(57)【要約】  胴体要素（１）には、スキン（３ａ）を有する第１の胴体セグメント（２ａ）と、第１のセグメント（２ａ）を、隣接する第２の胴体セグメント（２ｂ）に連結することができる接合手段（４）とが含まれ、第１のセグメント（２ａ）は胴体の長手方向軸線（Ｘ）に沿って延在しており、この胴体要素は、軸線（Ｘ）に沿って延びるスチフナ要素（５ａ）を含む。少なくとも１つのスチフナ要素（５ａ）の端部（５ａ１）は、既定の長さ（Ｌ）だけスキン（３ａ）の自由縁部（７）を超えて延びている。
2012531358.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
スキン（３ａ）を有する第１の胴体セグメント（２ａ）と、該第１のセグメント（２ａ）を、隣接する第２の胴体セグメント（２ｂ）に連結することができる接合手段（４）とを含む胴体要素（１）において、
前記第１のセグメント（２ａ）が胴体の長手方向軸線（Ｘ）に沿って延在しており、当該胴体要素（１）が、前記軸線（Ｘ）に沿って延びるスチフナ要素（５ａ）を含み、少なくとも１つのスチフナ要素（５ａ）の端部（５ａ１）が既定の長さ（Ｌ）だけ前記スキン（３ａ）の自由縁部（７）を超えて延びていることを特徴とする、胴体要素（１）。
【請求項２】
請求項１に記載の胴体要素（１）と、第１のセグメント（２ａ）に隣接し且つ胴体の長手方向軸線（Ｘ）に沿って延在する第２の胴体セグメント（２ｂ）とを含む胴体部分において、
前記第２の胴体セグメント（２ｂ）のスキン（３ｂ）が前記胴体要素（１）の第１の胴体セグメント（２ａ）のスキン（３ａ）に連結され、前記第２の胴体セグメント（２ｂ）がスチフナ要素（５ｂ）を含み、該スチフナ要素（５ｂ）が、前記第２の胴体セグメント（２ｂ）のほぼ全長にわたって前記軸線（Ｘ）に沿って延在し、かつ、前記第１の胴体セグメント（２ａ）のスキン（３ａ）の自由縁部（７）を超えて延びる前記第１の胴体セグメント（２ａ）の少なくとも１つのスチフナ要素（５ａ）に対して長手方向軸線（Ｘ）を中心にして角度的にずらされて配置されていることを特徴とする、胴体部分。
【請求項３】
前記第１の胴体セグメント（２ａ）のスチフナ要素（５ａ）が前記第１の胴体セグメント（２ａ）のスキン（３ａ）の自由縁部（７）を超えて延び、前記第２の胴体セグメント（２ｂ）のスチフナ要素（５ｂ）が前記第２の胴体セグメント（２ｂ）のスキン（３ｂ）の自由縁部を超えて延びており、前記第１の胴体セグメント（２ａ）の各スチフナが前記第２の胴体セグメント（２ｂ）の２つのスチフナの間に挿入されていることを特徴とする、請求項２に記載の胴体部分。
【請求項４】
前記胴体セグメント（２ａ、２ｂ）が、接合手段（４）の端部に位置する少なくとも１つの第１の部分（６ａ）を含み、該少なくとも一つの第１の部分（６ａ）が、前記胴体セグメント（２ａ、２ｂ）の中央に位置する第２の部分（６ｂ）のスキンの厚みよりも大きいスキン（３ａ）の厚みを呈することを特徴とする、請求項２または３のいずれか一項に記載の胴体部分。
【請求項５】
前記胴体要素（１）の接合手段（４）が、前記第１の胴体セグメント（２ａ）のスキン（３ａ）と、前記隣接する第２の胴体セグメント（２ｂ）のスキン（３ｂ）とを連結することができるフェルール（８）を含むことを特徴とする、請求項２〜４のいずれか一項に記載の胴体部分。
【請求項６】
前記接合手段（４）が、前記胴体の長手方向軸線（Ｘ）に対し横断方向の平面内に延在する本体（９ａ）と、前記胴体の長手方向軸線（Ｘ）に沿って延在するベースプレート（９ｂ）とを含む前記胴体の第２のスチフナ要素（９）を含むことを特徴とする、請求項２〜５のいずれか一項に記載の胴体部分。
【請求項７】
前記フェルール（８）が前記スキン（３ａ）の外面上に配置され、前記ベースプレート（９ｂ）が前記第１の胴体セグメント（２ａ）のスキン（３ａ）の内面（３１ａ）上に固定されていることを特徴とする、請求項５に従属して考慮された請求項６に記載の胴体部分。
