(57)【要約】【課題】複合積層外板などの構造体を再加工する方法であって、外板の外面からの漏洩検出を可能にし、かつ外板の内面に接近する必要のない方法を提供する。【解決手段】構造体の厚さを貫通する漏洩が、漏洩検出層を用いて構造体の一面から検出される。漏洩検出層は、空気漏洩にさらされたときに視覚的に観察可能な変化を示す。【選択図】図２
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
航空機構造体の複合積層構造体を維持する方法であって、
前記構造体の領域の不整合を特定するステップと、
前記領域内の前記構造体の厚さを貫通する漏洩が存在するか否かについて前記構造体の外面から判定するステップと、
前記構造体の厚さを貫通する漏洩が存在すると判定した場合に、前記領域内の前記構造体から材料を除去するステップと、
前記材料を前記構造体から除去した後で前記領域内の前記構造体の厚さを貫通する漏洩が存在するか否かについて前記構造体の外面から判定するステップと、
前記材料を除去した後で前記領域内の前記構造体の厚さを貫通する漏洩が存在すると判定した場合に、漏洩を塞ぐステップと、
前記材料を前記領域内の前記構造体から除去した場合に、前記領域を覆うようにパッチを前記構造体上に配置するステップと、
を含む、方法。
【請求項２】
前記構造体の厚さを貫通する漏洩が存在しないと判定した場合に、前記領域を再加工することなく前記構造体を使用し続ける、請求項１に記載の方法。
【請求項３】
前記領域内の前記構造体の厚さを貫通する漏洩が存在するか否かについて前記構造体の外面から判定するステップが、
前記領域上に漏洩検出層を配置するステップと、
前記漏洩検出層の下方を真空に引くステップと、
前記構造体の漏洩を示す前記漏洩検出層の変化を監視するステップと、
によって実行される、請求項１に記載の方法。
【請求項４】
前記漏洩検出層上に真空バッグを配置するステップと、
前記真空バッグを前記構造体の外面に封着するステップと、
をさらに含む、請求項３に記載の方法。
【請求項５】
前記漏洩検出層の変化を監視するステップが、
事前に選択された波長の光によって前記領域を照射するステップと、
カメラを使用して前記漏洩検出層の変化を光学的に観察するステップと、
を含む、請求項３に記載の方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本開示は、一般に、構造体を再加工するための技術に関し、より具体的には、漏洩を検出して複合積層構造体を再加工する方法を扱う。
【背景技術】
【０００２】
複合構造体の局所領域は、場合により、不均整及び望ましくない改変を含む不整合を取り除くために再加工されることを必要とする。これらの不整合は、製造中に又は構造体が使用され始めた後に形成される可能性がある。例えば、航空機の機体に使用される複合積層外板は、場合により、飛行中に異物と衝突すること又は着陸している間に保守点検用の車両及び設備と接触することによって発生する衝撃損傷を受ける。
【０００３】
一般に、航空機の複合積層外板の不整合を取り除くために、材料が、不整合を含み、かつ不整合を取り囲む、外板の局所領域から除去される。多くの場合、必要な材料除去は、外板の厚さの全体には及ばない。次に、再加工パッチと呼ばれる未硬化の複合材料が、外板上に配置され、真空バッグが、再加工パッチ上に配置される。場合によっては、事前に硬化されたパッチが、適所に配置され、接着接合される。熱が、再加工パッチ又は接着剤を熱硬化させるために再加工領域に加えられ、その後、真空バッグが除去され、再加工領域が、既存の外板に合わせて整形される。不整合が、外板との相当な衝突時に発生し得るような深刻な又は甚大なものである場合、外板の外面から内面まで貫通する亀裂又は破断などの空隙が形成されている可能性がある。この種の厚さ貫通空隙は、バッグが真空引きされるときに外板の内面から再加工領域に空気が吸い込まれることを可能にし得る漏洩通路を形成する。このような漏洩の結果として、空気は、再加工パッチに侵入して、パッチの望ましくない空隙又は多孔をもたらし得る。
【０００４】
再加工を必要とする領域が、漏洩を有するか、又は漏洩がある可能性を有すると判定された場合、真空バッグが、空気が漏洩通路を通って再加工パッチに到達することを防止するために構造体の内面に付けられ得る。この手法は、一部の用途では満足のいくものであるが、いくつかの欠点がある。第一に、外板の内面に第２の真空バッグを配置することは、多大な時間、費用、及び大きな労働力を要する。第二に、一部の漏洩が、再加工される外面領域から比較的離れた位置にある場合があるため、内面バッグの寸法が、すべての漏洩を封止するのに十分な大きさではない可能性がある。第三に、再加工を必要とする領域の箇所によっては、構造的な障害物に起因して（例えば、ストリンガが外板の内面の下にある場合などであるが、これに限定されない）、内面バッグを配置することができない場合がある。場合によって、障害物は、内面バッグを配置するのに十分な隙間を設けるために取り外されてもよいが、この取り外し工程は、多大な時間及び大きな労働力を要する。
