(57)【要約】【課題】  翼の翼舷方向に対する高い可撓性と翼の翼幅方向に対する高い翼型維持能力を両立し空気力の大きい高速域でモーフィング技術を適用可能な飛行体用翼を提供する。【解決手段】軸方向に異方性を有する複数のＣＦＲＰロッド１を翼の翼幅方向に対し平行になるように配設してＣＦＲＰロッド１の隙間に弾性部材２を充填しながら翼を成形する。【選択図】  図２
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
少なくとも１つの異方性を有する強化材から成り且つ前記異方性の中で最大異方性を長軸に一致させて成形された複数の長軸物と、前記複数の長軸物の隙間に充填される弾性部材とを具備し、前記長軸は翼の横幅方向に対し平行または略平行に配向されていることを特徴とする飛行体用翼。
【請求項２】
前記強化材は繊維強化材である請求項１に記載の飛行体用翼。
【請求項３】
前記複数の長軸物は連結手段によって逐次連続しながらすだれ状に固縛されている請求項１に記載の飛行体用翼。
【請求項４】
前記複数の長軸物は多層を形成しながら配向され且つ前記層間は連結手段によって固縛されている請求項１又は３に記載の飛行体用翼。
【請求項５】
前記長軸物と前記連結手段はインターロック３次元織物を形成している請求項１から４のいずれかに記載の飛行体用翼。
【請求項６】
少なくとも１つの異方性を有する第１強化材から成り且つ前記異方性の中で最大異方性が波方向に対し直交または略直交するように波状に成形された翼内板と、少なくとも異方性を有する第２強化材から成り且つ前記異方性の中で最大異方性が前記翼内板の最大異方性と等しくされた翼外板とを具備し、前記翼内板は波方向を翼の翼舷方向に対し平行または略平行にして配向されていることを特徴とする飛行体用翼。
【請求項７】
前記翼内板の凹部に弾性部材が充填されている請求項６に記載の飛行体用翼。
【請求項８】
少なくとも１つの異方性を有する第３強化材から成り且つ前記異方性の中で最大異方性が前記翼内板と等しくされた補強部材を前記翼内板の凹部に配設した請求項６又は７に記載の飛行体用翼。
【請求項９】
前記第１強化材、前記第２強化材または前記第３強化材の少なくとも１つは繊維強化材である請求項６から８のいずれかに記載の飛行体用翼。
【請求項１０】
少なくとも１つの異方性を有する強化材から成り且つ前記異方性の中で最大異方性を長軸に一致させて成形された複数の長軸物と、前記複数の長軸物の隙間に充填される弾性部材とを具備したことを特徴とする飛行体用翼複合材。
【請求項１１】
前記強化材は繊維強化材である請求項１０に記載の飛行体用翼複合材。
【請求項１２】
前記複数の長軸物は連結手段によって逐次連続しながらすだれ状に固縛されている請求項１０に記載の飛行体用翼複合材。
【請求項１３】
前記複数の長軸物は多層を形成しながら配向され且つ前記層は連結手段によって固縛されている請求項１０又は１２に記載の飛行体用翼複合材。
【請求項１４】
前記長軸物と前記連結手段はインターロック３次元織物を形成している請求項１０から１３のいずれかに記載の飛行体用翼複合材。
【請求項１５】
少なくとも１つの異方性を有する第１強化材から成り且つ前記異方性の中で最大異方性が波方向に対し直交または略直交するように波状に成形された内板と、少なくとも異方性を有する第２強化材から成り且つ前記異方性の中で最大異方性が前記内板の最大異方性と等しくされた外板とを具備したことを特徴とする飛行体用翼複合材。
【請求項１６】
前記内板の凹部に弾性部材が充填されている請求項１５に記載の飛行体用翼複合材。
【請求項１７】
少なくとも１つの異方性を有する第３強化材から成り且つ前記異方性の中で最大異方性が前記内板と等しくされた補強部材を前記内板の凹部に配設した請求項１５又は１６に記載の飛行体用翼複合材。
【請求項１８】
前記第１強化材、前記第２強化材または前記補強部材の少なくとも１つは繊維強化材である請求項１５から１７のいずれかに記載の飛行体用翼複合材。
【請求項１９】
少なくとも１つの異方性を有する強化材を前記異方性の中で最大異方性を長軸に一致させて複数の長軸物を成形し、次に前記複数の長軸物を相互平行に配列し、次に隣接する前記長軸物の隙間に弾性部材を充填することを特徴とする飛行体用翼複合材の製造方法。
【請求項２０】
前記強化材は繊維強化材である請求項１９に記載の飛行体用翼複合材の製造方法。
【請求項２１】
前記複数の長軸物を連結手段によって逐次連続しながらすだれ状に固縛する請求項１９に記載の飛行体用翼複合材の製造方法。
【請求項２２】
前記複数の長軸物を相互平行に配列しながら多層を形成し、隣接する前記層を連結手段によって固縛する請求項１９又は２１に記載の飛行体用翼複合材の製造方法。
【請求項２３】
前記複数の長軸物を相互平行に配列しながら連結手段と共にインターロック三次元織物状に固縛する請求項１９から２２に記載の飛行体用翼複合材の製造方法。
【請求項２４】
少なくとも１つの異方性を有する第１強化材を前記異方性の中で最大異方性が波方向に対し直交または略直交するように波状に成形し波板とし、次に少なくとも１つの異方性を有する第２強化材から平面状に成形し平板とし、次に前記平板の最大異方性を前記波板の最大異方性と等しくして接合することを特徴とする飛行体用翼複合材の製造方法。
【請求項２５】
前記波板の凹部に弾性部材を充填する請求項２４に記載の飛行体用翼複合材の製造方法。
