KR102033202B1

KR102033202B1 - 체결요소 시스템을 덮는 방법 및 장치

Info

Publication number: KR102033202B1
Application number: KR1020157003544A
Authority: KR
Inventors: 일섭 스티븐 윤; 제프리 디. 아이킨거; 케빈 대럴 페이트
Original assignee: 더 보잉 컴파니
Priority date: 2012-09-28
Filing date: 2013-08-05
Publication date: 2019-10-16
Anticipated expiration: 2033-08-05
Also published as: ES2654649T3; CN104853989B; KR102368245B1; WO2014051858A1; BR112015005226A2; US20140091175A1; PT2900558T; JP2019055778A; EP2900558B1; JP2016500597A; US9140291B2; BR112015005226B1; KR20200104420A; KR20150063359A; EP2900558A1; KR20190116564A; CA2880073A1; CN104853989A; CA2880073C

Abstract

체결요소 시스템을 덮는 방법 및 장치에 관한 것이다. 하나의 예시적인 실시 예에서, 장치는 커버(100)를 포함한다. 커버(100)는 체결요소 시스템(102)이 장착되는 대상물(103)의 표면(101)에서 체결요소 시스템(102) 위에 배치되게 구성되어 있다. 커버(100)는, 커버(100)가 커버(100) 바깥 주변 환경(114)에, 체결요소 시스템(102) 주위에서 일러나는, 전기적 방전의 효과를 감소시키도록 구성되게 선택된 다수의 복합재료로 구성되어 있다.

Description

체결요소 시스템을 덮는 방법 및 장치{METHOD AND APPARATUS FOR COVERING A FASTENER SYSTEM}

본 발명은 일반적으로 커버들에 관한 것으로, 특히 복합재료로 구성된 커버들에 관한 것이다. 좀 더 구체적으로, 본 발명은 커버들이 선택된 범위들 내에서 전기적 특성을 가지게 선택된 복합재료로 구성된 커버들을 사용하여 체결요소 시스템의 단부들을 덮는 방법 및 장치에 관한 것이다.

실런트 재료(a sealant material)는 체결요소 시스템(a fastener system)을 덮어 밀봉하기 위하여 종종 사용된다. 일부 경우에, 실런트 재료는 체결요소 시스템을 덮고, 그리고 체결요소 시스템을 밀봉하기 위하여 체결요소 시스템의 단부 위에 장착되어지게 구성된 형상부(a shape)를 가지는 캡(a cap) 내에 미리 주조되어(pre-molded) 있다. 특히, 이 "캡(cap)"은 예를 들어, 제한 없이, 캡에 의해 형성된 장벽을 넘어가는 것으로부터 공기, 액체, 먼지, 및/또는 다른 타입들의 물질들과 같은, 물질들을 방지하기 위하여 사용되어진다.

실런트 재료는 다른 타입의 시스템과 구조들에서 체결요소 시스템들을 덮고 밀봉하기 위하여 사용되어진다. 일부 경우에, 체결요소 시스템에서 적어도 하나의 구성요소는 예를 들어, 금속과 같은 전기적 도전 재료(an electrically conductive material)로 구성되어진다. 결과적으로, 체결요소 시스템은 번개(lightning), 단락(short circuit), 또는 일부 다른 타입의 전자기적 방출들과 같이, 전자기적 방출에 의해 유도된 전압 및 전류에 영향을 받기 쉽다. 이들 유도된 전압 및 전류들은 전기적 불꽃 및/또는 아크의 형태로 전기적 방전을 유도한다.

이런 전기적 방전은 전기적 방전이 일어나는 영역에 따른 안전 문제를 제시한다. 예를 들어, 전기적 방전이 연료 탱크 내에서 일어날 때, 전기적 방전은 연료 탱크 내에서 원하지 않는 영향들을 야기하고 있다.

체결요소 시스템을 덮는데 사용되는 실런트 재료는 전기적 방전의 가능성(the potential for electrical discharge)을 억제하는데 도움을 주도록 구성되어 있다. 그러나 일부 사용 가능한 실런트 재료들은 탄성중합체 재료(elastomeric materials)로 구성되어 있다. 탄성중합체 재료는 또한 탄성중합체(elastomers)로 언급되어진다. 이들 타입의 실런트 재료는 탄성중합체 실런트로 언급되어진다. 탄성중합체 실런트들은 온도에 민감하다. 탄성중합체 실런트의 온도가 변화하면, 전기적 방전의 가능성을 억제하는 것과 관련하여 탄성중합체 실런트의 성능은 변화한다.

또한, 캡의 형상부내로 탄성중합체 실런트를 미리 주조하는 것(pre-molding)은 요구된 것보다 더 어렵고 및/또는 더 시간-소비하는 것이다. 탄성중합체 실런트는 또한 강도 한계를 가지고 있다. 결과적으로, 탄성중합체 실런트는 전기적 방전 가능성의 억제를 달성하기 위하여 요구된 것보다 더 큰 두께를 가질 필요가 있다.

따라서 상기에 논의된 문제점들의 적어도 일부는 물론 다른 가능한 문제점들을 고려하는 방법 및 장치를 갖는 것이 바람직할 것이다.

