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JP7398331B2 - Fuel loading structure and its manufacturing method - Google Patents
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Description

本発明は、機体の中央部分の有効スペース以外に液体燃料を搭載する燃料搭載構造体とその製造方法に関する。 The present invention relates to a fuel loading structure for loading liquid fuel in an area other than the effective space in the central portion of an airframe, and a method for manufacturing the same.

機体(例えば航空機の胴体)は、その軸心を中心とする中空円筒形の構造体であり、構造部材としてフレーム、ストリンガー、及びスキンを有する。
フレームは、中空円筒形の構造体の周方向に円形状又は円弧状に延びる部材であり、ストリンガーは、構造体の軸方向に直線状に延びる部材である。
フレームとストリンガーは、通常、H型、T型、又はL型の断面形状を有し、互いに交差し、交差部で連結され、機体の骨格を構成する。
スキンは、機体の骨格の外面に張りつけられた円弧状の平板であり、フレーム及びストリンガーと一体化されて機体(例えば胴体)の剛性を高めるとともに、機体の内側と外側とを空間的に仕切る機能を有する。
An airframe (for example, an aircraft fuselage) is a hollow cylindrical structure centered on its axis, and has a frame, stringers, and a skin as structural members.
The frame is a member that extends in a circular or arc shape in the circumferential direction of the hollow cylindrical structure, and the stringer is a member that extends linearly in the axial direction of the structure.
The frame and stringers typically have an H-shaped, T-shaped, or L-shaped cross-sectional shape, intersect with each other, and are connected at intersections to form the frame of the fuselage.
The skin is an arc-shaped flat plate attached to the outer surface of the aircraft frame, and is integrated with the frame and stringers to increase the rigidity of the aircraft (for example, the fuselage), and also serves to spatially partition the inside and outside of the aircraft. has.

上述したフレーム、ストリンガー、及びスキンは、従来主として金属(ジュラルミン、等)からなり、その結合には、リベット又は溶接が用いられていた。
しかし、航空機の軽量化の観点から機体(胴体及び翼)を複合材(例えば、CFRP:炭素繊維強化プラスチック)で構成することが望まれている。
また、機体を複合材(CFRP)で構成した場合に、例えば翼内のCFRP構造体で囲まれた空間を燃料タンクとして用いることが提案されている(例えば、特許文献1)。
The above-mentioned frames, stringers, and skins have conventionally been mainly made of metal (duralumin, etc.), and rivets or welding have been used to connect them.
However, from the viewpoint of reducing the weight of aircraft, it is desired that the fuselage (fuselage and wings) be made of composite material (for example, CFRP: carbon fiber reinforced plastic).
Further, when the aircraft body is made of a composite material (CFRP), it has been proposed to use, for example, a space surrounded by a CFRP structure in a wing as a fuel tank (for example, Patent Document 1).

特開2012-187808号公報Japanese Patent Application Publication No. 2012-187808

機体(例えば翼内)のCFRP構造体で囲まれた空間を燃料タンクとして用いる場合、以下の問題点がある。
航空機の翼内には、飛行制御用の配管や配線を通す必要があり、小型航空機の場合、燃料タンクの設置スペースが不足する可能性がある。
また、機体内に燃料タンクを設置すると、機体の中央部分の有効スペース(貨物や人員の搭載スペース)がその分、削減される。
When using a space surrounded by a CFRP structure in an aircraft body (for example, inside a wing) as a fuel tank, there are the following problems.
It is necessary to run piping and wiring for flight control inside the wings of an aircraft, and in the case of small aircraft, there may be a shortage of space for installing fuel tanks.
Also, installing a fuel tank inside the aircraft reduces the effective space in the center of the aircraft (space for carrying cargo and personnel).

本発明は上述した問題点を解決するために創案されたものである。すなわち本発明の目的は、機体を複合材で構成した場合に、機体の中央部分の有効スペースの低減を最小限に抑えて必要な燃料を搭載することができる燃料搭載構造体とその製造方法を提供することにある。 The present invention was devised to solve the above-mentioned problems. That is, an object of the present invention is to provide a fuel loading structure and a method for manufacturing the same, which can carry the necessary fuel while minimizing the reduction in effective space in the center of the fuselage when the fuselage is constructed of composite materials. It is about providing.

本発明によれば、機体を構成する燃料搭載構造体であって、
前記機体の軸方向に延びるストリンガーと、
前記機体の周方向に延びるフレームと、を備え、
前記ストリンガー及び前記フレームは、それぞれ中空管であり、
内側に充填した液体燃料の圧力による面内応力を超える引張強度を有する繊維強化プラスチックからなる外層と、
前記外層の内面に密着し前記液体燃料に対する耐食性と気密性を有するライナーと、を有する、燃料搭載構造体が提供される。
According to the present invention, there is provided a fuel loading structure constituting an airframe,
a stringer extending in the axial direction of the fuselage;
A frame extending in the circumferential direction of the aircraft body,
The stringer and the frame are each hollow tubes,
an outer layer made of fiber-reinforced plastic that has a tensile strength that exceeds the in-plane stress caused by the pressure of the liquid fuel filled inside;
A fuel mounting structure is provided, which includes a liner that is in close contact with the inner surface of the outer layer and has corrosion resistance and airtightness against the liquid fuel.

また、本発明によれば、上記の燃料搭載構造体の製造方法であって、
複数の前記ストリンガーを、前記周方向に間隔を隔てて前記軸方向に延びるように配置し、
複数の前記フレームを、少なくともその一部が前記軸方向に間隔を隔てて前記周方向に延びるように配置し、
前記ストリンガーと前記フレームを熱可塑性樹脂の融点を超える温度まで加熱して互いに交差部で強固に連結し、全体として単一の骨格を構成する、燃料搭載構造体の製造方法が提供される。
Further, according to the present invention, there is provided a method for manufacturing the above-mentioned fuel loading structure, comprising:
a plurality of stringers are arranged so as to extend in the axial direction at intervals in the circumferential direction;
The plurality of frames are arranged so that at least some of the frames extend in the circumferential direction at intervals in the axial direction,
A method of manufacturing a fuel loading structure is provided, in which the stringer and the frame are heated to a temperature exceeding the melting point of a thermoplastic resin and are firmly connected to each other at intersections to form a single skeleton as a whole.

本発明の構成によれば、ストリンガー及びフレームが、繊維強化プラスチックからなる外層と、耐食性と気密性を有するライナーと、を有するので、機体を複合材で構成し、軽量化することができる。 According to the configuration of the present invention, since the stringer and the frame have an outer layer made of fiber-reinforced plastic and a liner having corrosion resistance and airtightness, the fuselage can be made of a composite material and can be lightweight.

