(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
構造体（１９０４）の表面（１９２６）への取り付け用に構成された側部（１９０３）を有する複合縦長部材（１９０２）と、
前記複合縦長部材（１９０２）の長さに沿って延びる前記側部（１９０３）上のチャネル（１９２８）と、
前記チャネル（１９２８）内への設置用に構成され、前記複合縦長部材（１９０２）の前記側部（１９０３）の一部分を前記構造体（１９０４）に取り付けるように構成された複合構造体（１９３１）と
を備える装置であって、
前記複合構造体（１９３１）が複数の層（１９３２）を有し、前記複数の層（１９３２）のすべてが前記構造体（１９０４）の前記表面（１９２６）に垂直に配向され、前記複合構造体（１９３１）が前記複合縦長部材（１９０２）を前記構造体（１９０４）から引き離す力に耐える前記複合縦長部材（１９０２）の能力を増大させるように構成され、前記複合構造体（１９３１）が前記チャネル（１９２８）の形状（１９３０）に適合する形状（１９３３）を有する、装置。
【請求項２】
前記複合構造体が、
第１の複合構造体部分と、
第２の複合構造体部分とを備え、前記第１の複合構造体部分が、前記第２の複合構造体部分の形状に対称的である形状を有する、請求項１に記載の装置。
【請求項３】
前記複合構造体（１９３１）が、前記複合縦長部材（１９０２）の第２のいくつかの特性（３５４）に合致する第１のいくつかの特性（１８１９）を有し、それにより、前記複合縦長部材（１９０２）を前記構造体（１９０４）から引き離す力に耐える前記複合縦長部材（１９０２）の能力が増大する、請求項１または２に記載の装置。
【請求項４】
前記第１のいくつかの特性（１８１９）および前記第２のいくつかの特性（３５４）が、熱膨張係数およびヤング率の少なくとも１つを含む、請求項３に記載の装置。
【請求項５】
前記複合構造体（１９３１）が、前記複合縦長部材（１９０２）の第２のヤング率の値から所望の範囲内である、前記複合構造体（１９３１）の第１のヤング率の値を生じさせる構成を有する複数の層（１９３２）を備える、請求項１から４のいずれか一項に記載の装置。
【請求項６】
複合縦長部材のプルオフ能力を増大させる方法であって、
航空機を作動させることと、
前記航空機の作動中、前記複合縦長部材（１９０２）の側部（１９０３）に取り付けられた構造体（１９０４）から前記複合縦長部材（１９０２）を引き離すように構成された力を発生させることとを含み、
チャネル（１９２８）が、前記構造体（１９０４）に取り付けられた前記複合縦長部材（１９０２）の前記側部（１９０３）で、前記複合縦長部材（１９０２）の長さに沿って延びており、前記チャネル（１９２８）内の複合構造体（１９３１）が、複数の層（１９３２）を有し、前記複数の層（１９３２）のすべてが前記構造体（１９０４）の表面（１９２６）に垂直に配向され、前記複合構造体（１９３１）が、前記複合縦長部材（１９０２）を前記構造体（１９０４）から引き離す力に耐える前記複合縦長部材（１９０２）の能力を増大させるように前記複合縦長部材（１９０２）の前記側部（１９０３）の一部分を前記構造体（１９０４）に取り付けるように構成され、前記複合構造体（１９３１）が前記チャネル（１９２８）の形状（１９３０）に適合する形状（１９３３）を有する、方法。
【請求項７】
前記航空機を作動させることが、
前記複合縦長部材（１９０２）と、前記複合縦長部材（１９０２）の前記側部（１９０３）に取り付けられた前記構造体（１９０４）とに圧力がかけられるように前記航空機を作動させることを含み、
前記圧力が前記力を発生させる、請求項６に記載の方法。
【請求項８】
前記力が、前記構造体（１９０４）の前記表面（１９２６）に垂直な方向である、請求項６または７に記載の方法。
【請求項９】
前記航空機の前記作動に応答して、前記複合縦長部材を前記構造体から引き離すように構成された前記力を発生させることが、
前記複合縦長部材（１９０２）が前記構造体（１９０４）に取り付けられる場所に引張荷重が創出されるように、前記航空機の作動中、前記複合縦長部材（１９０２）を前記構造体（１９０４）から引き離すように構成された前記力を発生させることを含む、請求項６から８のいずれか一項に記載の方法。
【請求項１０】
請求項１から５のいずれか一項に記載の装置を製造する方法であって、
それぞれ複数の層を有する２枚のパネル（２０００、２００１）を切断することと、
切断された前記パネル（２０００、２００１）を組み合わせて積層（２１００）を形成することと、
前記積層（２１００）に熱および圧力をかけて、前記積層（２１００）を硬化させることと、
硬化の後に前記積層（２１００）を前記チャネル（１９２８）の形状（１９３０）に適合する形状（１９３３）を有するように整形して、前記複合構造体（１９３１）を設けることと、
前記複合縦長部材（１９０２）の前記チャネル（１９２８）に前記複合構造体（１９３１）を設置することと、
前記構造体（１９０４）、前記複合縦長部材（１９０２）および前記複合構造体（１９３１）を硬化させることとを備える方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
関連出願の相互参照
本出願は、参照によって本明細書に組み込まれる、２０１１年５月１９日出願の米国特許出願第１３／１１１，３７５号、名称「Ａｉｒｃｒａｆｔ  Ｓｔｒｕｃｔｕｒｅ  ｆｏｒ  Ｈｉｇｈ  Ｃａｐａｃｉｔｙ  Ｐｕｌｌ  Ｏｆｆ」の一部継続出願である。
【０００２】
本開示は、一般に航空機に関し、詳細には航空機の構造に関する。さらにより詳細には、本開示は、航空機用のストリンガおよび他の構造設計に関する。
【背景技術】
【０００３】
航空機は、複合材料の割合をますます増しながら設計され製造されている。一部の航空機は、その主な構造体の５０％以上が複合材料から作製されていることがある。複合材料は、航空機の重量を軽量化するために航空機内で使用され得る。こうした重量の軽量化により、最大積載量および燃料効率が改善され得る。さらに、複合材料は、航空機内の多様な構成要素に対してより長い耐用年数をもたらし得る。
【０００４】
複合材料は、２つ以上の異種の構成要素を組み合わせることによって創出された強靭で軽量の材料になり得る。たとえば、複合材料は、繊維および樹脂を含むことができる。繊維および樹脂は、硬化された複合材料を形成するために組み合わせることができる。
【０００５】
さらに、複合材料を使用することにより、航空機の一部分をより大きい部片またはセクションで創出することができる。たとえば、航空機の胴体は、航空機の胴体を形成するために合わせられ得る複数の円筒状のセクションで創出することができる。他の例は、非限定的に、翼を形成するために接合される翼セクション、または安定板を形成するために接合される安定板セクションを含むことができる。
【０００６】
ストリンガは、複合材料から製造され得る構成要素の一例である。ストリンガは縦長の部材であり、パネルなどの別の構造体への取り付け用に構成される。たとえば、ストリンガは、航空機の外板パネルに取り付けることができる。この外板パネルは、翼、胴体、または航空機内の他の構成要素に使用することができる。ストリンガはまた、負荷を運ぶおよび／または伝達するのを助けることもできる。たとえば、ストリンガは、負荷を外板パネルから別の構造体に伝達することができる。この他の構造は、たとえばフレームまたはリブになり得る。
【０００７】
所望の重量およびパフォーマンス特性を備えたストリンガを設計することは、困難になり得る。たとえば、所望のパフォーマンス特性を備えたストリンガは、所望されるものよりもより複雑に、またはより重くなり得る。複雑性が増大するにつれて、ストリンガを製造する時間およびコストもまた増大し得る。
【０００８】
ストリンガが所望の重量を有する場合、パフォーマンス特性は、単一のストリンガが望まれるところに追加のストリンガが要求され得るようなものになり得る。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００９】
【特許文献１】米国特許出願第１３／１１１，３７５号
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【００１０】
したがって、上記で論じられた問題の少なくとも一部ならびに場合によっては他の問題を考慮に入れた方法および装置があれば、有利であろう。
【課題を解決するための手段】
【００１１】
１つの有利な実施形態では、装置は、複合縦長部材、チャネル、およびいくつかの複合構造体を備える。複合縦長部材は、構造体の表面への取り付け用に構成された側部を有する。チャネルは、その側部にあり、複合縦長部材の長さに沿って延びている。いくつかの複合構造体は、チャネル内への設置用に構成され、複合縦長部材の側部の一部分を構造体に取り付けるように構成される。いくつかの複合構造体は、構造体の表面にほぼ垂直に配向された層を有する。いくつかの複合構造体は、複合縦長部材を構造体から引き離す力に耐える複合縦長部材の能力を増大させるように構成される。
【００１２】
別の有利な実施形態では、航空機用の構造システムは、複合縦長部材および充填材構造体を備える。複合縦長部材は、基部セクションと、基部セクションにほぼ垂直な方向に基部セクションから延びる垂直セクションとを有してＴ字形状を形成する。垂直セクションは、垂直セクションの第１の場所および垂直セクションの第２の場所において基部セクションと交わり、第１の場所は第１の湾曲形状を有し、第２の場所は第２の湾曲形状を有する。第１の曲線形状および第２の曲線形状は、ほぼ同じ半径を有する。チャネルが、第１の場所と第２の場所の間に形成され、複合縦長部材の長さに沿って延びている。複合縦長部材は、第１のヤング率を有する。充填材構造体は、チャネルの形状に適合するように構成されたいくつかの複合構造体を備える。いくつかの複合構造体は、第１のヤング率から所望の範囲内である第２のヤング率を有する。いくつかの複合構造体は、基部セクションの表面にほぼ垂直に配向された層を有する。いくつかの複合構造体は、複合縦長部材を基部セクションから引き離す力に耐える複合縦長部材の能力を増大させるように構成される。
【００１３】
さらに別の有利な実施形態では、複合縦長部材のプルオフ能力を増大させる方法が提供される。航空機が作動される。航空機の作動に応答して、複合縦長部材の側部に取り付けられた構造体から複合縦長部材を引き離すように構成された力が発生する。チャネルは、構造体に取り付けられた複合縦長部材の側部で、複合縦長部材の長さに沿って延びている。複合縦長部材を構造体から引き離す力に耐える複合縦長部材の能力は、構造体の表面にほぼ垂直に配向された層を有するチャネル内のいくつかの複合構造体を用いて増大される。いくつかの複合構造体は、複合縦長部材の側部の一部分を構造体に取り付けるように構成される。
【００１４】
本発明の特徴、機能、および利点は、本開示の多様な実施形態において独立的に達成可能であり、またはさらに他の実施形態で組み合わされてもよく、そのさらなる詳細は、以下の説明および図を参照して見出すことが可能である。
【００１５】
有利な実施形態を特徴付けると考えられる新規の特徴が、付属の特許請求の範囲に記載される。しかし、有利な実施形態ならびに用途の好ましい形態、さらなる目的、およびその利点は、本開示の有利な実施形態の以下の詳細な説明を参照し、添付の図を併用して読み取ることにより最適に理解されるであろう。
【図面の簡単な説明】
【００１６】
【図１】有利な実施形態による航空機の製造および保守方法を示す図である。
【図２】有利な実施形態が実装され得る航空機を示す図である。
【図３】有利な実施形態による構造システムを示す図である。
【図４】有利な実施形態による構造システムの斜視図である。
【図５】有利な実施形態による構造システムの断面図である。
【図６】有利な実施形態によるヌードルを示す図である。
【図７】有利な実施形態による複合層の特性に関する値の表である。
【図８】有利な実施形態による複合層の特性に関する値の表である。
【図９】有利な実施形態による翼内の構造システムを示す図である。
【図１０】有利な実施形態による翼内の構造システムを示す図である。
【図１１】有利な実施形態による構造システムを形成するためのある段階中の構造システムを示す図である。
【図１２】有利な実施形態による構造システムを形成するための別の段階中の構造システムを示す図である。
【図１３】有利な実施形態による構造システムを形成するための別の段階中の構造システムを示す図である。