【請求項２６】
少なくとも１つの異方性を有する第３強化材から前記異方性の中で最大異方性を前記波板の最大異方性と等しくして補強部材を成形し、次に前記補強部材を前記波板の凹部に配設する請求項２４又は２５に記載の飛行体用翼複合材の製造方法。
【請求項２７】
前記第１強化材、前記第２強化材または前記第３強化材の少なくとも１つは繊維強化材である請求項２４から２６のいずれかに記載の飛行体用翼複合材の製造方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、飛行体用翼、飛行体用翼複合材およびその製造方法、特に翼の翼舷方向に対する高い可撓性と翼の翼幅方向に対する高い耐荷重能力と高い翼型維持能力を両立し空気力の大きい高速域で使用可能なモーフィング技術を適用することが出来る飛行体用翼、飛行体用翼複合材およびその製造方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
鳥のように翼形を任意に変化させて航空機の飛行性能および飛行特性を向上させる技術（以下、「モーフィング技術」という。）の研究開発が米国を中心に行われている。そのモーフィング技術を適用することが可能な飛行体用翼に対しては、翼の翼舷方向に対する高い可撓性と翼の翼幅方向に対する高い翼型維持能力を両立することが要求されている。
従来、翼の翼舷方向に対する高い可撓性と翼の翼幅方向に対する高い翼型維持能力を両立するために、気密性を有する織物基材で成形された上部外皮および下部外皮によって翼の外部が構成され且つ翼の内部が気密性を有する織物基材で成形された織物ウェブによって構成されると共にその上部外皮と下部外皮と織物ウェブによって複数の中空セルが形成され、その中空セルに圧縮空気を供給または排気することによって翼の高さ及び形状の双方を可変にする空気入り適用翼、または上部外皮や下部外皮や織物ウェブに気密性を有する空気溜りチャンネルを設けその空気溜りチャンネルに圧縮空気を供給または排気することによって翼の高さ及び形状の双方を可変にする空気入り適用翼が知られている（例えば、特許文献１を参照。）。
また、翼がゴム系の素材で構成され、内部に管を挿通しその管を通して内部に空気を供給または排気することによって翼の内圧を調節し翼の断面形状を変える空気入り適用翼も公知である。
更には、翼が形状記憶合金または圧電性材料によって構成され、形状および角度を可変にする適用翼も公知である。
【特許文献１】特表平１１−５１２９９８号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００３】
上記空気入り適用翼では、翼内部に充填される空気圧を調節することによって翼舷方向に対し可撓性を確保することは可能であるが、空気は圧縮性の流体であるため、翼幅方向に対しても同様に可撓性を有し、翼の翼舷方向に対する高い可撓性と翼の翼幅方向に対する高い翼型維持能力を両立するには至っていない。その他の適用翼も上記空気入り適用翼と同様に翼の翼舷方向に対する高い可撓性と翼の翼幅方向に対する高い翼型維持能力を両立するには至っていない。
ところで、翼舷方向対する高い可撓性と翼幅方向に対する高い翼型維持能力を両立する観点から、上記織物基材またはゴム系素材ではなく炭素繊維強化プラスチック（以下、「ＣＦＲＰ」という。）等の異方性を有する複合材によって翼を構成することが容易に考案される。すなわち、翼幅方向に炭素繊維が一方向に並んだ一方向炭素繊維強化プラスチック材で翼が構成されると、炭素繊維の異方性により翼幅方向に対する曲げ剛性（Ｄｓ）は高く且つ翼幅方向と直交する翼舷方向に対する曲げ剛性（Ｄｃ）は低下するようになる。
しかし、上記ＣＦＲＰ材で構成された翼は翼幅方向の剛性を上げると翼舷方向の剛性も上がり、逆に翼舷方向の剛性を下げると翼幅方向の剛性も下がる。結果的に、剛性比（Ｄｃ：Ｄｓ）の最適値は高々１：１５であり、モーフィング技術を適用可能な翼に対する剛性要求（Ｄｃ：Ｄｓ＝１：１００以上）を満足できず、翼舷方向に対する強度も不足する問題がある。
また、一方向強化プラスチック材ではなく一方向強化ゴム材例えば炭素繊維強化ゴム（ＣＦＲＲ）によって翼を構成することが容易に考案される。すなわち、翼幅方向に繊維が一方向に並んだ一方向炭素繊維強化ゴム材で翼が構成されると、翼幅方向に対しては炭素繊維の異方性により剛性が高くなる一方、翼舷方向に対してはゴムの弾性作用で剛性は低くなる。結果的に、剛性比は１：１００以上とすることが可能になる。
しかし、一方向強化ゴム材は繊維方向すなわち翼幅方向の圧縮強度が低いため、上記ＣＦＲＲで構成された翼は空気力の大きい高速域では空気力による曲げ力によって耐荷重能力を失う問題があった。
【０００４】
そこで、本発明は、上記実情に鑑み創案されたものであって、翼の翼舷方向に対する高い可撓性と翼の翼幅方向に対する高い耐荷重能力と高い翼型維持能力を両立し空気力の大きい高速域で使用可能なモーフィング技術を適用することが出来る飛行体用翼、飛行体用翼複合材およびその製造方法を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００５】
第１の観点による飛行体用翼では、少なくとも１つの異方性を有する強化材から成り且つ前記異方性の中で最大異方性を長軸に一致させて成形された複数の長軸物と、前記複数の長軸物の隙間に充填される弾性部材とを具備し、前記長軸は翼の横幅方向に対し平行または略平行に配向されていることを特徴とする飛行体用翼を提供する。
