КОРПУС ТРАНСПОРТНОГО СРЕДСТВА, ВЫПОЛНЕННЫЙ ИЗ КОМПОЗИЦИОННОГО МАТЕРИАЛА

1. Корпус транспортного средства, содержащий каркас, образованный множеством перекрывающихся слоев, прикрепленных друг к другу, при этом каждый из множества перекрывающихся слоев изготовлен из непрерывного волокна, покрытого материалом матрицы, причем траектория непрерывного волокна различается в соседних слоях из множества перекрывающихся слоев.
2. Корпус транспортного средства по п.1, в котором множество перекрывающихся слоев включает
слой первого типа, образующий периферию секции каркаса, имеющую открытый центр; и
слой второго типа, образующий секцию каркаса, имеющую периферию и поперечины между узловыми точками на периферии.
3. Корпус транспортного средства по п.2, в котором слой первого типа чередуется со слоем второго типа в множестве перекрывающихся слоев.
4. Корпус транспортного средства по п.2, в котором множество перекрывающихся слоев включает совокупность слоев второго типа, которая повторяется.
5. Корпус транспортного средства по п.4, в котором указанная совокупность включает три разные конфигурации слоя второго типа.
6. Корпус транспортного средства по п.5, в котором каждая из трех разных конфигураций из указанной совокупности включает в себя участки периферии секции каркаса, при этом участки из трех разных конфигураций из указанной совокупности вместе образуют полную периферию.
7. Корпус транспортного средства по п.6, в котором участки каждой из данных трех разных конфигураций имеют длину, составляющую приблизительно 1/3-1/6 от длины секции.
8. Корпус транспортного средства по п.2, в котором поперечины образуют угол, составляющий приблизительно 25-65°, относительно опорной поверхности периферии секции.
9. Корпус транспортного средства по п.8, в котором поперечины множества перекрывающихся слоев образуют, по меньшей мере, один полный ʺXʺ-образный элемент в центре секции каркаса.
10. Корпус транспортного средства по п.1, в котором каждый из множества перекрывающихся слоев включает в себя
внутренний элемент с замкнутым контуром, образующий каркас; и
наружный элемент с замкнутым контуром, образующий обшивку поверх каркаса.
11. Корпус транспортного средства по п.1, дополнительно включающий в себя обшивку, образованную поверх каркаса из листа из непрерывного волокна, покрытого материалом матрицы.
12. Корпус транспортного средства по п.11, в котором материал матрицы обшивки отличается от материала матрицы каркаса.
13. Корпус транспортного средства по п.1, в котором каждый из множества перекрывающих слоев образован посредством непрерывного волокна, уложенного при траектории перемещения инструмента от центра к краям.
14. Корпус транспортного средства по п.1, в котором
каркас имеет профиль крыла; и
каждый из множества перекрывающихся слоев образует секцию нервюры профиля крыла.
15. Корпус транспортного средства, содержащий
каркас, образованный множеством перекрывающихся слоев, прикрепленных друг к другу, при этом каждый из множества перекрывающихся слоев изготовлен из непрерывного волокна, покрытого материалом матрицы; и
обшивку, образованную поверх каркаса из листа из непрерывного волокна, покрытого материалом матрицы,
причем множество перекрывающихся слоев включает:
слой первого типа, образующий периферию секции каркаса, имеющую открытый центр; и
слой второго типа, образующий секцию каркаса, имеющую периферию и поперечины между узловыми точками на периферии;
при этом слой первого типа чередуется со слоем второго типа во множестве перекрывающихся слоев.
16. Корпус транспортного средства по п.15, в котором множество перекрывающихся слоев включает совокупность слоев второго типа, которая повторяется.
17. Корпус транспортного средства по п.16, в котором указанная совокупность включает три разные конфигурации слоя второго типа.
18. Корпус транспортного средства по п.17, в котором каждая из трех разных конфигураций из указанной совокупности включает в себя участки периферии секции каркаса, при этом участки из трех разных конфигураций из указанной совокупности вместе образуют полную периферию.