【図１４】有利な実施形態による構造システムを形成するための別の段階中の構造システムを示す図である。
【図１５】有利な実施形態による、ヌードル用の複合構造体がそこから形成されるパネルを示す図である。
【図１６】有利な実施形態による、ヌードル用の複合構造体がそこから形成されるパネルを示す図である。
【図１７】有利な実施形態による、ヌードル用の複合構造体がそこから形成されるパネルを示す図である。
【図１８】有利な実施形態による、ブロック図の形態の充填材構造体を示す図である。
【図１９】有利な実施形態による、構造システムの斜視図である。
【図２０】有利な実施形態による、ヌードル用の複合構造体がそこから形成されるパネルを示す図である。
【図２１】有利な実施形態による、ヌードルの積層を示す図である。
【図２２】有利な実施形態による、ブロック図の形態の充填材構造体を示す図である。
【図２３】有利な実施形態による、構造システムの正面図である。
【図２４Ａ】有利な実施形態による、ヌードル内の複合層の幅および配向角度の表である。
【図２４Ｂ】有利な実施形態による、ヌードル内の複合層の幅および配向角度の表である。
【図２５】有利な実施形態による、複合縦長部材のプルオフ能力を増大させるためのプロセスのフロー図である。
【図２６】有利な実施形態による、構造システムを形成するためのプロセスのフロー図である。
【図２７】有利な実施形態による、充填材構造体を形成するためのプロセスのフロー図である。
【発明を実施するための形態】
【００１７】
図をより具体的に参照すると、本開示の実施形態が、図１に示されるように航空機の製造および保守方法１００の文脈で、および図２に示されるように航空機２００の文脈で説明され得る。最初に図１を見ると、航空機の製造および保守の図が、有利な実施形態によって表されている。生産準備中、航空機の製造および保守方法１００は、図２内の航空機２００の仕様および設計１０２ならびに材料調達１０４を含むことができる。
【００１８】
生産中、航空機２００の構成要素および副組立品の製造１０６ならびにシステム統合１０８が行われる。その後、航空機２００は、稼動させる１１２ために、認証および納入１１０を経ることができる。顧客による稼動１１２中、航空機２００は、日常的な整備および保守１１４が予定され、これは、改変、再構成、改修、および他の整備または保守を含むことができる。
【００１９】
航空機の製造および保守方法１００のプロセスの各々は、システムインテグレータ、第３者、および／またはオペレータによって実行または実施することができる。これらの例では、オペレータは顧客になり得る。この説明の目的で、システムインテグレータは、非限定的に、任意の数の航空機メーカおよび主要システムの委託業者を含むことができ、第３者は、非限定的に、任意の数の販売業者、委託業者、および供給者を含むことができ、オペレータは、航空会社、リース会社、軍隊、サービス組織などになり得る。
【００２０】
次に図２を参照すれば、有利な実施形態が実装され得る航空機の図が表される。この例では、航空機２００は、図１の航空機の製造および保守方法１００によって生産され、複数のシステム２０４および内装２０６を備えた機体２０２を含むことができる。システム２０４の例は、推進システム２０８、電気システム２１０、油圧システム２１２、および環境システム２１４の１つまたは複数を含む。任意の数の他のシステムを含むことができる。航空宇宙の例が示されているが、さまざまな有利な実施形態は、自動車産業などの他の産業にも適用され得る。
【００２１】
本明細書において具体化される装置および方法は、航空機製造および保守方法１００の少なくとも１つの段階中で採用することができる。本明細書では語句「少なくとも１つ」は、項目のリストで使用される場合、リストされた項目の１つまたは複数のさまざまな組合せを使用することができ、また、リスト内の各々の項目のうち１つだけ必要とされ得ることを意味する。たとえば、「項目Ａ、項目Ｂ、および項目Ｃの少なくとも１つ」は、たとえば非限定的に、項目Ａ、または項目Ａおよび項目Ｂを含むことができる。この例はまた、項目Ａ、項目Ｂ、および項目Ｃまたは項目Ｂおよび項目Ｃを含むこともできる。
【００２２】
１つの例示的な例では、図１の構成要素および副組立体の製造１０６において生産される構成要素または副組立体は、航空機２００が図１で稼動している１１２間に生産される構成要素または副組立体に類似する方法で製作または製造することができる。さらに別の例では、いくつかの装置の実施形態、方法の実施形態またはそれらの組合せは、図１の構成要素および副組立体の製造１０６およびシステム統合１０８などの生産段階中に利用することができる。項目を参照するときのいくつかは、１つまたは複数の項目を意味する。たとえば、いくつかの装置の実施形態は、１つまたは複数の装置の実施形態である。いくつかの装置の実施形態、方法の実施形態、またはそれらの組合せは、図１の、航空機２００が稼動している１１２間および／または整備および保守１１４中に利用することができる。さまざまな有利な実施形態のいくつかを使用すると、航空機２００の組み立てを実質的に早めるおよび／または航空機２００のコストを低減することができる。
【００２３】
さまざまな有利な実施形態は、いくつかのさまざまな考慮事項を認識し、考慮に入れる。たとえば、さまざまな有利な実施形態は、ストリンガの現行の設計がヌードルと称される複合材料の使用を採用することを認識し、考慮に入れる。ヌードルは、ストリンガまたは他のタイプの縦長部材に沿って延びる領域またはチャネル内に置くことができる複合材料である。
【００２４】
さまざまな有利な実施形態は、現在、これらのヌードルが、ストリンガを製造することを容易にするように設計されることを認識し、考慮に入れる。さまざまな有利な実施形態は、ヌードルについてのさまざまな特性またはパラメータが、このタイプの目標を踏まえた他のストリンガの特性またはパラメータに合致し得ないことを認識し、考慮に入れる。
【００２５】
さまざまな有利な実施形態は、ストリンガ内のこのタイプの設計のヌードルは、ストリンガを外板パネルから引き離すのに必要とされる力の量などの所望のパフォーマンス特性を低減し得ることを認識し、考慮に入れる。
【００２６】
したがって、さまざまな有利な実施形態は、ストリンガが取り付けられた別の構造からストリンガを引き離し得る力により良好に耐えることができるストリンガのための方法および装置を提供する。さまざまな有利な実施形態は、ヌードルが中に存在する基部を有するいかなるタイプの縦長部材にも有利な実施形態が適用され得ることを認識し、考慮に入れる。
【００２７】
１つの有利な実施形態では、装置は、複合縦長部材、チャネル、およびいくつかの複合構造体を備える。複合縦長部材は、構造体への取り付け用に構成された側部を有する。チャネルは、複合縦長部材の側部にあり、複合縦長部材の長さに沿って延びている。いくつかの複合構造体は、チャネル内への設置用に構成され、複合縦長部材の側部の一部分を構造体に取り付けるように構成される。いくつかの複合構造体は、複合縦長部材を構造体から引き離す力に耐える複合縦長部材の能力を増大させるように構成される。
【００２８】
別の有利な実施形態では、装置は、複合縦長部材、チャネル、およびいくつかの複合構造体を備える。複合縦長部材は、構造体への取り付け用に構成された側部を有する。チャネルは、その側部にあり、複合縦長部材の長さに沿って延びている。いくつかの複合構造体は、チャネル内への設置用に構成され、複合縦長部材の側部の一部分を構造体に取り付けるように構成される。いくつかの複合構造体は、複合縦長部材を構造体から引き離す力に耐える複合縦長部材の能力を増大させるように構成された、構造体の表面にほぼ垂直に配向された層を有する。
【００２９】
さらに別の有利な実施形態では、装置は、複合縦長部材、チャネル、いくつかの複合構造体を備える。複合縦長部材は、構造体への取り付け用に構成された側部を有する。チャネルは、側部上にあり、複合縦長部材の長さに沿って延びている。いくつかの複合構造体は、チャネル内への設置用に構成され、複合縦長部材の側部の一部分を構造体に取り付けるように構成される。いくつかの複合構造体のうち一複合構造体は、複合縦長部材を構造体から引き離す力に耐える複合縦長部材の能力を増大させるように選択されたさまざまな配向を有する層を備える。
【００３０】
次に図３を参照すれば、構造システムの図が、有利な実施形態によって表される。これらの例示的な例では、構造システム３００は、ブロック形態で表される。構造システム３００は、これらの例示的な例では航空機３０１内に位置する。表されるように、構造システム３００は、複合縦長部材３０２、いくつかの複合構造体３０４、および構造体３０６を備える。
【００３１】
これらの表された例では、複合縦長部材３０２は、複合材料３１４の層３１２から形成される。たとえば、複合材料３１４の層３１２は、積み上げられ、複合縦長部材３０２の形状３１６に成形される。形状３１６は、これらの例示的な例ではＴ字形状３１７になり得る。
【００３２】
表されるように、複合縦長部材３０２のＴ字形状３１７は、複合縦長部材３０２の第１のセクション３２０および第２のセクション３２２によって形成される。これらの例示的な例では、第１のセクション３２０は、基部セクションと称することができ、第２のセクション３２２は垂直セクションと称することができる。第１のセクション３２０および第２のセクション３２２は、これらの例では同じ構造体の部分になり得る。当然ながら、他の例示的な例では、第１のセクション３２０および第２のセクション３２２は、別の構造から形成することもできる。
【００３３】
第２のセクション３２２は、第１のセクション３２０にほぼ垂直に位置決めされて複合縦長部材３０２のＴ字形状３１７を形成する。特に、第２のセクション３２２は、第１のセクション３２０にほぼ垂直である方向に第１のセクション３２０から外方に延びる複合縦長部材３０２の部分である。
【００３４】
これらの例示的な例では、第１のセクション３２０はほぼ平坦である。さらに、第１のセクション３２０は、不連続セクションである。特に、第１のセクション３２０は、第２のセクション３２２が第１のセクション３２０と交わるところで不連続になり得る。
【００３５】
第２のセクション３２２は、第２のセクション３２２の第１の場所３２１および第２の場所３２３において第１のセクション３２０と交わる。第２のセクション３２２の第１の場所３２１は、第１の半径３２６を有する第１の曲線形状３２４を有する。第２のセクション３２２の第２の場所３２３は、第２の半径３３０を有する第２の曲線形状３２８を有する。
【００３６】
第１の半径３２６は、第１の曲線形状３２４に実質的に合わさる円の半径である。第２の半径３３０は、第２の曲線形状３２８に実質的に合わさる円の半径である。これらの例示的な例では、第１の半径３２６は、第２の半径３３０とほぼ等しくなり得る。
【００３７】
第１のセクション３２０および第２のセクション３２２は、チャネル３３２を形成するように互いに関連して位置決めされる。特に、チャネル３３２は、第２のセクション３２２の第１の場所３２１と第２の場所３２３の間に形成される。第１の場所３２１における第１の曲線形状３２４の第１の半径３２６および第２の場所３２３における第２の曲線形状３２８の第２の半径３３０は、チャネル３３２の形状３３３を決定する。
【００３８】
これらの例示的な例では、チャネル３３２は、複合縦長部材３０２の第１の側部３３４に形成される。チャネル３３２は、これらの例では複合縦長部材３０２の長さに沿って延びている。複合縦長部材３０２はまた、第１の側部３３４の反対側に第２の側部３３１も有する。
【００３９】
第１の側部３３４は、たとえば、第１のセクション３２０および第２のセクション３２２の両方に対する基部側になり得る。第１の側部３３４は、構造体３０６への取り付け用に構成される。構造体３０６は、たとえば、非限定的に、外板パネル、リブ、スパー、ベースチャージ、基板、および／または構造の何らかの他の適切なタイプになり得る。
【００４０】
１つの例示的な例では、複合縦長部材３０２の第１のセクション３２０の第１の側部３３４は、ほぼ平坦である。構造体３０６は、構造体３０６の表面３３７が、この例示的な例において第１のセクション３２０の第１の側部３３４と直接接触するように、第１のセクション３２０の第１の側部３３４に取り付けることができる。
【００４１】