上記第１の観点による飛行体用翼では、長軸物は翼幅方向に対し平行に配向されているので翼の翼幅方向に対する剛性は長軸物の剛性によって決定される。ところで長軸物は軸方向に対し最大異方性を有するように成形されているため長軸物の最大異方性によって翼の翼幅方向に対する剛性は向上する。また、複数の長軸物が翼幅方向に平行に配向されているので翼舷方向に対する強度も向上し空気力による圧縮力が翼に作用しても耐荷重能力を失うことはなくなる。さらに、長軸物の隙間には弾性部材が充填されているので翼舷方向に対する剛性は低下し可撓性を有するようになる。これにより、翼の翼舷方向に対する高い可撓性と翼の翼幅方向に対する高い翼型維持能力を両立することが可能となると共に空気力の大きい高速域で使用することが可能となる。
【０００６】
第２の観点では、本発明は、前記強化材は繊維強化材である上記構成の飛行体用翼を提供する。
上記第２の観点による飛行体用翼では、繊維強化材は軸方向に対する最大異方性を有しているため、この特性を長軸物の成形に適用することにより翼の翼幅方向に対する高い剛性と翼舷方向に対する可撓性を好適に両立することが可能になる。
【０００７】
第３の観点では、本発明は、前記複数の長軸物は連結手段によって逐次連続しながらすだれ状に固縛されている上記構成の飛行体用翼を提供する。
上記第３の観点による飛行体用翼では、長軸物を連結手段によって逐次連続しながらすだれ状に固縛することにより長軸物と弾性部材の剥離が発生することを好適に防止する。その結果、長軸物と弾性部材の結合が強固なものとなり、翼の断裂強度が向上する。
【０００８】
第４の観点では、本発明は、前記複数の長軸物は多層を形成しながら配向され且つ前記層間は連結手段によって固縛されている上記構成の飛行体用翼を提供する。
上記第４の観点による飛行体用翼では、長軸物は多層を形成しながら配向されているので、単層に比較して翼幅方向に対する剛性はより向上すると共に翼舷方向に対する強度もより向上する。また、隣接する層は連結手段によって固縛されているので長軸物と弾性部材の剥離が発生することを好適に防止する。その結果、長軸物と弾性部材の結合が強固なものとなり、翼の断裂強度が向上する。
【０００９】
第５の観点では、本発明は、前記長軸物と前記連結手段はインターロック３次元織物を形成している上記構成の飛行体用翼を提供する。
上記第５の観点による飛行体用翼では、複数の長軸物は連結手段と共にインターロック三次元織物状に形成されるので、単層に比較して翼幅方向に対する剛性はより向上すると共に翼舷方向に対する強度もより向上する。同時に、長軸物と弾性部材の剥離が発生することを好適に防止する。その結果、長軸物と弾性部材の結合が強固なものとなり、翼の断裂強度が向上する。
【００１０】
第６の観点による飛行体用翼では、少なくとも１つの異方性を有する第１強化材から成り且つ前記異方性の中で最大異方性が波方向に対し直交または略直交するように波状に成形された翼内板と、少なくとも異方性を有する第２強化材から成り且つ前記異方性の中で最大異方性が前記翼内板の最大異方性と等しくされた翼外板とを具備し、前記翼内板は波方向を翼の翼舷方向に対し平行または略平行にして配向されていることを特徴とする飛行体用翼を提供する。
上記第６の観点による飛行体翼では、翼内板と翼外板の最大異方性は等しく波方向に対し直交しており且つ翼内板の波方向が翼舷方向に対し平行に配向されているので、翼幅方向に対する剛性は翼内板と翼外板の最大異方性によって向上する。また、翼内板は波状に成形されているので弾性作用を有し、その結果、翼舷方向に対する剛性は低下し可撓性を有するようになる。これにより、翼舷方向に対する高い可撓性と翼幅方向に対する高い翼型維持能力を両立することが可能となり、空気力の大きい高速域で使用することが可能となる。
【００１１】
第７の観点では、本発明は、前記翼内板の凹部に弾性部材が充填されている上記構成の飛行体用翼を提供する。
上記第７の観点による飛行体用翼では、翼内板の凹部に弾性部材が充填されているので、弾性部材の弾性作用によって翼幅方向に対する剛性はそのままで翼舷方向に対する剛性はより低下しより可撓性を有するようになる。これにより、翼舷方向に対する高い可撓性と翼幅方向に対する高い翼型維持能力を両立することが可能となり、空気力の大きい高速域で使用することが可能となる。
【００１２】
第８の観点では、本発明は、少なくとも１つの異方性を有する第３強化材から成り且つ前記異方性の中で最大異方性が前記翼内板と等しくされた補強部材を前記翼内板の凹部に配設した上記構成の飛行体用翼を提供する。
上記第８の観点による飛行体用翼では、最大異方性が翼内板と等しくされた補強部材が翼内板の凹部に配設されるので、翼舷方向に対する剛性はそのままで翼幅方向に対する剛性はより向上する。
【００１３】
第９の観点では、本発明は、前記第１強化材、前記第２強化材または前記第３強化材の少なくとも１つは繊維強化材である上記構成の飛行体用翼を提供する。
上記第９の観点による飛行体翼では、繊維強化材は軸方向に対する最大異方性を有しているため、この特性を長軸物、翼内板または翼外板翼の少なくとも１つの成形に適用することにより、翼の翼舷方向に対する高い可撓性と翼の翼幅方向に対する高い翼型維持能力を両立することが可能となり、空気力の大きい高速域で使用することが可能となる。
