(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
下側エアフォイル外板、コア、上側エアフォイル外板、及び先端側端部と根部側端部とを含む桁アセンブリを有するヘリコプタのメインロータブレードサブアセンブリを組み立てるための装置であって、この装置は、
（ａ）下側アセンブリを有し、この下側アセンブリは、
前記メインロータブレードサブアセンブリの上側エアフォイルの形状に一致するよう形状づけられた上側エアフォイルネスト部を備えた基部を含み、該形状づけられた上側エアフォイルネスト部は、根部側端部と先端側端部とを備えており、
前記形状づけられた上側エアフォイルネスト部に近接して設けられた第１及び第２のガイド用傾斜部を含み、前記第１のガイド用傾斜部は、前記根部側端部に近接して設けられ、前記第２のガイド用傾斜部は、前記先端側端部に近接して設けられており、
前記形状づけられた上側エアフォイルネスト部に近接して設けられた複数の前縁プッシャカムを含み、
（ｂ）下側アセンブリと組み合わさる形状となった上側アセンブリを有し、この上側アセンブリは、支持構造体とこの支持構造体によって支持された柔軟性のある不浸透性膜とを含み、
（ｃ）前記柔軟性のある不浸透性膜と前記形状づけられた上側エアフォイルネスト部とは、上側アセンブリが下側アセンブリと組み合わさったときに、間にモールディング空洞部を定めることを特徴とするヘリコプタのメインロータブレードサブアセンブリを組み立てるための装置。
【請求項２】
（ａ）前記桁アセンブリの前記先端側端部と組み合わせて使用する形状となった先端側端部支持インサートと、
（ｂ）前記桁アセンブリの前記根部側端部と組み合わせて使用するための根部側端部支持インサートと、を有し、
（ｃ）前記先端側端部支持インサートと前記根部側端部支持インサートとは、前記形状づけられた上側エアフォイルネスト部に前記桁アセンブリを翼弦方向及び翼幅方向で配置するために、前記ガイド用傾斜部と組み合わせて使用する形状となったガイド面及びガイド部材をそれぞれ含むことを特徴とする請求項１記載のヘリコプタのメインロータブレードサブアセンブリを組み立てるための装置。
【請求項３】
前記各ガイド用傾斜部は、
（ａ）これらのガイド用傾斜部内に定められるとともに円錐曲線で終端となった傾斜面を含み、この傾斜面は、前記ガイド部材と係合する形状となっており、
（ｂ）前記ガイド面と実質的に並行に設けたねじ付ボルトを含み、このねじ付ボルトは、前記円錐曲線に対して移動可能となっており、前記ねじ付ボルトは、前記ガイド部材が前記傾斜面と係合したときに、前記ガイド部材を前記傾斜面の方向に押し込むことができることを特徴とする請求項２記載のヘリコプタのメインロータブレードサブアセンブリを組み立てるための装置。
【請求項４】
（ａ）前記先端側端部支持インサートに連結した先端側端部ギアボックスと、
（ｂ）前記根部側端部支持インサートに連結した根部側端部ギアボックスと、を含み、
（ｃ）前記先端側端部ギアボックスと前記根部側端部ギアボックスとは、前記桁アセンブリもしくは前記ヘリコプタのメインロータブレードサブアセンブリを、前記桁アセンブリの長手方向軸を中心に回転させることができるとともに、前記桁アセンブリもしくは前記ヘリコプタのメインロータブレードサブアセンブリを実質的に垂直な方向に移動させることができることを特徴とする請求項２記載のヘリコプタのメインロータブレードサブアセンブリを組み立てるための装置。
【請求項５】
前記先端側端部ギアボックス及び前記根部側端部ギアボックスに連結したクレーン装置を含み、前記クレーン装置は、前記桁アセンブリもしくは前記ヘリコプタのメインロータブレードサブアセンブリを、実質的に垂直な方向及び実質的に水平な方向に移動させることができることを特徴とする請求項４記載のヘリコプタのメインロータブレードサブアセンブリを組み立てるための装置。
【請求項６】
前記下側アセンブリは、更に、真空供給源を含み、この真空供給源からは複数の管路が延在しており、前記形状づけられた上側エアフォイルネスト部は、複数の開口部を含み、前記管路は、前記開口部と流体的に連通するように連結しており、前記真空供給源は、前記モールディング空洞部内の空気を真空排気することができることを特徴とする請求項１記載のヘリコプタのメインロータブレードサブアセンブリを組み立てるための装置。
【請求項７】
前記ヘリコプタのメインロータブレードサブアセンブリは、更に、このメインロータブレードサブアセンブリに連結した複数の後縁取付タブを含み、前記各後縁取付タブは、開口部を備えており、
前記下側アセンブリは、更に、前記形状づけられた上側エアフォイルネスト部に近接して設けた複数のばね式後縁取付タブピンを含み、これらのばね式後縁取付タブピンは、前記後縁取付タブの前記開口部に挿入可能な形状となっており、これにより、前記ヘリコプタのメインロータブレードサブアセンブリを、前記下側アセンブリに翼幅方向及び翼弦方向で適切に配置することが容易となっていることを特徴とする請求項１記載のヘリコプタのメインロータブレードサブアセンブリを組み立てるための装置。
【請求項８】
下側エアフォイル外板、円錐曲線を含むコア、上側エアフォイル外板、及び先端側端部と根部側端部とを含む桁アセンブリを有するヘリコプタのメインブレードサブアセンブリを製造するための方法であって、この方法は、
（ａ）上側アセンブリと組み合わさる形状を有する下側アセンブリを有するブレード圧縮装置を用意するステップを含み、
前記下側アセンブリは、
前記メインブレードサブアセンブリの上側エアフォイルの形状に一致するよう形状づけられた上側エアフォイルネスト部を含み、この形状づけられた上側エアフォイルネスト部は、根部側端部と先端側端部とを備えており、
前記形状づけられた上側エアフォイルネスト部に近接して設けられた少なくとも２つのガイド用傾斜部を含み、これらのガイド用傾斜部は、内部に円錐曲線を定めており、少なくとも１つの前記ガイド用傾斜部は、前記根部側端部に近接して設けられ、少なくとも１つの前記ガイド用傾斜部は、前記先端側端部に近接して設けられており、
前記形状づけられた上側エアフォイルネスト部に近接して複数の前縁プッシャカムが設けられており、
前記上側アセンブリは、
柔軟性のある不浸透性膜を支持する支持構造体を含み、この柔軟性のある不浸透性膜と前記形状づけられた上側エアフォイルネスト部とは、前記上側アセンブリが前記下側アセンブリに組み合わさったときに、間にモールディング空洞部を定め、
（ｂ）前記上側エアフォイル外板と前記コアとを、前記形状づけられた上側エアフォイルネスト部と組み合わせて配置するステップを含み、
（ｃ）先端側端部支持インサートを、前記桁アセンブリの前記先端側端部と組み合わせて連結するとともに、根部側端部支持インサートを、前記桁アセンブリの根部側端部と組み合わせて連結するステップを含み、前記先端側端部支持インサートと前記根部側端部支持インサートとは、前記ガイド用傾斜部と組み合わせて使用する形状となったガイド面及びガイド部材をそれぞれ含み、
（ｄ）少なくとも１つの前記ガイド面を少なくとも１つの前記ガイド用傾斜部と接触させることによって、前記桁アセンブリを、前記形状づけられた上側エアフォイルネスト部内に翼幅方向で整列して配置するステップを含み、
（ｅ）前記ガイド部材を、前記ガイド用傾斜部の前記円錐曲線内に押し込むとともに、前記桁アセンブリを、前記前縁プッシャカムを用いて前記コアの円錐曲線内に押し込むことによって、前記桁アセンブリを前記形状づけられた上側エアフォイルネスト部内に翼弦方向で整列して配置するステップを含み、
（ｆ）前記下側エアフォイル外板を前記コアと前記桁アセンブリと組み合わせて配置して、ヘリコプタのブレードサブアセンブリを形成するステップを含み、
