(57)【要約】航空機胴体の構造化構造（１０）は、外板（１２）、および胴体の長手方向と交差するように間隔を置いて並置させて延びている複数個の整形材（１４）を備える。 本発明によれば、整形材のうち少なくとも部分的個数の整形材は、チャネル状断面を有し、このチャネル端縁を外板（１２）に隣接させる主整形材部分（１８）を備える。好適な実施例では、主整形材部分（１８）のチャネル空間を、例えば個別の管路（２８）によって形成した少なくとも１個の給気管を収容するのに供する。
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
外板（１２）と、胴体の長手方向と交差するように間隔をとって互いに並置させて延在する複数個の整形材（１４）を有する航空機胴体の構造化構造であって、整形材のうち少なくとも部分的な個数分は、チャネル状断面を有し、チャネル端縁が外板に隣接する主整形材部分（１８）を備えるものとした該航空機胴体の構造化構造において、
前記整形材（１４）のうち部分的個数分を、チャネル状主整形材部分（１８）を有するものとして構成した場合、給気を搬送するのに供する少なくとも１個の送気管（２８）を、前記主整形材部分と前記外板（１２）との間における空間に、配置または形成した
ことを特徴とする構造化構造。
【請求項２】
請求項１に記載の構造化構造において、前記送気管を個別の管路（２８）によって形成したことを特徴とする、構造化構造。
【請求項３】
請求項１に記載の構造化構造において、前記送気管（２８ａ）は、前記整形材（１４ａ）によって少なくとも一部を画定するものとしたことを特徴とする、構造化構造。
【請求項４】
請求項１〜３のうちのいずれか一項に記載の構造化構造において、前記外板（１２）と前記管路（２８）との間に少なくとも熱的絶縁材料（３０）を配置したことを特徴とする、構造化構造。
【請求項５】
請求項２〜４のうちのいずれか一項に記載の構造化構造において、前記整形材と送気管路との間に少なくとも熱的絶縁材料を配置した、構造化構造。
【請求項６】
請求項２〜４のうちのいずれか一項に記載の構造化構造において、送気管路（２８）の少なくとも一部分を、整形材（１４）に寄り掛かるようにしたことを特徴とする、構造化構造。
【請求項７】
請求項１〜６のうちのいずれか一項に記載の構造化構造において、胴体の長手方向に延在する少なくとも１個の縦通材（１６）を、主整形材部分（１８）の２個のチャネル側面における開孔に挿通し、かつ前記送気管路（２８）と接触することなく交差させたことを特徴とする、構造化構造。
【請求項８】
請求項１〜７のうちのいずれか一項に記載の構造化構造において、少なくとも主整形材部分（１８）を、繊維強化、とくに炭素繊維強化したプラスチック材料で形成した、または少なくとも部分的にこの種のプラスチック材料で被覆したことを特徴とする、構造化構造。
【請求項９】
請求項１〜８のうちのいずれか一項に記載の構造化構造において、前記送気管路（２８）の断面を、円とは異なる断面形状を有するものとしたことを特徴とする、構造化構造。
【請求項１０】
請求項２，または４〜９のうちのいずれか一項に記載の構造化構造において、前記送気管路（２８）の断面は、主整形材部分のチャネル側面輪郭および／またはチャネル底面の輪郭に少なくともほぼ適合するものとしたことを特徴とする、構造化構造。
【請求項１１】
請求項１〜１０のうちのいずれか一項に記載の構造化構造において、互いに離れる方向に指向する固定部分（２４）を、整形材（１４）を前記外板（１２）に固定するよう、主整形材部分（１８）のチャネル端縁に配置したことを特徴とする、構造化構造。
【請求項１２】
請求項１〜１１のうちのいずれか一項に記載の構造化構造において、前記主整形材部分（１８）は、底壁（２０）、および互いに対向して底壁に接合する２個の側壁（２２）を備え、Ｕ字状断面を有するものとしたことを特徴とする、構造化構造。
【請求項１３】