また、ストリンガー及びフレームは、それぞれ中空管であり、それぞれの外層が液体燃料の圧力による面内応力を超える引張強度を有し、ライナー(内層)が液体燃料に対する耐食性と気密性を有する。これにより、ストリンガー及びフレームの中空管内に液体燃料の充填が可能となり、従来の燃料搭載スペースを削減できる。 Further, the stringer and the frame are each hollow tubes, and each outer layer has a tensile strength that exceeds the in-plane stress due to the pressure of liquid fuel, and the liner (inner layer) has corrosion resistance against liquid fuel and airtightness. This makes it possible to fill the hollow tubes of the stringer and frame with liquid fuel, reducing the conventional fuel loading space.

さらに、燃料搭載構造体が機体(例えば航空機の胴体)を構成するので、機体の中央部分の有効スペースの低減を最小限に抑えて必要な燃料を搭載することができ、より多くの貨物・人員を航空機に搭載することができる。 Furthermore, since the fuel carrying structure constitutes the fuselage (for example, the fuselage of an aircraft), the necessary fuel can be loaded with minimal reduction in the effective space in the center of the fuselage, allowing for more cargo and personnel. can be mounted on an aircraft.

燃料搭載構造体の第1実施形態の全体構成図である。FIG. 1 is an overall configuration diagram of a first embodiment of a fuel loading structure. 図1(B)の右下部分に相当する4分割円の拡大図である。FIG. 2 is an enlarged view of a quarter circle corresponding to the lower right portion of FIG. 1(B). 図2の斜視図である。FIG. 3 is a perspective view of FIG. 2; ストリンガーの断面図である。It is a sectional view of a stringer. 燃料搭載構造体の第2実施形態の図3と同様の斜視図である。FIG. 4 is a perspective view similar to FIG. 3 of a second embodiment of the fuel loading structure.

以下、本発明の実施形態を添付図面に基づいて詳細に説明する。なお、各図において共通する部分には同一の符号を付し、重複した説明を省略する。 Hereinafter, embodiments of the present invention will be described in detail based on the accompanying drawings. Note that common parts in each figure are given the same reference numerals, and redundant explanation will be omitted.

図1は、本発明による燃料搭載構造体100の第1実施形態の全体構成図である。
この図において、(A)は側面図、(B)はB-B線における断面図である。
FIG. 1 is an overall configuration diagram of a first embodiment of a fuel loading structure 100 according to the present invention.
In this figure, (A) is a side view, and (B) is a sectional view taken along the line BB.

図1において、燃料搭載構造体100は、機体1(例えば航空機の胴体)を構成し、内側の荷物スペース2を囲む中空円筒形の構造物である。
機体1は、例えば航空機の胴体であるが、航空機以外の飛翔体(人工衛星、ロケット、等)の機体であってもよい。
以下、図1(A)において中空円筒形の中心軸をZ軸、図1(B)において、中心をO、中心Oを通る水平軸をX軸、中心Oを通る鉛直軸をY軸と定義する。
なお、燃料搭載構造体100は、完全な中空円筒形に限定されず、中空楕円形でも、一部に変形部分を有してもよい。
In FIG. 1, a fuel loading structure 100 is a hollow cylindrical structure that constitutes a fuselage 1 (for example, an aircraft fuselage) and surrounds an inner cargo space 2.
The fuselage 1 is, for example, the fuselage of an aircraft, but may also be the fuselage of a flying object other than an aircraft (such as an artificial satellite, a rocket, etc.).
Hereinafter, in Fig. 1(A), the central axis of the hollow cylinder is defined as the Z-axis, in Fig. 1(B), the center is defined as O, the horizontal axis passing through the center O is the X-axis, and the vertical axis passing through the center O is the Y-axis. do.
Note that the fuel loading structure 100 is not limited to a completely hollow cylindrical shape, but may be a hollow ellipse or may have a partially deformed portion.

図2は、図1(B)の右下部分に相当する4分割円の拡大図であり、図3は、図2の斜視図である。 2 is an enlarged view of a quarter circle corresponding to the lower right portion of FIG. 1(B), and FIG. 3 is a perspective view of FIG. 2.

図1~図3において、燃料搭載構造体100は、複数のストリンガー10と複数のフレーム20を備える。
複数のストリンガー10は、周方向に間隔を隔てて機体1の軸方向(Z軸方向)に延びる。機体1は、この例では胴体である。
複数のフレーム20は、少なくともその一部が軸方向に間隔を隔てて機体1の周方向に延びる。
また、ストリンガー10とフレーム20は、互いに交差部で強固に連結されており、全体として単一の骨格Fを構成する。ストリンガー10とフレーム20の交差部は、直接連結しても、中間材を介して連結してもよい。
1 to 3, a fuel loading structure 100 includes a plurality of stringers 10 and a plurality of frames 20. In FIGS.
The plurality of stringers 10 extend in the axial direction (Z-axis direction) of the fuselage 1 at intervals in the circumferential direction. Aircraft 1 is a fuselage in this example.
At least some of the frames 20 extend in the circumferential direction of the fuselage 1 with intervals in the axial direction.
Further, the stringer 10 and the frame 20 are firmly connected to each other at the intersection, and constitute a single skeleton F as a whole. The intersection of the stringer 10 and the frame 20 may be directly connected or may be connected via an intermediate member.

燃料搭載構造体100は、さらに、ストリンガー10の外面に取り付けられた板状のスキン30を有する。
上述したストリンガー10、フレーム20、及びスキン30は、全体として一体化され、機体1(構造体)として必要な剛性を有するとともに、機体1の内側と外側とを空間的に仕切っている。
The fuel loading structure 100 further includes a plate-shaped skin 30 attached to the outer surface of the stringer 10.
The stringer 10, frame 20, and skin 30 described above are integrated as a whole, have the necessary rigidity as the fuselage 1 (structure), and spatially partition the inside and outside of the fuselage 1.

図4は、ストリンガー10の断面図である。
ストリンガー10は、中空管であり、外層60aと内層(以下、ライナー62a)を有する。
FIG. 4 is a cross-sectional view of the stringer 10.
The stringer 10 is a hollow tube and has an outer layer 60a and an inner layer (hereinafter referred to as liner 62a).

外層60aは、内側に充填した液体燃料Lの圧力による面内応力を超える引張強度を有する繊維強化プラスチックからなる。また、上述したスキン30も、ストリンガー10及びフレーム20の外層60aと同種の繊維強化プラスチックからなり、ストリンガー10及びフレーム20の荷重を一部分担する。
繊維強化プラスチック(以下、FRP)は、好ましくは炭素繊維強化プラスチック(CFRP)であるが、アラミド繊維強化プラスチック、又はガラス繊維強化プラスチックであってもよい。
また、炭素繊維強化プラスチックは、好ましくは熱可塑性の難燃性炭素繊維強化プラスチックである。
また、機体1の内部には与圧がかかるので、内部の気体が外部に漏れないようにスキン30にもライナー62aと同様のライナーを設けることが好ましい。
The outer layer 60a is made of fiber-reinforced plastic having a tensile strength that exceeds the in-plane stress caused by the pressure of the liquid fuel L filled inside. Further, the skin 30 described above is also made of the same type of fiber-reinforced plastic as the outer layer 60a of the stringer 10 and frame 20, and partially shares the load of the stringer 10 and frame 20.
The fiber-reinforced plastic (hereinafter referred to as FRP) is preferably carbon fiber-reinforced plastic (CFRP), but may also be aramid fiber-reinforced plastic or glass fiber-reinforced plastic.
Further, the carbon fiber reinforced plastic is preferably a thermoplastic flame retardant carbon fiber reinforced plastic.
Moreover, since pressurization is applied inside the fuselage 1, it is preferable that the skin 30 also be provided with a liner similar to the liner 62a to prevent internal gas from leaking to the outside.

