JP2019038517A

JP2019038517A - 共硬化した桁および縦通材の中央ウイングボックス

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Publication number: JP2019038517A
Application number: JP2018100368A
Authority: JP
Inventors: リチャード・エフ・ユーウィング; F Ewing Richard
Original assignee: Boeing Co
Current assignee: Boeing Co
Priority date: 2017-08-23
Filing date: 2018-05-25
Publication date: 2019-03-14
Anticipated expiration: 2038-05-25
Also published as: BR102018012108A2; EP3446963B1; CN109421917A; EP3446963A1; US20190061906A1; CN109421917B; JP7242197B2; US10875625B2; CA3010856A1; CA3010856C

Abstract

【課題】より安価な強固で軽いウイングボックス複合構造を提供する。【解決手段】複合下部翼外板２０と、複合上部翼外板２２と、複合下部翼外板と複合上部翼外板との間に延伸する複合桁２４と、を含む航空機用の中央ウイングボックスアセンブリが提供される。中央ウイングボックスアセンブリは、複合桁のウェブ２８に沿って翼幅方向に延伸する複合縦通材２６をさらに含む。複合桁は、複合下部翼外板および複合上部翼外板との共硬化固定部を有し、複合縦通材は、複合桁のウェブとの共硬化固定部５を有する。【選択図】図２

Description

本開示は、航空機用の翼アセンブリの中央ウイングボックスに関し、より詳細には、共硬化した中央ウイングボックスアセンブリに関する。

ウイングボックスは、航空機の翼に支持および剛性を与える航空機の構造要素である。ウイングボックスの設計は、航空機のサイズおよび機能によって異なり、一般に、翼が付いている翼付け根の間に配置される。ウイングボックスは胴体の最も強固な部分のうちの１つであり、複数の支持桁を含むことが多い。

ウイングボックスは、翼の間に配置されてその翼に連結される。ウイングボックスは、地上にある航空機では、翼自体の重量および翼内に入れられた燃料から剪断応力を受ける。ウイングボックスは、運航中の航空機では、引張り、圧縮、剪断、捻れなどの応力を受ける。ウイングボックスは、翼が受けるこれらの応力のうちのいくつかを吸収するとともに、翼に対する安定した支持を提供する。加えて、ウイングボックス箇所は、ウイングボックス箇所が通常は翼から伝達される集中応力に適合するように設計されているので、追加の強度および補強が必要になる二次領域を創出するのとは対照的に着陸装置を配置する領域としてよく適している。

ウイングボックスを設計し製作する際、製作者は、航空機の運航および価値を最適化するように安価で軽量かつ強固な構造を有するウイングボックスを製作するのを目指している。現在、既存の複合ウイングボックス構造は、機械的締結具で接合される別々の構造要素、または平坦部分で構成された要素のより安価で単純な共硬化した固定部を含むことに限定される。平坦部分のゲージは、集中剪断応力負荷を受けている翼に所要の安定性を与えるように比較的厚くするよう要求される。結果として、この比較的厚い構造は、航空機に追加重量を加えるとともに、追加スペースをとり、貨物および／または乗客のための余地を制限することになり得る。

より安価な強固で軽いウイングボックス複合構造を提供する必要がある。この構造は、翼から受ける荷重および応力に適合する安定性を与えるとともに、航空機の価値および運航を最適化する。

一例として、航空機用の中央ウイングボックスアセンブリは、複合下部翼外板と、複合上部翼外板と、複合下部翼外板と複合上部翼外板との間に延伸する複合桁と、複合桁のウェブに沿って翼幅方向に延伸する複合縦通材と、を含む。複合桁は、複合下部翼外板および複合上部翼外板との共硬化固定部(co-cure securement)を有する。複合縦通材は、複合桁のウェブとの共硬化固定部を有する。

一例として、航空機用の中央ウイングボックスアセンブリは、複合下部翼外板と、複合上部翼外板と、複合下部翼外板と複合上部翼外板との間に延伸する複合桁と、を含む。さらに、複合下部翼外板に沿って延伸する第１の複合縦通材および複合上部翼外板に沿って延伸する第２の複合縦通材の少なくとも一方が含まれる。複合桁は、複合下部翼外板および複合上部翼外板との共硬化固定部を有する。第１の複合縦通材は複合下部翼外板との共硬化固定部を有する、かつ／または、第２の複合縦通材は複合上部翼外板との共硬化固定部を有する。

一例として、航空機用の中央ウイングボックスアセンブリを組み立てる方法が挙げられ、この方法は、複合下部翼外板を積層（レイアップ）するステップと、複合上部翼外板を積層するステップと、複合下部翼外板と複合上部翼外板との間に延伸して配置される複合桁を積層するステップと、を含む。上記方法は、複合桁のウェブに沿って翼幅方向に延伸するように配置される複合縦通材を積層するステップ、複合下部翼外板に沿って翼幅方向に延伸するように配置される第１の複合縦通材を積層するステップ、および、複合上部翼外板に沿って翼幅方向に延伸するように配置される第２の複合縦通材を積層するステップ、のうちの少なくとも１つを含む。上記方法はさらに、複合桁を複合下部翼外板および複合上部翼外板に共硬化させて固定するステップを含み、さらに、複合縦通材を複合桁のウェブに共硬化させて固定するステップ、第１の複合縦通材を複合下部翼外板に共硬化させて固定するステップ、および、第２の複合縦通材を複合上部翼外板に共硬化させて固定するステップ、のうちの少なくとも１つを含む。

