(57)【要約】      （修正有）【課題】後部圧力隔壁、外板スプライスアングル、及び縦通材スプライスアングルを備える圧力隔壁システムを提供する。【解決手段】後部圧力隔壁は外側圧縮リング４０４を有する。外板スプライスアングル４００は互いに隣接して配置され、外側圧縮リングに接合される。外板スプライスアングルは、胴体の第１のセクションと胴体の第２のセクションと後部圧力隔壁との間に継手を形成する。縦通材スプライスアングル４０２は、外板スプライスアングルを胴体の第２のセクション内の縦通材３００に接合する。【選択図】図５
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
外側圧縮リングを有する後部圧力隔壁と、
互いに隣接して配置され、前記外側圧縮リングに接合される外板スプライスアングルであって、前記外板スプライスアングルが胴体の第１のセクションと前記胴体の第２のセクションと前記後部圧力隔壁との間に継手を形成する、外板スプライスアングルと、
前記外板スプライスアングルを前記胴体の前記第２のセクション内の縦通材に接合する縦通材スプライスアングルと、
を備える、圧力隔壁システム。
【請求項２】
前記胴体の前記第１のセクションが与圧されておらず、前記胴体の前記第２のセクションが与圧されている、請求項１に記載の圧力隔壁システム。
【請求項３】
前記外板スプライスアングルが、前記後部圧力隔壁の与圧側で前記外側圧縮リングに接合される、請求項１又は２に記載の圧力隔壁システム。
【請求項４】
前記後部圧力隔壁、前記外側圧縮リング、前記外板スプライスアングル及び前記縦通材スプライスアングルが、複合材料で構成される、請求項３に記載の圧力隔壁システム。
【請求項５】
前記外板スプライスアングルが、前記胴体の前記第２のセクションのための圧力シールを形成する、請求項１から４のいずれか一項に記載の圧力隔壁システム。
【請求項６】
前記外板スプライスアングル、がテーパ状構成を有する、請求項１から５のいずれか一項に記載の圧力隔壁システム。
【請求項７】
少なくとも１つの複合材料層を有し、前記胴体の前記第１のセクションの外板に関連する補強形態をさらに備える、請求項１から６のいずれか一項に記載の圧力隔壁システム。
【請求項８】
航空機の胴体を形成する方法であって、
外板スプライスアングルを後部圧力隔壁の外側圧縮リングに固締するステップと、
前記外板スプライスアングルを前記胴体の第１のセクションの第１の外板の内側表面に固締するステップと、
前記胴体の第２のセクションを前記第１のセクションに隣接して配置して、前記外板スプライスアングルの一部が前記第２のセクションの第２の外板の内側表面と部分的に重なるようにするステップと、
前記第２の外板の外側表面から前記外板スプライスアングルに複数の孔をあけるステップと、
前記後部圧力隔壁と前記胴体の前記第１のセクションと前記胴体の前記第２のセクションとの間に継手を形成するために前記外板スプライスアングルを前記第２の外板に固締するステップと、
を含む、方法。
【請求項９】
縦通材スプライスアングルを前記外板スプライスアングルに固締するステップと、
前記縦通材スプライスアングルを前記胴体の前記第２のセクション内の縦通材に固締するステップと、
をさらに含む、請求項８に記載の方法。
【請求項１０】
前記孔をあけるステップが、
前記第２の外板、前記外板スプライスアングル及び前記縦通材スプライスアングルに前記複数の孔を実質的に同時にあけるステップを含む、請求項９に記載の方法。
【請求項１１】
前記後部圧力隔壁、前記外側圧縮リング、前記外板スプライスアングル及び縦通材スプライスアングルを複合材料から形成するステップをさらに含む、請求項８から１０のいずれか一項に記載の方法。
【請求項１２】
前記胴体の前記第２のセクションを与圧するステップであって、前記胴体の前記第２のセクションを与圧しない、ステップ
をさらに含む、請求項８から１１のいずれか一項に記載の方法。
【請求項１３】
前記外板スプライスアングルを固締する前記ステップが、
前記外板スプライスアングルを前記後部圧力隔壁の与圧側で前記外側圧縮リングに固締するステップをさらに含む、請求項８から１２のいずれか一項に記載の方法。
【請求項１４】
第１のセクション及び第２のセクションを有する胴体と、
第１のセクション及び第２のセクションを分離する後部圧力隔壁であって、前記後部圧力隔壁が外側圧縮リングを有する、後部圧力隔壁と、
互いに隣接して配置され、前記外側圧縮リングに接合される外板スプライスアングルであって、前記外板スプライスアングルが前記胴体の前記第１のセクションと前記胴体の前記第２のセクションと前記後部圧力隔壁との間に継手を形成する、外板スプライスアングルと、
前記外板スプライスアングルを前記胴体の前記第２のセクション内の縦通材に接合する縦通材スプライスアングルと、
を備える、圧力隔壁システムと、
を備える、航空機。
【請求項１５】
前記胴体の前記第１のセクションが非与圧セクションであり、前記胴体の前記第２のセクションが与圧セクションである、請求項１４に記載の航空機。
【請求項１６】
前記外板スプライスアングルが、前記後部圧力隔壁の与圧側で前記外側圧縮リングに接合される、請求項１４又は１５に記載の航空機。
【請求項１７】
前記後部圧力隔壁、前記外側圧縮リング、前記外板スプライスアングル及び前記縦通材スプライスアングルが複合材料で構成される、請求項１６に記載の航空機。
【請求項１８】
前記外板スプライスアングルが、前記胴体の前記第２のセクションのための圧力シールを形成する、請求項１４から１７のいずれか一項に記載の航空機。
【請求項１９】
少なくとも１つの複合材料層を有し、前記胴体の前記第１のセクションの外板に関連する補強形態をさらに備える、請求項１４から１８のいずれか一項に記載の航空機。
【請求項２０】
