(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
航空機のための複合材接合修理方法であって、
前記航空機の損傷部分の二重パッチをトポグラフィックデータから作成することと、
前記航空機の前記部分の損傷をフィラー材料で充填することと、
前記航空機の前記部分及び前記フィラー材料に接着剤を塗布することと、
前記接着剤に前記二重パッチを付着させることと、
を備え、
前記二重パッチの前記作成が３次元プリンティングを備えた、方法。
【請求項２】
前記航空機の前記部分を走査することと、前記航空機のモデルからデータを得ることのうちの少なくとも１つにより、前記トポグラフィックデータを作成することをさらに備えた、請求項１に記載の方法。
【請求項３】
前記二重パッチが非金属材料を備えた、請求項１に記載の方法。
【請求項４】
前記フィラー材料がグラファイトエポキシを備えた、請求項１に記載の方法。
【請求項５】
前記接着剤が、両面テープまたはフィルムまたはペースト接着剤を備えた、請求項１に記載の方法。
【請求項６】
前記二重パッチの前記付着が、前記航空機の前記部分へ前記二重パッチを真空加圧することと、３次元プリンティングされた成形型を前記二重パッチ上へ適用することのうちの少なくとも１つを備えた、請求項１に記載の方法。
【請求項７】
航空機のための複合材接合修理方法であって、
航空機の外板の、前記外板に形成された損傷を取り囲む部分のトポグラフィックデータを作成することと、
前記航空機の前記外板の前記部分の二重パッチを前記トポグラフィックデータから作成することと、
前記損傷をフィラー材料で充填することと、
前記航空機の前記外板の前記部分及び前記フィラー材料に接着剤を塗布することと、
前記接着剤に前記二重パッチを付着させることと、
を備え、
前記二重パッチの前記作成が３次元プリンティングを備えた、方法。
【請求項８】
前記トポグラフィックデータの前記作成が、前記航空機の前記外板の前記部分を走査することと、前記航空機のモデルからデータを得ることのうちの少なくとも１つを備えた、請求項７に記載の方法。
【請求項９】
前記二重パッチが非金属材料を備えた、請求項７に記載の方法。
【請求項１０】
前記フィラー材料がグラファイトエポキシを備えた、請求項７に記載の方法。
【請求項１１】
前記接着剤が、両面テープまたはフィルムまたはペースト接着剤を備えた、請求項７に記載の方法。
【請求項１２】
前記二重パッチの前記付着が、前記航空機の前記外板の前記部分へ前記二重パッチを真空加圧することと、３次元プリンティングされた成形型を前記二重パッチ上へ適用することのうちの少なくとも１つを備えた、請求項７に記載の方法。
【請求項１３】
胴体部及び空力要素を備える外板と、
前記外板に形成された損傷に配置されるフィラー材料と、
前記損傷を取り囲む前記外板の部分に塗布される接着剤と、
前記接着剤へ付着される二重パッチであって、前記損傷を取り囲む前記外板の前記部分のトポグラフィックデータから３次元プリンティングによって形成される、二重パッチと
を備えた、航空機。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本明細書において開示される主題は、複合材接合修理方法に関し、より詳細には、改良型の一体化された複合材接合修理方法及び複合材接合修理を含む航空機に関する。
【背景技術】
【０００２】
複合材構造は、様々な航空機及び海軍艦構造においてますます普及しており、操縦され、遠隔操縦され、自律的な航空機及び船舶構造が進歩するにつれて、金属構成要素の使用は減少している。ヘリコプターなどの、具体的には、回転と非回転の両方の構造構成要素にカーボン／エポキシを広範に使用する一定の航空機において、この変化は非常に明白である。構造材料のこの混合は、存続期間コストを削減するために多くの利点を提供し、また、現場支援を最適化するための新たな要件を生じさせる。
【０００３】