液体燃料Lは、例えば、液体酸素(LOX)又は液体水素(LH2)である。液体酸素の温度は約-180℃の極低温であり、液体水素の温度は約-253℃の極低温である。なお、これは一例であり、他の燃料(例えば通常のジェット燃料)でもよい。 The liquid fuel L is, for example, liquid oxygen (LOX) or liquid hydrogen (LH2). The temperature of liquid oxygen is a cryogenic temperature of about -180°C, and the temperature of liquid hydrogen is a cryogenic temperature of about -253°C. Note that this is just an example, and other fuels (eg, normal jet fuel) may be used.

ライナー62aは、外層60aの内面に密着し、液体燃料Lに対する耐食性と気密性を有する。ライナー62aは、液体燃料Lに対して耐食性を有する熱可塑性のエンジニアリングプラスチックである。
エンジニアリングプラスチックは、例えば、ナイロン(PA6)、ポリアセタール(POM)、ポリフェニレンサルファイト(PPS)、ポリアリルエーテルケトン(PAEK)などの結晶性ポリマー、又は、例えば、ポリカーボネート(PC)、ポリフェニレンエーテル(PPE)、ポリエーテルイミド(PEI)などの非結晶性ポリマーである。
The liner 62a is in close contact with the inner surface of the outer layer 60a, and has corrosion resistance against the liquid fuel L and airtightness. The liner 62a is a thermoplastic engineering plastic that has corrosion resistance against the liquid fuel L.
Engineering plastics are, for example, crystalline polymers such as nylon (PA6), polyacetal (POM), polyphenylene sulfite (PPS), polyallyletherketone (PAEK), or, for example, polycarbonate (PC), polyphenylene ether (PPE). , amorphous polymers such as polyetherimide (PEI).

この図において、ストリンガー10は、さらに、表面張力部材64aを有する。
表面張力部材64aは、ライナー62aの内側に位置し、表面張力により気液を分離しマニホールド40(後述する)に液体のみを供給する。表面張力部材64aは、多孔性又はメッシュ状のFRPであるのがよい。
表面張力部材64aを有することにより、極低重力(10-4G以下)で内部の液体燃料Lをエンジン(又は推進装置、連結されているマニホールド40)に強制的に供給することができる。
In this figure, the stringer 10 further includes a surface tension member 64a.
The surface tension member 64a is located inside the liner 62a, separates gas and liquid by surface tension, and supplies only the liquid to the manifold 40 (described later). The surface tension member 64a is preferably made of porous or mesh FRP.
By having the surface tension member 64a, the internal liquid fuel L can be forcibly supplied to the engine (or the propulsion device, or the connected manifold 40) under extremely low gravity (10 −4 G or less).

フレーム20は、中空管であり、ストリンガー10と同様の図示しない外層60b、ライナー62b、及び表面張力部材64bを有する。
フレーム20の外層60b、ライナー62b、及び表面張力部材64bは、好ましくは、ストリンガー10の外層60a、ライナー62a、及び表面張力部材64aと同一であるが、異なってもよい。
The frame 20 is a hollow tube and has an outer layer 60b (not shown) similar to the stringer 10, a liner 62b, and a surface tension member 64b.
Outer layer 60b, liner 62b, and surface tension member 64b of frame 20 are preferably the same as outer layer 60a, liner 62a, and surface tension member 64a of stringer 10, but may be different.

この例でストリンガー10及びフレーム20は、矩形管である。矩形管の寸法(幅、高さ、厚さ)は、機体1(構造体)として必要な剛性が得られるように、設定される。
なお、中空管の断面形状は、矩形に限定されず、台形、ハット型、円形、楕円形でもよい。
In this example, stringer 10 and frame 20 are rectangular tubes. The dimensions (width, height, thickness) of the rectangular tube are set so as to provide the necessary rigidity for the fuselage 1 (structure).
Note that the cross-sectional shape of the hollow tube is not limited to a rectangle, but may be a trapezoid, a hat shape, a circle, or an ellipse.

図4において、ストリンガー10は、外層60aの外面(図で下面)に一体的に取り付けられ、図で幅方向に張り出した平板状のフランジ部12を有する。
フランジ部12は、外層60aと同じFRP(好ましくはCFRP)からなり、スキン30との連結を容易にするために用いられる。
フランジ部12は、ストリンガー10の全長に連続的に設けることが好ましいが、長さ方向に間隔を開けて複数を設けてもよい。
なお、フレーム20に同様のフランジ部(図示せず)を設けてもよい。
In FIG. 4, the stringer 10 has a flat flange portion 12 that is integrally attached to the outer surface (lower surface in the figure) of the outer layer 60a and extends in the width direction in the figure.
The flange portion 12 is made of the same FRP (preferably CFRP) as the outer layer 60a, and is used to facilitate connection with the skin 30.
Although it is preferable that the flange portions 12 be provided continuously over the entire length of the stringer 10, a plurality of flange portions 12 may be provided at intervals in the length direction.
Note that the frame 20 may be provided with a similar flange portion (not shown).

図3において、燃料搭載構造体100は、さらに、マニホールド40を有する。
マニホールド40は、ストリンガー10及びフレーム20に連結され、内部に液体燃料Lを貯留する。
マニホールド40は、ストリンガー10及びフレーム20と同様に繊維強化プラスチック製の外層とエンジニアリングプラスチックのライナーを有することが好ましいが、金属製であってもよい。
また、マニホールド40は、ストリンガー10及びフレーム20と同様に表面張力部材を有することが好ましいが、これを省略してもよい。
ストリンガー10、フレーム20、及びマニホールド40は、全体として燃料タンクとして機能する。すなわち、マニホールド40は、図示しない配管ラインを介して航空機の推進装置(例えばエンジン)と連通しており、液体燃料Lを推進装置に供給するようになっている。
推進装置が燃料電池を有する場合、液体燃料Lは液体水素である。
In FIG. 3 , the fuel loading structure 100 further includes a manifold 40 .
The manifold 40 is connected to the stringer 10 and the frame 20, and stores liquid fuel L therein.
Like the stringers 10 and frame 20, the manifold 40 preferably has an outer layer made of fiber-reinforced plastic and a liner made of engineering plastic, but may be made of metal.
Moreover, although it is preferable that the manifold 40 has a surface tension member like the stringer 10 and the frame 20, this may be omitted.
The stringer 10, frame 20, and manifold 40 collectively function as a fuel tank. That is, the manifold 40 communicates with a propulsion device (for example, an engine) of the aircraft via a piping line (not shown), and supplies liquid fuel L to the propulsion device.
When the propulsion device has a fuel cell, the liquid fuel L is liquid hydrogen.

