"曲率軸および少なくとも1本の湾曲した脚部を有する起伏のある複合構造物を製作する方法であって、各々が曲率軸に対して0度でない繊維配向を有するプリプレグ繊維プライの平坦な積層体をレイアップすること、積層体の少なくともある部分の上でプリプレグトウを複数の切片として設置することを含む、積層体の上に0度の繊維配向を有するプリプレグ繊維プライをレイアップすること、および、0度のプライを含む積層体をウェブおよび湾曲した脚部となるよう形成することを含む、方法。積層体を形成することが、積層体の部分をより大きい半径となるよう形成することを含む、請求項1に記載の方法。積層体を形成することが、積層体の部分をより小さい半径となるよう形成することを含む、請求項1に記載の方法。プリプレグトウを複数の切片として設置することが、トウ切片同士の間に間隙を形成することを含む、請求項1に記載の方法。トウを複数の切片として設置することが、実質的にトウ切片同士が境を接するようにすることを含む、請求項1に記載の方法。トウを複数の切片として設置することが、トウ切片同士を重複させることを含む、請求項1に記載の方法。0度の繊維配向を有するプリプレグ繊維プライをレイアップすることが、トウが複数の切片として設置されている部分に隣接して積層体の上に繊維プリプレグの連続したトウを設置することを含む、請求項1に記載の方法。トウを複数の切片として設置することが、切片同士を端と端を接して配置することを含む、請求項1に記載の方法。トウを複数の切片として設置することが、互いに対して切片の帯状片を互い違いとすることを含む、請求項1に記載の方法。湾曲した脚部を有する湾曲した複合構造物を製作するための装置であって、平坦な複合チャージがその上に設置されるよう適合されており、かつ、チャージがそれに接してそれぞれ第1および第2の湾曲した脚部となるよう形成可能な第1および第2の湾曲したマンドレル表面を有するマンドレル、第1の湾曲したマンドレル表面に接して平坦なチャージを形成するための工具、および、マンドレルと第2の湾曲したマンドレル表面に接してチャージを成形するための工具とを覆うよう適合されている可撓性真空バッグを含む、装置。マンドレルが、第1および第2マンドレル表面に接してチャージが成形されている間に、チャージがそれに接して工具により保持可能な第3表面を含む、請求項10に記載の装置。マンドレルが、成形される前のチャージを支持するために第1マンドレル表面に隣接して第4表面を含む、請求項11に記載の装置。工具が、第3マンドレル表面へ向かう方向および離れる方向の直線運動のためにマンドレル上に装着されている、請求項11に記載の装置。マンドレル、工具および真空バッグが、共通の基部上に装着されている、請求項10に記載の装置。工具が、バッグが合致可能な、かつ、それを介してチャージに成形圧力を印加可能な湾曲した表面を含む、請求項10に記載の装置。第1脚部へと形成されることとなるチャージのある部分を加熱するためにマンドレル上に加熱器をさらに含む、請求項10に記載の装置。第2脚部へのチャージの成形中に第2マンドレル表面へと向かうバッグの移動を導くために、第2マンドレル表面に沿って離間されている複数の成形補助具をさらに含む、請求項10に記載の装置。まず図1~図3を参照すると、円筒形の胴体部30は、フレーム構造物32を覆って形成され、かつ、固定されている外側の外板34を含む。フレーム構造物32は、複数の長手方向に離間した円筒形フレーム32aと、円筒形フレーム32aを貫通する長手方向に延在している縦通材32bとを含む。円筒形フレーム32aの各々は、限定はされないが重ね継ぎ板図示せずおよび締結具図示せずといったあらゆる適切な手段を用いて互いに重ね継ぎされている複数の湾曲したフレーム部36の形態を取っていてもよい湾曲したまたは起伏のある複合部材を含んでいてもよい。ただし、いくつかの用途では、湾曲した半フレーム部および全フレーム部図示せずも可能かもしれない。ここで、湾曲したフレーム部36は、開示する方法および装置により製作可能な広範な湾曲したまたは起伏のある複合部材の例示に過ぎないことに注目すべきである。図3でもっともよく分かるように、以下で湾曲したまたは起伏のある複合部材と呼ぶこともあるフレーム部36の各々は、概ねZ字形の断面を有していてもよく、かつ、湾曲したウェブ42により湾曲した内側コード40に接続されている湾曲した外側コード38を含んでいてもよい。断面図3で見ると、外側コード38および内側コード40は、ウェブ42を横切って延在している脚部を効果的に形成している。したがって、ここに用いられるように、脚部および複数の脚部という語は、限定はされないがウェブなどの起伏のある構造物の他の特徴を横切って延在している限定はされないがキャップまたはフランジといった1つ以上の構造的特徴を指す。説明している実施形態において、ウェブ42は、任意の強化パッド44を含んでいてもよい。外側コード38は、外板34が結合および/または締結されていてもよいシヤタイを形成している。外側コード38およびウェブ42の一縁部は、複数の離間したねずみ穴形の切り欠き53を含んでいてもよく、該切り欠き53を通って、縦通材32bが延在している。下で取り上げるように、フレーム部36は、炭素繊維エポキシなどの繊維強化合成樹脂の積層されたプライから形成される。図4に示すように、フレーム部36は、効率的であるとともに反復可能な後述する製作方法の使用を促進しつつ、最大の構造的性能をもたらすよう配置および配向されている完全プライ46および部分プライ48を含むプライの積み重ねを含んでいてもよい。ここで図5~図7を参照すると、AFP機械58は、繊維トウまたは繊維プリプレグテープの帯状片をレイダウンしてここでは平坦なチャージ50と呼ばれることもある平坦なプライの積層体50を形成するためのロボット60上のエンドエフェクタとして用いられてもよい。AFP機械58は、トウ切断器68により切断される前にリボナイザー66を通過して入ってくるプリプレグトウ62を受けるくし部64を含んでいてもよい。切断されたトウ72は、トウ62を基板図示せずまたは下に存在するプライ層図示せず上に付与および圧縮する従属ローラー70の下を通過する。図5でもっともよく分かるように、AFP機械58は、繊維がデカルト座標系47において予め選択された角度に配向している繊維トウ62またはテープをレイダウンするために用いられてもよい。説明例において、プライの積層体50は、0度に配向している繊維トウ52、45度に配向している繊維トウ56および-45度に配向している繊維トウ54を含む。90度に配向している繊維トウは、図示していないが、プライの積層体50に埋め込まれている。