論じられている形態、機能、および利点は、様々な実施形態で独立に実現することができる、あるいは他の実施形態では組み合わされてもよく、かかる形態、機能、および利点のさらなる詳細は、下記の説明および図面を参照して理解することができる。

中央ウイングボックスの箇所が破線表現で示されている航空機の上平面図である。図１において線２−２に沿って見られる中央ウイングボックスの部分断面図である。図２の中央ウイングボックスの第１の複合縦通材および複合下部翼外板の部分斜視分解図である。中央ウイングボックスの複合桁の斜視分解図である。図２に丸で囲んで５と識別表示されている桁のウェブと共硬化固定した状態の複合縦通材の拡大図である。図２に丸で囲んで６と識別表示されている複合下部翼外板と共硬化固定した状態の第１の複合縦通材の拡大図である。図２に丸で囲んで７と識別表示されている複合上部翼外板と共硬化固定した状態の第２の複合縦通材の拡大図である。中央ウイングボックスアセンブリを組み立てる方法の流れ図である。

上述のように、より安価な強固で軽量のウイングボックスアセンブリを製作する必要がある。より安価な強固で軽量のウイングボックスを製作するために、本明細書に記載されているウイングボックス構造は、複合上部翼外板、複合下部翼外板および複合桁のうちの少なくとも１つに関連する複合縦通材構造を選択的に利用する。こうして得られる複合アセンブリは、ウイングボックス構造に部品が共硬化固定される。このウイングボックス構造は、ウイングボックスアセンブリに部品を共硬化固定させることによって与えられる最適強度を有する、費用効率が高く軽いウイングボックス構成となる。

図１を参照すると、航空機１０は、この例では胴体１４に配置されたウイングボックスアセンブリ１２を有する。ウイングボックスアセンブリ１２は、上述のように、翼１６に固定されかつ翼１６の間に配置され、航空機１０の翼１６に支持および剛性を与える。翼幅Ｗは翼１６の翼幅の方向を示し、この方向は航空機１０の縦軸線に対して略直交する方向である。

図２を参照すると、航空機１０用の中央ウイングボックスアセンブリ１２は複合下部翼外板２０および複合上部翼外板２２を含む。中央ウイングボックスアセンブリ１２はさらに、複合下部翼外板２０と複合上部翼外板２２との間に延伸する複合桁２４を含む。中央ウイングボックスアセンブリ１２のこの第１の例では、複合縦通材２６が、複合桁２４のウェブ２８に沿って図１に示されている翼幅方向Ｗに延伸する。この例では、複合縦通材２６は、複合縦通材２６がウェブ２８に沿って延伸するときにウェブ２８に当接し、この第１の例の代替例では、複合縦通材２６は、複合縦通材２６とウェブ２８との間に配置される複合層（図示せず）と共にウェブ２８に沿って延伸することもできる。複合桁２４は、複合下部翼外板２０との共硬化固定部を有し、さらに複合上部翼外板２２との共硬化固定部を有する。加えて、複合縦通材２６は、複合桁２４のウェブ２８との共硬化固定部を有する。複合縦通材２６のウェブ２８との共硬化固定部は、複合縦通材２６とウェブ２８との間に配置される上述の複合層（図示せず）も含むことができる。この第１の例では、１つの複合縦通材２６が各複合桁２４上に使用されるが、製作者は、選択された複合桁２４上に１以上の複合縦通材２６を有するように選択することができる。場合によっては、製作者は特定の複合桁２４を選択してもよく、複合縦通材２６を使用しない。複合桁２４に対する複合縦通材２６の使用は、ウイングボックスアセンブリ１２が翼１６から受け止める荷重次第である。

中央ウイングボックスアセンブリ１２のこの第１の例における、複合桁２４に関連して１以上の複合縦通材２６の使用に加えて、複合下部翼外板２０に沿って延伸する第１の複合縦通材３０、および、複合上部翼外板２２に沿って延伸する第２の複合縦通材３２の少なくとも一方が選択的に使用される。製作者は、下部翼外板２０および上部翼外板２２に対して必要な支持を決定することができる。結果として、製作者は、下部翼外板２０に対する第１の複合縦通材３０の数および位置決め、ならびに／あるいは上部翼外板２２に対する第２の複合縦通材３２の数および位置決めを使用することになる。第１の複合縦通材３０および第２の複合縦通材３２のどちらかまたは両方を使用する例では、第１の複合縦通材３０は翼幅方向Ｗに延伸し、複合下部翼外板２０との共硬化固定部を有することになり、第２の複合縦通材３２は翼幅方向Ｗに延伸し、複合上部翼外板２２との共硬化固定部を有することになる。

図３に示されているように、第１の複合縦通材３０の一例が、下部翼外板２０との関係で配置されて示されており、第１の複合縦通材３０は翼幅方向Ｗに延伸する。第２の複合縦通材３２の応用例では、第２の複合縦通材３２は、図２に見られるように、上部翼外板２２に対して第１の複合縦通材３０および下部翼外板２０と同じように配置されるが、図３に示されている位置とは逆さの位置で配置されることになる。