図3において、マニホールド40は、機体1の周方向に延び軸方向(Z方向)に間隔を隔てた複数(この例では2つ)の中空環状部材42を有する。
中空環状部材42は、この例では、中空の円形部材を90度ごとに4分割した円弧状部材である。しかし、中空環状部材42は、分割されていない一体の中空円形部材であってもよい。
中空環状部材42の断面形状は、ストリンガー10及びフレーム20と同様に、矩形管であることが好ましいが、台形、ハット型、円形、楕円形でもよい。
また、中空環状部材42は、ストリンガー10と同様の図示しない外層60c、ライナー62c、及び表面張力部材64cを有する。
In FIG. 3, the manifold 40 has a plurality (two in this example) of hollow annular members 42 extending in the circumferential direction of the body 1 and spaced apart in the axial direction (Z direction).
In this example, the hollow annular member 42 is an arc-shaped member obtained by dividing a hollow circular member into four parts at intervals of 90 degrees. However, the hollow annular member 42 may be an undivided, integral hollow circular member.
The cross-sectional shape of the hollow annular member 42 is preferably a rectangular tube like the stringer 10 and the frame 20, but it may also be trapezoidal, hat-shaped, circular, or elliptical.
Further, the hollow annular member 42 includes an outer layer 60c, a liner 62c, and a surface tension member 64c (not shown) similar to the stringer 10.

図3において、フレーム20は、周方向に延びる複数の円弧部26aと、複数の円弧部26aの端面同士を互いに連結する中間連結部26bと、円弧部26aの最端部を中空環状部材42に連結する端部連結部26cとを有する。
この例でフレーム20は、全体として連続管であり、軸方向に隣接する1対の中空環状部材42に両端が気密に固定されている、
複数の円弧部26aは、軸方向に間隔を隔てており、好ましくは互いに平行に位置する。
In FIG. 3, the frame 20 includes a plurality of circular arc parts 26a extending in the circumferential direction, an intermediate connecting part 26b that connects the end surfaces of the plurality of circular arc parts 26a, and a hollow annular member 42 that connects the extreme end of the circular arc parts 26a to each other. It has an end connecting portion 26c to be connected.
In this example, the frame 20 is a continuous tube as a whole, and both ends are hermetically fixed to a pair of axially adjacent hollow annular members 42.
The plurality of circular arc portions 26a are spaced apart from each other in the axial direction, and are preferably located parallel to each other.

円弧部26a、中間連結部26b、及び端部連結部26cは、一体的に形成され、その外層60b、ライナー62b、及び表面張力部材64bが、継ぎ目なく連続していることが好ましい。
また、フレーム20は、軸方向に隣接する1対の中空環状部材42に両端が気密に固定され、表面張力部材64bとその内側の空間が、中空環状部材42の表面張力部材64cとその内側の空間に連続して連通している。
この構成により、連続管であるフレーム20の中空管に液体燃料Lを充填することができ、かつ表面張力部材64b,64cにより極低重力で内部の液体燃料Lをマニホールド40に強制的に供給することができる。
It is preferable that the arc portion 26a, the intermediate connecting portion 26b, and the end connecting portion 26c be integrally formed, and that the outer layer 60b, the liner 62b, and the surface tension member 64b are seamlessly continuous.
In addition, both ends of the frame 20 are airtightly fixed to a pair of hollow annular members 42 adjacent to each other in the axial direction, and the surface tension member 64b and the space inside thereof are connected to the surface tension member 64c of the hollow annular member 42 and the space inside thereof. Continuously connected to space.
With this configuration, it is possible to fill the hollow tube of the frame 20, which is a continuous tube, with the liquid fuel L, and the liquid fuel L inside is forcibly supplied to the manifold 40 with extremely low gravity by the surface tension members 64b and 64c. can do.

なお、フレーム20を円弧部26a、中間連結部26b、及び端部連結部26cの別体で構成し、中間連結部26bと端部連結部26cを用いて円弧部26a、中間連結部26b、及び端部連結部26cを連結して組み立ててもよい。
この構成により、円弧部26a、中間連結部26b、及び端部連結部26cの形状を統一して、量産可能にし、製造費、組立費を低減することができる。
Note that the frame 20 is composed of separate arc portions 26a, intermediate connection portions 26b, and end connection portions 26c, and the intermediate connection portions 26b and end connection portions 26c are used to connect the arc portions 26a, intermediate connection portions 26b, and The end connecting portions 26c may be connected and assembled.
With this configuration, the shapes of the arcuate portion 26a, the intermediate connecting portion 26b, and the end connecting portion 26c can be unified to enable mass production and reduce manufacturing costs and assembly costs.

図2と図3において、燃料搭載構造体100は、さらに、断熱部材50を有する。断熱部材50は、スキン30の外側に設けられた外側断熱部材52と、フレーム20及びストリンガー10(すなわち骨格F)の内側に設けられた内側断熱部材54とからなる。
外側断熱部材52は、外部からの入熱を防止する。外側断熱部材52は、好ましくは真空断熱層であるが、発泡断熱材などによる極低温用の断熱材であってもよい。
内側断熱部材54は、ストリンガー10、フレーム20及びマニホールド40の内側に設けられ、これらの部材への内側からの入熱を防止する。内側断熱部材54は、発泡断熱材などによる極低温用の断熱材であるのがよい。
上述した断熱部材50により、ストリンガー10、フレーム20及びマニホールド40の内部に貯留した液体燃料Lのガス化を低減することができる。
In FIGS. 2 and 3, the fuel mounting structure 100 further includes a heat insulating member 50. As shown in FIG. The heat insulating member 50 includes an outer heat insulating member 52 provided outside the skin 30 and an inner heat insulating member 54 provided inside the frame 20 and the stringer 10 (ie, the skeleton F).
The outer heat insulating member 52 prevents heat from entering from the outside. The outer heat insulating member 52 is preferably a vacuum heat insulating layer, but may also be a cryogenic heat insulating material such as a foam heat insulating material.
The inner heat insulating member 54 is provided inside the stringer 10, frame 20, and manifold 40, and prevents heat from entering these members from the inside. The inner heat insulating member 54 is preferably a heat insulating material for extremely low temperatures, such as a foamed heat insulating material.
The heat insulating member 50 described above can reduce gasification of the liquid fuel L stored inside the stringer 10, the frame 20, and the manifold 40.