【００１４】
第１０の観点では、本発明は、少なくとも１つの異方性を有する強化材から成り且つ前記異方性の中で最大異方性を長軸に一致させて成形された複数の長軸物と、前記複数の長軸物の隙間に充填される弾性部材とを具備したことを特徴とする飛行体用翼複合材を提供する。
上記第１０の観点による飛行体用翼複合材では、上記第１の観点による飛行体用翼を好適に成形することが出来る。
【００１５】
第１１の観点では、本発明は、前記強化材は繊維強化材である上記構成の飛行体用翼複合材を提供する。
上記第１１の観点による飛行体用翼複合材では、上記第２の観点による飛行体用翼を好適に成形することが出来る。
【００１６】
第１２の観点では、本発明は、前記複数の長軸物は連結手段によって逐次連続しながらすだれ状に固縛されている上記構成の飛行体用翼複合材を提供する。
上記第１２の観点による飛行体用翼複合材では、上記第３の観点による飛行体用翼を好適に成形することが出来る。
【００１７】
第１３の観点では、本発明は、前記複数の長軸物は多層を形成しながら配向され且つ前記層は連結手段によって固縛されている上記構成の飛行体用翼複合材を提供する。
上記第１３の観点による飛行体用翼複合材では、上記第４の観点による飛行体用翼を好適に成形することが出来る。
【００１８】
第１４の観点では、本発明は、前記長軸物と前記連結手段はインターロック３次元織物を形成している上記構成の飛行体用翼複合材を提供する。
上記第１４の観点による飛行体用翼複合材では、上記第５の観点による飛行体用翼を好適に成形することが出来る。
【００１９】
第１５の観点では、本発明は、少なくとも１つの異方性を有する第１強化材から成り且つ前記異方性の中で最大異方性が波方向に対し直交または略直交するように波状に成形された内板と、少なくとも異方性を有する第２強化材から成り且つ前記異方性の中で最大異方性が前記内板の最大異方性と等しくされた外板とを具備したことを特徴とする飛行体用翼複合材を提供する。
上記第１５の観点による飛行体用翼複合材では、上記第６の観点による飛行体用翼を好適に成形することが出来る。
【００２０】
第１６の観点では、本発明は、前記内板の凹部に弾性部材が充填されている上記構成の飛行体用翼複合材を提供する。
上記第１６の観点による飛行体用翼複合材では、上記第７の観点による飛行体用翼を好適に成形することが出来る。
【００２１】
第１７の観点では、本発明は、少なくとも１つの異方性を有する第３強化材から成り且つ前記異方性の中で最大異方性が前記内板と等しくされた補強部材を前記内板の凹部に配設した上記構成の飛行体用翼複合材を提供する。
上記第１７の観点による飛行体用翼複合材では、上記第８の観点による飛行体用翼を好適に成形することが出来る。
【００２２】
第１８の観点では、本発明は、前記第１強化材、前記第２強化材または前記補強部材の少なくとも１つは繊維強化材である上記構成の飛行体用翼複合材を提供する。
上記第１８の観点による飛行体用翼複合材では、上記第９の観点による飛行体用翼を好適に成形することが出来る。
【００２３】
第１９の観点では、本発明は、少なくとも１つの異方性を有する強化材を前記異方性の中で最大異方性を長軸に一致させて複数の長軸物を成形し、次に前記複数の長軸物を相互平行に配列し、次に隣接する前記長軸物の隙間に弾性部材を充填することを特徴とする飛行体用翼複合材の製造方法を提供する。
上記第１９の観点による飛行体用翼複合材の製造方法では、上記第１０の観点による飛行体用翼複合材を好適に製造することが出来る。
【００２４】
第２０の観点では、本発明は、前記強化材は繊維強化材である上記構成の飛行体用翼複合材の製造方法を提供する。
上記第２０の観点による飛行体用翼複合材の製造方法では、上記第１１の観点による飛行体用翼複合材を好適に製造することが出来る。
【００２５】
第２１の観点では、本発明は、前記複数の長軸物を連結手段によって逐次連続しながらすだれ状に固縛する上記構成の飛行体用翼複合材の製造方法を提供する。
上記第２１の観点による飛行体用翼複合材の製造方法では、上記第１２の観点による飛行体用翼複合材を好適に製造することが出来る。
【００２６】
第２２の観点では、本発明は、前記複数の長軸物を相互平行に配列しながら多層を形成し、隣接する前記層を連結手段によって固縛する上記構成の飛行体用翼複合材の製造方法を提供する。
上記第２２の観点による飛行体用翼複合材の製造方法では、上記第１３の観点による飛行体用翼複合材を好適に製造することが出来る。
【００２７】
第２３の観点では、本発明は、前記複数の長軸物を相互平行に配列しながら連結手段と共にインターロック三次元織物状に固縛する上記構成の飛行体用翼複合材の製造方法を提供する。
上記第２３の観点による飛行体用翼複合材の製造方法では、上記第１４の観点による飛行体用翼複合材を好適に製造することが出来る。
【００２８】
第２４の観点では、本発明は、少なくとも１つの異方性を有する第１強化材を前記異方性の中で最大異方性が波方向に対し直交または略直交するように波状に成形し波板とし、次に少なくとも１つの異方性を有する第２強化材から平面状に成形し平板とし、次に前記平板の最大異方性を前記波板の最大異方性と等しくして接合することを特徴とする飛行体用翼複合材の製造方法を提供する。