（ｇ）前記上側アセンブリを前記下側アセンブリと組み合わせるステップを含み、
（ｈ）前記モールディング空洞部から空気を排気するステップを含み、前記空気を排気することで、前記柔軟性のある不浸透性膜によってヘリコプタのブレードサブアセンブリに圧縮力が加わることを特徴とするヘリコプタのメインブレードサブアセンブリを製造するための方法。
【請求項９】
前記上側アセンブリを前記下側アセンブリと組み合わせるステップの前に、前記ブレードサブアセンブリの上にコールプレートとブリーザバッグとを配置するステップを含むことを特徴とする請求項８記載のヘリコプタのメインブレードサブアセンブリを製造するための方法。
【請求項１０】
前記下側アセンブリは、更に、真空供給源を含み、この真空供給源は、そこから延在するとともに前記形状づけられた上側エアフォイルネスト部に設けた対応する複数の開口部を終端とする複数の管路を含み、前記真空供給源は、前記モールディング空洞部から空気を排気することができることを特徴とする請求項８記載のヘリコプタのメインブレードサブアセンブリを製造するための方法。
【請求項１１】
前記先端側端部支持インサートと連結可能な形状となった先端側端部支持アセンブリと、前記根部側端部支持インサートと連結可能な形状となった根部側端部支持アセンブリと、を含み、前記先端側端部支持アセンブリと前記根部側端部支持アセンブリとは、前記桁アセンブリもしくは前記ブレードサブアセンブリを支持することができることを特徴とする請求項８記載のヘリコプタのメインブレードサブアセンブリを製造するための方法。
【請求項１２】
前記先端側端部支持アセンブリと前記根部側端部支持アセンブリとは、
前記先端側端部支持インサートに連結した先端側端部ギアボックスと前記根部側端部支持インサートに連結した根部側端部ギアボックスとを有し、これらの先端側端部ギアボックスと根部側端部ギアボックスとは、前記桁アセンブリもしくは前記ブレードサブアセンブリを前記桁アセンブリの長手方向軸を中心に回転させることができるとともに、前記桁アセンブリもしくは前記ブレードサブアセンブリを実質的に垂直な方向に移動させることができ、
前記先端側端部ギアボックスと前記根部側端部ギアボックスとに連結したクレーン装置を有し、このクレーン装置は、前記桁アセンブリもしくは前記ブレードサブアセンブリを実施的に垂直な方向及び実質的に水平な方向に移動させることができることを特徴とする請求項１１記載のヘリコプタのメインブレードサブアセンブリを製造するための方法。
【発明の詳細な説明】
技術分野
本発明は、主に製造装置及び製造方法に関し、特に、ヘリコプタのメインロータブレードサブアッセンブリを組み立てる方法に関する。
背景技術
航空宇宙産業では、種々の構造的及び動的な用途で複合材料を使用する傾向が強くなっている。複合材料を使用する特定用途の１つには、ヘリコプタのメインロータブレードの製造が挙げられる。
シコルスキーエアクラフト社は、ヘリコプタのメインロータブレードを製造するための並列製造プロトコルを開発した。このプロトコルでは、ブレードサブアセンブリと前縁シースとを、個々のコンポーネントとして同時に製造し、続いて、予形成したブレードサブアセンブリと予形成した前縁シースとを、一体化して組み立てられたメインロータブレードを形成する。組み立てたメインロータブレードは、クラムシェル内に配置し、続いて、最終のメインロータブレードを形成するようにオートクレーブで硬化処理を施す。
メインロータブレードを製造するための従来技術の１つの処理における並列製造プロトコルのブレードサブアッセンブリに関する部分では、まず、複合材製外板とハニカムコアの組み合わせをブレードの上側エアフォイルに対応する形状のプラスチック製ネスト部内に置くとともに、複数の位置決めピンを用いて翼幅方向及び翼弦方向に手作業で配置する。接着材でコーティングしたチタン製の桁を、手作業で外板とハニカムの組み合わせと組み合わせて配置し、ハニカムコア内の線に設置する。次に、ハニカムコアに接着材をコーティングし、ハニカムコアと桁の一部の上に第２の複合材製外板を上記と同様に位置決めピンを用いて配置する。続いて、ブレードの下側エアフォイルに対応する形状のプラスチック製のふたを、第２の複合材製外板上に配置し、ブレードサブアセンブリに圧縮力が加わるように複数のクランプを用いてプラスチック製ネスト部と組み合わせる。
メインロータブレードを製造する工程の第２の部分は、前縁シースをブレードサブアセンブリの露出した前縁に取り付けることを含む。前縁シースは、ブレードサブアセンブリに直接装着することができない予形成された形状を有する。即ち、前縁シースをブレードサブアセンブリに装着するには、前縁シースの後方端部を広げる必要がある。従来のシーススプレッダ工具は、前縁シースの後方端部と組み合わさって、前縁シースの（複合材料で形成された）内側モールド線（ＩＭＬ）の面に接触するように設けたセグメント化された角度のあるステンレス鋼シートメタルの把持具を含む。従来の把持具の各セグメントは、側部カムレバーによって個々に駆動され、前縁シースの後方端部を広げる。
続いて、ブレードサブアセンブリの前縁に接着剤を施した後に、ブレードサブアセンブリの前縁が上に面するようにブレードサブアセンブリ工具を９０°回転させる。次に、クレーンでシーススプレッダ工具を持ち上げるとともに、前縁シースがブレードサブアセンブリの前縁上に配置されるようにブレードサブアセンブリ工具の上に降ろす。続いて、シーススプレッダ工具が所定の工具ストッパと係合するまで、複数のねじ付ロッドを用いてシーススプレッダ工具をブレードアセンブリの方向に引っ張り下ろす。シーススプレッダ工具を”引っ張り下ろす”工程によって、前縁シースに大きな応力が加わる。次に、前縁シースの後方端部をブレードサブアセンブリの前縁上に固定するように、前縁シースの後方端部をシートメタル把持具により解放する。
上述の工程で使用されるブレードサブアセンブリ工具の大きな難点は、ブラスチック製のネスト部及びふたと組み合わさって動作する複数のクランプによってブレードサブアセンブリに加わる圧縮力が不充分な点である。具体的には、各クランプが、それぞれその不連続的な翼幅位置のみでブレードアセンブリに最大の圧縮力を加えるために、工具によってブレードサブアセンブリに伝達される圧縮力は、ブレードの翼幅にわたって不均一となる。この方法及びサブアセンブリ工具での経験から、ブレードアセンブリ全体が分解しないようにするためには、ブレードサブアセンブリ工具から完成したブレードを一旦取り外した後、圧縮から３０分以内にブレードをクラムシェル及びオートクレーブ内に配置する必要があることがわかっている。
ブレードサブアセンブリの翼幅にわたる圧縮力が不充分であることに加えて、上述した従来のブレードサブアセンブリは、翼弦方向でのブレードアセンブリの圧縮範囲も不充分である。シーススプレッダ工具の動作時に、ブレードサブアセンブリ工具がブレードサブアセンブリの周囲に配置されたままとなるので、ブレードサブアセンブリ工具を、ブレードサブアセンブリの前縁まで充分に延在させることができない。従って、ブレードサブアセンブリの前縁に近接する上側及び下側のエアフォイル外板部分に直接圧力が加わらず、よって、これらの部分が桁に充分に固定されないおそれがある。このように締め固めが不充分であることの難点は、前縁シースをブレードサブアセンブリの前縁へ配置するときに複合材製外板のいずれかが桁から分離してしまうと、前縁シースの一方もしくは両方の後方端部が複合材製外板の下にスライドして前縁シースとブレードサブアセンブリとの間に不適切な境界面が生じてしまい、結果的に組み立てたブレードが不良品となるおそれがあることである。