前記胴体の前記第２のセクションの外板の外側表面から前記外板スプライスアングルにあけられた複数の孔と、
前記複数の孔に配置され、前記胴体の前記第２のセクションの前記外板を前記外板スプライスアングルに接合する締結具と、
をさらに備える、請求項１４から１９のいずれか一項に記載の航空機。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本開示は、一般に航空機用途向け圧力隔壁に関する。より詳細には、本開示は、後部圧力隔壁を航空機の２つのセクションに接合する圧力隔壁システムに関する。
【背景技術】
【０００２】
圧力隔壁は、胴体の与圧セクションを非与圧セクションから分離するために航空機内に使用されることが多い。用途によっては、圧力隔壁は、胴体の１以上のセクションの外板に取り付けられる。
【０００３】
航空機の運航中にかかる種々の力、並びに航空機認証機関によって定められた認証要件のために、これらの継手は一般に複雑であり、大きく補強される。継手補強は、多数の組立品、機械加工部品、フェイルセーフアングル、外側ブレークリング、縦通材スプライス取付具、コード又はクリップを含むことができる。これらの部品のうちの１以上は、異なるタイプの材料を有していてもよい。このような構成は、継手の重量及び複雑さを所望されるより増大させることが多い。
【０００４】
組立品の複雑さが増大するにつれて、製造時間も長くなる。圧力隔壁の製造及び設置には、穴あけ、ばり取り、シム入れ、接合面シールなどの多くのプロセスが必要となり得る。多数の材料のスタックアップのすべての構造要件を満たすためにかなりの労働時間が必要になる。
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
したがって、上述した課題のうちの少なくともいくつか、並びにその他の起こり得る課題を考慮した方法及び装置があれば望ましいであろう。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
本開示の一実施形態は、後部圧力隔壁、外板スプライスアングル及び縦通材スプライスアングルを備える圧力隔壁システムを提供する。後部圧力隔壁は、外側圧縮リングを有する。外板スプライスアングルは、互いに隣接して配置され、圧力隔壁の外側圧縮リングに接合される。外板スプライスアングルは、胴体の第１のセクションと胴体の第２のセクションと後部圧力隔壁との間に継手を形成する。縦通材スプライスアングルは、外板スプライスアングルを胴体の第２のセクション内の縦通材に接合し、セクションの継手の両側に剛性を与える。
【０００７】
本開示の別の例示的な実施形態は、航空機の胴体を形成する方法を提供する。外板スプライスアングルを後部圧力隔壁の外側圧縮リングに固締する。次いで、外板スプライスアングルを胴体の第１のセクションの第１の外板の内側表面に固締する。胴体の第２のセクションを第１のセクションに隣接して配置して、外板スプライスアングルの一部が第２のセクションの第２の外板の内側表面と部分的に重なるようにする。第２の外板の外側表面から外板スプライスアングルに複数の孔をあける。次いで、後部圧力隔壁と胴体の第１のセクションと胴体の第２のセクションとの間に継手を形成するために外板スプライスアングルを第２の外板に固締する。
【０００８】
本開示のさらなる例示的な実施形態は、胴体及び圧力隔壁システムを備える航空機を提供する。胴体は、非与圧セクション及び与圧セクションを有する。圧力隔壁システムは、後部圧力隔壁、外板スプライスアングル、及び縦通材スプライスアングルを備える。後部圧力隔壁は、第１のセクション及び第２のセクションを分離する。後部圧力隔壁は、外側圧縮リングを有する。外板スプライスアングルは、互いに隣接して配置され、外側圧縮リングに接合される。外板スプライスアングルは、胴体の第１のセクションと胴体の第２のセクションと後部圧力隔壁との間に継手を形成する。縦通材スプライスアングルは、外板スプライスアングルを胴体の第２のセクション内の縦通材に接合する。
【０００９】
上記の形態及び機能は、本開示の種々の実施形態で独立に実現することができる、あるいは、さらなる詳細を下記の説明及び図面を参照して理解することができる他の実施形態では組み合わされてもよい。
【００１０】
例示的な実施形態の特徴と考えられる新規な形態は、添付の特許請求の範囲に記載されている。しかし、例示的な実施形態、並びにこれらの実施形態の好ましい使用モード、他の目的及び形態は、本開示の例示的な実施形態の下記の詳細な説明を参照して添付図面と共に読んだときに最も良く理解されよう。
【図面の簡単な説明】
【００１１】
【図１】例示的な一実施形態による航空機の説明図である。
【図２】例示的な一実施形態による航空機のブロック図である。
【図３】例示的な一実施形態による航空機の胴体の一部の説明図である。
【図４】例示的な一実施形態による圧力隔壁システムの一部の説明図である。
【図５】例示的な一実施形態による圧力隔壁システムの断面図である。
【図６】例示的な一実施形態による圧力隔壁システムの分解図である。
【図７】例示的な一実施形態による航空機内に設置された圧力隔壁システムの斜視図である。
【図８】例示的な一実施形態による間隙を有する圧力隔壁システムの説明図である。
【図９】例示的な一実施形態による航空機の胴体を形成するプロセスの流れ図である。
【図１０】例示的な一実施形態による航空機の製造及び保守点検方法のブロック図である。
【図１１】例示的な一実施形態が実装され得る航空機のブロック図である。
【発明を実施するための形態】
【００１２】
例示的な実施形態は、１以上の異なる考慮事柄を認識し考慮する。例えば、例示的な実施形態は、後部圧力隔壁の製造及び設置プロセスが所望されるよりも複雑であり、時間がかかり、かつ費用がかかることを認識し考慮する。いくつかの現在使用されている応用例は、異なる材料で製作された多くの部品を有する継手組立品を必要とする。