図8は、一方向繊維トウまたはテープがプライの積層体50にレイダウンされるデカルト座標系47の向きと、フレーム部36の起伏を規定する極座標系との関係をよりよく示している。番号37により示すフレーム部36の起伏は、極39を起点とし、かつ、0度で示されている基準座標に対して極角Θをなす動径座標rにより規定されていてもよい。したがって、フレーム部36による各起伏のある特徴は、角度Θにおける値r動径座標により規定されてもよい。ただし、ここでは、示されているフレーム部36は一定の半径曲率を有し、かつ、ウェブ42は一定の厚さ厚みを有しているが、フレーム部36の曲率、ウェブ42の厚さ、内側コード40の厚さおよび外側コード38の厚さは、各々が、フレーム部36の長手方向に沿って可変であってもよい。説明している実施例において、プライの積層体50は、動径座標rに対して接線方向に配されているデカルト座標系47内で一方向プリプレグ繊維が配向している複数のプライ52により形成されている。下でより詳細に取り上げるように、説明例において、0度、-45度、45度および90度の繊維配向が使用されているが、特定の用途およびフレーム部36の幾何学的形状を含むさまざまな要因次第で他の角度配向も可能である。ここで、平坦なプライの積層体50のいくつかのプライにおける繊維配向を示す図9~図12に注目する。図9は、トウまたはテープ帯状片が0度の配向を有してAFP機械58によりレイダウンされ、フレーム部36の全長にわたって延在しているプライ52を示している。ここで用いられているように、テープは、予備含浸された一方向繊維を指し、トウは、その長手方向に細長く切って幅の狭いベルト状とされるテープを含んでいてもよく、該ベルトは、例えば限定はされないが、幅0.125インチ、0.25インチまたは0.5インチとしてもよい。コースは、AFP機械58によりベルトとして付与されるトウを指す。脱落は、AFP機械58が1本以上のトウの連続性を断つことを指し、かつ、隣り合うトウまたはテープ間の間隔を含んでいてもよい。切断/追加収束ゾーンは、あるコースが同じプライ内の異なる配向のコースにおいて終点となることを意味し、これにより、間隙および重複の領域が作り出される。0度のプライ52は、細長テープのレイダウンの舵を取るためにAFP機械58を用いることにより形成されていてもよく、ここで適合性および脱落によりプライ52の幅が決定される。図9にはプライ52全体が示されているが、部分的プライまたは脱落のあるプライもまた可能である。後に外側コード、内側コードおよびウェブへと形成されることとなるプライ52の部分は、それぞれ番号38、40および42により示されている。なおここで、いくつかの用途では、外側コード38を形成するプライは、AFP機械58を用いてレイダウンされるのではなく、むしろ、ある幅に予め切断し、後で取り上げる工具上に設置した別個のトウベルトまたはテープの層を用いて形成可能である。0度以外の角度に配向されたトウまたはテープを含むプライは、各々がテーパ形のウェッジ形状を有するトウ/テープの並んだ群または切片55、74により形成されている。切片55、74は、側面を決定する上向き角度および脱落許容量を有するテープを用いて形成されてもよい。例えば、図10は、切片55の各々における繊維配向が概ね45度である切片55により形成されているプライ54を示している。図11は、並んで配されている切片74により形成されているプライ76を示しており、ここで、各切片74における繊維は、フレーム部36の起伏37図8を規定する動径座標rの角度と実質的にそろえて、概ね90度に配向されている。切片74を形成するためにトウ72がレイダウンされている場合、個々のトウは、プライ76の曲率の方向に角度が付けられている。角度が付けられたトウ72同士は、互いに並んだ関係に個々に設置されている。あるいは、切片は、AFP機械58または類似の装置により互いに並んだ関係にレイダウンされている繊維テープのテーパ形ウェッジ75により形成されていてもよい。ここで図12を参照すると、平坦なプライの積層体50が完全に設置された後、プライの積層体50の一縁部51に沿ってねずみ穴の切り欠き53を作成してもよい。切り欠き53は、限定はされないが例として、NC制御超音波切断器図示せずを用いるなどのさまざまな技法のうちのいずれかを用いて作成してもよい。説明例において、切り欠き53は、縦通材32bがそれを通って延在する図1開口を提供する。ただし、その他の用途では、重量を削減し、かつ/または、後続の製作プロセス中にプライにしわが生じる可能性を低減するために同様の切り欠き53を設けることが望ましいことがある。ここで、ドレープ成形プロセスを用いた内側コード40の形成を示す図13~図17に注目する。成形マンドレル80の上側平坦表面80a上に、プライの積層体50を設置する。成形マンドレル80は、説明例において、上側平坦表面80aに対して実質的に90度の角度をなす湾曲したまたは起伏のある表面80bを含む。起伏のある表面80b上に、内側コード40を形成するために用いてもよい何らかの0度のプライを直接設置する。プライの積層体50の外側縁部50aは、湾曲した表面80bを超えて延在し、かつ、図13に示す位置へとその後移動させられるレイアップ棚86によりプライ設置中は支持されてもよい。成形マンドレル80は、繊維ガラスブリーザー82により分離された真空バッグ工具84上に支持されている。真空バッグ88は、プライの積層体50および成形マンドレル80を覆って設置される。バッグ88とプライの積層体50との間にブリーザー90およびFEPフッ素化エチレンプロピレンの層92を設置してもよい。バッグ88はまた、その内側表面上に溝図示せずを有することもでき、その場合、ブリーザー90は必要ない。プライの積層体50の縁部50aが工具表面80bを覆っている状態で、バッグ88内を真空引きすることにより、プライの積層体50に圧力を印加し、これにより、縁部50aが成形マンドレル80の湾曲した表面80bの起伏に接して実質的に平坦となり、かつ、実質的にその起伏の形をとるまで、図13における矢印94の方向に縁部50aが下向きに曲がる。こうして、プライの積層体の縁部50aは、湾曲した工具80bの半径Rと実質的に同一の半径を有する内側コード40へと形成される。上で説明した成形プロセスは、図16および図17に示すドレープ成形装置96において行われてもよい。バッグ88は、脚部100上に支持されている真空テーブル98に枢動可能に取り付けられたフレーム102に装着されている、例えば限定はされないが、シリコーンから形成される気体不透過性膜を含んでいてもよい。真空テーブル98は、ポートまたは穴図示せずを含み、これらにより、テーブル98を通って空気を引き出すことができる。