일실시 예에서, 장치는 커버를 포함한다. 커버는 체결요소 시스템이 장착되어지는 대상물의 표면에서 체결요소 시스템 위에 위치되게 구성되어 있다. 커버는 체결요소 시스템 주위에서 일어나는, 커버 외부 주변 환경에, 전기적 방전의 효과를 감소시키게 구성되어지도록 커버는 많은 선택된 복합재료로 구성되어 있다.

다른 예시적 실시 예에서, 체결요소 시스템을 덮는 방법이 제공된다. 커버는 체결요소 시스템이 장착되어는 대상물의 표면에서 체결요소 시스템 위에 위치되어진다. 커버는 많은 복합재료로 구성되어 있다. 체결요소 시스템 주위, 커버 외부의 주변 환경에서 일어나는 전기적 방전의 효과는 커버를 사용하여 감소되고 있다.

특징 및 기능들은 본 발명의 다양한 실시 예들에서 독립적으로 달성될 수 있거나 또는 보다 상세한 것들은 아래의 상세한 설명 및 도면들을 참조하여 볼 수 있는 다른 실시 예들과 결합되어진다.

도 1은 예시적인 실시 예에 따른 체결요소 시스템 위에 장착된 커버의 등축도의 예시이다.
도 2는 예시적인 실시 예에 따른 체결요소 시스템 위에 장착된 커버의 단면도의 예시이다.
도 3은 예시적인 실시 예에 따른 흐름도의 형태로 체결요소 시스템에 커버를 장착하는 공정의 예시이다.
도 4는 예시적인 실시 예에 따른 흐름도의 형태로 체결요소 시스템에 대한 커버를 제조하는 공정의 예시이다.
도 5는 예시적인 실시 예에 따른 블록선도의 형태로 항공기 제조 및 서비스 방법의 예시이다.
도 6은 예시적인 실시 예에 따른 불록선도의 형태에서 항공기의 예시이다.

예시적인 실시 예들의 특징으로 믿어지는 신규한 특징들은 첨부된 청구항들에 제시되어 있다. 그러나 예시적인 실시 예들은 물론 가장 바람직한 사용 모드, 또는 그것의 목적 및 특징들은 첨부된 도면과 함께 읽을 때 본 발명의 예시적인 실시 예의 아래의 상세한 설명을 참조하여 가장 잘 이해되어질 것이다.

다른 예시적인 실시 예들은 다른 고려사항들을 인식하고 고려한다. 예를 들어, 예시적인 실시 예들은 체결요소 시스템을 위한 캡을 형성하는데 더 용이하고 시간-소비가 더 작고, 그리고 탄성중합체 재료와 비교하여 복합재료로 구성되는 것을 인식하고 고려한다.

또한, 예시적인 실시 예들은 복합재료가 선택된 범위 내에서 값을 가진 전기적 특성들을 가지도록 설계되어지고 형성되어지는 것을 인식하고 고려한다. 특히, 이들 범위들은 복합재료가 전기적 방전의 가능성을 억제할 수 있도록 선택되어진다.

그러나 복합재료로부터 형성된 캡은 탄성중합체 실런트에 의해 제공될 수 있는 시일의 품질을 제공할 수 없다. 결과적으로, 예시적인 실시 예들은 탄성중합체 실런트 및 체결요소 시스템의 단부를 덮는 복합재료로 형성된 캡 양쪽을 사용하는 것이 바람직하다는 것을 인식하고 고려한다.

지금 도 1을 참조하면, 체결요소 시스템 위에 장착된 커버의 등축도의 예시가 예시적인 실시 예에 따라 도시되어 있다. 도시된 바와 같이, 커버(100)는 체결요소 시스템(102) 위에 장착되어 있다. 특히, 커버(100)는 체결요소 시스템(102)이 장착되는 대상물(103)의 표면(101)에서 체결요소 시스템(102) 위에 위치되어 있다.

도시된 바와 같이, 대상물(103)은 제1 구조(104)와 제2 구조(106)를 포함한다. 체결요소 시스템(102)은 제1 구조(104)를 제2 구조(106)에 연결하기 위하여 사용되고 있다. 구현에 따라, 체결요소 시스템(102)과 같은 체결요소 시스템은 다른 타입의 구조를 연결하기 위하여 사용되어진다. 체결요소 시스템에 의해 연결된 각각의 구조들은 예를 들어, 제한 없이, 표면 패널(a skin panel), 연결봉(a rod), 빔(a beam), 날개 보(a spar), 리브(a rib), 튜브(a tube), 플레이드(a plate), 구조 어셈블리(a structural assembly) 또는 일부 다른 타입의 구조의 형태를 가질 수 있다.

이 예시적인 예에서, 체결요소 시스템(102)은 다수의 구성요소(108)로 구성되어 있다. 여기에 사용된 "다수의(a number of)" 용어는 하나 이상의 항목을 포함한다. 이런 방법으로, 다수의 구성요소(108)는 하나 이상의 구성요소이다. 이 예에서 다수의 구성요소(108)는 볼트(110)는 물론 너트(이 도면에는 도시되지 않음)를 포함한다.

