するために使用されるパッドアップ部７５の内側に配設されることにより、窓切欠き部７０ａを補強するために必要な外板厚さ「ｔ」を大きくした利点を生かして、荷重を上部外板セクション５２と下部外板セクション５４との間で支持することができる。別の表現をすると、本開示の実施形態は、ウインドウベルト５８の内側の窓切欠き部７０ａを補強するために必要なパッドアップ部を設け、そして配置する利点を、スプライスジョイント５６をウインドウベルト５８の内側に配置することにより生かして、個別のパッドアップ部をスプライスジョイント５６に対応して設ける必要を無くすことができる。この例では、スプライスジョイント５６は接合テーパーラップジョイントであるが、前に説明したように、他のジョイント構造も可能である。
【００２８】
図６Ｂ及び６Ｃは、図６に示す接合スプライスジョイント５６を更に詳細に示している。接合スプライスジョイント５６は、外板セクション５２，５４の縁部５２ａ，５４ａをそれぞれ重ね合わせることにより形成される。図６Ｃから最も良く分かるように、外板セクション５２，５４の各外板セクションは、複数の繊維強化樹脂プライ８６を含み、そして先細り縁部５２ａ，５４ａは、ステップラップジョイント構造を形成する複数の嵌合プライ段部８８を含む。これらのプライ段部８８の各プライ段部は、プライドロップオフ部（積層基材において積層数を徐変して段階的に厚みを変化させた部分）により形成される１枚以上のプライ８６を含む。スプライスジョイント５６の領域の内側の外板セクション５２，５４の厚さ「ｔ」は、外板プライ群８６（図６Ｃ）の厚さ、及び枚数により決定され、そして外板７３及びスプライスジョイント５６がウインドウベルト５８の領域における全ての必要荷重を支えることができるように選択される。これらのプライ段部８８の各プライ段部は接合面９０を形成する。縁部５２ａ，５２ｂのプライドロップオフ比、またはテーパー比は、特定の用途に適合するように選択することができ、そして少なくとも相当程度に、荷重支持接合ジョイントを上部外板セクション５２と下部外板セクション５４との間にそれぞれ形成するために利用することができる接合面９０の合計数を決定することができる。一般的に、テーパー比は、結果的に接合面９０が領域に十分な数だけ形成されて、十分な強度がスプライスジョイント５６にウインドウベルト５８の内側で付与されることになって、これらの窓切欠き部７０ａを十分に補強するとともに、荷重を外板セクション５２と５４との間で伝達することができるように選択することができる。
【００２９】
次に、接合スプライスジョイント５６の別の実施形態を示す図７及び７Ａを参照する。この例では、外板セクション５２，５４の縁部５２ａ，５４ａは、逆向きの傾斜が付いており、そして両側が先細りのスプライスストラップ９２に接合され、このスプライスストラップ９２は、外板セクション５２，５４のプライと同様の適切な繊維強化樹脂の多数のプライ９４（図７Ａ）を含むことができる。図７Ａから最も良く分かるように、外板セクション５２，５４の外側縁部５２ａ，５４ａの１枚以上のプライ９６は、ジョイント５６の中心線５６ａの領域において全体が互いに対向し、かつ当接することにより、スプライスストラップ９２を覆う隣接ジョイントを形成する。しかしながら、他の実施形態では、これらのプライ９２は互いに当接していなくてもよく、僅かな隙間（図示せず）が外側縁部５２ａ，５２ｂの位置のこれらのプライ９６の間に在ってもよい。図５〜７Ａに示す実施形態の場合、窓枠８０及びフレームスプライス８２を上部外板５２及び下部外板５４に取り付けるために使用される機械式ファスナー８７（図５）は、積層外板セクション５２，５４に生じるスプライスの剥離の進行を必ず遅らせるか、または停止させるとともに、余剰荷重経路も確保するように機能することができる。接合スプライスストラップを用いる他の接合ジョイント構造も可能であり、他の接合ジョイント構造として、これらには限定されないが、スプライスストラップ９２と、上部外板セクション５２及び下部外板セクション５４との間に形成されるステップラップジョイントまたはフィンガジョイントを挙げることができる。
【００３０】
