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JP3641437B2 - Wing outer plate mounting structure - Google Patents
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JP3641437B2 - Wing outer plate mounting structure - Google Patents

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Description

【0001】
【発明の属する技術分野】
本発明は、航空機の翼の構造、特に外板と内部構造体との取付構造に関する。
【0002】
【従来の技術】
航空機の主翼の先端部の主翼外翼は、飛行中は揚力を得て、機体を空中に支える働きをしている。航空機の後方に配置される尾翼は、水平尾翼と垂直尾翼とから構成され、水平尾翼は、機体に働く空気力を機体の重心まわりに釣り合わせて、上下方向の安定を保つ働きをしている。垂直尾翼は、機体の方向安定を保ち、機体の横滑りを制御する働きをしている。したがって、主翼外翼および尾翼は、航空機が安全に飛行するために欠くことのできない翼である。
【0003】
従来の大型機の翼には、翼の長手方向に延びる桁ならびに桁に垂直に配置されるリブなどの内部構造体、外板、および外板に翼の内側から固定される多数のストリンガから構成されるマルチストリンガ構造が多く用いられている。マルチストリンガ構造において、外板およびストリンガには、桁と同様に、曲げモーメントおよびせん断力が作用し、外板と桁には、ねじりモーメントが作用する。
【0004】
図12は、対象物に炸裂弾2が衝突したときの状態を示す断面図である。図12(1)に示されるように、対象物の外板1に炸裂弾2が着弾すると、炸裂弾2の炸薬3が爆発し、図12(2)に示されるように、爆発によって生じる爆風とともに炸裂弾から小片4が放出され、対象物の内空間に飛散する。
【0005】
図13は、翼5に炸裂弾2が衝突したときの状態を示す断面図である。図13(1)に示されるように、翼5の外板6に炸裂弾2が着弾すると、炸裂弾2の炸薬が爆発し、図13(2)に示されるように、爆発によって生じる爆風とともに炸裂弾2から小片4が放出され、翼5の内空間に飛散する。爆風は、翼5の内空間に充満し、図13(3)に示されるように、外板6、補強体である桁ならびにストリンガ、および薄肉部材に対して、過大な圧力を与えて、これらの部材を損傷させる。爆風は、前記部材が破壊されて、爆風が全て翼の外に出てしまうまで、前記部材に圧力を与え続ける。その結果、図13(4)に示されるように、外板6をはじめとする部材が飛散する。このように炸裂弾2によって、翼5は致命的な損傷を受ける。
【0006】
【発明が解決しようとする課題】
上述のように、外板などの翼の形状を決定する主要な構造部材が損傷すると、翼が翼形を維持することができなくなり、航空機の安全な飛行を保証できなくなる。
【0007】
航空機の翼に炸裂弾が着弾して爆発すると、図13(3)に示されるように、爆風によって外板6などの構造部材が変形し、さらに小片4によって構造部材に貫通孔が形成される。特に大型航空機の主翼外翼および尾翼のような薄い外板を持つ翼の場合、爆風によって外板は内部構造体から剥離して、外板は広範囲にわたって破壊される。外板が広範囲にわたって破壊されると、桁およびリブなどにも、甚大な損傷がおきる。
【0008】
翼内で発生した爆風によって、外板が桁およびリブなどの内部構造体から極力剥離しないようにするために、外板と内部構造体との連結部分が爆風によって損傷することを防止する翼の構造が求められている。
【0009】
本発明の目的は、炸裂弾による爆風によって、外板が内部構造体から剥離することを防ぐことができる翼の外板取付構造を提供することである。
【0010】
【課題を解決するための手段】
本発明は、内部構造体が外板によって覆われる航空機の翼の外板の取付構造であって、
軸部と、軸部の一端部に形成され、軸部の外径よりも充分に大きい外径の頭部とを有するファスナ部材を備え、
内部構造体は、外板に沿う連結部と、連結部の中央部から翼内方に突出する凸部とを有して断面形状がT字状リブシアタイを有し、
ファスナ部材の頭部が外板の凹所に嵌まり込んで係止されるとともに、ファスナ部材の軸部がリブシアタイの連結部に係止されて、ファスナ部材によって外板とリブシアタイとが締結され、
外板には、ストリンガが接合され、ストリンガのリブシアタイに当接する部分は、リブシアタイの凸部に平行に延びる締結部が設けられ、
ファスナ部材の頭部が補強体の締結部の凹所に嵌まり込んで係止されるとともに、ファスナ部材の軸部がリブシアタイの凸部に係止されて、ファスナ部材によってストリンガとリブシアタイとが締結され、
外板とリブシアタイとを締結するファスナ部材と、ストリンガとリブシアタイとを締結するファスナ部材とは、軸線が互いに交差する方向に延びるように配置されて用いられることを特徴とする翼の外板取付構造である。
【0011】
本発明に従えば、外板は、ファスナ部材を用いて内部構造体を構成するリブシアタイに締結される。このファスナ部材は、頭部が外板の凹所に嵌まり込んでおり、揚力などの翼における空気力学的な特性に影響を与えることがない。さらにファスナ部材の頭部は、軸部に対して充分に大きい外径を有しており、外板に対するファスナ部材の引き抜き力を、外板の広い領域で受けることができ、外板に対するファスナ部材の引き抜き強度を高くすることができる。充分に大きいとは、2倍程度以上である。したがって外板の取付強度を高くし、たとえば翼の内外の圧力差などによって、外板をリブシアタイを有する内部構造体から剥離させる力が作用しても、この力に抗して外板の内部構造体への連結状態を確実に保持することができる。
また外板には、ストリンガが接合され、このストリンガとリブシアタイとがファスナ部材によって締結される。これによって外板を内部構造体から剥離させる力を、外板と内部構造体を直接締結するファスナ部材だけでなく、ストリンガを介して、ストリンガと内部構造体とを締結するファスナ部材でも分担し、外板と内部構造体を直接締結するファスナ部材と外板との間に作用する引き抜き力を小さくすることができる。これによって外板に対するファスナ部材の引き抜き強度をさらに高くすることができる。
またストリンガとリブシアタイとを締結するファスナ部材も、頭部は、軸部に対して充分に大きい外径を有しており、ストリンガに対するファスナ部材の引き抜き力を、補強体の広い領域で受けることができ、ストリンガに対するファスナ部材の引き抜き強度を高くすることができる。これによって外板の取付強度をさらに高くすることができる。
しかも外板とリブシアタイとを締結するファスナ部材と、ストリンガとリブシアタイとを締結するファスナ部材とは、軸線が互いに交差する方向に延びるように配置されて用いられる。したがって外板とリブシアタイとを締結するファスナの軸線方向に作用する力を、ストリンガとリブシアタイとを締結するファスナによって好適に受けて、外板とリブシアタイとを締結するファスナに作用する力を軽減することができる。
【0012】
また本発明は、外板のリブシアタイに連結される連結領域部は、外板の残余の部分よりも厚み寸法が大きいことを特徴とする。
【0013】
本発明に従えば、外板のリブシアタイに連結される連結領域部は、外板の残余の部分よりも厚み寸法が大きいので、この連結領域部の強度を高くし、外板に対するファスナ部材の引き抜き力に対して、確実に抗して外板とリブシアタイを有する内部構造体との締結が維持される。しかも外板全体の厚み寸法を大きくするのではなく、部分的に高い強度が必要な連結領域部だけ、厚み寸法を大きくするので、翼全体をできるだけ軽量にして、外板の取付強度を高くすることができる。
【0014】
また本発明は、ファスナ部材の頭部と外板との間には、頭部が嵌まり込む受部と、受部から半径方向外方に突出して、外板の外表面に係止される係止部とを有するワッシャ部材が介在されることを特徴とする。
【0015】
本発明に従えば、ファスナの頭部と外板との間には、ワッシャ部材が介在され、ワッシャによって、外板に対するファスナ部材の引き抜き力を、ワッシャによって外板のさらに広い領域に分散させることができる。したがって外板に対するファスナ部材の引き抜き強度をさらに高くすることができる。しかもワッシャ部材は、受部と係止部とを有する構成であり、ファスナ部材の頭部は、外板の凹所に嵌まり込んだ状態が保持され、空気力学的な特性に影響を与えることがない。
【0019】
また本発明は、外板とリブシアタイとは接着されることを特徴とする。
本発明に従えば、外板とリブシアタイとは接着されるので、外板を内部構造体から剥離させる力を、外板とリブシアタイを直接締結するファスナ部材だけでなく、接着部によって分担し、外板とリブシアタイを直接締結するファスナ部材と外板との間に作用する引き抜き力を小さくすることができる。これによって外板に対するファスナ部材の引き抜き強度をさらに高くすることができる。
【0020】
【発明の実施の形態】