【請求項８】
前記胴体の第２のスチフナ要素（９）が、前記胴体の長手方向軸線（Ｘ）に対し横断方向の平面内に延在する本体（９ａ）を含み、前記胴体要素（１）がクラウン（９ｃ）の一部を含み、該クラウン（９ｃ）の一部が、前記胴体の長手方向軸線（Ｘ）に対して横断方向の平面内で該胴体の長手方向軸線（Ｘ）に向かってスキン（３ａ）から延在し、且つ、前記第２のスチフナ要素（９）の本体（９ａ）を固定するようになっていることを特徴とする、請求項２〜５のいずれか一項に記載の胴体部分。
【請求項９】
請求項２〜８のいずれか一項に記載の少なくとも１つの胴体部分を含むことを特徴とする、航空機の胴体。
【請求項１０】
請求項９に記載の胴体を含むことを特徴とする、航空機。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、胴体要素ならびに斯かる要素および隣接セグメントを含む胴体部分に関する。
【０００２】
より詳細には、本発明は、胴体セグメントと、この胴体セグメントを隣接セグメントに連結できる接合手段を含む胴体要素とに関する。
【背景技術】
【０００３】
航空機の胴体は特にスキンとこのスキンのスチフナ要素とを含む。スチフナ要素は、長手方向（ストリンガーとして公知）または胴体の軸線に対して横断方向の平面内（フレームとして公知）に配置されている。
【０００４】
胴体は、一般的に、互いに組立てられた複数の胴体セグメントを含む。これら胴体セグメントは、接合部を用いて組立てられる。接合部の目的は、特に、隣接セグメント間の機械的荷重、特に長手方向応力を移動させることにある。
【０００５】
一般的に、胴体および接合部は、円筒形状を呈するが、他の形状も考えられうる。
【０００６】
ストリンガーの連続性を確保するような形で設計された接合部が存在する。仏国特許第２９１０８７４号明細書は、このように設計された接合部について記載している。
【０００７】
これら接合部は、フェルールおよびストリンガー継目板などの機械的接合要素を含む。フェルールは２つの隣接セグメントのスキンの連結を可能にし、ストリンガー継目板は、ストリンガー、すなわち長手方向のスチフナの連結を可能にする。
【０００８】
このような設計の一例が図１に表示されている。この図は、隣接する２つの胴体セグメント２ａ、２ｂの一部を表示している。胴体は、円筒形状を呈し、スキン３０と、長手方向の平面内に位置するストリンガー５０とを有する。円筒形の接合部４０が、フレーム８０において、これら２つの円筒形の胴体セグメント２ａと２ｂとの間に配置される。この接合部４０は、胴体のスキン３０の内面上に位置し、且つ、２つのセグメント２ａ、２ｂのスキン３０を連結するフェルール７０と、それぞれストリンガー５０の上に位置し且つ２つのセグメント２ａ、２ｂのストリンガー５０を連結するストリンガー継目板９０とを含んでいる。
【０００９】
胴体セグメント２ａと２ｂとの間で伝達すべき応力が高い（典型的には６００Ｎ／ｍｍよりも高い）場合、ストリンガー継目板９０を使用することが必要である。
【００１０】
しかしながら、接合要素内にストリンガー継目板を設置することには、異なる要素間の調整の問題がある。このため、接合部の異なる要素間の位置公差が出現し得る。例えば、２つの胴体セグメントのストリンガーが互いに正確に対面していない場合、ストリンガーとストリンガー継目板との間にシムを用いる必要があるかもしれない。
【００１１】
さらに、ストリンガー継目板を設置するには、胴体の内部から接合要素にアクセスする必要がある。このことは、セグメントの組立ての自動化を困難にする。したがって、組立て時間が長い。
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【００１２】
