(57)【要約】【課題】共通の基礎支持部を通るストリンガ移行部を提供する。【解決手段】共通の基部を通るストリンガ移行部の構築は、大きな断面積を有する第１のストリンガの端部をより小さい断面積を有する第２のストリンガの対向する端部に接続するためのプレート取付具およびそれらに関連する締結具の必要性を排除する。複合材料からなる基部は、基部がスキンパネルの長手方向長さと整列しかつそれに沿って延伸するようにして、航空機の翼のスキンパネルに固定される。第１のストリンガおよび第２のストリンガが基部に長手方向に整列し、第１のストリンガと第２のストリンガとの間に長手方向の間隔があるようにして、第１のストリンガは基部に固定され、第２のストリンガは基部に固定される。基部は第１のストリンガを第２のストリンガに接続し、基部のみが第１のストリンガを第２のストリンガに接続する。【選択図】図２
2019151321.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
基部であって、外面および反対側の内面を有し、前記基部の内側縁部と前記基部の反対側の外側縁部との間の長手方向長さを有する、基部と、
第１のストリンガであって、外面および反対側の内面を有し、前記第１のストリンガの内側端部と前記第１のストリンガの反対側の外側端部との間の長手方向長さを有し、前記第１のストリンガの前記外面は、前記第１のストリンガの前記長手方向長さが前記基部の前記長手方向長さと整列しかつそれに沿って延伸するようにして、前記基部の前記内面に固定される、第１のストリンガと、
第２のストリンガであって、外面および反対側の内面を有し、前記第２のストリンガの内側端部と前記第２のストリンガの反対側の外側端部との間の長手方向長さを有し、前記第２のストリンガの前記外面は、前記第２のストリンガの前記長手方向長さが前記第１のストリンガの前記長手方向長さと整列し、前記第２のストリンガの前記長手方向長さが前記基部の前記長手方向長さと整列しかつそれに沿って延伸するようにして、前記基部の前記内面に固定される、第２のストリンガと、
を備える航空機構造であって、
前記第１のストリンガは、前記第２のストリンガから長手方向に間隔を置いて配置されており、
前記基部は前記第１のストリンガを前記第２のストリンガに接続し、前記基部のみが前記第１のストリンガを前記第２のストリンガに接続する、
航空機構造。
【請求項２】
前記第１のストリンガが第１の断面構成を有し、
前記第２のストリンガが第２の断面構成を有し、
前記第１の断面構成と前記第２の断面構成とは異なる構成である
請求項１に記載の航空機構造。
【請求項３】
前記第１のストリンガの前記第１の断面構成がハットストリンガの断面構成であり、
前記第２のストリンガの前記第２の断面構成がブレードストリンガの断面構成である
請求項２に記載の航空機構造。
【請求項４】
スキンパネルであって、外面および反対側の内面を有し、前記スキンパネルの内側縁部と前記スキンパネルの反対側の外側縁部との間の長手方向長さを有し、前記スキンパネルの前縁と前記スキンパネルの反対側の後縁との間の横幅を有する、スキンパネル
をさらに備え、
前記基部は前記基部の前縁と前記基部の反対側の後縁との間の横幅を有し、前記基部の外面は、前記基部の前記長手方向長さが前記スキンパネルの前記長手方向長さと整列しかつそれに沿って延伸するようにして、前記スキンパネルの前記内面に固定され、
前記基部の横幅は前記スキンパネルの横幅より小さい、
請求項１から３のいずれか一項に記載の航空機構造。
【請求項５】
前記第１のストリンガが、前記第１のストリンガの前縁と前記第１のストリンガの反対側の後縁との間に横幅を有し、
前記第２のストリンガが、前記第２のストリンガの前縁と前記第２のストリンガの反対側の後縁との間に横幅を有し、
前記第１のストリンガの横幅が前記基部の横幅よりも小さい
請求項４に記載の航空機構造。
【請求項６】
前記第２のストリンガの横幅が前記基部の横幅よりも小さい
請求項５に記載の航空機構造。
【請求項７】
前記第１のストリンガを横切って横方向に延伸する第１のリブと、
前記第２のストリンガを横切って横方向に延伸する第２のリブと、
前記第１のストリンガと前記第２のストリンガとの間で横方向に延伸する単一のリブと