図1は、本発明の実施の一形態の翼の外板取付構造を用いた航空機11を示す斜視図である。本実施の形態の翼の外板取付構造は、尾翼15および主翼外翼13に用いられる。主翼外翼13は、飛行中は揚力を得て、機体を空中に支える働きをする航空機11の主翼14の先端部である。航空機11の後方に配置される尾翼15は、水平尾翼12と垂直尾翼16とを含んで構成され、水平尾翼12は、機体に働く空気力を機体の重心まわりに釣り合わせて、ピッチ方向の安定を保つ働きをする。垂直尾翼16は、機体のヨー方向の安定を保ち、機体の横滑りを制御する働きをする。
【0021】
図2は、航空機11の水平尾翼12を示す斜視図である。水平尾翼12は、機体に固定される水平安定板21と、変位自在な動翼22を含んで構成される。水平安定板21は、前縁部23、後縁部24、および前縁部23と後縁部24との間に配置される翼桁間構造部25を含んで構成される。動翼22は、後縁部24に角変位自在に直結されている。
【0022】
図3は、水平尾翼12の水平安定板21の内部構造体21aを示す斜視図である。内部構造体21aは、水平尾翼(以後「翼」ということがある)12の長手方向に延びて配置される前桁26、翼12の長手方向に延び、前桁26の翼弦方向後縁側に配置される後桁27、翼弦方向に延び、翼12の長手方向に所定の間隔をあけて並び、前桁26と後桁27とに連結される複数のリブ28、翼12の長手方向に延び、前桁26の翼弦方向前縁側に配置される前縁補強部材29a、翼12の長手方向に延び、後桁27の翼弦方向後縁側に配置される後縁補強部材29b、前縁補強部材29aと前桁26とを連結する複数の第1連結部材30a、および後縁補強部材29bと後桁27とを連結する複数の第2連結部材30bを含んで構成される。前桁26、後桁27、リブ28、前縁補強部材29a、後縁補強部材29b、第1連結部材30aおよび第2連結部材30bを総称して、内部構造部材と呼ぶ。これらの内部構造部材を外部から覆うように外皮体31を連結して、水平尾翼12が構成される。
【0023】
図4は、図2のセクションIVを拡大して、前桁26と後桁27との間の水平尾翼12の構造を示す斜視図である。外皮体31は、外板32、および前桁26と後桁27との間の外板32に、翼12の長手方向に延び、翼12の翼弦方向に並んで、翼12の内側から固定される補強体である複数のストリンガ33を含んで構成される。外板32とストリンガ33とは、コキュア(cocure)接着される。コキュア接着は、成形した外板32およびストリンガ33を硬化せずに、外板32にストリンガ33を密着させて、外板32とストリンガ33とを個々に硬化させると同時に、ストリンガ33に含浸させる合成樹脂を接着剤として接着する接合方法である。
【0024】
ストリンガ33は、炭素繊維強化樹脂材料(略称:CFRP)から成り、軸直角断面における外形が一様に略台形状で、軸直角断面で見たときに、台形の平行な2つの辺のうち長い方の辺を成す側面が、外板32に、翼の内方側から接着される。CFRPは、繊維材料、たとえば炭素繊維に、合成樹脂、たとえばエポキシ樹脂を含浸した複合材料である。これによって翼内部で炸裂弾が爆発したときに、爆発による爆風がストリンガ33の外周を滑らかに流れるので、その風圧によってストリンガ33に作用する荷重を軽減することができる。
【0025】
本実施の形態において、ストリンガ33は、軸直角断面が略台形状としたが、爆発による爆風がストリンガ33の外周を滑らかに流れるような三角形などの多角形および半円などの断面形状としてもよい。
【0026】
翼桁間構造部25は、前桁26、後桁27および複数のリブ28を含み、さらに前桁26と後桁27との間の外板32およびストリンガ33を含んで構成される。外板32の、前桁26と後桁27との間、かつリブ28Aとリブ28Aに隣り合って同方向に延びるリブ28Bとの間の一部分(以後、「飛散板」ということがある。)34は、外板32の残余の部分32aとは別体になっている。飛散板34は、前桁26、後桁27およびリブ28に固定されない。飛散板34とストリンガ33とは、コキュア接着される。本発明の翼の外板取付構造は、リブ28と外板32との取付構造に用いられる。
【0027】
図5は、図4の切断面線S5−S5から見た断面図である。飛散板34は、外周部分35が翼外方に向かうにつれて、外方に突出している。飛散板34と外板32の残余の部分32aとは、コキュア接着される。
【0028】
図6は、図5のセクションVIを拡大した断面図である。外板32の残余の部分32aは、炭素繊維にエポキシ樹脂を含浸した複合材料から成る複数の層部分が積層されて成形される。たとえば最外層部分37は、繊維の延びる方向である繊維方向が翼12の長手方向に対して±45度を成す±45度材から成り、最外層部分37を除く層部分は、繊維方向が翼12の長手方向に平行な0度材、および繊維方向が翼12の長手方向に垂直な90度材および±45度材を複数に積層して成形される。
【0029】
飛散板34は、炭素繊維にエポキシ樹脂を含浸した複合材料から成る複数の層部分が積層されて成形される。この複数の層は、主として繊維方向が翼の長手方向に対して45度を成す±45度材から成る。炭素繊維を含む複合材料は、軽量かつ高強度であり、飛散板34の成形にファスナおよび接着剤を必要としない。飛散板34の厚さT1は、残余の部分32aの厚さT2よりも薄く成形される。
【0030】
飛散板34の外周部分41の層部分は、翼12の内方から外方に向かうにつれて階段状に外方に突出するように積層される。外板32の残余の部分32aの少なくとも飛散板34と接着される部分43は、層部分が翼の外方から内方に向かうにつれて階段状に外方に突出するように積層される。飛散板34の各層部分は、前記飛散板34の層部分に対して翼の内方に向かって1段下がった残余の部分32aの層部分に接着される。
【0031】
図7は、図4のセクションVIIを拡大した斜視図である。図8は、図7の切断面線S8−S8から見た断面図である。リブ28は、リブシアタイ51とウェブ71とを含んで構成される(図10参照)。リブシアタイ51は、翼12の翼弦方向C1に延びる平板状の連結部51aと、前記連結部51aの翼12の内方に臨む一方の面の中央部から翼12の内方に向かって突出し、連結部51aの長手方向C1に延びる平板状の凸部51bとを有する、軸直角断面の外形がT字状の部材である。リブシアタイ51と外板32とは、ファスナ52によって締結される。リブシアタイ51の凸部51bとリブ28とが連結される。ウェブ71は、板状で、リブシアタイ51の凸部51bに接合される。外板32はリブシアタイ51に連結されることで、リブ28に連結される。
【0032】
ファスナ52は、円柱形状の軸部52aと、軸部52aの一端側に設けられ、軸部52aから遠ざかるにつれて拡径する略円錐台形状の頭部52bとを有する。ファスナ52の頭部52bは、その外径D1が軸部52aの外径D2の2倍程度以上の寸法となるように形成される。
【0033】
外板32のリブシアタイ51が連結される連結領域部32bは、翼12の内方に突出し、その厚さT3は、外板32の残余の部分32aよりも厚く、ファスナ52の頭部52bの軸線方向厚さT4の2倍以上になるように形成される。外板32の連結領域部32bに、外板32を厚さ方向に貫通する複数の挿通孔36が、翼弦方向C1に所定の間隔を空けて2列に並んで形成される。また外板32の挿通孔36の翼の外方側には、翼12の外方に向かうにつれて拡径する略円錐台形状の凹所54が形成される。リブシアタイ51の連結部51aには、外板32の連結領域部32bの挿通孔36に対応する挿通孔53が形成される。外板32の挿通孔36とリブシアタイ51の挿通孔53とが同軸になるように、外板32とリブシアタイ51とが連結される。
【0034】
ファスナ52の軸部52aは、外板32の挿通孔36とリブシアタイ51の挿通孔53とに挿通され、頭部52bは、電気による腐食を防止するのに用いられるディンプルワッシャ(「ワッシャ」ということがある)55を介在して、連結領域部32bの凹所54に嵌まり込む。
【0035】
詳細には、ワッシャ55は、円錐台状の受部55aと前記受部から半径方向外方に突出する係止部55bとを有し、ワッシャ55の受部55aが連結領域部32bの凹所54に嵌まり込み、ファスナ52の頭部52bがワッシャ55の受部55aに嵌まり込む。ワッシャ55の係止部55bは、外板32の翼の外方側の表面に係止される。
【0036】
このときファスナ52の軸部52aの他端部は、リブシアタイ51の連結部51aから翼12の内方に向かって突出する。この突出した他端部に、ファスナ52の軸線方向の変位を規制する規制部材56を装着することによって、外板32とリブシアタイ51とが締結される。また、この突出した他端部を、リブシアタイ51の挿通孔53の内径よりも大きく変形させて、ファスナ52の軸線方向の変位を規制するようにしてもよい。外板32とリブシアタイ51とが締結される状態では、ファスナ52の頭部52bの端面は、ワッシャ55の係止部55bと面一であり、さらに外板32の翼12の外方の表面とほぼ面一である。また外板32とリブシアタイ51とは、接着剤57によって接着される。
【0037】
本実施の形態の翼の外板取付構造によれば、外板32は、ファスナ52を用いてリブシアタイ51に締結される。このファスナ52は、頭部52bが外板32の凹所54に嵌まり込んでおり、揚力などの翼における空気力学的な特性に影響を与えることがない。さらにファスナ52の頭部52bは、軸部52aに対して充分に大きい外径を有しており、外板32に対するファスナ52の引き抜き力を、外板32の広い領域で受けることができ、外板32に対するファスナ52の引き抜き強度を高くすることができる。したがって外板32の取付強度を高くし、たとえば翼の内外の圧力差などによって、外板32をリブシアタイ51から剥離させる力が作用しても、この力に抗して外板32のリブシアタイ51への連結状態を確実に保持することができる。