上部外板セクション５２と下部外板セクション５４との間のスプライスジョイント５６が接合法により形成される構成の上に説明した方法に代わる方法として、機械締結方法をその代わりに用いて、スプライスジョイント５６を形成することができる。例えば、図８〜１０を参照するに、ウインドウベルト５８の内側に配置される前後方向スプライスジョイント５６では、適切な機械式ファスナー８７を用いて、上部外板セクション５２及び下部外板セクション５４を連結する。図８から最も良く分かるように、スプライスジョイント５６の中心線５６ａは、ウインドウベルト５８の内側のこれらの窓切欠き部７０ａの略中心を通過する。上部外板セクション５２及び下部外板セクション５４がジョイントライン８５を形成する。僅かな隙間（図示せず）を、外板セクション５２と５４との間にジョイントライン８５の位置で設けることができる。以下の説明から明らかになるように、積層外板セクション５２，５４にパッドアップ部を、図５から〜７に関連して既に説明した実施形態と同様に、プライ群をウインドウベルト５８の内側で追加することにより設けて、これらの窓切欠き部７０ａを補強することができる。
【００３１】
図９，９Ａ，９Ｂ，９Ｃ，及び９Ｄを詳細に参照するに、窓枠群８０は、金属または複合材のような適切な剛性材料により形成される。これらの窓枠８０の各窓枠は、これらの窓切欠き部７０ａを取り囲んで補強するフレーム部分８０ａと、そしてこれらのフレーム部分８０ａと一体的に形成される前後方向スプライスプレート部分８０ｂと、を含む。これらのスプライスプレート部分８０ｂは、中心線５６ａに略一致するように位置合わせされ、そして上部外板５２と下部外板５４との間のジョイントライン８５をそれぞれ被覆する。実際、窓枠群８０は、連続する内側スプライスプレート９３をそれぞれ、ベイフレーム６５の内側に形成し、これらのベイフレーム６５は、片側シアジョイントを上部外板セクション５２と下部外板セクション５４との間にジョイントライン８５に沿って形成する。図９Ａ，９Ｂ，９Ｃ，及び９Ｄから最も良く分かるように、上部外板セクション５２及び下部外板セクション５４をそれぞれ調整して、プライパッドアップ部７５を、隣接するストリンガ７２の間を延びるウインドウベルト５８の内側に設けることにより、外板厚さ、または寸法「ｔ」が、ウインドウベルト５８の上方及び下方の外板厚さ「ｔ１」よりもウインドウベルト５８の内側で大きくなる。これらのパッドアップ部７５は、これらのストリンガ７２の間のウインドウベルト５８の略全高に亘って延在する。これらの窓枠８０により形成され、かつこれらのスプライスプレート部分８０ｂを含むスプライスジョイント５６は、パッドアップ部７５を設けた領域の内側に配設されるので、これらの窓７０を補強して荷重を上部外板セクション５２と下部外板セクション５４との間で支えるために必要な厚い外板厚さ「ｔ」の利点を生かすことができる。図９に示すように、適切なファスナー８７で、これらのスプライスプレート部分８０ｂを含むこれらの窓枠８０を、上部外板セクション５２及び下部外板セクション５４の両方に取り付ける。
【００３２】
図９を詳細に参照すると、窓枠群８０のこれらの窓枠スプライス延出部８０ｂを僅かに離間させて、隙間１０５を隣接する窓枠の間に形成することができる。隙間９５を更に、上部バレルセクション４８及び下部バレルセクション５０それぞれのフレーム７４の間に設ける。図１０から分かるように、上部バレルセクション４８及び下部バレルセクション５０のフレーム７４を接続するために、フレームスプライス群９８を、これらのフレーム７４の間に取り付け、かつこれらのフレーム７４に取り付けて、隙間９５及び１０５（図９）を被覆する。これらのフレームスプライス９８を更に、上部外板セクション５２及び下部外板セクション５４に締結する。
【００３３】
図１１〜１４は、機械締結手段を用いるスプライスジョイント５６の別の実施形態を示し、この機械締結手段は、図８〜１０に示す片側シアスプライスジョイントに生じる可能性のある重心偏倚及び／又は曲げモーメントを必ず小さくすることができる。これまでの例の場合におけるように、上部外板セクション５２及び下部外板セクション５４は、肉厚部をウインドウベルト５８の領域に有することにより、窓切欠き部及びスプライスジョイントを補強することができる。
【００３４】