【００１３】
例えば、いくつかの実装態様では、複合材料と金属材料の両方がスタックアップで配置され、次いで両材料に孔があけられる。異種材料を有するスタックアップは、設置プロセスの期間を実質的に長くする。一例として、金属に穴をあけるには、他のタイプの材料の場合よりも時間がかかる。さらに、金属がスタックアップで使用される場合、さらなるステップが要求される。金属部品は分解されバリ取りされ、次いで所定の位置に戻して固締されなければならない。他の例では、いくつかの部品は、スタックアップでの異種材料に起因する腐食を防止するために密封されなければならず、設置プロセスにさらなるステップが追加される。
【００１４】
いくつかの現在使用されているシステムでは、１つの組立品が隔壁の与圧側に使用され、別の組立品が隔壁の非与圧側に使用される。多数の組立品を使用するとプロセスがさらに複雑になり、結果として、隔壁を航空機の２つの異なるセクションに接合するときの設置時間が長くなる。
【００１５】
航空機の後方セクションでは、現在の順序及びタイプの設置プロセスは、自動化につながらず、したがって、人間の技術者によって完了されなければならない。後部圧力隔壁継手の統合構成により、孔は内側からあけなければならない。現在使用されている構成では、アクセスが制限され、したがって、継手用の孔をあけるために自動化されたユニットを使用することができない。自動化しないと、航空機のセクションを完成するのに必要な労働時間数が増大する。
【００１６】
加えて、いくつかの応用例は、隔壁の縁部に沿って径方向に延在する単一の隔壁と外板の連結具を意図している。この連結具は、外板スプライスアングルとして知られ得る。そのような組立品をフェイルセーフにするときに課題が生じる。安全要件は、組立品の一部が故障したときでもシステムが所望されるように機能し続けるように、部品に補強を施すよう要求することが多い。応力を受けて、単一の隔壁と外板の連結具を有する組立品は追加補強なしには故障する可能性があり、それにより組立品を飛行に対して認証することができなくなる。
【００１７】
開示された実施形態は、単一部品を使用して２つの継手を一体化する圧力隔壁システムに関する。圧力隔壁システムは、後部圧力隔壁と胴体の２つのセクションとを接合して、２つのセクションの間に圧力シールを作る。例示的な実施形態は、認証を得るための所望の水準の補強を与えるために、多種多様な航空機用途に使用することができる。
【００１８】
ここで図を参照すると、特に図１を参照すると、例示的な一実施形態による航空機の説明図が示されている。この例示的な例では、航空機１００は、胴体１０６に装着された翼１０２及び翼１０４を有する。
【００１９】
胴体１０６は、セクション１０８及びセクション１１０を有する。胴体１０６の外板１１２は、複合材料で構成される。後部圧力隔壁１１４は、胴体１０６の一部１１６においてセクション１１０からセクション１０８を分離する。航空機１００は、圧力隔壁システムが例示的な一実施形態に従って実装され得る航空機の一例である。
【００２０】
次に図２を参照すると、例示的な一実施形態による航空機のブロック図が示されている。航空機２００は、胴体２０２及び圧力隔壁システム２０３を備える。
【００２１】
この例示的な例では、胴体２０２は、第１のセクション２０４及び第２のセクション２０６を有する。第１のセクション２０４及び第２のセクション２０６は、航空機２００の後方部分にある。この例示的な例では、第１のセクション２０４は、胴体２０２の非与圧セクションであり、第２のセクション２０６は、胴体２０２の与圧セクションである。例えば、第２のセクション２０６は、与圧客室とすることができる。いくつかの例示的な例では、両セクションが与圧されていなくてもよい。
【００２２】
胴体２０２は、実装態様に応じていくつかの追加セクションを有することができる。本明細書では、項目に関連して用いられる場合の「いくつかの(a number of)」は１以上の項目を意味する。したがって、いくつかのセクションは１以上のセクションを含む。
【００２３】
胴体２０２のいくつかのセクションは、隔壁によって分離され得る。この例示的な例では、第１のセクション２０４及び第２のセクション２０６は、後部圧力隔壁２０８によって分離される。
【００２４】
第１のセクション２０４は、外側表面２１０及び内側表面２１１を有する第１の外板２０９を有する。第２のセクション２０６は、外側表面２１３及び内側表面２１４を有する第２の外板２１２を有する。
【００２５】
この例示的な例では、圧力隔壁システム２０３は、後部圧力隔壁２０８、外板スプライスアングル２１５及び縦通材スプライスアングル２１７を備える。圧力隔壁システム２０３は、外板スプライスアングル２１５を使用して第１のセクション２０４、第２のセクション２０６及び後部圧力隔壁２０８を接合するように構成される。このようにして、第１のセクション２０４と第２のセクション２０６と後部圧力隔壁２０８との間の継手が単一タイプの部品を使用して作られる。
【００２６】
後部圧力隔壁２０８は、外板スプライスアングル２１５を使用することにより、胴体２０２の第１のセクション２０４内の第１の外板２０９の内側表面２１１と、第２のセクション２０６内の第２の外板２１２の内側表面２１４と、に装着することができる。後部圧力隔壁２０８は、航空機２００の運航中に後部圧力隔壁２０８が望まれない態様でずれないように、第１の外板２０９及び第２の外板２１２に装着される。
【００２７】
図示のように、後部圧力隔壁２０８は外側圧縮リング２１６及び隔壁の壁２１８を有する。外側圧縮リング２１６は、隔壁の壁２１８よりも厚い。外側圧縮リング２１６は、後部圧力隔壁２０８の周囲に沿って径方向に配置される。航空機２００内に設置される場合、外板スプライスアングル２１５は、第１の外板２０９及び第２の外板２１２を外側圧縮リング２１６に装着する。