그러나 다른 예시적인 예들에서, 채결요소 시스템(102)은 체결요소(a fastener), 와셔(a washer), 플레이트(a plate), 스페이서(a spacer), 가스킷(a gasket), 버클(a buckle), 잠금장치(a locking device), 그리고 다른 타입의 구성요소들 중의 적어도 하나는 포함하는 많은 구성요소들로 구성되어질 수 있다. 다수의 구성요소들에서 체결요소는 나사, 너트, 볼트, 못, 연결봉(a rod), 장부촉(a dowel), 핀, 클램프, 쇠고리(a grommet), 래치(a latch), 못(a peg), 클립(a clip), 지퍼(a zipper), 앵커(an anchor), 끈(a tie), 태그(a tag), 그리고 다른 타입의 체결요소의 하나로부터 선택되어진다.

여기에서 사용된 "적어도 하나(at least one of)" 구절은, 항목의 목록과 함께 사용될 때, 목록에 있는 항목의 하나 이상의 다른 조합들이 사용되어지는 것, 그리고 목록에서 각 항목의 단지 하나가 필요하게 되는 것을 의미한다. 예를 들어, "항목 A, 항목 B, 그리고 항목 C 중의 적어도 하나(at least one of item A, item B, and item C)"는, 제한 없이, 항목 A 또는 항목 A와 항목 B를 포함한다. 이 예는 항목 A, 항목 B, 그리고 항목 C 또는 항목 B와 항목 C를 또한 포함한다. 다른 예에서, "적어도 하나(at least one of)"는, 예를 들어, 제한 없이, 두 개의 항목 A, 한 개의 항목 B, 그리고 열 개의 항목 C; 네 개의 항목 B와 일곱 개의 항목 C; 및 다른 적절한 조합들 이다.

실런트 재료(112)는 대상물(103)의 표면(101)에 커버(100)를 부착하기 위하여 사용된다. 특히, 실런트 재료(112)는 커버(100)가 체결요소 시스템(102) 위에 확고하게 장착되어지는 것을 허용하는 접착 특성들을 가지고 있다.

실런트 재료(112)는 이 도시된 예에서 탄성중합체 재료로 구성되어진다. 결과적으로, 실런트 재료(112)는 탄성중합체 실런트로서 언급되어진다. 다른 예시적인 예들에서, 실런트 재료(112)는 탄성중합체 재료에 더하여 충전 재료(a filler material)로 구성되어진다. 일부 경우에, 실런트 재료(112)는 하나 이상의 탄성중합체 재료(an elastomeric material), 수지 재료(a resin material), 아크릴 재료(an acrylic material), 탄성 재료(an elastic material), 실리콘 재료(a silicone material), 고무 재료(a rubber material), 그리고 다른 타입의 재료들로 구성되어진다.

이 예시적인 예에서, 실런트 재료(112)는 체결요소 시스템(102) 위에 위치되는 커버(100) 앞서 체결요소 시스템(102) 위에 적용되어진다. 커버(100)는 그때 실런트 재료(112) 위에 위치되어진다. 물론, 다른 예시적인 예들에서, 실런트 재료(112)는 체결요소 시스템(102) 위에 위치되는 커버(100)에 앞서 커버(100)의 내측에 적용되어진다. 다시 말해서, 커버(100)는 실런트 재료(112)로 미리 채워져(pre-filled) 있다.

이 예시적인 예에서, 실런트 재료(112) 위에 커버(100)의 배치는 실런트 재료(112)의 일부분이 커버의 플랜지(201)(이 도면에서는 도시되지 않음)를 적어도 부분적으로 둘러싸도록 야기한다. 다시 말해서, 커버(100)가 실런트 재료(112) 위에 위치되어질 때, 실런트 재료(112)의 일부분이 커버(100)의 플랜지 주위로 짜내어진다. 물론, 다른 예시적인 예들에서, 실런트 재료(112)는 커버(100)의 플랜지(201)를 넘어서 연장하지 않는다.

커버(100)는 다수의 복합재료로 구성되어 있다. 이 예시적인 예에서, 커버(100)는 탄소 섬유 강화 수지(a carbon fiber-reinforced plastic (CFRP))의 형태의 복합재료로 구성되어 있다. 그러나 구현에 따라서, 커버(100)는 탄소 섬유 보강 수지 재료(a carbon fiber-reinforced plastic material), 섬유 보강 중합체(a fiber-reinforced polymer), 유리 보강 수지(a glass-reinforced plastic), 아라미드 섬유 보강 재료(an aramid fiber-reinforced material), 금속 재료(a metallic material), 섬유 유리 재료(a fiberglass material), 플라스틱 재료(a plastic material), 열가소성 수지 재료(a thermoplastic material), 열경화성 재료(a thermoset material), 그리고 일부 다른 타입의 복합재료의 적어도 하나를 포함하는 다수의 복합재료로 구성되어진다.

이 예시적인 예에서, 커버(100)는 어떤 선택된 특성들을 가진 커버(100)를 제공하기 위하여 선택된 다수의 재료로 구성되어 있다. 예를 들어, 어떤 상황들에서, 전기적 방전이 체결요소 주위에서 일어난다. 전기적 방전은 예를 들어, 제한 없이, 전기적 아크 또는 불꽃이다.