上述の並列製造プロトコルで懸念される他の問題は、前縁シースとブレードサブアセンブリとを一体化するために使用されるシーススプレッダ工具に関する。従来の把持具は、前縁シースの後方端部を広げるときに前縁シースのＩＭＬ面に対して剪断作用を及ぼす。従来の把持具によるこの剪断作用は、前縁シースの複合材料に亀裂や層剥離を引き起こし、結果的に部材の不良や再加工に結びつくおそれがある。更に、従来の把持具の動作によって、前縁シースのきれいな接着面が汚れるおそれもある。また、把持具の各セグメントは、それぞれ順次作動するので、前縁シース全体を広げるためには複数の作業を繰り返し行う必要がある。このような工程は、労働集約的で、かつ時間及びコストがかかるだけではなく、このような工程によって前縁シースの後方端部に望ましくない応力が生じるおそれがある。
メインロータブレードを製造する他の方法は、ユナイテッドテクノロジーズコーポレイションが有する、（以下ではそれぞれ特許第８２８号、特許第６３１号と呼ぶ）米国特許第５，５２８，８２８号、「ヘリコプタのメインロータブレードの製造方法」、及び第５，５７０，６３１号、「ヘリコプタのメインロータブレード用の製造装置」に開示されている。図１及び図２に示されているように、特許第８２８号及び第６３１号に開示されている装置は、ブレードサブアセンブリ２４を組み立てるとともに圧縮する圧縮取付具１０、圧縮行程においてブレードサブアセンブリ２４を広げるとともに、その上に前縁シース２２を装着するシースを拡開／装着する装置５０を含んでいる。ブレードサブアセンブリ２４は、上側エアフォイル外板１２，下側エアフォイル外板１８、コア１４、及び桁アセンブリ１６を含む。
圧縮取付具１０は、支持構造体３０と組み合わせて取り付けた、形状づけられた上側エアフォイルネスト部２８を含む下側アセンブリ２６と、形状づけられたバックプレート３６に対して密閉して固定された圧力バッグ３４を含む上側アセンブリ３２と、を有し、バックプレート３６は、構造支持トラス３８と組み合わさって固定される。形状づけられた上側エアフォイルのネスト部２８は、形状づけられた上側エアフォイルネスト部２８上に上側エアフォイル外板１２を整列して位置決めするための複数の工具ピン３１と、形状づけられた上側エアフォイルネスト部２８に桁アセンブリ１６を翼弦方向に整列するための背面プッシャピン３９と、を含む。支持トラス３８に固定された桁支柱４０は、形状づけられた上側エアフォイルネスト部２８上に桁アセンブリ１６を翼幅方向で整列させる。上側及び下側のアセンブリ３２，２６を組み合わせて固定した状態で、組み立てたブレードサブアセンブリの部材１２，１４，１６，１８を圧縮するために圧縮バッグ３４を加圧する。
シースを拡開／装着する装置５０は、移動可能な支柱５２、支柱５２とシンクロして移動可能に取り付けられた上側及び下側の延長キャリッジ部材５４，５６、及びキャリッジ部材５４，５６と組み合わせて取り付けた吸盤５８，６０の列を含む。空気圧シリンダ６１，６２が、支柱５２と、対応するそれぞれのキャリッジ部材５４，５６と、の間に配置される。空気圧シリンダ６１，６２を圧縮すると、上側及び下側の吸盤５８，６０の列の間に前縁シース２２を挿入することのできる分離した位置と、吸盤５８，６０が、前縁シース２２の対応する外側モールド線（ＯＭＬ）の面にぴったりと吸着する吸着位置と、ブレードサブアセンブリ２４の圧縮時に前縁シース２２を装着するために前縁シース２２を広げた作動位置と、の間で上側及び下側のキャリッジ部材５４，５６がシンクロして動作する。真空供給源６４が、上記吸着位置で吸盤５８，６０の内部に吸引圧を生じるようにこれらの吸盤５８，６０と空気圧的に連通しており、これにより、吸盤５８，６０が前縁シース２２の対応するＯＭＬ面に吸着し、上側及び下側のキャリッジ部材５４，５６が作動位置へとシンクロ動作したときに前縁シース２２が広がる。移動可能な支柱５２の動きによって、圧縮時に広がった前縁シース２２をブレードサブアセンブリ２４上に装着することが可能となる。
上述したブレードサブアセンブリ工具に関しては、特許第８２８号及び特許第６３１号に開示された方法及び装置の難点は、圧縮取付具１０が桁アセンブリ１６と、複合材製外板１２，１８のブレードサブアセンブリ２４の前縁４２に近接する部分と、の間に充分な圧縮力を提供することができない点である。図２で示しているように、移動可能な支柱５２によって圧縮時に前縁シース２２がブレードサブアセンブリ２４上に配置されるので、移動可能な支柱５２が適切な位置に水平移動することが物理的に可能となるように、ブレードサブアセンブリ２４の前縁の周囲には充分な間隙を設ける必要がある。従って、圧力バック３４は、ブレードサブアセンブリ２４の前縁を完全に覆わず、よって、この領域で上側及び下側のエアフォイル複合材製外板１２，１８を桁アセンブリに適切に圧縮することができない。これにより、”ジョッグル”とも呼ばれるこれらの複合材製外板１２，１８の前縁は、この前縁領域で桁アセンブリ１６から離れて持ち上がる傾向を有するおそれがある。これらのジョッグルは、それぞれ“ステップ状部分”を定めており、前縁シース２２とブレードサブアセンブリ２４との間に適切な境界面を形成するためには、対応する複合材製外板１２，１８のこれらのステップ状部分に前記シースを重ねる必要がある。ジョッグルが桁アセンブリ１６から離れて持ち上がってしまうと、取付時に前縁シース２２がジョッグルの下にスライドして、前縁シース２２とブレードサブアセンブリ２４との間に不適切でかつ許容することのできない境界面が生じてしまうおそれがある。
また、特許第８２８号及び第６３１号で開示されているシースを拡開／装着する装置５０の設計の難点は、取付時において前縁シース２２とブレードサブアセンブリ２４との間に不適切な境界面が生じるおそれを更に増加させるおそれがある。特に、前縁シース２２が吸盤５８，６０の列の間に配置され、かつ上側及び下側のキャリッジ部材５４，５６が作動位置にある場合に、前縁シース２２の重量によって下側の吸盤６０の列及び下側のキャリッジ部材５６に下向きの力が加わる。下側のキャリッジ部材５６に加わるこの下向きの力に対して、下側空気圧シリンダ６２に供給される圧力では充分に反動することができず、これにより、下側キャリッジ部材５６は前縁シース２２の重量に応じて下向きに移動する傾向があることがわかった。更に、吸盤５８，６０は、ゴム製のベローを含むので、前縁シース２２の重量によって下側の吸盤６０の列のベローがつぶれるとともに上側の吸盤５８の列のベローが伸びるおそれがある。キャリッジ部材５６に加わる下向きの力と下側の吸盤６０がつぶれる傾向とが組み合わさることで、前縁シース２２の後方端部が下向きに曲がり、前縁シース２２とブレードサブアセンブリ２４との間にずれが生じ得る。このずれの性質は、支柱５２が水平に移動したときに、前縁シース２２がブレードサブアセンブリ２４の前縁に近づくに従って前縁シース２２の支柱により前縁シース２２の上側後方端部が下側エアフォイルの複合材製外板１８のジョッグルの下に入り込んで不適切な境界面が形成されるおそれがある。
この問題をいっそう大きくする要因は、支柱５２が圧縮取付具１０の近くに位置する場合に、圧縮取付具１０及びシースを拡開／装着する装置５０によって前縁シース２２の後方端部が見えなくなるために、前縁シース２２の後方端部が取付のために適切に配置されているかどうかをオペレータが視覚的に認識することが困難となることである。前縁シース２２の後方端部の整列に関するこのような不確実性を補うために、前縁シース２２の後方端部をより広く（各側で所望の１．２７ｃｍ（０．５ｉｎ．）よりも広く）広げることができる。このように広げることで、一方の後方端部が一方のジョッグルの下に入り込むおそれが少なくなる。しかし、後方端部を各側で１．２７ｃｍ（０．５ｉｎ．）を超えて広げることの難点は、このように過剰に広げることによって加わる応力により、前縁シース２２の複合材料及びヒータマットが破損したり補修を要したりするおそれが増加することである。