請求項１〜１２のうちのいずれか一項に記載の構造化構造において、全周を区切られた開口（４０ａ）のうち少なくとも１個を、主整形材部分（１８ａ）における壁のうち少なくとも１個の壁（２０ａ）に形成したことを特徴とする、構造化構造。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、航空機胴体の構造化構造に関する。
【背景技術】
【０００２】
今日の商業用の航空機において、構造体を形成する航空機の胴体部分は、多数の層で構成することが多い外板、ならびに胴体の長手の縦方向と側方方向に延びて存在する（延在する）ストリップまたは支柱からなり、外板の内側に配置した補強骨組みを備える。長手方向の支柱は、また、専門家の間では縦通材と称されるとともに、側方方向の支柱は、しばしば整形材（formers)と称される。
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００３】
旅客航空機に関しては、外部の良い景色は、航空客にとって、概して楽しく望ましいものとみなされる。したがって、快適な客室は、旅客航空機にとって最も重要なセールスポイントの１つである。したがって、この目的のためには、胴体に装着する窓の面積をできる限り大きくする。窓は整形材間にしか取り付けることができないため、窓幅は整形材の間隔によって画定される。しかし、隣接する整形材間の間隔を任意の所望寸法にすることはできない。なぜなら、これら整形材は胴体における側方方向の剛性に関与し、これら整形材の最大間隔は胴体の強度条件によって決定されるからである。
【０００４】
本発明の目的は、窓幅を増大することができる航空機胴体の構造化構造を得るにある。
【課題を解決するための手段】
【０００５】
この目的を達成するため、本発明は、外板、および胴体の長手方向に交差して互いに間隔をとって並置させて延在する複数個の整形材を備える航空機胴体の構造化構造において、整形材のうち少なくとも部分的な個数分は、チャネル状断面を有し、チャネル端縁が外板に隣接する主整形材部分を備えるものとする。
【発明の効果】
【０００６】
主整形材部分がチャネル状構造であるため、整形材は互いに間隔をとって延在する２個の壁を有し、これら壁はどちらもチャネル側面を形成し、どちらもチャネル底面から遠い方の端部の領域で、例えば溶接、リベット留め、接着、ラミネートなどによって外板に接合することができる。整形材のこの「２重壁」構造は、従来の単壁の整形材（例えばＺまたＩ字状断面）よりも大幅に外板を補強することができ、そして、ラインまたは整形材の壁に沿ってのみ外板に接合することができる。より大きな補強効果の結果として、隣接する整形材間の間隔を大きくすることができ、それによって従来の単壁の整形材の場合に比べて、所定胴体長さあたりの整形材の総数は、一層少なくて済む。隣接する整形材間の間隔を可能な限り増大させると、より多くのスペースを窓に充てることができる。それに伴い窓はより幅の広い構造となり、従って航空客の爽快感を増幅させることができる。
【０００７】
主整形材部分がチャネル状構造で結果として、チャネル空間は、さもなければ整形材相互間に収容しなければならず、したがって窓装着に利用できるスペースを減らしてしまうことになる構成部材（コンポーネント）を収納する余地をチャネル空間が付加的に付与する。ここで考慮するのは，とくに、空調システムのライザ（立て管）である。空調システムは、たいてい大規模な送気管システムを備え、この送気管システムによって、給気を航空機にわたり分配し、異なる空気吹出し口に配給し、この空気吹出し口を経て調整された給気が客室に吹き込まれる。この送気管システムの一部を、胴体構造内に設置し、整形材に沿って延在し、そして胴体の長手方向と交差する平面において、吸気を、給気の大部分を客室の上方領域から客室に吹き込むため、とくに下から上へと配給するライザ（立て管）によって構成する。
【発明を実施するための最良の形態】
【０００８】