フレーム102が真空テーブル98に接して閉じている状態で、真空テーブル98上にプライの積層体50およびレイアップ棚86とともに成形マンドレル80を設置してもよい。図17に示すように、真空システム図示せずを用いて、フレーム102およびテーブル98により形成される密閉キャビティ中の空気を排気してもよい。このキャビティの排気の結果、膜88が成形マンドレル80の上方で引き下ろされ、これにより、成形マンドレル80の前面80bを覆って下方へ縁部50aが形成される。レイアップ棚86は、形成プロセス中に膜88を部分的に支持することにより、膜88の縁部50aに印加される力を制御し、かつ、導く。内側コード40が完全に形成された後、製作方法における次の工程を外側コード38が形成される図18~図21に示す。外側コード38は、例えば限定はされないが、図19に示すドレープ成形装置124を用いて張力高温ドレープ成形により製作可能である。ドレープ成形装置124は、脚部134により支持されている下側フレーム128に保持された加熱真空テーブル130を含む。上側枢動フレーム126は、例えばシリコーンを含んでいてもよい気体不透過性膜132を含む。成形/硬化マンドレル106の形態の工具および起伏のあるブロック112は、真空テーブル130上に支持されており、かつ、フレーム126が下側フレーム128に接し閉じて密封されているとき膜132により覆われている。図18でもっともよく分かるように、成形/硬化マンドレル106は、プライの積層体50を支持している平坦な上側工具表面106aを含む。成形/硬化マンドレル106上の第2の平坦な表面106bは、工具表面106aから上向きに延在しており、かつ、内側コード40と係合している。成形/硬化マンドレル106は、工具表面106aから下向きに延在しており、かつ、外側コード38の形成に用いられる第3の表面106cをさらに含む。成形/硬化マンドレル106は、真空テーブル130上に支持されている。真空テーブル130と成形/硬化マンドレル106との間に、繊維ガラスまたはその他適切な材料から形成される任意のブリーザー110を設置してもよい。半径122が内側コード40に隣り合って完全に維持されていることを確実とするために、プライの積層体50を覆って起伏のある増圧器120を設置してもよい。増圧器とプライの積層体50との間に、限定はされないがテフロンRといった材料のプライ116およびブリーザー118を設置してもよい。成形/硬化マンドレルの縁部とプライの積層体50との間に、FEPの追加層123を設置してもよい。FEP層123はブロック112を覆っており、これらが組み合わさって、ドレープ成形プロセス中にバッグ膜132がプライの積層体50の外側縁部50bに圧力を印加する角度を制御するよう機能する。外側コード38は、成形/硬化マンドレル106を覆って高温ドレープ成形してもよく、次いで、炉内または赤外線ランプといったその他の手段により、例えば華氏約140度の予め選択された温度に加熱してもよい。バッグ膜132内を真空引きし、予め選択された期間保持する。張力制御高温ドレープ成形プロセス中、マトリックス樹脂の粘度が加熱により低下した結果、繊維がプライ内で摺動可能である。これにより、必要に応じて繊維が束になったり、分離したり、そうでなければ再配置することが可能である。積層体50の下で張力を維持することにより、しわの発生が最小限に抑えられる。半径増圧器120は、外側コード38を形成しつつ、内側コード半径122図3における40aを保持する。図20は、形成された内側コード40が工具表面106aに接して保持されている状態で、成形/硬化マンドレル106上に位置する部分的に形成されたプライの積層体50を示している。プライの積層体50の外側縁部50bは、工具表面106bの上方で片持ち支持されている。図21に示すように、膜132が成形/硬化マンドレル106の上方で引き下ろされると、膜132は、ブロック112により部分的に制御された角度で外側縁部50bに圧力を印加する。次いで、プライの積層体50の縁部50bは、工具表面106cに接して完全に形成されるまで、矢印114の方向に下向きに曲げられて、外側コード38を形成する。フレーム部36の外側コード38および内側コード40が形成されると、次いで、フレーム部36を硬化させる必要があり、これに関連して、図22に注目する。形成されたフレーム部36および成形/硬化マンドレル106を高温ドレープ成形装置124から取り除く。半径141の圧縮を助けるために、外側コード38を覆って当て板139を設置してもよい。同様に、半径122の圧縮を助けるために、増圧器142を据え付けてもよい。従来の真空バッグ138をフレーム部36を覆って設置し、硬化マンドレル106にシール140により封止する。成形/硬化マンドレル106とバッグ138との間に、ブリーザー図示せずおよびFEPの剥離プライ図示せずも設置可能である。ここで、起伏のある複合構造物を製造するための方法において用いられる工程全体を示す図23に注目する。144において、プリプレグ繊維トウおよび/またはテープを含む原材料を受領し、かつ、点検する。146において、前述の成形マンドレル80および成形/硬化マンドレル106を洗浄および準備する。次に、148において、成形マンドレル80を覆って外側繊維ガラスプライを設置してもよい。工程150において、1つ以上のAFP機械58を用いて積層体50中のさまざまなプライをすべてレイダウンする。平坦なプライの積層体50が形成されると、次いで、工程152で求められているように、プライの積層体50にねずみ穴の切り欠き53を設ける。次に、工程154において、成形マンドレル80およびレイアップ棚86上にプライの積層体50を設置する。次いで156において、後続の成形プロセスにおいて用いられる位置へとレイアップ棚86を移動させる。工程158において、上で説明したドレープ成形技法を用いて内側コード40を形成する。工程160において、部分的に形成されたプライの積層体50を成形/硬化マンドレル106に設置する。162において、成形/硬化マンドレル106上で外側コード38を高温ドレープ成形する。次に、工程164において、形成されたフレーム部36を硬化工具106へと移送し、フレームを覆って内側繊維ガラスプライを設置する。次に、166において、当て板139および増圧器142を据え付け、その後、該組立品をオートクレーブ硬化に備えて真空バッグに入れる。168において、オートクレーブ図示せず内でフレーム部36を硬化させ、その後170において、硬化し完全に形成されたフレーム部36にデバッグ処理およびバリ取りを行う。