これらの例示的な例では、構造体３０６などの第１の構成要素は、複合縦長部材３０２などの第２の構成要素にいくつかの異なる方法で取り付けることができる。たとえば、第１の構成要素は、結合させる、硬化させる、締め付ける、糊付ける、連結させる、および／または何らかの他の適切な方法でその２つの構成要素を互いに取り付けることによって第２の構成要素に取り付けることができる。
【００４２】
第１の場所３２１および第２の場所３２３にある第２のセクション３２２の第１の側部３３４は、チャネル３３２の第１の壁３３８および第２の壁３４０を形成する。このようにして、第１の場所３２１および第２の場所３２３にある第２のセクション３２２の第１の側部３３４は、構造体３０６が複合縦長部材３０２に取り付けられたとき、構造体３０６の表面３３７に直接接触し得ない。さらに、構造体３０６の表面３３７は、複合縦長部材３０２に取り付けられたとき、第３の壁３４１を形成する。
【００４３】
いくつかの複合構造体３０４が、チャネル３３２内に設置され得る。いくつかの複合構造体３０４は、複合材料３４８の層３４６からなることができる。表されるように、いくつかの複合構造体３０４は、チャネル３３２の形状３３３にほぼ適合する形状３５０を有する。いくつかの複合構造体３０４は、チャネル３３２の充填材構造体３３６を形成する。充填材構造体３３６は、これらの例示的な例ではヌードルと称することができる。いくつかの複合構造体３０４の各々は、充填材構造体３３６の一セグメントである。
【００４４】
たとえば、いくつかの複合構造体３０４は、基部セグメント、上部セグメント、および基部セグメントと上部セグメントの間に位置する中間セグメントの組を備えることができる。本明細書では、「項目の組」は、ゼロまたはそれ以上の項目を意味する。たとえば、中間セグメントの組は、空の組またはゼロの組になり得る。
【００４５】
これらの例示的な例では、いくつかの複合構造体３０４は、複合縦長部材３０２に関する第２のいくつかの特性３５４にほぼ合致する第１のいくつかの特性３５２を有する。第１のいくつかの特性３５２および第２のいくつかの特性３５４は、たとえば、非限定的に、熱膨張係数、ヤング率、および他の適切な特性の少なくとも１つを含むことができる。
【００４６】
１つの例示的な例として、いくつかの複合構造体３０４の層３４６は、構成３５１を有することができる。層３４６の構成３５１は、いくつかの複合構造体３０４に関する第１のいくつかの特性３５２が、複合縦長部材３０２に関する第２のいくつかの特性３５４にほぼ合致するように選択される。たとえば、構成３５１では、いくつかの複合構造体３０４のヤング率の値は、複合縦長部材３０２のヤング率の値から所望の範囲内になり得る。
【００４７】
さらに、いくつかの複合構造体３０４の層３４６は、複合縦長部材３０２の層３１２の第２の配置３５５とほぼ等しい第１の配置３５３を有することができる。いくつかの複合構造体３０４の層３４６の第１の配置３５３は、複合縦長部材３０２を貫通する軸３５７に関連する層３４６の配置である。特に、層３４６の第１の配置３５３は、複合縦長部材３０２を貫通する軸３５７に関連する層３４６内の繊維の配置である。
【００４８】
１つの例示的な例として、第１の配置３５３は、軸３５７に関連して約０度で配置された約５０パーセントの層３４６と、軸３５７に関連して約４５度で配置された約４０パーセントの層３４６と、軸３５７に関連して約９０度で配置された約１０パーセントの層３４６とを備えることができる。この例示的な例では、複合縦長部材３０２の層３１２の第２の配置３５５は、第１の配置３５３とほぼ同じように配置されたほぼ同じ割合の層３１２を有することができる。
【００４９】
いくつかの複合構造体３０４は、構造体３０６を複合縦長部材３０２に取り付けるように構成される。より詳細には、いくつかの複合構造体３０４は、構造体３０６の表面３３７の一部分を、複合縦長部材３０２の第２のセクション３２２の第１の場所３２１および第２の場所３２３にある第１の側部３３４の部分に取り付ける。
【００５０】
第１のいくつかの特性３５２および第２のいくつかの特性３５４がほぼ合致するとき、力３５８に耐える複合縦長部材３０２の能力３５６は増大する。力３５８は、圧力が複合縦長部材３０２および構造体３０６にかけられたときに発生する。たとえば、圧力は、航空機３０１が作動されているときに複合縦長部材３０２および構造体３０６にかけられ得る。
【００５１】
１つの例示的な例として、複合縦長部材３０２および構造体３０６が航空機３０１の胴体の一部であるとき、航空機３０１の客室内の加圧が、複合縦長部材３０２および構造体３０６にかけられる圧力を引き起こし得る。別の例示的な例として、複合縦長部材３０２および構造体３０６が航空機３０１の翼の一部であるとき、圧力は、航空機３０１の翼内の燃料タンク内の燃料の動きに応答して複合縦長部材３０２および構造体３０６にかけられ得る。
【００５２】
複合縦長部材３０２および構造体３０６にかけられた圧力は、これらの例示的な例では、構造体３０６の表面３３７にほぼ垂直な方向になり得る。この圧力は力３５８を発生させる。力３５８は、構造体３０６が第１の側部３３４において複合縦長部材３０２に取り付けられたとき、複合縦長部材３０２を構造体３０６から引き離すあらゆる力を含むことができる。言い換えれば、力３５８は、複合縦長部材３０２が構造体３０６に取り付けられるところで引張荷重を創出するあらゆる力を含む。
【００５３】
力３５８は、これらの例示的な例では、構造体３０６の表面３３７にほぼ垂直になり得る。さらに、力３５８は、複合縦長部材３０２の第１のセクション３２０の第１の側部３３４にほぼ垂直になり得る。
【００５４】
図３の構造システム３００の図は、有利な実施形態が実装され得る方法に対する物理的または構築上の限定を示唆することを意味するものではない。図示されるものに加えてまたはその代わりに他の構成要素を使用することもできる。一部の構成要素は不必要になり得る。また、このブロックは、一部の機能的構成要素を説明するために提示される。これらのブロックの１つまたは複数は、有利な実施形態に実装されるとき、組み合わせる、および／またはさまざまなブロックに分割することができる。
【００５５】
たとえば、一部の例示的な例では、２つ以上の構造体を第１の側部３３４において複合縦長部材３０２に取り付けることができる。１つの例示的な例として、第２の構造体３６０を構造体３０６に取り付けることができる。たとえば、構造体３０６がベースチャージの形態をとるとき、第２の構造体３６０は、ベースチャージに取り付けられる外板パネルになり得る。一部の例示的な例では、ベースチャージは、複合縦長部材３０２の第２の配置と同じ配置３５５を有することができる。
【００５６】
別の例示的な例として、第３の構造体３６２を複合縦長部材３０２の第２のセクション３２２の側部３３１に取り付けることができる。第３の構造体３６２は、たとえば、リブ、スパー、または構造体の何らかの他の適切なタイプになり得る。
【００５７】
さらに他の例示的な例では、構造システム３００は、構造体３０６に取り付けられた複合縦長部材３０２に加えて、またはその代わりに１つまたは複数の複合部材を含むことができる。たとえば、複数のストリンガを外板パネルの形態の構造体３０６に取り付けて構造システム３００を形成することができる。
【００５８】
一部の場合、構造システム３００は、航空機３０１以外のプラットフォーム内に位置することができる。たとえば、構造システム３００は、移動プラットフォーム、固定プラットフォーム、陸上構造体、水上構造体、宇宙構造体、航空機、水上艦、タンク、人員運搬車、電車、宇宙船、宇宙ステーション、衛星、潜水艦、車、発電所、橋、ダム、製造設備、および建物の少なくとも１つから選択されたプラットフォーム内に位置することができる。
【００５９】
次に図４を参照すれば、構造システムの斜視図の図が、有利な実施形態によって表される。この例示的な例では、構造システム４００は、図３の構造システム３００の１つの実装形態の例である。この図および図５、６および９〜１７に示されるさまざまな構成要素は、図３の構成要素と組み合わせることができ、図３の構成要素で使用することができ、またはその２つの組合せになり得る。加えて、この図の構成要素の一部は、図３にブロック形態で示された構成要素が物理的構造体としてどのように実装され得るかの例示的な例になり得る。
【００６０】
表されるように、構造システム４００は、ストリンガ４０２、ベースチャージ４０４、外板４０７、およびヌードル４０６を含む。ストリンガ４０２は、図３の複合縦長部材３０２の１つの実装形態の例である。ベースチャージ４０４は、図３の構造体３０６の１つの実装形態の例であり、ヌードル４０６は、図３の充填材構造体３３６の１つの実装形態の例である。
【００６１】
この例示的な例では、ストリンガ４０２は、ブレードストリンガである。ストリンガ４０２は、第１の側部４０３および第２の側部４０５を有する。さらに、ストリンガ４０２は、第１のセクション４０８および第２のセクション４１０を有する。第１のセクション４０８および第２のセクション４１０は、この例では同じ構造体の部分である。表されるように、第１のセクション４０８は、不連続セクションである。
【００６２】
第２のセクション４１０は、矢印４１１の方向に第１のセクション４０８から外方に延びるように第１のセクション４０８に関連して位置決めされる。矢印４１１は、第１のセクション４０８にほぼ垂直である方向を有する。
【００６３】
この表された例では、第２のセクション４１０は、第２のセクション４１０の第１の場所４１４において第１のセクション４０８の第１の部分４１２と、また第２のセクション４１０の第２の場所４１８において第１のセクション４０８の第２の部分４１６と交わる。第１の場所４１４は第１の曲線形状４２２を有する。第２の場所４１８は第２の曲線形状４２４を有する。
【００６４】
この例示的な例では、ベースチャージ４０４は、ストリンガ４０２の第１の側部４０３に取り付けられる。特に、ベースチャージ４０４の第１の表面４２６は、第１のセクション４０８の第１の側部４０３に接触する。外板４０７は、ベースチャージ４０４の第２の表面４２７に取り付けられる。表わされるように、第１の表面４２６は、第２のセクション４１０の第１の側部４０３とは接触しない。
【００６５】
チャネル４２８が、第２のセクション４１０の第１の場所４１４と第２の場所４１８の間のストリンガ４０２の第１の側部４０３に形成される。第１の場所４１４にある第１の側部４０３は、チャネル４２８の第１の壁４１５を形成し、第２の場所４１８にある第１の側部４０３は、チャネル４２８の第２の壁４１７を形成する。さらに、ベースチャージ４０４の第１の表面４２６は、チャネル４２８の第３の壁４１９を形成する。このようにして、チャネル４２８は、この例示的な例では円錐形である形状４３０を有する。
【００６６】
ヌードル４０６がチャネル４２８内に位置している。ヌードル４０６は、いくつかの複合構造体４３１を備える。いくつかの複合構造体４３１は、図３のいくつかの複合構造体３０４の１つの実装形態の例である。いくつかの複合構造体４３１は、複合層４３２からなる。複合層４３２は複合材料の層である。
【００６７】
複合層４２３の構成は、ヌードル４０６の形状４３３が、チャネル４２８の形状４３０にほぼ適合するように選択される。さらに、ヌードル４０６では、ヌードル４０６が存在しないとき、または異なるタイプのヌードルが存在するときと比べて、ストリンガ４０２をベースチャージ４０４および／または外板４０７から引き離す力に耐えるストリンガ４０２の能力が増大する。これらの力は矢印４１１の方向である。
【００６８】
表されるように、ヌードル４０６の複合層４３２は、第１の側部４０３およびベースチャージ４０４の第１の表面４２６にほぼ垂直に積み上げることができる。さらに、複合層４３２の各々は、ストリンガ４０２を貫通する軸４３８に対して特定の角度を有して配置することができる。
【００６９】
次に図５を参照すれば、構造システムの断面図の図が、有利な実施形態によって表される。この例示的な例では、図４からの構造システム４００の断面図が、図４の線５〜５に沿って切り取られて表されている。ストリンガ４０２の第２のセクション４１０は、ストリンガ４０２の第１のセクション４０８に関連してほぼ垂直に位置決めされる。
【００７０】
この例に表されるように、第１の曲線形状４２２は、第１の半径５００を有する。さらに、第２の曲線形状４２４は、第２の半径５０２を有する。第１の半径５００は、第１の曲線形状４２２を形成する第１の場所４１４内の第１の側部４０３の部分から点５０４までの距離である。同様に、第２の距離５０２は、第２の曲線形状４２４を形成する第２の場所４１８内の第１の側部４０３の部分から点５０６までの距離である。