전기적 방전은 체결요소 시스템(102)을 형성하는 구성요소들 사이 또는 체결요소 시스템(102)과 대상물(103)을 형성하는 재료 사이에서 일어난다. 또한, 전기적 방전은 체결요소 시스템의 전체 길이를 따라 어떤 지점에서 체결요소 시스템(120)에서 또는 주위에서 일어난다. 커버(100)가 커버(100) 외부 주변 환경(114)에 전기적 방전의 영향을 감소시키도록 구성되어지게 커버(100)는 다수의 복합재료로 구성되어진다.

예를 들어, 체결요소 시스템(102) 주위의 전기적 방전은 다수의 재료들이 커버(100) 안쪽에 방출되어지도록 야기한다. 이들 재료는, 예를 들어, 제한 없이, 다수의 가스, 다수의 액체, 및/또는 다수의 입자들을 포함한다. 또한, 이들 재료들은 방출될 때 고온이다.

커버(100)는 커버(100) 외부 주변 환경(114)으로 이들 물질들의 원하지 않는 방출을 감소시키도록 구성되어 있다. 다시 말해서, 커버(100)는 주변 환경(114)으로 이들 물질들이 실질적으로 빠져나가는 것을 방지하는 장벽을 형성한다.

일부의 경우에, 대상물(103)은 항공 우주 비행체에서 연료 탱크이고, 대상물(103)의 표면(101)은 연료 탱크의 내부 표면이다. 이 방법에서, 주변 환경(114)은 연료 탱크의 내부 챔버이다. 연료 탱크 안의 고온 재료의 방출은 연료 탱크 내에서 원하지 않는 영향을 야기한다. 커버(100)는 체결요소 시스템 주위에서 일어나는 전기적 방전에 응하여 연료 탱크 내에서 일어나는 원하지 않는 영향들의 가능성을 감소시키기 위하여 연료 탱크 내로 재료의 원하지 않는 방출을 감소 및/또는 방지하도록 구성되어 있다.

게다가, 커버(100)가 정전하를 소산시키도록 구성되도록 선택된 다수의 복합재료로 구성되어 있다. 특히, 다수의 복합재료는 커버(100)가 정전하를 소산시킬 수 있게 커버(100)의 적어도 하나의 전기적 특성은 선택된 범위 내에서 값을 가지게 선택되어진다. 다시 말해서, 커버(100)는 정전기 분산( static dissipative)이다. 커버의 적어도 하나의 전기적 특성은 커버의 전기 저항(an electrical resistance of the cover), 커버의 전기 전도도(an electrical conductivity of the cover), 그리고 커버의 전기 저항률(an electrical resistivity of the cover)의 적어도 하나를 포함한다.

여기에서 사용된, 물품의 "전기 저항(electrical resistance)"은 물품을 통과하는 전류의 흐름에 대한 반대이다. 물품의 "전기 전도도(electrical conductivity)"는 전류의 흐름이 물품을 통과하도록 하는 능력이다. 물품의 "전기 저항률(electrical resistivity)"은 전류가 물품을 통하여 전도되어지는 방지하도록 하는 그 물품의 능력이다.

하나의 예시적인 예에서, 커버(100)는 커버(100)의 전기 저항률이 약 40볼트(V) 또는 이하에서 측정될 때 1.0x10⁹ 오옴-미터(Ω-m)의 체적 저항률 및/또는 약 100볼트(V) 또는 이하에서 측정될 때 약 1.0x10¹¹ 평방 오옴(Ω/sq) 또는 이하의 표면 저항률을 포함하게 구성되어 있다.

일부 경우에, 커버(100)가 형성되는 다수의 복합재료는 대상물(103)의 표면(101)에서 일어나는 부식 레벨(a level of corrosion)을 감소시키도록 선택되어진다. 이 부식은 커버(100)와 대상물(103)의 표면(101) 사이에서 접촉 및/또는 비-접촉에 의해 초래되어진다.

지금 도 2를 참조하면, 체결요소 시스템 위에 장착된 커버의 단면도의 예시가 예시적인 실시 예에 따라 도시되어 있다. 이 예시적인 예에서, 체결요소 시스템(102) 위에 장착된 커버(100)의 단면도가 라인 2-2를 따라 도시되어 있다.

커버(100)는 형상부(a shape)(200)를 가지고 있다. 형상부(200)는 플랜지(201)를 갖는 탄환-타입 형상부(a bullet-type shape) 또는 원뿔 형상부일 수 있다. 커버(100)의 플랜지(201)는 실런트 재료(112)에 의해 둘러싸여 덮여진다. 실런트 재료(112)는 대상물(103)의 표면(101)에 플랜지(201)를 부착한다.

형상부(200)는 커버(100)가 체결요소 시스템(102)의 단부(202)를 수용하여 체결요소 시스템(102)의 모든 노출된 부분(204)을 실질적으로 덮도록 구성되어 있다. 체결요소(102)의 노출된 부분(204)은 너트(206)를 포함한다. 체결요소 시스템(102)의 노출된 부분(204)은 대상물(103)의 표면(101)을 지나 연장하는 체결요소 시스템(102)의 부분이다.