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
したがって、複合積層外板などの構造体を再加工する方法であって、外板の外面からの漏洩検出を可能にし、かつ外板の内面に接近する必要のない方法が必要とされる。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
本出願は、２０１３年１０月１日に提出された米国特許仮出願第６１／８８５，１５３号明細書の利益を主張するものである。
【０００７】
開示されている実施形態は、構造体の厚さを貫通する漏洩に関して、複合積層体などの構造体を検査する方法を提供する。漏洩検出は、構造体の一面（航空機の複合積層外板の外面など）から全体的に実行されてもよい。外面の漏洩検出方法は、内面バッグの必要性を取り除く。開示されている方法は、構造体の再加工が実行される前に、空隙又は漏洩通路が構造体の厚さを完全に貫通しているか否かについて判定するために用いられてもよい。構造体を再加工する前に、漏洩が存在するか否かについて判定することによって、用途に応じて、再加工工程を開始するか否かについて決定がなされてもよい。開示されている外面の漏洩検出方法は、検査されるべき構造体の領域上に配置された漏洩検出材料の層における変化の単純な視覚的観察によって、迅速かつ決定的な漏洩の検出を可能にする。可能性のある漏洩の視覚的検出は、特定波長の光を用いた構造体の照明、カメラ、及び画像処理ソフトウェアを利用して強化されてもよい。
【０００８】
開示されている一実施形態によれば、構造体を貫通する漏洩を検出する方法が提供される。漏洩検出層は、構造体の領域上に配置され、構造体上の真空バッグによって、漏洩検出層が覆われる。次に、バッグ内が真空に引かれ、漏洩検出層の変化が観察される。漏洩検出層は、構造体の第１の面上に配置され、漏洩検出層の変化を観察する工程は、構造体の第１の面から漏洩検出層を観察することによって実行される。漏洩検出層を配置する工程及び真空バッグを封着する工程は、実質的に同時に実行されてもよい。本方法は、事前に選択された波長の光によって領域を照射する工程をさらに含んでもよく、この場合、漏洩検出層の変化を観察する工程は、領域から放射された光を検出するためにカメラを用いて実行される。
【０００９】
開示されている別の実施形態によれば、構造体の不整合を有する領域において構造体の厚さを貫通する漏洩を検出する方法が提供される。漏洩検出層は、領域内の、構造体の第１の表面上に配置され、実質的に透明な真空バッグが、漏洩検出層を覆うように領域上に配置される。真空バッグは、構造体の第１の表面に封着され、バッグ内が真空に引かれる。事前に選択された波長の光が、領域上に投射され、領域は、漏洩を示す、漏洩検出層の光学的変化を記録するように構成されたカメラによって見られる。漏洩検出層は、酸素に対して該漏洩検出層をさらしたことに反応して、該漏洩検出層の少なくとも１つの光学特性を変化させる。領域上に光を投射する工程及びカメラによって領域を見る工程は、それぞれ構造体の一面から実行される。
【００１０】
さらなる実施形態によれば、不整合を有する複合積層構造体の領域を再加工する方法が提供される。領域内の不整合は、構造体の外面から材料を除去することによって除去され、漏洩検出は、漏洩が構造体の外面から内面まで構造体を貫通しているか否かについて判定するために構造体の外面から実行される。また、本方法は、領域内の構造体上に再加工パッチを配置する工程及び構造体の外面から漏洩を塞ぐ工程を含む。あるいは、漏洩を塞ぐ工程は、構造体の内面から実行されてもよい。漏洩検出は、領域上に漏洩検出層を配置し、漏洩検出層を覆うように真空バッグを領域上に封着し、真空バッグ内を真空に引き、漏洩検出層の光学的変化を観察する工程によって実行されてもよい。本方法は、構造体の漏洩を塞ぐ工程をさらに含んでもよい。
【００１１】
さらに別の実施形態によれば、航空機の複合積層構造体を維持する方法が提供される。構造体の領域の不整合が特定され、領域内の構造体の厚さを貫通する漏洩が存在するか否かについて構造体の外面から判定がなされる。構造体の厚さを貫通する漏洩が存在すると判定された場合、材料が、領域内の構造体から除去される。また、本方法は、領域内の構造体の厚さを貫通する漏洩が、材料が構造体から除去された後で存在するか否かについて、構造体の外面から判定する工程を含む。構造体の厚さを貫通する漏洩が、材料が除去された後で存在すると判定された場合、漏洩は塞がれ、その後、パッチが、材料が除去された領域を覆うように構造体上に配置される。構造体の厚さを貫通する漏洩が存在するか否かについて構造体の外面から判定する工程は、領域上に漏洩検出層を配置し、漏洩検出層下を真空に引き、構造体の漏洩を示す、漏洩検出層の変化を監視する工程によって実行されてもよい。構造体の厚さを貫通する漏洩は存在しないと判定された場合、構造体は、領域を再加工することなくそのままの状態で使用されてもよい。また、本方法は、漏洩検出層上に真空バッグを配置する工程及び構造体の外面に真空バッグを封着する工程を含んでもよい。漏洩検出層の変化を監視する工程は、事前に選択された波長の光によって領域を照射する工程及び漏洩検出層の変化を光学的に観察するためにカメラを使用する工程を含んでもよい。
