(57)【要約】  航空機の圧力隔壁のための胴体部分１ａは、胴体シェル構造４と、繊維複合マテリアルで作製された少なくとも１つの圧力隔壁６とを含み、圧力隔壁６は、胴体シェル構造４と共に、ワンピースで製造される点が開示してある。胴体シェル２は、少なくとも１つのこのタイプの胴体部分１ａをも有している。
2011530448.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
少なくとも圧力隔壁（６）と、繊維複合マテリアルで作製された胴体シェル構造（４）とを含み、前記圧力隔壁（６）が前記胴体シェル構造（４）と一体化されているフロント胴体部分（１ａ）と、
前記フロント胴体部分（１ａ）の末端に配置され、少なくとも１つの公差相殺切欠（１６）を持つエッジ領域を含むリヤ胴体部分（１ｂ）と、を有する航空機のための胴体シェル。
【請求項２】
前記フロント胴体部分（１ａ）の外周表面（１０）と、前記リヤ胴体部分（１ｂ）の外周表面（１４）とが一緒になって、共通の外側表面（１２）を構成していることを特徴とする請求項１に記載の胴体シェル。
【請求項３】
前記切欠（１６）は、少なくとも部分的に、少なくとも１枚の重ね板２０によって制限されていることを特徴とする請求項１または２に記載の胴体シェル。
【請求項４】
前記胴体シェル（４）から前記圧力隔壁（６）への推移領域が、連続的に形成されていることを特徴とする上述した請求項１〜３のいずれか１つに記載の胴体シェル。
【請求項５】
前記フロント胴体部分（１ａ）は、前記リヤ胴体部分（１ｂ）のために径を減少させた接続領域（８）を含むことを特徴とする上述した請求項１〜４のいずれか１つに記載の胴体シェル。
【請求項６】
前記圧力隔壁（６）は、球状、楕円状、または卵形状を有していることを特徴とする上述した請求項１〜５のいずれか１つに記載の胴体シェル。
【請求項７】
前記フロント胴体部分（１ａ）は、荷重に依存した連続厚みを有していることを特徴とする上述した請求項１〜６のいずれか１つに記載の胴体シェル。
【請求項８】
前記フロント胴体部分（１ａ）は、異なる物質を用いた複合構造、または同様な物質を用いた構造をしており、前記胴体シェル構造（４）は、高硬度であり、前記圧力隔壁（６）が薄いダイアフラムとして形成してあることを特徴とする上述した請求項１〜７のいずれか１つに記載の胴体シェル。
【請求項９】
前記胴体シェル構造（４）および前記圧力隔壁（６）は、ワンピース金型またはマルチピース金型により一体化されて製造可能であることを特徴とする上述した請求項１〜８のいずれか１つに記載の胴体シェル。
【請求項１０】
特にストリンガーおよび／またはフォーマのような形状保持部材が、補強材として、前記フロント胴体部分（１ａ）に組み込まれることを特徴とする上述した請求項１〜９のいずれか１つに記載の胴体部分。
【請求項１１】
前記圧力隔壁（６）が、航空機胴体の圧力換気領域の端部を構成していることを特徴とする上述した請求項１〜１０のいずれか１つに記載の胴体シェル。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、胴体シェル構造と、繊維複合マテリアルで作製された少なくとも１つの圧力隔壁とを有する航空機の圧力胴体に関し、少なくとも１つの胴体部分を有する航空機のための胴体シェルに関する。
【背景技術】
【０００２】
近年、航空機のための圧力隔壁は、一般的に、胴体部分から組立てられる。なお、圧力隔壁は、航空機セルの圧力調整の末端を構成している。従来、圧力隔壁は、異なる構造部材を、胴体部分の対応箇所に実質的に組込むことで、提供されてきた。圧力隔壁を異なる構造部材で構成することの問題点は、部品点数が多くなる点と、高い構造重量が、生産コストの上昇を招く点である。
【０００３】
部品点数を削減するために、航空機のための圧力隔壁が、圧力胴体を有することは知られており、例えば、ＥＰ０３８７４００Ａ２では、圧力隔壁は、ワンピースで作製され、胴体断面のエッジ領域に適合した球形状を有している。ワンピースで作製された圧力隔壁は、胴体部分に挿入され、胴体部分にしっかりと固定する必要があり、リベット締め、溶接、または接着剤結合を用いるので、かなりの生産コストがかかる。接合領域に十分な強度を提供するためには、構造的な荷重に従って、ジョイントを溶接する必要があり、このタイプの構造的な要素のように、構成要素の厚みは、高い構造的重量を有している。