図４を参照すると、複合桁２４は、第１のウェブ３６を含む第１の複合トラフ構成３４を含む。第１の湾曲移行壁部３８が、第１のウェブ３６の第１の端部４０から第１の複合トラフ構成３４の第１のフランジ４２まで延伸する。第１のフランジ４２は、図２に見られるように複合下部翼外板２０に沿って延伸する。第２の湾曲移行壁部４４が、第１のウェブ３６の第２の端部４６から第１の複合トラフ構成３４の第２のフランジ４８まで延伸する。第２のフランジ４８は、図２に見られるように複合上部翼外板２２沿って延伸する。複合桁２４は、第２のウェブ５２を有する第２の複合トラフ構成５０をさらに含む。第１の湾曲移行壁部５４が、第２のウェブ５２の第１の端部５６から第２の複合トラフ構成５０の第１のフランジ５８まで延伸する。第１のフランジ５８は、図２に見られるように複合下部翼外板２０に沿って延伸する。第２の湾曲移行壁部６０が、第２のウェブ５２の第２の端部６２から第２の複合トラフ構成５０の第２のフランジ６４まで延伸する。第２の複合トラフ構成５０の第２のフランジ６４は、図２に見られるように複合上部翼外板２２に沿って延伸する。

複合桁２４は、第１の複合トラフ構成３４の第１のウェブ３６を含み、第１のウェブ３６は、図４に見られるように、第２の複合トラフ構成５０の第２のウェブ５２に当接しかつこの第２のウェブ５２との共硬化固定部を有する。第１の複合トラフ構成３４の第１のフランジ４２は、複合下部翼外板２０との共硬化固定部を有する。第２の複合トラフ構成５０の第１のフランジ５８は、複合下部翼外板２０との共硬化固定部を有する。第１の複合トラフ構成３４の第２のフランジ４８は、複合上部翼外板２２との共硬化固定部を有する。第２の複合トラフ構成５０の第２のフランジ６４は、複合上部翼外板２２との共硬化固定部を有する。図２に示されている例では、第１のフランジ４２および第１のフランジ５８は複合下部翼外板２０に沿って延伸しかつ複合下部翼外板２０に当接し、第２のフランジ４８および第２のフランジ６４は複合上部翼外板２２に沿って延伸しかつ複合上部翼外板２２に当接する。

一代替例では、第１のフランジ４２および第１のフランジ５８は、一方の第１のフランジ４２および第１のフランジ５８と他方の複合下部翼外板２０との間に配置される複合層（図示せず）と共に複合下部翼外板２０に沿って延伸する。同様に、一代替例では、第２のフランジ４８および第２のフランジ６４は、一方の第２のフランジ４８および第２のフランジ６４と他方の複合上部翼外板２２との間に配置される複合層（図示せず）と共に複合上部翼外板２２に沿って延伸する。この代替例での第１のフランジ４２および第１のフランジ５８の共硬化固定部は複合層（図示せず）を含む。同様に、この代替例での第２のフランジ４８および第２のフランジ６４の共硬化固定部は複合層（図示せず）を含む。

ウェブ２８に関連する複合縦通材２６は、図５に見られるようにハット状縦通材６６を含む。縦通材の他の公知の構成が使用されてもよい。ハット状縦通材６６は、キャップ部６８と、キャップ部６８と第１の脚７０との間に配置された第１の湾曲ハット状縦通材移行壁部７３と、を含む。ハット状縦通材６６は、キャップ部６８と第２の脚７２との間に配置された第２の湾曲ハット状縦通材移行壁部７５をさらに含む。図５に見られるように、第１の脚７０および第２の脚７２はキャップ部６８に対して相対する方向に延伸し、第１の脚および第２の脚はそれぞれ、複合桁２４のウェブ２８に沿って延伸する。この例では、第１の脚７０および第２の脚７２はウェブ２８に当接する。前述したように、一代替例では、複合層（図示せず）が、一方の第１の脚７０および第２の脚７２と他方のウェブ２８との間に配置されてもよく、第１の脚７０および第２の脚７２はそれぞれ、ウェブ２８に沿って延伸する。ハット状縦通材６６のウェブ２８との共硬化固定部は、第１の脚７０および第２の脚７２とウェブ２８との当接関係での共硬化を含み、一代替例では、一方の第１の脚７０および第２の脚７２と他方のウェブ２８との間に配置された複合層を含むことができる。

第１の複合角部充填材部材７６は、ハット状縦通材６６の第１の湾曲ハット状縦通材移行壁部７３の箇所７８に隣接して配置される。第２の複合角部充填材部材８０は、ハット状縦通材６６の第２の湾曲ハット状縦通材移行壁部７５の箇所８２に隣接して配置される。図５に示されている例では、第１の複合角部充填材部材７６および第２の複合角部充填材部材８０は共に、ハット状縦通材６６とウェブ２８との間に配置される。一代替例では、第１の複合角部充填材部材７６および第２の複合角部充填材部材８０は共に、ハット状縦通材６６とウェブ２８の一部の表面を覆う複合層（図示せず）との間に配置される。

航空機１０用の中央ウィングボックスアセンブリ１２の第２の例は、図２に見られるように、複合下部翼外板２０と、複合上部翼外板２２と、複合下部翼外板２０と複合上部翼外板２２との間に延伸する複合桁２４と、を含む。第２の例は、複合下部翼外板２０に沿って延伸する第１の複合縦通材３０および複合上部翼外板２２に沿って延伸する第２の複合縦通材３２の少なくとも一方をさらに含む。複合桁２４は、複合下部翼外板２０および複合上部翼外板２２との共硬化固定部を有する。第１の複合縦通材３０は、複合下部翼外板２０との共硬化固定部を有する、かつ／または、第２の複合縦通材３２は、複合上部翼外板２２との共硬化固定部を有する。