【００１２】
要約すれば、本発明の一態様によれば、構造体を貫通する漏洩を検出する方法であって、構造体の領域上に漏洩検出層を配置する工程、漏洩検出層上に真空バッグを配置して真空バッグを構造体上に封着する工程、真空バッグ内を真空に引く工程、及び漏洩検出層の変化を観察する工程を含む方法が提供される。
【００１３】
有利には、本方法において、構造体の領域上に漏洩検出層を配置する工程は、構造体の第１の面上に漏洩検出層を配置することによって実行され、漏洩検出層の変化を観察する工程は、構造体の第１の面から漏洩検出層を観察することによって実行される。
【００１４】
有利には、本方法において、漏洩検出層を配置する工程及び真空バッグを封着する工程は、実質的に同時に実行される。
【００１５】
有利には、本方法は、事前に選択された波長の光によって領域を照射する工程をさらに含み、漏洩検出層の変化を観察する工程は、領域から放射された光を検出するためにカメラを用いて実行される。
【００１６】
有利には、本方法は、構造体の領域から材料を除去することによって構造体の領域内の不整合を除去する工程及び領域内の構造体上に再加工パッチを配置する工程をさらに含む。
【００１７】
有利には、本方法は、漏洩を塞ぐ工程をさらに含む。
【００１８】
有利には、本方法において、漏洩を塞ぐ工程は、構造体の内面から実行される。
【００１９】
有利には、本方法は、構造体の漏洩を塞ぐ工程をさらに含み、漏洩検出を実行する工程は、漏洩を塞いだ後に実行される。
【００２０】
有利には、本方法において、漏洩検出は、不整合を除去する前に実行される。
【００２１】
有利には、本方法において、漏洩検出は、不整合を除去した後に実行される。
【００２２】
有利には、本方法において、構造体の領域内の不整合を除去する工程は、構造体の領域の外面から材料を除去することによって実行される。
【００２３】
有利には、本方法において、漏洩を塞ぐ工程は、構造体の領域の外面から実行される。
【００２４】
本発明の別の態様によれば、構造体の不整合を有する領域において構造体の厚さを貫通する漏洩を検出する方法であって、領域内の構造体の第１の表面上に漏洩検出層を配置する工程、漏洩検出層を覆うように実質的に透明な真空バッグを領域上に配置する工程、構造体の第１の表面に真空バッグを封着する工程、真空バッグ内を真空に引く工程、事前に選択された波長の光を領域上に投射する工程、及び漏洩を示す、漏洩検出層の光学的変化を記録するように構成されたカメラを用いて領域を見る工程を含む方法が提供される。
【００２５】
有利には、本方法において、漏洩検出層は、酸素に対して該漏洩検出層をさらしたことに反応して、該漏洩検出層の少なくとも１つの光学特性を変化させる。
【００２６】
有利には、本方法において、領域上に光を投射する工程及びカメラを用いて領域を見る工程は、それぞれ構造体の一面から実行される。
【００２７】
本発明のさらに別の態様によれば、不整合を有する複合積層構造体の領域を再加工する方法であって、構造体の外面から材料を除去することによって領域内の不整合を除去する工程、構造体の外面から内面まで構造体を貫通する漏洩が存在するか否かについて判定するために構造体の外面から漏洩検出を実行する工程、及び領域内の構造体上に再加工パッチを配置する工程を含む方法が提供される。
【００２８】
有利には、本方法は、漏洩を塞ぐ工程をさらに含む。
【００２９】
有利には、本方法において、漏洩を塞ぐ工程は、構造体の外面から実行される。
【００３０】
有利には、本方法において、漏洩を塞ぐ工程は、構造体の内面から実行される。
【００３１】
有利には、本方法において、漏洩検出は、領域上に漏洩検出層を配置する工程、漏洩検出層を覆うように真空バッグを領域上に封着する工程、真空バッグ内を真空に引く工程、及び漏洩検出層の光学的変化を観察する工程によって実行される。
【００３２】
有利には、本方法は、構造体の漏洩を塞ぐ工程をさらに含み、漏洩検出を実行する工程は、漏洩を塞いだ後に実行される。
【００３３】
有利には、本方法において、漏洩検出は、不整合を除去する前に実行される。
【００３４】
有利には、本方法において、漏洩検出は、不整合を除去した後に実行される。
【００３５】