図１３及び１４を詳細に参照すると、上部外板セクション５２及び下部外板セクション５４の隣接縁部を傾斜段状に形成して、外側凹部１０２，１０４をウインドウベルト５８に沿って形成する。上部外板セクション５２及び下部外板セクション５４のこれらの縁部を、互いに近接するように位置合わせして、僅かな隙間がこれらの縁部の間に、上部外板セクション５２と下部外板セクション５４との間のジョイントライン１０６に沿って残るようにする。外側スプライスプレート１００は、上部外板セクション５２及び下部外板セクション５４の傾斜凹部１０２，１０４の内側に配置される。外側スプライスプレート１００の外側表面１１４（図１４）は、外側の外板成形ライン（ＯＭＬ）１１２と略同一平面を形成する。外側スプライスプレート１００は、上部外板セクション５２及び下部外板セクション５４のジョイントライン１０６を被覆する。スプライスジョイント５６は更に、多数の内側スプライスプレート１０８を含み、これらの内側スプライスプレート１０８は、外板セクション５２，５４のＩＭＬ（内側の成形ライン）１１５にぴったり当接するように配置され、かつジョイントライン１０６を被覆する。従って、上部外板セクション５２及び下部外板セクション５４は、外側スプライスプレート１００及び内側スプライスプレート１０８に面同士で接触し、かつ外側スプライスプレート１００と内側スプライスプレート１０８との間に把持されて、両側シアジョイントを上部外板セクション５２と下部外板セクション５４との間に形成する。適切なファスナー１１０で、外側スプライスプレート１００及び内側スプライスプレート１０８を互いに締結し、そして上部外板セクション５２及び下部外板セクション５４に締結する。外側スプライスプレート１００と上部外板セクション５２及び下部外板セクション５４との間に凹部１０２，１０４の内側で生じる可能性のある隙間１０７（図４）には、当該用途に適する気体充填材（図示せず）を詰め込むことができる。
【００３５】
次に、図１５を参照することとし、図１５は、図３及び４に示す種類の胴体バレルアセンブリ４５を、図５，６，及び６Ａに関連して既に説明した接合法を用いて組み立てる方法のステップの概要を示している。上部バレルセクション４８及び下部バレルセクション５０はそれぞれ、ステップ１１６、１１８で同時に組み立てられ、ステップ１１６、１１８では、外板セクション５２，５４の縁部にパッドアップ部を設けて、これらの縁部をウインドウベルトの前後方向スプライスジョイントにより連結する。手順１１６の一部として、上部外板セクション５２及びストリンガ群７２をステップ１２０で組み付ける。ステップ１２２では、組み付けた上部外板セクション５２及びストリンガ群７２を、オートクレーブ硬化法のような従来の方法を用いて同時硬化させるが、脱オートクレーブ方式により硬化させる方法を用いることも可能である。上部外板セクション５２及びストリンガ群７２を組み付ける他の方法を用いることができ、他の方法では、機械式ファスナーを用いる。ステップ１２４では、フレーム群７４、及び切欠き補強プレート（図示せず）のような機械式の他の被締結構造部材を、機械式ファスナーまたは他の適切な手段を用いて、上部外板セクション５２及びストリンガ群７２の組付体に取り付ける。
【００３６】
下部バレルセクション５０は、上に説明した手順１１６と同様にして行なわれる手順１１８で組み付けられる。ステップ１２６では、下部外板セクション５４及び関連ストリンガ群７２を組み付け、そしてステップ１２８では、組み付けた下部外板セクション５４及びストリンガ群７２を同時硬化させる。次に、ステップ１３０では、フレーム群７４、及び外板切欠き補強部材のような任意の機械式の他の被締結構造部材を、ファスナーまたは他の適切な手段を用いて、下部外板セクション５４及びストリンガ群７２の組付体に取り付ける。上部バレルセクション４８及び下部バレルセクション５０を組み付け、そして硬化させると、次にステップ１３２において、適切な接合接着剤をスプライスジョイント５６の嵌合面に塗布する。詳細には、接合接着剤は、スプライスジョイント５６の先細り縁部５２ａ，５４ａの対向接合面９０（図６Ｃ）に塗布することができる。ステップ１３４では、上部バレルセクション４８及び下部バレルセクション５０を適切な組付固定具に配置し、この場合、これらの先細り外板縁部を図６に示すように、重なり合うように互いに位置合わせする。この場合、接着剤をジョイント面に塗布するステップ１３２は、上部半分割バレル及び下部半分割バレルをスプライス組付固定具にステップ１３４で配置した後に行なってもよいことに留意されたい。
【００３７】
ステップ１３６では、上部バレルセクション４８及び下部バレルセクション５０を、２次接合することで連結合体させ、この２次接合は、例えばこれに限定されないが、オートクレーブ内で行なうことができ、このオートクレーブでは、接合接着剤を硬化させることにより、これらのバレルセクションを、ウインドウベルト５８の内側で接合合体させる。接合接着剤を脱オートクレーブ方式により硬化させる方法を用いることもできる。ステップ１３８では、窓開口部７０ａを、上部外板セクション５２及び下部外板セクション５４を切り欠き開口して形成して、これらの窓枠８０の取り付けを開始する状態とする。次に、ステップ１４０では、フレームスプライスセグメント群及びフレームスプライス８２，８４をそれぞれ取り付けて、上部バレルセクション及び下部バレルセクションのフレームセクション７４を接続する。