172において、数値制御切断器を用いてフレーム部36を切り取ってもよく、次いで174において、従来の非破壊評価手法を用いて切り取られたフレーム部36を点検してもよい。開示している実施形態は、Z字形断面を有する起伏のある複合構造物を製作するための方法の使用を示しているが、ウェブのような構造的特徴から1本以上の脚部が外向きに延在しているその他さまざまな起伏のある構造物が可能である。例えば、図24に示すように、開示している実施形態は、限定はされないがC字形176、J字形178、L字形180、I字形182、変形J字形184および1つ以上の形態のU字形186といった他の脚部構成または断面形状を有する起伏のある連続した構造物を製作するために使用されてもよい。ここで、実質的に一定幅の一方向プリプレグ繊維テープから形成される重複するプライ切片188を用いて起伏のあるプライ201をレイアップするための別の方法を示す図25および図26に注目する。標準または非標準幅のテープのスプール図示せずから引き出されたテープから一定幅のプライ切片188を切断してもよい。図25および図26に示す実施例において、プライ切片188は、形状が実質的に矩形であるが、プライ切片188が実質的に同じ幅を有することを条件にその他の形状を有していてもよい。プライ切片188を基板図示せず上に設置し、レイアップされている起伏のあるプライ201の起伏のある中心線192に沿って配置する。プライ切片188の各々は、それぞれ内側コード38および外側コード40を超えて放射状に延在して、プライ切片188により形成される完全なプライ201が構造物36図2の起伏と実質的に一致するように後に切り取られる延在部分200を形成する。プライ切片188の各々は、動径座標rが極座標系190における極39を起点としている状態で、設置プロセス中に配列される長手方向の中心線194を含む。ここで時として曲率軸とも呼ばれる中心線194の各々は、図25において0°と示されている基準線に対して角度Θをなす。極座標系190は、構造物36図2の1つ以上の起伏を規定するために用いられる。開示する実施形態にしたがって、重複の量が好ましくは実質的に一定に保持されるように、一定幅のテープ切片188を互いに対して重複する関係191に設置する。各プライ切片188を設置する際、前に設置した隣り合う切片188からわずかな角度193図26に向ける。重複する関係191にプライ切片188を設置すると、結果として、プライ切片188a、188bの隣り合うもの同士が内側コード40の近辺でパイ形の重なり部分196を形成し、かつ、外側コード38に隣り合ってパイ形の間隙198を形成することとなる。重なり部分196および間隙198は、テープ切片188の幅を変化させることによりある特定の用途の構造的要件を満たすよう調整可能である。上で説明した一定幅のテープレイアップ方法により、小型で大きな起伏のある複合構造物上であっても比較的高速に0度でないプライのレイアップが可能となる。図26でもっともよく分かるように、重なり部分196は、プライ201の中心線192から概して延在しており、ここで、重なり部分196の幅204は、中心線192からの距離の増加とともに段々と広がっている。同様に、隣り合うプライ切片188a、188b間の間隙198の幅202は、中心線192からの距離の増加とともに広がっている。開示している実施形態によると、重なり部分196と間隙198との両方が実質的に最小化される。図11に示した実施形態において用いられている周囲を切断したテープ切片74と対照的に、一定幅の端部を切断した単純なプライ切片188の使用により、重なり部分196および間隙198を最小化する所定の手法でプライ切片188を設置するための下で取り上げる自動化設備の使用が促進される。上で説明したような一定幅のプライ切片188の重複設置の結果、プライ201が、重なり部分196および間隙198により規定された実質的に等分にずれた切れ目を有することとなる。テープ切片188に対して選択された幅は、用途とともに変わる。重なり部分196および/または間隙198を減少させるためには、より幅の狭いテープ切片188を利用可能である。同様に、レイダウン速度を高めるために、より広いテープ幅を使用してもよい。45度のプライ201に対する重なり部分196および間隙199は、プライ切片188を/-60度の配向に変化させることにより低減可能である。図27を参照すると、内側コード40および外側コード38の外側起伏をそれぞれ実質的に一致させるよう各テープ切片188の重複する端部200を206において角度Φで切断してもよい。したがって、切片188の切断した端部206は、構造物36図2の起伏に実質的に追従してもよく、その結果、切片188が概して台形を有することとなる。開示する実施形態にしたがって、プライ切片188の各々は、構造物36図2の起伏に関連した極性配向に中心線194図25および図26を配列させる図28に示す自動テープ配置設備208を用いて、基板図示せず上に設置してもよい。図28を参照すると、自動テープ配置設備208は、工具であってもよい、基板214の起伏に対する旋回運動のためのガントリー214上に装着されている旋回テープ配置ヘッド210、212を含む。ヘッド210、212の各々は、テープをある長さに切断し、切断された長さのテープを基板214上に設置する切断設置機構図示せずとともに、複合テープの供給品図示せずを含む。テープヘッド210、212および/または基板214は、テープヘッド210、212が基板214を横切り、かつ、典型的にはCNC制御装置図示せずの制御下で複合テープを自動的に設置するように、互いに対して移動させられる。適切な自動テープ配置機械208の追加の詳細は、2006年11月21日発行の米国特許第7,137,182号明細書に開示されており、該特許の内容全体をここに参照により引用する。ここで、1本以上の脚部を有する起伏のある複合構造物を作製するための方法の全体工程を示す図29に注目する。218で開始する一連の工程216において、一定幅の一方向繊維プリプレグテープを所望の長さに切断することによりプライ切片188を製造するとともに、プライ201を据える。次に220において、基板上に複合構造物の起伏に追従する並んで重複した関係となるようプライ切片188を設置する。設置プロセス中、プライ切片188の長手方向中心線194は、構造物の起伏に関連する極性配向に配列される。222において、隣り合うプライ切片188a、188b間の重複196および間隙198を制御する。典型的には、この制御は、図28に示した種類の自動化テープ配置設備を用いる際に自動的に実施される。