をさらに備える、請求項１から６のいずれか一項に記載の航空機構造。
【請求項８】
前記第１のリブを前記基部に接続する第１の複数の締結具と、
前記第２のリブを前記基部に接続する第２の複数の締結具と、
前記単一のリブを前記基部に接続する第３の複数の締結具と
をさらに備える、請求項７に記載の航空機構造。
【請求項９】
前記スキンパネルの前記外面が航空機の翼の外面である
ことをさらに含む、請求項４に記載の航空機構造。
【請求項１０】
複合材料で構築された基部であって、外面および反対側の内面を有し、前記基部の内側縁部と前記基部の反対側の外側縁部との間の長手方向長さを有する、基部と、
複合材料で構築された第１のストリンガであって、外面および反対側の内面を有し、前記第１のストリンガの内側端部と前記第１のストリンガの反対側の外側端部との間の長手方向長さを有し、前記第１のストリンガの前記外面は、前記第１のストリンガの前記長手方向長さが前記基部の前記長手方向長さと整列しかつそれに沿って延伸するようにして、前記基部の前記内面に固定される、第１のストリンガと、
複合材料で構築された第２のストリンガであって、外面および反対側の内面を有し、前記第２のストリンガの内側端部と前記第２のストリンガの反対側の外側端部との間の長手方向長さを有し、前記第２のストリンガの前記外面は、前記第２のストリンガの前記長手方向長さが前記第１のストリンガの前記長手方向長さと整列し、前記第２のストリンガの前記長手方向長さが前記基部の前記長手方向長さと整列しかつそれに沿って延伸するようにして、前記基部の前記内面に固定される、第２のストリンガと、
を備える航空機構造であって、
前記第１のストリンガの前記外側端部は、前記第２のストリンガの前記内側端部から長手方向に間隔を置いて配置されており、
前記基部は前記第１のストリンガの前記外面を前記第２のストリンガの前記外面に接続し、それによって前記第１のストリンガと前記第２のストリンガとを接続し、
前記基部のみが前記第１のストリンガと前記第２のストリンガとを接続する、
航空機構造。
【請求項１１】
前記第１のストリンガが、前記第１のストリンガの前縁と前記第１のストリンガの反対側の後縁との間の横幅を有し、
前記第２のストリンガが、前記第２のストリンガの前縁と前記第２のストリンガの反対側の後縁との間の横幅を有し、
前記第１のストリンガの横幅と前記第２のストリンガの横幅は異なる
請求項１０に記載の航空機構造。
【請求項１２】
前記第１のストリンガがハットストリンガの断面構成を有し、
前記第２のストリンガがブレードストリンガの断面構成を有する
請求項１０または１１に記載の航空機構造。
【請求項１３】
複合材料で構築されたスキンパネルであって、外面および反対側の内面を有し、前記スキンパネルの内側縁部と前記スキンパネルの反対側の外側縁部との間の長手方向長さを有し、前記スキンパネルの前縁と前記スキンパネルの反対側の後縁との間の横幅を有する、スキンパネル
をさらに備え、
前記基部は前記基部の前縁と前記基部の反対側の後縁との間の横幅を有し、前記基部の前記外面は、前記基部の前記長手方向長さが前記スキンパネルの前記長手方向長さと整列しかつそれに沿って延伸するようにして、前記スキンパネルの前記内面に固定され、
前記スキンパネルの横幅は前記基部の横幅より大きい、
請求項１０から１２のいずれか一項に記載の航空機構造。
【請求項１４】
前記第１のストリンガが、前記第１のストリンガの前縁と前記第１のストリンガの反対側の後縁との間に横幅を有し、
前記第２のストリンガが、前記第２のストリンガの前縁と前記第２のストリンガの反対側の後縁との間に横幅を有し、
前記基部の横幅が前記第１のストリンガの横幅よりも大きい
請求項１３に記載の航空機構造。
【請求項１５】
前記基部の横幅が前記第２のストリンガの横幅よりも大きい
請求項１４に記載の航空機構造。
【請求項１６】
前記第１のストリンガを横切って横方向にかつ前記基部を横切って横方向に延伸する第１のリブと、
前記第２のストリンガを横切って横方向にかつ前記基部を横切って横方向に延伸する第２のリブと、
前記第１のストリンガと前記第２のストリンガとの間で横方向にかつ前記基部を横切って横方向に延伸する単一のリブと
をさらに備える、請求項１０から１５のいずれか一項に記載の航空機構造。
【請求項１７】