【００３８】
図１６は、バレルアセンブリ４５を、図７及び７Ａに関連して既に説明した接合スプライスストラップ９２を用いるスプライスジョイント５６を使用して組み立てる方法の全体ステップを示している。上部バレルアセンブリ４８及び下部バレルアセンブリ５０を、図１５に関連して既に説明した方法と同様にして、番号１１６，１１８で示す一連のステップで組み付ける。ステップ１４２では、スプライスストラップ９２を組み付け、そしてステップ１４４では、適切な接合接着剤を、スプライスストラップ９２を含むスプライスジョイント面に塗布する。ステップ１４６では、上部バレルセクション４８及び下部バレルセクション５０を組付固定具に配置し、そして上部外板セクション５２及び下部外板セクション５４の縁部を、スプライスストラップ９２の縁部と同じ位置に配置する。ステップ１４８では、バレルセクション４８，５０を、スプライスストラップ９２を用いて２次接合することで連結合体させ、この２次接合では、環境に優しいスプライスストラップ９２を接合接着剤と一緒に、例えばオートクレーブで硬化させるが、脱オートクレーブ方式により硬化させる方法を用いることも可能である。ステップ１５０では、窓切欠き開口部７０ａを上部外板セクション５２及び下部外板セクション５４に形成することができ、それに続いて、ステップ１５２では、これらのフレームスプライスセグメント８２、及びこれらのフレームスプライス８４を取り付けてフレームセクション群７４を接続し、そしてこれらの窓枠を取り付ける。
【００３９】
図１７は、バレルアセンブリ４５を組み立てる方法のステップの概要を示しており、この場合、スプライスジョイント５６は、図８〜１０に関連して既に説明した機械式ファスナーと、そしてスプライスプレート部分８０ｂを有する内側窓枠８０と、を用いて形成される。この実施形態では、上部バレルセクション４８及び下部バレルセクション５０を、図１５及び１６に示す手順と同様の手順１１６，１１８で同時に組み付ける。ステップ１５４では、上部バレルセクション４８及び下部バレルセクション５０を、適切なスプライス組付固定具に配置し、この場合、上部外板セクション５２及び下部外板セクション５４の縁部を、互いに同じ位置に配置する。ステップ１５６では、スプライスプレート部分８０ｂを有するこれらの窓枠８０を組み付ける。ステップ１５８では、図８〜１０に示すように、上部バレルセクション４８及び下部バレルセクション５０を連結合体させる。ステップ１６０では、これらの窓開口部７０ａを、上部外板セクション５２及び下部外板セクション５４を切り欠き開口して形成する。別の構成として、これらの窓開口部７０ａは、ステップ１５４の前に、バレルセクション４８，５０の各辺部を、これらのバレルセクション４８，５０をスプライス組付固定具に配置する前に切り取ることにより形成することができる。最後に、ステップ１６２では、フレームセクション群７４を接続するこれらのフレームスプライス９８を取り付ける。
【００４０】
図１８は、バレルアセンブリ４５を、図１１〜１４に関連して既に説明した種類の機械式スプライスジョイント５６を用いて組み立てる方法のステップの概要を示しており、この機械式スプライスジョイント５６では、外側スプライスプレート１００及び内側スプライスプレート１０８をそれぞれ用いる。上部バレルセクション４８及び下部バレルセクション５０を、既に説明した方法におけるように、ステップ１１６，１１８で組み付ける。ステップ１６４では、上部バレルセクション４８及び下部バレルセクション５０を組付固定具に配置し、そして上部外板セクション５２及び下部外板セクション５４の先細り縁部を同じ位置に配置する。ステップ１６６では、外側スプライスプレート１００を組み付け、そしてステップ１６８では、内側スプライスプレート１０８を組み付ける。ステップ１７０では、外側スプライスプレート１０８及び内側スプライスプレート１００を用いて、外板セクション５２，５４を連結する。ステップ１７２では、これらの窓開口部７０ａを、上部外板５２及び下部外板５４を切り欠き開口して形成することができる。別の構成として、これらの窓開口部７０ａは、ステップ１６４の前に、バレルセクション４８，５０の各辺部を、これらのバレルセクション４８，５０を組付固定具に配置する前に切り取ることにより形成することができる。最後に、ステップ１７４では、フレームセクション群７４を接続するこれらのフレームスプライス９８を取り付ける。