この第２の例での第１の複合縦通材３０および第２の複合縦通材３２はそれぞれ、図２に見られ図６および図７に見られるように、下部翼外板２０および上部翼外板２２と当接関係で複合下部翼外板２０および複合上部翼外板２２に沿って延伸する。この例での共硬化固定部は、複合縦通材が選択的に使用されるので、第１の複合縦通材３０と複合下部翼外板２０の当接関係および第２の複合縦通材３２と上部翼外板２２の当接関係のこうした配置構成を含む。中央ウイングボックスアセンブリ１２の第１の例と第２の例の両方に適用可能な別の例では、第１の複合縦通材３０は、第１の複合縦通材３０と下部翼外板２０との間に配置される複合層（図示せず）と共に下部翼外板２０に沿って延伸する。第１の複合縦通材３０の複合下部翼外板２０との共硬化固定部は、第１の複合縦通材３０と複合下部翼外板２０との間に配置された複合層（図示せず）を含む。同様に、この例では、第２の複合縦通材３２は、第２の複合縦通材３２と複合上部翼外板２２との間に配置される複合層（図示せず）と共に上部翼外板２２に沿って延伸する。第２の複合縦通材３２の複合上部翼外板２２との共硬化固定部は、第２の複合縦通材３２と複合上部翼外板２２との間に配置された複合層（図示せず）を含む。

複合下部翼外板２０に沿って延伸する第１の複合縦通材３０および複合上部翼外板２２に沿って延伸する第２の複合縦通材３２の少なくとも一方の使用に加えて、複合縦通材２６が、ウイングボックスアセンブリ１２に含まれるように選択されてもよい。第１の縦通材３０は翼幅方向Ｗに延伸する、かつ／または、第２の縦通材３２は翼幅方向Ｗに延伸する。同様に複合縦通材２６が使用される場合、複合縦通材２６は、翼幅方向Ｗに延伸する。また、前述したように、複合縦通材２６はウェブ２８と共硬化される。

中央ウイングボックスアセンブリ１２の第１の例について前述したように、中央ウイングボックスアセンブリ１２の第２の例は同様に、図４に見られるように複合桁２４を有し、複合桁２４は、第１のウェブ３６を含む第１の複合トラフ構成３４を含む。第１の湾曲移行壁部３８が、第１のウェブ３６の第１の端部４０から第１の複合トラフ構成３４の第１のフランジ４２まで延伸する。第１のフランジ４２は、図２に見られるように複合下部翼外板２０に沿って延伸する。第２の湾曲移行壁部４４が、第１のウェブ３６の第２の端部４６から第１の複合トラフ構成３４の第２のフランジ４８まで延伸する。第２のフランジ４８は、図２に見られるように複合上部翼外板２２沿って延伸する。複合桁２４は、第２のウェブ５２を有する第２の複合トラフ構成５０をさらに含む。第１の湾曲移行壁部５４が、第２のウェブ５２の第１の端部５６から第２の複合トラフ構成５０の第１のフランジ５８まで延伸する。第１のフランジ５８は、図２に見られるように複合下部翼外板２０に沿って延伸する。第２の湾曲移行壁部６０が、第２のウェブ５２の第２の端部６２から第２の複合トラフ構成５０の第２のフランジ６４まで延伸する。第２の複合トラフ構成５０の第２のフランジ６４は、図２に見られるように複合上部翼外板２２に沿って延伸する。

図２および図６を参照すると、第１の複合縦通材３０は第１のハット状縦通材８４を含み、第１のハット状縦通材８４は、第１のキャップ部８６と、第１のキャップ部８６と第１の脚９０との間に配置された第１の湾曲ハット状縦通材移行壁部８８と、第１のキャップ部８６と第２の脚９４との間に配置された第２の湾曲ハット状縦通材移行壁部９２と、を備える。第１の脚９０および第２の脚９４は第１のキャップ部８６に対して相対する方向に延伸する。第１の脚および第２の脚はそれぞれ、複合下部翼外板２０に沿って延伸する。図２および図７に見られるように、第２の複合縦通材３２は第２のハット状縦通材９６を含み、第２のハット状縦通材９６は、第２のキャップ部９８と、第２のキャップ部９８と第１の脚１０２との間に配置された第１の湾曲ハット状縦通材移行壁部１００と、第２のキャップ部９８と第２の脚１０６との間に配置された第２の湾曲ハット状縦通材移行壁部１０４と、を含む。第１の脚１０２および第２の脚１０６は、第２のキャップ部９８に対して相対する方向に延伸する。第１の脚１０２および第２の脚１０６はそれぞれ、複合上部翼外板２２に沿って延伸する。

図６および図７に記載の例に見られるように、第１のハット状縦通材８４の共硬化固定部は複合下部翼外板２０を含み、第１の脚部９０および第２の脚部９４は複合下部翼外板２０と共硬化固定した状態である。第２のハット状縦通材９６の共硬化固定部は複合上部翼外板２２を含み、第１の脚部１０２および第２の脚部１０６は複合上部翼外板２２と共硬化固定した状態である。