前記基部および前記第１のリブを通って延伸する第１の複数の締結具であって、前記第１のリブを前記基部に接続する、第１の複数の締結具と、
前記基部および前記第２のリブを通って延伸する第２の複数の締結具であって、前記第２のリブを前記基部に接続する、第２の複数の締結具と、
前記基部および前記単一のリブを通って延伸する第３の複数の締結具であって、前記単一のリブを前記基部に接続する、第３の複数の締結具と
をさらに備える、請求項１６に記載の航空機構造。
【請求項１８】
前記スキンパネルの前記外面が航空機の翼の外面である
請求項１３に記載の航空機構造。
【請求項１９】
航空機構造を構築する方法であって、前記方法は、
外側モールドラインのマンドレル上に基部を敷設するステップと、
ハットストリンガを前記基部上に敷設するステップと、
ブレードストリンガが前記ハットストリンガと整列しかつ間隔を置いて配置されているように前記基部上に前記ブレードストリンガを敷設するステップと、
前記基部、前記ハットストリンガおよび前記ブレードストリンガの上に真空バッグを位置決めするステップと、
前記基部、前記ハットストリンガおよび前記ブレードストリンガをオートクレーブ中で硬化させるステップと、
前記真空バッグを前記基部、前記ハットストリンガ、前記ブレードストリンガから取り外すステップと、
前記基部にリブを取り付けるステップと
を含む、方法。
【請求項２０】
前記基部を前記外側モールドラインのマンドレル上に敷設する前記ステップの前に、スキンパネルを前記外側モールドラインのマンドレル上に敷設するステップと、
前記スキンパネル上に前記基部を敷設するステップと
をさらに含む、請求項１９に記載の方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本開示は、航空機構造、例えば、複合材料で構築され、翼の長さにわたって延伸するストリンガによって補強されている航空機の翼に関する。翼がその内側端部から外側端部まで延伸するにつれて、翼の内部領域が減少するため、ストリンガが翼の長さを通って延伸するにつれて、それらの断面構成は変化する。
【背景技術】
【０００２】
航空機の翼の典型的な構造では、リブボックスが翼の内部に形成されている。リブボックスは、翼の内側端部と翼の反対側の外側端部との間で翼の長手方向長さに沿って延伸する。リブボックスは、翼の前縁と翼の後縁との間に横方向に位置決めされている。
【０００３】
リブボックスは、リブボックスの前方桁とリブボックスの後方桁との間で横方向に延伸する複数のリブを含む。複数のリブは、翼ボックスの長手方向長さに沿って長手方向に空間的に配置されている。翼ボックス構造はまた、翼ボックスの頂部および底部を横切って長手方向に延伸する複数のストリンガを含む。ストリンガは、翼ボックスの長手方向長さに沿って延伸し、翼ボックスを補強する際にリブに固定される細長い補強部材である。ストリンガはまた、翼の頂部外側スキンパネルおよび翼の底部外側スキンパネルに接続されている。
【０００４】
典型的な航空機の翼は、その内側端部からその外側端部まで延伸するにつれて先細りになるので、翼ボックスがその内側端部からその外側端部まで延伸するにつれて、翼ボックスの内部容積は減少する。翼ボックスがその内側端部からその外側端部まで延伸するにつれて、翼ボックスの内部容積が減少すると、翼ボックスの前部桁と後部桁との間のストリンガ用の翼ボックス内のスペースが減少する。これは、翼ボックスの長手方向長さに沿ったある点で、各ストリンガが尽きるもしくは終端する、またはストリンガの第１の断面積からストリンガの第２の断面積へ移行しなければならないことを必要とし、第２の断面積は第１の断面積よりも小さい。これは、典型的には、第１の断面積が終端し、第２の断面積を有する第２のストリンガとして再び始まる第１のストリンガを必要とする。第１のストリンガは第２のストリンガと端と端を接して接続されている。
【０００５】