本発明の好適な実施形態によれば、整形材のうち部分的個数分を、チャネル状主整形材部分を有するものとして構成した場合、給気を搬送する送気管のうち少なくとも１個を、主整形材部分と外板との間における空間に配置または形成する。
【０００９】
送気管は、個別の管路によって形成する、または、実際の整形材によって少なくとも一部、とくに整形材のチャネル状の主整形材部分によって画定することができる。送気管を、整形材によって、少なくとも一部を画定するとき、管を画定する少なくとも１個の壁は、整形材とは別個に製造することができ、この整形材に強固に接合することができる。送気管の境界壁のすべてを、整形材と一体に形成することさえ考えられる。
【００１０】
飛行中とても冷たいので、外板からの影響を最小限にするため、送気管で搬送される給気の温度を適正化する上で、外板と送気管のとの間に少なくとも熱的絶縁材料構成を配置することが望ましい。騒音によって航空客に与える不快感を最小限にするため、その材料構成は遮音性も有するものとすることができる。
【００１１】
送気管を個別の管路で形成する場合、少なくとも熱的絶縁材料構造を送気管路と整形材との間に配置することができる。しかし、整形材を熱伝導率の低い材料で形成する場合、整形材と管路との間に材料を付加して断熱を不要にすることも考えられる。この場合、送気管路を、少なくとも部分的に、整形材に寄り掛かるようにする。
【００１２】
１個または複数個の縦通材を、主整形材部分のチャネル側面に設けた開口に挿通することができる。この場合、とくに、縦通材を、例えばアルミニウムをベースとする高い熱伝導率を有する材料で構成する場合、縦通材と送気管との接触を確実になくすようにするのが有利である。
【００１３】
軽量化のため、少なくとも主整形材部分は、繊維強化、とくに炭素繊維強化のプラスチック材料で形成すると有利である。この種の材料は、熱伝導率が特別に低いことでも区別され、整形材のごく近傍で、調整された給気を送気管に収納するという考えに対応する。送気管と整形材との間における断熱性を良好にするため、例えばアルミニウムをベースとする熱伝導率がより高い基材で整形材を形成することでも十分であるが、この場合、少なくとも部分的に、繊維強化、とくに炭素繊維強化のプラスチック材料で被覆する。この場合、このような被覆は、とくにチャネル状の主整形材部分の内部に施すことができる。
【００１４】
送気管は、ほぼ円形断面にすることができる。もちろん、送気管は、円とは異なった断面形状にすることも同様に考えられる。とくに、断面が主整形材部分のチャネル側面輪郭および／またはチャネル底面の輪郭に少なくともほぼ適合する送気管路を使用することができる。このように主整形材部分の輪郭に密に適合させることで、管の断面積と、整形材の幅および高さとの間で、良い妥協点に達することができる。管において十分な流量を確保するためには、管のある最小の大きさが要求される。ただし、もちろんこの結果として整形材が大き過ぎてはならない。利用可能なチャネル空間は、管の断面形状を主整形材部分の輪郭に適合させることによって、最適に利用することができる。
【００１５】
互いに離れる方向に指向する固定部分を、整形材を外板に固定するよう、主整形材部分のチャネル端縁に配置すると好適である。
【００１６】
主整形材部分は、底壁、および互いに対向して底壁に接合する２個の側壁を備え、Ｕ字状断面を有するものとすることができる。主整形材部分を異なる形状、例えばほぼＶ字状にすることも、もちろん考えられる。この場合、底壁は存在せず、よってチャネル底部はＶ字状の先端によって形成される。一般的に言えば、チャネル状断面を有する主整形材部分の任意の断面形状も、本発明の範囲内で考えられる。例えば、上述のＵ字またはＶ字の断面形状以外にも、半円形、台形、長方形の断面形状を有する主整形材部分が考えられる。
【００１７】
全周を区切られた開口のうち少なくとも１個を、主整形材部分における壁のうち少なくとも１個の壁に形成することができる。このような開口は、例えば送気管路を挿通するのに供することができるが、メンテナンスまたは検査のために整形材のチャネル空間にアクセスすることも可能にする。使用しない開口は、取り外し可能なカバーによって閉鎖することができる。