【００２８】
外側圧縮リング２１６は、後部圧力隔壁２０８を補強するように構成される。具体的には、外側圧縮リング２１６は、隔壁の壁２１８の両側の圧力差に応じて、隔壁の壁２１８によって耐えられる応力を釣り合わせるように構成される。外側圧縮リング２１６及び隔壁の壁２１８は、共に複合材料で構成され得る。例えば、限定ではなく、外側圧縮リング２１６及び隔壁の壁２１８は、航空機用途に適した複合繊維強化プラスチック材料で構成され得る。
【００２９】
外側圧縮リング２１６は、隔壁の壁２１８とは別の部分であってもよく、あるいは、この２つは、一体品として形成され、外側圧縮リング２１６は、隔壁の壁２１８の厚さを占めるように隔壁の壁２１８よりも多くの材料層を有することができる。外側圧縮リング２１６及び隔壁の壁２１８が一体に形成される場合、厚さは、外側圧縮リング２１６の外縁部から隔壁の壁２１８の中心にかけて所望される態様で薄くなっていてもよい。他の例示的な例では、後部圧力隔壁２０８は１以上の追加のセクション、リング又は材料を有していてもよい。
【００３０】
この例示的な例では、外板スプライスアングル２１５は、互いに隣接して配置される。外板スプライスアングル２１５は、外側圧縮リング２１６に接合される。外板スプライスアングル２１５は、胴体２０２の第１のセクション２０４と胴体２０２の第２のセクション２０６と後部圧力隔壁２０８との間に継手２２０を形成する。特に、外板スプライスアングル２１５は、後部圧力隔壁２０８の外側圧縮リング２１６を第１の外板２０９及び第２の外板２１２に連結する。
【００３１】
この例示的な例では、外板スプライスアングル２１５は、セグメント化された材料片である。複数の外板スプライスアングルは、１つの外板スプライスアングルが故障しても航空機２００が運航し続けることができるように使用される。１つのスプライスアングル、すなわち長い材料片が後部圧力隔壁２０８を第１の外板２０９又は第２の外板２１２に連結するために使用された場合、一部にある亀裂により部品全体が故障する可能性がある。したがって、継手に沿って単一の細長い外板スプライスを使用すると、所望の水準のフェイルセフティをもたらさない可能性がある。分割された部品が必要である。
【００３２】
この例示的な例では、外板スプライスアングル２１５は、後部圧力隔壁２０８の与圧側２２４で外側圧縮リング２１６に接合される。図示のように、外板スプライスアングル２１５は、後部圧力隔壁２０８の非与圧側２２６には全く使用されない。
【００３３】
後部圧力隔壁２０８を胴体２０２に接合することに加えて、外板スプライスアングル２１５は、胴体２０２の第２のセクション２０６のための圧力シール２２８を形成する。この例示的な例では、圧力シール２２８は、気密シールである。言い換えると、与圧は、外板スプライスアングル２１５及び関連締結具を使用することにより与圧側２２４で維持することができる。
【００３４】
外板スプライスアングル２１５は、テーパ状構成２３０を有することができる。テーパ状構成２３０は、各外板スプライスアングルのフランジの一部上に１以上のテーパを含むことができる。この種のテーパ状構成は図５により詳細に示されている。
【００３５】
この例示的な例では、外板スプライスアングル２１５はそれぞれ、外板スプライスアングル２１５の前方側に第１のテーパフランジを有する。各外板スプライスアングルは、外板スプライスアングルの中心から縁部にかけて細くなっていて、外板スプライスアングルを胴体２０２の与圧セクションの外板に連結している。前方フランジのテーパは、部品相互間に所望の水準の荷重伝達性能を与え、シム入れの必要性をなくすように構成される。
【００３６】
場合によっては、外板スプライスアングル２１５はそれぞれ、外側圧縮リング２１６に付着している外板スプライスアングルの一部に第２のテーパフランジも有する。第２のテーパフランジは、任意選択である。
【００３７】
図示のように、縦通材スプライスアングル２１７は、外板スプライスアングル２１５を胴体２０２の第２のセクション２０６内の縦通材２２２に接合する。縦通材スプライスアングル２１７は、継手２２０に一定水準の補強を加える。このようにして、外板スプライスアングル２１５と縦通材スプライスアングル２１７とを組み合わせて、後部圧力隔壁２０８を第１のセクション２０４及び第２のセクション２０６に所望の態様で接合する。
【００３８】
この例示的な例では、後部圧力隔壁２０８、外側圧縮リング２１６、外板スプライスアングル２１５及び縦通材スプライスアングル２１７は、もっぱら複合材料２３２で構成される。複合材料２３２は、熱可塑性材料、熱硬化性材料、繊維ガラス、炭素繊維強化プラスチック又は他の適当なタイプの複合材料のうちの少なくとも１つから選択された材料とすることができる。各部品は、１以上の異なるタイプの複合材料２３２で構成され得る。
【００３９】
本明細書では、項目リストと共に用いられるときの「〜のうちの少なくとも１つ(at least one of)」という語句は、列挙された項目のうちの１以上の様々な組み合わせが使用され得ること、及び、リスト内の各項目のうちの１つだけが必要とされ得ること、を意味する。言い換えると、「〜のうちの少なくとも１つ」は、リストから項目の任意組み合わせ及び任意の数の項目が使用され得るが、リスト内のすべての項目が必要ではないことを意味する。項目は、特定の物体、物事又はカテゴリとすることができる。
【００４０】