上記第２４の観点による飛行体用翼複合材の製造方法では、上記第１５の観点による飛行体用翼複合材を好適に製造することが出来る。
【００２９】
第２５の観点では、本発明は、前記波板の凹部に弾性部材を充填する上記構成の飛行体用翼複合材の製造方法を提供する。
上記第２５の観点による飛行体用翼複合材の製造方法では、上記第１６の観点による飛行体用翼複合材を好適に製造することが出来る。
【００３０】
第２６の観点では、本発明は、少なくとも１つの異方性を有する第３強化材から前記異方性の中で最大異方性を前記波板の最大異方性と等しくして補強部材を成形し、次に前記補強部材を前記波板の凹部に配設する上記構成の飛行体用翼複合材の製造方法を提供する。
上記第２６の観点による飛行体用翼複合材の製造方法では、上記第１７の観点による飛行体用翼複合材を好適に製造することが出来る。
【００３１】
第２７の観点では、本発明は、前記第１強化材、前記第２強化材または前記第３強化材の少なくとも１つは繊維強化材である上記構成の飛行体用翼複合材の製造方法を提供する。
上記第２７の観点による飛行体用翼複合材の製造方法では、上記第１８の観点による飛行体用翼複合材を好適に製造することが出来る。
【発明の効果】
【００３２】
本発明の飛行体用翼によれば、翼の翼舷方向に対する高い可撓性と翼の翼幅方向に対する高い翼型維持能力を両立し空気力の大きい高速域においてモーフィング技術を適用することが可能になる。また、本発明の飛行体用翼複合材によれば、本発明の飛行体用翼を好適に成形することが可能になる。さらに、本発明の飛行体用翼複合材の製造方法によれば、本発明の飛行体用翼複合材を好適に製造することが可能になる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００３３】
以下、図に示す実施の形態により本発明をさらに詳細に説明する。なお、これにより本発明が限定されるものではない。
【実施例１】
【００３４】
図１は、実施例１に係る飛行体用翼複合材１０の要部断面示す斜視図である。
この飛行体用翼複合材１０は、炭素繊維強化プラスチック材（以下、「ＣＦＲＰ」という。）で軸方向に異方性を有するように成形されたＣＦＲＰロッド１と、該ＣＦＲＰロッド１の隙間に充填される弾性部材２とを具備して構成されている。
【００３５】
この飛行体用翼複合材１０は、先ず炭素繊維を軸方向に配向してＣＦＲＰロッド１を製造し、次にそのＣＦＲＰロッド１を一方向に敷き詰め、次いでそのＣＦＲＰロッド１の隙間に弾性部材２の前駆体を含浸・硬化させることによって得られる。弾性部材２は、例えばシリコンゴムである。
【００３６】
図２は、実施例１に係る飛行体用翼１００の要部断面を示す斜視図である。
この飛行体用翼１００は、ＣＦＲＰロッド１の軸方向が翼の翼幅方向に対し平行になるように上記飛行体用翼複合材１０から成形されたのものである。
【００３７】
上記飛行体用翼１００によれば、ＣＦＲＰロッド１の異方性の向きは翼の翼幅方向に対し平行になっているため翼の翼幅方向に対する剛性は向上する。また、ＣＦＲＰロッド１の隙間に充填されている弾性部材２によって翼舷方向に対する可撓性は向上する。これにより、翼舷方向に対する高い可撓性と翼幅方向に対する高い翼型維持能力を両立することが可能になる。また、複数のＣＦＲＰロッド１によって翼舷方向に対する強度も向上し空気力の大きい高速域においてモーフィング技術を適用することが可能になる。
【実施例２】
【００３８】
図３は、実施例２に係る飛行体用翼複合材２０の要部断面を示す斜視図である。
この飛行体用翼複合材２０は、ＣＦＲＰで軸方向に異方性を有するように成形されたＣＦＲＰロッド１と、該ＣＦＲＰロッド１の隙間に充填される弾性部材２と、該ＣＦＲＰロッド１を固縛する編み糸３とを具備して構成されている。弾性部材２は、例えばシリコンゴムであり、編み糸３は、例えばアラミド繊維を撚った糸である。
【００３９】
この飛行体用翼複合材２０は、先ず炭素繊維を軸方向に配向してＣＦＲＰロッド１を製造し、次にそのＣＦＲＰロッド１を一方向に敷き詰め、次いでそのＣＦＲＰロッド１を編み糸３ですだれ状に編み上げ、次にそのすだれ状に編み上げたＣＦＲＰロッド１を複数層重ね、次にそのＣＦＲＰロッド１の隙間に弾性部材２の前駆体を含浸・硬化させることによって得られる。
【００４０】
図４は、実施例２に係る飛行体用翼２００の要部断面を示す斜視図である。
この飛行体用翼２００は、ＣＦＲＰロッド１の軸方向が翼の翼幅方向に対し平行になるように上記飛行体用翼複合材２０から成形されたのものである。
【００４１】
上記飛行体用翼２００によれば、ＣＦＲＰロッド１の異方性の向きは翼の翼幅方向に対し平行になっているため翼幅方向に対する剛性は向上する。また、ＣＦＲＰロッド１の隙間に充填されている弾性部材２によって翼舷方向に対する可撓性は向上する。これにより、翼舷方向に対する高い可撓性と翼幅方向に対する高い翼型維持能力を両立することが可能になる。また、複数のＣＦＲＰロッド１によって翼舷方向に対する強度も向上し空気力の大きい高速域においてモーフィング技術を適用することが可能になる。さらに、ＣＦＲＰロッド１は編み糸３ですだれ状に編み上げ固縛されているので、ＣＦＲＰロッド１と弾性部材２との剥離が好適に防止されて翼の断裂強度も向上する。
【実施例３】
【００４２】
図５は、実施例３に係る飛行体用翼複合材３０の要部断面を示す斜視図である。