【0038】
また本実施の形態の翼の取付構造によれば、外板32のリブシアタイ51に連結される連結領域部32bは、外板32の残余の部分32aよりも厚み寸法が大きいので、この連結領域部32bの強度を高くし、外板32に対するファスナ52の引き抜き力に対して、確実に抗して外板32とリブシアタイ51との締結が維持される。しかも外板32全体の厚み寸法を大きくするのではなく、部分的に高い強度が必要な連結領域部32bだけ、厚み寸法を大きくするので、翼全体をできるだけ軽量にして、外板32の取付強度を高くすることができる。
【0039】
また本実施の形態の翼の外板取付構造によれば、ファスナ52の頭部52bと外板32との間には、ワッシャ55が介在され、ワッシャ55によって、外板32に対するファスナ52の引き抜き力を、ワッシャ55によって外板32のさらに広い領域に分散させることができる。したがって外板32に対するファスナ52の引き抜き強度をさらに高くすることができる。しかもワッシャ55は、受部55aと係止部55bとを有する構成であり、ファスナ52の頭部52bは、外板32の凹所54に嵌まり込んだ状態が保持され、翼の空気力学的な特性に影響を与えることがない。
【0040】
また本実施の形態の翼の外板取付構造によれば、外板32とリブシアタイ51とは接着されるので、外板32をリブシアタイ51から剥離させる力を、外板32とリブシアタイ51とを直接締結するファスナ52だけでなく、接着剤57によって分担し、外板32とリブシアタイ51とを直接締結するファスナ52と外板32との間に作用する引き抜き力を小さくすることができる。これによって外板32に対するファスナ52の引き抜き強度をさらに高くすることができる。
【0041】
図9は、図4のセクションIXを拡大した斜視図である。ストリンガ33の、リブシアタイ51の凸部51bに当接する端部には、前記凸部51bに平行に延びる平板状の締結部61が設けられる。締結部61には、上述の外板32に設けられる挿通孔53と同様の、締結部61の厚さ方向に貫通する挿通孔および凹所が設けられ(図示せず)、リブシアタイ51の凸部51bには、締結部61の挿通孔に対応する、凸部51bの厚さ方向に貫通する挿通孔が設けられる。上述の外板32とリブシアタイ51との締結と同様にして、ファスナ52と同様のファスナ62を用いて、リブシアタイ51とストリンガ33とを締結する。
【0042】
このとき外板32とリブシアタイ51とを締結するファスナ52の軸線と、ストリンガ33とリブシアタイ51とを締結するファスナ62の軸線とは、交差する位置関係にあり、これによって外板32がリブシアタイ51から剥離しようとする方向に作用する力、換言すれば、外板32とリブシアタイ51とを締結するファスナ52の軸線方向に作用する力が、ストリンガ33とリブシアタイ51とを締結するファスナ62にも作用するので、ファスナ52に作用する力を軽減することができる。
【0043】
本実施の形態の翼の外板取付構造によれば、外板32には、ストリンガ33が接合され、このストリンガ33とリブシアタイ51とがファスナ62によって締結される。これによって外板32をリブシアタイ51から剥離させる力を、外板32とリブシアタイ51とを直接締結するファスナ52だけでなく、ストリンガ33とを介して、ストリンガ33とリブシアタイ51とを締結するファスナ62でも分担し、外板32とリブシアタイ51とを直接締結するファスナ52と外板32との間に作用する引き抜き力を小さくすることができる。これによって外板32に対するファスナ52の引き抜き強度をさらに高くすることができる。またストリンガ33とリブシアタイ51とを締結するファスナ62も、頭部は、軸部に対して充分に大きい外径を有しており、さらにワッシャ55も用いるので、ストリンガ33に対するファスナ62の引き抜き力を、ストリンガ33の広い領域で受けることができ、ストリンガ33に対するファスナ62の引き抜き強度を高くすることができる。これによって外板32の取付強度をさらに高くすることができる。
【0044】
またストリンガ33は、外板32に接着されるとともに、ストリンガ33の締結部61を有する端部は、リブシアタイ51の外板32との連結部51aにも接着されており、これによってさらにファスナ52に作用する力を軽減することができる。
【0045】
図10は、リブ28を示す斜視図である。ウェブ71には、複数の孔72が形成される。翼内部で炸裂弾が爆発によって生じる爆風は、これらの孔72を通過することができ、被弾したリブ28間の翼内の圧力が上昇することを防ぐことができ、外板32およびリブ28などの局所的な損傷を防ぐことができる。
【0046】
図11は、炸裂弾81が着弾した水平尾翼12を示す模式図である。図11(1)に示されるように、水平尾翼12の外板32に炸裂弾81が着弾すると、炸裂弾81の炸薬が爆発し、図11(2)に示されるように、爆発によって生じる爆風が、水平尾翼12の内部空間に拡がる。この爆発によって内部空間の圧力が上昇し、予め定める所定の圧力以上になると、図11(3)に示されるように、飛散板34が飛散して、外板32の飛散板34を除く部分が、各ファスナ52,62によってリブ28などの内部構造体21への締結が保持された状態で、水平尾翼12の内部圧力を開放する。このようにして、図11(4)に示されるように、少なくとも外板32の残余の部分32aの破損を防ぐことができ、航空機11は飛散板34の飛散後も安全に飛行を続行することができる。
【0047】
【発明の効果】
請求項1記載の本発明によれば、外板は、ファスナ部材を用いて内部構造体を構成するリブシアタイに締結される。このファスナ部材は、頭部が外板の凹所に嵌まり込んでおり、揚力などの翼における空気力学的な特性に影響を与えることがない。さらにファスナ部材の頭部は、軸部に対して充分に大きい外径を有しており、外板に対するファスナ部材の引き抜き力を、外板の広い領域で受けることができ、外板に対するファスナ部材の引き抜き強度を高くすることができる。充分に大きいとは、2倍程度以上である。したがって外板の取付強度を高くし、たとえば翼の内外の圧力差などによって、外板をリブシアタイを有する内部構造体から剥離させる力が作用しても、この力に抗して外板の内部構造体への連結状態を確実に保持することができる。
また外板には、ストリンガが接合され、このストリンガとリブシアタイとがファスナ部材によって締結される。これによって外板を内部構造体から剥離させる力を、外板と内部構造体を直接締結するファスナ部材だけでなく、ストリンガを介して、ストリンガと内部構造体とを締結するファスナ部材でも分担し、外板と内部構造体を直接締結するファスナ部材と外板との間に作用する引き抜き力を小さくすることができる。これによって外板に対するファスナ部材の引き抜き強度をさらに高くすることができる。
またストリンガとリブシアタイとを締結するファスナ部材も、頭部は、軸部に対して充分に大きい外径を有しており、ストリンガに対するファスナ部材の引き抜き力を、補強体の広い領域で受けることができ、ストリンガに対するファスナ部材の引き抜き強度を高くすることができる。これによって外板の取付強度をさらに高くすることができる。
しかも外板とリブシアタイとを締結するファスナ部材と、ストリンガとリブシアタイとを締結するファスナ部材とは、軸線が互いに交差する方向に延びるように配置されて用いられる。したがって外板とリブシアタイとを締結するファスナの軸線方向に作用する力を、ストリンガとリブシアタイとを締結するファスナによって好適に受けて、外板とリブシアタイとを締結するファスナに作用する力を軽減することができる。
【0048】
請求項2記載の本発明によれば、外板のリブシアタイに連結される連結領域部は、外板の残余の部分よりも厚み寸法が大きいので、この連結領域部の強度を高くし、外板に対するファスナ部材の引き抜き力に対して、確実に抗して外板とリブシアタイを有する内部構造体との締結が維持される。しかも外板全体の厚み寸法を大きくするのではなく、部分的に高い強度が必要な連結領域部だけ、厚み寸法を大きくするので、翼全体をできるだけ軽量にして、外板の取付強度を高くすることができる。
【0049】
請求項3記載の本発明によれば、ファスナの頭部と外板との間には、ワッシャ部材が介在され、ワッシャによって、外板に対するファスナ部材の引き抜き力を、ワッシャによって外板のさらに広い領域に分散させることができる。したがって外板に対するファスナ部材の引き抜き強度をさらに高くすることができる。しかもワッシャ部材は、受部と係止部とを有する構成であり、ファスナ部材の頭部は、外板の凹所に嵌まり込んだ状態が保持され、空気力学的な特性に影響を与えることがない。
【0052】
請求項4記載の本発明によれば、外板とリブシアタイとは接着されるので、外板を内部構造体から剥離させる力を、外板とリブシアタイを直接締結するファスナ部材だけでなく、接着部によって分担し、外板とリブシアタイを直接締結するファスナ部材と外板との間に作用する引き抜き力を小さくすることができる。これによって外板に対するファスナ部材の引き抜き強度をさらに高くすることができる。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明の実施の一形態の翼の外板取付構造を用いた航空機11を示す斜視図である。