【００７１】
第１の曲線形状４２２は、図３の第１の曲線形状３２４の１つの実装形態の例である。第２の曲線形状４２４は、図３の第２の曲線形状３２８の１つの実装形態の例である。この例示的な例では、第１の曲線形状４２２および第２の曲線形状４２４の各々は、円の一部の形態をとる。当然ながら、他の例示的な例では、第１の曲線形状４２２および第２の曲線形状４２４の各々は、たとえば長円の一部、孤、楕円の一部、または何らかの他の適切なタイプの曲線形状などの何らかの他の適切な形態をとることができる。
【００７２】
次に図６に移ると、ヌードルの図が、有利な実施形態によって表される。この例示的な例では、図４〜５のヌードル４０６が、より詳細に表される。表されるように、ヌードル４０６は、複合層４３２を備えるいくつかの複合構造体４３１の構成６０１を有する。特に、いくつかの複合構造体４３１は、複合構造体６０２、複合構造体６０４、および複合構造体６０６を含む。
【００７３】
複合構造体６０２は、図４のチャネル４２８の第３の壁４１９ならびに第１の壁４１５および第２の壁４１７の基部に接触するように構成される。複合構造体６０６は、図４のチャネル４２８の第１の壁４１５および第２の壁４１７の先端部に接触するように構成される。複合構造体６０４は、複合構造体６０２と複合構造体６０６の間に位置している。これらの複合構造体は、図４のチャネル４２８の形状４３０にほぼ適合するヌードル４０６の形状４３３を形成する。
【００７４】
複合構造体６０２、複合構造体６０４および複合構造体６０６はまた、セグメントと称することもできる。たとえば、複合構造体６０２は基部セグメントになることができ、複合構造体６０６は上部セグメントになることができ、複合構造体６０４は基部セグメントと上部セグメントの間の中間セグメントになることができる。
【００７５】
この例示的な例では、複合構造体６０２は複合層６０８から形成され、複合構造体６０４は複合層６１０から形成され、複合構造体６０６は複合層６１２から形成される。
【００７６】
ヌードル４０６の構成６０１は、ヌードル４０６の形状４３３が、図４〜５のチャネル４２８の形状４３０にほぼ適合するように選択される。表されるように、複合構造体６０２の基部６１４は長さ６１６を有する。複合構造体６０４の基部６１８は長さ６２０を有し、複合構造体６０６の基部６２２は長さ６２４を有する。
【００７７】
さらに、複合構造体６０２は高さ６２６を有し、複合構造体６０４は高さ６２８を有し、複合構造体６０６は高さ６３０を有する。加えて、複合構造体６０２は、基部６１４において角度６３２を有する。複合構造体６０４は基部６１８において角度６３４を有する。複合構造体６０６は基部６２２において角度６３６を有する。
【００７８】
次に図７を参照すれば、複合層に関する特性の値の表の図が、有利な実施形態によって表される。この例示的な例では、表７００は、図６のヌードル４０６の複合構造体６０２の複合層６０８に関する特性の値を提供している。
【００７９】
表されるように、表７００は、複合層７０２、材料７０４、角度７０６、および厚さ７０８を含む。複合層７０２は、複合層６０８内の個々の層を特定する。複合層６０８に関する実施形態のこれらの例示的な例では、複合層６０８は、約２０の複合材料の層を含む。
【００８０】
さらに、材料７０４は、層がそこから形成される材料の個々のタイプを特定する。この例示的な例では、複合層６０８のすべては、同じタイプの材料からなる。角度７０６は、層が図４のストリンガ４０２を貫通する軸４３８に対して配置される角度を特定する。表されるように、さまざまな層が、軸４３８に対してさまざまな角度で配置され得る。厚さ７０８は、層の厚さを特定する。これらの例示的な例では、複合層６０８のすべては、ほぼ同じ厚さを有する。
【００８１】
図６の複合構造体６０４の複合層６１０は、複合層６０８とほぼ同じ特性を有することができる。たとえば、複合層６１０もまた、ほぼ同じ材料からなり、ほぼ同じ厚さを有する約２０の層を含むことができる。さらに、複合層６１０内のさまざまな層は、図４の軸４３８に対して複合層６０８とほぼ同じ角度を有して配置することができる。
【００８２】
次に図８を参照すれば、複合層の特性に関する値の表の図が、有利な実施形態によって表される。この例示的な例では、表８００は、図６のヌードル４０６内の複合構造体６０６の複合層６１２に関する特性の値を提供している。図７の表７００と同じように、表８００は、複合層８０２、材料８０４、角度８０６、および厚さ８０８を含む。図４の第１の曲線形状４２２および第２の曲線形状４２４の各々において説明された層に関する特性の各々の実施形態は、図７で説明された層に関する特性の各々と組み合わせることができる。
【００８３】
次に図９を参照すれば、翼内の構造システムの図が、有利な実施形態によって表される。この例示的な例では、構造システム９００は、図３の航空機３０１などの航空機の翼９０１の内側に位置している。
【００８４】
構造システム９００は、外板パネル９０４に取り付けられたストリンガ９０２を含む。ストリンガ９０２は、この例示的な例では、ハットストリンガである。この表された例では、図３の充填材構造体などの充填材構造体（この図では示さず）が、ストリンガ９０２の各々の少なくとも一部分をベースチャージ（この図では示さず）に取り付けることができる。ストリンガ９０２用のベースチャージ（図示せず）は、ストリンガ９０２を外板パネル９０４に連結する。
【００８５】
さらに、図示されるように、リブ９０６がストリンガ９０２および外板パネル９０４に取り付けられる。リブ９０６は、この表された例ではシヤタイ式リブである。充填材構造体（図示せず）は、ストリンガ９０２および／またはリブ９０６を外板パネル９０４から矢印９０８の方向に引き離す力に耐えるストリンガ９０２の能力の増大をもたらす。
【００８６】
次に図１０に移ると、翼内の構造システムの図が、有利な実施形態によって表される。この例示的な例では、構造システム１０００は、図３の航空機３０１などの航空機の翼１００１の内側に位置している。
【００８７】
構造システム１０００は、外板パネル１００４に取り付けられたストリンガ１００２を含む。ストリンガ１００２は、この表された例では、ハットストリンガである。
【００８８】
図３の充填材構造体３３６などの充填材構造体（図示せず）を用いて、ストリンガ１００２の一部を外板パネル１００４に取り付けることにより、ストリンガ１００２を外板パネル１００４から矢印１００８の方向に引き離す力に耐えるストリンガ１００２の能力の増大がもたらされる。これらの力に耐える能力をこうして増大させることにより、リブ１００６を外板パネル１００４に取り付けずにストリンガ１００２に取り付けることが可能になる。
【００８９】
次に図１１〜１４を参照すれば、構造システムを形成するさまざまな段階の図が、有利な実施形態によって表される。これらの図は、図３の構造システム３００などの構造システムを形成する例を提供している。
【００９０】
次に図１１に移ると、複合層１１００が積み上げられる。複合層１１００は、図３の複合材料３１４の層３１２の１つの実装形態の例である。複合層１１００は、図３の複合縦長部材３０２の形状３１６などの複合縦長部材の形状を形成するために使用することができる。
【００９１】
図１２では、加熱要素１２００が複合層１１００の上方に設置される。加熱要素１２００は、この例示的な例では加熱ブランケットである。さらに、断熱要素１２０２が加熱要素１２００の上方に設置される。断熱要素１２０２は、この例示的な例では断熱ブランケットである。複合層１１００の上方の加熱要素１２００および断熱要素１２０２により、複合層１１００が加熱される。１つの例示的な例では、複合層１１００は、複合層１１００を、ストリンガの形状を形成するように成形するために華氏約１１０度（４３．３℃）に加熱される。
【００９２】
次に図１３を参照すれば、複合層１１００は、形状１３００を形成するために加熱されている。形状１３００を有する複合層１１００は、ストリンガ１３０２を形成する。この例示的な例では、チャネル１３０４がストリンガ１３０２内に形成される。
【００９３】
図１４では、ヌードル１４００がチャネル１３０４内に設置される。ヌードル１４００は、たとえば図６のヌードル４０６を用いて実装することができる。ベースチャージ（図示せず）が、ヌードル１４００およびストリンガ１３０２の上方に設置され得る。次いで外板パネル（図示せず）が、ベースチャージの上方に設置され得る。次いでストリンガ１３０２、ヌードル１４００、ベースチャージ、および外板パネルが、一緒に硬化される。この硬化は、これらのさまざまな構成要素を一緒に加熱することによって実行することができる。たとえば、これらのさまざまな構成要素は、炉、オートクレーブ、または構成要素を加熱するように構成された何らかの他の適切なデバイス内で硬化させることができる。
【００９４】
一部の場合、構成要素はバッグ内に設置することができる。次いでこれらの構成要素を、真空をバッグにかけながら加熱し、圧力および熱を発生させて構成要素の組立体から構造システムを形成する。
【００９５】
次に図１５〜１７を参照すれば、ヌードルの複合構造体がそこから形成されるパネルの図が、有利な実施形態によって表される。これらの複合構造体は切断されて、図６のヌードル４０６などのいくつかのヌードルを形成することができる。
【００９６】
次に図１５に移ると、パネル１５００は複合層からなる。パネル１５００は高さ１５０１を有する。複合構造体１５０２、１５０４、および１５０６を形成するためにパネル１５００内に切断が施される。これらの複合構造体はほぼ同じ形状およびサイズを有する。図６の複合構造体６０２は、複合構造体１５０２、１５０４および１５０６が形成される方法と類似の方法で形成することができる。当然ながら、追加の複合構造体をパネル１５００から切断することができる。
【００９７】
図１６では、パネル１６００は複合層からなる。パネル１６００は高さ１６０１を有する。複合構造体１６０２、１６０４、および１６０６を形成するためにパネル１６００内に切断が施される。これらの複合構造体は、ほぼ同じ形状およびサイズを有する。図６の複合構造体６０４は、複合構造体１６０２、１６０４、および１６０６が形成される方法と類似の方法で形成することができる。
【００９８】
加えて、図１７では、パネル１７００は複合層からなる。パネル１７００は高さ１７０１を有する。複合構造体１７０２および１７０４を形成するためにパネル１７００内に切断が施される。これらの複合構造体は、ほぼ同じ形状およびサイズを有する。図６の複合構造体６０６は、複合構造体１７０２および１７０４が形成される方法と類似の方法で形成することができる。
【００９９】
図１５、１６、および１７で形成された複合構造体は、互いの上部に積み重ねられてヌードルを形成することができる。１つの例示的な例では、複合構造体１５０２を複合構造体１６０２の上部に積み重ねることができ、この複合構造体１６０２を複合構造体１７０２の上部に積み重ねてヌードルを形成することができる。これらの複合構造体は積み重ねられて、複合縦長部材内の特定のチャネルにほぼ適合する形状を有するヌードルを形成する。
【０１００】
別の例として、複合構造体１５０４を複合構造体１６０４の上部に積み重ねることができ、この複合構造体１６０４を複合構造体１７０４の上部に積み重ねて別のヌードルを形成することができる。このヌードルは、複合構造体１５０２、１６０２、および１７０２を積み重ねることによって形成されたヌードルとほぼ同じサイズおよび形状を有する。
【０１０１】
他の例示的な例では、ヌードルの他の複合構造体を形成するために、部分１７０６などのパネル１７００の他の部分内に他の切断を施すことができる。１つの例示的な例として、複合構造体１７０８を形成するためにパネル１７００内に切断を施すことができる。複合構造体１７０８は、複合構造体１５０２、１６０２および１７０２と同じヌードルでまたは異なるヌードルで使用することができる。
【０１０２】
次に図１８を参照すれば、ブロック図の形態の充填材構造体の図が、有利な実施形態によって表される。この例示的な例では、いくつかの複合構造体１８００は、図３のいくつかの複合構造体３０４の１つの実装形態の例である。
【０１０３】
この例示的な例では、いくつかの複合構造体１８００は、図３の充填材構造体３３６とは異なる、図３のチャネル３３２用の充填材構造体１８０２を形成する。充填材構造体１８０２は、図３の複合縦長部材３０２のチャネル３３２用のヌードルの別の例である。
【０１０４】