本発明を、添付図面につき、以下に詳細に説明する。
【実施例】
【００１８】
図１は、一部を断面にした斜視図によって、本発明の第１実施例による構造化構造を有する航空機胴体の一部断面とする詳細斜視図を示す。全体的に参照符号１０で示す胴体細部は、外板１２、整形材１４、ならびに縦通材１６を有する。整形材１４および縦通材１６を、それぞれ１個のみ図１に示す。航空機胴体は、それぞれ互いに間隔を空けて並置した複数個の整形材１４および縦通材１６により構成するものと理解されたい。整形材１４は、胴体の長手方向に交差させて敷設するとともに、縦通材１６を胴体の長手方向に沿って配置する。例えば、アルミニウム、アルミニウム合金、炭素繊維強化プラスチック材料は、外板１２、整形材１４および縦通材１６に使用可能な材料である。外板１２は、アルミニウムに基づく材料で形成するとともに、整形材１４および縦通材１６によって形成した補強支柱のうち少なくとも若干は、炭素繊維強化プラスチック材料で形成することが考えられる。少なくとも整形材１４は、この種のプラスチック材料で形成するのが好ましい。整形材１４および縦通材１６は、図示しない方法で、例えばリベット留めまたは溶接により、外板１２に接合する。クリップそれ自体は知られており、詳細には示されないクリップにより、整形材１４および縦通材１６を互いに接合することができる。
【００１９】
整形材１４のうち少なくとも部分的な数の整形材は、図１に示した形状とする。胴体の全ての整形材をこの形状にする必要はない。つまり、一部の整形材は異なった形態にすることが考えられる。
【００２０】
図１に示す整形材１４は、チャネル状の主整形材部分１８を有するものとし、チャネル開口を外板１２に対面させ、かつチャネル端縁を外板１２に隣接させる。主整形材部分１８は、ほぼＵ字型の断面をしており、底壁２０および、互いに対向して底壁に接合する２個の側壁２２を有する。底壁２０は比較的平面状にするとともに、側壁２２は互いに僅かに離れ合うようにアーチ状にする。側壁に一体に連続する各固定部分２４を、チャネル内部から外方に指向し、底壁から遠い方の側壁２２の端部に設け、これら固定部分は整形材１４を外板１２に固定するのに供する。例えば、外板１２に整形材１４を強固に固定するリベットを、固定部分２４に挿入することができる。
【００２１】
開孔２６は、関連する縦通材１６を貫通させるものであり、いずれの場合においても、この開孔２６を、縦通材１６が整形材１４に交差するポイントで、側壁２２に形成する。図１の実施例によれば、縦通材１６はほぼＺ状断面を有する輪郭形成したストリップにより形成することができる。これら縦通材の高さは整形材１４より相当低く、したがって、整形材１４のチャネル空間には、縦通材１６の上方に送気管（ライン）を配設するための十分な自由空間が残る。この種の送気管は、図１の実施例では管路２８によって形成し、その断面形状は、主整形体部分１８の底壁２０および側壁２２の輪郭に近似する。管路２８は縦通材１６上に配置することができる。しかし、管路２８と縦通材１６との間に接触を生じない方が好ましく、この場合、外板１２と管路２８との間に挿入する絶縁材料のパッキン３０により、二者が接触しないことを保証する。パッキン３０の絶縁特性は、少なくとも熱的性質においてである。パッキン３０は遮音性もあるものとすることが望ましく、これにより、航空機の客室を低い騒音レベルに保つのに役立つ。管路２８と縦通材１６とを接触させないことは、縦通材１６を例えばアルミニウムまたはアルミニウム合金のような熱伝導率が高い材料で形成する場合における特別な意図である。この場合、縦通材１６と管路２８との間における冷たい架橋が生ずるのを防止し、管路２８によって搬送される給気の温度適正化を損なわないようにするのが望ましい。このパッキン３０は、この場合、管路２８の支持体として作用し、管路２８と縦通材１６の間に十分な空間を確保することができる。