次いで224において、必要に応じて、最終形状となるように完成したプライ201またはプライ201の積層体の各々を切り取ってもよい。226において、1本以上の脚部を形成することを含んでもよいここで前に説明した技法を用いて、完成したプライの積層体50図8をある形状に形成してもよい。最後に228において、形作ったプライの積層体50を圧縮および硬化してもよい。前に取り上げたように、図1および図2に示したフレーム部36といった起伏のある複合構造物が比較的大きい曲率を有するようないくつかの用途においては、形成された後で内側脚部40および外側脚部38上に0度のプライ52図9を設置する必要があることがある。このプロセス要件は、0度のプライ52図9中の繊維が、より短い半径から長い半径への形成中に実質的に伸長不可能である、すなわち、伸びることにより長さが実質的に変化しないということから生じる。同様に、0度のプライ52中の繊維は、より長い半径から短い半径への形成中に圧縮により長さが実質的に変化しない。したがって、より長い半径から短い半径へ形成される際、0度の繊維が成形中に互いの上を容易に摺動して、繊維が実質的に面内にとどまることを可能とすることがないため、0度のプライは、曲がり、間を埋め、しわになり、かつ/または波打つ可能性がある。結果として、起伏のある複合構造物を形成するための前に説明した製作方法には、0度でないプライの設置および形成とは異なり、0度のプライ52を設置するための複数工程のプロセスが必要である。しかしながら、下で取り上げる起伏のある複合構造物36図1および図2を製作する代替の方法によると、1つ以上の0度のプライ52を含む平坦な積層体またはチャージ50図5および図21は、単一の成形作業において1本以上の湾曲した脚部38、40となるよう形成することにより、脚部38、40を形成した後で別の工程において脚部38、40上に0度のプライ52を設置する必要がなくなる可能性がある。図30を参照すると、時としてここで積層体230とも呼ばれる平坦な複数プライプリプレグ繊維チャージ230は、その上に設置された0度のプライ231を含む。前に取り上げた平坦なチャージと同様に、チャージ230は、曲率半径Rにより規定された起伏のある構造物36の曲率軸250に対してプライの各々の部分を配列するための極座標系を用いて前に取り上げた方法にしたがってレイアップされる図30には示していない複数の0度でないプライを含んでいてもよい。平坦なチャージ230は、図2に示した起伏のある複合構造物36のウェブ42、内側コードまたは脚部40および外側コードまたは脚部38となるようにそれぞれ形成される中央ウェブ部分232、内側脚部分234および外側脚部分236を含む。チャージ230は、縦通材32図1またはその他の構造的特徴を収容する前述の切り欠き235を含んでいても、含んでいなくてもよい。本実施例において、0度のプライ231上のウェブ部分232および外側脚部分236は、以下で連続トウ238と呼ぶ連続した細長テープトウ238により形成される。しかしながら、0度のプライ231の内側脚部分234は、手作業でまたはAFP機械58図7を用いて端と端を接して設置されるトウ切片240へとオンザフライで連続トウ材料を選択的に切断することにより形成されるトウ切片240の一連の並んだ帯状片233により形成される。本実施例において、隣り合うトウ切片240の端部241は、わずかに離間されており、各帯状片233におけるトウ切片240間に間隙242を形成している。しかしながら、下で取り上げるように、隣り合うトウ切片240の端部241は、チャージ230が成形される前には、互いに境を接していてもよく、または、互いに重複していてもよい。設置中、連続トウ238およびトウ切片240の帯状片233は、曲率軸250と揃うように、設置される際に舵が取られる。図31は、各帯状片233におけるトウ切片240の隣り合う端部241が互い違いに配置されている0度のプライ231を示しており、ここで、隣り合う端部241の接触部は、連続的に長くなる距離で生じる。切片240をこのように互い違いとすることにより、硬化した構造物の圧縮、引張およびせん断強度に対するあらゆる悪影響が低減される。図32は、トウ切片240の隣り合う端部241の接触部が帯状片238ごとにいくぶん不規則に分布しているが、隣り合う端部241間の接触部のいずれも互いに揃っていない代替の互い違いパターンを示している。ここで図33および図34を参照すると、湾曲した総形工具244は、湾曲した上側工具表面246と、曲率半径Rおよび弧長254を有する隣接した凹形工具表面248とを含む。図を簡潔にするために、単一の0度のプライ231のみが工具244上に形成されている様子を示しているが、プライ231は、図30に示したものと同様であるが外側脚部分236も切り欠き235も有さない複数プライチャージ230の一部を形成していることは理解されるだろう。プライ231のウェブ部分232は、工具244の曲率軸250に対して0度の配向を有する連続したトウ238を含む。プライ231の内側脚部分234は、トウ切片240の一連の並んだ帯状片233を含み、かつ、矢印252によって示す方向に凹形工具表面248を覆って下方へ形成される。成形プロセス中、脚部分234におけるトウ切片240中の繊維は、もっとも良好なはめ合い形状へと互いに対して摺動することにより、実質的に曲がり、間を埋め、しわになり、かつ/または波打つことなく脚部分234を凹形工具表面248によりよく適合させてもよい。チャージ230の脚部分234においてトウをトウ切片240へと切断することにより、脚部分234における繊維が分離または重複により効果的にその長さを変化可能であり、これにより、平坦なチャージ230が平坦な形状から凹形工具表面248と一致する起伏のある形状へと幾何学的形状の変遷を受ける際に、繊維中のあらゆる誘導圧縮および/または張力を緩和する。一般に、トウ材料を端と端を接して設置されているトウ切片240へと選択的に切断する技法は、繊維が成形中にその長さを変化させることを理論的に要する平坦なチャージ230のあらゆる部分上に0度の繊維をレイダウンすることにより、平坦を保ちかつ面内にとどまるために用いられてもよい。図35でもっともよく分かるように、トウ切片240は、成形中にトウ切片240同士の間の予め選択された最大間隙242を達成するために変化可能な弧長Lを有していてもよい。知られている構造物半径Rおよび知られている接線弧長248図33に基づいて、最小の場合のトウ切片弧長Lを計算することができる。起伏のある構造物の半径R図34が増大するにつれて、ウェブ部分232から形成された脚部分234への繊維長の差が減少し、かつ、繊維が張力および圧縮力の影響を受けにくくなる。