【図2】航空機11の水平尾翼12を示す斜視図である。
【図3】水平尾翼12の水平安定板21の内部構造体21aを示す斜視図である。
【図4】図2のセクションIVを拡大して、前桁26と後桁27との間の水平尾翼12の構造を示す斜視図である。
【図5】図4の切断面線S5−S5から見た断面図である。
【図6】図5のセクションVIを拡大した断面図である。
【図7】図4のセクションVIIを拡大した斜視図である。
【図8】図7の切断面線S8−S8から見た断面図である。
【図9】図4のセクションIXを拡大した斜視図である。
【図10】図10は、リブ28を示す斜視図である。
【図11】炸裂弾81が着弾した水平尾翼12を示す模式図である。
【図12】対象物に炸裂弾2が衝突したときの状態を示す断面図である。
【図13】翼5に炸裂弾2が衝突したときの状態を示す断面図である。
【符号の説明】
12 水平尾翼
26 前桁
27 後桁
28 リブ
32 外板
32b 連結領域部
33 ストリンガ
34 飛散板
51 リブシアタイ
52,62 ファスナ
52a 軸部
52b 頭部
54 凹所
55 ディンプルワッシャ
57 接着剤
61 締結部
[0001]
BACKGROUND OF THE INVENTION
The present invention relates to an aircraft wing structure, and more particularly to an attachment structure between an outer plate and an internal structure.
[0002]
[Prior art]
The main wing outer wing at the tip of the main wing of the aircraft gains lift during flight and functions to support the aircraft in the air. The tail wing arranged behind the aircraft is composed of a horizontal tail and a vertical tail, and the horizontal tail balances the aerodynamic force acting on the aircraft around the center of gravity of the aircraft to maintain vertical stability. . The vertical tail keeps the direction of the aircraft stable and controls the sideslip of the aircraft. Therefore, the main wing outer wing and the tail wing are essential wings for the aircraft to fly safely.
[0003]
The wing of a conventional large machine is composed of a girder extending in the longitudinal direction of the wing and an internal structure such as a rib arranged perpendicular to the girder, an outer plate, and a number of stringers fixed to the outer plate from the inside of the wing. A multi-stringer structure is often used. In the multi-stringer structure, a bending moment and a shearing force act on the outer plate and the stringer similarly to the spar, and a torsional moment acts on the outer plate and the spar.
[0004]
FIG. 12 is a cross-sectional view showing a state when the explosive bullet 2 collides with an object. As shown in FIG. 12 (1), when the explosive bomb 2 lands on the outer plate 1 of the object, the glaze 3 of the explosive bomb 2 explodes, and as shown in FIG. 12 (2), a blast generated by the explosion At the same time, the small pieces 4 are released from the explosive bullets and scattered into the inner space of the object.
[0005]
FIG. 13 is a cross-sectional view showing a state when the explosive bullet 2 collides with the wing 5. As shown in FIG. 13 (1), when the explosive bomb 2 lands on the outer plate 6 of the wing 5, the explosive of the explosive bomb 2 explodes, and as shown in FIG. 13 (2), along with the blast generated by the explosion Small pieces 4 are released from the explosive shell 2 and scattered into the inner space of the wing 5. The blast fills the inner space of the wing 5 and, as shown in FIG. 13 (3), gives an excessive pressure to the outer plate 6, the girders and stringers that are reinforcing bodies, and the thin-walled member. Damage the member. The blast continues to apply pressure to the member until the member is destroyed and all the blast is out of the wing. As a result, as shown in FIG. 13 (4), members including the outer plate 6 are scattered. Thus, the wing 5 is fatally damaged by the explosive shell 2.
[0006]
[Problems to be solved by the invention]
As mentioned above, if the major structural members that determine the shape of the wing, such as the skin, are damaged, the wing will not be able to maintain the airfoil and a safe flight of the aircraft cannot be guaranteed.
[0007]
When a explosive bullet lands on the wing of an aircraft and explodes, as shown in FIG. 13 (3), structural members such as the outer plate 6 are deformed by the blast, and further, through holes are formed in the structural member by the small pieces 4. . Particularly in the case of a wing having a thin outer plate such as a main wing outer wing and a tail wing of a large aircraft, the outer plate is separated from the inner structure by the blast, and the outer plate is destroyed extensively. If the skin is destroyed over a wide area, the girder, ribs, etc. will be severely damaged.