ストリンガがより大きな第１の断面積のストリンガからより小さな第２の断面積のストリンガへと移行するとき、第１のストリンガと第２のストリンガとが端と端で接続されることが必要である。この接続は、典型的には、第１のストリンガと第２のストリンガの対向する端部の間に接続されているプレート取付具によって提供されている。例えば、第１のストリンガおよび第２のストリンガが「Ｉ」構成を有する場合、第１のストリンガおよび第２のストリンガの対向端部のウェブ間にプレート取付具が取り付けられ、プレート取付具は、第１のストリンガと第２のストリンガの対向する端部の上部フランジと下部フランジとの間に取り付けられる。プレート取付具を構築するのに通常使用される材料はチタンである。チタンプレート取付具は、第１のストリンガと第２のストリンガの対向する端部の間に複数の締結具によって取り付けられる。
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
第１のストリンガと第２のストリンガの対向する端部を接続するためのチタンプレート取付具と複数の締結具の使用は、翼ボックスの構築時間を実質的に増加させる。さらに、第１のストリンガと第２のストリンガの対向する端部を接続するためのチタンプレート取付具と締結具の使用は、翼ボックスの重量を実質的に増加させる。チタンプレート取付具と締結具の使用はまた、翼ボックスを構築するコストを実質的に増大させる。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
本開示の航空機構造または航空機の翼は、翼の長手方向長さにわたって延伸するスキンパネルを用いて構築されている。スキンパネルは外面と反対側の内面を有する。スキンパネルの外面は、翼の外部環境に露出する翼の外面を形成する。翼の外面を、翼の上面または翼の底面とすることができる。スキンパネルの長手方向長さは、スキンパネルの内側縁部と外側パネルの反対側の外側縁部との間に延伸する。スキンパネルは、スキンパネルの前縁とスキンパネルの反対側の後縁との間に延伸する横幅を有する。
【０００８】
基部はスキンパネルの内面に固定されている。基部は、細長い、略長方形の、そして略平面の構成を有する。基部は外面と反対側の内面を有する。基部は、基部の内側縁部と基部の反対側の外側縁部との間に延伸する長手方向長さを有する。基部は、基部の前縁と基部の反対側の後縁との間に延伸する横幅を有する。基部の外面は、基部の長手方向長さがスキンパネルの長手方向長さと整列しかつそれに沿って延伸するようにして、スキンパネルの内面に固定される。
【０００９】
第１の断面積を有する第１のストリンガ、例えばハットストリンガが基部の内面に固定されている。第１のストリンガは外面および反対側の内面を有する。第１のストリンガは、第１のストリンガの内側端部と第１のストリンガの反対側の外側端部との間に延伸する長手方向長さを有する。第１のストリンガは、第１のストリンガの前縁と第１のストリンガの反対側の後縁との間に延伸する横幅を有する。第１のストリンガの外面は、第１のストリンガの長手方向長さが基部の長手方向長さの一部と整列しかつそれに沿って延伸するようにして、基部の内面に固定される。
【００１０】
第２の断面積を有する第２のストリンガ、例えばブレードストリンガもまた基部の内面に固定されている。第２のストリンガは外面および反対側の内面を有する。第２のストリンガはまた、第２のストリンガの内側端部と第２のストリンガの反対側の外側端部との間に延伸する長手方向長さを有する。第２のストリンガは、第２のストリンガの前縁と第２のストリンガの反対側の後縁との間に延伸する横幅を有する。第２のストリンガの外面もまた、第２のストリンガの長手方向長さが第１のストリンガの長手方向長さと整列し、第２のストリンガの長手方向長さが基部の長手方向長さの一部と整列しかつそれに沿って延伸するようにして、基部の内面に固定される。
【００１１】
第１のストリンガと第２のストリンガとの間には長手方向の間隔がある。第１のストリンガと第２のストリンガとの間の長手方向の間隔を横切って延び、第１のストリンガと第２のストリンガとを接続するための取付具、例えばチタン製取付具は使用されない。代わりに、基部が第１のストリンガを第２のストリンガに接続し、基部のみが第１のストリンガを第２のストリンガに接続する。
【００１２】
ストリンガ移行部の構築は、大きな断面積を有する第１のストリンガの対向する端部をより小さい断面積を有する第２のストリンガに接続するためのチタンプレート取付具およびそれらに関連する締結具の必要性を排除する。さらに、ストリンガ移行部の構築は、大きな横幅を有する第１のストリンガをより小さな横幅を有する第２のストリンガに接続するためのチタンプレート取付具およびそれらに関連する締結具の必要性を排除する。移行部における第１のストリンガと第２のストリンガの対向する端部間の接続は、基部によってのみ提供される。