発明の開示
従って、本発明の目的は、ヘリコプタのメインロータブレードサブアセンブリを組み立てる装置及び方法であって、ブレードサブアセンブリを翼弦方向及び翼幅方向で完全に圧縮する装置及び方法を提供することである。
本発明の他の目的は、ヘリコプタのメインロータブレードサブアセンブリを組み立てる装置及び方法であって、ヘリコプタのメインロータブレードサブアセンブリの部材に加わる応力を最小とする装置及び方法を提供することである。
本発明のまた他の目的は、ヘリコプタのメインロータブレードサブアセンブリを組み立てるための装置及び方法であって、ブレードサブアセンブリの部材を持ち上げ、移動し、また正確に配置するために必要な労力を軽減する装置及び方法を提供することである。
これらの目的及びその他の目的は、本発明のヘリコプタのメインロータブレードサブアセンブリを組み立てる方法によって達成される。このヘリコプタのメインロータブレードサブアセンブリは、下側エアフォイル外板、コア、上側エアフォイル外板、及び先端側端部と根部側端部とを含む桁アセンブリを有する。上記装置は、形状づけられた上側エアフォイルネスト部を備えた基部を含む下側アセンブリを有し、形状づけられた上側エアフォイルネスト部は、根部側端部と先端側端部とを有する。形状づけられた上側エアフォイルネスト部に近接して第１及び第２のガイド用傾斜部が設けられており、第１のガイド用傾斜部は、根部側端部に近接して設けられ、第２のガイド用傾斜部は、先端側端部に近接して設けられている。また、形状づけられた上側エアフォイルネスト部に近接して複数の前縁プッシャカムが設けられている。
下側アセンブリと組み合わさる形状の上側アセンブリが提供されており、この上側アセンブリは、支持構造体とこの支持構造体に支持された柔軟性のある不浸透性膜とを有する。柔軟性のある不浸透性膜と形状づけられた上側エアフォイルネスト部とは、下側アセンブリに上側アセンブリが組み合わさったときに、間にモールディング空洞部を定める。
上述の目的は、更に、本発明のヘリコプタのブレードサブアセンブリを製造する方法によって達成され、このヘリコプタのメインロータブレードサブアセンブリは、下側エアフォイル外板、円錐曲線を含むコア、上側エアフォイル外板、及び先端側端部と根部側端部とを有する桁アセンブリを有する。
この方法は、上側アセンブリと組み合わさる形状となった下側アセンブリを有するブレード圧縮装置を提供するステップを含む。下側アセンブリは、形状づけられた上側エアフォイルネスト部を備えた基部を含み、形状づけられた上側エアフォイルネスト部は、根部側端部と先端側端部とを有し、形状づけられた上側エアフォイルネスト部に近接して少なくとも２つのガイド用傾斜部が設けられている。これらのガイドランプは、内部に円錐曲線を定めており、少なくとも１つのガイド用傾斜部は、根部側端部に近接して設けられ、少なくとも１つのガイド用傾斜部は、先端側端部に近接して設けられている。また、形状づけられた上側エアフォイルネスト部に近接して複数の前縁プッシャカムが設けられている。
上側アセンブリは、柔軟性のある不浸透性膜を支持する支持構造体を含み、柔軟性のある不浸透性膜と形状づけられた上側エアフォイルネスト部とは、上側アセンブリが下側アセンブリに組み合わさったときに、間にモールディング空洞部を定める。
この方法は、更に、上側エアフォイル外板とコアとを、形状づけられた上側エアフォイルネスト部と組み合わせて配置するステップと、先端側端部支持インサートを桁アセンブリの先端側端部に連結するステップと、根部側端部支持インサートを桁アセンブリの根部側端部に連結するステップと、を含み、先端側端部インサートと根部側端部インサートとは、それぞれガイド用傾斜部と組み合わせて使用する形状となったガイド面及びガイド部材を含む。桁アセンブリは、続いて、少なくとも１つのガイド面を少なくとも１つのガイド用傾斜部と接触させることによって、形状づけられた上側エアフォイルネスト部内に翼幅方向で整列して配置させる。桁アセンブリは、ガイド部材をガイド用傾斜部内の円錐曲線に挿入するとともに、前縁プッシャカムによって、桁アセンブリをコアの円錐曲線に押し込むことによって翼弦方向に整列される。次に、下側エアフォイル外板を、コア及び桁アセンブリと組み合わせて配置してヘリコプタのブレードサブアセンブリを形成し、上側アセンブリを下側アセンブリと組み合わせる。続いて、柔軟性のある不浸透性膜によってヘリコプタのブレードサブアセンブリに圧縮力が加わるように、モールディング空洞部の空気を排気する。
本発明の他の目的や利点は、単に本発明を実行するたもの最も好ましい実施例を説明することで本発明の好適実施例を開示及び説明した以下の詳細な説明によって当業者にとって明らかとなる。本発明には、本発明の範囲から離れない範囲で種々の変更を行うことができる。従って、図面及び説明は、限定を加えるためのものではなく、説明的なものである。
【図面の簡単な説明】
図１は、従来の取付具及びシースを拡開／装着する装置の説明図である。
図２は、図１の従来の装置の部分平面図である。
図３Ａは、Ｈ−６０型ヘリコプタ用の例示的なメインロータブレードの上面図である。
図３Ｂは、図３Ａのメーンロータブレードの線３Ｂ−３Ｂに沿った断面図である。
図３Ｃは、図３Ｂに示した前縁シースの部分拡大図である。
図３Ｄは、図３Ａの例示的なメインロータブレード用の桁アセンブリの部分拡大図である。
図４は、本発明の特徴を含むブレード圧縮装置の説明図である。
図５は、図３Ｂのメインロータブレードの断面図を含む、図４のブレード圧縮装置の線５−５に沿った部分断面図である。
図６は、図３Ｂのメインロータブレードの断面図を含むとともに下側アセンブリと組み合わさった上側アセンブリを示す、図４のブレード圧縮装置の線６−６に沿った断面図である。
図７は、図３Ｄの桁アセンブリを支持する本発明の特徴を含む支持装置の平面図である。
図８は、図７の桁アセンブリと支持インサートの部分切り欠き平面図である。
図９は、本発明の特徴を含む前縁シース取付装置の平面図である。
図１０は、図９の前縁シース取付装置の空気圧シリンダ、吸盤、管路、真空ポンプ、及び真空アキュムレータの相互の連結を示す説明図である。
図１１は、前縁シースへ挿入されるブレードサブアセンブリを示す図９の前縁シース取付装置の平面図である。
図１２は、本発明の特徴を含むブレードサブアセンブリを製造する方法を示すフローチャートである。
図１３は、本発明の特徴を含むブレードサブアセンブリに前縁シースを取り付ける方法を示すフローチャートである。
発明を実施するための最良の形態
以下で更に詳細に説明する装置及び方法は、シコルスキーエアクラフトコーポレイションによって製造されているＨ−６０ヘリコプタ用のメインロータブレードを製造する製造プロトコルの一部を含む。しかし、ここで説明する装置及び方法は、一般のメインロータブレードを製造するために適用することができるものである。
メインロータブレード
前縁１０２及び後縁１０４を含むＨ−６０メインロータブレード１００が、図３Ａ〜３Ｄで例示的に示されている。前縁１０２及び後縁１０４は、組み合わさって根部側端部１０６及び先端側端部１０８とを定め、根部側端部１０６及び先端側端部１０８は、組み合わさってロータブレード１００の翼幅を定める（メインロータブレード１００用の先端キャップ１０９が別個に製造されてメインロータブレード１００の先端側端部に連結される）。メインロータブレード１００は、ブレード１００の上側及び下側の空気力学的な面をそれぞれ定める上側及び下側のエアフォイル外板１１０，１１２、コア１１４、桁アセンブリ１１６、及び前縁シース１２０を含む。上側及び下側のエアフォイル外板１１０，１１２、コア１１４、及び桁アセンブリ１１６は、合わさってブレードサブアセンブリ１３２を定める。