その結果、より長い構造物半径Rを用いるほど、より長い切片弧長Lを用いてもよい。あるいは、図36に示すように、実質的に一定の長さLを有するが、成形中にトウ切片240が重複しないことを保証するために、脚部分234がその周りに形成されている軸250からの距離が長くなるほど大きくなる切片間の可変間隙G1、G2、G3を有するトウ切片240を使用することができる。トウ切片の所定の長さLは、起伏のある構造物の曲率半径R、最大切片間間隙G許容量、および、脚部234の凹性または凸性、脚部の切れ目の量、すなわち軽い揺れおよび傾斜、用いられているトウの幅、ならびに、樹脂系の層間せん断能力に基づいて選ばれる。分割トウの方策は、0度がばらばらとなることにより、硬化した構造物の構造的載荷能力を低下させることなくチャージの成形性が最大化するように選ばれる。図37および図38は、工具256の凹形表面242上に0度のプライ231の外側脚部分236を形成するための工具256を示している。本実施例において、0度のプライ231の外側脚部分236は、不変の弧長L図35参照および切片間の間隙242を有するトウ切片240を含む。工具256の凹形表面242上により大きな半径からより小さい半径へと外側脚部分236を成形している間、外側脚部分236の圧縮により切片240同士が互いに向かって移動することにより、間隙の大きさを低減し、かつ/または、図38に示すように隣り合う切片240同士を互いに境を接する、または、ほぼ接する関係とする。表面242上への形成に続いて、存在する場合、間隙242の大きさは、外側脚部分236がその周りに形成されている軸265からの切片240の距離にしたがって変わってもよい。成形後の脚部分234、236におけるトウ切片240の隣り合う端部241間の間隙242の大きさは、切片240が切断され、平坦なチャージ230上に設置される際の切片240同士の離間または重複次第で変わる。例えば、図39Aは、0度のプライ231の内側脚部分234を示しており、ここで、テープ切片240の隣り合う端部241は、258において境を接するか、または、ほぼ接するが、成形中に広がって、脚部分234がより小さい半径からより大きい半径へと移動するにつれて、図39Bに示すように隣り合う端部241間に間隙242を作り出す。ある特定の用途に対して用いられる分割方策次第で、トウ切片240の端部241同士の突き合わせ、間隙または重複は、脚部分234、236のいずれかに作り出すことができる。図40Aは、内側脚部分234上のトウ切片の間隙242を最小化可能な別の分割方策を示している。この方策を用いて、隣り合うトウ切片240の端部241は、成形前は当初243において重複するよう設置される。しかしながら、成形中に、隣り合うトウ切片の端部241同士は、離間する方向へ移動し、図40Bに示すように突合せ継手258を形成してもよい。図40Cは、テープ切片240の隣り合う端部241がその間に切片間の間隙243を有する状態でレイダウンされている0度のプライ231の外側脚部分236を示している。より大きい半径からより小さな半径への外側脚部分236の成形中、テープ切片240は、図40Dにおける258で示すように境を接するか、または、ほぼ接する関係となるように互いに向かって移動する。図示していないが、切片間の間隙243は、外側脚部分236の成形に続いてテープ切片240の隣り合う端部241が互いに重複可能なように、選択されてもよい。ここで、少なくとも1つの0度のプライ231を含む複合プライの平坦な積層体230を用いて少なくとも1本の湾曲した脚部38、40を有する起伏のある複合構造物36図2を製作する方法の工程を大まかに示す図41に注目する。工程260において、一方向プリプレグの切片188図25を用いて0度でないプライの平坦な積層体230をレイアップするが、ここで、切片188の各々は、極座標系190図25内で規定されていてもよい構造物の曲率軸250と揃えられている。262において、湾曲した脚部38、40図2へと形成されることとなる積層体230のある部分234、236上に端と端を接して設置されている一方向プリプレグトウの切片をレイダウンすることを含む、少なくとも1つの0度のプライ231を平坦な積層体230上にレイアップする。工程264において、トウ切片240を含む積層体の上記部分234、236を構造物36の湾曲した脚部38、40へと形成する。ここで、図2に示したフレーム部36のような2本の湾曲した脚部を有する起伏のある複合構造物を形成するための装置264の一形態を示す図42~図45に注目する。ここで、該脚部は、湾曲した内側脚部またはコード40および湾曲した外側脚部またはコード38を含む。チャージ230は、0度でないプライと、実質的に曲がり、間を埋め、しわになり、かつ/または波打つことなく脚部分234、236を形成するのを助けるトウ切片240を含む1つ以上の0度のプライ231との両方を含む前述のものと同様であってもよい。下で取り上げるように、成形装置264を用いて、チャージ230の内側脚部分234と外側脚部分236との両方を実質的に同時に単一の成形作業において形成してもよい。装置264は大まかに、実質的に平坦な基部268上に装着されている工具組立品266と、袋状の真空バッグ270とを含む。真空バッグ270は、基部268に旋回するよう固定されている周囲フレーム272上に装着されている。バッグ270は、フレーム272が基部268の上方かつその上で下方に旋回させられると、バッグ270と基部268との間で真空密閉を形成する周辺シール275を含む。工具組立品266は、湾曲した静止工具マンドレル274と、線形アクチュエータ280によるマンドレル274上の直線運動のためにその両側端部に装着されている湾曲した総形工具276とを含む。総形工具276は、内側脚部分234、外側脚部分236を形成しつつ、チャージ230のウェブ部分232を支持する安定器として作用する。マンドレル274は、平坦なチャージ230図43がそれに接して形成されていてもよい3つの隣接した表面284、286および288を含む。マンドレル274は、後に明らかとなる目的のためにその上に帯状電気加熱器290を有する湾曲した平坦な上側表面282をさらに含む。総形工具276は、マンドレル274上の工具表面284、286にそれぞれ面する2つの湾曲した表面276a、276b図43と、二次元に湾曲した外側表面とを含む。線形アクチュエータ280は、図43に示す持ち上げられた積み下ろし位置から図44に示す閉鎖成形位置まで工具276を移動させるために電動操作可能である。