【００２２】
整形材１４が熱伝導率の低い材料（特に炭素繊維強化プラスチック材料）で形成する場合、主整形材部分１８の壁から管路２８を断熱するための特別な方策を省くことができる。従って、図１の実施例では、パッキン３０を、主整形材部分１８の底壁２０ならびに側壁２２と管路２８との間に敷設しない。この実施例によれば、管路２８を底壁２０および／または側壁２２に直に配置することができ、この場合、パッキン３０は所定システム圧力を保証することができ、また、主整形材部分１８の輪郭に管路の断面形状を近似させることにより、管路２８が整形材１４のチャネル空間でほとんどぐらつくことなく、しっかり位置決めするのを確実にする。主整形材部分１８の壁に管路２８を固定する固定手段を、代替的にまたは付加的に設けることができる。例えば、管路２８を底壁２０および／または側壁２２に接着することが考えられる。
【００２３】
しかし、飛行中に生じる冷たい外気温度が、外板１２を経て整形材１４に伝達しないという保証がない場合は、管路２８と主整形材部分１８の壁２０、２２との間における領域にもパッ員３０を敷設するのが望ましく、これにより、管路２８は全周をパッキン３０で埋設される。
【００２４】
管路２８は、航空機の空調システムのライザを形成する。この種のライザは、調整した給気を胴体の長手方向と交差する平面内に分配することができる。例えば、図１に示す管路２８を、航空機の客室上方領域まで延長させ、ここで１個または複数個の客室吹出し口に接続することができ、この客室吹出し口から、給気を客室に吹出すことができる。航空機の胴体における、全てのチャネル状整形材１４を使用して、給気管を収める必要はないことを理解されたい。さらに、整形材１４のチャネル空間内に、単に１個の給気管だけでなく、２個またはそれ以上の給気管を設けることができることも理解されたい。このため、図１の変更例では、チャネル空間に、１個の管路２８の代わりに２個またはそれ以上の管路を設けることができる。別個の管路なしで、１個またはそれ以上の給気管を形成する他の可能性を、図２につき以下に説明する。
【００２５】
側壁２２相互間の間隔ならびに底壁の外板１２からの間隔を、管路２８が形成する給気管の必要最小断面寸法に適合させる。管路２８は、あまり小さすぎてはならない。そうでないと、管路２８に沿って過剰な圧力損失が起こりうるからである。管路２８において搬送される空気の流速もまた、音響上の理由であまり大きすぎてはならない。しかし、他方では、管路２８の所定流量を保証することができなければならない。これら要求の結果、管路２８のある所定最小断面寸法となる。底壁２０と側壁２２の間に存在するチャネル空間は、これに従う寸法にし、望ましい断面積を有する１個または複数個の給気管をそこに収納できるようにしなければならない。この場合、整形材の幅と高さを最適化することが、ある外部胴体寸法に対して必要であり、整形材の過剰な高さは、利用可能な客室空間を減少させるとともに、整形材の過剰な幅は、窓を取り付けるための隣接する整形材との間における空間を制限するからである。
【００２６】
胴体構造は、内部カバーリング３２によって、客室内部に対面する側を被覆し、内部カバーリングの下側には絶縁材構成３４を配置し、この絶縁材構成３４はカバーリング３２と外板１２との間における空間を充填する。絶縁材構成３４は、図１の実施例において、絶縁材料３０と同様に、少なくとも断熱、所望に応じて遮音も保証し、絶縁材３４が整形材１４上の厚さを減少させ、これにより、内部カバーリング３２が、整形材１４の底壁２０上に小さい間隔をとって延在させる。外板１２から整形材１４を経て内部カバーリング３２に冷気が伝わるのを、低い熱伝導率の材料を用いて著しく制限する場合、例えば絶縁発泡体を用いることによって、この種の絶縁材構造３４の厚さ減少は特に可能となる。上述したように、この目的のために、整形体を全体として炭素繊維強化プラスチック材料で形成することができる。