ヘリコプター及び他の航空機における構造材料のカーボン／エポキシ混合は、外板、アクセスパネル、出入口、ランプ及び床に、かなりの量のハニカム補強構造を組み込む。構造材料は、衝撃損傷に高い抵抗性及び耐性があるように発展してきたが、輸送が、起こり得る損傷のシナリオを生じさせることがある。さらに、船舶の中での窮屈な空間及び狭い通路は、不慮の取扱い損傷の可能性を高めることがある。加えて、縦揺れ及び横揺れする船舶内でのヘリコプター及び他の航空機の作業及び移動は、機械的に引き起こされる損傷の可能性を増加させることがある。
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
機械的損傷の可能性を高める同じ船舶上の環境はまた、船内での修理の能力を限定することがある。船舶の限られた空間は、陸上での業務と比較した場合にメンテナンスを制限することがある。
【課題を解決するための手段】
【０００５】
本発明の一態様によれば、航空機のための複合材接合修理方法が提供される。方法は、航空機の部分の二重パッチをトポグラフィックデータ（ｔｏｐｏｇｒａｐｈｉｃ  ｄａｔａ）から作成することと、航空機の部分の損傷をフィラー材料で充填することと、航空機の部分及びフィラー材料に接着剤を塗布することと、二重パッチを接着剤に付着させることを含む。
【０００６】
本発明の別の態様によれば、航空機のための複合材接合修理方法が提供される。方法は、航空機の外板の、当該外板に形成された損傷を取り囲む部分のトポグラフィックデータを作成することと、航空機の外板の部分の二重パッチをトポグラフィックデータから作成することと、損傷をフィラー材料で充填することと、航空機の外板の部分及びフィラー材料に接着剤を塗布することと、二重パッチに接着剤を付着させることを含む。
【０００７】
本発明のさらに別の態様によれば、航空機が提供され、航空機は、胴体部及び空力要素を備える外板と、外板に形成された損傷に配置されるフィラー材料と、損傷を取り囲む外板の部分に塗布される接着剤と、接着剤に付着される二重パッチとを備える。二重パッチは、損傷を取り囲む外板の部分のトポグラフィックデータから形成される。
【０００８】
これら及び他の利点及び特徴が、図面と共に以下の説明からより明らかとなろう。
【０００９】
本発明と見なされる主題が、具体的に示され、本明細書の最後にある特許請求の範囲において明確に請求される。前述及び他の特徴ならびに本発明の利点は、添付の図面と共に以下の詳細な説明から明らかである。
【図面の簡単な説明】
【００１０】
【図１】航空機の斜視図である。
【図２】実施形態に従った航空機に使用するための複合材接合修理方法を示す流れ図である。
【図３】実施形態に従った航空機の修理された部分の斜視図である。
【図４】図３の線Ａ−Ａに沿った修理された部分の側面図である。
【発明を実施するための形態】
【００１１】
図１を参照すると、航空機１が提供されており、これは、ヘリコプター、飛行機または任意の他の同様のデバイスとすることができる。航空機１は、外板２を備え、外板２は胴体部３及び空力要素４を備える。胴体部３は、ナビゲーション構成要素が収容され、且つ、有人の航空機の場合には操縦士及び乗員が座る、航空機の内部を規定する。空力要素４は、翼及び他の同様の特徴を備える。下記で検討される態様によれば、外板２に対する損傷は、航空機１の輸送、航空機１のメンテナンス及び／または飛行中の衝撃により引き起こされ得る。このような損傷は、損傷個所が充填されるようにフィラー材料を損傷個所に配置すること、接着剤を損傷個所周辺の外板２に塗布すること、及び、二重パッチを接着剤に付着させることにより修理でき、二重パッチは、外板２のトポグラフィックデータから形成される。
【００１２】
