特許 5963169 複合構造修復プロセスのサロゲートパッチ

(19)【発行国】日本国特許庁(JP)

(12)【公報種別】特許公報(B2)

(11)【特許番号】5963169

(24)【登録日】2016年7月8日

(45)【発行日】2016年8月3日

(54)【発明の名称】複合構造修復プロセスのサロゲートパッチ

(51)【国際特許分類】

   B29C 73/12 20060101AFI20160721BHJP

   G01N 25/18 20060101ALI20160721BHJP

【ＦＩ】

   B29C73/12

   G01N25/18 Z

【請求項の数】15

【全頁数】22

(21)【出願番号】特願2012-543112(P2012-543112)

(86)(22)【出願日】2010年11月5日

(65)【公表番号】特表2013-512808(P2013-512808A)

(43)【公表日】2013年4月18日

(86)【国際出願番号】US2010055684

(87)【国際公開番号】WO2011071622

(87)【国際公開日】20110616

【審査請求日】2013年10月30日

(31)【優先権主張番号】12/633,753

(32)【優先日】2009年12月8日

(33)【優先権主張国】US

(73)【特許権者】

【識別番号】500520743

【氏名又は名称】ザ・ボーイング・カンパニー

【氏名又は名称原語表記】Ｔｈｅ Ｂｏｅｉｎｇ Ｃｏｍｐａｎｙ

(74)【代理人】

【識別番号】100109726

【弁理士】

【氏名又は名称】園田 吉隆

(74)【代理人】

【識別番号】100101199

【弁理士】

【氏名又は名称】小林 義教

(72)【発明者】

【氏名】エヴァン， マイケル， ダブリュ．

(72)【発明者】

【氏名】ワトソン， ミーガン， エヌ．

(72)【発明者】

【氏名】バルガス， メアリー， エイチ．

【審査官】 阪野 誠司

(56)【参考文献】

【文献】 英国特許出願公開第０２３７５７４２（ＧＢ，Ａ）

【文献】 米国特許第０５８３３７９５（ＵＳ，Ａ）

(58)【調査した分野】（Int.Cl.，ＤＢ名）

Ｂ２９Ｃ ７３／００− ７３／３４

(57)【特許請求の範囲】

【請求項1】

複合材料からなるプライ（１２）で形成された外板（１４）を含む構造体（１０）の再加工領域のために、再加工領域に最終的なパッチを結合する前に、熱的調査および／または再加工領域からの水分の除去を行うために用いられる代用パッチアセンブリ（５０）であって、
再加工領域から水分を吸い取る材料でできた代用パッチ本体（５２）と、
代用パッチ本体（５２）に装着され、再加工領域および代用パッチ本体（５２）のうちの少なくとも一つの温度を検出する熱センサ（７０）と
を含む代用パッチアセンブリ。

【請求項2】

代用パッチ本体（５２）に装着され、代用パッチ本体（５２）の水分を検出する水分センサ（７４）をさらに含む、請求項１に記載の代用パッチアセンブリ。

【請求項3】

水分センサ（７４）が、湿度検出ストリップと電気化学インピーダンス分光（ＥＩＳ）センサのうちの少なくとも一つを含む、請求項２に記載の代用パッチアセンブリ。

【請求項4】

代用パッチ本体（５２）が、複数の水分センサ（７４）が装着された上面を含んでいる、請求項２に記載の代用パッチアセンブリ。

【請求項5】

代用パッチ本体（５２）が上面および下面を有し、熱センサ（７０）が、上面または下面に取り付けられているか、或いは上面と下面との間の代用パッチ本体（５２）内に組込まれている、請求項１に記載の代用パッチアセンブリ。

【請求項6】

代用パッチ本体（５２）が複数の層を含み、
熱センサ（７０）が一対の層の間に挿入されている、
請求項１に記載の代用パッチアセンブリ。

【請求項7】

再加工領域が最終的なパッチを受け入れる構成となっており、
代用パッチ本体（５２）が、最終的なパッチの比熱容量および熱伝動率のうちの少なくとも１つとほぼ等しい比熱容量および熱伝導率を有する、
請求項１に記載の代用パッチアセンブリ。

【請求項8】

再加工領域に最終的なパッチを結合する前に、熱的調査および／または再加工領域からの水分の除去を行うため代用パッチアセンブリ（５０）であって、再加工領域内に受入れ可能な代用パッチアセンブリを用いて複合材料からなるプライ（１２）で形成された外板（１４）を含む構造体（１０）を修理する代用パッチシステム（４８）であって、
再加工領域から水分を吸い取る材料でできた代用パッチ本体（５２）と、代用パッチ本体（５２）に装着され、再加工領域および代用パッチ本体（５２）のうちの少なくとも一つの温度を検出する熱センサ（７０）とを含む代用パッチアセンブリ（５０）であって、前記代用パッチ本体（５２）はパッチの熱特性とほぼ同様の熱特性を有する非複合材料から形成され、熱特性が比熱容量および熱伝動率のうちの少なくとも１つを含む、代用パッチアセンブリ（５０）と、
代用パッチ本体（５２）に装着されて、代用パッチ本体（５２）の温度を感知する少なくとも一つの熱センサ（７０）と、
再加工領域に装着されて、再加工領域の温度を感知する少なくとも一つの熱センサ（７０）と
を含む代用パッチシステム。

【請求項9】

代用パッチ本体（５２）が、本体に装着された複数の水分センサ（７４）を含んでいる、請求項８に記載の代用パッチシステム。

【請求項10】

代用パッチ本体（５２）が複数の層を含み、
熱センサ（７０）および水分センサ（７４）のうちの少なくとも１つが一対の層の間に挿入されている、
請求項９に記載の代用パッチシステム。

【請求項11】

構造体（１０）が、上面（１６）および下面（１８）を含み、かつ再加工領域に隣接する下面（１８）に装着された少なくとも一つのヒートシンク（２８）を有し、システムが、
底面（１８）上のヒートシンク（２８）の位置とは反対の上面（１６）に装着された少なくとも１つの熱センサ（７０）
をさらに含む、請求項８に記載の代用パッチシステム。

【請求項12】

複合材料からなるプライ（１２）で形成された外板（１４）を含む複合構造体（１０）であり、上面（１６）および下面（１８）を有する複合構造体（１０）の修理方法で、再加工領域に最終的なパッチを結合する前に、熱的調査および／または再加工領域からの水分の除去を行うための修理方法であって、
複合構造体（１０）の再加工領域から湿気を吸い取る材料で代用パッチ本体（５２）を形成するステップ（２００）、
熱センサ（７０）を代用パッチ本体（５２）に装着するステップ（２０２）、
再加工領域に代用パッチ本体（５２）を取り付けるステップ（２１２）、及び
再加工領域の熱的調査を実施するステップ（２２６）
を含む方法。

【請求項13】

水分センサ（７４）を代用パッチ本体（５２）に装着するステップ（２０４）と、
再加工領域から水分を除去するステップ（２２６）と
をさらに含む、請求項１２に記載の方法。

【請求項14】

少なくとも１つの熱センサ（７０）を再加工領域に装着するステップ（２０８）
をさらに含む、請求項１２に記載の方法。

【請求項15】

バギングフィルム（１１６）を用いて代用パッチ本体（５２）を上面（１６）に真空バギング処理するステップ（２２０）、および
バギングフィルム（１１６）に真空を印加するステップ（２２４）
をさらに含む、請求項１２に記載の方法。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