図3に示した4分割された4組の燃料搭載構造体100を組み合わせることで、図1に示した機体1(例えば航空機の胴体)が形成される。
なお、機体1の分割は4分割に限定されず、その他の分割数でも、その一部又は全部を分割せずに一体化してもよい。
例えば、スキン30、マニホールド40、及び断熱部材50は、分割せずに一体であることが好ましい。
By combining the four sets of fuel loading structures 100 divided into four parts shown in FIG. 3, the fuselage 1 shown in FIG. 1 (for example, the fuselage of an aircraft) is formed.
Note that the division of the fuselage 1 is not limited to four divisions, and some or all of the divisions may be integrated without being divided.
For example, the skin 30, manifold 40, and heat insulating member 50 are preferably integrated without being divided.

図5は、本発明による燃料搭載構造体100の第2実施形態の図3と同様の斜視図である。
この図において、マニホールド40は、機体1の周方向に延び軸方向に間隔を隔てた複数の中空環状部材42と、隣接する1対の中空環状部材42に両端が固定され軸方向に延びる中空棒状部材44と、を有する。
FIG. 5 is a perspective view similar to FIG. 3 of a second embodiment of a fuel loading structure 100 according to the invention.
In this figure, the manifold 40 includes a plurality of hollow annular members 42 extending in the circumferential direction of the fuselage 1 and spaced apart in the axial direction, and a hollow rod-shaped member having both ends fixed to a pair of adjacent hollow annular members 42 and extending in the axial direction. It has a member 44.

中空環状部材42は、この例では、4分割した円弧状部材であるが、分割されていない一体の中空円形部材であってもよい。
また、中空棒状部材44は、この例では、4分割した円弧状部材に対し2つずつ設けているが、分割されていない一体の中空円形部材に対し、複数(2乃至4)を設けてもよい。
中空環状部材42及び中空棒状部材44の断面形状は、ストリンガー10及びフレーム20と同様に、矩形管であることが好ましいが、台形、ハット型、円形、楕円形でもよい。
また、中空環状部材42及び中空棒状部材44は、ストリンガー10と同様の外層60c、ライナー62c、及び表面張力部材64cを有する。
In this example, the hollow annular member 42 is an arcuate member divided into four parts, but it may be an integral hollow circular member that is not divided.
Further, in this example, two hollow rod-shaped members 44 are provided for each of the quarter-divided arc-shaped members, but a plurality (2 to 4) may be provided for each undivided hollow circular member. good.
The cross-sectional shapes of the hollow annular member 42 and the hollow rod-like member 44 are preferably rectangular tubes like the stringer 10 and the frame 20, but may also be trapezoidal, hat-shaped, circular, or oval.
Further, the hollow annular member 42 and the hollow rod-like member 44 have an outer layer 60c, a liner 62c, and a surface tension member 64c similar to the stringer 10.

フレーム20は、この例では、周方向に隣接する1対の中空棒状部材44の一方から他方まで、周方向に延びる円弧管27である。
複数の円弧管27は、軸方向に間隔を隔てており、好ましくは互いに平行に位置する。
In this example, the frame 20 is an arc tube 27 that extends in the circumferential direction from one of a pair of circumferentially adjacent hollow rod-shaped members 44 to the other.
The plurality of arcuate tubes 27 are spaced apart in the axial direction and are preferably located parallel to each other.

図5に示した4分割された4組の燃料搭載構造体100を組み合わせることで、図1に示した機体1(例えば航空機の胴体)が形成される。
なお、機体1の分割数は4分割に限定されず、その他の分割数でも、その一部又は全部を分割せずに一体化してもよい。
その他の構成は、第1実施形態と同様である。
By combining the four sets of fuel loading structures 100 divided into four parts shown in FIG. 5, the fuselage 1 shown in FIG. 1 (for example, the fuselage of an aircraft) is formed.
Note that the number of divisions of the fuselage 1 is not limited to four, and some or all of them may be integrated without being divided.
The other configurations are the same as those in the first embodiment.

上述した燃料搭載構造体100の製造方法は、以下のステップ(工程)S1~S3による。
(S1)複数のストリンガー10を、周方向に間隔を隔てて軸方向に延びるように配置する。
(S2)複数のフレーム20を、少なくともその一部が軸方向に間隔を隔てて周方向に延びるように配置する。
(S3)ストリンガー10又はフレーム20の外層を構成する繊維強化プラスチックに使用されている熱可塑性樹脂の融点を超える温度までストリンガー10とフレーム20を加熱して互いに交差部で強固に連結し、全体として単一の骨格Fを構成する。
The method for manufacturing the fuel loading structure 100 described above includes the following steps (processes) S1 to S3.
(S1) A plurality of stringers 10 are arranged so as to extend in the axial direction at intervals in the circumferential direction.
(S2) A plurality of frames 20 are arranged so that at least some of them extend in the circumferential direction at intervals in the axial direction.
(S3) The stringer 10 and frame 20 are heated to a temperature exceeding the melting point of the thermoplastic resin used in the fiber-reinforced plastic that constitutes the outer layer of the stringer 10 or frame 20 to firmly connect each other at the intersection, and the whole A single skeleton F is constructed.

また、上述したストリンガー10及びフレーム20は、例えば以下のステップT1~T4で製造することができる。
(T1)軸方向又は周方向に延びるマンドレル(図示せず)を準備する。
(T2)気密性を有する熱可塑性樹脂テープを、マンドレルの軸線を中心としてマンドレルの外周面に巻き付ける。
(T3)ストリンガー10又はフレーム20の外層を構成する繊維強化プラスチックに使用されている熱可塑性樹脂が含侵された繊維プリプレグテープを、マンドレルの軸線を中心として熱可塑性樹脂テープの外周面に巻き付ける。
(T4)熱可塑性樹脂テープと繊維プリプレグテープが巻き付けられたマンドレルを繊維プリプレグテープに使用されている熱可塑性樹脂の融点を超える温度まで加熱して、ストリンガー10又はフレーム20を製造する。
この場合、熱可塑性樹脂テープが上述したライナーを構成し、繊維プリプレグテープが上述した外層を構成する。
Furthermore, the stringer 10 and frame 20 described above can be manufactured, for example, in the following steps T1 to T4.
(T1) A mandrel (not shown) extending in the axial direction or circumferential direction is prepared.
(T2) An airtight thermoplastic resin tape is wound around the outer peripheral surface of the mandrel around the axis of the mandrel.
(T3) A fiber prepreg tape impregnated with a thermoplastic resin used in the fiber-reinforced plastic forming the outer layer of the stringer 10 or the frame 20 is wrapped around the outer peripheral surface of the thermoplastic resin tape around the axis of the mandrel.
(T4) The stringer 10 or frame 20 is manufactured by heating the mandrel around which the thermoplastic resin tape and the fiber prepreg tape are wound to a temperature exceeding the melting point of the thermoplastic resin used in the fiber prepreg tape.
In this case, the thermoplastic resin tape constitutes the above-mentioned liner and the fiber prepreg tape constitutes the above-mentioned outer layer.