19. Корпус транспортного средства по п.18, в котором поперечины множества перекрывающихся слоев образуют, по меньшей мере, один полный ʺXʺ-образный элемент в центре секции каркаса.
20. Корпус транспортного средства, содержащий
внутренний каркас, включающий в себя нервюру с противоположными опорными поверхностями, противоположными подкосами и поперечинами, соединяющими противоположные опорные поверхности и противоположные подкосы, при этом противоположные опорные поверхности, противоположные подкосы и поперечины образованы, по меньшей мере, одним непрерывным волокном при использовании траектории перемещения инструмента от центра к краям; и
обшивку, образованную поверх внутреннего каркаса, при этом обшивка включает в себя:
материал матрицы; и
множество непрерывных волокон, заделанных в материал матрицы и расположенных в виде слоев, по существу параллельных поверхности корпуса транспортного средства.
21. Корпус транспортного средства, содержащий
внутренний каркас; и
обшивку, образованную поверх внутреннего каркаса, при этом обшивка включает в себя:
материал матрицы; и
множество непрерывных волокон, заделанных в материал матрицы, причем, по меньшей мере, одно из множества непрерывных волокон находится под натяжением и имеет различающиеся степени натяжения вдоль его длины.
22. Корпус транспортного средства по п.21, в котором множество непрерывных волокон ориентированы в множестве разных направлений.
23. Корпус транспортного средства по п.22, в котором каждое из множества непрерывных волокон находится под натяжением и имеет различающиеся степени натяжения вдоль его длины.
24. Корпус транспортного средства по п.23, в котором множество непрерывных волокон имеют криволинейные траектории.
25. Корпус транспортного средства по п.24, в котором множество непрерывных волокон размещены в обшивке подобно объектам органического происхождения.
26. Корпус транспортного средства по п.25, в котором
внутренний каркас образует профиль крыла; и
множество непрерывных волокон проходят от базового конца, находящегося рядом с центром профиля крыла, определяемым в продольном направлении, по направлению к законцовке на передней и задней кромках профиля крыла.
27. Корпус транспортного средства по п.26, в котором плотность расположения множества непрерывных волокон изменяется вдоль длины профиля крыла.
28. Корпус транспортного средства по п.27, в котором плотность расположения множества непрерывных волокон больше на базовом конце, чем на законцовке.
29. Корпус транспортного средства по п.21, в котором материал матрицы включает в себя множество типов смол, размещенных в стратегически важных местах в обшивке.
30. Корпус транспортного средства по п.29, в котором
внутренний каркас образует профиль крыла; и
множество типов смол включают:
гибкую смолу на задней кромке профиля крыла; и
акрилатную смолу, используемую на удалении от задней кромки.
31. Корпус транспортного средства по п.29, в котором
внутренний каркас образует профиль крыла; и
множество типов смол включают:
пиролизованную смолу на передней кромке профиля крыла; и
акрилатную смолу, используемую на удалении от передней кромки.
32. Корпус транспортного средства, содержащий
внутренний каркас, образующий профиль крыла; и
обшивку, образованную поверх внутреннего каркаса, при этом обшивка включает в себя:
материал матрицы; и
множество непрерывных волокон, заделанных в материал матрицы, причем множество непрерывных волокон проходят по криволинейной траектории от базового конца, находящегося рядом с центром профиля крыла, определяемым в продольном направлении, по направлению к законцовке на передней и задней кромках профиля крыла.
33. Корпус транспортного средства по п.32, в котором множество непрерывных волокон размещены в обшивке подобно объектам органического происхождения.
34. Корпус транспортного средства по п.33, в котором
внутренний каркас образует профиль крыла; и
множество непрерывных волокон проходят от базового конца, находящегося рядом с центром профиля крыла, определяемым в продольном направлении, по направлению к законцовке на передней и задней кромках профиля крыла.
35. Корпус транспортного средства по п.34, в котором плотность расположения множества непрерывных волокон изменяется вдоль длины профиля крыла.