本開示は、構造的な修理に、より具体的には、複合構造の修理の準備のために実行される操作に一般的に関連している。

【背景技術】

【0002】

複合材料は、これまでさまざまなアプリケーションで量を増加させるために使用されている。例えば、民間航空機では、複合材料の良好な機械的特性に起因する一次および二次構造に組み込まれる複合材料の量が増えている。そのような有利な特性は、軽量化とペイロード容量と燃料効率の増加につながる可能性がある。加えて、金属製の構造で形成された航空機に比べて、複合材料は航空機の寿命を延ばすことができる。

【0003】

時折、不整合部位不整合部位を除去するために、複合構造に再加工を施す必要がある。不整合部位は、亀裂、剥離、複合構造のボイド、凹み、気孔率やその他の不整合部位を含みうる。不整合部位は、所望の公差を逸脱したときに、再加工を必要とする場合がある。不整合部位の除去では、不整合部位を含む複合構造体の部分を削除して除去される材料をパッチで置き換えることによって、不整合部位を含む複合構造体領域を再加工することが必要な場合がある。パッチは、複合構造を形成する同じまたは異なるタイプの複合材料からなるプライのスタックとして形成することができる。パッチに含まれる複合プライの積層順序および繊維配向は、複合構造を構成するプライの積層順序および繊維の配向に対応することがある。

【0004】

プライのスタックからパッチを組み立てた後、パッチは通常、パッチや再加工領域の間のボンドラインに設置された接着剤で再加工領域に結合している。熱と圧力は、典型的には、加熱用毛布や真空バッグの場合と同じようにパッチに適用される。加熱用毛布は、適切な接着剤の硬化温度までボンドラインを上昇させるために使用されることがある。真空バッグは、パッチを統合するために使用することができる。硬化時に、ボンドラインが完全に接着剤を硬化するために、所定の時間にわたり、比較的狭い温度範囲内に保持される。また、ボンドラインの全領域は、ボンドライン全体にわたる実質的な変化なしに、温度範囲内に保持することができる。

【0005】

再加工領域にパッチを接着する前に、再加工領域の熱的調査が必要な場合がある。加熱用毛布による再加工領域の不均一な加熱位置を識別するために、熱的調査が必要となる場合がある。不均一な加熱は、隣接構造が再加工領域の局所部分から熱を奪うヒートシンクとして作用することにより生じるボンドラインの加熱差により引き起こされることがある。この点に関し、熱的調査は、再加工領域のホットスポットとコールドスポットを識別することにより、複合構造に一時的に断熱材を追加すること、および／または温度が必要な範囲に至るまで加熱用毛布による加熱を調整することによって、調整可能とする手段を提供することができる。

【0006】

従来の熱的調査プロセスでは、複合構造に永久に接合されるパッチの複製であるサロゲートパッチを組み立てる必要がありうる。この点に関し、従来のサロゲートパッチは複合材料の同じタイプで、最終的なパッチとしてプライ数が同じに形成されている。従来のサロゲートパッチの構築は、通常、交換される再加工領域のプライそれぞれに合わせて固有のサイズおよび形状を各々が有する複数の複合プライの手作業による切断を必要とし、長時間を要し、労働集約的なプロセスである。熱的調査の後、従来のサロゲートパッチは、通常、単一回の使用後に破棄される。

【0007】

熱的調査に加えて、ボンドライン内の空隙率のリスクを減らすことにより、パッチや再加工領域の間の最終的な結合を向上させるために、再加工領域から不要な水分を除去する水分除去プロセスが必要とされる場合がある。従来の水分除去プロセスは乾燥サイクルを含み、一定期間にわたって使用された複合構造上において、および／または特定の接着剤が修復プロセスで使用される場合に、必要とされる。

【0008】

残念ながら、従来の乾燥サイクルは、典型的には、完了に２４時間以上を要し、使用時に、航空機などの現場で行われる再加工作業にかけてよい時間を超える可能性がある。さらに、熱的調査と乾燥サイクルを２つの独立したプロセスとして行う従来の慣習は、複合構造に２回の加熱サイクルを適用する結果となり、寿命に影響を与える可能性がある。さらに、従来の熱的調査では、従来のサロゲートパッチの製造に労働集約的で時間のかかるプロセスを必要とし、その後サロゲートパッチは一回使用されただけで破棄される。これに関し、複合サロゲートパッチを形成するための材料は、使用される材料の量と種類に応じて比較的高価となりうる。

【発明の概要】

【発明が解決しようとする課題】

【0009】

したがって、従来技術には、最終的なパッチの複製を製造するための必要性を取り除く、熱的調査を行うためのシステムおよび方法に対する必要性が存在する。さらに、複合構造に追加の熱サイクルの適用を回避する複合構造上の再加工領域に水分除去処理を行うシステムおよび方法に対する必要性が存在する。

【課題を解決するための手段】

【0010】

複合構造の再加工領域の熱的調査と水分除去に関連する上述のニーズは、最終的なパッチを複製する必要性のないサロゲートパッチアセンブリ（代用パッチアセンブリ）を提供することによって解決される。サロゲートパッチアセンブリは、再加工領域から水分を吸い取るための材料で形成されたサロゲートパッチ本体（代用パッチ本体）を含むことにより、構造の再加工を容易にすることができる。サロゲートパッチ本体は、サロゲートパッチ本体に取り付けられた少なくとも１つのセンサを含むことができる。センサは、少なくとも再加工領域および／またはサロゲートパッチ本体の温度を感知する熱センサとして構成されてもよい。センサはまた、サロゲートパッチ本体の材料によって再加工領域から抽出された水分を感知するための水分センサとして構成することができる。

【0011】

さらなる実施形態では、本発明により、上面および下面を有し、実質的に均一な厚さを画定するサロゲートパッチ本体を含む、複合構造の再加工領域のサロゲートパッチアセンブリが開示される。サロゲートパッチ本体は、再加工領域から水分を吸い取るためにフェルトで形成することができる。フェルトは、約０．０１〜１．０Ｗ／ｍＫの熱伝導率と、約６００〜１１００Ｊ／（ｋｇＫ）の比熱容量を有することができる。サロゲートパッチアセンブリは、再加工領域とサロゲートパッチ本体の温度を感知するための、サロゲートパッチ本体に取り付けた熱複数のセンサを含むことができる。熱センサの少なくとも１つは、上面および下面間のサロゲートパッチ本体に埋め込むことができる。複数の水分センサを、再加工領域からの吸収された水分を感知するために、サロゲートパッチ本体の上面に取り付けることができる。

【0012】

また、再加工領域内に受けられるパッチを有する構造体を修復するためのサロゲートパッチシステムが開示される。サロゲートパッチシステムは、パッチと実質的に類似した熱的性質を有することができる非複合材料で形成されたサロゲートパッチ本体を含むことができる。熱的特性は比熱容量、および／または熱伝導率を含みうる。サロゲートパッチシステムは、温度を感知するための、サロゲートパッチ本体に取り付けられた少なくとも１つの熱センサが含むことができる。サロゲートパッチシステムでは、再加工領域から抽出された水分を感知するための少なくとも１つの水分センサを含むことができます。加えて、サロゲートパッチシステムは、温度を感知するための、再加工領域に取り付けられた少なくとも１つの熱センサが含むことができる。

【0013】

さらに、本発明により、上面および下面を有する複合構造を修復する方法が提供される。この方法は、複合構造の再加工領域から水分を吸い取るための材料からなるサロゲートパッチ本体を形成する工程を含むことができる。方法は、サロゲートパッチ本体に少なくとも１つのセンサを取り付ける工程と、再加工領域に少なくとも１つの熱センサを取り付ける工程を含むことができる。サロゲートパッチ本体は、再加工領域にインストールすることができる。方法は、再加工領域の熱的調査、および／または再加工領域からサロゲートパッチ本体への水分の除去を含むことができる。