[0008]
In order to prevent the outer plate from being peeled off from the internal structures such as girders and ribs as much as possible by the blast generated in the wing, the connection between the outer plate and the internal structure is prevented from being damaged by the blast. A structure is required.
[0009]
An object of the present invention is to provide a blade outer plate mounting structure capable of preventing the outer plate from being peeled off from the internal structure by a blast caused by a explosive bomb.
[0010]
[Means for Solving the Problems]
The present invention is an aircraft wing skin attachment structure in which an internal structure is covered by a skin,
A fastener member having a shaft portion and a head portion formed at one end of the shaft portion and having an outer diameter sufficiently larger than the outer diameter of the shaft portion;
The internal structure has a connecting portion along the outer plate, and a convex portion projecting inward from the central portion of the connecting portion, and has a T-shaped rib shear tie in cross section.
The head of the fastener member is fitted and locked in the recess of the outer plate, the shaft portion of the fastener member is locked to the connecting portion of the rib shear tie, and the outer plate and the rib shear tie are fastened by the fastener member,
A stringer is joined to the outer plate, and a portion that contacts the rib shear tie of the stringer is provided with a fastening portion that extends in parallel to the convex portion of the rib shear tie,
The fastener member's head is fitted and locked in the recess of the fastening portion of the reinforcing body, and the shaft portion of the fastener member is locked to the convex portion of the rib shear tie, and the stringer and rib shear tie are fastened by the fastener member. And
The wing outer plate mounting structure is characterized in that the fastener member for fastening the outer plate and the rib shear tie, and the fastener member for fastening the stringer and the rib shear tie are arranged and used so as to extend in directions in which the axes intersect each other. It is.
[0011]
According to the present invention, the outer plate is fastened to the rib shear tie constituting the internal structure using the fastener member. The fastener member has a head fitted into a recess in the outer plate, and does not affect aerodynamic characteristics of the wing such as lift. Further, the head of the fastener member has a sufficiently large outer diameter with respect to the shaft portion, and can receive the pulling force of the fastener member with respect to the outer plate in a wide area of the outer plate. The pull-out strength can be increased. That it is sufficiently large is about twice or more. Therefore, even if a force to peel the outer plate from the inner structure having rib shear ties is applied due to a pressure difference between the outer and inner blades, for example, due to a pressure difference between the inside and outside of the blade, the inner structure of the outer plate is resisted against this force. The connected state to the body can be reliably maintained.
A stringer is joined to the outer plate, and the stringer and the rib shear tie are fastened by a fastener member. In this way, the force for separating the outer plate from the internal structure is shared not only by the fastener member that directly fastens the outer plate and the internal structure, but also by the fastener member that fastens the stringer and the internal structure via the stringer, The pull-out force acting between the fastener member that directly fastens the outer plate and the inner structure and the outer plate can be reduced. Thereby, the pull-out strength of the fastener member with respect to the outer plate can be further increased.
Also, the fastener member that fastens the stringer and the rib shear tie has a sufficiently large outer diameter with respect to the shaft portion, and can receive the pulling force of the fastener member against the stringer in a wide area of the reinforcing body. The pull-out strength of the fastener member with respect to the stringer can be increased. As a result, the mounting strength of the outer plate can be further increased.
In addition, the fastener member that fastens the outer plate and the rib shear tie and the fastener member that fastens the stringer and the rib shear tie are arranged and used so that their axes extend in directions intersecting each other. Therefore, the force acting in the axial direction of the fastener that fastens the outer plate and the rib shear tie is suitably received by the fastener that fastens the stringer and the rib shear tie, and the force acting on the fastener that fastens the outer plate and the rib shear tie is reduced. Can do.
[0012]
Further, the present invention is characterized in that the connecting region portion connected to the rib shear tie of the outer plate has a thickness dimension larger than the remaining portion of the outer plate.
[0013]
According to the present invention, the connecting region portion connected to the rib shear tie of the outer plate has a thickness dimension larger than the remaining portion of the outer plate. Therefore, the strength of the connecting region portion is increased, and the fastener member is pulled out from the outer plate. The fastening between the outer plate and the internal structure having the rib shear tie is maintained against strong force. Moreover, instead of increasing the thickness of the entire outer plate, the thickness is increased only in the connection region where partial high strength is required, so the entire blade is made as light as possible and the mounting strength of the outer plate is increased. be able to.
[0014]
Further, according to the present invention, between the head portion of the fastener member and the outer plate, a receiving portion into which the head portion is fitted, and projecting radially outward from the receiving portion to be locked to the outer surface of the outer plate. A washer member having a locking portion is interposed.
[0015]
According to the present invention, a washer member is interposed between the fastener head and the outer plate, and the washer distributes the pulling force of the fastener member to the outer plate to a wider area of the outer plate by the washer. Can do. Therefore, the pull-out strength of the fastener member with respect to the outer plate can be further increased. In addition, the washer member has a receiving portion and a locking portion, and the head portion of the fastener member is held in a state where it is fitted in the recess of the outer plate, which affects aerodynamic characteristics. There is no.
[0019]
The present invention is characterized in that the outer plate and the rib shear tie are bonded.
According to the present invention, since the outer plate and the rib shear tie are bonded, the force for peeling the outer plate from the internal structure is shared not only by the fastener member that directly fastens the outer plate and the rib shear tie, but also by the bonding portion. The pull-out force acting between the fastener member that directly fastens the plate and the rib shear tie and the outer plate can be reduced. Thereby, the pull-out strength of the fastener member with respect to the outer plate can be further increased.
[0020]
DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION
FIG. 1 is a perspective view showing an aircraft 11 using a wing skin attachment structure according to an embodiment of the present invention. The wing outer plate mounting structure of the present embodiment is used for the tail wing 15 and the main wing outer wing 13. The main wing outer wing 13 is a front end portion of the main wing 14 of the aircraft 11 that functions to obtain lift during flight and support the aircraft in the air. The tail 15 arranged behind the aircraft 11 includes a horizontal tail 12 and a vertical tail 16, and the horizontal tail 12 balances the aerodynamic force acting on the aircraft around the center of gravity of the aircraft to stabilize the pitch direction. Work to keep. The vertical tail 16 serves to maintain the stability of the aircraft in the yaw direction and to control the skidding of the aircraft.
[0021]
FIG. 2 is a perspective view showing the horizontal tail 12 of the aircraft 11. The horizontal tail 12 includes a horizontal stabilizer 21 fixed to the airframe and a movable blade 22 that can be displaced. The horizontal stabilizer 21 includes a front edge portion 23, a rear edge portion 24, and an inter-blade structure portion 25 disposed between the front edge portion 23 and the rear edge portion 24. The moving blade 22 is directly connected to the trailing edge 24 so as to be angularly displaceable.
[0022]
FIG. 3 is a perspective view showing the internal structure 21 a of the horizontal stabilizer 21 of the horizontal tail 12. The internal structure 21a extends in the longitudinal direction of the horizontal girder (hereinafter sometimes referred to as “wing”) 12 and is disposed in the longitudinal direction of the wing 12 and on the trailing edge side of the front girder 26 in the chord direction. The rear spar 27 to be arranged extends in the chord direction, is arranged at a predetermined interval in the longitudinal direction of the wing 12, and is connected to the front spar 26 and the rear spar 27. A leading edge reinforcing member 29a that extends and is disposed on the leading edge side of the leading string 26 in the chord direction; a trailing edge reinforcing member 29b that extends in the longitudinal direction of the blade 12 and is disposed on the trailing edge side of the trailing string 27; A plurality of first connecting members 30a that connect the reinforcing member 29a and the front beam 26 and a plurality of second connecting members 30b that connect the rear edge reinforcing member 29b and the rear beam 27 are configured. The front girder 26, the rear girder 27, the rib 28, the front edge reinforcing member 29a, the rear edge reinforcing member 29b, the first connecting member 30a and the second connecting member 30b are collectively referred to as an internal structural member. The outer tail body 31 is connected so as to cover these internal structural members from the outside, and the horizontal tail 12 is configured.