特に、いくつかの複合構造体１８００は、構造体３０６を、図３の複合縦長部材３０２に取り付けるために複合縦長部材３０２のチャネル３３２内に設置することができる。より詳細には、いくつかの複合構造体１８００は、構造体３０６の表面３３７の一部分を、図３の複合縦長部材３０２の第２のセクション３２２の第１の場所３２１および第２の場所３２３にある第１の側部３３４の部分に取り付ける。
【０１０５】
この例に表されるように、いくつかの複合構造体１８００は、複合材料１８０６の層１８０４からなる。この例示的な例では、複合材料１８０６の層１８０４は形状１８０８および配向１８１０を有する。いくつかの複合構造体１８００の形状１８０８および配向１８１０は、複合縦長部材３０２を図３の構造体３０６から引き離し得る力３５８に耐える複合縦長部材３０２の能力３５６を増大させるように構成される。
【０１０６】
１つの例示的な例として、複合材料１８０６の層１８０４の配向１８１０は、縦方向の配向である。換言すれば、複合材料１８０６の層１８０４は、複合縦長部材３０２を構造体３０６から引き離す力３５８に耐える図３からの複合縦長部材３０２の能力３５６を増大させるために、構造体３０６の表面３３７にほぼ垂直に配向することができる。
【０１０７】
この例示的な例では、層１８０４が構造体３０６の表面３３７にほぼ垂直に配向されることは、層１８０４が構造体３０６の表面３３７に対して約９０度の角度で配向されることを意味する。換言すれば、層１８０４は、ほぼ水平になり得る構造体３０６の表面３３７に対してほぼ縦方向に配向される。
【０１０８】
加えて、いくつかの複合構造体１８００は、図３のチャネル３３２の形状３３３にほぼ適合する形状１８０８を有する。換言すれば、複合材料１８０６の層１８０４は、図３のチャネル３３２の形状３３３にほぼ適合させるために形状１８０８で形成することができる。
【０１０９】
いくつかの複合構造体３０４の各々は、充填材構造体１８０２の一セグメントになり得る。たとえば、いくつかの複合構造体１８００は、一緒に取り付けられたとき、充填材構造体１８０２を形成するいくつかのセグメントを備えることができる。たとえば、いくつかの複合構造体１８００は、第１のセグメント、第２のセグメント、および基部セグメントと上部セグメントの間に位置する中間セグメントの組を備えることができる。本明細書では、「項目の組」は、ゼロまたはそれ以上の項目を意味する。たとえば、中間セグメントの組は、空の組またはゼロの組になり得る。
【０１１０】
１つの例示的な例として、いくつかの複合構造体１８００は、第１のセグメント１８１２および第２のセグメント１８１４を備えることができる。第１のセグメント１８１２は第１の形状１８１６を有することができ、第２のセグメント１８１４は第２の形状１８１８を有することができる。これらの例示的な例では、第１の形状１８１６は、第２の形状１８１８とほぼ対称的になり得る。第１のセグメント１８１２および第２のセグメント１８１４の両方を図３の構造体３０６の表面３３７に取り付けるように一緒に設置されたとき、第１のセグメント１８１２の第１の形状１８１６および第２のセグメント１８１４の第２の形状１８１８は、いくつかの複合構造体１８００の形状１８０８を形成することができる。
【０１１１】
これらの例示的な例では、いくつかの複合構造体１８００は、図３の複合縦長部材３０２に関する第２のいくつかの特性３５４にほぼ合致する第１のいくつかの特性１８１９を有する。第１のいくつかの特性１８１９は、第２のいくつかの特性３５４とほぼ同じ特性を含むことができる。たとえば、第１のいくつかの特性１８１９は、非限定的に、熱膨張係数、ヤング率、および他の適切な特性の少なくとも１つを含むことができる。
【０１１２】
例示的な例として、いくつかの複合構造体１８００の層１８０４は、構成１８２０を有することができる。層１８０４の構成１８２０は、いくつかの複合構造体１８００に関する第１のいくつかの特性１８１９が、図３の複合縦長部材３０２に関する第２のいくつかの特性３５４にほぼ合致するように選択される。たとえば構成１８２０では、いくつかの複合構造体１８００のヤング率の値は、図３の複合縦長部材３０２のヤング率の値から所望の範囲内になり得る。
【０１１３】
いくつかの複合構造体１８００に関する第１のいくつかの特性１８１９および図３の複合縦長部材３０２の第２のいくつかの特性３５４がほぼ合致するとき、力３５８に耐える複合縦長部材３０２の能力３５６が増大する。力３５８は、圧力が複合縦長部材３０２および構造体３０６にかけられたときに発生する。たとえば、圧力は、航空機３０１が作動されているときに複合縦長部材３０２および構造体３０６にかけられ得る。
【０１１４】
特に、複合材料１８０６の層１８０４が、図３の複合縦長部材３０２の表面３３７にほぼ垂直に配向されるとき、複合縦長部材３０２の表面３３７にほぼ平行に形成する充填材構造体１８０２内の不整合の数は、低減され得る。たとえば、層１８０４の層間剥離および／または複合縦長部材３０２の表面３３７にほぼ平行な他の不整合の広がりは、ほぼ抑えることができる。
【０１１５】
図１８のいくつかの複合構造体１８００の図は、有利な実施形態が実装され得る方法に対する物理的または構築上の限定を示唆することを意味するものではない。図示されるものに加えて、および／またはその代わりに他の構成要素を使用することもできる。一部の構成要素は不必要になり得る。また、このブロックは、一部の機能構成要素を説明するために提示される。これらのブロックの１つまたは複数は、有利な実施形態に実装されるとき、組み合わせる、および／またはさまざまなブロックに分割することができる。たとえば、一部の例示的な例では、いくつかの複合構造体１８００は、第１のセグメント１８１２および第２のセグメント１８１４に加えてセグメントを含むことができる。
【０１１６】
次に図１９を参照すれば、構造システムの斜視図の部が、有利な実施形態によって表される。この例示的な例では、構造システム１９００は、図１８のいくつかの複合構造体１８００を用いる図３においてブロック形態で示された構造システム３００の１つの実装形態の例である。特に構造システム１９００は、ストリンガ１９０２、ベースチャージ１９０４、外板１９０７、およびヌードル１９０６を含む。ストリンガ１９０２は、図３の複合縦長部材３０２の１つの実装形態の例である。ベースチャージ１９０４は、図３にブロック形態で示された構造体３０６の１つの実装形態の例であり、ヌードル１９０６は、図１８の充填材構造体１８０２の１つの実装形態の例である。
【０１１７】
例示的な例では、ストリンガ１９０２は、ブレードストリンガである。ストリンガ１９０２は、第１の側部１９０３および第２の側部１９０５を有する。さらに、ストリンガ１９０２は、第１のセクション１９０８および第２のセクション１９１０を有する。第１のセクション１９０８および第２のセクション１９１０は、この例では同じ構造体の部分である。表されるように、第１のセクション１９０８は、不連続セクションである。
【０１１８】
第２のセクション１９１０は、矢印１９１１の方向に第１のセクション１９０８から外方に延びるように第１のセクション１９０８に関連して位置決めされる。矢印１９１１は、第１のセクション１９０８にほぼ垂直である方向を有する。
【０１１９】
この表された例では、第２のセクション１９１０は、第２のセクション１９１０の第１の場所１９１４において第１のセクション１９０８の第１の部分１９１２と、また第２のセクション１９１０の第２の場所１９１８において第１のセクション１９０８の第２の部分１９１６と交わる。第１の場所１９１４は第１の曲線形状１９２２を有する。第２の場所１９１８は第２の曲線形状１９２４を有する。
【０１２０】
この例示的な例では、ベースチャージ１９０４は、ストリンガ１９０２の第１の側部１９０３に取り付けられる。特に、ベースチャージ１９０４の第１の表面１９２６は、第１のセクション１９０８の第１の側部１９０３に接触する。外板１９０７は、ベースチャージ１９０４の第２の表面１９２７に取り付けられる。表されるように、第１の表面１９２６は、第２のセクション１９１０の第１の側部１９０３とは接触しない。
【０１２１】
ヌードル１９０６がチャネル１９２８内に位置している。ヌードル１９０６は、いくつかの複合構造体１９３１を備える。いくつかの複合構造体１９３１は、図１８にブロック形態で示されたいくつかの複合構造体１８００の１つの実装形態の例示的な例である。いくつかの複合構造体１９３１は、複合層１９３２からなる。複合層１９３２は、図１８にブロック形態で示された複合材料１８０６の層１８０４などの複合材料の層である。
【０１２２】
複合層１９３２の構成は、ヌードル１９０６の形状１９３３が、チャネル１９２８の形状１９３０にほぼ適合するように選択される。さらに、ヌードル１９０６では、ヌードル１９０６が存在しないとき、または異なるタイプのヌードルが存在するときと比べて、ストリンガ１９０２をベースチャージ１９０４および／または外板１９０７から引き離す力に耐えるストリンガ１９０２の能力が増大する。これらの力は矢印１９１１の方向である。
【０１２３】
表されるように、ヌードル１９０６の複合層１９３２は、第１のセクション１９０８の第１の側部１９０３およびベースチャージ１９０４の第１の表面１９２６にほぼ垂直に配向することができる。換言すれば、複合層１９３２は、ベースチャージ１９０４の第１の表面１９２６に対して約９０度の角度で配向される。より詳細には、複合層１９３２は、この表された例では矢印１９１１の方向に配向される。
【０１２４】
加えて、この例示的な例では、接着剤および／または何らかの他の適切なタイプの材料が、ヌードル１９０６と、第１の場所１９１４および第２の場所１９１８にあるストリンガ１９０２の第１の側部１９０３との間のあらゆる空隙または空間を充填するために使用することができる。このようにして、チャネル１９２８内の空隙または空間は、ストリンガ１９０２、ベースチャージ１９０４、およびヌードル１９０６が一緒に取り付けられているときには存在し得ない。
【０１２５】
次に図２０を参照すれば、ヌードルの複合構造体がそこから形成されるパネルの図が、有利な実施形態によって表される。これらの複合構造体は切断されて、図１８にブロック形態で示されるいくつかの複合構造体１８００などのいくつかの複合構造体を形成することができる。特に、これらの複合構造体は切断されて、図１９のヌードル１９０６などのヌードルを形成することができる。
【０１２６】
表されるように、パネル２０００およびパネル２００２は複合層からなる。複合構造体２００６を形成するためにパネル２０００内に切断２００４が施される。複合構造体２０１０を形成するためにパネル２００２内に切断２００８が施される。これらの複合構造体は、ほぼ同じ形状およびサイズを有する。パネル２０００およびパネル２００２の残された部分は、実装形態に応じて、他の複合構造体を形成するために使用することができる。
【０１２７】
次に図２１を参照すれば、ヌードルの積層の図が、有利な実施形態によって表される。この例示的な例では、図２０からの複合構造体２００６および複合構造体２０１０は、一緒に取り付けられて形状２１０２を有する積層２１００を形成することができる。特に、複合構造体２００６および複合構造体２０１０は、形状２１０２を有する積層２１００を形成するために回転される。積層２１００は、ストリンガの形態の複合縦長部材用のヌードルを形成するために使用することができる。
【０１２８】
積層２１００の形状２１０２は、最終ヌードルが中に設置されるチャネルの形状より大きいものになり得る。特に、積層２１００の形状２１０２は、硬化後、積層２１００が、ストリンガ内のチャネルの形状にほぼ適合する最終形状を有することができるように構成される。積層２１００は、熱および／または圧力を積層２１００にかけることによって硬化されてストリンガ用のヌードルを形成することができる。
【０１２９】
当然ながら、他の例示的な例では、形状２１０２を有する積層２１００は、パネルの表面に対して約４５度で２つの切断を施すことによって、また、２つの切断間を約９０度の角度にして単一のパネルから形成することができる。
【０１３０】
次に図２２を参照すれば、ブロック図の形態の充填材構造体の図が、有利な実施形態によって表される。この例示的な例では、いくつかの複合構造体２２００は、図３にブロック形態で示されたいくつかの複合構造体３０４の１つの実装形態の例である。
【０１３１】
この例示的な例では、いくつかの複合構造体２２００は、図３にブロック形態で示されたチャネル３３２用の充填材構造体２２０２を形成する。充填材構造体２２０２は、図３にブロック形態で示された複合縦長部材３０２のチャネル３３２用のヌードルの別の例である。