実施例では、上側及び下側のエアフォイル外板１１０，１１２は、例えば、適切な樹脂マトリクスに埋め込んだ織りガラス繊維材料など、当業者に周知である種類のプリペグ複合材料の複数層で形成した予形成部材である。上側及び下側のエアフォイル外板１１０，１１２から複数の対応する後縁取付タブ１３０が延在しており、各後縁取付タブ１３０には、開口部１３１が設けられている。以下で更に詳しく説明するように、後縁取付タブ１３０によって、ブレードを組み立てる工程において上側及び下側エアフォイル外板１１０，１１２の翼幅方向及び翼弦方向での適切な位置決めが容易となる。
実施例では、コア１１４は、例えば、ＮＯＭＥＸ（ＮＯＭＥＸは、デラウェア州、ウィルミントン（Ｗｉｌｍｉｎｇｔｏｎ，Ｄｅｌ．）所在のイー．アイ．ドゥポンデネモーズアンドカンパニー（Ｅ．Ｉ．ｄｕ  Ｐｏｎｔ  ｄｅ  Ｎｅｍｏｕｒｓ＆Ｃｏ．）のアラミド繊維及び織物の登録商標である）などの航空宇宙用途で一般に使用される種類のハニカム材料より製造され、上側及び下側エアフォイル外板１１０，１１２の間で軽量の構造補強部材として機能する。コア１１４の前縁は、桁アセンブリ１１６の後縁とかみ合う形状の円錐曲線１２１を定めている。上側エアフォイル外板１１０，下側エアフィル外板１１２、及びコア１１４には、複数の整列した位置決め開口部１３４が貫通して設けられており、これらの開口部は、以下で更に詳しく説明するように、ブレード圧縮装置２００へ桁アセンブリ１１６を配置するのを容易にする。メインロータブレード１００を組み立てた後で、位置決め開口部１３４を複合材料で埋め、上側エアフォイル外板１１０及び下側エアフォイル外板１１２が空気力学的に滑らかな面を有するようにする。
桁アセンブリ１１６は、桁１１７，１つまたはそれ以上の釣合いおもり１１８，及び背面ブロック１１９を含む。桁１１７は、メインロータブレード１００の主要な構造部材として機能し、ヘリコプタの運転時にロータブレード１００内に生じる擦れ負荷、曲げ負荷、剪断負荷、及び遠心動負荷に対して反動する。実施例の桁１１７は、チタン製であるが、他の実施例では、桁１１７は、他の金属もしくは複合材料、またはこれらの組み合わせによって形成することができる。
釣合いおもり１１８は、メインロータブレード１００の静的及び動的な釣合いを保つために使用する。実施例では、釣合いおもり１１８は、根部側端部１０６から先端側端部１０８にわたって、密度の小さい材料から密度の比較的高い材料へと翼弦方向で遷移するように、例えば、フォーム、タングステン、鉛などによって製造され、メインロータブレード１００の静的及び動的な釣合いを保つために必要な重量配分を提供する。また、釣合いおもり１１８は、釣合いおもり１１８と前縁シース１２０の内側モールド線（ＩＭＬ）の面との間の物理的な接触を提供するハードポイント１３６を含むように製造される。更に、前縁シース１２０と桁１１７の前縁との間に位置するように、釣合いおもり１１８を桁１１７の前縁に接着剤で接着する。
背面ブロック１１９は、上側エアフォイル外板１１０及びコア１１４に設けた位置決め開口部１３４に対応する不連続的な位置で桁１１７の後縁に接着剤で接着する。位置決め開口部１３４と同様に、背面ブロック１１９は、以下で更に詳しく説明するように、ブレード圧縮装置２００へ桁アセンブリ１１６を配置するのを容易にする。
実施例では、図３Ｃでより詳細に示している前縁シース１２０は、複合材料及び耐摩耗性材料で製造した予形成混成部材である。シース１２０は、メインロータブレード１００の前縁１０２を定めるＵ字型の形状を全体として有する。シース１２０は、例えば、適切な樹脂マトリックスに埋め込んだガラス繊維材料などのプリペグ複合材料の１つまたはそれ以上の層１２２を含み、この複合材料は、前縁シース１２０の内側モールド線（ＩＭＬ）、第１の摩耗ストリップ１２４、及び第２の摩耗ストリップ１２６を定める。前縁シース１２０は、メインロータブレード１００の前縁を摩耗から保護するとともに、メインロータブレード１００のエアフォイルの耐性を調節し、かつメインロータブレードの除氷アセンブリ（図示省略）を取り囲む。
以下で更に詳しく説明するように、メインロータブレード１００を製造する方法は、ブレード圧縮装置２００、支持装置３００、及び前縁シース取付装置４００を使用することを含む。
ブレード圧縮装置
図４を参照すると、上側アセンブリ２５０と組み合わさる形状の下側アセンブリ２０２を有するブレード圧縮装置２００が示されている。下側アセンブリ２０２は、形状づけられた上側エアフォイルネスト部２０８を含む基部２０６を有し、形状づけられた上側エアフォイルネスト部２０８は、ブレードサブアセンブリ１３２の上側エアフォイルの形状に一致する形状となっており、かつブレードサブアセンブリ１３２の根部側端部１０６に対応する内側端部２１０とブレードサブアセンブリ１３２の先端側端部１０８に対応する外側端部２１２とを有する。２つのガイド傾斜部２１４，２１６が形状づけられた上側エアフォイルネスト部２０８に近接して設けられており、ガイド傾斜部２１４は、形状づけられた上側エアフォイルネスト部２０８の内側端部２１０に近接して設けられ、ガイド傾斜部２１６は、形状づけられた上側エアフォイルネスト部２０８の外側端部２１２に近接して設けられている。各ガイド傾斜部２１４，２１６は、円錐曲線２２２で終端となった傾斜面２１８を有する。更に、各ガイド傾斜部２１４，２１６とそれぞれ組み合わさってねじ付きボルト２２４が設けられており、ねじ付きボルト２２４の回転によって該ボルトが円錐曲線２２２に向かって傾斜面２１８を横切って移動する。
背面プッシャピン用の３つの溝２２６が、形状づけられた上側エアフォイルネスト部２０８上の、ブレードサブアセンブリ１３２の位置決め開口部１３４と対応する翼幅方向及び翼弦方向の位置に設けられている。図５に示しているように、３つの背面プッシャピン２２８が、位置決め開口部１３４及び背面プッシャピン用の溝２２６と組み合わせて使用するために設けられており、この背面プッシャピン２２８は、以下で更に詳しく説明するように、ブレードサブアセンブリ１３２の製造において種々の取付を行う目的のために利用することができる。更に、それぞれカム面２３２を含む３つの前縁プッシャカム２３０が、形状づけられた上側エアフォイルネスト部２０８の前縁に近接して設けられており、各前縁プッシャカム２３０は、背面プッシャピン用の溝２２６に対応する翼幅位置に配置される。前縁プッシャカム２３０は、周知である従来通りのカム形状を有し、カム面２３２は、前縁プッシャカム２３０の動作によって背面プッシャピン２２８に向かって翼弦方向に進む。
図４及び図６を参照すると、真空供給源２３４が基部２０６と組み合わさって設けられており、真空供給源２３４からは複数の管路２３６が延在している。各管路２３６は、基部２０６に設けられた対応する開口部２３８で終端となっている。実施例では、真空供給源２３４は、従来の真空ポンプを含み、開口部２３８は、２列に整列されており、一方の列は、形状づけられた上側エアフォイルネスト部２０８の前縁に近接して設けられ、他方の列は、形状づけられた上側エアフォイルネスト部２０８の後縁に隣接して設けられている。また、５つのばね式取付タブピン２４０が、ブレードサブアセンブリ１３２の後縁取付タブ１３０に設けられた開口部１３１に対応する翼弦方向及び翼幅方向位置で、形状づけられた上側エアフォイルネスト部２０８の後縁に近接した列に設けられている。