【００１３】
説明された形状、機能、および利点を、様々な実施形態において独立して達成することができ、または、さらに別の実施形態で組み合わせることが可能であり、そのさらなる詳細が以下の説明および図面を参照して理解され得る。
【図面の簡単な説明】
【００１４】
【図１】本開示の共通の基礎支持部(base charge)を通るストリンガ移行部を使用する航空機の翼の概略図である。
【図２】図１の線２−２に沿って位置決めされた平面における図１の翼の一部を通る断面の概略図である。
【図３】図１の線３−３に沿って位置決めされた平面における図１の翼の一部を通る断面の概略図である。
【図４】小さな丸いハットストリンガの断面図である。
【図５】ブレードストリンガの断面図である。
【図６】共通の基礎支持部を通るストリンガ移行部の構築における第１の工程の平面図である。
【図７】共通の基礎支持部を通るストリンガ移行部の構築におけるさらなる工程の平面図である。
【図８】共通の基礎支持部を通るストリンガ移行部の構築におけるさらなる工程の平面図である。
【図９】共通の基礎支持部を通るストリンガ移行部の構築におけるさらなる工程の平面図である。
【図１０】共通の基礎支持部を通るストリンガ移行部の構築におけるさらなる工程の平面図である。
【図１１】共通の基礎支持部を通るストリンガ移行部の構築におけるさらなる工程の平面図である。
【図１２】共通の基礎支持部を通るストリンガ移行部の構築におけるさらなる工程の平面図である。
【図１３】共通の基礎支持部を通るストリンガ移行部の立面図である。
【図１４】共通の基礎支持部を通るストリンガ移行部を構築する方法のフローチャート図である。
【発明を実施するための形態】
【００１５】
共通の基部を通るいくつかのストリンガ移行部を使用する本開示の主題である航空機構造は、図１に示されている。航空機構造１２は、図１では航空機の翼として示されている。しかしながら、共通の基部を通るストリンガ移行部の本開示の概念は、様々な異なる種類の航空機構造に使用され得る。共通の基部を通るストリンガ移行部は、複合材料から構築された構成部品から構成されている。より具体的には、構成部品はプリプレグの繊維強化複合材料で構築されている。他の同等の材料のタイプを共通の基部を通るストリンガ移行部に使用することができる。
【００１６】
図１、図２、および図３に概略的に示されている航空機の翼１２の構築では、翼ボックス１４が翼の内部に形成されている。図１の線２−２に沿った平面における翼ボックス１４の断面が図２に示され、図１の線３−３に沿った平面における翼ボックス１４の断面が図３に示されている。
【００１７】
図２を参照すると、翼ボックス１４の内部は、前方桁１８と後方桁２２との間に延伸するリブ１６を含む。リブ１６はまた、翼１２の底部の外面を形成するスキンパネル２４と、翼１２の上面を形成するスキンパネル２６とに接続されている。
【００１８】
一対の下部ストリンガ２８が、翼の内側端部３２から翼の外側端部３４に向かって翼１２の長手方向長さに沿って延伸している。図２に示すように、下部ストリンガ２８は狭い断面積および狭い横幅を有する。そのようなストリンガ２８の一例はブレードストリンガである。ブレードストリンガ２８を通る断面の概略図を図５に示す。一対の下部ストリンガ２８は、図２に示すリブ１６と、翼１２の底面を形成する下部スキンパネル２４の内面とに接続されている。
【００１９】
一対の上部ストリンガ３６が、翼１２の長手方向長さの一部に沿って延伸している。一対の上部ストリンガ３６は、一対の下部ストリンガ２８よりも大きい断面積および大きい横幅を有する。そのようなストリンガ３６の例はハットストリンガである。ハットストリンガ３６を通る断面の概略図を図４に示す。
【００２０】