36. Корпус транспортного средства по п.35, в котором плотность расположения множества непрерывных волокон больше на базовом конце, чем на законцовке.
37. Корпус транспортного средства по п.32, в котором материал матрицы включает в себя множество типов смол, размещенных в стратегически важных местах в обшивке.
38. Корпус транспортного средства по п.37, в котором
внутренний каркас образует профиль крыла; и
множество типов смол включают:
гибкую смолу на задней кромке профиля крыла; и
акрилатную смолу, используемую на удалении от задней кромки.
39. Корпус транспортного средства по п.37, в котором
внутренний каркас образует профиль крыла; и
множество типов смол включают:
пиролизованную смолу на передней кромке профиля крыла;
акрилатную смолу, используемую на удалении от передней кромки.
40. Корпус транспортного средства, содержащий
внутренний каркас; и
обшивку, образованную поверх внутреннего каркаса, при этом обшивка включает в себя:
множество материалов матрицы, размещенных в разных местах на внутреннем каркасе, причем множество материалов матрицы включают акрилатную эпоксидную смолу и, по меньшей мере, одну из гибкой смолы и пиролизованной смолы; и
множество непрерывных волокон, заделанных во множестве материалов матрицы.
41. Корпус транспортного средства, содержащий
внутренний каркас, изготовленный посредством первой системы послойного аддитивного наращивания; и
обшивку, изготовленную на месте поверх внутреннего каркаса посредством второй системы послойного аддитивного наращивания, которая отличается от первой системы послойного аддитивного наращивания.
42. Корпус транспортного средства по п.41, в котором внутренний каркас включает в себя множество соседних полых трубок.
43. Корпус транспортного средства по п.42, в котором
внутренний каркас и обшивка совместно образуют профиль крыла; и
множество соседних полых трубок проходят в направлении длины профиля крыла.
44. Корпус транспортного средства по п.43, в котором множество соседних полых трубок изготовлены из материала матрицы и множества непрерывных волокон, заделанных в материал матрицы.
45. Корпус транспортного средства по п.44, в котором обшивка изготовлена из материала матрицы и множества непрерывных волокон, заделанных в материал матрицы.
46. Корпус транспортного средства по п.45, в котором множество непрерывных волокон, по меньшей мере, одного из компонентов, представляющих собой внутренний каркас и обшивку, находятся под натяжением.
47. Корпус транспортного средства по п.45, в котором множество непрерывных волокон, по меньшей мере, одного из компонентов, представляющих собой внутренний каркас и обшивку, ориентированы в множестве разных направлений.
48. Корпус транспортного средства по п.45, в котором множество непрерывных волокон, по меньшей мере, одного из компонентов, представляющих собой внутренний каркас и обшивку, имеют траектории, которые искривляются в направлениях, по меньшей мере, двух размеров.
49. Корпус транспортного средства по п.48, в котором множество непрерывных волокон размещены в обшивке подобно объектам органического происхождения.
50. Корпус транспортного средства по п.49, в котором множество непрерывных волокон в обшивке проходят от базового конца, находящегося рядом с центром профиля крыла, определяемым в продольном направлении, по направлению к законцовке на передней и задней кромках профиля крыла.
51. Корпус транспортного средства по п.50, в котором плотность расположения множества непрерывных волокон в обшивке изменяется вдоль длины профиля крыла.
52. Корпус транспортного средства по п.51, в котором плотность расположения множества непрерывных волокон в обшивке больше на базовом конце, чем на законцовке.
53. Корпус транспортного средства по п.41, в котором материал матрицы как внутреннего каркаса, так и обшивки включает в себя УФ-отверждаемую смолу.
54. Корпус транспортного средства по п.41, в котором множество непрерывных волокон, по меньшей мере, одного из компонентов, представляющих собой внутренний каркас и обшивку, включают, по меньшей мере, один из следующих компонентов: электропроводящую проволоку, волокно с памятью формы или оптическое волокно, покрытое, по меньшей мере, одним из изолирующего слоя и слоя, повышающего прочность.