図43に示すように総形工具276がその持ち上げられた位置にある状態で、図43に示すように、平坦な複合チャージ230をマンドレル274の上側表面282上および総形工具276の下側表面276bの下に設置してもよい。工具組立品266は、工具前方表面288の底部縁に沿って複数の摺動可能な支持体292をさらに含む。支持体292の各々は、図43に示すような基部工具274の内側の後退位置から図44に示すような伸長位置まで摺動可能である。チャージ成形ブロック296は、支持体292の各々にそれぞれ着脱可能に取り付けられており、かつ、チャージ230の外側脚部分236を形成することと、バッグが工具表面288上に下方に外側脚部分236を形成する際のバッグ270の変形を導くこととを助けるよう機能する。図示はしていないが、使い捨て離型材料を用いて、チャージ230が適切な形状に摺動するのを助け、かつ、マンドレル274および/または総形工具276に付着するのを防いでもよい。ここで、一対の湾曲した脚部38、40を有する湾曲した複合構造物36図1および図2を製作する方法の工程を示す図46に注目する。大まかに言って、該方法は、298においてマンドレル274上に平坦な複合チャージ230を設置することと、300に示すようにマンドレル274を用いて、チャージを湾曲したウェブ42により接続されている一対の湾曲した脚部38、40へと形成することとを含む。より詳細には、302から開始して、平坦なチャージ230をマンドレル274上に設置し、かつ、総形工具276の表面276bとマンドレル274の表面282との間で安定化させる。次に、304において、帯状加熱器290を用いて、内側脚部分234を適切な成形温度へと加熱して、成形前にプリプレグ樹脂の粘度を低下させる。図示はしていないが、追加の電気加熱要素をバッグ270上または下に、かつ、後で形成する脚部分234、236に接して位置させることにより、成形前にこれらの領域を加熱することができる。次に、線形アクチュエータ280に通電することにより、総形工具276を下向きに移動させ、平坦なチャージ230をマンドレル表面284、286上へ圧縮する。総形工具276が下向きに移動するにつれて、工具表面284、286に対する張力下で平坦なチャージ230が高温ドレープ成形され、これにより、308に示すようにウェブ42図1および第1内側脚部40を形成する。工程310において、総形工具276とマンドレル274との間でチャージ230のウェブ部分232および内側脚部分234図30を保持し続ける。312において、フレーム272を基部268上へ回し下ろし、これにより、バッグ270と基部268との間に真空気密シールを作り出す。314において、バッグ270内を真空引きする。316において、バッグ270内の真空により、チャージ230の外側脚部分236上へバッグ270を引き下ろす。総形工具276上の湾曲した表面278および成形ブロック296により部分的にバッグ270の下向きの移動を導き、該ブロックは、バッグ270を導いて、チャージ230の外側脚部分236に圧力を印加し、かつ、マンドレル274の工具前方表面288上に脚部分236を形成する。図46には示していないが、成形したチャージを硬化させるための硬化工具として工具組立品266を用いてもよい。ここで図47および図48を参照すると、脚部38、40が実質的に同時に単一の成形作業において形成される複数の脚部38、40を有する図1に示したもののような起伏のある複合構造物へと平坦な複合プライの積層体またはチャージ230を高温ドレープ形成するために、成形セル318を用いてもよい。チャージ230は、図30~図41に関連して前に説明したものと同様であってもよい。限定はされないがC、J、L、Z、VおよびI字形の断面形状を有するものを含む、多種多様な配向、弧長および全体の幾何学的形状を有する多足形の複合構造物を形成するために、成形セル318を用いてもよい。図42~図45に示した成形装置264と同様に、成形セル318を用いることにより、レイアップ工程と成形工程との間にチャージ230を裏返し、かつ/または、移送する必要をなくすことができる。また、図42~図45に示した成形装置264と同様に、成形セル318は、成形作業中にウェブ繊維を適切な形状に直接据えることを可能とし、二次成形および/または加熱作業を必要としない。成形セル318は、フレーム324上に支持されている一対の整合した工具片320、322を含む。上側工具片320は、上側工具片320と結合されているシャフト326を含む線形アクチュエータ328により、下側工具片322へ向かう方向および離れる方向の直線運動のために装着されている。上側工具片320および下側工具片322は、平坦な複合チャージ230上への湾曲した脚部の形成に用いられる真空引きのための真空源図示せずと下で取り上げるように結合されている真空接続部330を備えている。ここで図49を参照すると、上側工具片320および下側工具片322は、囲まれたフレーム332、333をそれぞれ含む。フレーム332およびフレーム333は、側壁332bおよび側壁333bに接続されている端壁332aおよび端壁333aをそれぞれ含む。側壁332bは、下側フレーム333の側壁333bにおける周辺の溝334内に配置されている周辺シール336と揃えられている。後で取り上げるように、上側フレーム側壁332bは、工具片320と工具片322とが閉じられると、溝334内へ収容され、これにより、真空気密シールを形成する。工具片320および工具片322は、整合した上側マンドレル338および下側マンドレル340をそれぞれ含む。マンドレル338およびマンドレル340は、対向する工具表面338aおよび工具表面340aをそれぞれ含み、これらの間で下で取り上げるようにチャージ230のウェブ部分232が締め付けられていてもよい。上側マンドレル338は、チャージ230の外側脚部分236がその上方で形成される成形表面338bを含む。同様に、下側マンドレル340は、チャージ230の内側脚部分234がその上方で形成される成形表面340bを含む。上側工具片320は、締め付け具352とマンドレル338との間で伸びている真空バッグ346を含む。真空バッグ346は、チャージ230の脚部分234の上に重なり、かつ、工具片320と工具片322とが閉じられると、図50に示すように第1真空室347を形成する。同様に、第2の真空バッグ348は、下側マンドレル340と締め付け具350との間で伸びている。真空バッグ348は、チャージ230の脚部分236の下に重なり、かつ、図50に示すように工具片320、322が閉じられると第2真空室345を形成する。