本発明のさらに別の態様によれば、航空機の複合積層構造体を維持する方法であって、構造体の領域の不整合を特定する工程、領域内の構造体の厚さを貫通する漏洩が存在するか否かについて構造体の外面から判定する工程、構造体の厚さを貫通する漏洩が存在すると判定された場合に領域内の構造体から材料を除去する工程、領域内の構造体の厚さを貫通する漏洩が、材料が構造体から除去された後で存在するか否かについて構造体の外面から判定する工程、構造体の厚さを貫通する漏洩が、材料が除去された後で存在すると判定された場合に漏洩を塞ぐ工程、及び材料が領域内の構造体から除去された場合に領域を覆うようにパッチを構造体上に配置する工程を含む方法が提供される。
【００３６】
有利には、本方法において、構造体の厚さを貫通する漏洩は存在しないと判定された場合、構造体は、領域を再加工することなく使用され続ける。
【００３７】
有利には、本方法において、領域内の構造体の厚さを貫通する漏洩が存在するか否かについて構造体の外面から判定する工程は、領域上に漏洩検出層を配置すること、漏洩検出層下を真空に引くこと、及び構造体の漏洩を示す、漏洩検出層の変化を監視することによって実行される。
【００３８】
有利には、本方法は、漏洩検出層上に真空バッグを配置する工程及び真空バッグを構造体の外面に封着する工程をさらに含む。
【００３９】
有利には、本方法において、漏洩検出層の変化を監視する工程は、事前に選択された波長の光によって領域を照射する工程及び漏洩検出層の変化を光学的に観察するためにカメラを使用する工程を含む。
【００４０】
特徴、機能、及び利点は、本開示の様々な実施形態において単独で実現されてもよいし、又はさらに他の実施形態において組み合わされてもよい。この点に関するさらなる詳細については、以下の説明及び図面に関連して理解することができる。
【００４１】
例説的な実施形態の特色であると考えられている新規の特徴は、添付の特許請求の範囲に記載されている。しかしながら、例説的な実施形態並びに好ましい使用の態様、そのさらなる目的及び利点は、添付図面と併せて本開示の例説的な実施形態に関する以下の詳細な説明を参照することによって最も良く理解される。
【図面の簡単な説明】
【００４２】
【図１】不整合を取り除くために局所的な再加工を必要とする複合積層外板を有する航空機の斜視図である。
【図２】図１に示されている、再加工を必要とする領域の斜視図であって、外板の内面の下にあるストリンガをも示す斜視図である。
【図３】図２の線３−３における断面図である。
【図４】構造体の外面から、構造体を貫通する漏洩を検出する方法を示す、ブロック図及び断面図を組み合わせた図である。
【図５】構造体の空気漏洩の箇所を示す、図４のカメラによって記録された画像の線図である。
【図６】構造体の一面から、構造体を貫通する漏洩を検出する方法のフロー図である。
【図７】複合外板の厚さを貫通する空隙を有する、該複合外板の領域の断面図であって、漏洩検出層及び真空バッグが配置されている断面図である。
【図８】図７において図８として示されている領域の図である。
【図９】図７と同様の図であり、再加工領域から材料が除去されたところを示している。
【図１０】図９と同様の図であるが、漏洩検出層及び真空バッグが、漏洩に関して再加工領域を再検査するために複合外板の外面に配置されたところを示している。
【図１１】図１０と同様の図であるが、漏洩通路が塞がれて、再加工パッチが配置されようとしているところを示している。
【図１２】航空機の複合積層外板の漏洩検出及び再加工の方法のフロー図である。
【図１３】航空機の製造及び保守点検方法のフロー図である。
【図１４】航空機のブロック図である。
【発明を実施するための形態】
【００４３】
開示されている実施形態は、漏洩に関して構造体を検査して、検出され得る漏洩を含めて不整合を緩和するか、又はこれを取り除くために構造体を再加工する方法に関する。例えば、図１を参照すると、航空機２０は、胴体２２、１対の翼２４、及び尾翼２６を含み、これらはいずれも、複合積層外板２８などの構造体（以下では、場合により「構造体」２８又は「複合積層体」２８とも称する）によって覆われ得る。外板２８は、航空機２０の製造中に又はその後の航空機２０の就航後に発生する、衝突などの事象に起因する１つ以上の局所的な不整合を含む可能性がある。これらの不整合３０は、数例しか挙げないが、不均整、損傷、空隙、凹み、亀裂、破断を含み得るが、これらに限定されない。
【００４４】
次に図２及び図３をさらに参照すると、図示の例において、外板２８は、外面３６及び内面３８を有し、不整合３０は、外板の外面３６に凹み状の窪みを含む。不整合３０を緩和するか、又はこれを取り除くために、不整合３０を含む外板２８の領域３２（場合により以下では「再加工領域」３２と称する）は、複合積層再加工パッチ３４（図２）を用いて再加工され、修復されてもよい。後でより詳細に述べられるように、この再加工工程は、再加工領域３２内の外板２８から材料を除去する工程及び除去された材料の代わりに複合パッチ３４を配置する工程を含む。外板２８の不整合３０の箇所によっては、図２に示されているストリンガ４０又は他の障害物などの構造体が、再加工領域３２の直下の又はこれのすぐ隣の、外板２８の内面３８に存在する場合がある。再加工領域３２の真下にストリンガ４０などの構造体が存在する場合、実質的に複合積層外板２８の外面３６のみから再加工工程を実行する必要がある。