55. Корпус транспортного средства по п.41, в котором
внутренний каркас и обшивка совместно также образуют профиль фюзеляжа; и
множество непрерывных волокон в обшивке проходят от профиля крыла к профилю фюзеляжа.
56. Корпус транспортного средства по п.55, в котором, по меньшей мере, некоторые из множества непрерывных волокон внутреннего каркаса проходят в обшивку и образуют часть обшивки.
57. Корпус транспортного средства по п.53, в котором, по меньшей мере, одна из множества соседних полых трубок имеет покрытие для ее функционирования в качестве, по меньшей мере, одного из топливного резервуара и топливного канала.
58. Корпус транспортного средства, имеющий крыло и фюзеляж и содержащий
внутренний каркас, имеющий множество соседних полых трубок, проходящих в направлении длины крыла и образованных из множества непрерывных волокон, покрытых матрицей; и
обшивку, имеющую множество непрерывных волокон, покрытых матрицей, и наложенную поверх внутреннего каркаса,
при этом множество непрерывных волокон как внутреннего каркаса, так и обшивки находятся под натяжением; и,
по меньшей мере, одна из множества соседних полых трубок имеет покрытие для ее функционирования в качестве, по меньшей мере, одного из топливного резервуара и топливного канала.
59. Способ изготовления корпуса транспортного средства, включающий
реализацию первого метода послойного аддитивного наращивания для изготовления внутреннего каркаса из непрерывных волокон, покрытых матрицей; и
реализацию второго метода послойного аддитивного наращивания для изготовления обшивки поверх внутреннего каркаса из непрерывных волокон, покрытых матрицей.
60. Способ по п.59, в котором реализация первого метода послойного аддитивного наращивания для изготовления внутреннего каркаса включает реализацию первого метода послойного аддитивного наращивания для изготовления множества соседних полых трубок.
61. Корпус транспортного средства, содержащий
внутренний каркас; и
обшивку, изготовленную на месте поверх внутреннего каркаса, при этом обшивка включает в себя:
материал матрицы; и
множество непрерывных волокон, заделанных в материал матрицы, причем множество непрерывных волокон включают, по меньшей мере, одну электропроводящую проволоку, переплетенную с другими из множества непрерывных волокон и выполненную с возможностью функционирования в качестве, по меньшей мере, одного из нагревателя и тензометрического датчика.
62. Корпус транспортного средства по п.61, в котором множество непрерывных волокон включают, по меньшей мере, одно волокно с памятью формы, переплетенное с другими из множества непрерывных волокон и выполненное с возможностью обеспечения изгибания корпуса транспортного средства при его возбуждении.
63. Корпус транспортного средства по п.61, в котором множество непрерывных волокон включают, по меньшей мере, одно оптическое волокно, переплетенное с другими из множества непрерывных волокон и выполненное с возможностью генерирования оптического сигнала обратной связи во время изгибания корпуса транспортного средства.
64. Корпус транспортного средства по п.61, в котором материал матрицы включает в себя многочисленные смолы, размещенные в стратегически важных местах в обшивке.
65. Корпус транспортного средства по п.64, в котором многочисленные смолы включают электроизоляционную смолу и слой, повышающий прочность.
66. Корпус транспортного средства по п.64, в котором
каркас образует профиль крыла; и многочисленные смолы включают
гибкую смолу на задней кромке профиля крыла; и
более жесткую смолу, используемую на удалении от задней кромки.
67. Корпус транспортного средства по п.64, в котором
каркас образует профиль крыла; и многочисленные смолы включают
пиролизованную смолу на передней кромке профиля крыла; и
акрилатную смолу, используемую на удалении от передней кромки.
68. Корпус транспортного средства по п.61, в котором
внутренний каркас образует профиль крыла и профиль фюзеляжа; и
множество непрерывных волокон в обшивке на профиле крыла проходят в обшивку на профиле фюзеляжа.