図２〜図４を参照すると、図１の航空機１などの航空機のための複合材接合修理方法が提供されている。方法は、航空機の外板１２の部分１１のトポグラフィックデータを作成することを含み、部分１１は、外板１２に形成される損傷１３を取り囲むように規定される（動作１００）。トポグラフィックデータの作成は、コンピューティングデバイス１６（図１参照）に結合された走査装置１５（図１参照）により航空機の外板１２の部分１１を走査することと、コンピューティングデバイス１６のメモリ装置または記憶領域１７（図１参照）に保存される航空機のモデルからデータを得ることのうちの少なくとも１つを含むことができる。
【００１３】
方法はさらに、航空機の外板１２の部分１１の二重パッチ２０をトポグラフィックデータから作成することを含む（動作１１０）。二重パッチ２０の作成は、３−Ｄプリンティング要素２１（図１参照）により実行される３次元（３−Ｄ）プリンティングプロセスにより、または、同様の３次元（３−Ｄ）プリンティングプロセスを用いたモールド上で形成することにより達成できる。二重パッチ２０及び／またはモールドは、グラファイトまたはガラス繊維布などの非金属材料から形成できる。図３に示すように、二重パッチ２０は、内面２０２と、内面２０２と対向する外面２０３とを有する本体２０１を備える。内面２０２は、具体的には、航空機の外板１２の部分１１の形状に対応する形状を有する。すなわち、外板１２の部分１１が、湾曲Ｃ１を有する連続的に変化できる外部輪郭を有する場合、内面２０２は、湾曲Ｃ２を有する同様に連続的に変化できる外部輪郭を有することができる。外面２０３は内面２０２と同様の湾曲を有してもよく、または全く異なる形状としてもよい。
【００１４】
方法はさらに、損傷１３をフィラー材料３０で充填すること（動作１２０）、航空機の外板１２の部分１１及びフィラー材料３０に接着剤４０を塗布すること（動作１３０）、及び、二重パッチ２０を接着剤４０に付着させること（動作１４０）を含む。実施形態によれば、フィラー材料３０には、グラファイトエポキシ３１または別の同様の材料が含まれてよく、接着剤４０には、両面テープまたはフィルム、またはペースト接着剤４１が含まれてよい。別の実施形態によれば、接着剤４０は、光ファイバーひずみセンサなどのひずみ監視要素を備えることができ、接着剤４０への二重パッチ２０の付着は、航空機の外板１２の部分１１へ二重パッチ２０を真空加圧することと、３次元プリンティングされた成形型を二重パッチ２０上へ適用することのうちの少なくとも１つを含むことができる。
【００１５】
上記で説明された修理方法により完成される修理は、静荷重、極限荷重、及び制限荷重を含め、少なくとも３つまたはそれ以上の機械荷重形態を受けることができる。全ての修理は、完全な準静的荷重負担能力を回復するように要求され、所定の期間の間、繰り返し荷重に耐えなければならず、また、衝撃、弾道特性、及び他の速度に依存する荷重によって引き起こされる高いひずみ速度荷重に抵抗性のあるものでなければならない。上記で説明された修理方法はそれ自体で有効であるが、固定、または固定／接着を混合した接合が一定の状況において必要とされてもよい。従って、必要に応じて、接着剤４０の硬化が少なくとも必要とされる限り、二重パッチ２０、フィラー材料３０及び接着剤４０を適位置に維持するように、留め具が提供されてもよい。
【００１６】
本発明が、ごく限られた数の実施形態と共に詳細に説明されたが、本発明はこのような開示された実施形態に限定されないことが容易に理解できるであろう。むしろ、本発明は、前述されない多くの変形形態、代替物、代用または同等の構成を組み込むように修正でき、但しそれらは、本発明の精神及び範囲に対応するものである。さらに、本発明の様々な実施形態が説明されたが、本発明の態様は、いくつかの開示された実施形態のみを含むであろうことを理解すべきである。従って、本発明は、前述の説明によって限定されると理解すべきでなく、添付の特許請求の範囲の範囲によってのみ限定される。
【図１】
0006678110.tif 000002
【図２】
0006678110.tif 000003
【図３】
0006678110.tif 000004
【図４】
0006678110.tif 000005