図４及び図６を参照すると、上側アセンブリ２５０は、柔軟性のある不浸透性膜２５４を支持する支持構造体２５２を含む。実施例では、支持構造体２５２が、複数のヒンジ２５６を介して基部２０６と接続しており、支持構造体２５２は、柔軟性のある不浸透性膜２５４が形状づけられた上側エアフォイルネスト部２０８を覆わない第１の位置から柔軟性のある不浸透性膜２５４が上側エアフォイルネスト部２０８を覆う第２の位置まで回転可能となっている。支持構造体２５２、柔軟性のある不浸透性膜２５４、形状づけられた上側エアフォイルネスト部２０８，及び基部２０６の組み合わせは、柔軟性のある不浸透性膜２５４が上側エアフォイルネスト部２０８を覆う第２の位置に支持構造体２５２がある場合に、支持構造体２５２と基部２０６との間に気密性のシールが形成されるような形状となっている。また、支持構造体２５２が第２の位置に配置された場合には、柔軟性のある不浸透性膜２５４と形状づけられた上側エアフォイルネスト部２０８とは、間にモールディング空洞部２５８を定める。実施例では、基部２０６の開口部２３８は、真空供給源２３４を作動したときに、真空供給源２３４によってモールディング空洞部２５８から空気が真空排気され、これにより、柔軟性のある不浸透性膜２５４が形状づけられた上側エアフォイルネスト部２０８に向かって引き寄せられるような形状となっている。
支持装置
図３Ａ〜図３Ｄ、図４、及び図７を参照すると、ブレードサブアセンブリ１３２の製造時にブレード圧縮装置２００と組み合わせて使用することができる支持装置３００が提供されている。支持装置３００は、桁１１７の根部側端部１０６と接続することのできる形状を有する根部側端部支持インサート３０２、桁１１７の先端側端部１０８と接続することのできる形状を有する先端側端部支持インサート３０４、先端側端部支持インサート３０４と連結した先端側端部ギアボックス３０６、根部側端部支持インサート３０２と連結した根部側端部ギアボックス３０８、及び根部側端部及び先端側端部のギアボックス３０８，３０６を支持するためのクレーン装置３３８を含む。図８に示した実施例では、根部側端部支持インサート３０２は、延在する一対の部材３１２，３１４を含む基部３１０を有し、これらの部材３１２，３１４は、桁１１７の根部側端部へ装着することのできる形状となっている。一方の部材３１２は、そこから延在する２つのばね式プロング３１６を有し、これらのプロング３１６は、桁１１７に設けられた対応する一対の開口部１１７Ａと組み合わせて使用するために設けられているとともに、根部側端部インサート３０２を桁１１７に固定するように機能する。先端側端部支持インサート３０４は、桁１１７の先端側端部１０８に装着される角フランジ３２０を含み、このフランジ３２０は、先端キャップ１０９をブレードサブアセンブリ１３２に固定するために設けられた桁１１７の先端側端部１０８の開口部に対応する複数の開口部３２２を有する。複数のボルト３２４が、開口部３２２と組み合わせて使用するために提供されており、これらのボルト３２４によって先端側端部支持インサート３０４が桁１１７に配置及び固定される。
図６及び図８を参照すると、各支持インサート３０２，３０４は、更に、そこから翼幅方向に延在する２つのガイド部材３２６，３２８をそれぞれ含み、これらのガイド部材３２６，３２８は、支持インサート３０２，３０４を対応するギアボックス３０８，３０６に容易に取り付けることのできる形状となったギアボックス取付プレート３２９で終端する。実施例では、桁アセンブリ１１６の後縁に近接するガイド部材３２８は、ガイド傾斜部２１４，２１６の傾斜面２１８と係合する形状となった円筒形のローラである。更に、各ギアボックス取付プレート３２９は、取付プレート３２９のガイド部材３２６，３２８に近接する側に位置するガイド面３３０を含む。以下でより詳しく説明するように、ガイド部材３２６，３２８及びガイド面３３０は、ブレードサブアセンブリ１３２の製造時に桁アセンブリ１１６を適切に位置決めするために、ガイド傾斜部２１４，２１６と組み合わせて使用することのできる形状となっている。
図７及び図８を参照すると、先端側端部ギアボックス３０６と根部側端部ギアボックス３０８には、それぞれ従来のギア装置が備わっており、これらのギアボックス３０６，３０８は、桁アセンブリ１１６を実質的に垂直な方向に移動することができるとともに桁アセンブリ１１６をその長手方向軸１２３を中心に回転させることができる。実施例では、ギアボックス３０６，３０８には、それぞれ回転可能なクランク３３４、３３６が設けられており、これらのクランク３３４，３３６は、桁アセンブリ１１６を手動で垂直方向移動または回転させることができる。他の実施例では、桁アセンブリ１１６に垂直または回転の運動を伝達するために、ギアボックス３０６，３０８と組み合わせて電気モータを使用することもできる。
クレーン装置３３８は、従来技術で周知である製造環境において材料を持ち上げるための従来の天井クレーンを含む。実施例では、クレーン装置３３８は、各ギアボックス３０６，３０８と接続した巻上げケーブル３４０を含み、クレーン装置３３８は、ギアボックス３０６，３０８を垂直または水平方向に移動させることができる。
前縁シース取付装置
図９，図１０、及び図１１を参照すると、前縁シース取付装置４００は、上側アセンブリ４５０に連結した下側アセンブリ４０２を含む。
下側アセンブリ４０２は、対向する列に整列された複数の空気圧シリンダ４０６を連結した基部４０４を含む。各空気圧シリンダ４０６は、圧縮空気供給源４１０から空気圧シリンダ４０６に供給される圧縮空気に応じて移動可能な移動部材４０８をそれぞれ含む。移動部材４０８は、対向するように設けられたキャリッジ部材４１２と接続しており、これらのキャリッジ部材４１２は、複数の吸盤４１４を支持する形状となっている。空気圧シリンダ４０６、キャリッジ部材４１２、及び吸盤４１４は、吸盤４１４の対向する列が、圧縮空気供給源４１０により供給される圧縮空気に応じて同時に移動し得る形状となっている。
実施例では、下側アセンブリ４０２は、更に、４つの真空アキュムレータ４１８と連結した４つの真空ポンプ４１６を含み、真空アキュムレータ４１８は、対応する複数の管路４２２を介して複数の吸盤４１４に連結している。真空ポンプ４１６及び真空アキュムレータ４１８は、組み合わさって複数の吸盤４１４に吸引圧を提供するように機能する。実施例では、複数の吸盤４１４及びその対応する管路４２２は、４つの回路に別れており、各回路は、それぞれ真空アキュムレータ４１８の１つと連結している。複数のバルブ４２４が管路４２２と組み合わさって設けられており、これらのバルブ４２４は、複数の吸盤４１４に供給される真空圧を調整するように機能する。真空アキュムレータ４１８は、従来通りの設計のものであり、各吸盤４１４に約６７．７３ｋＰａから８４．６６ｋＰａ（２０ｉｎ．Ｈｇから２５ｉｎ．Ｈｇ）の間の真空圧を迅速に提供することができるように設計した所定の蓄積容量を有する。対向する吸盤４１４の列の間に位置するように前縁シース形状のネスト部４２０が設けられており、ネスト部４２０は、前縁シース１２０を支持する形状となっている。他の実施例では、真空ポンプ４１６、真空アキュムレータ４１８、及び回路の数は、その実施例での作動条件を満たすために説明した実施例と異なっても良い。
上側アセンブリ４５０は、基部４０４から実質的に垂直に延在するとともに、ブレードサブアセンブリ１３２の後縁取付タブ１３０の位置に対応する位置で翼幅方向に配置された５つの支柱４５２を含む。各支柱４５２には、輪郭クランプ４５４が連結しており、各輪郭クランプ４５４は、輪郭面４５６，ヒンジ付固定部材４５８，及び取付タブピン４６０を含む。輪郭面４５６及びヒンジ付き固定部材４５８は、ブレードサブアセンブリ１３２を間に固定する形状となっており、取付タブピン４６０は、ブレードサブアセンブリ１３２の取付タブ１３０とともにブレードサブアセンブリ１３２を適切に配置するように機能する。実施例では、各輪郭クランプ４５４は、ヒンジ付固定部材４５８が輪郭面４５６から離れて配置された開いた形態とすることができる。また、各輪郭クランプ４５４は、ヒンジ付固定部材４５８が、輪郭面４５６に近接して設けられるとともにブレードサブアセンブリ１３２を固定するように機能する閉じた形態とすることができる。更に、上側アセンブリ４５０は、隣接する輪郭クランプ４５４の間に延在する輪郭面４５６即ちブリッジング部材（図示省略）に形成された３つの背面プッシャピン用溝４５１を含み、これらの溝４５１は、ブレードサブアセンブリ１３２の位置決め開口部１３４に対応する翼幅方向及び翼弦方向の位置に設けられている。