69. Корпус транспортного средства по п.68, в котором плотность расположения множества непрерывных волокон изменяется вдоль длины профиля крыла.
70. Корпус транспортного средства по п.61, в котором, по меньшей мере, некоторые из множества непрерывных волокон внутреннего каркаса проходят в обшивку и образуют ее часть.
71. Корпус транспортного средства по п.61, в котором множество непрерывных волокон включает:
первое множество непрерывных волокон, расположенных в слоях, по существу параллельных поверхности корпуса транспортного средства; и
второе множество непрерывных волокон, которые проходят по нормали к поверхности для взаимного соединения слоев.
72. Корпус транспортного средства по п.61, в котором материал матрицы включает в себя УФ-отверждаемую смолу.
73. Корпус транспортного средства, содержащий
внутренний каркас; и
обшивку, образованную поверх внутреннего каркаса, при этом обшивка включает в себя:
материал матрицы;
множество непрерывных конструкционных волокон, заделанных в материал матрицы; и
по меньшей мере, один из следующих компонентов: электропроводящую проволоку, волокно с памятью формы и оптическое волокно, переплетенное с множеством непрерывных конструкционных волокон.
74. Корпус транспортного средства по п.73, в котором материал матрицы включает в себя многочисленные смолы, размещенные в стратегически важных местах в обшивке.
75. Корпус транспортного средства по п.74, в котором многочисленные смолы включают электроизоляционную смолу и слой, повышающий прочность.
76. Корпус транспортного средства по п.74, в котором
каркас образует профиль крыла; и многочисленные смолы включают
гибкую смолу на задней кромке профиля крыла; и
более жесткую смолу, используемую на удалении от задней кромки.
77. Корпус транспортного средства по п.74, в котором
каркас образует профиль крыла; и многочисленные смолы включают
пиролизованную смолу на передней кромке профиля крыла; и акрилатную смолу, используемую на удалении от передней кромки.
78. Корпус транспортного средства по п.73, в котором множество непрерывных конструкционных волокон включает
первое множество непрерывных конструкционных волокон, расположенных в слоях, по существу параллельных поверхности корпуса транспортного средства; и
второе множество непрерывных конструкционных волокон, которые проходят по нормали к поверхности для взаимного соединения слоев.
79. Способ изготовления корпуса транспортного средства, включающий
направление множества непрерывных волокон через головку, при этом множество непрерывных волокон включают конструкционные волокна и, по меньшей мере, один из следующих компонентов: электропроводящую проволоку, волокно с памятью формы и оптическое волокно, переплетенное с конструкционными волокнами;
смачивание множества непрерывных волокон в головке материалом матрицы; и
выпуск множества непрерывных волокон из головки для образования каркаса и обшивки поверх каркаса с профилем крыла.
80. Способ по п.79, дополнительно включающий подачу энергии к материалу матрицы для отверждение обшивки на выходе из головки.
81. Корпус транспортного средства, содержащий
внутренний каркас, образующий профиль крыла и профиль фюзеляжа; и
обшивку, изготовленную на месте поверх внутреннего каркаса и включающую в себя:
материал матрицы; и
множество непрерывных волокон, по меньшей мере частично, покрытых материалом матрицы, при этом множество непрерывных волокон проходят от профиля крыла поверх профиля фюзеляжа.
82. Корпус транспортного средства по п.81, в котором
профиль крыла представляет собой профиль первого крыла;
внутренний каркас дополнительно образует профиль второго крыла; и
множество непрерывных волокон в обшивке на профиле первого крыла проходят над профилем фюзеляжа и в обшивку на профиле второго крыла.
83. Корпус транспортного средства по п.81, в котором
внутренний каркас включает, по меньшей, мере, одни из нервюр, лонжеронов крыла, подкосов, продольных элементов жесткости, лонжеронов и шпангоутов, изготовленных из материала матрицы и множества непрерывных волокон, заделанных в материал матрицы; и,
по меньшей мере, некоторые из непрерывных волокон, по меньшей мере, одного/одной из нервюр, лонжеронов крыла, подкосов, продольных элементов жесткости, лонжеронов и шпангоутов проходят в обшивку и образуют ее часть.