【０１３２】
特に、いくつかの複合構造体２２００は、構造体３０６を図３にブロック形態で示された複合縦長部材３０２に取り付けるために複合縦長部材３０２のチャネル３３２内に設置することができる。より詳細には、いくつかの複合構造体２２００は、構造体３０６の表面３３７の一部分を、図３にブロック形態で示された複合縦長部材３０２における第２のセクション３２２の第１の場所３２１および第２の場所３２３にある第１の側部３３４の部分に取り付ける。
【０１３３】
この例に表されるように、いくつかの複合構造体２２００は、複合材料２２０６の層２２０４からなる。この例示的な例では、複合材料２２０６の層２２０４は形状２２０８を有する。いくつかの複合構造体２２００の形状２２０８は、図３にブロック形態で示された構造体３０６から複合縦長部材３０２を引き離し得る力３５８に耐える複合縦長部材３０２の能力３５６を増大させるように構成される。特に、いくつかの複合構造体２２００は、図３にブロック形態で示されたチャネル３３２の形状３３３にほぼ適合する形状２２０８を有する。換言すれば、複合材料２２０６の層２２０４は、図３にブロック形態で示されたチャネル３３２の形状３３３にほぼ適合させるために形状２２０８で形成することができる。
【０１３４】
この例示的な例では、いくつかの複合構造体２２００の各々は、充填材構造体２２０２の一セグメントになり得る。たとえば、いくつかの複合構造体２２００は、一緒に取り付けられたとき、充填材構造体２２０２を形成するいくつかのセグメントを備えることができる。１つの例示的な例では、いくつかの複合構造体２２００は、複合材料２２０６の層２２０４を含むセグメント２２１２のみを含むことができる。
【０１３５】
セグメント２２１２内の複合材料２２０６の層２２０４は、図３にブロック形態で示された複合縦長部材３０２を貫通する軸３５７に対してさまざまな配向２２１０を有する。いくつかの複合構造体２２００内の複合材料２２０６の層２２０４の配向２２１０は、図３にブロック形態で示された構造体３０６から複合縦長部材３０２を引き離し得る力３５８に耐える複合縦長部材３０２の能力３５６を増大させるように選択することができる。
【０１３６】
たとえば、層２２０４は構成２２１４で積み上げることができる。層２２０４の構成２２１４は、層２２０４のグループ２２１６を含むことができる。本明細書では、層のグループは、２つまたはそれ以上の層である。１つの例示的な例として、層２２０４は、層２２０４のグループ２２１６になるように形成することができ、グループ２２１６内の各々のグループは２つの層を備える。これらの２つの層は異なる配向２２１０を有することができる。
【０１３７】
グループ２２１８は、グループ２２１６の１つの例である。１つの例示的な例では、グループ２２１８は、第１の層２２２０および第２の層２２２２を備える。第２の層２２２２は、第１の層２２２０の上部に積み上げることができる。第１の層２２２０は、図３にブロック形態で示された複合縦長部材３０２を貫通する軸３５７に対して約０度の角度で配置された繊維を備えることができる。さらに、第２の層２２２２は、軸３５７に対して約４５度および軸３５７に対して約９０度の１つから選択された角度で配置された繊維を備えることができる。
【０１３８】
層２２０４の構成２２１４では、グループ２２１６内のグループのすべてが、グループ２２１８の第１の層２２２０および第２の層２２２２とほぼ同じ方法で配置された２つの層を有することができる。特に、第２の層２２２２の繊維がグループ２２１６内のさまざまなグループ内に配置される角度は、図３にブロック形態で示された複合縦長部材３０２を貫通する軸３５７に対して約４５度と軸３５７に対して約９０度の間で変更することができる。換言すれば、グループ２２１６内の２つの隣接するグループは、軸３５７に対して同じ角度を有する繊維を有する第２の層２２２２を有し得ない。
【０１３９】
別の例示的な例では、グループ２２１８は、第１の層２２２０および第２の層２２２２に加えて層を備えることができる。たとえばグループ２２１８はまた、第３の層２２２４および第４の層２２２６を含むこともできる。第２の層２２２２は、第１の層２２２０上に積み上げることができる。第３の層２２２４は、第２の層２２２２上に積み上げることができる。第４の層２２２６は、第３の層２２２４上に積み上げることができる。
【０１４０】
グループ２２１８が４つの層を備えるとき、第１の層２２２０および第４の層２２２６は、図３の複合縦長部材３０２を貫通する軸３５７に対して約０度の角度で配置された繊維を備えることができる。第２の層２２２２および第３の層２２２４は、軸３５７に対して約４５度および軸３５７に対して約９０度の１つから選択された角度で配置された繊維を備えることができる。このようにして、第２の層２２２２および第３の層２２２４は、複合縦長部材３０２を貫通する軸に対して約０の角度で配置された繊維を有する第１の層２２２０と第４の層２２２６の間に「挟まれ」得る。
【０１４１】
加えて、この例示的な例では、層２２０４のグループ２２１６は、図３にブロック形態で示されたチャネル３３２の形状３３３より大きい形状を有する積層として形成することができる。たとえば、積層を形成するために積み上げられたグループ２２１６内のさまざまなグループの層２２０４は、複合縦長部材３０２を貫通する軸３５７にほぼ垂直な方向にチャネル３３２の形状３３３より広くなり得る。この積層の形状は、積層を硬化して充填材構造体２２０２を形成した後、充填材構造体２２０２が、図３にブロック形態で示されたチャネル３３２の形状３３３にほぼ適合する形状２２０８を有するように形成される。
【０１４２】
さらに、この例示的な例では、層２２０４は、実装形態に応じてさまざまな幅を有することができる。１つの例示的な例として、層２２０４は、充填材構造体２２０２の基部から充填材構造体２２０２の上部にかけて値が小さくなる幅を有することができる。換言すれば、充填材構造体２２０２が図３のチャネル３３２内に設置されたときに構造体３０６により近い層２２０４は、構造体３０６からさらに外方にある層２２０４と比べてより広くなり得る。
【０１４３】
このようにして、層２２０４は、図３にブロック形態で示されたチャネル３３２の形状３３３に類似する形状２２０８を形成する幅を有することができる。特に、これらの幅は、層２２０４の幅が、充填材構造体２２０２を形成するために層２２０４を硬化する前では、チャネル３３２の形状３３３より広くなるように選択することができる。その結果、硬化前、層２２０４は、チャネル３３２の形状３３３のサイズよりわずかに大きいサイズを有する形状２２０８を有することができる。層２２０４が硬化されて充填材構造体２２０２を形成するとき、層２２０４の幅は、充填材構造体２２０２の形状２２０８が、チャネル３３２の形状３３３にほぼ適合するサイズを有するように低減され得る。
【０１４４】
これらの例示的な例では、いくつかの複合構造体２２００は、図３にブロック形態で示された複合縦長部材３０２に関する第２のいくつかの特性３５４にほぼ合致する第１のいくつかの特性２２２８を有する。第１のいくつかの特性２２２８は、第２のいくつかの特性３５４とほぼ同じ特性を含むことができる。たとえば、第１のいくつかの特性２２２８は、非制限的に、熱膨張係数、ヤング率、および他の適切な特性の少なくとも１つを含むことができる。
【０１４５】
この例示的な例では、層２２０４のグループ２２１６の構成２２１４は、いくつかの複合構造体２２００の第１のいくつかの特性２２２８が、図３の複合縦長部材３０２に関する第２のいくつかの特性３５４にほぼ合致するように選択される。たとえば、構成２２１４では、いくつかの複合構造体２２００のヤング率の値は、図３にブロック形態で示された複合縦長部材３０２のヤング率の値から所望の範囲内になり得る。
【０１４６】
いくつかの複合構造体２２００の第１のいくつかの特性２２２８および図３にブロック形態で示された複合縦長部材３０２の第２のいくつかの特性３５４がほぼ合致するとき、力３５８に耐える複合縦長部材３０２の能力が増大する。
【０１４７】
図２２のいくつかの複合構造体２２００の図は、有利な実施形態が実装され得る方法に対する物理的または構築上の限定を示唆することを意味するものではない。図示されるものに加えてまたはその代わりの他の構成要素を使用することもできる。一部の構成要素は不必要になり得る。また、このブロックは、一部の機能的構成要素を説明するために提示される。これらのブロックの１つまたは複数は、有利な実施形態に実装されるとき、組み合わせる、および／またはさまざまなブロックに分割することができる。たとえば、一部の例示的な例では、説明されたものより少ないまたは多い層がグループ２２１８内に存在し得る。
【０１４８】
次に図２３を参照すれば、構造システムの正面図の図が有利な実施形態によって表される。この例示的な例では、構造システム２３００は、図２２のいくつかの複合構造体２２００を用いる図３の構造システム３００の１つの実装形態の例である。特に構造システム２３００は、ストリンガ２３０２、ベースチャージ２３０４、外板２３０７、およびヌードル２３０６を含む。ストリンガ２３０２は、図３にブロック形態で示された複合縦長部材３０２の１つの実装形態の例である。ベースチャージ２３０４は、図３の構造体３０６の１つの実装形態の例であり、ヌードル２３０６は、図２２の充填材構造体２２０２の１つの実装形態の例である。
【０１４９】
この例示的な例では、ストリンガ２３０２は、ブレードストリンガである。ストリンガ２３０２は、第１の側部２３０３および第２の側部２３０５を有する。さらに、ストリンガ２３０２は、第１のセクション２３０８および第２のセクション２３１０を有する。第１のセクション２３０８および第２のセクション２３１０は、この例では同じ構造体の部分である。表されるように、第１のセクション２３０８は、不連続セクションである。
【０１５０】
第２のセクション２３１０は、矢印２３１１の方向に第１のセクション２３０８から外方に延びるように第１のセクション２３０８に関連して位置決めされる。矢印２３１１は、第１のセクション２３０８にほぼ垂直である方向を有する。
【０１５１】
この表された例では、第２のセクション２３１０は、第２のセクション２３１０の第１の場所２３１４において第１のセクション２３０８の第１の部分２３１２と、また第２のセクション２３１０の第２の場所２３１８において第１のセクション２３０８の第２の部分２３１６と交わる。第１の場所２３１４は第１の曲線形状２３２２を有する。第２の場所２３１８は第２の曲線形状２３２４を有する。
【０１５２】
この例示的な例では、ベースチャージ２３０４は、ストリンガ２３０２の第１の側部２３０３に取り付けられる。特に、ベースチャージ２３０４の第１の表面２３２６は、第１のセクション２３０８の第１の側部２３０３に接触する。外板２３０７は、ベースチャージ２３０４の第２の表面２３２７に取り付けられる。表されるように第１の表面２３２６は、第２のセクション２３１０の第１の側部２３０３とは接触しない。
【０１５３】
ヌードル２３０６がチャネル２３２８内に挿入され得る。表されるように、ヌードル２３０６は複合構造体２３３１を備える。複合構造体２３３１は、図２２のいくつかの複合構造体２２００の１つの実装形態の例である。複合構造体２３３１は、この表された例では、１つのセグメントの形態をとる。複合構造体２３３１は複合層２３３２からなる。複合層２３３２は、図２２の複合材料２２０６の層２２０４などの複合材料の層である。
【０１５４】
図示されるように、複合層２３３２は、チャネル２３２８の形状２３３０より広い幅２３３４を有することができる。しかし、幅２３３４は、複合層２３３２が、収縮してチャネル２３２８の形状２３３０のサイズにほぼ適合するサイズを有する形状２３３３を形成することができるように選択することができる。特に、複合層２３３２の構成は、ヌードル２３０６の形状２３３３が、ヌードル２３０６が硬化された後、チャネル２３２８の形状２３３０にほぼ適合するように選択される。
【０１５５】
さらに、ヌードル２３０６では、ヌードル２３０６が存在しないとき、または異なるタイプのヌードルが存在するときと比べて、ストリンガ２３０２をベースチャージ２３０４および／または外板２３０７から引き離す力に耐えるストリンガ２３０２の能力が増大される。これらの力は矢印２３１１の方向である。
【０１５６】