図３は、図１の線３−３に沿って位置決めされた平面における翼ボックス１４を通る断面の概略図である。図３では、追加のリブ４２が示されている。追加のリブ４２は、図２に示すリブ１６から翼ボックスの外側端部３４に向かって翼ボックス１４の長手方向長さに沿って位置決めされている。追加のリブ４２もまた、翼ボックス１４の前方桁１８と後方桁２２との間に延伸している。翼１２の底面を形成するスキンパネル２４は追加のリブ４２の底縁部に接続され、翼１２の上面を形成するスキンパネル２６は追加のリブ４２の上縁部に接続されている。一対の下部ストリンガ２８は、追加のリブ４２を通って延伸しており、追加のリブ４２と翼１２の底面を形成するスキンパネル２４とに接続されている。一対の上部ストリンガ４４もまた、追加のリブ４２を通って延伸しており、追加のリブ４２を翼１２の上面を形成するスキンパネル２６に接続する。しかしながら、図３に示すように、上部ストリンガ４４は、図２に示すリブ１６を通って延伸する上部ストリンガ３６よりも小さい断面積および小さい横幅を有する。したがって、図２のリブ１６と図３の追加のリブ４２との間で、翼１２の長手方向長さに沿って延伸する上部ストリンガは、より大きい断面積のストリンガ３６およびより大きい横幅のストリンガ３６から、より小さい断面積のストリンガ４４およびより小さい横幅のストリンガ４４に移行する。
【００２１】
翼１２の重量を増しかつ翼１２の製造時間およびコストを増す高価なチタン製取付具および関連する締結具を使用することなく、図２のリブ１６を通過する上部ストリンガ３６から図３のリブ４２を通過する上部ストリンガ４４へ荷重を伝達するために、本開示の共通の基部を通るストリンガ移行部が使用される。
【００２２】
共通の基部を通るストリンガ移行部を有する航空機構造を構築する方法は、図６〜図１４に示されている。航空機構造、または航空機の翼１２は、図６〜図１０に概略的に示されている外側モールドライン（ＯＭＬ）のレイアップマンドレル４６上で従来の真空バギングプロセスを使用して構築される。
【００２３】
図６を参照すると、翼１２のスキンパネル４８を形成する複合材料のスキンプライがマンドレル４６上に置かれている。スキンパネル４８を形成するスキンプライは、翼１２を形成するのに必要な構成をスキンパネル４８に提供し、十分な構造強度を翼１２に提供するのに必要なプリプレグファブリックとテープの任意の組み合わせとすることができる。スキンパネル４８は、スキンパネルの内側縁部５２とスキンパネルの反対側の外側縁部５４との間に延伸する長手方向長さを有する。スキンパネル４８は、スキンパネルの前縁５６とスキンパネルの反対側の後縁５８との間に延在する横幅を有する。スキンパネル４８を形成するスキンプライは、スキンパネルの外面６２とスキンパネルの反対側の内面６４との間の厚さをスキンパネルに与える。スキンパネルの外面６２は、翼の外部環境に露出する翼１２の外面を形成する。スキンパネル４８の外面６２を、翼１２の上面または翼の底面とすることができる。スキンパネル４８の内面６４は、翼１２の内部を向いており、翼ボックス１４の一部を形成している。
【００２４】
図７に示すように、複合材料のプライからなる基部６６がスキンパネル４８の内面６４上に置かれている。図７では、基部６６は、細長い、略長方形の、そして略平面の構成を有するものとして示されている。ただし、基部６６の構成は、構築されている翼１２の構成に基部６６を最もよく合わせるように変更され得る。基部６６は、スキンパネル４８の内面６４上に置かれる外面６８と、反対側の内面７２とを有する。基部６６の内面７２は、翼１２の翼ボックス１４内に面している。基部６６は、基部の内側縁部７４と基部の反対側の外側縁部７６との間に延伸する長手方向長さを有する。基部６６の長手方向長さは、後述するように、翼１２の翼ボックス１４の構築に用いられるストリンガに沿って延伸するのに十分な長手方向長さを基部６６に与えるように決定される。基部６６の長手方向長さは、スキンパネル４８の長手方向長さと同じでもよい。基部６６は、基部の前縁７８と基部の反対側の後縁８２との間に延伸する横幅を有する。後述するように、基部６６の横幅は、基部６６と共に使用されるストリンガの横幅よりも大きくなるように決定される。
【００２５】