체결요소 시스템(102)은 대상물(103)에서 홀(208) 위치된다. 도시된 바와 같이, 커버(100)는 커버(100) 바깥 주변 환경(114)으로 홀(208)을 통하여 유동하는 유체가 유동하는 것을 실질적으로 방지하도록 구성되어 있다. 또한, 커버(100)는 홀(208)을 통하여 커버(100) 바깥 주변 환경(114)에서 유체가 유동하는 것을 실질적으로 방지하도록 구성되어 있다. 예를 들어, 대상물(103)이 연료 탱크이고, 표면(101)이 연료 탱크의 내부 표면일 때, 커버(100)는 홀(208) 통하여 연료 탱크의 바깥으로 연료 탱크 내에 저장된 연료가 누설하는 것을 실질적으로 방지한다. 유사하게, 커버(100)는 연료 탱크 안쪽으로 홀(208)을 통하여 유동하는 유체가 들어가는 것을 실질적으로 방지한다.

도 1-2에서 커버(100)와 체결요소 시스템(102)의 예시들은 예시적인 실시 예들이 구현되어지는 방법에 물리적 또는 건축학적 제한들을 의미하는 것은 아니다. 예시된 하나를 대신하거나 또는 부가하는 다른 구성요소들이 사용되어진다. 일부 구성요소들은 선택적이다.

예를 들어, 일부 경우에, 커버(100)는 도 2에서 형상부(200)와는 다른 형상부를 가진다. 다른 예시적인 예들에서, 커버(100)는 양 체결요소 시스템의 단부들 위에 적용된 실런트 재료(112)로 두 개의 체결요소 시스템의 단부들을 덮기 위하여 사용되어진다.

이제 다른 예시적인 예들에서, 코팅부가 정전하를 소산시키도록 하는 능력을 커버(100)에 제공하기 위하여 커버(100)에 적용되어진다. 일부 경우에, 코팅부가 커버(100)에 의해 초래되는 대상물(103)의 표면(101)에서 부식 레벨을 감소시키기 위하여 적어도 커버(100)의 일부분에 적용되어진다.

일부 예시적인 예들에서, 실런트 재료(112)는 체결요소 시스템(102)과 접촉하는 것 없이 제1 구조(104)에 적용된다. 예를 들어, 실런트 재료(112)는 체결요소 시스템(102) 주위의 링의 형상으로 적용되어진다. 그러나 실런트 재료(112)는 커버(100)가 실런트 재료(112)와 체결요소 시스템(102) 위에 위치될 때 커버(100)의 플랜지(201)가 실런트 재료(112)와 계속 접촉하는 형태로 적용되어진다. 이들 예들에서, 실런트 재료(112)는 체결요소 시스템(102)에 커버(100)를 부착하고, 커버(110)와 체결요소 시스템(102) 사이의 인터페이스를 실링하기 위해 단독으로 사용되어진다.

다른 예시적인 예들에서, 실런트 재료(112)는 체결요소 시스템(102)을 덮기 위하여 사용되어진다. 대신에, 접착제 재료 및/또는 일부 다른 타입의 재료가 체결요소 시스템(102) 위에 커버(100)를 장착하기 위하여 사용되어진다. 접착제 재료 및/또는 일부 다른 타입의 재료가 적용되는 방법에 따라, 이들 재료들은 체결요소 시스템(102)과 접촉하지 않는다.

지금 도 3으로 돌아가면, 체결요소 시스템 위에 커버를 장착하기 위한 공정의 예시는 예시적인 실시 예에 따라 도시되어 있다. 도 3에 예시된 공정은, 예를 들어, 제한 없이, 도 1로부터 체결요소 시스템(102)과 같은 체결요소 시스템 위에, 예를 들어, 제한 없이, 도 1로부터 커버(100)와 같은, 커버를 장착하도록 하기 위하여 사용되어진다.

공정은 체결요소 시스템이 장착되는 대상물의 표면에서 체결요소 시스템 위에 커버를 위치시키는 것에 의해 시작한다(공정(operation) 300). 커버는 다수의 복합재료로 구성되어 있다. 이들 예시적인 예들에서, 실런트 재료는 체결요소 시스템 위에 적용되거나 또는 체결요소 시스템 위에 위치되는 커버에 앞서 커버 안쪽에 적용되어진다. 체결요소 시스템 위에 커버의 배치는 실런트 재료의 일부분을 커버의 플랜지의 외부로 짜내는 것을 야기한다.

그 후, 커버 바깥 주변 환경에, 체결요소 시스템 주위에서 일어나는, 전기적 방전의 효과는 그 후에 종료하는 공정을 가지고, 커버를 사용하여(공정 302) 감소되어진다. 특히, 공정 302에서, 커버는 체결요소 시스템 주위에서 일어나는 전기적 방전에 응하여 커버 바깥 주변 환경으로 다수의 재료의 원하지 않는 방출을 감소시킨다.

지금 도 4를 참조하면, 체결요소 시스템을 위한 커버를 제조하기 위한 공정의 예시가 예시적인 실시 예에 따라 도시되어 있다. 도 4에 예시된 공정은 예를 들어, 제한 없이, 도 1로부터 커버(100)와 같은, 커버를 제조하는데 사용되어진다.

공정은 커버를 제조하는데 사용하기 위한 다수의 복합재료를 형성하는 것에 의해 시작한다(공정 400). 공정 400에서, 다수의 복합재료는 적어도 하나의 커버의 전기적 특성이 선택된 범위에서 값을 가지도록 선택된 규정들에 따라 형성된다.