【0014】

さらなる実施形態では、本発明により、上面および下面を有する複合構造を修復する方法が開示される。この方法は、複合構造の再加工領域から水分を吸い取るための材料からなるサロゲートパッチ本体を形成する工程を含むことができる。材料は、パッチの比熱容量、熱伝導率に実質的に類似した特定の熱容量と熱伝導率を有することができる。この方法は、さらに、再加工領域およびサロゲートパッチ本体の少なくとも１つの温度を感知するための熱センサを、サロゲートパッチ本体に取り付ける工程を含むことができる。この方法はまた、再加工領域から抽出された水分を感知するための水分センサを、サロゲートパッチ本体に取り付ける工程を含むことができる。熱センサは、下面上のヒートシンクの位置とは反対側の、複合構造の上面に取り付けることができる。熱センサは、再加工領域の下部中央に、および／またはスカーフに取り付けることができる。

【0015】

この方法はさらに、分離フィルムにより再加工領域を覆う工程、および分離フィルム上の再加工領域にサロゲートパッチ本体をインストールする工程を含むことができる。この方法はまた、多孔質分離フィルムとブリーザ層とによりサロゲートパッチ本体を覆う工程、ブリーザ層の上に加熱用毛布をインストールする工程、加熱用毛布の上にブリーザ層をインストールする工程を含むことができる。サロゲートパッチ本体と加熱用毛布とは、バギングフィルムにより、構造体の上面に真空引きすることができる。再加工領域を加熱して、バギングフィルムを真空引きすることができる。方法は、再加工領域の熱的調査、および／または再加工領域からの水分の除去を実行する工程を含むことができる。

【0016】

実施形態
１．構造体の再加工領域に用いられるサロゲートパッチアセンブリであって、
再加工領域から水分を吸い取るための材料で形成されたサロゲートパッチ本体と、
少なくとも１つのセンサでは、サロゲートパッチ本体に装着されて、
再加工領域およびサロゲートパッチ本体の少なくとも一方の温度を検出する熱センサ、および
サロゲートパッチ本体の水分を感知する水分センサ
のうちの１つとして構成されている少なくとも一つのセンサ
を備えるサロゲートパッチアセンブリ。
２．水分センサが、水分検出ストリップおよび電気化学インピーダンス分光法（ＥＩＳ）センサのうちの少なくとも１つを含む、実施形態１に記載のサロゲートパッチアセンブリ。
３．サロゲートパッチ本体の上面に複数の水分センサが取り付けられている、実施形態１に記載のサロゲートパッチアセンブリ。
４．サロゲートパッチ本体が上面および下面を有し、センサの少なくとも１つが、上面または下面に取り付けられているか、上面と下面との間のサロゲートパッチ本体内に埋め込まれている実施形態１に記載のサロゲートパッチアセンブリ。
５．サロゲートパッチアセンブリが複数の層を含み、センサの少なくとも１つが一対の層の間に挟まれている、実施形態１に記載のサロゲートパッチアセンブリ。
６．材料が、ウール、綿、絹、麻、ポリエステル、ナイロン、アクリルのうちの少なくとも１つを含む、天然または合成の材料を含んでいる、実施形態１に記載のサロゲートパッチアセンブリ。
７．材料がフェルトを含む、実施形態１に記載のサロゲートパッチアセンブリ。
８．サロゲートパッチ本体が、再加工領域に適合するように、三次元において適合性である、実施形態１に記載のサロゲートパッチアセンブリ。
９．再加工領域がパッチを受け入れ、サロゲートパッチ本体が、パッチの比熱容量および熱伝導率のうちの少なくとも１つと実質的に同等の、比熱容量および熱伝導率を有している、実施形態１に記載のサロゲートパッチアセンブリ。
１０．サロゲートパッチ本体が、を前記サロゲートパッチアセンブリの実施形態は、約０．０１Ｗ／ｍＫ〜約１．０Ｗ／ｍＫの熱伝導率を有する材料で形成されている、実施形態６に記載のサロゲートパッチアセンブリ。
１１．サロゲートパッチ本体が、約６００Ｊ／（ｋｇＫ）〜約１１００Ｊ／（ｋｇＫ）の比熱容量を有する材料で形成されている、実施形態６に記載のサロゲートパッチアセンブリ。
１２．複合構造体の再加工領域のサロゲートパッチアセンブリであって、
上面および下面を有し、実質的に均一な厚さを画定するサロゲートパッチ本体であって、再加工領域から水分を吸い取るために、約０．０１〜１．０Ｗ／ｍＫの熱伝導率と、約６００〜１１００Ｊ／（ｋｇＫ）の比熱容量を有するフェルトで形成されたサロゲートパッチ本体と、
サロゲートパッチ本体に取り付けられて、再加工領域およびサロゲートパッチ本体の温度を感知するための、複数の熱センサであって、うち少なくとも１つがサロゲートパッチ本体の上面と下面との間に埋め込まれている複数の熱センサと、
サロゲートパッチ本体の上面に取り付けられて、再加工領域から吸収された水分を感知する複数の水分センサと
を備えるサロゲートパッチアセンブリ。
１３．再加工領域内にパッチを受け入れる構造体を修復するためのサロゲートパッチシステムであって、
パッチの熱的特性と実質的に類似の熱的特性を有する非複合材料で形成されたサロゲートパッチ本体であって、この熱的特性が、比熱容量、熱伝導率の少なくとも１つであり、
サロゲートパッチ本体に取り付けられて、サロゲートパッチ本体の温度を感知する少なくとも１つの熱センサと、
再加工領域に取り付けられて、再加工領域の温度を感知する少なくとも１つの熱センサと
を備えているサロゲートパッチシステム。
１４．サロゲートパッチ本体が、
約０．０１Ｗ／ｍＫ〜約１．０Ｗ／ｍＫの熱伝導率、および
約６００Ｊ／（ｋｇＫ）〜約１１００Ｊ／（ｋｇＫ）比熱容量
のうちの少なくとも１つの熱的特性を有している、実施形態７に記載のサロゲートパッチシステム。
１５．サロゲートパッチ本体が、再加工領域から水分を吸い取るための材料で形成されている、実施形態７に記載のサロゲートパッチシステム。
１６．サロゲートパッチ本体が、その上に取り付けられた複数の水分センサを含んでいる、実施形態７に記載のサロゲートパッチシステム。
１７．サロゲートパッチ本体が複数の層を含み、
一対の層の間に熱センサおよび水分センサのうちの少なくとも１つが挟まれている、
実施形態７に記載のサロゲートパッチシステム。
１８．構造体が上面および下面を有し、かつ、再加工領域に隣接する下面上に取り付けられた少なくとも１つのヒートシンクを有しており、システムが、さらに、
底面上のヒートシンクの位置とは反対側の上面に取り付けられた少なくとも１つの熱センサ
を備えている、実施形態７に記載のサロゲートパッチシステム。
１９．上面および下面を有する複合構造体の修復方法であって、
複合構造体の再加工領域から水分を吸い取るための材料からなるサロゲートパッチ本体を形成する工程、
サロゲートパッチ本体の少なくとも１つのセンサを取り付ける工程、
再加工領域にサロゲートパッチ本体をインストールする工程、
再加工領域の熱的調査を実施、および再加工領域からの水分除去のうちの少なくとも１つを実行する工程
を含む方法。
２０．再加工領域に少なくとも１つの熱センサを取り付ける工程をさらに含む、実施形態１２に記載の方法。
２１．約０．０１Ｗ／ｍＫ〜約１．０Ｗ／ｍＫの熱伝導率を有するサロゲートパッチ本体を形成する工程、および
約６００Ｊ／（ｋｇＫ）〜約１１００Ｊ／（ｋｇＫ）の比熱容量を有するサロゲートパッチ本体を形成する工程
のうちの少なくとも１つをさらに含む、実施形態１２に記載の方法。
２２．フェルトからサロゲートパッチ本体を形成する工程をさらに含む、実施形態１２に記載の方法。
２３．再加工領域に少なくとも１つの熱センサを取り付ける工程が、
再加工領域およびサロゲートパッチ本体のうちの少なくとも１つの温度を感知する少なくとも１つの熱センサを、サロゲートパッチ本体に取り付けること、および
再加工領域から抽出された水分を感知するための少なくとも１つの水分センサを、サロゲートパッチ本体に取り付けること
を含む、実施形態１２に記載の方法。
２４．バギングフィルムを用いてサロゲートパッチ本体を上面に真空引きする工程、および
バギングフィルム上を真空引きする工程
をさらに含む、実施形態１２に記載の方法。
２５．再加工領域を加熱する工程をさらに含む、実施形態１２に記載の方法。
２６．複数のプライからなる複合構造体の修復方法であって、構造体が上面と下面とを有し、上面が、パッチを受け入れる再加工領域を含み、下面の上には少なくとも１つのヒートシンクが配置されており、
再加工領域から水分を吸い取るための材料のサロゲートパッチ本体であって、パッチの比熱容量および熱伝導率と実質的に同様の比熱容量および熱伝導率を有するサロゲートパッチ本体を形成する工程と、
再加工領域およびサロゲートパッチ本体の少なくとも１つの温度を感知するための熱センサを、サロゲートパッチ本体に取り付ける工程と、
再加工領域から抽出された水分を感知するための水分センサを、サロゲートパッチ本体に取り付ける工程と、
下面上のヒートシンクの位置とは反対側の複合構造の上面に、熱センサを取り付ける工程と、
再加工領域の下部中央およびスカーフの少なくとも１つに熱センサを取り付ける工程と、
多孔質の分離フィルムで再加工領域を覆う工程と、
再加工領域において分リフィル樹上にサロゲートパッチ本体をインストールする工程と、
ブリーザ層で再加工サロゲートパッチ本体を覆う工程と、
ブリーザ層の上に加熱用毛布をインストールする工程と、
加熱用毛布の上にブリーザ層をインストールする工程と、
バギングフィルムを用いてサロゲートパッチ本体および加熱用毛布を真空引きする工程と、
再加工領域を加熱する工程と、
バギングフィルムを真空引きする工程と、
再加工領域の熱的調査、および再加工領域からの水分除去のうちの少なくとも１つを実行する工程と
を含む方法。