例えば、「項目Ａ、項目Ｂ又は項目Ｃのうちの少なくとも１つ」は、限定ではなく、項目Ａ、項目Ａ及び項目Ｂ又は項目Ｂを含むことができる。この例は、項目Ａ、項目Ｂ及び項目Ｃ、あるいは項目Ｂ及び項目Ｃも含むことができる。もちろん、これらの項目の任意の組み合わせが存在し得る。他の例では、「〜のうちの少なくとも１つ」は、例えば、限定ではなく、２個の項目Ａ、１個の項目Ｂ、及び１０個の項目Ｃ、４個の項目Ｂ及び７個の項目Ｃ、あるいは他の適切な組み合わせとすることができる。
【００４１】
圧力隔壁システム２０３の各構成要素が複合材料で構成されるので、圧力隔壁システム２０３を設置して第１のセクション２０４を第２のセクション２０６に接合するのに必要とされるプロセスの数を減らすことができる。例えば、ただ１つの考えられる組立順序として、すべての構成要素が所定の位置にあるときに、胴体２０２の第２のセクション２０６の第２の外板２１２の外側表面２１３から外板スプライスアングル２１５に複数の孔２３４をあけることができる。次いで、複数の孔２３４に締結具２３６を配置して胴体２０２の第２のセクション２０６の第２の外板２１２を外板スプライスアングル２１５に接合することができる。締結具２３６は、縦通材スプライスアングル２１７を外板スプライスアングル２１５及び縦通材２２２に固着することもできる。この例では、後部圧力隔壁２０８及び外板スプライスアングル２１５は予め組み立てられ、胴体２０２の他の部分に装着することができる。もちろん、圧力隔壁システム２０３及び胴体２０２の構成要素は種々の態様で組み立てることができる。
【００４２】
金属材料を使用しないので、構成要素を分解してバリ取りする必要がない。重い部品は、依然として所定の位置にあり、移動及びその後の再編成なしに固着することができる。このプロセスにより、設置時間が短縮されるだけでなく、内側からの手動穴あけの代わりに自動化及び外側からの穴あけが可能になる。現在使用されている技法と比べて製造コスト及び作業時間を実質的に減らすことができる。
【００４３】
さらに、圧力隔壁システム２０３を使用すると、継手２２０を形成しかつ補強するために必要な部品の数が減少する。構成要素は、後部圧力隔壁２０８の非与圧側２２６には使用されない。言い換えると、追加の部品は、後部圧力隔壁２０８の後方側（非与圧側）には使用されない。現在使用されている応用例では、この継手の、隔壁の後方（非与圧）側の領域に到達するのは困難であり、時間がかかる。例示的な実施形態はそうする必要性を軽減する。さらに、圧力隔壁システム２０３は、１組の外板スプライスアングルで２つの継手を一体化する圧力シールを提供する。
【００４４】
図３を参照すると、例示的な一実施形態による航空機の胴体の一部の説明図が示されている。この例示的な例では、図１の胴体１０６の一部１１６がより詳細に示されている。
【００４５】
この図では、セクション１０８内の縦通材３００及びセクション１１０内の縦通材３０２が露出している。後部圧力隔壁１１４は、セクション１０８及びセクション１１０を分離する。セクション１０８は、航空機１００内の非与圧セクションに対応することができる。セクション１１０は、航空機１００内の与圧セクションに対応することができる。
【００４６】
この例示的な例では、圧力隔壁システム３０４は、継手３０６において後部圧力隔壁１１４、セクション１０８及びセクション１１０を連結している。圧力隔壁システム３０４及びその構成要素と、後部圧力隔壁１１４と、セクション１０８と、セクション１１０とは、図２にブロック形式で示されている圧力隔壁システム２０３及びその構成要素と、後部圧力隔壁２０８と、第１のセクション２０４と、第２のセクション２０６との物理的実装例である。
【００４７】
この例示的な例では、セクション１０８は、与圧されず、セクション１１０は、与圧される。圧力隔壁システム３０４は、後部圧力隔壁１１４の与圧側に設置される。セクション１０８は、外板３０８を有し、セクション１１０は、外板３１０を有する。圧力隔壁システム３０４の一部３１２が示されている。圧力隔壁システム３０４は、後部圧力隔壁１１４の全周囲のまわりでセクション１０８及びセクション１１０を接合する。
【００４８】
次に図４を参照すると、例示的な一実施形態による圧力隔壁システムの一部の説明図が示されている。圧力隔壁システム３０４の一部３１２は、この図により詳細に示されている。
【００４９】
図示のように、圧力隔壁システム３０４は、後部圧力隔壁１１４、外板スプライスアングル４００及び縦通材スプライスアングル４０２を有する。後部圧力隔壁１１４は、外側圧縮リング４０４を備える。外板スプライスアングル４００は、胴体１０６のセクション１１０の外板３１０を後部圧力隔壁１１４の外側圧縮リング４０４に接合する。
【００５０】
この図には外板スプライスアングル４０６及び外板スプライスアングル４０８が示されている。外板スプライスアングル４０６及び外板スプライスアングル４０８は共に、胴体１０６を後部圧力隔壁１１４の外側圧縮リング４０４に接合する。外板スプライスアングル４０６は、幅４１０を有し、外板スプライスアングル４０８は、幅４１２を有する。幅４１０及び幅４１２は、この例示的な例では、外板スプライスアングル４００が大量生産され得るように同じでよい。他の例示的な例では、外板スプライスアングル４００はそれぞれ、所望の水準の性能を実現するために異なる幅を有していてもよい。
【００５１】
この例示的な例では、縦通材スプライスアングル４０２は、縦通材３０２を外板スプライスアングル４００に接合する。多数対の縦通材スプライスアングル４０２は、縦通材３０２を外板スプライスアングル４００のそれぞれに接合する。例えば、対４１４、対４１６及び対４１８の縦通材スプライスアングル４０２は外板スプライスアングル４０６を縦通材３０２に接合する。
【００５２】
１つの外板スプライスアングルにつき３対の縦通材スプライスアングル４０２が示されているが、他の数も可能である。場合によっては、縦通材３０２は、１対の縦通材スプライスアングル４０２の代わりにｕチャンネル又は他の部品を使用して外板スプライスアングル４００に接合されてもよい。