특히, 다수의 복합재료는 적어도 하나의 커버의 전기 저항, 커버의 전기 전도도, 그리고 커버의 전기 저항률이 선택된 범위 내에서 값을 가지게 선택된 규정들에 따라 형성된다. 범위는 커버가 정전기 분산되게 선택된다. 이 예시적인 예에서, 다수의 복합재료는 탄소 섬유 보강 수지 재료를 포함한다.

그 후, 공정은 그 후에 종료하는 공정을 가지고, 다수의 복합재료(공정 402)를 사용하여 커버를 제조한다. 공정 402에서, 커버는 커버가 체결요소의 단부를 수용하도록 구성된 형상부 및 체결요소 시스템이 장착되는 대상물의 표면을 지나서 연장하는 체결요소 시스템의 어떤 구성요소를 가지도록 제조되어진다.

다르게 도시된 실시 예들에서 흐름도 및 블록선도는 예시적인 실시 예에서 장치 및 방법의 일부 가능한 구현들의 구성, 기능성 및 작동을 예시한다. 이 점에서, 흐름도 또는 블록선도에서 각 블록은 모듈, 세그먼트, 기능, 및/또는 공정 또는 단계의 일부분을 나타낸다. 예를 들어, 하나 이상의 블록은 프로그램 코브, 하드웨어, 또는 프로그램과 하드웨어의 조합으로서 구현되어진다. 하드웨어에서 구현될 때, 예를 들어 하드웨어는 흐름도 또는 블록선도에서 하나 이상의 공정을 수행하도록 제조 또는 구성되는 집적회로의 형태를 가진다.

예시적인 실시 예의 일부 대안적 구현들에서, 블록에 기재된 기능들은 도면에 기재된 순서로 일어난다. 예를 들어, 일부의 경우에서, 연속하여 도시된 두 개의 블록은 실질적으로 동시에 실행되어지거나, 또는 블록들은 종종 포함된 기능성에 따라, 역 순서로 수행되어진다. 또한, 다른 블록들은 흐름도 또는 블록선도에서 예시된 불록에 추가하여 부가되어진다.

발명의 예시적인 실시 예들이 도 5에 도시된 바와 같이 항공기 제조 및 서비스 방법(500) 및 도 6에 도시된 항공기(600)의 내용으로 기술되어진다. 첫째 도 5로 돌아가면, 블록선도 형태에서 항공기 제조 및 서비스 방법의 예시는 예시적인 실시 예에 따라 도시되어 있다. 제작 준비 단계(pre-production) 동안에, 항공기 제조 및 서비스 방법(aircraft manufacturing and service method)(500)은 도 6에서 항공기(600)의 사양 및 설계(specification and design)(502) 및 자재조달(material procurement)(504)을 포함한다.

생산 동안에, 도 6에서 항공기(600)의 구성요소 및 하위 조립체 제조(component and subassembly manufacturing)(506) 및 시스템 통합(system integration)(508)이 일어난다. 그 후, 도 6에서 항공기(600)는 서비스 상태(in service)(512)에 배치되어지도록 인증 및 인도(certification and delivery)(510)를 통과한다. 고객에 의해 서비스 상태(512)에 있는 동안에 도 6에서 항공기(600)는 일상 수정(modification), 구조변경(reconfiguration), 개선(refurbishment), 그리고 다른 유지관리 또는 서비스를 포함하는 일상적 유지관리 및 서비스(routine maintenance and service)(514)가 계획되어 있다.

각각의 항공기 제조 및 서비스 방법(500)의 공정은 시스템 통합자, 제3자, 및/또는 조작자에 의해 수행되어지거나 실행되어진다. 이들 예에서, 조작자는 고객이다. 설명을 위한 목적으로, 시스템 통합자는 많은 수의 항공기 제조자 및 주요 시스템 하도급 업체를 제한 없이 포함하고; 제3자는 많은 수의 판매회사, 하도급 업체 그리고 공급자를 제한 없이 포함하고; 그리고 조작자는 항공사, 리스회사, 군용업체, 서비스 기관 등이다.

지금 도 6을 참조하면, 블록선도의 형태에서 항공기의 예시는 예시적인 실시 예가 구현되는 것에 도시되어 있다. 이 예에서, 항공기(600)는 도 5에 항공기 제조 및 서비스 방법(500)에 의해 생산되어지고, 다수의 시스템(604) 및 인테리어(an interior)(606)를 갖는 기체(an airframe)(602)를 포함한다. 시스템(604)의 예들은 하나 이상의 추진 시스템(a propulsion system)(608), 전기 시스템(an electrical system)(610), 유압 시스템(a hydraulic system)(612) 및 환경 시스템(an environmental system)(614)을 포함한다. 많은 다른 시스템이 포함된다. 항공우주산업의 예가 도시되어 있을지라도, 다른 예시적인 실시 예들이 자동차 산업과 같은 다른 산업분야에 적용되어진다.