[0023]
FIG. 4 is an enlarged perspective view showing the structure of the horizontal tail 12 between the front beam 26 and the rear beam 27 by enlarging the section IV of FIG. 2. The outer skin 31 extends to the outer plate 32 and the outer plate 32 between the front spar 26 and the rear spar 27 in the longitudinal direction of the wing 12 and is aligned from the inside of the wing 12 along the chord direction of the wing 12. A plurality of stringers 33 which are reinforcing bodies to be formed are included. The outer plate 32 and the stringer 33 are bonded with a cure. Cocure bonding is a synthesis in which the formed outer plate 32 and the stringer 33 are not cured, the stringer 33 is brought into close contact with the outer plate 32, and the outer plate 32 and the stringer 33 are individually cured and simultaneously impregnated into the stringer 33. This is a bonding method in which a resin is used as an adhesive.
[0024]
The stringer 33 is made of a carbon fiber reinforced resin material (abbreviation: CFRP), and the outer shape in the cross section perpendicular to the axis is uniformly substantially trapezoidal. When viewed in the cross section perpendicular to the axis, the stringer 33 is long. The side surface forming one side is bonded to the outer plate 32 from the inner side of the wing. CFRP is a composite material in which a fiber material such as carbon fiber is impregnated with a synthetic resin such as an epoxy resin. As a result, when the explosive blast explodes inside the wing, the blast due to the explosion flows smoothly around the outer periphery of the stringer 33. Therefore, the load acting on the stringer 33 by the wind pressure can be reduced.
[0025]
In the present embodiment, the stringer 33 has a substantially trapezoidal cross section at right angles to the axis. However, the stringer 33 may have a polygonal shape such as a triangle and a semicircular shape such that a blast caused by an explosion flows smoothly around the outer periphery of the stringer 33. .
[0026]
The inter-spar structure 25 includes a front beam 26, a rear beam 27, and a plurality of ribs 28, and further includes an outer plate 32 and a stringer 33 between the front beam 26 and the rear beam 27. A portion of the outer plate 32 between the front spar 26 and the rear spar 27 and between the rib 28A and the rib 28B adjacent to the rib 28A and extending in the same direction (hereinafter sometimes referred to as “scattering plate”). 34 is a separate body from the remaining portion 32 a of the outer plate 32. The scattering plate 34 is not fixed to the front beam 26, the rear beam 27 and the rib 28. The scattering plate 34 and the stringer 33 are cocure bonded. The blade outer plate mounting structure of the present invention is used for the rib 28 and outer plate 32 mounting structure.
[0027]
FIG. 5 is a cross-sectional view taken along section line S5-S5 in FIG. The scattering plate 34 protrudes outward as the outer peripheral portion 35 moves outward from the wing. The scattering plate 34 and the remaining portion 32a of the outer plate 32 are cocure bonded.
[0028]
6 is an enlarged cross-sectional view of section VI of FIG. The remaining portion 32a of the outer plate 32 is formed by laminating a plurality of layer portions made of a composite material in which carbon fibers are impregnated with an epoxy resin. For example, the outermost layer portion 37 is made of a material of ± 45 degrees in which the fiber direction, which is the direction in which the fibers extend, is ± 45 degrees with respect to the longitudinal direction of the blade 12. 12 is formed by laminating a plurality of zero degree materials parallel to the longitudinal direction of 12 and 90 degree materials and ± 45 degree materials whose fiber directions are perpendicular to the longitudinal direction of the blades 12.
[0029]
The scattering plate 34 is formed by laminating a plurality of layer portions made of a composite material in which an epoxy resin is impregnated into carbon fibers. The plurality of layers are mainly made of a ± 45 degree material in which the fiber direction forms 45 degrees with respect to the longitudinal direction of the blade. The composite material including carbon fiber is light and high in strength, and does not require a fastener and an adhesive for forming the scattering plate 34. The thickness T1 of the scattering plate 34 is formed to be thinner than the thickness T2 of the remaining portion 32a.
[0030]
The layer portion of the outer peripheral portion 41 of the scattering plate 34 is laminated so as to project outward in a stepped manner from the inside of the wing 12 toward the outside. At least the portion 43 of the remaining portion 32a of the outer plate 32 to be bonded to the scattering plate 34 is laminated so that the layer portion protrudes outward in a stepped manner from the outside of the wing toward the inside. Each layer portion of the scattering plate 34 is bonded to the layer portion of the remaining portion 32a that is lowered by one step toward the inside of the wing with respect to the layer portion of the scattering plate 34.
[0031]
FIG. 7 is an enlarged perspective view of section VII in FIG. 8 is a cross-sectional view taken along section line S8-S8 in FIG. The rib 28 includes a rib shear tie 51 and a web 71 (see FIG. 10). The rib shear tie 51 protrudes inward of the wing 12 from a flat plate-like connecting portion 51a extending in the chord direction C1 of the wing 12 and a central portion of one surface facing the inner side of the wing 12 of the connecting portion 51a. The outer shape of the cross section perpendicular to the axis having a flat plate-like convex portion 51b extending in the longitudinal direction C1 of the connecting portion 51a is a T-shaped member. The rib shear tie 51 and the outer plate 32 are fastened by a fastener 52. The convex part 51b of the rib shear tie 51 and the rib 28 are connected. The web 71 is plate-shaped and joined to the convex portion 51 b of the rib shear tie 51. The outer plate 32 is connected to the rib 28 by being connected to the rib shear tie 51.
[0032]
The fastener 52 includes a cylindrical shaft portion 52a and a substantially truncated cone-shaped head portion 52b which is provided on one end side of the shaft portion 52a and whose diameter increases as the distance from the shaft portion 52a increases. The head 52b of the fastener 52 is formed such that the outer diameter D1 thereof is about twice or more the outer diameter D2 of the shaft portion 52a.
[0033]
The connection region portion 32b to which the rib shear tie 51 of the outer plate 32 is connected protrudes inward of the wing 12, and the thickness T3 thereof is thicker than the remaining portion 32a of the outer plate 32, and the axis of the head 52b of the fastener 52 It is formed to be twice or more the directional thickness T4. A plurality of insertion holes 36 penetrating the outer plate 32 in the thickness direction are formed in the connection region portion 32b of the outer plate 32 in a row at a predetermined interval in the chord direction C1. Further, on the outer side of the blade of the insertion hole 36 of the outer plate 32, a substantially truncated cone-shaped recess 54 is formed which increases in diameter toward the outer side of the blade 12. An insertion hole 53 corresponding to the insertion hole 36 of the connection region portion 32 b of the outer plate 32 is formed in the connection portion 51 a of the rib shear tie 51. The outer plate 32 and the rib shear tie 51 are connected so that the insertion hole 36 of the outer plate 32 and the insertion hole 53 of the rib shear tie 51 are coaxial.
[0034]
The shaft portion 52a of the fastener 52 is inserted into the insertion hole 36 of the outer plate 32 and the insertion hole 53 of the rib shear tie 51, and the head portion 52b is a dimple washer (referred to as “washer”) used to prevent corrosion due to electricity. Is fitted) into the recess 54 of the connecting region portion 32b.
[0035]
Specifically, the washer 55 has a truncated cone-shaped receiving portion 55a and a locking portion 55b protruding outward in the radial direction from the receiving portion, and the receiving portion 55a of the washer 55 is a recess in the coupling region portion 32b. 54, the head 52 b of the fastener 52 is fitted into the receiving portion 55 a of the washer 55. The locking portion 55 b of the washer 55 is locked to the outer surface of the wing of the outer plate 32.