なお、外層60a,60bとライナー62a,62bの樹脂を同一とする場合には、外層とライナーの区別をなくすことができ、製造プロセスのシンプル化ができる。 Note that when the outer layers 60a, 60b and the liners 62a, 62b are made of the same resin, the distinction between the outer layer and the liner can be eliminated, and the manufacturing process can be simplified.

また、表面張力部材64a,64bは、ステップT1の前にマンドレルの表面に予め取り付けても、ステップT4の後で内部に挿入してもよい。 Further, the surface tension members 64a, 64b may be pre-attached to the surface of the mandrel before step T1, or may be inserted inside after step T4.

また、ストリンガー10の外面に板状のスキン30を取り付け、スキン30を熱可塑性樹脂の融点を超える温度まで加熱して、スキン30をストリンガー10の外面に強固に固定することが好ましい。 Further, it is preferable to attach a plate-shaped skin 30 to the outer surface of the stringer 10 and heat the skin 30 to a temperature exceeding the melting point of the thermoplastic resin to firmly fix the skin 30 to the outer surface of the stringer 10.

上述した繊維プリプレグテープに使用されている熱可塑性樹脂は、熱可塑性のエンジニアリングプラスチックである。
エンジニアリングプラスチックは、例えば、ナイロン(PA6)、ポリアセタール(POM)、ポリフェニレンサルファイト(PPS)、ポリアリルエーテルケトン(PAEK)などの結晶性ポリマー、又は、例えば、ポリカーボネート(PC)、ポリフェニレンエーテル(PPE)、ポリエーテルイミド(PEI)などの非結晶性ポリマーである。
これらは、樹脂単体でライナー材として使用されるが、繊維強化プラスチックのマトリックス樹脂としても適用される。
The thermoplastic resin used in the fiber prepreg tape mentioned above is a thermoplastic engineering plastic.
Engineering plastics are, for example, crystalline polymers such as nylon (PA6), polyacetal (POM), polyphenylene sulfite (PPS), polyallyletherketone (PAEK), or, for example, polycarbonate (PC), polyphenylene ether (PPE). , amorphous polymers such as polyetherimide (PEI).
These resins are used alone as liner materials, but are also used as matrix resins for fiber-reinforced plastics.

上述した繊維強化プラスチック(FRP)は、熱可塑性FRPが好ましいが、それに限定されず、熱硬化性FRPを含んでもよい。
また、熱可塑性FRPの製造方法として、上記の他に、加熱プレス成形、ハイブリッド射出成形、自動テープ積層成形、連続成形、融着接合、締結接合、等を適用することができる。
また、引抜成形と連続成形を組み合わせて、ストリンガー10及びフレーム20を連続成形してもよい。
また、FRPの融着接合方法として、上述した熱融着の他に、高周波誘導融着、抵抗融着、等を適用することができる。
The above-mentioned fiber reinforced plastic (FRP) is preferably thermoplastic FRP, but is not limited thereto, and may also include thermosetting FRP.
In addition to the methods described above, heat press molding, hybrid injection molding, automatic tape lamination molding, continuous molding, fusion bonding, fastening bonding, and the like can be applied as methods for producing thermoplastic FRP.
Furthermore, the stringer 10 and the frame 20 may be continuously molded by combining pultrusion molding and continuous molding.
In addition to the above-mentioned thermal fusion bonding method, high frequency induction fusion bonding, resistance fusion bonding, etc. can be applied as a fusion bonding method for FRP.

上述した本発明の実施形態によれば、ストリンガー10及びフレーム20が、繊維強化プラスチック(FRP)からなる外層60a,60bと、耐食性と気密性を有するライナー62a,62bと、を有するので、機体1を複合材で構成し、軽量化することができる。 According to the embodiment of the present invention described above, since the stringer 10 and the frame 20 have the outer layers 60a, 60b made of fiber reinforced plastic (FRP) and the liners 62a, 62b having corrosion resistance and airtightness, the fuselage 1 can be made of composite materials to reduce weight.

また、ストリンガー10及びフレーム20は、それぞれ中空管であり、それぞれの外層60a,60bが液体燃料Lの圧力による面内応力を超える引張強度を有し、ライナー62a,62b(内層)が液体燃料Lに対する耐食性と気密性を有する。これにより、ストリンガー10及びフレーム20の中空管内に液体燃料Lの充填が可能となり、従来の燃料搭載スペースを削減できる。 Furthermore, the stringer 10 and the frame 20 are each hollow tubes, and each outer layer 60a, 60b has a tensile strength that exceeds the in-plane stress due to the pressure of the liquid fuel L, and the liner 62a, 62b (inner layer) is a liquid fuel L. It has corrosion resistance and airtightness against L. Thereby, the liquid fuel L can be filled into the hollow tubes of the stringer 10 and the frame 20, and the conventional fuel mounting space can be reduced.

さらに、ストリンガー10及びフレーム20からなる燃料搭載構造体100が、航空機の機体内側の荷物スペース2を囲むので、機体1の中央部分の有効スペースの低減を最小限に抑えて必要な燃料を搭載することができる。これにより、より多くの貨物・人員を航空機に搭載することができる。 Furthermore, since the fuel loading structure 100 consisting of the stringer 10 and the frame 20 surrounds the luggage space 2 inside the aircraft fuselage, the necessary fuel can be loaded while minimizing the reduction in the effective space in the central part of the aircraft fuselage 1. be able to. This allows more cargo and personnel to be loaded onto the aircraft.

なお本発明は上述した実施形態に限定されず、本発明の要旨を逸脱しない範囲で種々変更を加え得ることは勿論である。 Note that the present invention is not limited to the embodiments described above, and it goes without saying that various changes can be made without departing from the gist of the present invention.

F 骨格、L 液体燃料、O 中心、X 水平軸、Y 鉛直軸、Z 中心軸、
1 機体、2 荷物スペース、10 ストリンガー、12 フランジ部、
20 フレーム、26a 円弧部、26b 中間連結部、
26c 端部連結部、27 円弧管、30 スキン、
40 マニホールド、42 中空環状部材、44 中空棒状部材、
50 断熱部材、52 外側断熱部材、54 内側断熱部材、
60a,60b,60c 外層、62a,62b,62c ライナー、
64a,64b,64c 表面張力部材、100 燃料搭載構造体
F skeleton, L liquid fuel, O center, X horizontal axis, Y vertical axis, Z center axis,
1 fuselage, 2 luggage space, 10 stringer, 12 flange section,
20 frame, 26a arc part, 26b intermediate connection part,
26c end connecting portion, 27 arc tube, 30 skin,
40 manifold, 42 hollow annular member, 44 hollow rod member,
50 heat insulation member, 52 outer heat insulation member, 54 inner heat insulation member,
60a, 60b, 60c outer layer, 62a, 62b, 62c liner,
64a, 64b, 64c surface tension member, 100 fuel mounting structure