【0017】

上述の特徴、機能、および利点は、本発明の様々な実施形態で独立して達成することができるか、さらに他の実施形態で組み合わせることができる、これらの実施形態の詳細は、以下の説明および添付図面を参照しながら見ることができる。

【図面の簡単な説明】

【0018】

本発明の上記特徴および他の特徴は、図面を参照することによりさらに明らかになるであろう。全図を通して、類似の参照番号は、類似の部品を示している。

【図1】中に再加工領域が形成されている複合構造体の一部の斜視図である。

【図2】再加工領域内に取り付けられたパッチの上にインストールされた真空バッグアセンブリおよび加熱用毛布を有する複合構造の上面図である。

【図3】複合構造体に取り付けられた真空バッグアセンブリの、図２の線３−３に沿った断面図であり、再加工領域の反対側で複合構造体の下面上に縦通材を有するヒートシンクを示している。

【図4】積層形態に配置された複数の層として形成されたサロゲートパッチ本体を含むサロゲートパッチシステムの分解断面図である。

【図5】一体構造として形成されたサロゲートパッチ本体の分解断面図である。

【図6】図５の線６−６に沿ったサロゲートパッチアセンブリの上面図であり、サロゲートパッチ本体および複合構造体に取り付けられた複数の熱センサと水分センサとを示している。

【図7】再加工領域の熱的調査を実施するためのサロゲートパッチアセンブリ上にインストールすることができる真空バッグアセンブリの分解断面図である。

【図8】水分除去プロセスの間に真空適用下において再加工領域内に取り付けられたサロゲートパッチアセンブリの実施形態の断面図である。

【図9】サロゲートパッチシステムのブロック図である。

【図10】複合構造の修復方法のフロー図である。

【図11】航空機の製造および保守方法のフロー図である。

【図12】航空機のブロック図である。

【発明を実施するための形態】

【0019】

ここで添付図面を参照する。図示は、本発明の好ましい実施形態および様々な実施形態の説明のみを目的としており、同実施形態を限定することを目的としているのではない。図１は、図４〜９に示すサロゲートパッチアセンブリを使用して修復プロセスを実施することができる複合構造体１０の斜視図である。具体的には、再加工領域２０の準備は、熱的調査、および／または水分除去プロセスを含み、これには本明細書に開示されるサロゲートパッチアセンブリ５０（図４〜９）を利用することができ、比較的短時間で低コストの材料から製造される。これについては後述でより詳細に説明する。

【実施例】

【0020】

図１〜２では、複合構造１０は、複合材料からなるプライ１２で形成された外板１４を含み、外板１４は上面および下面１６、１８を有することができる。複合構造体１０は、外板１４内に形成された再加工領域２０を含み、この領域２０からはパッチ４０を受け入れる準備として複合材料が除去される。図３に示すように、再加工領域２０は、上面１６に形成され、少なくとも部分的に外板１４を通って延びることができるが、下面１８内に形成されても、および／または外板１４の厚さを貫通するものでもよい。さまざまなヒートシンク２８、例えば、限定しないが、縦通材、補強材、および修復時に再加工領域２０から熱を逃がすことのできるスパーを、再加工領域２０の反対側の下面１８に取り付けることができる。

【0021】

たとえば、図２〜３は、下面１８に取り付けられて、再加工領域２０の右側を再加工領域２０の一部分に沿って延びるフランジであって、再加工領域２０から熱を逃がすことのできるフランジ３２を有する縦通材３０を示している。再加工領域２０の残りの部分は、再加工領域２０から熱を逃がす構造をまったく含まない。これに関し、熱的調査は、ボンドラインの他の領域より大きな入熱量を必要とする、パッチ４０と再加工領域２０との間のボンドライン４６（図３）の位置を特定するのに役立つ。熱的調査は、ボンドライン４６（図３）全体にわたる実質的な温度均一性を達成するために、複合構造体１０への一時的な断熱材適用を要する再加工領域２０の位置を特定するのにも役立つ。

【0022】

図２〜３は、熱的調査および／または水分除去プロセスの、最終修復プロセス中、または修復前工程中に使用される真空バッグアセンブリ１００を示している。真空バッグアセンブリ１００は、加熱用毛布１０４または他の加熱装置を備えることができる。加熱用毛布１０４は、熱的調査または水分除去プロセスの間に所望の温度まで再加工領域２０を加熱するための電源（図示せず）に結合された配線１０６を含むことができる。真空バッグアセンブリ１００は、加熱用毛布１０４をカバーするバギングフィルム１１６を含むことができ、シーラント１２２テープによる複合構造体１０の上面１６に密封されることがあります。真空プローブ１１８は、再加工領域２０から揮発性物質、空気および／または気体を排気するための手段を提供するために、バギングフィルム１１６から延長することができる。

【0023】

図３に示すように、真空バッグアセンブリ１００は、パッチ４０への均一な圧力の印加を容易にするために、非多孔質分離フィルム１０８（例えば、プライピール）の上方に当て板１０２を含むことができる。分離フィルムは、当て板１０２の真下の層に対する当て板１０２の付着を防ぐことができる。次いで、分離フィルムは、複合構造体１０へのパッチ４０の結合の際に揮発油を逃し易くするために、多孔分離フィルム１１０上に配置される多孔ブリーダ層１１２上に配置される。パッチ４０は、再加工領域２０内に受け入れられ、パッチのエッジ４２に形成されたスカーフ４４を含むことができ、再加工領域２０に再加工テーパ角θ_{rework area}で形成されたマフラー２４に一致する。サロゲートパッチ本体５２は、複合構造体１０のプライ１２に対応する複数のプライを含むことができる。