【００５３】
この図に示されているように、外板スプライスアングル４００の形状は、一部が外側圧縮リング４０４と部分的に重なり、別の部分が胴体１０６のセクション１１０の外板３１０と部分的に重なるようになっている。外板スプライスアングル４００は、後部圧力隔壁１１４の周囲に沿って互いに隣接して配置される。
【００５４】
図５には、例示的な一実施形態による圧力隔壁システムの断面図が示されている。この図には、圧力隔壁システム３０４の断面図が図３の線５−５に沿って示されている。矢印５０１は、航空機の前方部分の方向を示す。
【００５５】
図示のように、後部圧力隔壁１１４の外側圧縮リング４０４がより詳細に見られる。外側圧縮リング４０４の厚さは、この図に示されているように隔壁の壁５００の厚さよりも大きい。この例では、外側圧縮リング４０４及び隔壁の壁５００は変化する厚さを有する一体品として示されているが、他の例では、外側圧縮リング４０４は別個のものでもよい。
【００５６】
外板スプライスアングル４００は、セクション１１０の外板３１０の一部５０２並びにセクション１０８の外板３０８の一部５０４と部分的に重なる。このようにして、外板スプライスアングル４００は、３つの部品をまとめて接合する。外板スプライスアングル４００の厚さは、縁部にかけて薄くなっている。しかし、外板スプライスアングル４００のそれぞれを外側圧縮リング４０４に連結するフランジにおけるテーパリンは、任意選択である。
【００５７】
この図は、外側圧縮リング４０４及び外板スプライスアングル４００にあけられた孔５０６を示す（２列）。孔５０８は、外板３１０、外板スプライスアングル４００及び縦通材スプライスアングル４０２にあけられている（２列）。孔５１０は、外板３０８、外板スプライスアングル４００及び縦通材スプライスアングル４０２にあけられている（２列）。孔５１２は、外板３１０、縦通材スプライスアングル４０２及び縦通材３０２にあけられている（４列）。例示的な例は、孔５０６、孔５０８及び孔５１０に対して２列、孔５１２に対して４列を示しているが、実装態様に応じて他の数の列が使用されてもよい。
【００５８】
設置時、最初に外板スプライスアングル４００が後部圧力隔壁１１４に装着されてもよい。次いで、組立品は、セクション１０８に装着される。次いで、セクション１１０がセクション１０８に隣接して配置されて、外板スプライスアングル４００が外板３１０の一部５０２と部分的に重なるようにする。孔５０８は、外板３１０の外側表面から外板スプライスアングル４００及び縦通材スプライスアングル４０２に同時にあけられる。
【００５９】
図６を参照すると、例示的な一実施形態による圧力隔壁システムの分解図が示されている。外板３１０の一部５０２及び縦通材３００を有する外板３０８の一部５０４がより詳細に見られる。
【００６０】
この図には、補強形態６００が示されている。補強形態６００は、胴体１０６のセクション１１０の外板３１０に関連する少なくとも１つの複合材料層を有することができる。補強形態６００は、熱硬化性材料、熱可塑性材料、繊維ガラス又は他の適当なタイプの複合材料のうちの少なくとも１つで構成され得る。例示的な一例では、補強形態６００は、継手を補強しかつシム入れの必要性を低減するように構成される。補強形態６００は、任意選択である。
【００６１】
この図に示されているように、外板スプライスアングル、縦通材スプライスアングル、締結具、ブラケット、クランプ又は他の部品は、２つのセクションを隔壁と共に互いに接合するために後部圧力隔壁１１４の後方側（非与圧側）には使用されない。これらの例示的な例では、継手を一体化するために必要な部品はすべて、後部圧力隔壁１１４の与圧側に配置される。
【００６２】
図７を参照すると、例示的な一実施形態による航空機内に設置された圧力隔壁システムの斜視図が示されている。
【００６３】
図示のように、締結具７００は、孔５０６に設置される。締結具７０１は、孔５１０に設置される。締結具７０２は、孔５０８に設置されており、締結具７０４は、孔５１２に設置されている。後部圧力隔壁１１４の非与圧側には、追加の補強又はセキュリティが不要である。
【００６４】
図８には、例示的な一実施形態による間隙を有する圧力隔壁システムの説明図が示されている。圧力隔壁システム３０４は、図７の視線８−８の方向に示されている。
【００６５】
この図では、外板スプライスアングル８０２に間隙８００が存在する。間隙８００は、外板スプライスアングル８０２の故障を表すことができる。外板スプライスアングル８０２は、セグメント化された外板スプライスの一片にすぎないので、システムは機能し続ける。間隙８００から圧力がゆっくり漏れるので、全圧は、連邦航空局認証要件を満たすように所望の時間にわたって保持することができる。
【００６６】
図１の航空機１００は、図２に示されている圧力隔壁システム２０３を組み込んだプラットホームの一物理的実装態様にすぎない。例示的な一実施形態の例が航空機に関して説明されるが、例示的な実施形態は、他のタイプのプラットホームに適用されてもよい。図２の圧力隔壁システム２０３は、隔壁が存在する任意のプラットホームに使用することができる。プラットホームは、例えば、移動プラットホーム、固定プラットホーム、陸ベース構造、水ベース構造又は宇宙ベース構造とすることができる。より具体的には、プラットホームは、プラットホームは、水上艦、タンク、人員運搬車、列車、宇宙船、宇宙ステーション、人工衛星、潜水艦、自動車、発電所、橋、ダム、家屋、製造用設備、建築物及び他の適当なプラットホームとすることができる。
【００６７】
図１及び図３〜図８に示されている様々な構成要素は、図２の構成要素と組み合わされてもよく、図２の構成要素と併用されてもよく、又は、これら２つを組み合わせたものでもよい。さらに、図１及び図３〜図８の構成要素のうちのいくつかは、図２にブロック形式で示されている構成要素が物理的構造として実装され得る方法の例示的な例とすることができる。