Claims (12)

機体を構成する燃料搭載構造体であって、
前記機体の軸方向に延びるストリンガーと、
前記機体の周方向に延びるフレームと、
前記ストリンガー及び前記フレームに連結され、内部に液体燃料を貯留するマニホールドと、を備え、
前記ストリンガー及び前記フレームは、それぞれ中空管であり、
内側に充填した前記液体燃料の圧力による面内応力を超える引張強度を有する繊維強化プラスチックからなる外層と、
前記外層の内面に密着し前記液体燃料に対する耐食性と気密性を有するライナーと、を有し、
前記ストリンガー及び前記フレームは、前記ライナーの内側に位置し、表面張力により気液を分離し前記マニホールドに液体のみを供給する表面張力部材を有する、燃料搭載構造体。
A fuel loading structure that constitutes an aircraft,
a stringer extending in the axial direction of the fuselage;
a frame extending in the circumferential direction of the aircraft body;
a manifold connected to the stringer and the frame and storing liquid fuel therein ,
The stringer and the frame are each hollow tubes,
an outer layer made of fiber-reinforced plastic having a tensile strength that exceeds the in-plane stress due to the pressure of the liquid fuel filled inside ;
a liner that is in close contact with the inner surface of the outer layer and has corrosion resistance and airtightness against the liquid fuel ;
The stringer and the frame include a surface tension member located inside the liner that separates gas and liquid by surface tension and supplies only liquid to the manifold .
機体を構成する燃料搭載構造体であって、
前記機体の軸方向に延びるストリンガーと、
前記機体の周方向に延びるフレームと、
前記ストリンガー及び前記フレームに連結され、内部に液体燃料を貯留するマニホールドと、を備え、
前記ストリンガー及び前記フレームは、それぞれ中空管であり、
内側に充填した前記液体燃料の圧力による面内応力を超える引張強度を有する繊維強化プラスチックからなる外層と、
前記外層の内面に密着し前記液体燃料に対する耐食性と気密性を有するライナーと、を有し、
前記マニホールドは、前記機体の周方向に延び軸方向に間隔を隔てた複数の中空環状部材を有し、
前記フレームは、周方向に延びる複数の円弧部と、複数の前記円弧部の端面同士を互いに連結する中間連結部と、前記円弧部の最端部を前記中空環状部材に連結する端部連結部とを有する、燃料搭載構造体。
A fuel loading structure that constitutes an aircraft,
a stringer extending in the axial direction of the fuselage;
a frame extending in the circumferential direction of the aircraft body;
a manifold connected to the stringer and the frame and storing liquid fuel therein ,
The stringer and the frame are each hollow tubes,
an outer layer made of fiber-reinforced plastic having a tensile strength that exceeds the in-plane stress due to the pressure of the liquid fuel filled inside ;
a liner that is in close contact with the inner surface of the outer layer and has corrosion resistance and airtightness against the liquid fuel ;
The manifold has a plurality of hollow annular members extending in the circumferential direction of the fuselage and spaced apart in the axial direction,
The frame includes a plurality of circular arc portions extending in the circumferential direction, an intermediate connecting portion that connects end surfaces of the plurality of circular arc portions to each other, and an end connecting portion that connects the most end portions of the circular arc portions to the hollow annular member. A fuel loading structure having :
機体を構成する燃料搭載構造体であって、
前記機体の軸方向に延びるストリンガーと、
前記機体の周方向に延びるフレームと、
前記ストリンガー及び前記フレームに連結され、内部に液体燃料を貯留するマニホールドと、を備え、
前記ストリンガー及び前記フレームは、それぞれ中空管であり、
内側に充填した前記液体燃料の圧力による面内応力を超える引張強度を有する繊維強化プラスチックからなる外層と、
前記外層の内面に密着し前記液体燃料に対する耐食性と気密性を有するライナーと、を有し、
前記マニホールドは、前記機体の周方向に延び軸方向に間隔を隔てた複数の中空環状部材と、
隣接する1対の中空環状部材に両端が固定され軸方向に延びる中空棒状部材と、を有し、
前記フレームは、周方向に隣接する1対の中空棒状部材の一方から他方まで、周方向に延びる円弧管である、燃料搭載構造体。
A fuel loading structure that constitutes an aircraft,
a stringer extending in the axial direction of the fuselage;
a frame extending in the circumferential direction of the aircraft body;
a manifold connected to the stringer and the frame and storing liquid fuel therein ,
The stringer and the frame are each hollow tubes,
an outer layer made of fiber-reinforced plastic having a tensile strength that exceeds the in-plane stress due to the pressure of the liquid fuel filled inside ;
a liner that is in close contact with the inner surface of the outer layer and has corrosion resistance and airtightness against the liquid fuel ;
The manifold includes a plurality of hollow annular members extending in the circumferential direction of the fuselage and spaced apart in the axial direction;
a hollow rod-shaped member having both ends fixed to a pair of adjacent hollow annular members and extending in the axial direction;
In the fuel loading structure, the frame is an arcuate tube extending in the circumferential direction from one of a pair of circumferentially adjacent hollow rod-shaped members to the other .
前記ストリンガーの外面に取り付けられた板状のスキンを有し、
前記スキンは、前記ストリンガー及び前記フレームの前記外層と同種の前記繊維強化プラスチックからなり、前記ストリンガー及び前記フレームの荷重を一部分担する、請求項1乃至3のいずれか一項に記載の燃料搭載構造体。
a plate-shaped skin attached to the outer surface of the stringer;
The fuel loading structure according to any one of claims 1 to 3 , wherein the skin is made of the same type of fiber-reinforced plastic as the outer layer of the stringer and the frame, and partially shares the load of the stringer and the frame. body.
前記フレーム及び前記ストリンガーの内側、又は前記スキンの外側に設けられた断熱部材を有する、請求項4に記載の燃料搭載構造体。 The fuel loading structure according to claim 4, further comprising a heat insulating member provided inside the frame and the stringer or outside the skin. 前記液体燃料は、液体酸素又は液体水素であり、
前記ライナーは、前記液体燃料に対して耐食性を有するエンジニアリングプラスチックであり、
前記繊維強化プラスチックは、炭素繊維強化プラスチック、アラミド繊維強化プラスチック、又はガラス繊維強化プラスチックである、請求項1乃至3のいずれか一項に記載の燃料搭載構造体。
The liquid fuel is liquid oxygen or liquid hydrogen,
The liner is an engineering plastic that has corrosion resistance against the liquid fuel,
The fuel loading structure according to any one of claims 1 to 3 , wherein the fiber-reinforced plastic is carbon fiber-reinforced plastic, aramid fiber-reinforced plastic, or glass fiber-reinforced plastic.
請求項1乃至3のいずれか一項に記載の燃料搭載構造体の製造方法であって、
複数の前記ストリンガーを、前記周方向に間隔を隔てて前記軸方向に延びるように配置し、
複数の前記フレームを、少なくともその一部が前記軸方向に間隔を隔てて前記周方向に延びるように配置し、
前記ストリンガー又は前記フレームの前記外層を構成する繊維強化プラスチックに使用されている熱可塑性樹脂の融点を超える温度まで前記ストリンガーと前記フレームを加熱して互いに交差部で強固に連結し、全体として単一の骨格を構成する、燃料搭載構造体の製造方法。
A method for manufacturing a fuel loading structure according to any one of claims 1 to 3, comprising :
a plurality of stringers are arranged so as to extend in the axial direction at intervals in the circumferential direction;
The plurality of frames are arranged so that at least some of the frames extend in the circumferential direction at intervals in the axial direction,
The stringers and the frame are heated to a temperature exceeding the melting point of the thermoplastic resin used in the fiber-reinforced plastic that constitutes the outer layer of the stringer or the frame, so that the stringers and the frame are firmly connected to each other at the intersection, so that the stringer and the frame are made into a single piece. A method for manufacturing a fuel loading structure that constitutes the skeleton of.
前記軸方向に延びるマンドレルを準備し、
気密性を有する熱可塑性樹脂テープを、軸線を中心として前記マンドレルの外周面に巻き付け、
前記熱可塑性樹脂が含侵された繊維プリプレグテープを、前記軸線を中心として前記熱可塑性樹脂テープの外周面に巻き付け、
前記熱可塑性樹脂テープと前記繊維プリプレグテープが巻き付けられた前記マンドレルを前記熱可塑性樹脂の融点を超える温度まで加熱して、前記ストリンガー又は前記フレームを製造する、請求項に記載の燃料搭載構造体の製造方法。
providing the axially extending mandrel;
Wrapping an airtight thermoplastic resin tape around the outer peripheral surface of the mandrel around the axis;
Wrapping the fiber prepreg tape impregnated with the thermoplastic resin around the outer peripheral surface of the thermoplastic resin tape around the axis;
The fuel loading structure according to claim 7 , wherein the stringer or the frame is manufactured by heating the mandrel around which the thermoplastic resin tape and the fiber prepreg tape are wound to a temperature exceeding the melting point of the thermoplastic resin. manufacturing method.
前記ストリンガーの外面に板状のスキンを取り付け、前記スキンを前記熱可塑性樹脂の融点を超える温度まで加熱する、請求項に記載の燃料搭載構造体の製造方法。 8. The method for manufacturing a fuel loading structure according to claim 7 , wherein a plate-shaped skin is attached to the outer surface of the stringer, and the skin is heated to a temperature exceeding the melting point of the thermoplastic resin. 前記熱可塑性樹脂は、エンジニアリングプラスチックであり、
該エンジニアリングプラスチックは、ナイロン、ポリアセタール、ポリフェニレンサルファイト、ポリアリルエーテルケトン、ポリカーボネート、ポリフェニレンエーテル、又はエーテルイミドである、請求項に記載の燃料搭載構造体の製造方法。
The thermoplastic resin is an engineering plastic,
8. The method for manufacturing a fuel carrying structure according to claim 7 , wherein the engineering plastic is nylon, polyacetal, polyphenylene sulfite, polyallyletherketone, polycarbonate, polyphenylene ether, or etherimide.
前記熱可塑性樹脂は、エンジニアリングプラスチックであり、
該エンジニアリングプラスチックは、ナイロン、ポリアセタール、ポリフェニレンサルファイト、ポリアリルエーテルケトン、ポリカーボネート、ポリフェニレンエーテル、又はエーテルイミドである、請求項に記載の燃料搭載構造体の製造方法。
The thermoplastic resin is an engineering plastic,
9. The method for manufacturing a fuel carrying structure according to claim 8 , wherein the engineering plastic is nylon, polyacetal, polyphenylene sulfite, polyallyletherketone, polycarbonate, polyphenylene ether, or etherimide.
前記熱可塑性樹脂は、エンジニアリングプラスチックであり、
該エンジニアリングプラスチックは、ナイロン、ポリアセタール、ポリフェニレンサルファイト、ポリアリルエーテルケトン、ポリカーボネート、ポリフェニレンエーテル、又はエーテルイミドである、請求項に記載の燃料搭載構造体の製造方法。
The thermoplastic resin is an engineering plastic,
10. The method for manufacturing a fuel carrying structure according to claim 9 , wherein the engineering plastic is nylon, polyacetal, polyphenylene sulfite, polyallyletherketone, polycarbonate, polyphenylene ether, or etherimide.
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* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN115743646B (en) * 2022-11-25 2025-07-04 北京中航智科技有限公司 An integrated unmanned helicopter main body