[0036]
At this time, the other end portion of the shaft portion 52 a of the fastener 52 protrudes from the connecting portion 51 a of the rib shear tie 51 toward the inside of the blade 12. The outer plate 32 and the rib shear tie 51 are fastened by attaching a regulating member 56 that regulates the axial displacement of the fastener 52 to the projecting other end. Further, the protruding other end portion may be deformed to be larger than the inner diameter of the insertion hole 53 of the rib shear tie 51 to restrict the displacement of the fastener 52 in the axial direction. In a state where the outer plate 32 and the rib shear tie 51 are fastened, the end surface of the head portion 52b of the fastener 52 is flush with the engaging portion 55b of the washer 55, and further, the outer surface of the wing 12 of the outer plate 32 is It is almost flush. Further, the outer plate 32 and the rib shear tie 51 are bonded by an adhesive 57.
[0037]
According to the blade outer plate mounting structure of the present embodiment, the outer plate 32 is fastened to the rib shear tie 51 using the fastener 52. The fastener 52 has a head 52b fitted in the recess 54 of the outer plate 32, and does not affect aerodynamic characteristics of the wing such as lift. Further, the head portion 52b of the fastener 52 has a sufficiently large outer diameter with respect to the shaft portion 52a, so that the pulling force of the fastener 52 with respect to the outer plate 32 can be received in a wide area of the outer plate 32, The pull-out strength of the fastener 52 with respect to the plate 32 can be increased. Therefore, even if a force for separating the outer plate 32 from the rib shear tie 51 is exerted by increasing the mounting strength of the outer plate 32, for example, due to a pressure difference between the inside and outside of the blade, the rib shear tie 51 of the outer plate 32 is resisted against this force. It is possible to reliably maintain the connected state.
[0038]
Further, according to the wing mounting structure of the present embodiment, the connecting region portion 32b connected to the rib shear tie 51 of the outer plate 32 has a larger thickness dimension than the remaining portion 32a of the outer plate 32. The strength of 32b is increased, and the fastening of the outer plate 32 and the rib shear tie 51 is maintained against the pulling force of the fastener 52 on the outer plate 32 with certainty. In addition, since the thickness dimension is increased only in the connecting region portion 32b that requires a partially high strength, rather than increasing the thickness dimension of the entire outer plate 32, the entire blade is made as light as possible, and the mounting strength of the outer plate 32 is increased. Can be high.
[0039]
Further, according to the outer plate mounting structure of the wing of the present embodiment, the washer 55 is interposed between the head 52 b of the fastener 52 and the outer plate 32, and the fastener 52 is pulled out from the outer plate 32 by the washer 55. The force can be distributed to a wider area of the outer plate 32 by the washer 55. Therefore, the pull-out strength of the fastener 52 with respect to the outer plate 32 can be further increased. Moreover, the washer 55 has a receiving portion 55a and a locking portion 55b, and the head 52b of the fastener 52 is held in a state where it is fitted in the recess 54 of the outer plate 32, and the aerodynamics of the wing is maintained. Does not affect the characteristics.
[0040]
Further, according to the outer plate mounting structure of the wing of the present embodiment, the outer plate 32 and the rib shear tie 51 are bonded, and therefore the force for peeling the outer plate 32 from the rib shear tie 51 is directly applied to the outer plate 32 and the rib shear tie 51. Not only the fasteners 52 to be fastened but also the adhesive 57 can be used to reduce the pulling force that acts between the fasteners 52 that fasten the outer plate 32 and the rib shear tie 51 directly and the outer plate 32. As a result, the pull-out strength of the fastener 52 with respect to the outer plate 32 can be further increased.
[0041]
FIG. 9 is an enlarged perspective view of section IX of FIG. A flat plate-like fastening portion 61 extending in parallel with the convex portion 51 b is provided at an end portion of the stringer 33 that contacts the convex portion 51 b of the rib shear tie 51. The fastening portion 61 is provided with an insertion hole and a recess (not shown) penetrating in the thickness direction of the fastening portion 61, similar to the insertion hole 53 provided in the outer plate 32 described above, and the convex portion of the rib shear tie 51. 51 b is provided with an insertion hole corresponding to the insertion hole of the fastening portion 61 and penetrating in the thickness direction of the convex portion 51 b. The rib shear tie 51 and the stringer 33 are fastened using the fastener 62 similar to the fastener 52 in the same manner as the fastening of the outer plate 32 and the rib shear tie 51 described above.
[0042]
At this time, the axis of the fastener 52 that fastens the outer plate 32 and the rib shear tie 51 and the axis of the fastener 62 that fastens the stringer 33 and the rib shear tie 51 are in an intersecting positional relationship. The force acting in the direction of peeling, in other words, the force acting in the axial direction of the fastener 52 that fastens the outer plate 32 and the rib shear tie 51 also acts on the fastener 62 that fastens the stringer 33 and the rib shear tie 51. Therefore, the force acting on the fastener 52 can be reduced.
[0043]
According to the blade outer plate mounting structure of the present embodiment, the stringer 33 is joined to the outer plate 32, and the stringer 33 and the rib shear tie 51 are fastened by the fastener 62. Thus, not only the fastener 52 that directly fastens the outer plate 32 and the rib shear tie 51 but also the fastener 62 that fastens the stringer 33 and the rib shear tie 51 via the stringer 33, the force for peeling the outer plate 32 from the rib shear tie 51. The pulling-out force acting between the fastener 52 and the outer plate 32 that shares and directly fastens the outer plate 32 and the rib shear tie 51 can be reduced. As a result, the pull-out strength of the fastener 52 with respect to the outer plate 32 can be further increased. Further, the fastener 62 that fastens the stringer 33 and the rib shear tie 51 also has a head having a sufficiently large outer diameter with respect to the shaft portion, and also uses a washer 55. Therefore, the pulling force of the fastener 62 on the stringer 33 is increased. The stringer 33 can be received in a wide area, and the pull-out strength of the fastener 62 with respect to the stringer 33 can be increased. As a result, the mounting strength of the outer plate 32 can be further increased.
[0044]
The stringer 33 is bonded to the outer plate 32, and the end portion of the stringer 33 having the fastening portion 61 is also bonded to the connecting portion 51 a of the rib shear tie 51 with the outer plate 32. The acting force can be reduced.
[0045]
FIG. 10 is a perspective view showing the rib 28. A plurality of holes 72 are formed in the web 71. The blast generated by the explosion of the explosive bomb inside the wing can pass through these holes 72 and can prevent the pressure in the wing between the bombed ribs 28 from rising, such as the outer plate 32 and the rib 28. Can prevent local damage.
[0046]
FIG. 11 is a schematic diagram showing the horizontal tail 12 on which the explosive bullet 81 has landed. As shown in FIG. 11 (1), when the explosive bullet 81 lands on the outer plate 32 of the horizontal tail 12, the glaze of the explosive bullet 81 explodes, and as shown in FIG. 11 (2), a blast generated by the explosion However, it extends into the internal space of the horizontal tail 12. When the pressure in the internal space rises due to this explosion and becomes equal to or higher than a predetermined pressure, as shown in FIG. 11 (3), the scattering plate 34 is scattered, and the portion of the outer plate 32 excluding the scattering plate 34 is removed. The internal pressure of the horizontal tail 12 is released in a state where the fastening to the internal structure 21 such as the rib 28 is held by the fasteners 52 and 62. In this way, as shown in FIG. 11 (4), at least the remaining portion 32a of the outer plate 32 can be prevented from being damaged, and the aircraft 11 can continue to fly safely after the scattering plate 34 is scattered. Can do.
[0047]
【The invention's effect】
According to the first aspect of the present invention, the outer plate is fastened to the rib shear tie constituting the internal structure using the fastener member. The fastener member has a head fitted into a recess in the outer plate, and does not affect aerodynamic characteristics of the wing such as lift. Further, the head of the fastener member has a sufficiently large outer diameter with respect to the shaft portion, and can receive the pulling force of the fastener member with respect to the outer plate in a wide area of the outer plate. The pull-out strength can be increased. That it is sufficiently large is about twice or more. Therefore, even if a force to peel the outer plate from the inner structure having rib shear ties is applied due to a pressure difference between the outer and inner blades, for example, due to a pressure difference between the inside and outside of the blade, the inner structure of the outer plate is resisted against this force. The connected state to the body can be reliably maintained.