本発明は、前述の欠点を解決することと、胴体セグメントおよびこのセグメントと隣接セグメントとの間の接合手段を含み、組立ての複雑さを制限しながらセグメント間の接合部において優れた安定性を示す胴体要素を提案することとを目的としている。
【課題を解決するための手段】
【００１３】
このため、本発明は、スキンを有する胴体セグメントと、セグメントを隣接セグメントに連結することができる接合手段とを含む胴体要素において、セグメントが胴体の長手方向軸線に沿って延在しており、胴体要素が、軸線に沿って延びるスチフナ要素を含み、少なくとも１つのスチフナ要素の端部が既定の長さだけスキンの自由縁部を超えて延びていることを特徴とする胴体要素に関する。
【００１４】
このため、一部のスチフナが隣接セグメント上への直接的な応力伝達を可能にすることから、ストリンガー継目板の存在は不要である。
【００１５】
その上、継目板が無い場合、１つのセグメントのストリンガーと隣接セグメントのストリンガーとの間の相対位置における差異が問題になることはない。
【００１６】
さらに、セグメントの組立て後に胴体の内部にアクセスする必要性はもはやなくなり、自動化をより容易に実現することができる。
【００１７】
本発明は、第２の態様によれば、上述の通りの胴体要素と、第１のセグメントに隣接し且つ胴体の長手方向軸線に沿って延在する第２の胴体セグメントとを含み、第２の胴体セグメントのスキンが胴体要素の第１の胴体セグメントのスキンに連結され、第２の胴体セグメントがスチフナ要素を含み、スチフナ要素が、第２の胴体セグメントのほぼ全長にわたって軸線に沿って延在し、且つ、第１の胴体セグメントのスキンの自由縁部を超えるこの第１の胴体セグメントの少なくとも１つのスチフナ要素に対して長手方向軸線を中心にして角度的にずらされて配置されている、胴体部分に関する。
【００１８】
このため、応力は、第１の胴体セグメントのストリンガーから第２の胴体セグメントのストリンガーまで、且つその逆に移行する。このため、１つのセグメントのスキンから別のセグメントのスキンまで移行させなければならない応力が制限される。
【００１９】
したがって、スキンの応力が低くなると、厚みを従来技術の場合よりも小さくすることができ、このため質量の増大は制限される。
【００２０】
さらに、第１の胴体セグメントのスチフナ要素に対して第２の胴体セグメントのスチフナ要素が角度的にずれていることにより、セグメントの組立ての際に少なくとも１つのスチフナ要素が第１の胴体セグメントからはみ出す配置における問題は存在しない。
【００２１】
企図された一つの解決法によると、第１の胴体セグメントのスチフナ要素は第１の胴体セグメントのスキンの自由縁部を超えて延び、第２の胴体セグメントのスチフナ要素は第２の胴体セグメントのスキンの自由縁部を超えて延びており、第１の胴体セグメントの各スチフナは第２の胴体セグメントの２つのスチフナの間に挿入されている。
【００２２】
一実施形態によれば、胴体セグメントは、接合手段の端部に位置する少なくとも１つの第１の部分であって、胴体セグメントの中央に位置する第２の部分のスキンの厚みよりも大きいスキンの厚みを呈する少なくとも１つの第１の部分を含む。
【００２３】
接合手段におけるその余分の厚みによって、スキンは、１つのセグメントから隣接セグメントまで応力が移行する際の安定性がさらに高くなり、局所的に補強される。
【００２４】
これら余分の厚みは、第１のセグメントのスキンの自由縁部を超えて長手方向のスチフナが延長されるため、従来技術のものに比べて小さい。
【００２５】
さらに接合要素の接合手段は、第１の胴体セグメントと、隣接する第２の胴体セグメントのスキンとを連結することができるフェルールを含む。
【００２６】
このため、接合手段におけるスキンはさらに一層補強され、したがってセグメント間の接合はさらに一層安定したものとなる。
【００２７】