【００４５】
場合によって、不整合３０は、外板２８の厚さ４２の全体を貫通する場合も貫通しない場合もある亀裂又は破断などの空隙４４ａ、４４ｂ、４４ｃを含む可能性がある。例えば、図３に示されているように、１つの空隙４４ｂは、外板２８の厚さ４２の途中までしか延在しておらず、一方、その他の２つの空隙４４ａ及び４４ｃは、外板２８の内面３８まで厚さ４２を完全に貫通している。空隙４４ｃなどの空隙は、再加工領域３２を完全に越えた位置４８まで横方向に向かって厚さ４２を完全に貫通している場合がある。
【００４６】
厚さ貫通空隙４４ａ及び４４ｃは、空気が複合積層外板２８の内面３８から再加工領域３２まで通過することを可能にし得る漏洩通路を形成している。後で述べられるように、これらの漏洩通路は、パッチ３４が硬化されるときに空気が再加工パッチ３４に侵入することを可能にし得る。硬化工程中にこのような仕方で再加工パッチ３４に侵入した空気によって、再加工パッチ３４の強度及び再加工の実行に影響を及ぼし得る望ましくない空隙又は孔が、再加工パッチ３４に形成される可能性がある。
【００４７】
複合積層外板２８の厚さ４２の全体を貫通する空隙４４が再加工領域３２内に存在するか否かを判定して、潜在的な漏洩通路を示すために、漏洩検出手順が、再加工領域３２内の複合積層外板２８に対して実行されてもよい。開示されている漏洩検出手順は、複合積層外板２８の外面３６から全体的に実行されてもよい。このように、開示されている漏洩検出手順で使用される方法は、再加工領域３２の真下の、複合積層外板２８の内面３８に位置する、ストリンガ４０などの障害物が内面３８に存在するか否かに関係なく再加工領域３２に通じる潜在的な漏洩を検出するために使用されてもよい。
【００４８】
次に図４及び図５に注意を向けると、これらは、構造体の一面（先に説明した複合積層外板２８の外面３６など）から全体的に実行され得る漏洩検出を概略的に示している。この例において、構造体２８に存在する空隙４４は、空気５５が構造体２８の内面３８から構造体２８の外面３６に向かって漏洩することを可能にする空気漏洩７５を形成している。
【００４９】
開示されている漏洩検出方法を実行するために、漏洩検出層（以下、「ＬＤＬ(leak detection layer)」）５０が、漏洩に関して検査されるべき領域（先に説明した再加工領域３２など）内の、構造体２８の外面３６上に配置される。以下でより詳細に述べられるＬＤＬ５０は、空隙４４を通って漏洩する空気５５に含まれている酸素などの特定の気体にさらされたときに視覚的に観察可能な仕方で変化する性質を有する材料を含んでもよい。ＬＤＬ５０は、実質的に透明な真空バッグ５２によって覆われ、真空バッグ５２は、封着剤７２（図５）によって、その縁の付近で構造体２８に封着される。真空バッグ５２は、構造体２８の外面３６の周囲の雰囲気からＬＤＬ５０を隔離している。真空バッグ５２は、実質的に気体不透過性である可撓性の高分子フィルム（ナイロン（登録商標）、カプトン（登録商標）、又はＰＶＡ（ポリビニルアルコール）など）を含んでもよいが、これらに限定されない。
【００５０】
一実施形態において、ＬＤＬ５０は、真空バッグ５２から独立した単独のフィルム又はシートを含んでもよい。別の実施形態において、ＬＤＬ５０は、真空バッグ５２に接着されるフィルムを含んでもよく、また、さらなる実施形態において、ＬＤＬ５０は、真空バッグ５２の表面に噴霧される塗料状の材料を含んでもよい。さらに別の実施形態において、ＬＤＬ５０は、真空バッグ５２と共に共押出される材料層を含んでもよい。
【００５１】
ＬＤＬ５０は、ＬＤＬ５０の近傍の酸素分圧に基づいて色を変化させる材料を含む。この材料は、例えば、特定波長の光（例えば、青色）によって励起され、次に、酸素が存在する場合に異なる波長の光（例えば、赤色）を放射することによって基底状態に戻る、酸素透過性結合剤中に懸濁された発光団分子を含んでもよいが、これに限定されない。この例において、放射される赤色光５８の強度は、周囲の酸素分圧に逆比例する。代替的な実施形態において、ＬＤＬ層５０は、光源５４からの特定波長の入射光（ＵＶ（紫外線）光など）５６によって「スイッチオン」されたときにのみ酸素の存在を検出する感光性ナノ粒子を含んでもよい。
【００５２】
上で示したように、特定の用途及びＬＤＬ５０に使用される材料に応じて、空隙４４を通ってＬＤＬ５０に到達する空気５５中の酸素は、強化手段の有無に関係なく裸眼６５によって検出され得る、少なくとも１つの光学特性（色、彩度、輝度、又はコントラストなど）の視覚的に観察可能な変化としてそれ自身を表す局所的な反応をもたらし得る。他の用途では、ＬＤＬ５０に、適切な光源５４によって生成される、事前に選択された波長（ＵＶなど）の光５６が照射される。入射光５８によって、空気漏洩７５の領域の付近のＬＤＬ５０の酸素感受性材料が、発光現象を起こす。なお、この発光現象は、蛍光又は燐光のどちらかを含み得る。この発光現象によって発生した放射光５８は、適切なカメラ６０によって記録されてもよい。