この例示的な例では、ヌードル２３０６の複合層２３３２は、ストリンガ２３０２を貫通する軸（図示せず）に対してさまざまな配向を有することができる。この軸（図示せず）は、ページを貫通し、矢印２３１１にほぼ垂直になり得る。この例示的な例では、複合層２３３２は３４の層を含む。
【０１５７】
加えて、この例示的な例では、接着剤および／または何らかの他の適切なタイプの材料が、ヌードル２３０６と、第１の場所２３１４および第２の場所２３１８にあるストリンガ２３０２の第１の側部２３０３との間のあらゆる空隙または空間を充填するために使用することができる。このようにして、チャネル２３２８内の空隙または空間は、ストリンガ２３０２、ベースチャージ２３０４、およびヌードル２３０６が一緒に取り付けられているときには存在し得ない。
【０１５８】
次に図２４Ａおよび図２４Ｂを参照すれば、ヌードル内の複合層の幅および配向角度の表の図が、有利な実施形態によって表される。この例示的な例では、表２４００は、複合層２４０２、配向角度２４０４および幅２４０６を含む。
【０１５９】
表されるように、複合層２４０２は、図２３のヌードル２３０６内の複合層２３３２内のさまざまな複合層を特定する。配向角度２４０４は、複合層２３３２内のさまざまな複合層の繊維が、ストリンガ２３０２を貫通する軸（図２３には図示せず）に対して配置される角度を特定する。さらに、幅２４０６は、複合層２３３２内のさまざまな複合層の幅２３３４におけるさまざまな幅を特定する。
【０１６０】
次に図２５を参照すれば、複合縦長部材のプルオフ能力を増大させるプロセスのフロー図が、有利な実施形態によって表される。図２５に図示されたプロセスは、図３の複合縦長部材３０２のプルオフ能力を増大させるために実装することができる。
【０１６１】
プロセスは、航空機を作動させることによって開始する（工程２５００）。特に、工程２５００では、プロセスは、複合縦長部材と、複合縦長部材の側部に取り付けられた構造体とに圧力をかける。複合縦長部材は、たとえばストリンガになり得る。構造体は、たとえば外板パネルになり得る。
【０１６２】
航空機の作動に応答して、プロセスは、複合縦長部材を構造体から引き離すように構成された力を発生させ（工程２５０２）、このプロセスはその後終了する。力は、構造体の表面にほぼ垂直な方向である。この例示的な例では、チャネルは、構造体に取り付けられた複合縦長部材の側部で、複合縦長部材の長さに沿って延びている。
【０１６３】
いくつかの複合構造体は、複合縦長部材を構造体から引き離す力に耐える複合縦長部材の能力が増大されるように、複合縦長部材の側部の一部分を構造体に取り付けるように構成される。複合縦長部材を構造体から引き離す力に耐える複合縦長部材の能力は、複合縦長部材のプルオフ能力である。
【０１６４】
この例示的な例では、複合縦長部材の側部の部分を構造体に取り付けるいくつかの複合構造体は、いくつかの異なる構成から選択することができる。たとえば、いくつかの複合構造体は、図３のいくつかの複合構造体３０４の構成３５１、図１８のいくつかの複合構造体１８００の構成１８２０、または図２２のいくつかの複合構造体２２００の構成２２１４を有することができる。
【０１６５】
次に図２６を参照すれば、構造システムを形成するプロセスのフロー図が、有利な実施形態によって表される。図２６に図示されたプロセスは、図３の構造システム３００を形成するために実装することができる。
【０１６６】
プロセスは、複合縦長部材用の層を積み上げることによって開始する（工程２６００）。これらの層は、たとえば複合材料の層になり得る。複合縦長部材は、たとえばストリンガ、補強材、または何らかの他の適切なタイプの複合縦長部材になり得る。
【０１６７】
次いでプロセスは、構造体への取り付け用に構成された側部を有する複合縦長部材の形状を形成するように層を成形する（工程２６０２）。工程２６０２は、たとえば、層を加熱して複合縦長部材の形状を形成することによって実行することができる。構造体は、たとえば外板パネル、ベースチャージ、および／またはほぼ平坦な表面を有する何らかの他の構造体になり得る。複合縦長部材の長さに沿って延びるチャネルは、構造体への取り付け用に構成された側部に存在する。
【０１６８】
その後、プロセスは、いくつかの複合構造体をチャネル内に設置する（工程２６０４）。工程２６０４において、いくつかの複合構造体は、図３のいくつかの複合構造体３０４の構成３５１、図１８のいくつかの複合構造体１８００の構成１８２０、または図２２のいくつかの複合構造体２２００の構成２２１４を有することができる。
【０１６９】
いくつかの複合構造体は、複合縦長部材の側部の一部分を構造体に取り付けるように構成された充填材構造体を形成する。いくつかの複合構造体は、複合縦長部材を構造体から引き離す力に耐える複合縦長部材の能力を増大させる。
【０１７０】
次いでプロセスは、構造体を複合縦長部材の側部に対して位置決めする（工程２６０６）。たとえば、工程２６０６では、構造体は、その表面が、複合構造体の側部の少なくとも一部分に直接接触するように複合縦長部材の上方に設置することができる。次いでプロセスは、複合縦長部材の形状の層をチャネル内のいくつかの複合構造体および構造体と共に硬化させて構造システムを形成し（工程２６０８）、このプロセスはその後終了する。
【０１７１】
次に図２７を参照すれば、充填材構造体を形成するプロセスのフロー図が、有利な実施形態によって表される。図２７に図示されたプロセスは、図３の充填材構造体３３６を形成するために実装することができる。
【０１７２】
プロセスは、複合縦長部材内のチャネルの一部分内に設置するための複合構造体を形成するために複合層を積み上げる（工程２７００）。複合構造体は、複合縦長部材のチャネル内に設置される充填材構造体ためのものである。次いで複合構造体の複合層が、圧縮されてパネルを形成する（工程２７０２）。この圧縮は、パネルを形成するように複合層に圧力をかけることによって実行される。パネルは、実質的に複合構造体に望まれる高さである高さを有する。
【０１７３】
その後、プロセスは、パネル内に切断を施して複合構造体を形成する（工程２７０４）。工程２７０４では、切断は、チャネルの対応する部分にほぼ適合するサイズおよび形状を有する複合構造体を形成するように選択された角度で施すことができる。一部の例示的な例では、切断は、複合構造体のサイズおよび形状が、硬化後、チャネルの対応する部分にほぼ適合するサイズおよび形状に低減するように施すことができる。
【０１７４】
次いでプロセスは、充填材構造体に必要とされるいくつかの複合構造体を形成するためにさらに追加の複合構造体が必要とされるかどうかを決定する（工程２７０６）。追加の複合構造体が必要とされない場合、プロセスは、２つ以上の複合構造体がその充填材構造体用に形成されているかどうかを決定する（工程２７０８）。２つ以上の複合構造体がその充填材構造体用に形成されていない場合、プロセスは終了する。２つ以上の複合構造体が形成されている場合、プロセスは、複合構造体を互いに取り付け（工程２７１０）、その後プロセスは終了する。工程２７１０では、複合構造体は、隣り合わせに、および／または複合構造体の全体形状が、複合縦長部材内のチャネルの形状にほぼ適合するような何らかの他の適切な方法で、積層形態で互いに取り付けることができる。
【０１７５】
再度工程２７０６を参照すると、追加の複合構造体が充填材構造体用に必要とされる場合、プロセスは、新しい複合構造体を形成するために上記で説明された工程２７００に戻る。
【０１７６】
異なって表された実施形態のフロー図およびブロック図は、有利な実施形態における装置および方法の何らかの可能な実装形態の構築、機能性および作動を図示している。この点において、フロー図またはブロック図の各々のブロックは、モジュール、セグメント、機能、および／または工程もしくはステップの一部分に相当し得る。
【０１７７】
有利な実施形態の一部の代替の実装形態では、ブロック内に記された機能または複数の機能は、図に記された順番とは異なって起こり得る。たとえば、一部の場合、連続で示された２つのブロックは、ほぼ同時に遂行されることがあり、またはこれらのブロックは、含まれた機能性に応じて時に逆順で遂行されることがある。また、フロー図またはブロック図内に図示されたブロックに加えて他のブロックを追加することもできる。
【０１７８】
したがって、さまざまな有利な実施形態は、ストリンガが取り付けられた別の構造からストリンガを引き離し得る力に耐える増大した能力を有するストリンガを提供する。１つの有利な実施形態では、構造システムは、縦長複合部材、いくつかの複合構造体、および構造体を備える。複合縦長部材は、構造体への取り付け用に構成された側部と、複合縦長部材の側部のチャネルとを有する。チャネルは、複合縦長部材の長さに沿って延びている。いくつかの複合構造体は、チャネル内への取り付け用に構成される。さらに、いくつかの複合構造体は、複合縦長部材の側部の一部分を構造体に取り付けるように構成される。いくつかの複合構造体は、複合縦長部材を構造体から引きす力に耐える複合縦長部材の能力を増大させるように構成される。
【０１７９】
別の有利な実施形態では、装置は、複合縦長部材、チャネル、およびいくつかの複合構造体を備える。複合縦長部材は、構造への取り付け用に構成された側部を有する。チャネルは、その側部にあり、複合縦長部材の長さに沿って延びている。いくつかの複合構造体は、チャネル内への設置用に構成され、複合縦長部材の側部の一部分を構造体に取り付けるように構成される。いくつかの複合構造体は、複合縦長部材を構造体から引き離す力に耐える複合縦長部材の能力を増大させるように構成された、構造体の表面にほぼ垂直に配向された層を有する。
【０１８０】
さらに別の有利な実施形態では、装置は、複合縦長部材、チャネル、およびいくつかの複合構造体を備える。複合縦長部材は、構造体への取り付け用に構成された側部を有する。チャネルは、その側部にあり、複合縦長部材の長さに沿って延びている。いくつかの複合構造体は、チャネル内への設置用に構成され、複合縦長部材の側部の一部分を構造体に取り付けるように構成される。
【０１８１】
この有利な実施形態では、いくつかの複合構造体内の複合構造体は、複合縦長部材を構造体から引き離す力に耐える複合縦長部材の能力を増大させるように選択されたさまざまな配向を有する層を備える。複合構造体は、積み上げられて複合構造体を形成する層のグループを備えることができる。層のグループ内の一グループは、第１の層内の第１の繊維が、複合縦長部材を貫通する軸に対して約０度の角度で配置される第１の層と、第２の層内の第２の繊維が、複合縦長部材を貫通する軸に対して約４５度および複合縦長部材を貫通する軸に対して約９０度の１つから選択された角度で配置される第２の層とを有することができる。
【０１８２】
このようにして、さまざまな有利な実施形態は、航空機の翼に使用されるシヤタイ式リブに比べて中間リブの数の増大を可能にする構造システムを提供する。中間リブは、シヤタイ式リブに比べて重量が低減する。ストリンガが取り付けられた外板パネルからストリンガを引き離し得る力に耐える増大した能力を有するストリンガでは、中間リブは、翼内のシヤタイ式リブに加えておよび／または翼の重量を低減するためにそれに代えて使用することができる。
【０１８３】
さまざまな有利な実施形態の説明が、図示および説明の目的で提示されており、これは、包括的であること、または開示された形態の実施形態に限定されることを意図しない。多くの改変形態および変形形態が、当業者に明白になる。さらに、さまざまな有利な実施形態は、他の有利な実施形態に比べてさまざまな利点を提供することができる。選択された１つの実施形態または複数の実施形態は、実施形態の原理、実用的な適用分野を最適に説明するために、また、当技術分野の他者が、本開示を、多様な改変形態を有する多様な実施形態について、企図される特定の用途に適合されるように理解できるように選ばれ説明される。
【０１８４】
本明細書において開示された多様な実施形態は、たとえば以下を含むことができる。
【０１８５】
構造体の表面への取り付け用に構成された側部を有する複合縦長部材と、複合縦長部材の長さに沿って延びる側部上のチャネルと、チャネル内への設置用に構成され、複合縦長部材の側部の一部分を構造体に取り付けるように構成されたいくつかの複合構造体とを備える装置であって、いくつかの複合構造体が、構造体の表面にほぼ垂直に配向された層を有し、複合縦長部材を構造体から引き離す力に耐える複合縦長部材の能力を増大させるように構成される、装置。
【０１８６】
いくつかの複合構造体が、チャネルの形状にほぼ適合する形状を有する、装置。
【０１８７】