第１の断面積、第１の横幅、および第１の断面構成を有する、複合材料からなる第１のストリンガ８４、例えばハットストリンガが、基部６６の内面７２上に置かれる。第１のストリンガ８４は、外面８６および反対側の内面８８を有する。第１のストリンガ８４の外面８６は、基部６６の内面７２の上に置かれている。第１のストリンガ８４の内面８８は、翼１２の翼ボックス１４の内部を向いている。第１のストリンガ８４は、第１のストリンガ８４の内側端部９２と第１のストリンガの反対側の外側端部９４との間に延伸する長手方向長さを有する。第１のストリンガ８４は、第１のストリンガの前縁９６と第１のストリンガの反対側の後縁９８との間に横幅を有する。図８に示すように、第１のストリンガ８４の横幅は基部６６の横幅よりわずかに小さい。また、図８に示すように、第１のストリンガ８４の長手方向長さは、実質的に基部６６の内側縁部７４に位置決めされている第１のストリンガの内側端部９２から延伸している。第１のストリンガ８４の内側端部９２から、第１のストリンガ８４の長手方向長さは、基部６６の長手方向長さの一部と整列しかつそれに沿って延伸している。
【００２６】
また、図８には、基部６６上に置かれた、複合材料からなる第２のストリンガ１０２が示されている。第２のストリンガ１０２は、第２の断面構成、例えばブレードストリンガを有し、第１のストリンガ８４の断面積および横幅よりも小さい第２の断面積および第２の横幅を有する。第２のストリンガ１０２の断面積および横幅のこの減少は、第２のストリンガ１０２が、第１のストリンガ８４で可能であるよりも、翼ボックス１４の長手方向長さに沿ってさらに延伸することを可能にするが、これは、翼１２の内側端部３２から翼１２の外側端部３４に向かって延伸するにつれて、翼ボックス１４の内部領域が減少することに起因する。第２のストリンガ１０２は、外面１０４および反対側の内面１０６を有する。第２のストリンガ１０２はまた、第２のストリンガ１０２の内側端部１０８と第２のストリンガ１０２の反対側の外側端部１１２との間に延伸する長手方向長さを有する。第２のストリンガ１０２の外面１０４は基部６６の内面７２上に置かれ、第２のストリンガ１０２の長手方向長さは第１のストリンガ８４の長手方向長さと整列し、第２のストリンガ１０２の長手方向長さは基部６６の長手方向長さの一部と整列しかつそれに沿って延伸している。図８に示すように、第２のストリンガ１０２の内側端部１０８は、第１のストリンガ８４の外側端部９４と対向し、かつ長手方向に間隔を置いて配置されている。第２のストリンガ１０２はまた、第２のストリンガ１０２の前縁１１４と第２のストリンガ１０２の反対側の後縁１１６との間に延伸する横幅を有する。図８に示すように、前縁１１４と後縁１１６との間の第２のストリンガ１０２の横幅は、基部６６の前縁７８と基部６６の後縁８２との間の基部６６の横幅よりわずかに小さい。
【００２７】
スキンパネル４８、基部６６、第１のストリンガ８４および第２のストリンガ１０２が真空バギングによって単一の一体型部品として形成される前に、溝付当て板１２２，１２４は、第１のストリンガ８４の外側端部９４と第２のストリンガ１０２の内側端部１０８との間の基部６６の内面７２上に位置決めされる。これを図９に示す。当て板１２２，１２４は、真空バッグによって生じる圧力または力を基部６６の内面７２に伝達する。これにより、当て板１２２，１２４は基部６６をスキンパネル４８に対して圧縮する。
【００２８】
当て板１２２，１２４が所定の位置にある状態で、真空バッグがスキンパネル４８、基部６６、第１のストリンガ８４および第２のストリンガ１０２の上に位置決めされ、レイアップマンドレル４６に封止される。真空バッグとマンドレル４６との間の空気はポンプによって抽出され、真空バッグを第１のストリンガ８４、第２のストリンガ１０２および一対の当て板１２２，１２４上に引き下げる。これにより、第１のストリンガ８４および第２のストリンガ１０２が基部６６上に下方に圧縮され、基部６６をスキンパネル４８上に下方に圧縮する。次いで、スキンパネル４８、基部６６、第１のストリンガ８４および第２のストリンガ１０２をオートクレーブ内で硬化させて、スキンパネル４８、基部６６、第１のストリンガ８４および第２のストリンガ１０２を単一の一体型繊維強化複合部品として形成する。次に真空バッグを取り外し、当て板１２２，１２４を取り外し、そして、一体型スキンパネル４８、基部６６、第１のストリンガ８４および第２のストリンガ１０２をレイアップマンドレル４６から取り外す。
【００２９】