一方、接合手段は、胴体の長手方向軸線に対し横断方向の平面内に延在する本体と、胴体の長手方向軸線に沿って延在するベースプレートとを含む胴体の第２のスチフナ要素（以下フレームと呼ぶ）を含むことができる。
【００２８】
一実施形態において、フェルールはスキンの外面上に配置され、ベースプレートは第１の胴体セグメントの第１の部分のスキンの内面上に固定されている。
【００２９】
第２のスチフナ要素によって、接合部はより一層安定したものとなる。
【００３０】
別の一実施形態において、胴体の第２のスチフナ要素は、胴体の長手方向軸線に対し横断方向の平面内に延在する本体を含み、胴体要素はクラウンの一部を含み、クラウンの一部は、胴体の長手方向軸線に対して横断方向の平面内で胴体の長手方向軸線に向かってスキンから延在し、且つ、第２のスチフナ要素の本体を固定するようになっている。
【００３１】
この実施形態において、第２のスチフナ要素には、第１のセグメントのスキンの自由縁部を超えて延びるスチフナ要素を通過させるための穴明け加工が施されていない。
【００３２】
このため、第２のスチフナ要素内に偶発的な不安定性が存在することが回避される。
【００３３】
第３の態様によれば、本発明は、本発明に係る少なくとも１つの胴体部分を有する航空機の胴体に関する。
【００３４】
第４の態様によれば、本発明は、本発明に係る胴体を含む航空機に関する。
【００３５】
これら胴体部分、航空機の胴体、及び航空機は、胴体要素に関連して上述されたものと類似の特徴および利点を示す。
【００３６】
本発明の他の特徴および利点が以下の説明から明らかになるだろう。
【００３７】
添付図面は、限定するものではない一つの例として提供されるものである。
【図面の簡単な説明】
【００３８】
【図１】従来技術に属する第２の胴体要素に連結された胴体要素の一部を示す概略図である。
【図２】航空機の胴体セグメントを示す概略図である。
【図３】本発明に係る第１の実施形態による、第２の胴体要素に連結された胴体要素の一部を示す概略図である。
【図４】本発明に係る第２の実施形態による、第２の胴体要素に連結された胴体要素の一部を示す概略図である。
【発明を実施するための形態】
【００３９】
図２は、複数の胴体セグメント２ａ、２ｂを表示している。
【００４０】
これら胴体セグメント２ａ、２ｂは、互いに組立てられて航空機の胴体を形成する。２つの胴体セグメント２ａ、２ｂは、以下に記載の通り、接合手段（図２には図示せず）を用いて組立てられる。
【００４１】
胴体セグメントは長手方向軸線Ｘに沿って延在する。
【００４２】
ここでは、胴体セグメントの形状は円筒形であり、したがって、接合手段は同じ形状を呈する（またはこの形状に適合される）。
【００４３】
しかしながら、胴体セグメントおよび接合手段は異なる形状を呈してもよい。
【００４４】
次に、図３を参照しながら、本発明に係る胴体要素の第１の実施形態について記述する。
【００４５】
図３は、胴体の内部から見た胴体要素１の一部を表示している。
【００４６】
胴体要素１は、第１の胴体セグメント２ａと、第１のセグメント２ａを、隣接する第２のセグメント２ｂに連結することができる接合手段４とを含む。
【００４７】
ここでは、各セグメント２ａ、２ｂの一部が表示されている。
【００４８】
したがって、各セグメント２ａ、２ｂの一方の端部のみが表示されている。
【００４９】
この例において、接合手段４は、各セグメント２ａ、２ｂのスキン３ａ、３ｂを連結するように適合されているフェルール８を含んでいる。
【００５０】
ここで、フェルール８は、胴体セグメント２ａ、２ｂのスキン３ａ、３ｂの外面３０ａ、３０ｂ上に配置されている。しかしながら、変形形態として、フェルール８をスキン３ａ、３ｂの内面３１ａ、３１ｂ上に配置することも可能である。
【００５１】
胴体セグメント２ａ、２ｂは、長手方向の平面内に延在するスチフナ、すなわちストリンガー５と、横断方向の平面内に延在するスチフナ、すなわちフレーム９とを含む。