Citations (7)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2004176898A (en) 2002-09-30 2004-06-24 Toray Ind Inc High pressure gas storage container
JP2012187808A (en) 2011-03-10 2012-10-04 Mitsubishi Heavy Ind Ltd Carbon fiber-reinforced plastic structure and fuel tank
US20130316147A1 (en) 2011-01-27 2013-11-28 Airbus Operations Limited Stringer, aircraft wing panel assembly, and method of forming thereof
CN103448919A (en) 2013-08-08 2013-12-18 上海卫星工程研究所 Carbon-fiber skin and stringer reinforced bearing cylinder for satellite structure
JP2014219070A (en) 2013-05-09 2014-11-20 株式会社平和化学工業所 Pressure vessel
JP2016117478A (en) 2014-12-15 2016-06-30 ザ・ボーイング・カンパニーThe Boeing Company Vessel insulation assembly
JP2020051566A (en) 2018-09-28 2020-04-02 トヨタ自動車株式会社 High pressure tank

Family Cites Families (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US4664134A (en) * 1985-09-30 1987-05-12 The Boeing Company Fuel system for flight vehicle
US6510961B1 (en) * 1999-04-14 2003-01-28 A&P Technology Integrally-reinforced braided tubular structure and method of producing the same

Patent Citations (7)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2004176898A (en) 2002-09-30 2004-06-24 Toray Ind Inc High pressure gas storage container
US20130316147A1 (en) 2011-01-27 2013-11-28 Airbus Operations Limited Stringer, aircraft wing panel assembly, and method of forming thereof
JP2012187808A (en) 2011-03-10 2012-10-04 Mitsubishi Heavy Ind Ltd Carbon fiber-reinforced plastic structure and fuel tank
JP2014219070A (en) 2013-05-09 2014-11-20 株式会社平和化学工業所 Pressure vessel
CN103448919A (en) 2013-08-08 2013-12-18 上海卫星工程研究所 Carbon-fiber skin and stringer reinforced bearing cylinder for satellite structure
JP2016117478A (en) 2014-12-15 2016-06-30 ザ・ボーイング・カンパニーThe Boeing Company Vessel insulation assembly
JP2020051566A (en) 2018-09-28 2020-04-02 トヨタ自動車株式会社 High pressure tank

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