【００６８】
次に図９を参照すると、例示的な一実施形態による航空機の胴体を形成するプロセスの流れ図が示されている。図９に示されている方法は、図２に示されている航空機２００の胴体２０２を形成するために使用することができる方法の一例にすぎない。
【００６９】
このプロセスは、外板スプライスアングルを後部圧力隔壁の外側圧縮リングに固締することから始まる（操作９００）。次いで、外板スプライスアングルは、胴体の第１のセクションの第１の外板の内側表面に固締される（操作９０２）。
【００７０】
胴体の第２のセクションを第１のセクションに隣接して配置して、外板スプライスアングルの一部が第２のセクションの第２の外板の内側表面と部分的に重なるようにする（操作９０４）。次に、縦通材スプライスアングルを外板スプライスアングル上に配置する（操作９０６）。
【００７１】
第２の外板の外側表面から外板スプライスアングル及び縦通材スプライスアングルに複数の孔をあける（操作９０８）。操作９０８は、ロボットアームなどの自動製造ツールを使用して完了することができる。複数の孔は、第２の外板、外板スプライスアングル、及び縦通材スプライスアングルに実質的に同時にあけられる。設置前に、本明細書に記載されているように、後部圧力隔壁、圧縮リング、外板スプライスアングル及び縦通材スプライスアングルは複合材料から形成される。
【００７２】
次いで、後部圧力隔壁と胴体の第１のセクションと胴体の第２のセクションとの間に継手を形成するために、外板スプライスアングルを第２の外板に固締する（操作９１０）。操作９１０は、縦通材スプライスアングルを外板スプライスアングルに固締するステップも含むことができる。
【００７３】
最後に、縦通材スプライスアングルを胴体の第２のセクション内の縦通材に固締する（操作９１２）。胴体の第２のセクションを与圧し（操作９１４）、その後、プロセスは終了する。胴体の第１のセクションは与圧されないままである。
【００７４】
図９に開示されている方法は、圧力隔壁システムのための設置プロセスの一順序にすぎない。別の例示的な例では、外板スプライスアングルは、最初に後部圧力隔壁に装着され、次いで、胴体の与圧セクションに装着されてもよい（与圧の前）。次いで、組立品全体は胴体の非与圧セクションに装着されてもよい。
【００７５】
別の順序では、外板スプライスアングルは最初に胴体の与圧側に装着される。次に、後部圧力隔壁は外板スプライスアングルに装着され、その後、外板スプライスアングルは胴体の非与圧セクションに装着される。もちろん、他の順序も考えられる。圧力隔壁システムの設置に関連する、本明細書に開示されている順序は網羅的なものではない。
【００７６】
本開示の例示的な実施形態は、図１０に示されている航空機の製造及び保守点検方法１０００並びに図１１に示されている航空機１１００の状況で説明され得る。最初に図１０を参照すると、例示的な一実施形態による航空機の製造及び保守点検方法のブロック図が示されている。生産開始までの間、航空機の製造及び保守点検方法１０００は、図１１の航空機１１００の仕様及び設計１００２並びに材料調達１００４を含むことができる。
【００７７】
生産中、図１１の航空機１１００の構成要素及び部分組立品の製造１００６並びにシステム統合１００８が行われる。その後、図１１の航空機１１００は、就航中１０１２に置かれるために認証及び搬送１０１０を経ることがある。顧客による就航中１０１２に、図１１の航空機１１００は日常整備及び保守点検１０１４が計画され、日常整備及び保守点検１０１４は、変更、再構成、改修、及び他の整備もしくは保守点検を含むことができる。
【００７８】
図２の圧力隔壁システム２０３及び圧力隔壁システム２０３の構成要素は、構成要素及び部分組立品の製造１００６の間に製作することができる。加えて、図２の圧力隔壁システム２０３の１以上の構成要素が、図１１の航空機１１００の変更、再構成又は改修の一部として日常整備及び保守点検１０１４の間に追加されてもよい。
【００７９】
航空機の製造及び保守点検方法１０００のプロセスはそれぞれ、システム統合者、第三者、オペレータ、又はそれらの何らかの組み合わせによって実行又は実施することができる。これらの例では、オペレータは顧客とすることができる。この説明のために、システム統合者は、限定ではなく、任意の数の航空機製造業者及び主要システム下請業者を含むことができ、第三者は、限定ではなく、任意の数の売主、下請業者及び供給業者を含むことができ、オペレータは、航空会社、リース会社、軍事団体、保守点検組織など、とすることができる。
【００８０】
ここで図１１を参照すると、例示的な一実施形態が実装され得る航空機の説明図が示されている。この例では、航空機１１００は、図１０の航空機の製造及び保守点検方法１０００によって生産され、複数のシステム１１０４及び内部１１０６を有する機体１１０２を含むことができる。システム１１０４の例としては、推進システム１１０８、電気システム１１１０、油圧システム１１１２及び環境システム１１１４のうちの１以上を含む。任意の数の他のシステムが含まれていてもよい。航空宇宙の一例が示されているが、異なる例示的な実施形態が自動車産業などの他の産業に適用されてもよい。
【００８１】
本明細書で具現化される装置及び方法は、図１０の航空機の製造及び保守点検方法１０００の諸段階のうちの少なくとも１つの間に使用されてもよい。例示的な一例では、図１０の構成要素及び部分組立品の製造１００６で生産される構成要素又は部分組立品は、航空機１１００が図１０の就航中１０１２である間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。別の例としては、１以上の装置実施形態、方法実施形態、あるいはこれらを組み合わせたものが、図１０の構成要素及び部分組立品の製造１００６やシステム統合１００８などの生産段階の間に利用されてもよい。