【００５２】
ここで、フレーム９は接合手段４において位置する。これは、図３の別の要素を見える状態にするように、部分的に表示されている。
【００５３】
フレーム９は、胴体の長手方向軸線Ｘに対して横断方向の平面内に延在する本体９ａと、胴体の長手方向軸線Ｘに沿って延在するベースプレート９ｂとを含む。
【００５４】
この実施形態では、ベースプレートは、第１の胴体セグメント２ａのスキン３ａの内面３１ａに接している。
【００５５】
この実施形態では、第１のセグメント２ａの少なくとも１つのスチフナ要素５ａの端部５ａ１は、第１の胴体セグメント２ａのスキン３ａの端部にある円周、すなわち自由縁部７を超えて延びている。
【００５６】
このため、この少なくとも１つのスチフナ要素５ａの端部５ａ１は、同じセグメント２ａの別のスチフナ要素の端部５ａ１’に対して長手方向にずれている。
【００５７】
したがって、このスチフナ要素５ａの一部は第２の胴体セグメント２ｂに位置する。スチフナ要素５ａは、第１の胴体セグメント２ａのスキン３ａの自由縁部７を既定の長さＬだけ超えて延びている。
【００５８】
限定されるものではない一つの例として、この既定の長さＬは、３００ｍｍ〜６００ｍｍという範囲内に入る値を呈しうる。
【００５９】
当然のことながら、これら既定の長さＬの値は、特に胴体のサイズおよびタイプに応じて異なるものであってもよい。
【００６０】
フレーム９には、スチフナ要素５ａが通過できるようにするために穴明け加工が施されていることに留意されたい。
【００６１】
一実施形態において、第１のセグメント２ａは、第１のセグメント２ａの自由縁部７を超えない端部５ａ１’をもつストリンガー５ａ’と、第１のセグメント２ａの自由縁部７を超えて延びる端部５ａ１をもつストリンガー５ａとを含んでいる。
【００６２】
一実施形態において、自由縁部７を超えて延びる端部５ａ１をもつストリンガー５ａと、自由縁部を超えない端部５ａ１’をもつストリンガー５ａ’とは、第１のセグメント２ａのスキン３ａの円周に沿って交互に配置されている。
【００６３】
別の実施形態において、自由縁部７を超えて延びる端部５ａ１をもつ一組のストリンガー５ａは、第１のセグメント２ａのスキン３ａの円周に沿って連続して配置されている。自由縁部７を超えない端部５ａ１’をもつ一組のストリンガー５ａ’も同様である。
【００６４】
したがって、同じタイプの複数のストリンガーにより形成された組が、第１のセグメント２ａのスキン３ａの円周に沿って互いに交互に配置されている。
【００６５】
例えば、各組は、一つのみのストリンガーを含むことができる。このため、自由縁部７を超えて延びるストリンガー５ａと、自由縁部７を超えないストリンガー５ａ’とが互いに交互に配置される。
【００６６】
しかしながら、各組におけるストリンガーの数は、１よりも多く、例えば２以上であってもよい。
【００６７】
一部の実施形態において、自由縁部７を超えて延びるストリンガー５ａを含む組が１つのみ存在し且つ自由縁部７を超えないストリンガー５ａ’を含む組も１つのみ存在する可能性がある。
【００６８】
自由縁部７を超えて延びるストリンガー５ａの数と自由縁部を超えないストリンガー５ａ’の数とは異なっていてもよい。例えば、自由縁部７を超えて延びるストリンガー５ａの数は、自由縁部７を超えないストリンガー５ａ’の数の少なくとも１０％の値を示す。
【００６９】
一般に、第１のセグメント２ａと、隣接する第２のセグメント２ｂとは類似する。このため、隣接する第２のセグメント２ｂも、同様に、長手方向軸線Ｘに沿って延在するスチフナ要素５ｂを含む。
【００７０】
２つのセグメント２ａ、２ｂが組立てられる場合、第２のセグメント２ｂのストリンガー５ｂは、第１のセグメント２ａのスキン３ａの自由縁部７を超える第１のセグメント２ａのストリンガー５ａに対して長手方向軸線Ｘを中心として角度的にずらして配置される。