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
対照的に、本発明の目的は、圧力隔壁および少なくとも一つのこのタイプの胴体部分をもつ胴体シェルを有する胴体部分を提供することであり、これにより、構造的な重量を、低生産コストで達成できる。
【課題を解決するための手段】
【０００５】
この目的は、請求項１に記載の特徴をもつ胴体部分によって達成できる。この目的は、請求項１１に記載の特徴をもつ胴体シェルによっても達成できる。
【０００６】
航空機の圧力隔壁のための本発明の胴体部分は、胴体シェル構造と、繊維複合マテリアルで作製され、導体シェル構造のワンピース金型で成型された少なくとも１つの圧力隔壁（圧力調整器）とを有している。胴体部分に垂直に形成された圧力隔壁があることにより、重量的に最適化された高強度の構造を、生産コストを十分に抑えつつ達成できる。好ましくは、繊維複合マテリアル構造は、胴体部分／圧力隔壁ユニットの荷重パターンに従って形成され、このようにして、軽量で、高強度の構造体を作製することができる。
【０００７】
本発明の特に好ましい実施形態では、胴体シェル構造から圧力隔壁へ、実質的に連続的な移行領域は、繊維の方向がゆがんでしまわないように、鋭い屈曲を伴っていない。好ましくは、圧力隔壁からへ胴体シェル構造の移行は、繊維方向が不利な直角になるのを避けるようにして、比較的に平面的である。
【０００８】
特定の実施例では、本発明の胴体部分は、端部におけるリヤ胴体領域のための接続領域として提供される。好ましくは、接続領域は、減少した径を有しており、胴体部分の外側縁表面およびリヤ胴体部分の縁表面とが、胴体部分の端部に配置され、共に、共通の外側表面を構成している。
【０００９】
本発明の特に好ましい実施形態では、圧力隔壁は、球状、楕円状、または卵形状をしている。好ましくは、圧力隔壁は、胴体端部に向かって凹状に曲げられた球状キャップによって提供される。
【００１０】
特に、胴体部分は、荷重に依存した連続厚みを有しており、このため、構造的な重量を、高い静圧で、動的強度を伴って、さらに減少させることができる。この場合には、異なる物質を用いた複合構造、または同様な物質を用いた構造をしても良く、胴体シェル構造は、高硬度であり、圧力隔壁が薄いダイアフラムとして形成してある。好ましい実施形態では、胴体シェルは、ワインディング法または堆積法で、プレプレグまたは接着注入技術により作製される。この場合には、ガラス繊維またはアラミド繊維マテリアルも、炭素繊維マテリアルに加えて使用することができる。ワインディング法、例えば水平風を用いた製造物では、ワインディング主軸が、重ね板を用いたワインディングプロセスの後で閉じることができるように、開口が、球状キャップの中央に近似的に提供される。
【００１１】
荷重パターンに従った補強材を用いることもできる。これらは、厚肉部材または嵌合部材として形成されても良い。特に、補強材のために成型された部材として、ストリンガーおよび／またはフォーマを使用しても良い。
【００１２】
胴体シェル構造および圧力隔壁は、ワンピース金型またはマルチピース金型により一体化され、製造される。本発明では、完全なユニットは、好ましくはオートクレーブで曲げられ、一つの生産ステップで済むことが好ましい。
【００１３】
本発明に係る航空機用胴体シェルは、少なくとも１つの胴体部分を有し、圧力隔壁が胴体シェル構造と一体化されている。圧力隔壁は、例えば、航空機の圧力換気領域の末端部として使用される。
【００１４】
胴体シェルの特に好ましい実施形態では、胴体部分の外側縁表面、および胴体部分の末端にあるリヤ胴体部分の縁表面とが、一緒になって、共通の外側表面を構成している。
【００１５】
好ましくは、リヤ胴体部分は、エッジ領域では、多数の荷重補償切欠と共に提供される。この切欠は、少なくとも部分的に、重ね板によって制限される。このことにより、改善された構造要素および信頼性が、さらに十分なものとなる。