輪郭クランプ４５４は、前縁シース形状のネスト部４２０に対して移動可能に支柱４５２に連結している。実施例では、回転ホィール４６２及び差動装置４６４が、従来のギア構成で設けられているとともに、輪郭クランプ４５４を前縁シース形状のネスト部４２０に対して手動で移動することができるように輪郭クランプ４５４と機械的に連結されている。他の実施例では、電気モータまたは油圧式装置を利用して上述のような移動を行うことができる。
ブレードサブアセンブリの製造方法
図３Ａ〜図３Ｄ、及び図４〜図８に示したブレードサブアセンブリ１３２、ブレード圧縮装置２００、支持装置３００、及び図１２のフローチャートを参照して、ブレードサブアセンブリ１３２の製造方法ＭＦを更に詳細に説明していく。
ステップ５００では、上側エアフォイルネスト部２０８上に上側エアフォイル外板１１０とコア１１４とを配置する。実施例では、製造時間を短縮するために、上側外板１１０とコア１１４とを上側エアフォイルネスト部２０８上に配置する前に接着材で接着する。ステップ５０２では、後縁取付タブ１３０の開口部１３１をばね式取付タブピン２４０を囲むように配置することによって、上側エアフォイルネスト部２０８上に上側エアフォイル外板１１０とコア１１４との組み合わせを翼幅方向及び翼弦方向で位置決めする。更に、背面プッシャピン２２８を、コア１１４及び上側エアフォイル外板１１０の位置決め開口部に貫通させるとともに背面プッシャピン用溝２２６に挿入する。
実施例では、ステップ５０４に進む前に、ブレードの桁を外板／コアの組み合わせに接着するために、従来技術において周知の種類である接着材（図示省略）を桁アセンブリ１１６に施す。ステップ５０４では、桁１１７の根部側端部１０６に根部側端部支持インサート３０２を接続し、桁１１７の先端側端部１０８に先端側端部支持インサート３０４を接続する。ステップ５０６，５０８では、根部側端部ギアボックス３０８を根部側端部支持インサートに連結し、先端側端部ギアボックス３０６を先端側端部支持インサート３０４に連結するとともに、桁アセンブリ１１６がクレーン装置３３８によって支持されるように両方のギアボックス３０６，３０８を巻上げケーブル３４０に連結する。
ステップ５１０では、クレーン装置３３８で桁アセンブリを持ち上げ、根部側端部支持インサート３０２が、形状づけられた上側エアフォイルネスト部２０８の内側端部２１０上のガイド傾斜部２１４に近接し、かつ先端側端部支持インサート３０４が形状づけられた上側エアフォイルネスト部２０８の外側端部２１２上のガイド傾斜部２１６に近接するように配置する。ステップ５１２では、根部側端部支持インサート３０２と先端側端部支持インサート３０４の両方のガイド部材３２６，３２８をガイド傾斜部２１４，２１６の傾斜面２１８と係合させる。次に、形状づけられた上側エアフォイルネスト部２０８の外側端部２１２上のガイド傾斜部２１６と先端側端部支持インサート３０４のガイド面３３０とを接触させることによって、桁アセンブリ１１６を翼幅方向に配置する。ステップ５１４では、根部側端部支持インサート３０２から根部側端部ギアボックス３０８を分離し、先端側端部支持インサート３０４から先端側端部ギアボックス３０６を分離する。
ステップ５１６では、桁アセンブリ１１６の後縁に近接するガイド部材３２８が各傾斜面２１８の円錐面２２２と接触するまで、ガイド部材３２６，３２８をねじ付ボルト２２４で傾斜面２１８内に押し込むことによって、桁アセンブリ１１６の根部側端部１０６と先端側端部１０８とを翼弦方向で適切に配置する。桁アセンブリ１１６の根部側端部１０６と先端側端部１０８とを適切に配置することで、桁アセンブリ１１６の残りの部分を翼弦方向で適切に配置することができるわけではない。桁アセンブリ１１６全体を翼弦方向に適切に配置するために、ステップ５１８において、前縁プッシャカム２３０を動作させて、カム面２３２と桁アセンブリ１１６のハードポイント１３６とが接触することで、桁アセンブリ１１６の背面ブロック１１９が背面プッシャピン２２８に押し付けられるようにする。背面プッシャピン２２８は、背面ブロック１１９と背面プッシャピン２２８との接触によって、桁アセンブリ１１６の後縁がコア１１４によって定まる円錐曲線１２１内に適切に配置されるような翼弦方向位置に設けられている。桁アセンブリ１１６を適切に配置した後に、下側エアフォイル外板１１２を受ける準備としてコア１１４と桁アセンブリ１１６との両方に接着材（図示省略）を施す。
ステップ５２０では、コア１１４及び桁アセンブリ１１６上に下側エアフォイル外板１１２を配置し、ばね式取付タブピン２４０と下側エアフォイル外板１１２の後縁取付タブ１３０とを組み合わせて用いることによって下側エアフォイル外板１１２を翼幅方向及び翼弦方向に配置する。ステップ５２２では、ブレードサブアセンブリ１３２上にコールプレート２４２を配置し（図６参照）、このコールプレート２４２は、圧縮時において柔軟性のある不浸透性膜２５４によってブレードサブアセンブリ１３２に加わる圧縮力を分散するように機能する。ステップ５２４では、コールプレート２４２上にガラス繊維のブリーザバッグ２４４を配置し（図６参照）、このフリーザバッグ２４４は、圧縮時にコールプレート２４２と柔軟性のある不浸透性膜２５４との間に捕捉される空気の排気を助けるとともに、ブレードサブアセンブリ１３２と柔軟性のある不浸透性膜２５４との間の摩擦を減少させるように機能する。
ステップ５２６では、支持構造体２５２を第２の位置へ回転させ、柔軟性のある不浸透性膜２５４でブレードサブアセンブリ１３２と形状づけられた上側エアフォイルネスト部２０８とを覆ってこれらの間に気密なモールディング空洞部が形成されるように支持構造体２５２を固定する。ステップ５２８では、真空供給源２３４を作動し、モールディング空洞部２５８から空気を排気する。実施例では、真空供給源２３４によって供給される真空圧は、約４４．０２ｋＰａ（１３ｉｎ．Ｈｇ）に等しい。モールディング空洞部２５８から空気を排気すると、柔軟性のある不浸透性膜２５４が形状づけられた上側エアフォイルネスト部２０８に向かって引っ張られ、これにより、ブレードサブアセンブリ１３２の部材に圧縮力が加わる。実施例では、約４４．０２ｋＰａ（１３ｉｎ．Ｈｇ）の真空圧では、約３０分の圧縮時間によってブレードサブアセンブリ１３２の充分な圧縮が得られる。
ステップ５３０では、真空供給源２３４を停止し、柔軟性のある不浸透性膜２５４がブレードサブアセンブリ１３２を覆わない第１の位置に戻るように支持構造体２５２を回転させる。圧縮したブレードサブアセンブリ１３２を、ブレード圧縮装置２００から取り除くための準備として、ブリーザバッグ２４４、コールプレート２４２、前縁プッシャカム２３０、及び背面プッシャピン２２８を全て取り除く。ステップ５３２，５３４では、根部側端部ギアボックス３０８と根部側端部支持インサート３０２とを再度連結し、先端側端部ギアボックス３０６と先端側端部支持インサート３０４とを再度連結し、ブレードサブアセンブリ１３２がクレーン装置３３８によって支持されるように、両方のギアボックス３０６，３０８を巻上げケーブル３４０に再度連結する。