【００７１】
別の実施形態においては、２つの胴体セグメント２ａ、２ｂの全てのストリンガー５ａ、５ｂがそれぞれのセグメント２ａ、２ｂの自由縁部７を超えて延びている。
【００７２】
このため、２つのセグメント２ａ、２ｂが組立てられる場合、第１のセグメント２ａのストリンガー５ａは、第２の胴体セグメント２ｂの２つのストリンガー５ｂの間に挿入され、互いに長手方向軸線Ｘを中心として角度的にずれた状態で配置される。
【００７３】
このため、応力は、第１の胴体セグメント２ａのストリンガーと第２の胴体セグメント２ｂのストリンガーとの間で伝達され、セグメント２ａのスキンとセグメント２ｂのスキンとの間を移行させるべき応力は制限される。
【００７４】
限定されるものではないが、連続する第１のセグメント２ａのストリンガー５ａと第２のセグメント２ｂのストリンガー５ｂとの間の長手方向軸線Ｘを中心とした角度的なずれは、５°〜２０°、より詳細には５°〜１０°の範囲内に入る値を示す。
【００７５】
それぞれ第１のセグメント２ａおよび第２のセグメント２ｂに属する２つの連続するストリンガー５ａと５ｂとの間のずれの値は、円周長で表現して例えば１３０ｍｍ〜２００ｍｍの範囲内に入る。
【００７６】
一実施形態において、（接合手段４において）セグメント２ａの端部に位置する第１の胴体セグメント２ａのスキン３ａの円形区分６ａは、胴体セグメント２ａの中央にある第２の区分６ｂのスキンの厚みよりも大きいスキンの厚みを示す。
【００７７】
したがって、スキンは局所的に補強され、このため、２つの胴体セグメント２ａと２ｂとの間の接合部はさらに一層安定したものになる。
【００７８】
図４を参照しながら、本発明に係る別の実施形態について記述する。
【００７９】
この実施形態は、図３を参照して記述された実施形態と類似する。
【００８０】
したがって、共通の要素についてはここでは記述しない。
【００８１】
この実施形態において、胴体要素１は、例えばフェルール８と一体化して製造されているクラウン（図４において部分的に表示されている）を含む。クラウン９ｃは、胴体の長手方向軸線Ｘに対して横断方向の平面内を胴体内部に向かって、すなわちスキン３ａ、３ｂから胴体の軸線Ｘに向かって延在している。
【００８２】
このクラウン９ｃは、フレーム９の本体９ａを固定するように適合され、且つ、突出するスチフナ要素５ａのための通路を提供するように胴体の円周の一部上に延在する。
【００８３】
したがって、セグメント２ａ、２ｂの接合は、第１のセグメント２ａのスキン３ａの自由縁部７を超えて延びるストリンガー５ａを通過させるためにフレームに穴明け加工が施されていないことから、それだけ一層安定したものとなる。
【００８４】
別の実施例では、クラウン９ｃはフェルール８から独立した要素であってもよく、例えば胴体セグメント２ａ、２ｂのスキン３ａ、３ｂ上に接していてもよい。
【００８５】
このため、本発明によって、優れた安定性を可能にする接合手段を用いて、２つの隣接する胴体セグメントを組立てることが可能になる。
【００８６】
さらに、組立ての複雑さは制限され、組立ての自動化をより容易に実現できる。
【００８７】
当然のことながら、本発明の範囲から逸脱することなく上述の実施例に対し、数多くの修正を加えることができる。
【００８８】
このため、例えば、すでに指摘されたように、胴体の形状は異なっていてもよい。
【図１】
2012531358.tif 000003
【図２】
2012531358.tif 000004
【図３】
2012531358.tif 000005
【図４】
2012531358.tif 000006
【国際調査報告】
2012531358.tif 000007
2012531358.tif 000008
2012531358.tif 000009
2012531358.tif 000010