【００１６】
本発明の他の有利な実施形態は、下位請求項に開示してある。
【００１７】
本発明は、以下に、更に詳細な好ましい実施形態として記載してある。
【図面の簡単な説明】
【００１８】
図は、本発明に係る胴体シェルのリヤ圧力隔壁領域の断面図である。
【発明を実施するための形態】
【００１９】
図は、複数の胴体部分１ａ，１ｂにより形成された胴体シェル２の詳細を示している。航空機の圧力胴体は、ほぼ円錐にテーパーされた尾翼部を含む。本発明の一実施形態に係る胴体部分１ａは、胴体シェル構造４と、繊維複合マテリアルで構成された圧力隔壁６とを有し、圧力隔壁６は、胴体シェル構造４に一体化されている。ほぼ球状の圧力隔壁６（球状の圧力蓋）は、胴体尾翼に向かって凹状にカーブしており、航空機胴体の圧力換気領域の末端を構成している。胴体シェル構造４から圧力隔壁６への移行領域は、繊維方向をゆがませてしまうような鋭い屈曲を伴わずに、連続的に延びており、繊維方向が不利な直角になるのを避けるようにして、比較的に平面的である。胴体部分１ａに一体的に形成された圧力隔壁６があることにより、重量的に最適化された高強度構造を、生産コストを大幅に低減して達成することができる。繊維複合マテリアル構造は、胴体部分／圧力隔壁の配置の荷重パターンにしたがって形成される。特に、胴体部分１ａは、構造的な重量がさらに減少するように、さらなる強固な固定および動的強度を伴った荷重依存の連続厚みを有している。この場合には、異なったマテリアルを用いた複合構造、またはマテリアル状のものを使用した単一構造を採用することができ、高剛性の胴体シェル構造４と、圧力隔壁６の領域とが、薄く、本発明の実施形態で述べる弾力性を有する隔壁で構成される。耐燃性または緩燃性マテリアルを使用することにより、圧力隔壁６は、耐火性のフォーマまたは耐火性の隔壁として使用することもできる。図示の、垂直な圧力隔壁６を伴った胴体部分１ａは、プレプレグ技術の堆積法を用いた共通の成型金型で製造され、オートクレーブで曲げられる。胴体シェル構造を強化するため、ストリンガーやフォーマのように、形状保持部材（不図示）が、部分１ａ，１ｂの内表面上に、それぞれ荷重の機能として、位置依存法により導入される。
【００２０】
フロント胴体部分１ａは、リヤ胴体部分１ｂとの接続領域８を伴っている。接続領域８は、やや段階的な方法で減少された径を有しており、フロント胴体部分１ａの外周表面１０と、リヤ胴体部分１ｂの外周表面１４とが、胴体部分１ａの末端で配置され、共通の外周面１２を構成している。リヤ胴体部分１ｂは、航空機の長さ軸に沿って延びるややスリット形状の切欠１６でもって、公差補償を伴うエッジ領域を有している。それぞれの切欠１６は、リヤ胴体部分１ｂの内面にリベット接合により固定された重ね板２０によって、コーナー領域１８に制限される。これにより、この領域の強度が増大すると共に、クラック避雷器として機能する。接続領域８では、二つの胴体領域１ａ，１ｂが、リベット重ね継ぎを介して、航空機胴体の胴体シェル２に接続されており、接続領域８で、リヤ胴体部分１ｂは、フロント胴体部分１ａを、包んでいる。
【００２１】
本発明に係る胴体シェル２は、部分１ａ，１ｂの上述したリベット締めに限定されない。例えば接着ボンドのように、従来技術の異なる方法を用いてジョイントすることができる。
【００２２】
航空機の圧力隔壁のための胴体部分１ａは、胴体シェル構造４と、胴体シェル４の一端に、繊維複合マテリアルで作られた少なくとも１つの圧力隔壁６と、を含むとして、本実施形態で開示されている。少なくとも１つの胴体部分１ａを有する胴体シェル２も、本実施形態で開示されている。
【符号の説明】
【００２３】
参照符号のリスト
１…胴体部分
２…胴体シェル
４…胴体シェル構造
６…圧力隔壁
８…接続領域
１０…外周表面
１２…外側表面
１４…縁表面
１６…切欠
１８…コーナー領域
２０…重ね板
【図１】
2011530448.tif 000003
【国際調査報告】
2011530448.tif 000004
2011530448.tif 000005
2011530448.tif 000006
2011530448.tif 000007