【0024】

図４は、再加工領域２０にパッチを最終的に結合する前に、熱的調査および／または再加工領域２０からの水分の除去を行うために使用することができるサロゲートパッチアセンブリ５０を示す。図４に示すように、サロゲートパッチアセンブリ５０は、再加工領域２０から水分を吸い取るための材料で形成されるサロゲートパッチ本体５２を含むことができる。材料は、制限しないが、ウール、綿、絹、麻、ポリエステル、ナイロン、アクリル、他の材料またはそれらの組み合わせなどの、天然および／または合成の材料を含む非複合材料を含むことができる。しかし、サロゲートパッチ本体の実施形態は、限定されないが、繊維強化高分子材料などの複合材料を含むことができる。

【0025】

サロゲートパッチアセンブリ５０は、さらに、熱的調査中に再加工領域２０の温度を感知するための、サロゲートパッチ本体５２に取り付けることができる熱センサ７０のような、１つまたは複数のセンサを含むことができる。センサは、水分除去処理中にサロゲートパッチ本体５２に再加工領域２０から抽出される水分を感知する水分センサ水分を含むことができる。熱センサ７０は、限定されないが、熱電対７２、再加工領域２０および／またはサロゲートパッチ本体５２の温度を感知するためのその他の任意の適切な要素を含む、任意の適切な温度測定機器を含むことができる。

【0026】

上述のように、サロゲートパッチアセンブリ５０のサロゲートパッチ本体５２は、好ましくは、最終的なパッチ４０（図３）を形成する複合材料と同様の熱的特性を有する材料で形成されている。これに関して、サロゲートパッチ本体５２は、好ましくは、パッチの比熱容量および／または熱伝導率と実質的に同等の比熱容量および／または熱伝導率を有する材料で形成されている。パッチの熱伝導率は、好ましくは、修復処理中に熱が流れうる方向をシミュレートするために、横断面外方向で測定される。

【0027】

１つの実施形態において、パッチ４０（図３）は、エポキシプレ含浸炭素繊維テープおよび／または生地から作製することができる。ただし、パッチを形成する複合材料は、任意の適切な含浸前または湿式レイアップ複合材料を含むことができ、本明細書に開示された材料に限定されない。複合材料の比熱容量、熱伝導率、および他の熱的特性は、好ましくは、完全に硬化させたとき、特定のまたは何らかの繊維体積含有量および密度の複合材料示が呈する特性である。０．５６の繊維体積含有率および５．６４Ｅ−２ポンド／インチ^３の密度を有する上記エポキシ含浸前炭素繊維テープ材料については、熱的特性は、約０．０１Ｗ／ｍＫ〜約１．０Ｗ／ｍＫの熱伝導率を含む。このような特性は約２０℃の温度Ｔ_０（すなわち、室温）で測定されたものである。

【0028】

これに関し、サロゲートパッチ本体５２は、０．０１Ｗ／ｍＫ〜約１．０Ｗ／ｍＫの前記範囲に類似の熱伝導率を有する材料で形成することができる。１つの実施形態では、サロゲートパッチ本体５２の熱伝導率は約０．０４Ｗ／ｍＫである。しかし、サロゲートパッチ本体５２は、パッチ４０（図３）を形成する材料の熱伝導率と相補的、またはそのような熱伝導率ほぼ等しい任意の熱伝導率を有する材料で形成してもよい。有利には、パッチの複合材料の熱伝導率と実質的に同様の熱伝導率を有する材料からなるサロゲートパッチ本体５２を形成することにより、個別にカットされた複合プライからなる従来のサロゲートパッチを製造する必要なく、パッチの加熱特性を複製することができる。重複する可能性がありますコンポジットのパッチは、上記のように供給します。これに関し、従来のサロゲート複合パッチに通常関連付けられる費用と時間が大幅に削減される。

【0029】

サロゲートパッチ本体５２は、好ましくは、パッチ４０（図３）を形成する複合材料の比熱容量の範囲内に含まれる比熱容量を有する材料で形成することができる。たとえば、サロゲートパッチ本体５２は、約６００Ｊ／（ｋｇＫ）〜約１１００Ｊ／（ｋｇＫ）の比熱容量、約２７３Ｋの温度Ｔ_０（すなわち、室温）で測定された場合には好ましくは約８３０Ｊ／（ｋｇＫ）の比熱容量を有する材料で形成することができる。上述のように、このような比熱容量および熱伝導率は、エポキシ樹脂の含浸前の炭素繊維テープおよび／またはパッチを形成するファブリックの比熱容量および熱伝導率を表しており、サロゲートパッチアセンブリ５０の別の熱特性を限定するものではない。

【0030】

図４に示すように、１つの実施形態では、サロゲートパッチ本体５２の材料は、天然または合成の材料、またはそれらの任意の組み合わせで形成することができる。たとえば、サロゲートパッチ本体５２を形成する材料は、ウール、綿、絹、麻、ポリエステル、ナイロン、およびアクリル、或いは、最終的なパッチを形成する材料の熱的特性（すなわち、比熱容量、および熱伝導率）を実質的に複製する他の適切な材料を含むことができる。１つの実施形態では、材料は、結合した繊維から構成さうる不織布または織物を含むことができる。たとえば、サロゲートパッチ本体５２は、その有利な吸湿発散性と良好な断熱性により、フェルトから形成することができる。フェルトのウィッキングプロパティは、フェルトの毛管作用により、再加工領域２０からサロゲートパッチ本体５２へと流体が流出できるようなものである。ウールの熱伝導率は、１つの実施形態では、パッチを形成する複合材料の熱伝導性に匹敵する約０．０４Ｗ／ｍＫである。

【0031】

サロゲートパッチ本体５２は、好ましくはフェルトから形成されるが、サロゲートパッチ本体５２が再加工領域２０に接触して配置されると、再加工領域２０から水分を吸い取ることができる任意の適切な材料で形成することができる。たとえば、サロゲートパッチ本体５２は、複合修理に関連付けられた硬化温度と同様の高温で高い吸収性を持つ不織布材料などの代替材料で形成することができる。これに関し、サロゲートパッチ本体５２の材料は、サロゲートパッチ本体５２とボンドライン４８との間の温度の正確な測定を容易にするために、加熱毛布１０４の熱のような熱がサロゲートパッチ本体５２の厚さを貫通するようなものである。

【0032】

図４に示すように、サロゲートパッチ本体５２は、積層形成に配置される複数の層６０から形成される。パッチアセンブリの層６０は、図４に示すように、層のエッジ６２が集約して再加工テーパ角θ_{rework area}に実質的に同様であるテーパ角度を画定するように形成される。層 ６０の幅および／または直径が徐々に減少する概ねテーパ形状有するものとして示されているが、サロゲートパッチ本体５２の層６０は同等の幅を有し、層６０のエッジ６２が互いにほぼ整列している積層構造に組み立てられてもよい。これに関し、組み立てられたサロゲートパッチ本体５２は、再加工領域２０内に受け入れられる複数の層６０を含むことができる。