この飛行体用翼複合材３０は、ＣＦＲＰで軸方向に異方性を有するように成形されたＣＦＲＰロッド１と、該ＣＦＲＰロッド１の隙間に充填される弾性部材２と、該ＣＦＲＰロッド１をすだれ状に固縛する編み糸３と、該編み糸３を結合する編み止め糸４とを具備して構成されている。
【００４３】
この飛行体用翼複合材３０は、先ず炭素繊維を軸方向に配向してＣＦＲＰロッド１を製造し、次にそのＣＦＲＰロッド１を一方向に敷き詰め、次いでそのＣＦＲＰロッド１を編み糸３ですだれ状に編み上げ、次にそのすだれ状に編み上げたＣＦＲＰロッド１を複数層重ね、次に編み糸３を編み止め糸４で結合し、次にＣＦＲＰロッド１の隙間に弾性部材２の前駆体を含浸・硬化させることによって得られる。弾性部材２は、例えばシリコンゴムであり、編み糸３は、例えば炭素繊維を撚った糸であり、編み止め糸４は、例えばアラミド繊維を撚った糸である。
【００４４】
図６は、実施例３に係る飛行体用翼３００の要部断面を示す斜視図である。
この飛行体用翼３００は、ＣＦＲＰロッド１の軸方向が翼の翼幅方向に対し平行になるように上記飛行体用翼複合材３０から成形されたのものである。
【００４５】
上記飛行体用翼３００によれば、ＣＦＲＰロッド１の異方性の向きは翼の翼幅方向に対し平行になっているため翼の翼幅方向に対する剛性は向上する。また、ＣＦＲＰロッド１の隙間に充填されている弾性部材２によって翼舷方向に対する可撓性は向上する。これにより、翼舷方向に対する高い可撓性と翼幅方向に対する高い翼型維持能力を両立することが可能になる。また、複数のＣＦＲＰロッド１によって翼舷方向に対する強度も向上し空気力の大きい高速域においてモーフィング技術を適用することが可能になる。さらに、ＣＦＲＰロッド１は編み糸３ですだれ状に編み上げ固縛され且つＣＦＲＰロッド１は複数層を形成しながら層間は編み止め糸４によって結合されているので、ＣＦＲＰロッド１と弾性部材２との剥離が好適に防止されて翼の断裂強度もより向上する。
【実施例４】
【００４６】
図７は、実施例４に係る飛行体用翼複合材４０の要部断面を示す斜視図である。
この飛行体用翼複合材４０は、ＣＦＲＰで成形されたＣＦＲＰロッド１と、該ＣＦＲＰロッド１の隙間に充填される弾性部材２と、該ＣＦＲＰロッド１と共にインターロック３次元織物を形成するインターロック糸５とを具備して構成されている。弾性部材２は、例えばシリコンゴムであり、インターロック糸３は、例えば炭素繊維の糸である。
【００４７】
この飛行体用翼複合材４０は、先ず炭素繊維を軸方向に配向してＣＦＲＰロッド１を製造し、次にそのＣＦＲＰロッド１を一方向の糸とみなしてインターロック糸５と共にインターロック３次元織物状に編み上げ、次にＣＦＲＰロッド１の隙間に弾性部材２の前駆体を含浸・硬化させることによって得られる。
【００４８】
図８は、実施例４に係る飛行体用翼４００の要部断面を示す斜視図である。
この飛行体用翼４００は、ＣＦＲＰロッド１の軸方向が翼の翼幅方向に対し平行になるように上記飛行体用翼複合材４０から成形されたのものである。
【００４９】
上記飛行体用翼４００によれば、ＣＦＲＰロッド１の異方性の方向は翼の翼幅方向に対し平行になっているため翼幅方向に対する剛性は向上する。また、ＣＦＲＰロッド１の隙間に充填されている弾性部材２によって翼舷方向に対する可撓性は向上する。さらに、ＣＦＲＰロッド１とインターロック糸５はインターロック３次元織物状に編み上げ固縛されているので、ＣＦＲＰロッド１と弾性部材２との剥離を好適に防止する。これにより、翼舷方向に対する高い可撓性と翼幅方向に対する高い翼型維持能力に加え高い断裂強度性を有するようになる。その結果、空気力の大きい高速域においてモーフィング技術を適用することが可能になる。
【実施例５】
【００５０】
図９は、実施例５に係る飛行体用翼複合材５０の要部断面を示す斜視図である。
この飛行体用翼複合材５０は、ＣＦＲＰで波状に成形されたＣＦＲＰ波板６と、ＣＦＲＰで平板に成形されたＣＦＲＰ薄板７とを具備して構成されている。
【００５１】
この飛行体用翼複合材５０は、波状の型内に異方性を波方向に直交するように炭素繊維織物などの強化体を配向してプラスチック樹脂を注入して含浸・硬化させてＣＦＲＰ波板６を製造し、次にＣＦＲＰ薄板７を異方性の向きをＣＦＲＰ波板６と同じくしてＣＦＲＰ波板６の表面に接着材で接合することによって得られる。
【００５２】
図１０は、実施例５に係る飛行体用翼５００の要部断面を示す斜視図である。
この飛行体用翼５００は、ＣＦＲＰ波板６およびＣＦＲＰ薄板７の異方性の向きが翼の横幅方向に対し平行になるように上記飛行体用翼複合材５０から成形されたのものである。
【００５３】
上記飛行体用翼５００によれば、ＣＦＲＰ波板６の異方性の向きは翼の翼幅方向に対し平行になっているため翼の翼幅方向に対する剛性は向上する。また、ＣＦＲＰ波板６の弾性作用によって翼舷方向に対する可撓性は向上する共に圧縮強度も向上する。これにより、翼の翼舷方向に対する高い可撓性と翼の翼幅方向に対する高い翼型維持能力を両立し空気力の大きい高速域においてモーフィング技術を適用することが可能になる。
【実施例６】
【００５４】
図１１は、実施例６に係る飛行体用翼複合材６０の要部断面を示す斜視図である。
この飛行体用翼複合材６０は、ＣＦＲＰで波状に成形されたＣＦＲＰ波板６と、表面の凹部に充填され平滑面を形成する弾性部材２とを具備して構成されている。弾性部材２は、例えばシリコンゴムである。