さらに図６および図７を参照すると、第３の複合角部充填材部材１０８が、第１のハット状縦通材８４の第１の湾曲移行壁部１００の箇所１１０に隣接して配置され、第４の複合角部充填材部材１１２が、第１のハット状縦通材８４の第２の湾曲移行壁部９２の箇所１１４に隣接して配置される。第５の複合角部充填材部材１１６が、第２のハット状縦通材９６の第１の湾曲移行壁部１００の箇所１１８に隣接して配置される。第６の複合角部充填材部材１２０が、第２のハット状縦通材９６の第２の湾曲移行壁部１０４の箇所１２２に隣接して配置される。

図８を参照すると、航空機１０用の中央ウィングボックスアセンブリ１２を組み立てる方法１２４は、複合下部翼外板２０を積層するステップ１２６と、複合上部翼外板２２を積層するステップ１２８と、複合下部翼外板２０と複合上部翼外板２２との間に延伸して配置される複合桁２４を積層するステップ１３０と、を含む。方法１２４は、複合桁２４のウェブ２８に沿って翼幅方向Ｗに延伸するように配置される複合縦通材２６、複合下部翼外板２０に沿って翼幅方向Ｗに延伸するように配置される第１の複合縦通材３０および複合上部翼外板２２に沿って翼幅方向Ｗに延伸するように配置される第２の複合縦通材３２のうちの少なくとも１つを積層するステップ１３２をさらに含む。方法１２４は、複合桁２４を複合下部翼外板２０および複合上部翼外板２２と共硬化させて固定するステップ１３４をさらに含み、さらに、複合縦通材２６を複合桁２４のウェブ２８と共硬化させて固定するステップ、第１の縦通材３０を複合下部翼外板２０に共硬化させて固定するステップ、および、第２の複合縦通材３２を複合上部翼外板２２と共硬化させて固定するステップのうちの少なくとも１つを含む。

複合桁２４を積層するステップ１３０は、第１のウェブ３６、第１のウェブ３６の第１の端部４０から第１のフランジ４２まで延伸する第１の湾曲移行壁部３８、および第１のウェブ３６の第２の端部４６から第２のフランジ４８まで延伸する第２の湾曲移行壁部４４を含む第１の複合トラフ構成３４を形成するステップをさらに含む。複合桁２４を積層するステップ１３０は、第２のウェブ５２、第２のウェブ５２の第１の端部５６から第１のフランジ５８まで延伸する第１の湾曲移行壁部５４、および第２のウェブ５２の第２の端部６２から第２のフランジ部６４まで延伸する第２の湾曲移行壁部６０を含む第２の複合トラフ構成５０を形成するステップをさらに含む。

複合桁２４を積層するステップ１３０は、第１の複合トラフ構成３４の第１のウェブ部３６を第２の複合トラフ構成５０の第２のウェブ部５２との当接関係に位置付けるステップを含む。共硬化させるステップ１３４は、第１の複合トラフ構成３４の第１のウェブ部３６と第２の複合トラフ構成５０の第２のウェブ部５２を共硬化させて固定するステップを含む。

複合縦通材２６、第１の複合縦通材３０および第２の複合縦通材３２のうちの少なくとも１つを積層するステップ１３２は、複合縦通材２６をハット状縦通材６６に形成するステップ、第１の複合縦通材３０を第１のハット状縦通材８４に形成するステップ、および、第２の複合縦通材３２を第２のハット状縦通材９６に形成するステップのうちの少なくとも１つをさらに含む。複合縦通材２６のハット状縦通材６６を積層するステップは、キャップ部６８と、キャップ部６８と第１の脚７０との間に配置される第１の湾曲移行壁部７３と、キャップ部６８と第２の脚７２との間に配置される第２の湾曲移行壁部７５と、を形成するステップを含む。第１の脚７０および第２の脚７２はキャップ部６８に対して相対する方向に延伸する。第１の脚７０および第２の脚７２はそれぞれ、複合桁２４のウェブ２８に沿って延伸する。複合縦通材２６を複合桁２４のウェブ２８に共硬化させて固定するステップ１３４は、第１の脚部７０および第２の脚部７２を複合桁２４のウェブ２８と共硬化させて固定するステップを含む。

第１の複合縦通材３０および第２の複合縦通材３２の少なくとも一方を積層することを含むステップ１３２は、第１の複合縦通材３０を、第１のキャップ部８６と、第１のキャップ部８６と第１の脚９０との間に配置される第１の湾曲移行壁部８８と、第１のキャップ部８６と第２の脚９４との間に配置される第２の湾曲移行壁部９２と、を含むハット状縦通材８４に形成するステップをさらに含む。第１の脚９０および第２の脚９４は第１のキャップ部８６に対して相対する方向に延伸する。第１の脚９０および第２の脚９４はそれぞれ、複合下部翼外板２０に沿って延伸する。ステップ１３２には、第２の複合縦通材３２を、第２のキャップ部９８と、第２のキャップ部９８と第１の脚１０２との間に配置される第１の湾曲移行壁部１００と、第２のキャップ部９８と第２の脚１０６との間に配置される第２の湾曲移行壁部１０４と、を含むハット状縦通材９６に形成するステップがさらに含まれる。第１の脚１０２および第２の脚１０６は第２のキャップ部９８に対して相対する方向に延伸する。第１の脚１０２および第２の脚１０６はそれぞれ、複合上部翼外板２２に沿って延伸する。