整形体１４をより高い熱伝導率の基材から製造することも考えられるが、少なくとも部分的に、低い熱伝導率の被覆を施す。この種の被覆は、例えば炭素繊維強化プラスチック材料で構成することができる。例えば、整形材１４の底壁２０および側壁２２の少なくとも一部においてその内側または外側に、この種の被覆を施すことが考えられる。整形体１４を経て客室内部に冷気が伝わるのを、上述のような材料を適切に選択することによって制限または防止することができるので、客室全体の良好な断熱を達成するのに、整形材の上側、すなわち底壁２０と内部カバーリング３２との間における絶縁材料層は比較的薄くて十分である。これは、（図１に示した）胴体壁の最大厚さを比較的小さく維持ことができるという利点を有し、客室において利用可能な空間に好影響を及ぼす。
【００２７】
胴体に装着する窓を、図１に参照符号３６で示す。
【００２８】
図２および図３の実施例において、同一または等価の部分に、図１と同一参照符号を付して示すが、小文字の「ａ」を付記する。以下において別途に示されない限り、上述の説明は、これら構成部材の説明にも当てはまる。
【００２９】
送気管２８ａは、図２の変更例においては整形体１４ａのチャネル空間に形成するが、図１の実施例とは異なり、送気管は別個の管路によって形成するのではなく、むしろ、主整形体部分１８ａの底壁２０ａおよび側壁２２ａと、ならびに２個の側壁２２ａ間で外板１２ａから間隔をとって延びて存在する（延在する）境界壁３８ａと、によって形成する。図２の実施例において、境界壁３８ａは、主整形体部分１８ａとは別個に形成し、また例えば接着または溶接によって、側壁２２ａに確実かつ強固に接合した部分である。さらに、とくに整形体１４ａを引き抜き成形プロセスによって製造する場合、境界壁３８ａを主整形体部部分１８ａと一体にすることが考えられる。
【００３０】
整形体１４ａのチャネル空間に設ける送気管２８ａを単に１個でなく、２個またはそれ以上とする場合、例えば底壁２０ａと境界壁３８ａとの間に延在する、他の境界壁を導入することが考えられる。
【００３１】
図２は、さらに、底壁２０ａに形成し、かつカバー４２ａによって緊密に閉鎖した開口４０ａを示す。送気管２８ａは、例えば、メンテナンス作業のため、または組立作業中、開口４０ａを通してアクセスできる。この種の開口４０ａを複数個、底壁２０ａおよび／または片側または両側の側壁２２ａに形成することができることを理解されたい。この種の開口は、さらに、整形材１４ａのチャネル空間に延在する送気管２８ａを空調システムの隣接部分に接続するために使用することもできる。例えば、客室内に給気を吹き込ませる客室吹出し口への接続を、この種の開口を通して行うことができる。
【００３２】
図３の変更例において、整形材１４ｂは、ほぼＶ字状の断面を有する主整形材部分１８ｂを備える。整形材のこのような形態においては、チャネル底部はＶ字の先端部分に形成される。図１および図２の実施例において示す底壁は、図３の整形材１４ｂの場合は存在しない。
【００３３】
図３は、さらに、破線によって示した円形断面を有する管路２８ｂを示し、この管路は、主整形材部分１８ｂの側壁２２ｂで支持することができる。また、側壁２２ｂのうち一方の側壁に、開口４０ｂを破線によって示す。開口４０ｂが適切な寸法である場合、それは、例えば管路２８ｂの通路のために使用することができる。また、開口４０ｂを通して管路２８ｂに接続する接続管を通すことも考えられる。
【図面の簡単な説明】
【００３４】
【図１】本発明による航空機胴体の構造化構造の第１実施例を示す。
【図２】本発明による構造化構造の第２実施例を示す。
【図３】本発明による構造化構造の第３実施例を示す。
【図１】
2009523644.tif 000003
【図２】
2009523644.tif 000004
【図３】
2009523644.tif 000005
【国際調査報告】
2009523644.tif 000006
2009523644.tif 000007