【００５５】
この飛行体用翼複合材６０は、波状の型内に異方性を波方向に直交するように炭素繊維織物などの強化体を配向して高分子を後から注入しＣＦＲＰ波板６を製造し、次にそのＣＦＲＰ波板６の表面の凹部に弾性部材２を含浸・硬化させることによって得られる。
【００５６】
図１２は、実施例６に係る飛行体用翼６００の要部断面を示す斜視図である。
この飛行体用翼６００は、ＣＦＲＰ波板６の異方性の向きは横幅方向に対し平行になるように上記飛行体用翼複合材６０から成形されたのものである。
【００５７】
上記飛行体用翼６００によれば、ＣＦＲＰ波板６の異方性の向きは翼の翼幅方向に対し平行になっているため翼幅方向に対する剛性は向上する。また、ＣＦＲＰ波板６および弾性部材２の弾性作用によって翼舷方向に対する可撓性は向上すると共に圧縮強度も向上する。特に、圧縮強度が大きいため翼の可動範囲が大きくなる。
【実施例７】
【００５８】
図１３は、実施例７に係る飛行体用翼複合材７０の要部を示す斜視図である。
この飛行体用翼複合材７０は、ＣＦＲＰで波状に成形されたＣＦＲＰ波板６と、表面および裏面の凹部に空洞を形成しながら平滑面を形成する弾性部材２とを具備して構成されている。弾性部材２は、例えば合成ゴムである。
【００５９】
この飛行体用翼複合材７０は、波状の型内に異方性を波方向に直交するように炭素繊維織物などの強化体を配向して高分子を後から注入しＣＦＲＰ波板６を製造し、次にＣＦＲＰ波板６の表面および裏面の凹部の深部に空気を内包しながら入り口部に弾性部材２の前駆体を含浸・硬化させることによって得られる。
【００６０】
図１４は、実施例７に係る飛行体用翼７００の要部断面を示す斜視図である。
この飛行体用翼７００は、ＣＦＲＰ波板６の異方性の向きは翼の横幅方向に対し平行になるように上記飛行体用翼複合材７０から成形されたのものである。
【００６１】
上記飛行体用翼７００によれば、ＣＦＲＰ波板６の異方性の方向は翼の翼幅方向に対し平行になっているため翼幅方向に対する剛性は向上する。また、ＣＦＲＰ波板６と弾性部材２の弾性作用および内包する空気の圧縮性によって翼舷方向に対する可撓性は向上すると共に圧縮強度も向上する。特に、圧縮強度が大きいため、翼の可動範囲が大きくなる。
【実施例８】
【００６２】
図１５は、実施例８に係る飛行体用翼複合材８０の要部断面を示す斜視図である。
この飛行体用翼複合材８０は、ＣＦＲＰで波状に成形されたＣＦＲＰ波板６と、表面および裏面の凹部に配設されるＣＦＲＰロッド１と、表面の凹部に充填される弾性部材２とを具備して構成されている。弾性部材２は、例えばシリコンゴムである。
【００６３】
この飛行体用翼複合材８０は、波状の型内に異方性を波方向に直交するように炭素繊維織物などの強化体を配向して高分子を後から注入しＣＦＲＰ波板６を製造し、次に炭素繊維を軸方向に配向してＣＦＲＰロッド１を製造し、次にＣＦＲＰ波板６の表面および裏面の凹部にＣＦＲＰロッド１を配設し、次に表面の凹部に弾性部材２の前駆体を含浸・硬化させることによって得られる。
【００６４】
図１６は、実施例８に係る飛行体用翼８００の要部断面を示す斜視図である。
この飛行体用翼８００は、ＣＦＲＰ波板６の異方性の向きが翼の横幅方向に対し平行になるように上記飛行体用翼複合材８０から成形されたのものである。
【００６５】
上記飛行体用翼８００によれば、ＣＦＲＰ波板６およびＣＦＲＰロッド１の異方性の向きは翼の翼幅方向に対し平行になっているため翼幅方向に対する剛性はより向上する。また、ＣＦＲＰ波板６および弾性部材２の弾性作用によって翼舷方向に対する可撓性は向上する。
【実施例９】
【００６６】
図１７は、実施例９に係る飛行体用翼複合材９０の要部断面を示す斜視図である。
この飛行体用翼複合材９０は、ＣＦＲＰで波状に成形されたＣＦＲＰ波板６と、表面および裏面の凹部に配設されているＣＦＲＰロッド１と、表面および裏面の凹部に空洞を形成すると共に平滑面を形成する弾性部材２とを具備して構成されている。弾性部材２は、例えば合成ゴムである。
【００６７】
この飛行体用翼複合材９０は、波状の型内に異方性を波方向に直交するように炭素繊維織物などの強化体を置いて高分子を後から注入してＣＦＲＰ波板６を製造し、次に炭素繊維を軸方向に配向してＣＦＲＰロッド１を製造し、次にＣＦＲＰ波板６の表面および裏面の凹部にＣＦＲＰ材ロッド１を配設し、次にＣＦＲＰ波板６の表面および裏面の凹部の深部に空気を内包しながら入り口部に弾性部材２の前駆体を含浸・硬化させることによって得られる。
【００６８】
図１８は、実施例９に係る飛行体用翼９００の要部断面を示す斜視図である。
この飛行体用翼９００は、ＣＦＲＰ波板６の異方性の向きが翼の横幅方向に対し平行になるように上記飛行体用翼複合材９０から成形されたのものである。
【００６９】
上記飛行体用翼９００によれば、ＣＦＲＰ波板６およびＣＦＲＰロッド１の異方性の向きは翼の翼幅方向に対し平行になっているため翼幅方向に対する剛性は向上する。また、ＣＦＲＰ波板６と弾性部材２の弾性作用および内包する空気の圧縮性によって翼舷方向に対する可撓性はより向上する共に圧縮強度も向上する。
【実施例１０】
【００７０】
図１９は、実施例１０に係る飛行体用翼複合材１１０の要部断面を示す斜視図である。