【００５３】
カメラ６０によって記録されたＬＤＬ５０の画像は、ディスプレイ６７上で見られてもよい。図５は、図４に示されている厚さ貫通空隙４４の箇所に対応する、構造体２８の典型的な空気漏洩７５の画像を示している。空気漏洩７５の箇所は、空気漏洩７５の位置を取り囲む、色、輝度、コントラスト、又は色彩度の異なる一連の帯６５として表されてもよい。
【００５４】
図６は、図１に示されている航空機２０の複合積層外板２８などの構造体２８の漏洩を検出する方法のステップ全体を示している。ステップ６２から開始され、ＬＤＬ５０が、構造体２８の不整合を取り除くために潜在的に再加工されるべき領域３２を覆うように、検査されるべき構造体２８の外面３６上に配置される。ステップ６４において、真空バッグ５２が、ＬＤＬ５０上に配置され、構造体２８の外面３６に封着される。６６において、真空バッグ５２内が真空に引かれ、ステップ６８において、検査されている領域が、事前に選択された波長を有する光によって照明される。ステップ７０において、構造体２８の空気漏洩７５の存在及び箇所を示すＬＤＬ５０の視覚的変化の観察又は記録が行われる。
【００５５】
次に図７〜図１１に注意を向けると、これらは、外板２８の不整合を取り除くために構造体２８（図１に示されている航空機２０の複合外板２８など）を再加工する方法のステップを連続的に示している。図７を詳しく参照すると、ＬＤＬ５０は、図示の例では凹みを含む不整合３０を含む領域３２内の、構造体２８の外面３６上に配置される。次に、真空バッグ５２が、ＬＤＬ５０上に配置され、封着剤７２を用いて外面３６に封着される。真空バッグ５２は、ＬＤＬ５０を密封して、これを周囲の雰囲気から切り離す。この例において、構造体２８は、構造体２８の厚さ４２の途中までしか延在していない第１の空隙４４ｂ及び内面３８まで厚さ４２を完全に貫通して空気漏洩７５を形成している第２の空隙４４ｃを含む。真空バッグ５２を真空引きすることによって、内面３８の空隙４４ｃを通して空気５５が吸い込まれ、これにより、ＬＤＬ５０は、空気漏洩７５に起因する酸素にさらされるようになる。前述したように、空気漏洩７５は、視覚的に観察可能な、ＬＤＬ５０の局所的な変化をもたらす。
【００５６】
次に図９を参照すると、図７に関連して上述した漏洩検出を実行した後に、不整合３０を緩和するか、又はこれを取り除くために構造体２８から材料が除去される。材料除去工程は、複数の周知の技術（これは、適切な材料除去工程（研削又は研磨など）を用いる、例えば構造体２８の外面３６のスカーフィングなどであるが、これに限定されない）のうちのいずれかを用いて実行されてもよい。スカーフィング動作は、先細りする縁７８を有する空隙部７４をもたらす。スカーフィング動作が示されているが、階段状の重ね継手（図示せず）を形成している再加工パッチの受け入れに備えて、階段状の縁（図示せず）を有する空隙部７４をもたらす材料除去工程が続けられてもよい。上述した材料除去工程は、空隙４４ｂ、４４ｃのうちの１つ以上を取り除いても、又は取り除かなくてもよい。図示の例において、空隙４４ｂ、４４ｃのどちらも、スカーフィング動作中に取り除かれていない。
【００５７】
図９に示されているスカーフィングに続いて、漏洩検出手順が繰り返されてもよい。したがって、図１０を参照すると、ＬＤＬ５０及び真空バッグ５２が、スカーフィングされた空隙部７４上に配置され、真空バッグ５２が、封着剤７２によって構造体２８の外面３６に封着されている。バッグ５２内が真空に引かれ、構造体２８の厚さ４２を貫通する１つ以上の空隙４４に起因する可能性のある漏洩７５に関して、再加工領域３２が観察される。図示の例では、スカーフィング動作によって、空隙４４ｂ、４４ｃのどちらも除去されておらず、このため、空気５５が厚さ４２の全体を貫通する空隙４４ｃを通して内面３８から吸い込まれる結果として、漏洩が検出される。
【００５８】
次に図１１を参照すると、スカーフィング動作の後に実行された漏洩検出手順によって、厚さ貫通空気漏洩７５が発見された場合、空気漏洩７５のそれぞれは、構造体２８の外面３６又は内面３８のどちらか一方から空隙４４ｃ内に封止剤８０を注入することなどによって塞がれてもよい。あるいは、再加工パッチ３４のその後の硬化の間にわたり空気漏洩７５を無効にするために、真空バッグ（図示せず）が、厚さ貫通空隙４４ｃを覆うようにして内面３８に封着されてもよい。空気漏洩７５が塞がれたか、又は覆われた後、先細りする縁８２を有する複合積層再加工パッチ３４が、空隙部７６に配置され、次に硬化されてもよい。すべての空気漏洩７５が、検出されて、塞がれているか、又は覆われているため、空気が厚さ４２を貫通する空隙４４に起因して再加工パッチ３４に侵入する可能性は、実質的に取り除かれている。