様々な実施形態について上述してきたが、本開示は、それらの実施形態に限定されるものではない。依然として添付の特許請求の範囲内にある開示済み諸実施形態に変形を加えることができる。

１０航空機、１２ウイングボックスアセンブリ、１４胴体、１６翼、２０複合下部翼外板、２２複合上部翼外板、２４複合桁、２６複合縦通材、２８ウェブ、３０第１の複合縦通材、３２第２の複合縦通材、３４第１の複合トラフ構成、３６第１のウェブ，第１のウェブ部、３８第１の湾曲移行壁部、４０第１の端部、４２第１のフランジ、４４第２の湾曲移行壁部、４６第２の端部、４８第２のフランジ、５０第２の複合トラフ構成、５２第２のウェブ，第２のウェブ部、５４第１の湾曲移行壁部、５６第１の端部、５８第１のフランジ、６０第２の湾曲移行壁部、６２第２の端部、６４第２のフランジ，第２のフランジ部、６６ハット状縦通材、６８キャップ部、７０第１の脚，第１の脚部、７２第２の脚，第２の脚部、７３第１の湾曲ハット状縦通材移行壁部，第１の湾曲移行壁部、７５第２の湾曲ハット状縦通材移行壁部，第２の湾曲移行壁部、７６第１の複合角部充填材部材、７８箇所、８０第２の複合角部充填材部材、８２箇所、８４第１のハット状縦通材、８６第１のキャップ部、８８第１の湾曲ハット状縦通材移行壁部，第１の湾曲移行壁部、９０第１の脚，第１の脚部、９２第２の湾曲ハット状縦通材移行壁部，第２の湾曲移行壁部、９４第２の脚，第２の脚部、９６第２のハット状縦通材、９８第２のキャップ部、１００第１の湾曲ハット状縦通材移行壁部，第１の湾曲移行壁部、１０２第１の脚，第１の脚部、１０４第２の湾曲ハット状縦通材移行壁部，第２の湾曲移行壁部、１０６第２の脚，第２の脚部、１０８第３の複合角部充填材部材、１１０箇所、１１２第４の複合角部充填材部材、１１４箇所、１１６第５の複合角部充填材部材、１１８箇所、１２０第６の複合角部充填材部材、１２２箇所