この飛行体用翼複合材１１０は、ＣＦＲＰで波状に成形されたＣＦＲＰ波板６と、ＣＦＲＰ波板６の表面および裏面の凹部に配設されるＣＦＲＰロッド１と、表面の平滑面を形成するＣＦＲＰ薄板７とを具備して構成されている。
【００７１】
この飛行体用翼複合材１１０は、波状の型内に異方性を波方向に直交するように炭素繊維織物などの強化体を配向して高分子を後から注入しＣＦＲＰ波板６を製造し、次に炭素繊維を軸方向に配向してＣＦＲＰロッド１を製造し、次にＣＦＲＰ波板６の表面および裏面の凹部にＣＦＲＰロッド１を配設し、次にＣＦＲＰ薄板７を異方性の向きをＣＦＲＰ波板６と同じくしてＣＦＲＰ波板６の表面に接着材で接合することによって得られる。
【００７２】
図２０は、実施例１０に係る飛行体用翼１０００の要部断面を示す斜視図である。
この飛行体用翼１０００は、ＣＦＲＰ波板６、ＣＦＲＰロッド１およびＣＦＲＰ薄板７の異方性の向きは翼の横幅方向に対し平行になるように上記飛行体用翼複合材１１０から成形されたのものである。
【００７３】
上記飛行体用翼１０００によれば、ＣＦＲＰ波板６、ＣＦＲＰロッド１およびＣＦＲＰ薄板７の異方性の向きは翼の翼幅方向に対し平行になっているため翼幅方向に対する剛性はより向上する。また、ＣＦＲＰ波板の弾性作用によって翼舷方向に対する可撓性は向上すると共に圧縮強度も向上する。
【実施例１１】
【００７４】
上記実施例８から１０において、ＣＦＲＰロッド１に変えてＣＦＲＰ角棒を使用しても良い。
【実施例１２】
【００７５】
なお、翼全体を上記飛行体用翼複合材で構成する必要はなく、翼舷方向に対する可撓性を必要とする部分（例えば、後縁側部分）のみを上記飛行体用翼複合材で構成しても良い。また、必要に応じて翼舷方向に対してロッドまたは補強部材または弾性部材の分布を変化させて翼舷方向に対する曲げ剛性が変化するようにしても良い。
【産業上の利用可能性】
【００７６】
本発明に係る飛行体用翼は、航空機その他の飛行体用翼、特に飛行中に翼形を変形させることが可能なモーフィング技術を有する航空機その他の飛行体用翼において好適に利用可能である。また、本発明に係る飛行体用翼複合材およびその製造方法は、上記飛行体用翼を製造することに好適に利用可能である。
【図面の簡単な説明】
【００７７】
【図１】実施例１に係る飛行体用翼複合材の要部断面を示す斜視図である。
【図２】実施例１に係る飛行体用翼の要部断面を示す斜視図である。
【図３】実施例２に係る飛行体用翼複合材の要部断面を示す斜視図である。
【図４】実施例２に係る飛行体用翼の要部断面を示す斜視図である。
【図５】実施例３に係る飛行体用翼複合材の要部断面を示す斜視図である。
【図６】実施例３に係る飛行体用翼の要部断面を示す斜視図である。
【図７】実施例４に係る飛行体用翼複合材の要部断面を示す斜視図である。
【図８】実施例４に係る飛行体用翼の要部断面を示す斜視図である。
【図９】実施例５に係る飛行体用翼複合材の要部断面を示す斜視図である。
【図１０】実施例５に係る飛行体用翼の要部断面を示す斜視図である。
【図１１】実施例６に係る飛行体用翼複合材の要部断面を示す斜視図である。
【図１２】実施例６に係る飛行体用翼の要部断面を示す斜視図である。
【図１３】実施例７に係る飛行体用翼複合材の要部断面を示す斜視図である。
【図１４】実施例７に係る飛行体用翼の要部断面を示す斜視図である。
【図１５】実施例８に係る飛行体用翼複合材の要部断面を示す斜視図である。
【図１６】実施例８に係る飛行体用翼の要部断面を示す斜視図である。
【図１７】実施例９に係る飛行体用翼複合材の要部断面を示す斜視図である。
【図１８】実施例９に係る飛行体用翼の要部断面を示す斜視図である。
【図１９】実施例１０に係る飛行体用翼複合材の要部断面を示す斜視図である。
【図２０】実施例１０に係る飛行体用翼の要部断面を示す斜視図である。
【符号の説明】
【００７８】
１  ＣＦＲＰロッド                ２  弾性部材
３  編み糸                        ４  編み止め糸
５  インターロック糸              ６  ＣＦＲＰ波板  
７  ＣＦＲＰ薄板
【図１】
2006168558.tif 000003
【図２】
2006168558.tif 000004
【図３】
2006168558.tif 000005
【図４】
2006168558.tif 000006
【図５】
2006168558.tif 000007
【図６】
2006168558.tif 000008
【図７】
2006168558.tif 000009
【図８】
2006168558.tif 000010
【図９】
2006168558.tif 000011
【図１０】
2006168558.tif 000012
【図１１】
2006168558.tif 000013
【図１２】
2006168558.tif 000014
【図１３】
2006168558.tif 000015
【図１４】
2006168558.tif 000016
【図１５】
2006168558.tif 000017
【図１６】
2006168558.tif 000018
【図１７】
2006168558.tif 000019
【図１８】
2006168558.tif 000020
【図１９】
2006168558.tif 000021
【図２０】
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