여기에 구체화된 장치 및 방법들은 도 5에서 항공기 제조 및 서비스 방법(500)의 적어도 하나의 단계 동안에 사용되어진다. 예를 들어, 도 1에서 실런트 재료(112) 같은, 실런트 재료와 함께, 도 1에 기재된 커버(100)와 유사한 방법으로 구현된, 하나 이상의 커버들은 구성요소 및 하위 조립체 제조(506), 시스템 통합(508), 인증 및 인도(510), 및/또는 일상적 유지관리 및 서비스(514) 동안에 항공기(600)의 대응하는 하나 이상의 체결요소 시스템들을 덮기 위하여 사용되어진다.

이들 타입의 커버들을 사용하는 것은 항공기(600)에서 불꽃의 가능성(the potential for sparking)을 억제하기 위한 요구된 레벨을 제공한다. 또한, 이들 타입의 커버들을 사용하는 것은 탄성중합체 실런트로부터 미리 주형된 현재 이용 가능한 캡과 비교하여 항공기(600)를 위한 체결요소 시스템의 실링 및 덮기 위해 요구된 시간의 양을 감소시킨다. 하나의 예시적인 예에서, 도 5에서 구성요소 및 하위 조립체 제조(506)에서 생산된 구성요소 또는 하위 조립체는 항공기(600)가 도 5에서 서비스 상태(512)에 있는 동안에 생산된 구성요소 또는 하위 조립체와 유사한 방법으로 조립 및 제조되어진다. 이제 또 다른 예와 같이, 하나 이상의 장치 실시 예들, 방법 실시 예들, 또는 그들의 조합이 도 5에서 구성요소 및 하위 조립체 제조(506) 및 시스템 통합(508)과 같이, 생산 단계들 동안에 사용되어진다. 하나 이상의 장치 실시 예들, 방법 실시 예들, 또는 그들의 조합은 항공기(600)가 도 5에서 서비스 상태(512) 및 또는 유지관리 및 서비스(514)에 있는 동안에 사용되어진다. 다수의 다른 예시적 실시 예들의 사용은 항공기(600)의 조립을 실질적으로 신속 및/또는 항공기(600)의 비용을 감소시킨다.

다른 예시적인 실시 예들의 설명은 예시 및 설명의 목적으로 나타내져 있고, 그리고 개시된 형태에서 실시 예들을 하나도 빠뜨리는 것 없는 것으로 의도되거나 또는 개시된 형태에서 실시 예들로 제한되는 것이 아니다. 많은 수정과 변경이 관련 기술분야의 통상의 지식을 가진 자에는 명백할 것이다. 또한, 다른 예시적인 실시 예들이 다른 예시적인 실시 예들과 비교하여 다른 특징들을 제공한다. 선택된 실시 예 및 실시 예들은 실시 예들의 원리, 실질적인 적용을 가장 잘 설명하기 위하여, 그리고 고려된 특별한 용도에 적합한 다양한 수정을 갖는 다양한 실시 예들의 발명을 관련 기술분야의 통상을 가진 자들이 이해할 수 있도록 하기 위하여 선택되어 기술되어진다.

100: 커버
101: 표면
102: 체결요소 시스템
103: 대상물
104: 제1 구조
106: 제2 구조
112: 실런트 재료
114: 주변 환경
200: 형상부
206: 너트
208: 홀