Claims

航空機用の中央ウイングボックスアセンブリであって、
複合下部翼外板と、
複合上部翼外板と、
前記複合下部翼外板と前記複合上部翼外板との間に延伸する複合桁と、
前記複合桁のウェブに沿って翼幅方向に延伸する複合縦通材と、
を備え、
前記複合桁が、前記複合下部翼外板および前記複合上部翼外板との共硬化固定部を有し、
前記複合縦通材が、前記複合桁の前記ウェブとの共硬化固定部を有する、中央ウイングボックスアセンブリ。
前記複合下部翼外板に沿って延伸する第１の複合縦通材、および、
前記複合上部翼外板に沿って延伸する第２の複合縦通材、
の少なくとも一方をさらに含む、請求項１に記載の中央ウイングボックスアセンブリ。
前記第１の複合縦通材が前記翼幅方向に延伸し、前記複合下部翼外板との共硬化固定部を有する、かつ／または、
前記第２の複合縦通材が前記翼幅方向に延伸し、前記複合上部翼外板との共硬化固定部を有する、請求項２に記載の中央ウイングボックスアセンブリ。
前記複合桁が、
第１のウェブを備える第１の複合トラフ構成であって、
第１の湾曲移行壁部が前記第１のウェブの第１の端部から前記第１の複合トラフ構成の第１のフランジまで延伸し、
前記第１のフランジが前記複合下部翼外板に沿って延伸し、
第２の湾曲移行壁部が前記第１のウェブの第２の端部から前記第１の複合トラフ構成の第２のフランジまで延伸し、
前記第２のフランジが前記複合上部翼外板に沿って延伸する、第１の複合トラフ構成と、
第２のウェブを有する第２の複合トラフ構成であって、
第１の湾曲移行壁部が前記第２のウェブの第１の端部から前記第２の複合トラフ構成の第１のフランジまで延伸し、
前記第１のフランジが前記複合下部翼外板に沿って延伸し、
第２の湾曲移行壁部が前記第２のウェブの第２の端部から前記第２の複合トラフ構成の第２のフランジまで延伸し、
前記第２の複合トラフ構成の前記第２のフランジが前記複合上部翼外板に沿って延伸する、第２の複合トラフ構成と、
を備える、請求項１から３のいずれか一項に記載の中央ウイングボックスアセンブリ。
前記第１の複合トラフ構成の前記第１のウェブが、前記第２の複合トラフ構成の前記第２のウェブに当接しかつ前記第２のウェブとの共硬化固定部を有し、
前記第１の複合トラフ構成の前記第１のフランジが、前記複合下部翼外板との共硬化固定部を有し、
前記第２の複合トラフ構成の前記第１のフランジが、前記複合下部翼外板との共硬化固定部を有し、
前記第１の複合トラフ構成の前記第２のフランジが、前記複合上部翼外板との共硬化固定部を有し、
前記第２の複合トラフ構成の前記第２のフランジが、前記複合上部翼外板との共硬化固定部を有する、請求項４に記載の中央ウイングボックスアセンブリ。
前記複合縦通材が、キャップ部と、前記キャップ部と第１の脚との間に配置された第１の湾曲ハット状縦通材移行壁部と、前記キャップ部と第２の脚との間に配置された第２の湾曲ハット状縦通材移行壁部と、を備えるハット状縦通材を備え、
前記第１の脚および前記第２の脚が前記キャップ部に対して相対する方向に延伸し、
前記第１の脚および前記第２の脚がそれぞれ、前記複合桁の前記ウェブに沿って延伸する、請求項１から５のいずれか一項に記載の中央ウイングボックスアセンブリ。
第１の複合角部充填材部材が、前記ハット状縦通材の前記第１の湾曲ハット状縦通材移行壁部の箇所に隣接して配置され、
第２の複合角部充填材部材が、前記ハット状縦通材の前記第２の湾曲ハット状縦通材移行壁部の箇所に隣接して配置される、請求項６に記載の中央ウイングボックスアセンブリ。
航空機用の中央ウイングボックスアセンブリであって、
複合下部翼外板と、
複合上部翼外板と、
前記複合下部翼外板と前記複合上部翼外板との間に延伸する複合桁と、
前記複合下部翼外板に沿って延伸する第１の複合縦通材および前記複合上部翼外板に沿って延伸する第２の複合縦通材の少なくとも一方と、
を備え、
前記複合桁が、前記複合下部翼外板および前記複合上部翼外板との共硬化固定部を有し、
前記第１の複合縦通材が、前記複合下部翼外板との共硬化固定部を有する、かつ／または、前記第２の複合縦通材が前記複合上部翼外板との共硬化固定部を有する、中央ウイングボックスアセンブリ。
前記複合桁のウェブに沿って翼幅方向に延伸する複合縦通材をさらに含む、請求項８に記載の中央ウイングボックスアセンブリ。
前記第１の複合縦通材が翼幅方向に延伸する、かつ／または、
前記第２の複合縦通材が前記翼幅方向に延伸する、請求項８または９に記載の中央ウイングボックスアセンブリ。
前記複合桁が、
第１のウェブを備える第１の複合トラフ構成であって、
第１の湾曲移行壁部が前記第１のウェブの第１の端部から前記第１の複合トラフ構成の第１のフランジまで延伸し、
前記第１のフランジが前記複合下部翼外板に沿って延伸し、
第２の湾曲移行壁部が前記第１のウェブの第２の端部から前記第１の複合トラフ構成の第２のフランジまで延伸し、
前記第２のフランジが前記複合上部翼外板に沿って延伸する、第１の複合トラフ構成と、
第２のウェブを有する第２の複合トラフ構成であって、
第１の湾曲移行壁部が前記第２のウェブの第１の端部から前記第２の複合トラフ構成の第１のフランジまで延伸し、
前記第２の複合トラフ構成の前記第１のフランジが前記複合下部翼外板に沿って延伸し、
第２の湾曲移行壁部が前記第２のウェブの第２の端部から前記第２の複合トラフ構成の第２のフランジまで延伸し、
前記第２の複合トラフ構成の前記第２のフランジが前記複合上部翼外板に沿って延伸する、第２の複合トラフ構成と、
を備える、請求項８から１０のいずれか一項に記載の中央ウイングボックスアセンブリ。
前記第１の複合トラフ構成の前記第１のウェブが、前記第２の複合トラフ構成の前記第２のウェブに当接しかつ前記第２のウェブとの共硬化固定部を有し、
前記第１の複合トラフ構成の前記第１のフランジが、前記複合下部翼外板との共硬化固定部を有し、
前記第２の複合トラフ構成の前記第１のフランジが、前記複合下部翼外板との共硬化固定部を有し、
前記第１の複合トラフ構成の前記第２のフランジが、前記複合上部翼外板との共硬化固定部を有し、
前記第２の複合トラフ構成の前記第２のフランジが、前記複合上部翼外板との共硬化固定部を有する、請求項１１に記載の中央ウイングボックスアセンブリ。