【0033】

図４では、サロゲートパッチアセンブリ５０は、非多孔質の分離フィルム１０８または多孔質分離フィルム１１０である分離フィルムにより再加工領域２０から分離されている。サロゲートパッチアセンブリ５０は、１つまたは複数の熱センサ７０を含むことができ、そのようなセンサ７０は、加熱中に再加工領域２０のような場所の温度を監視するために、再加工領域２０の戦略的位置に取り付けられる。従来の熱的調査の一環として、熱電対７２のような熱センサ７０は、温度プロファイルを監視するために、再加工領域２０の底部中央２６と再加工領域２０の境界２２のテーパ上にインストールされる。同様に、サロゲートパッチ本体５２は、熱的調査中の温度を測定するために、１つまたは複数の熱センサ７０を含むことができる。

【0034】

たとえば、サロゲートパッチ本体５２は、上面５４上（図４ではその中央）に取り付けられた熱センサ７０を含むことができる。熱センサ７０は、サロゲートパッチ本体５２の、上面５４と下面５６との間などに取り付けることもできる。これに関し、層６０のスタックとしてサロゲートパッチ本体５２を製造することにより、サロゲートパッチ本体５２内の異なる場所への熱センサ７０のインストールを容易にすることができる。熱センサ７０は、サロゲートパッチ本体５２の周囲５８に沿って配置されてもよい。センサは、限定されないが、結合および機械的取り付けを含む任意の適切な手段によってサロゲートパッチ本体５２に接続される。特に、熱センサ７０は、再加工領域２０内の任意の箇所、例えば、再加工領域２０のスカーフ２４、または再加工領域２０の下部中央２６、或いは少なくとも部分的に再加工領域２０と重なる縦通材３０のようなヒートシンクの位置の反対側にある位置に取り付けることができる。

【0035】

サロゲートパッチアセンブリ５０は、さらに再加工領域２０内に含まれていてもよい水分の存在および／または水分の相対的含有量を検出するための水分センサ７４を含むことができる。１つの実施形態では、水分センサ７４は、限定しないが、塩化コバルトの水分検出ストリップ、または十分に高いレベルの湿気および水の存在下で色を変える他の化学組成の水分検出ストリップといった、従来の水分検出ストリップを含んでもよい。しかし、水などの水分の存在を検出するための任意の適切なセンサの構成は、サロゲートパッチアセンブリ５０に実装することができる。たとえば、水分センサ７４は、電気化学インピーダンス分光法（EIS）または他の任意の適当な感知技術を使用して動作するセンサを含むことができる。水分センサ７４は、再加工領域２０から抽出されるサロゲートパッチ本体５２内の水分の存在に関する表示（例えば、視覚的表示）を提供するように選択的に構成することができる。サロゲートパッチ本体５２が水分に接触しているとき、および／または加熱中に、このような水分が再加工領域２０から引き出される。水分センサ７４は、好ましくは、サロゲートパッチ本体上において適切な配置に、例えばサロゲートパッチ本体５２の上面５４に沿って互いに間隔を開けて、取り付けられる。これについては図６および後述でより詳細に説明する。

【0036】

図４に示す層６０の配置とは対照的に、サロゲートパッチ本体５２が単層または層の一体構造を含む実施形態が提供されているサロゲートパッチアセンブリ５０を示す図５を参照する。図５では、サロゲートパッチ本体５２は、サロゲートパッチ本体５２が受容される再加工領域２０の厚さに近い厚さに形成することができる。また、サロゲートパッチ本体５２の周囲５８は、サロゲートパッチ本体５２が再加工領域と密接に接触して受容されるように、再加工テーパー角θ_{reworkａｒｅａ}に好ましくは相補的であるパッチのテーパー角θ_surrogateに形成されたスカーフ６４を含めることができる。以前に示したように、サロゲートパッチ本体５２は、フッ素化エチレンプロピレン（FEP）または他の同様の耐熱性および／または非粘着材料等の多孔質または非多孔質分離フィルム１０８によって再加工領域２０から分離させることができ、これにより、熱的調査および／または水分除去工程が完了した後で、再加工領域からサロゲートパッチ本体５２を取り外すことができる。図５から分かるように、熱センサ７０は、注記されたエリア内の再加工領域２０だけでなく、再加工領域２０に隣接したエリアに装着することができ、センサ配線７６によりまたは無線手段によってデータ取得システム（図示せず）等の計器（図示せず）に連結させることができる。同様に、サロゲートパッチ本体５２に装着された熱センサ７０および／または水分センサ７４を、センサ配線７６によって計器に連結させて、サロゲートパッチ本体５２内の温度および／または水分を測定し記録しやすくすることができる。

【0037】

サロゲートパッチ本体５２と複合構造体１０上の再加工領域２０に隣接して熱電対７２および／または水分センサ７４を取り付けた様子を示す平面図である図６を参照する。見て分かるように、熱センサ７０は、再加工領域２０から熱を取り去る可能性のある縦通材３０の反対の複合構造１０の上面５４に位置づけすることができる。熱センサ７０は温度を監視して、縦通材３０を断熱する必要がありうる、または再加工領域２０を所望の速度で加熱し、パッチを所望の温度範囲内に維持するために縦通材３０または縦通材３０の隣接区域を別々に加熱する必要がありうることを表示する手段を提供することができる。図から分かるように、サロゲートパッチ本体５２は、サロゲートパッチ本体５２の中心に位置する水分センサ７４等の１つ以上の水分センサ７４を含むことができる。しかしながら、水分センサ７４をサロゲートパッチ本体５２の上面 ５４に沿って分布させて、水分が取り除かれる再加工領域２０内のエリアを特定しやすくすることができる。熱センサ７０および／または水分センサ７４は、再加工領域２０の温度プロファイル、および／または水分プロファイルに関するデータを提供することができる。

【0038】

サロゲートパッチアセンブリ５０を含み、再加工領域２０内に取り付けられた時にパッチアセンブリを覆うことができる加熱用毛布１０４を包むバギングフィルム１１６を含む真空バッグアセンブリ１００をさらに含むことができるサロゲートパッチシステム４８を示す図７を参照する。図７から分かるように、熱的調査において水分除去工程を含む可能性があるかどうかに応じて、多孔質および／または非多孔質の分離フィルム１１０、１０８によってサロゲートパッチ本体５２を再加工領域２０から分離することができる。上述したように、本明細書に開示されるサロゲートパッチアセンブリ５０は、複合構造体１０に単一の熱サイクルが課されるように、熱的調査と水分除去を組み合わせる手段が提供される。図に示す真空バッグアセンブリ１００は、従来の真空バギング処理で使用されるテープシーラント１２２等のシーラント１２２によって、複合構造体１０の上面５４に密封することができるバギングフィルム１１６を含んでいる。

【0039】

バギングフィルム１１６はブリーザ層を包むことができ、ブリーザ層１１４は加熱用毛布１０４をカバーすることができ、加熱用毛布１０４の片側または両側をシーラント１２２のエリアまで延びていてよい。ブリーザ層１１４は、温度サイクリングおよび／または水分除去工程中にサロゲートパッチ本体５２上に真空圧力をほぼ均一に印加しやすくするために、加熱用毛布１０４の側に配置することができる真空プローブ１１８の下に延在させることができる。当て板１０２は、サロゲートパッチ本体５２に圧力を均一に印加するために、加熱用毛布１０４の下に位置づけすることができる。当て板１０２は、例えば限定しないが、硬化シリコンゴム板および／または金属材料や金属と非金属材料の任意の組み合わせ等のゴム製当て板材料を含む任意の好適な剛性または半剛性材料でできていてよい。当て板１０２は、再加工領域２０および／またはサロゲートパッチ本体５２に当て板１０２が接着または接触しないようにする任意の好適な材料でできていてよい分離フィルムによって、サロゲートパッチ本体５２から分離させることができる。例えば、分離フィルムは穿孔（すなわち、多孔質）または非穿孔（すなわち、非多孔質）であってよく、フッ素化エチレンプロピレン（FEP）、または他の任意の好適な材料を含む任意の好適な材料で形成することができる。