【００４１】
異なる有利な実施形態についての説明を提示して、例示及び記述を行なってきたが、当該説明を網羅的に記載しようとするものではない、または開示される構成の実施形態に限定しようとするものではない。多くの変形及び変更が存在することはこの技術分野の当業者には明らかである。更に、異なる有利な実施形態は、他の有利な実施形態とは異なる利点を提供することができる。選択される実施形態または実施形態群は、これらの実施形態の原理、実際の用途を最も分かり易く説明するために、そしてこの技術分野の他の当業者が、想定される特定の使用に適合するように種々の変更が為される種々の実施形態に関する開示を理解することができるように選択され、そして記載されている。
【符号の説明】
【００４２】
２２    航空機
２４    仕様決定及び設計
２６    材料調達
２８    構成品及びサブアセンブリ製造
３０    システム統合
３２    証明書発行及び機体引き渡し
３４    供用
３６    メンテナンス及び整備
３８    機体
４０    システム
４２    機内
４４    胴体
４５    バレルアセンブリ
４６    翼
４７    水平／垂直安定板
４８    上部バレルセクション
５０    下部バレルセクション
５２    上部外板
５４    下部外板
５６    スプライスジョイント
５８    ウインドウベルト
６０    推進システム
６２    電気システム
６４    油圧システム
６５    ベイフレーム
６６    環境システム
７０    窓
７２    ストリンガ
７３    外側複合材外板
７４    円筒状フレーム
７５    プライパッドアップ部
７６    架設フロアビーム
７８    支柱
８０    窓枠群
８２    フレームスプライスセグメント
８４    フレームスプライス
８５    ジョイントライン
８６    繊維強化樹脂プライ
８７    機械式ファスナー
８８    嵌合プライ段部
９０    接合面
９２    スプライスストラップ
９３    内側スプライスプレート
９５    隙間
９４    プライ
９６    プライ
９８    フレームスプライス
１００    外側スプライスプレート
１０２    凹部
１０４    凹部
１０６    ジョイントライン
１０５    隙間
１０７    隙間
１０８    内側スプライスプレート
１１０    ファスナー
１１２    外側の外板成形ライン（ＯＭＬ）
１１４    外側スプライスプレートの外側表面
１１５    外板セクションのＩＭＬ（内側の成形ライン）
【図１】
2014012513.tif 000003
【図２】
2014012513.tif 000004
【図３】
2014012513.tif 000005
【図４】
2014012513.tif 000006
【図５】
2014012513.tif 000007
【図６】
2014012513.tif 000008
【図６Ａ】
2014012513.tif 000009
【図６Ｂ】
2014012513.tif 000010
【図６Ｃ】
2014012513.tif 000011
【図７】
2014012513.tif 000012
【図７Ａ】
2014012513.tif 000013
【図８】
2014012513.tif 000014
【図９】
2014012513.tif 000015
【図９Ａ】
2014012513.tif 000016
【図９Ｂ】
2014012513.tif 000017
【図９Ｃ】
2014012513.tif 000018
【図９Ｄ】
2014012513.tif 000019
【図１０】
2014012513.tif 000020
【図１１】
2014012513.tif 000021
【図１２】
2014012513.tif 000022
【図１３】
2014012513.tif 000023
【図１４】
2014012513.tif 000024
【図１５】
2014012513.tif 000025
【図１６】
2014012513.tif 000026
【図１７】
2014012513.tif 000027
【図１８】
2014012513.tif 000028
【外国語明細書】
2014012513000001.pdf
2014012513000002.pdf
2014012513000003.pdf
2014012513000004.pdf