前記第１の複合縦通材が、第１のキャップ部と、前記第１のキャップ部と第１の脚との間に配置された第１の湾曲ハット状縦通材移行壁部と、前記第１のキャップ部と第２の脚との間に配置された第２の湾曲ハット状縦通材移行壁部と、を備える第１のハット状縦通材を備え、
前記第１の脚および前記第２の脚が前記第１のキャップ部に対して相対する方向に延伸し、
前記第１の脚および前記第２の脚がそれぞれ、前記複合下部翼外板に沿って延伸し、
前記第２の複合縦通材が、第２のキャップ部と、前記第２のキャップ部と第１脚との間に配置された第１の湾曲ハット状縦通材移行壁部と、前記第２のキャップ部と第２の脚との間に配置された第２の湾曲ハット状縦通材移行壁部と、を備える第２のハット状縦通材を備え、
前記第１の脚および前記第２の脚が前記第２のキャップ部に対して相対する方向に延伸し、
前記第１の脚および前記第２の脚がそれぞれ、前記複合上部翼外板に沿って延伸し、
前記第１のハット状縦通材の前記複合下部翼外板との前記共硬化固定部が、前記複合下部翼外板と共硬化固定した状態の前記第１の脚および前記第２の脚を含み、
前記第２のハット状縦通材の前記複合上部翼外板との前記共硬化固定部が、前記複合上部翼外板と共硬化固定した状態の前記第１の脚および前記第２の脚を含む、請求項８から１２のいずれか一項に記載の中央ウイングボックスアセンブリ。
第３の複合角部充填材部材が、前記第１のハット状縦通材の前記第１の湾曲ハット状縦通材移行壁部の箇所に隣接して配置され、
第４の複合角部充填材部材が、前記第１のハット状縦通材の前記第２の湾曲ハット状縦通材移行壁部の箇所に隣接して配置され、
第５の複合角部充填材部材が、前記第２のハット状縦通材の前記第１の湾曲ハット状縦通材移行壁部の箇所に隣接して配置され、
第６の複合角部充填材部材が、前記第２のハット状縦通材の前記第２の湾曲ハット状縦通材移行壁部の箇所に隣接して配置される、
請求項１３に記載の中央ウイングボックスアセンブリ。
航空機用の中央ウイングボックスアセンブリを組み立てる方法であって、
複合下部翼外板を積層するステップと、
複合上部翼外板を積層するステップと、
前記複合下部翼外板と前記複合上部翼外板との間に延伸して配置される複合桁を積層するステップと、
前記複合桁のウェブに沿って翼幅方向に延伸するように配置される複合縦通材、前記複合下部翼外板に沿って前記翼幅方向に延伸するように配置される第１の複合縦通材および前記複合上部翼外板に沿って前記翼幅方向に延伸するように配置される第２の複合縦通材のうちの少なくとも１つを積層するステップと、
前記複合桁を前記複合下部翼外板および前記複合上部翼外板と共硬化させて固定するステップと、
前記複合縦通材を前記複合桁の前記ウェブとさらに共硬化させて固定するステップ、前記第１の複合縦通材を前記複合下部翼外板とさらに共硬化させて固定するステップ、および、前記第２の複合縦通材を前記複合上部翼外板とさらに共硬化させて固定するステップ、のうちの少なくとも１つと、
を含む方法。
前記複合桁を積層する前記ステップが、
第１のウェブ、
前記第１のウェブの第１の端部から第１のフランジまで延伸する第１の湾曲移行壁部、および
前記第１のウェブの第２の端部から第２のフランジまで延伸する第２の湾曲移行壁部
を含む第１の複合トラフ構成を形成するステップと、
第２のウェブ、
前記第２のウェブの第１の端部から第１のフランジまで延伸する第１の湾曲移行壁部、および
前記第２のウェブの第２の端部から第２のフランジまで延伸する第２の湾曲移行壁部
を含む第２の複合トラフ構成を形成するステップと、
を含む、請求項１５に記載の組み立てる方法。
前記複合桁を積層する前記ステップが、前記第１の複合トラフ構成の第１のウェブを前記第２の複合トラフ構成の第２のウェブとの当接関係に位置付けるステップを含み、
共硬化させる前記ステップが、前記第１の複合トラフ構成の前記第１のウェブと前記第２の複合トラフ構成の前記第２のウェブを共硬化させて固定するステップを含む、請求項１６に記載の組み立てる方法。
前記複合縦通材、前記第１の複合縦通材および前記第２の複合縦通材のうちの少なくとも１つを積層する前記ステップが、前記複合縦通材をハット状縦通材に形成するステップ、前記第１の複合縦通材を第１のハット状縦通材に形成するステップ、および、前記第２の複合縦通材を第２のハット状縦通材に形成するステップのうちの少なくとも１つを含む、請求項１５から１７のいずれか一項に記載の組み立てる方法。
前記複合縦通材の前記ハット状縦通材を積層する前記ステップが、キャップ部と、前記キャップ部と第１の脚との間に配置される第１の湾曲移行壁部と、前記キャップ部と第２の脚との間に配置される第２の湾曲移行壁部と、を形成するステップであって、
前記第１の脚および前記第２の脚が前記キャップ部に対して相対する方向に延伸し、
前記第１の脚および前記第２の脚がそれぞれ、前記複合桁の前記ウェブに沿って延伸する、ステップを含み、
前記複合縦通材を前記複合桁の前記ウェブと共硬化させて固定する前記ステップが、前記第１の脚および前記第２の脚の前記複合桁の前記ウェブとの共硬化固定を含む、請求項１８に記載の組み立てる方法。
前記第１の複合縦通材または前記第２の複合縦通材を積層する前記ステップが、
前記第１の複合縦通材を、第１のキャップ部と、前記第１のキャップ部と第１の脚との間に配置される第１の湾曲移行壁部と、前記第１のキャップ部と第２の脚との間に配置される第２の湾曲移行壁部と、を含むハット状縦通材に形成するステップであって、
前記第１の脚および前記第２の脚が前記第１のキャップ部に対して相対する方向に延伸し、
前記第１の脚および前記第２の脚がそれぞれ、前記複合下部翼外板に沿って延伸する、ステップと、
前記第２の複合縦通材を、第２のキャップ部と、前記第２のキャップ部と第１脚との間に配置される第１の湾曲移行壁部と、前記第２のキャップ部と第２の脚との間に配置される第２の湾曲移行壁部と、を含むハット状縦通材に形成するステップであって、
前記第１の脚および前記第２の脚が前記第２のキャップ部に対して相対する方向に延伸し、
前記第１の脚および前記第２の脚がそれぞれ、前記複合上部翼外板に沿って延伸する、ステップと、
をさらに含む、請求項１８または１９に記載の組み立てる方法。