【0040】

真空バッグが装着され、加熱用毛布１０４がないサロゲートパッチ本体５２を示す断面図である図８を参照する。このような配置は、水分除去工程において実行することができる。必要に応じて、複合構造体１０の加熱を容易にするために、アセンブリをオーブンやオートクレーブ内に取り付けることができる。図８から分かるように、真空バッグは、バギングフィルム１１６によって包まれたエリアからガスを引き出す真空プローブ１１８を含む。真空バッグアセンブリ１００の反対側の真空ゲージ１２０は、真空バッグ内の真空圧力を監視する手段を提供する。図に示すサロゲートパッチ本体５２はほぼ均一な厚さを有している。

【0041】

サロゲートパッチ本体５２は、上述したいずれかの材料で形成することができる。この点において、サロゲートパッチ本体５２は、再加工領域２０の三次元の輪郭や形状に適合することのできる柔軟な弾性材料で形成することができる。図に示すサロゲートパッチ本体５２の周囲５８は真空バッグからの真空下において適合しているまたは部分的に圧縮されている。サロゲートパッチ本体５２は、水分の排出を可能にするために、ブリーザ層１１４によってバギングフィルム１１６から分離していてよい。サロゲートパッチ本体５２は、再加工領域２０から水分を排出できるようにすると同時に、サロゲートパッチ本体５２と再加工領域２０との接触を防ぐように、多孔質分離フィルム１０８によって再加工領域２０から分離させることができる。図８に示し、上述したように、熱電対７２または他の熱センサ７０を再加工領域２０内の戦略的位置に取り付けることができる。同様に、サロゲートパッチ本体５２は、温度と水分の除去を監視するために、サロゲートパッチ本体５２に沿った位置に熱センサ７０および／または水分センサ７４を含むことができる。

【0042】

熱的調査および／または水分除去工程を行うために使用されうるサロゲートパッチシステム４８を示すブロック図である図９を簡単に参照する。図９を見て分かるように、サロゲートパッチシステム４８は、シーラント１２２によって構造体１０に装着されたバギングフィルム１１６を含むことができる真空バッグアセンブリ１００を含んでもよい。バギングフィルム１１６は、サロゲートパッチ本体５２を構成するブリーザ層１１４等の多数の層、加熱用毛布１０４、当て板１０２、ブリーダ層１１２、分離フィルム１０８、１１０だけでなく、サロゲートパッチ本体５２を含むサロゲートパッチアセンブリ５０を包むことができる。サロゲートパッチ本体５２は、パッチの中央６８と周囲５８を有していてよい。水分センサ７４または熱センサ７０（すなわち、熱電対７２）等の１つまたは複数のセンサは周囲５８および／またはパッチの中央６８等に沿ってサロゲートパッチ本体５２に装着することができる、または代替のパッチ本体５２内に埋め込むことができる。サロゲートパッチ本体５２は再加工領域２０に装着することができ、分離フィルムによって再加工領域から分離することができる。再加工領域２０は、構造体の上面１６に沿って構造体１０に形成することができる。再加工領域２０は、水分センサなどのセンサ７４および／または熱センサ７０（すなわち、熱電対）を装着可能な中央下部２６を含むことができる。同様に、熱センサ７０等の１つまたは複数のセンサを再加工領域２０のスカーフ２４に装着することができる。同様に、再加工領域２０周辺の構造体１０の上面１６は、縦通材３０等のヒートシンク２８によって再加工領域２０から熱が取り除かれた結果生じうる温度変化を識別するために、熱電対７２等の熱センサ７０を含むことができる。

【0043】

図１０を参照すると、再加工領域を有する複合構造などの構造を修復するための方法のフロー図が示されている。この構造は上面と下面を含むことができ、少なくとも一つのヒートシンクを含むことができ、これは再加工領域に隣接する構造の下面の上などの再加工領域からの相対的な位置に配置することができる。この方法は、再加工領域の形状を補償するように任意選択で形成することができるサロゲートパッチ本体の形成を含むステップ２００を含むことができる。例えば、サロゲートパッチ本体は再加工領域から水分を吸収するための織布または不織布材料で形成することができる。サロゲートパッチ本体は、上面及び底面を有することができ、好ましくは水分除去プロセス中などに再加工領域から水分を吸収するための材料で形成されている。さらに、サロゲートパッチ本体は、好ましくは最終的なパッチが形成される複合材料の熱特性とほぼ同等か、その熱特性を補償する熱特性を有する。

【0044】

例えば、サロゲートパッチ本体は、エポキシプレ含浸炭素繊維テープ及び布の比熱容量及び／又は熱伝導率とほぼ同等である、比熱容量及び／又は熱伝導率を有していてもよい。しかしながら、複合材料の熱特性は、任意の複合材料の熱特性を含んでいてもよく、エポキシプリプレグ又はカーボン繊維テープに限定されるものではなく、非プレ含浸及び／又は湿式レイアップ材料システムを含んでいてもよい。上述のように、サロゲートパッチ本体は、サロゲートパッチ本体の上面又は底面に取り付けることができる、又はサロゲートパッチ本体内に埋め込むことができる、あるいは上記の任意の組み合わせによる少なくとも一つの温度センサを含むことができる。サロゲートパッチ本体は、さらに、パッチの中心部またはサロゲートパッチ本体の周囲に沿って、又はこのような位置を組み合わせた任意の位置で、サロゲートパッチ本体上に取り付けることができる少なくとも一つの水分センサを含めることができる。

【0045】

さらに図１０を参照するに、ステップ２０２は、再加工領域及び／又はサロゲートパッチ本体の温度を感知するためのサロゲートパッチ本体上の一又は複数の温度センサを取り付けるステップを含んでいてもよい。例えば、限定しないが、熱電対などの温度センサをサロゲートパッチ本体の上面及び／又は底面に取り付けることができる。図４に示したように、及び上述のように、温度センサをサロゲートパッチ本体内に任意選択で埋め込むことができる。サロゲートパッチ本体の底面の熱センサは、再加工領域の温度及び／又はサロゲートパッチ本体の温度を監視することができる。ステップ２０４は、サロゲートパッチ本体内で再加工領域から取り出される水分を感知するため、サロゲートパッチ本体上に一又は複数の水分センサを取り付けるステップを含んでいてもよい。この点に関して、サロゲートパッチ本体は、上記のように比較的高い水分吸収能力を有する任意の材料で形成してもよい。この点に関して、サロゲートパッチ本体は複合材料の処理に関連付けられている高温で比較的高い吸収性を有する材料で形成することができる。

【0046】

さらに図１０を参照するに、ステップ２０６は、複合構造の上面に一又は複数の温度センサを取り付けるステップを含んでいてもよい。例えば、温度センサは、複合構造の底面に隣接するように配置することができる一又は複数のヒートシンクの位置に向かい合った複合構造の上面、又は上面の任意の位置に取り付けることができる。ステップ２０８は、再加工領域の下部中央及び／又は再加工領域内の温度を監視するための再加工領域のスカーフ（すなわち、テーパ角）上などの再加工領域内に、一又は複数の温度センサを取り付けるステップを含んでいてもよい。構造修復方法のステップ２１０は、フッ化エチレンプロピレン（FEP）又は複合構造及び再加工領域とサロゲートパッチ本体との接触を防止するための他の好適な膜材料などの多孔質分離膜で、再加工領域を覆うステップを含んでいてもよい。しかしながら、サロゲートパッチ本体が形成される材料は、分離膜が必要になることを未然に防ぐものと期待されている。