84. Корпус транспортного средства по п.81, в котором множество непрерывных волокон включает
первое множество непрерывных волокон, расположенных в слоях, по существу параллельных наружной поверхности корпуса транспортного средства; и
второе множество непрерывных волокон, которые проходят по нормали к наружной поверхности для взаимного соединения слоев.
85. Корпус транспортного средства по п.84, в котором волокна из второго множества непрерывных волокон проходят ортогонально между соседним волокнами из второго множества непрерывных волокон.
86. Корпус транспортного средства по п.81, в котором плотность расположения множества непрерывных волокон изменяется вдоль длины профиля крыла.
87. Корпус транспортного средства по п.81, в котором материал матрицы включает в себя многочисленные смолы, размещенные в стратегически важных местах в обшивке.
88. Корпус транспортного средства по п.87, в котором многочисленные смолы включают
гибкую смолу на задней кромке профиля крыла; и
более жесткую смолу на удалении от задней кромки.
89. Корпус транспортного средства по п.87, в котором многочисленные смолы включают
пиролизованную смолу на передней кромке профиля крыла; и
акрилатную смолу на удалении от передней кромки.
90. Корпус транспортного средства, содержащий
внутренний каркас, имеющий, по меньшей, мере, одни из нервюр, лонжеронов крыла, подкосов, продольных элементов жесткости, лонжеронов и шпангоутов, которые совместно образуют профиль фюзеляжа и профиль крыла из материала матрицы и множества непрерывных волокон, покрытых, по меньшей мере частично, материалом матрицы; и
обшивку, изготовленную на месте поверх внутреннего каркаса,
при этом множество непрерывных волокон проходят из внутреннего каркаса в обшивку.
91. Корпус транспортного средства по п.90, в котором множество непрерывных волокон включает
первое множество непрерывных волокон, расположенных в по существу параллельных слоях; и
второе множество непрерывных волокон, которые проходят по нормали к данным по существу параллельным слоям для взаимного соединения данных по существу параллельных слоев.
92. Корпус транспортного средства по п.91, в котором волокна из второго множества непрерывных волокон проходят ортогонально между соседним волокнами из второго множества непрерывных волокон.
93. Корпус транспортного средства по п.90, в котором плотность расположения множества непрерывных волокон изменяется вдоль длины профиля крыла.
94. Корпус транспортного средства по п.90, в котором материал матрицы включает в себя многочисленные смолы, размещенные в стратегически важных местах в обшивке.
95. Корпус транспортного средства по п.94, в котором многочисленные смолы включают
гибкую смолу на задней кромке профиля крыла; и
более жесткую смолу на удалении от задней кромки.
96. Корпус транспортного средства по п.94, в котором многочисленные смолы включают
пиролизованную смолу на передней кромке профиля крыла; и
акрилатную смолу на удалении от передней кромки.
97. Корпус транспортного средства, содержащий
внутренний каркас, включающий в себя материал матрицы и множество непрерывных волокон, покрытых, по меньшей мере частично, материалом матрицы; и
обшивку, изготовленную на месте поверх внутреннего каркаса,
при этом множество непрерывных волокон включает:
первое множество непрерывных волокон, расположенных в по существу параллельных слоях; и
второе множество непрерывных волокон, которые проходят по нормали к данным по существу параллельным слоям для взаимного соединения данных по существу параллельных слоев.
98. Корпус транспортного средства по п.97, в котором волокна из второго множества непрерывных волокон проходят ортогонально между соседним волокнами из второго множества непрерывных волокон.
99. Корпус транспортного средства по п.97, в котором плотность расположения множества непрерывных волокон изменяется вдоль длины обшивки.
100. Корпус транспортного средства по п.97, в котором материал матрицы включает в себя многочисленные смолы, размещенные в стратегически важных местах в обшивке.