A stringer is joined to the outer plate, and the stringer and the rib shear tie are fastened by a fastener member. In this way, the force for separating the outer plate from the internal structure is shared not only by the fastener member that directly fastens the outer plate and the internal structure, but also by the fastener member that fastens the stringer and the internal structure via the stringer, The pull-out force acting between the fastener member that directly fastens the outer plate and the inner structure and the outer plate can be reduced. Thereby, the pull-out strength of the fastener member with respect to the outer plate can be further increased.
Also, the fastener member that fastens the stringer and the rib shear tie has a sufficiently large outer diameter with respect to the shaft portion, and can receive the pulling force of the fastener member against the stringer in a wide area of the reinforcing body. The pull-out strength of the fastener member with respect to the stringer can be increased. As a result, the mounting strength of the outer plate can be further increased.
In addition, the fastener member that fastens the outer plate and the rib shear tie and the fastener member that fastens the stringer and the rib shear tie are arranged and used so that their axes extend in directions intersecting each other. Therefore, the force acting in the axial direction of the fastener that fastens the outer plate and the rib shear tie is suitably received by the fastener that fastens the stringer and the rib shear tie, and the force acting on the fastener that fastens the outer plate and the rib shear tie is reduced. Can do.
[0048]
According to the second aspect of the present invention, the connecting region portion connected to the rib shear tie of the outer plate has a thickness dimension larger than that of the remaining portion of the outer plate. The fastening of the outer plate and the internal structure having the rib sheer tie is maintained against the pulling force of the fastener member against the above. Moreover, instead of increasing the thickness of the entire outer plate, the thickness is increased only in the connection region where partial high strength is required, so the entire blade is made as light as possible and the mounting strength of the outer plate is increased. be able to.
[0049]
According to the third aspect of the present invention, the washer member is interposed between the fastener head and the outer plate, and the washer pulls out the fastener member with respect to the outer plate, and the washer further widens the outer plate. Can be dispersed in the region. Therefore, the pull-out strength of the fastener member with respect to the outer plate can be further increased. In addition, the washer member has a receiving portion and a locking portion, and the head portion of the fastener member is held in a state where it is fitted in the recess of the outer plate, which affects aerodynamic characteristics. There is no.
[0052]
According to the fourth aspect of the present invention, since the outer plate and the rib shear tie are bonded to each other, the force for peeling the outer plate from the internal structure is not limited to the fastener member that directly fastens the outer plate and the rib shear tie. Accordingly, the pulling force acting between the fastener member and the outer plate that directly shares the outer plate and the rib shear tie can be reduced. Thereby, the pull-out strength of the fastener member with respect to the outer plate can be further increased.
[Brief description of the drawings]
FIG. 1 is a perspective view showing an aircraft 11 using a wing skin attachment structure according to an embodiment of the present invention.
2 is a perspective view showing a horizontal tail 12 of an aircraft 11. FIG.
3 is a perspective view showing an internal structure 21a of the horizontal stabilizer 21 of the horizontal tail 12. FIG.
FIG. 4 is a perspective view showing the structure of the horizontal tail 12 between the front beam 26 and the rear beam 27 by enlarging the section IV of FIG. 2;
5 is a cross-sectional view taken along section line S5-S5 in FIG.
6 is an enlarged cross-sectional view of section VI of FIG.
7 is an enlarged perspective view of section VII in FIG. 4. FIG.
8 is a cross-sectional view taken along section line S8-S8 in FIG.
9 is an enlarged perspective view of section IX in FIG. 4. FIG.
10 is a perspective view showing a rib 28. FIG.
FIG. 11 is a schematic diagram showing the horizontal tail 12 on which the explosive 81 has landed.
FIG. 12 is a cross-sectional view showing a state when the explosive bullet 2 collides with an object.
13 is a cross-sectional view showing a state when the explosive bullet 2 collides with the wing 5. FIG.
[Explanation of symbols]
12 Horizontal tail
26 Leader
27 Last digit
28 Ribs
32 Outer plate
32b Connection area
33 Stringer
34 Scatter plate
51 Livsia Thai
52,62 Fastener
52a Shaft
52b head
54 recess
55 Dimple Washer
57 Adhesive
61 Fastening part

Claims (4)

内部構造体が外板によって覆われる航空機の翼の外板の取付構造であって、
軸部と、軸部の一端部に形成され、軸部の外径よりも充分に大きい外径の頭部とを有するファスナ部材を備え、
内部構造体は、外板に沿う連結部と、連結部の中央部から翼内方に突出する凸部とを有して断面形状がT字状リブシアタイを有し、
ファスナ部材の頭部が外板の凹所に嵌まり込んで係止されるとともに、ファスナ部材の軸部がリブシアタイの連結部に係止されて、ファスナ部材によって外板とリブシアタイとが締結され、
外板には、ストリンガが接合され、ストリンガのリブシアタイに当接する部分は、リブシアタイの凸部に平行に延びる締結部が設けられ、
ファスナ部材の頭部が補強体の締結部の凹所に嵌まり込んで係止されるとともに、ファスナ部材の軸部がリブシアタイの凸部に係止されて、ファスナ部材によってストリンガとリブシアタイとが締結され、
外板とリブシアタイとを締結するファスナ部材と、ストリンガとリブシアタイとを締結するファスナ部材とは、軸線が互いに交差する方向に延びるように配置されて用いられることを特徴とする翼の外板取付構造。
An aircraft wing skin mounting structure in which the internal structure is covered by the skin,
A fastener member having a shaft portion and a head portion formed at one end of the shaft portion and having an outer diameter sufficiently larger than the outer diameter of the shaft portion;
The internal structure has a connecting portion along the outer plate, and a convex portion projecting inward from the central portion of the connecting portion, and has a T-shaped rib shear tie in cross section.
The head of the fastener member is fitted and locked in the recess of the outer plate, the shaft portion of the fastener member is locked to the connecting portion of the rib shear tie, and the outer plate and the rib shear tie are fastened by the fastener member,
A stringer is joined to the outer plate, and a portion that contacts the rib shear tie of the stringer is provided with a fastening portion that extends in parallel to the convex portion of the rib shear tie,
The fastener member's head is fitted and locked in the recess of the fastening portion of the reinforcing body, and the shaft portion of the fastener member is locked to the convex portion of the rib shear tie, and the stringer and rib shear tie are fastened by the fastener member. And
The wing outer plate mounting structure is characterized in that the fastener member for fastening the outer plate and the rib shear tie, and the fastener member for fastening the stringer and the rib shear tie are arranged and used so as to extend in directions in which the axes intersect each other. .
外板のリブシアタイに連結される連結領域部は、外板の残余の部分よりも厚み寸法が大きいことを特徴とする請求項1記載の翼の外板取付構造。  2. The blade outer plate mounting structure according to claim 1, wherein the connecting region portion connected to the rib shear tie of the outer plate has a thickness dimension larger than that of the remaining portion of the outer plate. ファスナ部材の頭部と外板との間には、頭部が嵌まり込む受部と、受部から半径方向外方に突出して、外板の外表面に係止される係止部とを有するワッシャ部材が介在されることを特徴とする請求項1または2記載の翼の外板取付構造。  Between the head part of the fastener member and the outer plate, a receiving part into which the head part is fitted, and a locking part that protrudes radially outward from the receiving part and is locked to the outer surface of the outer plate. The blade outer plate mounting structure according to claim 1 or 2, wherein a washer member is interposed. 外板とリブシアタイとは接着されることを特徴とする請求項1〜3のいずれか1つに記載の翼の外板取付構造。  The outer plate attachment structure of the wing according to any one of claims 1 to 3, wherein the outer plate and the rib shear tie are bonded.
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