硬化後、第１のストリンガ８４の外側端部９４および第２のストリンガ１０２の外側端部１１２の一部をトリミングすることができる。第１のストリンガ８４の外側端部９４および第２のストリンガ１０２の内側端部１０８のトリミングされた構成の例は、図１１〜図１３に示されている。第１のストリンガ８４の外側端部９４および第２のストリンガ１０２の内側端部１０８のトリミングは、ストリンガのプライの層間剥離を引き起こす可能性があるストリンガの対向する端部での負荷を最小限に抑えるために行われる。
【００３０】
スキンパネル４８、基部６６、第１のストリンガ８４および第２のストリンガ１０２が単一の一体型部品として一緒に構築された後、リブをスキンパネル４８および基部６６に取り付けることができる。これは図１２および図１３に示されている。図１２および図１３に示されるように、第１のリブ１２６が、第１の締結具１２８によってスキンパネル４８、基部６６および第１のストリンガ８４に取り付けられている。第２のリブ１３２が、第２の締結具１３４によってスキンパネル４８、基部６６および第２のストリンガ１０２に取り付けられている。第３のリブ１３６が、第１のストリンガ８４と第２のストリンガ１０２との間でスキンパネル４８および基部６６に第３の締結具１３８によって取り付けられている。基部６６は、すべてのリブ１２６，１３２，１３６の下に延伸しており、両方のストリンガ８４，１０２に共通である。
【００３１】
共通の基部６６を通るストリンガ移行部は、スキンパネル４８の長手方向長さに沿って延伸する１つの基部６６と、基部の長手方向長さに沿って延伸する１つの第１のストリンガ８４および１つの第２のストリンガ１０２だけで上述されているが、航空機の翼は複数のストリンガ対で構築されている可能性が高く、各ストリンガ対は共通の基部を有し、ストリンガ対およびそれらの共通の基部は航空機の翼の長さに沿って長手方向に延伸し、ストリンガ対およびそれらの共通の基部は、翼の横幅を横切って横方向に間隔を置いて配置されていることに留意されたい。
【００３２】
本発明の範囲から逸脱することなく、本明細書で説明し図示した装置の構築およびその動作方法に様々な変更を加えることができるので、前述の説明または添付の図面に含まれるすべての事項は、限定ではなく例示として解釈されるべきである。したがって、本開示の広さおよび範囲は、上記の例示的実施形態のいずれによっても限定されるべきではなく、添付の特許請求の範囲およびそれらの均等物に従ってのみ定義されるべきである。
【符号の説明】
【００３３】
１２  翼，航空機構造、１４  翼ボックス、１６  リブ、１８  前方桁、２２  後方桁、２４  下部スキンパネル、２６  スキンパネル、２８  ブレードストリンガ，下部ストリンガ、３２  内側端部、３４  外側端部、３６  ハットストリンガ，上部ストリンガ、４２  リブ、４４  上部ストリンガ、４６  レイアップマンドレル、４８  一体型スキンパネル、５２  内側縁部、５４  外側縁部、５６  前縁、５８  後縁、６２  外面、６４  内面、６６  基部、７２  内面、７４  内側縁部、７６  外側縁部、７８  前縁、８２  後縁、８４  第１のストリンガ、８６  外面、８８  内面、９２  内側端部、９４  外側端部、９６  前縁、９８  後縁、１０２  第２のストリンガ、１０４  外面、１０６  内面、１０８  内側端部、１１２  外側端部、１１４  前縁、１１６  後縁、１２２  当て板、１２４  当て板、１２６  第１のリブ、１２８  第１の締結具、１３２  第２のリブ、１３４  第２の締結具、１３６  第３のリブ、１３８  第３の締結具
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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【図１２】
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【図１３】
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【図１４】
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【外国語明細書】
2019151321000001.pdf