いくつかの複合構造体の形状が、いくつかの複合構造体用の層を備える積層を硬化させていくつかの複合構造体を形成した後に形成される、装置。
【０１８８】
いくつかの複合構造体が、第１の複合構造体と、第２の複合構造体とを備え、第１の複合構造体が、第２の複合構造体の第２の形状に対称的である第１の形状を有する、装置。
【０１８９】
いくつかの複合構造体が、複合縦長部材の第２のいくつかの特性にほぼ合致する第１のいくつかの特性を有し、それにより、複合縦長部材を構造体から引き離す力に耐える複合縦長部材の能力が増大する、装置。
【０１９０】
第１のいくつかの特性および第２のいくつかの特性が、熱膨張係数およびヤング率の少なくとも１つを含む、装置。
【０１９１】
いくつかの複合構造体が、複合縦長部材の第２のヤング率の値から所望の範囲内にある、いくつかの複合構造体の第１のヤング率の値を生じさせる構成を有する層を備える、装置。
【０１９２】
複合縦長部材が、第１のセクションと、第１のセクションにほぼ垂直に位置決めされた第２のセクションとを備え、第２のセクションが、第１の半径を有する第１の曲線形状を有する第２のセクションの第１の場所、および第２の半径を有する第２の曲線形状を有する第２のセクションの第２の場所において第１のセクションと交わり、第１の半径および第２の半径はほぼ等しく、第１のセクションおよび第２のセクションは、第１の場所と第２の場所の間にチャネルを形成するために互いに対して位置決めされる、装置。
【０１９３】
複合縦長部材が、ストリンガおよび硬化材の１つから選択される、装置。
【０１９４】
構造が、外板パネル、スパー、リブ、およびベースチャージの１つから選択される、装置。
【０１９５】
複合縦長部材はストリンガであり、ストリンガの側部は第１の側部であり、構造体は、ストリンガの第１の側部に取り付けられた外板パネルであり、リブは、第１の側部とほぼ反対側にあるストリンガの第２の側部に取り付けられる、装置。
【０１９６】
複合縦長部材および構造体が、移動プラットフォーム、固定プラットフォーム、陸上構造体、水上構造体、宇宙構造体、航空機、水上艦、タンク、人員運搬車、電車、宇宙船、宇宙ステーション、衛星、潜水艦、車、発電所、橋、ダム、製造設備、および建物の１つから選択されたプラットフォーム内に位置する、装置。
【０１９７】
航空機の構造システムであって、基部セクションと、基部セクションにほぼ垂直な方向に基部セクションから外方に延びる垂直セクションとを有してＴ形状を形成する複合縦長部材であって、垂直セクションが、垂直セクションの第１の場所および垂直セクションの第２の場所において基部セクションと交わり、第１の場所は第１の曲線形状を有し、第２の場所は第２の曲線形状を有し、第１の曲線形状および第２の曲線形状はほぼ同じ半径を有しており、チャネルが第１の場所と第２の場所の間に形成され、複合縦長部材の長さに沿って延びており、複合縦長部材が第１のヤング率を有する、複合縦長部材と、チャネルの形状に適合するように構成されたいくつかの複合構造体を備える充填材構造体であって、いくつかの複合構造体が、第１のヤング率から所望の範囲内である第２のヤング率を有し、基部セクションの表面にほぼ垂直に配向された層を有し、複合縦長部材を基部セクションから引き離す力に耐える複合縦長部材の能力を増大させるように構成される、充填材構造体とを備える、構造システム。
【０１９８】
複合部材が第１の熱膨張係数を有し、充填材構造体が、第１の熱膨張係数とほぼ等しい第２の熱膨張係数を有する、構造システム。
【０１９９】
複合縦長部材のプルオフ能力を増大させる方法であって、航空機を作動させることと、航空機の作動中、複合縦長部材の側部に取り付けられた構造体から複合縦長部材を引き離すように構成された力を発生させることとを含み、チャネルが、構造体に取り付けられた複合縦長部材の側部で、複合縦長部材の長さに沿って延びており、チャネル内のいくつかの複合構造体が、構造体の表面にほぼ垂直に配向された層であって、複合縦長部材を構造体から引き離す力に耐える複合縦長部材の能力が増大されるように複合縦長部材の側部の一部分を構造体に取り付けるように構成された層を有する、方法。
【０２００】
航空機を作動させることが、複合縦長部材と、複合縦長部材の側部に取り付けられた構造体とに圧力がかけられるように航空機を作動させることを含み、圧力は力を発生させる、方法。
【０２０１】
力が、構造体の表面にほぼ垂直な方向である、方法。
【０２０２】
航空機の作動に応答して、複合縦長部材を構造体から引き離すように構成された力を発生させることが、複合縦長部材が構造に取り付けられるところに引張荷重が創出されるように、航空機の作動中、複合縦長部材を構造体から引き離すように構成された力を発生させることを含む、方法。
【０２０３】
複合縦長部材が、ストリンガおよび硬化材の１つから選択され、構造体が、外板パネル、スパー、リブ、およびベースチャージの１つから選択される、方法。
【０２０４】
複合縦長部材および構造体が、移動プラットフォーム、固定プラットフォーム、陸上構造体、水上構造体、宇宙構造体、航空機、水上艦、タンク、人員運搬車、電車、宇宙船、宇宙ステーション、衛星、潜水艦、車、発電所、橋、ダム、製造設備、および建物の１つから選択されたプラットフォーム内に位置する、方法。
【符号の説明】
【０２０５】
１００  製造および保守方法
１０２  仕様および設計
１０４  材料調達
１０６  構成要素および副組立体の製造
１０８  システム統合
１１０  認証および納入
１１２  稼動
１１４  日常的な整備および保守
２００  航空機
２０２  機体
２０４  システム
２０６  内装
２０８  推進システム
２１０  電気システム
２１２  油圧システム
２１４  環境システム
３００  構造システム
３０１  航空機
３０２  複合縦長部材
３０４  いくつかの複合構造体
３０６  構造体
３１２  層
３１４  複合材料
３１６  形状
３１７  Ｔ字形状
３２０  第１のセクション
３２１  第１の場所
３２２  第２のセクション
３２３  第２の場所
３２４  第１の曲線形状
３２６  第１の半径
３２８  第２の曲線形状
３３０  第２の半径
３３１  第２の側部
３３２  チャネル
３３３  形状
３３４  第１の側部
３３６  充填材構造体
３３７  表面
３３８  第１の壁
３４０  第２の壁
３４１  第３の壁
３４６  層
３４８  複合材料
３５０  形状
３５１  構成
３５２  第１のいくつかの特性
３５３  第１の配置
３５４  第２のいくつかの特性
３５５  第２の配置
３５６  能力
３５７  軸
３５８  力
３６０  第２の構造体
３６２  第３の構造体
４００  構造システム
４０２  ストリンガ
４０３  第１の側部
４０４  ベースチャージ
４０５  第２の側部
４０６  ヌードル
４０７  外板
４０８  第１のセクション
４１０  第２のセクション
４１１  矢印
４１２  第１の部分
４１４  第１の場所
４１５  第１の壁
４１６  第２の部分
４１７  第２の壁
４１８  第２の場所
４１９  第３の壁
４２２  第１の曲線形状
４２４  第２の曲線形状
４２６  第１の表面
４２７  第２の表面
４２８  チャネル
４３０  形状
４３１  複合構造体
４３２  複合層
４３３  形状
４３８  軸
５００  第１の半径
５０２  第２の半径
５０４、５０６  点
６０１  構成
６０２、６０４、６０６  複合構造体
６０８、６１０、６１２  複合層
６１４、６１８、６２２  基部
６１６、６２０、６２４  長さ
６２６、６２８、６３０  高さ
６３２、６３４、６３６  角度
７００、８００  表
７０２、８０２  複合層
７０４、８０４  材料
７０６、８０６  角度
７０８、８０８  厚さ
９００  構造システム
９０１  内側翼
９０２  ストリンガ
９０４  外板パネル
９０６  リブ
９０８  矢印
１０００  構造システム
１００１  翼
１００２  ストリンガ
１００４  外板パネル
１００６  リブ
１００８  矢印
１１００  複合層
１２００  加熱要素
１２０２  断熱要素
１３００  形状
１３０２  ストリンガ
１３０４  チャネル
１４００  ヌードル
１５００  パネル
１５０１  高さ
１５０２、１５０４、１５０６  複合構造体
１６００  パネル
１６０１  高さ
１６０２、１６０４、１６０６  複合構造体
１７００  パネル
１７０１  高さ
１７０２、１７０４、１７０８  複合構造体
１７０６  部分
１８００  複合構造体
１８０２  充填材構造体
１８０４  層
１８０６  複合材料
１８０８  形状
１８１０  配向
１８１２  第１のセグメント
１８１４  第２のセグメント
１８１６  第１の形状
１８１８  第２の形状
１８１９  第１のいくつかの特性
１８２０  構成
１９００  構造システム
１９０２  ストリンガ
１９０４  ベースチャージ
１９０３  第１の側部
１９０５  第２の側部
１９０６  ヌードル
１９０７  外板
１９０８  第１のセクション
１９１０  第２のセクション
１９１１  矢印
１９１２  第１の部分
１９１４  第１の場所
１９１６  第２の部分
１９１８  第２の場所
１９２２  第１の湾曲形状
１９２４  第２の湾曲形状
１９２６  第１の表面
１９２７  第２の表面
１９２８  チャネル
１９３０  形状
１９３１  複合構造体
１９３２  複合層
１９３３  形状
２０００、２００２  パネル
２００４  ２００８  切断
２００６、２０１０  複合構造体
２１００  積層
２１０２  形状
２２００  複合構造体
２２０２  充填材構造体
２２０４  層
２２０６  複合材料
２２０８  形状
２２１０  配向
２２１２  セグメント
２２１４  構成
２２１６、２２１８  グループ
２２２０  第１の層
２２２２  第２の層
２２２４  第３の層
２２２６  第４の層
２２２８  第１のいくつかの特性
２３００  構造システム
２３０２  ストリンガ
２３０４  ベースチャージ
２３０６  ヌードル
２３０７  外板
２３０８  第１のセクション
２３１０  第２のセクション
２３１１  矢印
２３１２  第１の部分
２３１４  第１の場所
２３１６  第２の部分
２３１８  第２の場所
２３２２  第１の湾曲形状
２３２４  第２の湾曲形状
２３２６  第１の表面
２３２７  第２の表面
２３２８  チャネル
２３３０  形状
２３３１  複合構造
２３３２  複合層
２３３３  形状
２３３４  幅
２４００  表
２４０２  複合層
２４０４  配向角度
２４０６  幅
２５００、２５０２、２６００、２６０２、２６０４、２６０６、２６０８、２７００、２７０２、２７０４、２７０６、２７０８、２７１０  工程
【図１】
0006009236.tif 000002
【図２】
0006009236.tif 000003
【図３】
0006009236.tif 000004
【図４】
0006009236.tif 000005
【図５】
0006009236.tif 000006
【図６】
0006009236.tif 000007
【図７】
0006009236.tif 000008
【図８】
0006009236.tif 000009
【図９】
0006009236.tif 000010
【図１０】
0006009236.tif 000011
【図１１】
0006009236.tif 000012
【図１２】
0006009236.tif 000013
【図１３】
0006009236.tif 000014
【図１４】
0006009236.tif 000015
【図１５】
0006009236.tif 000016
【図１６】
0006009236.tif 000017
【図１７】
0006009236.tif 000018
【図１８】
0006009236.tif 000019
【図１９】
0006009236.tif 000020
【図２０】
0006009236.tif 000021
【図２１】
0006009236.tif 000022
【図２２】
0006009236.tif 000023
【図２３】
0006009236.tif 000024
【図２４Ａ】
0006009236.tif 000025
【図２４Ｂ】
0006009236.tif 000026
【図２５】
0006009236.tif 000027
【図２６】
0006009236.tif 000028
【図２７】
0006009236.tif 000029