Claims

장치에 있어서,
상기 장치는:
복합재료를 포함하는 단일체 조각(unitary piece)을 포함한 커버로서,
실린더의 제1 단부(a first end)를 덮는 돔(dome)과, 대향 단부(the opposite end)에 있는 개구(opening)를 가진 실린더 부분, 및
상기 돔에 대한 원위단에서 상기 실린더에 수직인 표면을 갖고, 상기 실린더의 가장자리로부터 방사상으로 연장된 플랜지
를 포함하는 형상을 갖는 커버;
상기 커버의 내부를 채우고 상기 내부에 부착되며, 상기 플랜지에 부착되고 상기 플랜지를 둘러싸는 실런트로서, 체결요소 시스템의 노출된 부분에 부착되는 실런트;
를 포함하고,
상기 장치는 상기 체결요소 시스템의 노출된 부분을 실링하는 동작시 상기 커버가 상기 커버의 내부에서 방출된 물질들이 상기 커버의 외부에 있는 주변 환경에 들어가는 것을 방지하는 장벽을 형성하도록 구성된 장치.
제 1 항에 있어서,
상기 커버의 내부에서 방출된 상기 물질들은 다수의 가스, 다수의 액체, 및 다수의 입자 중의 적어도 하나를 포함하는 장치.
제 1 항에 있어서,
상기 복합재료는:
상기 체결요소 시스템으로부터의 전기적 방전이 상기 커버를 통하여 전도되어지는 것을 방지하는 전기 저항률(electrical resistivity); 및
탄소 섬유 보강 수지 재료, 섬유 보강 중합체, 유리 보강 수지, 아라미드 섬유 보강 재료, 금속 재료, 섬유 유리 재료, 플라스틱 재료, 열가소성 수지 재료, 및 열경화성 재료 중의 적어도 하나;
를 포함하고,
상기 실런트는 대상물의 표면을 지나 연장하는 상기 체결요소 시스템의 부분 모두와 접촉하고 대상물의 표면을 지나 연장하는 상기 체결요소 시스템의 부분 모두를 둘러싸는 장치.
제 1 항에 있어서,
상기 커버는 정전하를 소산시키도록 더 구성된 장치.
제 4 항에 있어서,
상기 복합재료는 상기 커버의 적어도 하나의 전기적 특성이 상기 정전하를 소산시키게 구성되도록 선택되는 장치.
제 5 항에 있어서,
상기 커버의 상기 적어도 하나의 전기적 특성은 상기 커버의 전기 저항, 상기 커버의 전기 전도도, 및 상기 커버의 전기 저항률 중의 적어도 하나를 포함하는 장치.
제 1 항에 있어서,
상기 체결요소 시스템은 대상물의 홀(hole)에 위치하고,
상기 커버는 상기 홀을 통하여 유동하는 적어도 하나의 유체가 커버의 외부에 있는 상기 주변 환경으로 유동하는 것 및 상기 커버의 외부에 있는 상기 주변 환경에서 유체가 상기 홀을 통하여 유동하는 것을 방지하도록 구성된 장치.
제 1 항에 있어서,
상기 실런트는 대상물의 표면을 지나 연장하는 상기 체결요소 시스템의 부분과 상기 커버 사이에 존재해서 상기 커버가 상기 체결요소 시스템의 부분과 접촉하지 않게 하고, 상기 커버를 상기 체결요소 시스템의 부분에 부착하고, 상기 커버를 상기 대상물의 표면에 부착하는 장치.
제 8 항에 있어서,
상기 실런트는 상기 커버가 상기 체결요소 시스템 위에 배치되기 전에 상기 대상물의 상기 표면에서 상기 체결요소 시스템 위에 있는 장치.
제 8 항에 있어서,
상기 실런트는 상기 커버가 상기 체결요소 시스템 위에 배치되기 전에 상기 커버 내부에 있는 장치.
제 8 항에 있어서,
상기 플랜지는 상기 실런트에 의해 상기 대상물의 상기 표면에 부착되는 장치.
제 1 항에 있어서,
상기 체결요소 시스템은 체결요소, 와셔, 플레이트, 스페이서, 가스킷, 버클, 및 잠금장치 중의 적어도 하나를 포함하는 다수의 구성요소를 포함하고, 체결요소는 나사, 너트, 볼트, 못, 연결봉, 장부촉, 핀, 클램프, 쇠고리, 래치, 못, 클립, 지퍼, 앵커, 끈, 및 태그 중의 하나로부터 선택되는 장치.
제 1 항에 있어서,
정전하를 소산시키고 상기 커버 근처의 대상물의 표면에서 부식 레벨을 감소시키도록 상기 커버의 적어도 일부분에 적용된 코팅부를 더 포함하는 장치.
제 1 항에 있어서,
상기 체결요소 시스템은 항공우주 비행체에서 연료 탱크 안에 있고, 상기 커버는 상기 체결요소 시스템 주위에서 일어나는 전기적 방전으로 인하여 상기 커버의 내부에서 방출된 상기 물질들에 반응해서 상기 연료 탱크 내에서 일어나는 원하지 않는 영향들의 가능성을 감소시키도록 구성된 장치.
제 1 항에 있어서,
상기 커버는 40볼트(V)에서 측정될 때 1.0ⅹ10⁹ 오옴-미터(Ω-m) 이하의 체적 저항률을 포함하는 전기 저항률을 포함하는 장치.
제 1 항에 있어서,
상기 커버는 100볼트(V) 이하에서 측정될 때 1.0ⅹ10¹¹ 평방 오옴(Ω/sq) 이하의 표면 저항률을 포함하는 전기 저항률을 포함하는 장치.
장치로서,
상기 장치는:
복합재료를 포함하는 단일체 조각을 포함한 커버로서,
40볼트(V)에서 측정될 때 1.0ⅹ10⁹ 오옴-미터(Ω-m) 이하의 체적 저항률; 및
100볼트(V) 이하에서 측정될 때 1.0ⅹ10¹¹ 평방 오옴(Ω/sq) 이하의 표면 저항률;
을 갖고,
실린더의 제1 단부를 덮는 돔과, 대향 단부에 있는 개구를 가진 실린더 부분, 및
상기 돔에 대한 원위단에서 상기 실린더에 수직인 표면을 갖고, 상기 실린더의 가장자리로부터 방사상으로 연장된 플랜지
를 포함하는 형상을 갖는 커버;
코팅부가 정전하를 소산시키고 부식 레벨을 감소시키도록 상기 커버에 적용된 코팅부;
상기 커버의 내부를 채우고 상기 커버의 내부에 부착되며, 상기 플랜지에 부착되고 상기 플랜지를 둘러싸는 실런트로서, 체결요소 시스템의 노출된 부분에 부착되는 실런트;
를 포함하고,
상기 장치는, 상기 체결요소 시스템의 노출된 부분을 실링하는 동작시 상기 커버가 상기 커버의 내부에서 방출된 물질들이 상기 커버의 외부에 있는 주변 환경에 들어가는 것을 방지하는 장벽을 형성하도록 구성되고, 전기적 방전이 상기 커버를 통하여 전도되어지는 것을 상기 체적 저항률 및 상기 표면 저항률을 포함하는 전기 저항률이 방지하도록 구성된 장치.
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