【００８２】
１以上の装置実施形態、方法実施形態又はそれらを組み合わせたものが、航空機１１００が就航中１０１２である間に、図１０の整備及び保守点検１０１４中に、あるいはこれらの両方で利用されてもよい。いくつかの異なる例示的な実施形態を使用すると、航空機１１００の組立てを実質的に促進する、航空機１１００のコストを節減する、あるいは航空機１１００の組立てを促進しかつ航空機１１００のコストを節減することができる。
【００８３】
様々な図示の例示的な実施形態での流れ図及びブロック図は、例示的な一実施形態での装置及び方法のいくつかの可能な実施態様の構造、機能性、及び操作を示す。この点に関して、流れ図又はブロック図の各ブロックは、モジュール、セグメント、機能及び／又は操作もしくはステップの一部を表すことができる。
【００８４】
例示的な一実施形態のいくつかの代替実施態様では、ブロック内に記されている１以上の機能は、図に記されている順序を外れて行われてもよい。例えば、場合によっては、連続して示されている２つのブロックが実質的に同時に実行されてもよく、あるいは、２つのブロックは、関係する機能性に応じて逆の順序で実行されてもよいことがある。また、図示のブロックに加えて、他のブロックが流れ図又はブロック図に追加されもよい。
【００８５】
例示的な実施形態は、図２の航空機２００の胴体２０２を組み立てるために必要とされるコスト、複雑さ及びマンパワーを軽減する。図２の圧力隔壁システム２０３は、２つの継手及び圧力シールを１つに統合する。所望の仕様を満たすように図２の継手２２０を組み立てるために必要とされる部品の数は削減される。
【００８６】
スタックアップでのすべての部品に複合材料２３２を使用すると、第２の外板２１２の外側表面２１３から内方に複数の孔２３４をあけることが可能になり、図２の胴体２０２の２つのセクション及び後部圧力隔壁２０８の組立てを自動化することが可能になる。金属材料は使用されないので、図２の継手２２０の大部分は、固締する前に動かされ、処理され、そして再編成される必要がない。したがって、例示的な実施形態は時間を節約しコストを節減する。
【００８７】
胴体２０２の重量は、種々の部品及び金属材料をなくすことで軽くすることができる。加えて、部品を製造するのにかかるコスト及び時間は、部品が複合材料で製作されるので減じられる。例示的な実施形態は、フェイルセフティ及び損傷許容性を含むすべての連邦航空局要件を満たす。
【００８８】
異なる例示的な実施形態に関する記述は、例示及び説明のために提示されており、網羅的とする、あるいは開示されている形の実施形態に限定するためのものではない。多くの修正形態及び変形形態が当業者には明らかであろう。さらに、異なる例示的な実施形態が、他の望ましい実施形態と比べて、異なる形態をもたらすことができる。選定される１以上の実施形態は、実施形態の原理及び実際的な用途を最も良く説明するとともに、当業者が検討される特定の使用に適した種々の変更を伴う様々な実施形態の開示を理解できるようにするために、選択され説明される。
【符号の説明】
【００８９】
１００  航空機、１０２  翼、１０４  翼、１０６  胴体、１０８  セクション、１１０  セクション、１１２  外板、１１４  後部圧力隔壁、１１６  胴体の一部、２００  航空機、２０２  胴体、２０３  圧力隔壁システム、２０４  第１のセクション、２０６  第２のセクション、２０８  後部圧力隔壁、２０９  第１の外板、２１０  外側表面、２１１  内側表面、２１２  第２の外板、２１３  外側表面、２１４  内側表面、２１５  外板スプライスアングル、２１６  外側圧縮リング、２１７  縦通材スプライスアングル、２１８  隔壁の壁、２２０  継手、２２２  縦通材、２２４  与圧側、２２６  非与圧側、２２８  圧力シール、２３０  テーパ状構成、２３２  複合材料、２３４  複数の孔、２３６  締結具、３００  縦通材、３０２  縦通材、３０４  圧力隔壁システム、３０６  継手、３０８  外板、３１０  外板、３１２  圧力隔壁システムの一部、４００  外板スプライスアングル、４０２  縦通材スプライスアングル、４０４  外側圧縮リング、４０６  外板スプライスアングル、４０８  外板スプライスアングル、４１０  幅、４１２  幅、４１４  対、４１６  対、４１８  対、５００  隔壁の壁、５０２  外板の一部、５０４  外板の一部、５０６  孔、５０８  孔、５１０  孔、５１２  孔、６００  補強形態、７００  締結具、７０１  締結具、７０２  締結具、７０４  締結具、８００  間隙、８０２  外板スプライスアングル、１０００  保守点検方法、１００２  仕様及び設計、１００４  材料調達、１００６  構成要素及び部分組立品の製造、１００８  システム統合、１０１０  認証及び搬送、１０１２  就航中、１０１４  日常整備及び保守点検、１１００  航空機、１１０２  機体、１１０４  システム、１１０６  内部、１１０８  推進システム、１１１０  電気システム、１１１２  油圧システム、１１１４  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】
2019031265.tif 000009
【図８】
2019031265.tif 000010
【図９】
2019031265.tif 000011
【図１０】
2019031265.tif 000012
【図１１】
2019031265.tif 000013
【外国語明細書】
2019031265000001.pdf