ステップ５３６では、ねじ付ボルト２２４を緩めるとともに、根部側端部支持インサート３０２及び先端側端部支持インサート３０４が、ブレード圧縮装置２００によって固定されていない状態となるようにガイド部材３２６，３２８を傾斜面２１８からスライドして取り外す。続いて、ブレードサブアセンブリ１３２を、ブレード圧縮装置２００から前縁シース取付装置４００へと支持装置３００によって移動する。
前縁シースの取付方法
図３Ａ〜図３Ｄ、図７〜図１１に示したブレードサブアセンブリ１３２、支持装置３００、前縁シース取付装置４００、及び図１３のフローチャートを参照して、圧縮したブレードサブアセンブリ１３２と組み合わせて前縁シース１２０を取り付ける方法ＭＩを以下で更に詳細に説明していく。
前縁シース１２０を前縁シース取付装置４００内に配置する準備として、ステップ６００において、吸盤４１４の対向する列が分離しており、かつ前縁シース１２０の幅ＷLES（図３Ｃ参照）よりも広く離間した位置にあることを確認するために、吸盤４１４の対向する列をチェックする。ステップ６０２では、前縁シース１２０を、前縁シース形状のネスト部４２０内に配置するとともに、取付ストッパ（図示省略）に前縁シース１２０の先端側端部を接触させることによって翼幅方向に配置する。ステップ６０４では、空気圧シリンダ４０６によって吸盤４１４の対向する列を接触位置まで移動させ、複数の各吸盤４１４と対応する前縁シース１２０の後方端部の外側モールド線（ＯＭＬ）の面とを接触させる。
ステップ６０６では、真空ポンプ４１６を作動し、対応する各真空アキュムレータ４１８に真空圧を蓄積する。ステップ６０８では、バルブ４２４を開いて真空アキュムレータ４１８に蓄積した真空圧を複数の吸盤４１４に供給することで、複数の各吸盤４１４と前縁シース１２０のＯＭＬ面との間に吸引圧を生じさせる。実施例では、各吸盤４１４は、ベロー形状を有しており、バルブ４２４が開いたときに各吸盤４１４のベロー形状部分が潰れ、これにより、前縁シース１２０の後方端部のＯＭＬ面が対向するキャリッジ部材４１２の方向に引っ張られる。実施例では、吸盤４１４は、約６７．７３ｋＰａから８４．６６ｋＰａ（２０ｉｎ．Ｈｇから２５ｉｎ．Ｈｇ）までの間の真空圧を加えたときに、各吸盤４１４のベロー形状部分が約１．２７ｃｍ（０．５ｉｎ．）潰れるとともに前縁シース１２０の幅ＷLESが約２．５４ｃｍ（１ｉｎ．）広がる形状となっている。他の実施例では、吸盤４１４の設計や、吸盤４１４に加えられる吸引圧の大きさは、前縁シース１２０の広がりを増加もしくは減少させるように説明する実施例のものから変更することもできる。また、空気圧シリンダ４０６は、前縁シース１２０を更に広げるように、吸盤４１４の対向する列を互いから離れるように移動させるために使用することもできる。
ブレードサブアセンブリ１３２を前縁シース取付装置４００と組み合わせて配置する前に、前縁シース１２０をブレードサブアセンブリ１３２へ接着剤を用いて接着するために、接着剤（図示省略）をブレードサブアセンブリ１３２の前縁１３３（図９参照）に施すこともできる。ステップ６１０では、ブレードサブアセンブリ１３２が下向きに面したブレードサブアセンブリ１３２の前縁１３３に対して実質的に垂直に配置されるように、支持装置３００の根部側端部及び先端側端部のギアボックス３０６，３０８を調整する。ステップ６１２では、前縁シース取付装置４００の上側アッセンブリ４５０に設けられた背面プッシャピン用溝４５１に背面プッシャピン２２８を挿入し、ヒンジ付固定部材４５８が輪郭面４５６から離れて配置されるように輪郭クランプを開いた位置に配置する。ステップ６１４では、支持装置３００によってブレードサブアセンブリ１３２を開いた輪郭クランプ４５４まで移動し、背面プッシャピン２２８が上側エアフォイル外板１１０及びコア１１４に設けられた位置決め開口部１３４に挿入され、かつ取付タブピン４６０が対応するタブ開口部１３１を貫通して挿入されるように、ブレードサブアセンブリ１３２を開いた輪郭クランプ４５４の内部に配置する。これにより、ブレードサブアセンブリ１３２を、前縁シース取付装置４００内に正しく整列する。ステップ６１６では、輪郭クランプ４５４を閉じた配置とし、ヒンジ付固定部材４５８をブレードサブアセンブリ１３２の下側エアフォイル外板１１２と接触させて、輪郭クランプ４５４の内部でブレードサブアセンブリ１３２を固定する。
ステップ６１８では、根部側端部支持インサートから根部端部ギアボックス３０８を分離し、先端側端部支持インサート３０４から先端側ギアボックス３０６を分離する。ステップ６２０では、回転ホイール４６２を用いて輪郭クランプ４５４を下向きに移動し、ブレードサブアセンブリ１３２の前縁１３３を広がった前縁シース１２０に挿入する。ステップ６２２では、ブレードサブアセンブリ１３２の前縁１３３及び前縁シース１２０を視覚的に点検し、前縁シース１２０の後方端部が上側エアフォイル外板１１０及び下側エアフォイル外板１１２の両方に被さるようにブレードサブアセンブリ１３２の前縁１３３が前縁シース１２０に適切に挿入されていることを確認する。特に、ステップ６２２は、前縁シース１２０の後方端部によって、上側エアフォイル外板１１０または下側エアフォイル外板１１２と桁アセンブリ１１６とが分離されていないことを確認するために行われる。
ステップ６２４では、複数の吸盤４１４への真空圧の供給を停止するように管路４２２と組み合わせて配置されたバルブを閉じて、前縁シース１２０を、ブレードサブアセンブリ１３２の前縁１３３と組み合わさるように取り付ける。ステップ６２６では、組み立てたメインロータブレード１００の前縁１０２が吸盤４１４の対向する列から離れるように、回転ホイール４６２を用いて輪郭クランプ４５４を上向きに移動する。ステップ６２８，６３０では、根部側端部支持インサート３０２を根部側端部ギアボックス３０８に再度連結し、先端側端部支持インサート３０４を先端側端部ギアボックス３０８に再度連結し、続いて、メインロータブレード１００がクレーン装置３３８に支持されるように、両方のギアボックス３０６，３０８を巻上げケーブル３４０に再度連結する。
ステップ６３２，６３４では、支持装置３００によってメインロータブレード１００を前縁シース取付装置４００から離れるように移動することができるように、輪郭クランプ４５４を開くとともに、取付タブピン４６０及び背面プッシャピンからメインロータブレード１００を分離する。
当業者であれば容易に分かるように、本発明は、上述した目的を全て満たすものである。当業者であれば、上記の明細書を読んだ後で、ここで開示した範囲内での種々の変更、同等の手段や発明の種々の他の形態での代用を行うことができる。従って、本発明に与えられる保護は、付随する請求項などに含まれる定義のみによって限定されるものである。
【図１】
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【図２】
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【図３Ａ】
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【図３Ｂ】
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【図３Ｃ】
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【図３Ｄ】
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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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