【００５９】
次に図１２に注意を向けると、これは、不整合３０を緩和するか、又はこれを取り除くために複合構造体の評価及び再加工を行うための工程のステップを概括的に示している。図１２に示されている工程ステップは、構造体２８の不必要な再加工を回避することができ、また、再加工手順が必要に応じて最初の試みで確実に成功することを助けることができる。８４において、１つ以上の不整合３０が、前述した複合積層外板２８などの構造体２８に形成され得る。ステップ８６において、構造体２８を再加工するための工程が開始される。ステップ８８において、構造体２８の不整合３０又は何らかの損傷が、適切な非破壊検査（ＮＤＩ：non-destructive inspection）技術によって特定され、定量化される。一部の構造体は、衝突された場合であっても、衝突部が塞がっていれば、パッチを用いて再加工しなくても使用することができる。このため、ステップ９０において最初に、構造体２８は、構造体２８の厚さ４２の全体を貫通する空隙４４が存在しなければ、不整合が存在する「そのままの状態で」使用することができるか否かについて判定がなされてもよい。
【００６０】
構造体２８が、厚さ貫通空隙４４が存在しなければ、そのままの状態で使用することができるものである場合、ステップ９２において、漏洩検出動作が、不整合が構造体２８の厚さ４２の全体を事実上貫通する空隙４４として存在するか否かについて判定するために実行される。ステップ９４において、厚さ４２の全体を貫通する空隙４４が存在しないと判定された場合、ステップ９６において、構造体２８はそのままの状態で使用される。しかしながら、ステップ９４において、厚さ貫通空隙４４が存在すると判定された場合、工程は、不整合３０を緩和するか、又はこれを取り除くために不整合領域から材料が除去されるステップ９８において継続される。
【００６１】
ステップ９８の材料除去工程に続いて、ステップ１００において、漏洩検出工程が、厚さ貫通空隙４４が、不整合３０を取り除くために材料を除去した後で構造体２８に存在するか否かについて判定するために繰り返される。ステップ１００で実行された漏洩検出検査の結果が、ステップ１０２において評価される。１０２において漏洩が発見された場合、ステップ１０４において、再加工パッチ３４の圧縮及び硬化を行うために真空引きが行われるときに再加工領域に空気が漏洩することを防止するために、漏洩の原因である空隙４４が塞がれるか、又は真空バッグ（図示せず）が、構造体の内面３８に付けられる。ステップ１０２において空気漏洩７５がないと判定された場合、ステップ１０６において、複合再加工パッチ３４が、再加工領域に付けられてもよい。ステップ１０８において、真空バッグ５２が、再加工パッチ３４上に付けられ、構造体２８の外面３６に封着される。
【００６２】
ステップ１１０において、再加工パッチ３４が、熱を加えることなどによって硬化される。ステップ１１０における再加工パッチ３４の硬化に続いて、ステップ１１２において、再加工領域３２が、周囲の構造体２８に合わせて整形される。ここで、複合再加工パッチ３４は、ステップ１０６において付けられる前に事前に硬化されてもよいことに留意すべきである。事前に硬化されたパッチ３４は、適切な接着剤を用いて構造体２８の適所に接着されてもよい。この場合、ステップ１１０において実行される硬化は、パッチ３４自体を硬化させることではなく、接着剤を硬化させることを含む。不整合３０が除去されたことを保証するために、ステップ１１４において、完了した再加工の非破壊検査が実行される。ステップ１１６に示されているように、不整合３０が、ステップ１１４の検査工程によって検出された場合、再加工工程が繰り返され、そうでなければ、再加工工程は、終了されて、ステップ１１８において完了する。
【００６３】
本開示の実施形態は、特に運輸業における様々な潜在的な用途（例えば、航空宇宙用途、海洋用途、自動車用途、及び不整合を取り除くために構造体を再加工しなければならない他の用途を含む）において使用され得る。したがって、次に図１３及び図１４を参照すると、本開示の実施形態は、図１３に示されているような、航空機の製造及び保守点検方法１２０並びに図１４に示されているような航空機１２２との関連で使用されてもよい。航空機用途の開示されている実施形態は、例えば、複合積層外板、複合部品、及び複合部分組立品を含んでもよいが、これらに限定されない。試作の期間に、例示的な方法１２０は、航空機１２２の仕様及び設計１２４並びに材料調達１２６を含んでもよい。生産の期間に、構成要素及び部分組立品の製造１２８並びに航空機１２２のシステム統合１３０が行われる。その後、航空機１２２は、就航１３４させるために認証及び搬送１３２を経てもよい。顧客によって就航されている間に、航空機１２２は、改良、再構成、及び改修などをも含み得る定期的な整備及び保守点検１３６を予定される。また、就航中１３４に、開示されている方法は、様々な構造用構成要素（衝突又は他の事象によって改変された外板など）の再加工又は修理を行うため用いられてもよい。