帯状電気加熱器342および帯状電気加熱器344は、脚部分234、236と位置合わせして、チャージ230のこれらの部分を成形温度へと加熱するためにそれぞれバッグ346、348を覆って設置されていてもよい。上側工具片320の一部を形成している成形補助具354のような1つ以上の成形補助具を使用して、バッグ346、348が成形プロセス中に真空圧力下で変形する際にバッグ346、348を形作るのを助けてもよい。図50は、閉鎖および封止されたが、真空室345、347の真空付与前である工具片320、322を示している。工具片320、322が閉じられている状態で、チャージ230のウェブ部分232は、締め付けられ、かつ、上側マンドレル338と下側マンドレル340との間に保持されている。この点において、加熱要素342、344に通電して、チャージ230の脚部分234、236を適切な成形温度へと加熱してもよい。図51は、真空室345、347内で真空引きが行われた後の真空バッグ346、348の部分を示している。付与された真空は、バッグ346、348を真空室347、345内へとそれぞれ引き付け、これにより、脚部分234、236に圧力が印加され、かつ、脚部分234、236をマンドレル338およびマンドレル340の工具表面338bおよび工具表面340bをそれぞれ覆って下方へ形成させる。1つ以上の成形補助具354を使用して、成形プロセス中にチャージの脚部分236に接した引き下ろしにおいてバッグ348を助け、かつ、導いてもよい。ここで、単一の成形作業において実質的に同時または順に脚部分234、236を形成するよう真空室345および真空室347において順にまたは同時に真空引きしてもよいことに注目されたい。チャージ230が完全に形成されると、真空室345および真空室347において真空を解放してもよく、その後、バッグは図50に示した位置へと戻り、工具片320および工具片322は開放されることにより、成形された部品の除去を可能としてもよい。図52は、図47~図51に示した種類の成形セル318を用いて2本の湾曲した脚部38、40を有する起伏のある複合構造物36図2を形成する方法の工程全体を示している。356から開始して、平坦なチャージ230のウェブ部分232を第1工具片のマンドレル340上に設置する。次いで358において、第1工具片と第2工具片とを閉じて封止する。360において、それぞれ第1工具片320と第2工具片322の2つのマンドレル338および340の間でチャージ230のウェブ部分232を締め付けることにより、後続の成形作業中にチャージ230を保持および安定化する。362において、チャージ230の脚部分234、236の一方または両方を加熱し、その後364において、2つの真空室345および347の各々において真空引きを行って、それぞれ第1工具片320および第2工具片322の一部を形成する。366において、バッグ346およびバッグ348内で生じた真空は、それぞれバッグ346およびバッグ348に、マンドレル表面338bおよびマンドレル表面340bを覆って下方にチャージ230の脚部分234および脚部分236をさっと通過させることにより、図2に示した起伏のある複合構造物36の2本の脚部38および40を形成する。368において、1つ以上の成形補助具354を用いて、成形プロセス中にバッグ348がチャージ230上の張力を維持するのを助けてもよい。370において、真空が解放され、その後372において、工具片320、322が開かれることにより、374において成形された部品の除去を可能とする.本開示の実施形態は、さまざまな潜在的用途において、特に、例えば航空宇宙、海洋および自動車用途を含む輸送産業において用いられてもよい。したがって、ここで図53および図54を参照して、図53に示すような航空機の製造および保守方法376ならびに図54に示すような航空機378との関連において、本開示の実施形態を用いることができる。開示する実施形態の航空機用途は、例えば限定はされないが、補剛材といった複合補剛部材、梁および縦通材などを含んでもよく、具体例は事欠かない。本生産の前で、例示的方法376は、航空機378の仕様および設計380、ならびに、開示している起伏のある構造物が航空機378における使用のために指定される材料調達382を含んでいてもよい。生産の際は、航空機378の構成部品および部分組立品の製造384ならびにシステム統合386が行われ、ここで、さまざまな構成部品および部分組立品が開示している方法を用いて製作される。その後、航空機378は、認証および納品388を経て、運航390されてもよい。顧客による運航中、航空機378は、改修、再構成、修繕などをも含むかもしれない定常的整備および保守392を受け、これは、開示している起伏のある構造物の使用を含んでいてもよい。方法376のプロセスの各々は、システムインテグレータ、第三者および/または操作者例えば、顧客により行われるかまたは実施されてもよい。本件の説明のため、システムインテグレータは、任意の数の航空機製造者および主要なシステム下請け業者に限定されないがこれらを含んでもよい。第三者は、任意の数の取り扱い業者、下請け業者および供給業者に限定されないがこれらを含んでもよい。操作者は、航空会社、リース会社、軍隊、保守組織などであってもよい。図54に示すように、例示的方法376により製造された航空機378は、複数のシステム396および内装398とともに機体349を含んでいてもよい。高度システム396の例としては、推進システム400、電気システム402、油圧システム404および環境システム406のうちの1つ以上が挙げられる。任意の数の他のシステムを含んでもよい。航空宇宙の例が示されているが、本開示の原理は、海洋および自動車産業といった他の産業に適用することもできる。ここで実施されているシステムおよび方法は、製造および保守方法376のいずれか1つまたはそれ以上の段階中に使用してもよい。例えば、製造プロセス384に対応する構成部品や部分組立品は、航空機378が運航されている間に製造される構成部品や部分組立品と同様に組立てまたは製造されてもよい。また、航空機378の組立てを大幅に早めるか、または、航空機378のコストを削減することにより、例えば、製造段階384および386中に、一以上の装置の実施形態、方法の実施形態またはそれらの組み合わせを利用してもよい。同様に、航空機378の運航から、例えば限定はされないが、整備および保守392の間に、一以上の装置の実施形態、方法の実施形態またはそれらの組み合わせを利用してもよい。ある例示的な実施形態に関して本開示の実施形態を説明してきたが、他の変形例に当業者が想到するであろうから、該特定の実施形態は、限定ではなく説明を目的とするものであることは理解されるべきである。"