【００６４】
方法１２０の工程のそれぞれは、システムインテグレータ、サードパーティー、及び／又は運営者（例えば、顧客）によって実行されてもよいし、又は行われてもよい。本発明の説明のために、システムインテグレータは、任意の数の航空機の製造業者及び主システムの下請業者を含んでもよいが、これらに限定されず、サードパーティーは、任意の数のベンダー、下請業者、及び供給者を含んでもよいが、これらに限定されず、運営者は、航空会社、リース会社、軍隊、及び保守点検業者などであってもよい。
【００６５】
図１４に示されているように、例示的な方法１２０によって生産される航空機１２２は、複数のシステム１４０及び内部１４２と共に機体１３８を含んでもよい。高レベルシステム１４０の例は、推進システム１４４、電気システム１４６、油圧システム１４８、及び環境システム１５０のうちの１つ以上を含む。任意の数の他のシステムが含まれてもよい。航空宇宙の例が示されているが、本開示の原理は、海洋産業及び自動車産業などの他の産業に適用されてもよい。
【００６６】
本明細書で実施されているシステム及び方法は、航空機の製造及び保守点検方法１２０の段階のうちの任意の１つ以上の期間に用いられてもよい。例えば、生産工程１２８に対応する構成要素又は部分組立品は、航空機１２２の就航中に生産される構成要素又は部分組立品と同様の方法で製作又は製造されてもよい。また、１つ以上の装置の実施形態、方法の実施形態、又はこれらの組合せは、例えば、航空機１２２をかなり迅速に組み立てること又は航空機１２２のコストをかなり低減することによって、生産段階１２８及び１３０の期間に利用されてもよい。同様に、装置の実施形態、方法の実施形態、又はこれらの組合せの１つ以上が、例えば、非限定的に航空機１２２の就航中に整備及び保守点検１３６を行うために利用されてもよい。
【００６７】
本明細書で使用される場合、項目のリストと共に使用されるときの「〜のうちの少なくとも１つ」という句は、リストされた項目のうちの１つ以上の様々な組合せが使用され得ること及びリスト内の各項目の１つのみが必要とされ得ることを意味する。例えば、「項目Ａ、項目Ｂ、及び項目Ｃのうちの少なくとも１つ」は、項目Ａ、項目Ａ及び項目Ｂ、又は項目Ｂを含んでもよいが、これらに限定されない。また、この例は、項目Ａ、項目Ｂ、及び項目Ｃ、又は項目Ｂ及び項目Ｃを含んでもよい。項目は、特定の物体、事物、又は種類であってもよい。言い換えれば、「〜のうちの少なくとも１つ」は、任意の組合せの項目及び任意の数の項目が、リストから使用されてもよいが、必ずしもリスト内の項目のすべてが必要とされるわけではないことを意味している。
【００６８】
様々な例説的な実施形態の説明は、例説及び説明のために提示されており、網羅的であること又は開示されている形態に実施形態を限定することを意図されてはいない。多くの修正例及び変形例が、当業者には明らかである。さらに、異なる例説的な実施形態は、他の例説的な実施形態と比較して異なる利点を有し得る。選択された実施形態又は複数の実施形態は、実施形態の原理、実際の適用を最も良く説明するために、及び、他の当業者が想定される特定の使用に適するように様々な修正を伴う様々な実施形態のために本開示を理解することを可能にするために選択され、説明されている。
【符号の説明】
【００６９】
２０，１２２  航空機、２２  胴体、２４  翼、２６  尾翼、２８  複合積層外板（構造体）、３０  不整合、３２  再加工領域（領域）、３４  再加工パッチ、３６  外面、３８  内面、４０  ストリンガ、４２  厚さ、４４，４４ａ，４４ｂ，４４ｃ  空隙，厚さ貫通空隙、４８  再加工領域を完全に越えた位置、５０  漏洩検出層（ＬＤＬ）、５２  真空バッグ、５４  光源、５５  空気、５６  光、５８  赤色光，入射光，放射光、６０  カメラ、６５  裸眼，帯、６７  ディスプレイ、７２  封着剤、７４  空隙部、７５  空気漏洩、７６  空隙部、７８  再加工領域の先細りする縁、８０  封止剤、８２  再加工パッチの先細りする縁、１２０  航空機の製造及び保守点検方法、１２４  仕様及び設計、１２６  材料調達、１２８  構成要素及び部分組立品の製造、１３０  システム統合、１３２  認証及び搬送、１３４  就航中、１３６  整備及び保守点検、１３８  機体、１４０  システム、１４２  内部、１４４  推進システム、１４６  電気システム、１４８  油圧システム、１５０  環境システム
【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】
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