【0047】

ステップ２１２は、多孔質及び／又は非多孔質の分離膜の上部などの再加工領域にサロゲートパッチアセンブリを取り付けるステップを含んでいてもよい。たとえば、サロゲートパッチ本体は、再加工領域の形状及び／又は輪郭にほぼ適合する、ほぼ一定の厚みを有する一体又は単層の構造として形成することができる、図８に図解する方法で実装することができる。代替的に、サロゲートパッチ本体は、図４に示すように積層構造で配置された複数の層から形成され、サロゲートパッチ本体を再加工領域の輪郭又は形状に一致させることができるように、サロゲートパッチ本体を構成する材料の層は適合性又は弾性可撓性があるか、圧縮可能となっている。

【0048】

さらに図１０を参照するに、構造修復方法のステップ２１４は、サロゲートパッチ本体への真空圧力のほぼ一様な印加を容易にするため、サロゲートパッチ本体及び再加工領域を排気層で覆うステップをさらに含んでいてもよい。この方法はさらに、ステップ２１６及び図７及び８で示されているように、加熱用毛布又は他の好適な加熱機器を実装するステップを含んでいてもよい。加熱用毛布は、熱的調査時及び／又は水分除去プロセス中に再加工領域及びサロゲートパッチ本体の加熱を促進することができる。カウルプレート１０２（図７）は、図７に示すように、サロゲートパッチ本体に均一な圧力分布を提供するため、任意選択で排気層と加熱用毛布との間に含まれることがある。

【0049】

図１０のステップ２１８は、図７に示したように加熱用毛布上に排気層を実装するステップを含んでもよく、図８に図解したように複合構造１０の上面に密封することができるバギング膜によってサロゲートパッチ本体及び加熱用毛布が包まれるようにステップ２２０の真空バギングがこれに続く。図８に示すように実装される真空ゲージによって監視されるバギング膜上で真空引きを行うため、図８に示した真空プローブを介して真空を印加することができる。熱的調査及び／又は水分除去プロセスがステップ２２６の再加工領域で実施できるように、ステップ２２４の真空引き中にステップ２２２の加熱用毛布などにより熱を加えることができる。

【0050】

熱的調査プロセスは、従来行われている再加工領域の加熱及び温度の監視に類似していてもよい。温度測定に応じて、絶縁体が局所的にそのようなボンドライン全体の実質的な温度均一性を達成するために上記のようにヒートシンクや他の区域に隣接するような複合構造体の領域に追加されることがある。再加工領域の加熱にもかなりの温度均一性を達成するため、熱的調査中に加熱用毛布の調整によって調整することができる。水分除去プロセスでは、サロゲートパッチ本体内に取り付けられた水分センサによって提供された毛布と記録水分データを経由して再加工領域を加熱するステップを含めてもよい。水分除去プロセスは、加熱用毛布によって再加工領域を加熱するステップ、及びサロゲートパッチ本体内に取り付けられた水分センサによって提供される湿度データを記録するステップを含んでいてもよい。水分除去プロセスは、熱的調査の前後及び実施中に行ってもよい。有利には、サロゲートパッチ本体の設定は、通常、従来の事前修復操作で独立した熱的調査と水分除去プロセスで必要な追加の熱サイクルを排除する方法で、熱的調査と水分除去プロセスの能力を高めることができる。

【0051】

一実施形態では、水分除去プロセスは、再加工領域への実装に先立って、サロゲートパッチ本体を軽量するステップを含んでいてもよい。熱的調査及び／又は水分除去プロセスが完了したら、再加工領域の水分含有量に関連する水分吸収レベルを決定するため、サロゲートパッチ本体を再度計量してもよい。具体的には、水分除去プロセスは、サロゲートパッチ本体を再加工領域に実装する前にサロゲートパッチ本体を軽量するステップとサロゲートパッチ本体を真空バギングするステップを含んでいてもよい。代替的に、加熱用毛布は省略することができ、コンポジット構造は、オーブンを介して、またはオートクレーブ中で加熱してもよい。加熱中に、再加工領域の温度は温度センサからのデータを使用して監視することができる。加熱は、複合構造の再加工領域の（すなわち、水分の除去）、乾燥の原因となる。サロゲートパッチアセンブリのサロゲートパッチ本体は、再加工領域から削除されてもよいため、再加工領域から引き出された水分量を決定するために計量することができる。

【0052】

図１１〜１２に示すように、本発明の実施形態は、図１１に示す航空機の製造および保守方法３００の観点と、図１２に示す航空機の観点から説明することができる。例示的方法３００の製造前段階は、航空機３０２の使用および設計３０４と、材料調達３０６とを含む。製造段階では、航空機３０２のコンポーネントおよびサブアセンブリの製造と、システムインテグレーション３１０とが行われる。その後、航空機３０２は、運航３１４に供されるために、認可を経て納品３１２される。顧客によって運航される間に、航空機３０２は、定期的な整備および保守３１６（改修、再構成、改装などを含みうる）を受ける。

【0053】

方法３００の各工程は、システムインテグレータ、第三者、および／またはオペレータ（例えば、顧客）によって実行または実施される。本明細書の目的のために、システムインテグレータは、限定されないが、任意の数の航空機の製造業者および主要システムの下請け業者を含み、第三者は、限定されないが、任意の数のベンダー、下請け業者、および供給業者を含み、オペレータは、航空会社、リース会社、軍事団体、サービス機関などを含む。

【0054】

図１２に示すように、例示的方法３００によって製造された航空機３０２は、複数のシステム３２０および内装３２２を有する航空機３１８を含むことができる。高レベルのシステム３２０の例には、推進システム３２４、電気システム３２６、油圧システム３２８、および環境システム３３０のうちの１つまたは複数が含まれる。任意の数の他のシステムが含まれてもよい。宇宙産業界の実施例を示したが、本発明の実施形態の理念は、自動車産業といった他の業界にも適用できる。

【0055】

ここに具現化された装置および方法は、製造および保守方法３００の１つまたは複数の任意の段階で採用することができる。例えば、製造工程３０８に対応するコンポーネントまたはサブアセンブリは、航空機３０２が運航されている間に製造されるコンポーネントまたはアセンブリと同様の方法で組立てまたは製造することができる。また、１つまたは複数の装置の実施形態、方法の実施形態、またはこれらの組み合わせを、例えば、航空機３０２の組立を実質的に効率化するか、または航空機３０２のコストを削減することにより、製造段階３０８および３１０の間に利用することができる。同様に、装置の実施形態、方法の実施形態、またはこれらの組合せを、航空機３０２が運航されている間に、例えば限定しないが、整備および保守３１６に利用することができる。

【0056】

本発明のさらなる変形例、および改良形態は、当業者には自明であろう。すなわち、本明細書に説明および図示した部品の特定の組み合わせは、本発明の開示内容の特定の実施形態のみを示すことを意図しており、本発明の精神および範囲内において代替え的な実施形態または装置を限定するものではない。
また、本願は以下に記載する態様を含む。
（態様１）
構造体の再加工領域に用いられるサロゲートパッチアセンブリであって、
再加工領域から水分を吸い取る材料でできたサロゲートパッチ本体と、
サロゲートパッチ本体に装着された、
再加工領域およびサロゲートパッチ本体のうちの少なくとも一つの温度を検出する熱センサ、および
サロゲートパッチ本体の水分を検出する水分センサ
のうちの少なくとも一つであるセンサと
を含むサロゲートパッチアセンブリ。
（態様２）
水分センサが、湿度検出ストリップと電気化学インピーダンス分光（ＥＩＳ）センサのうちの少なくとも一つを含む、態様１に記載のサロゲートパッチアセンブリ。
（態様３）
サロゲートパッチ本体が、複数の水分センサが装着された上面を含んでいる、態様１に記載のサロゲートパッチアセンブリ。
（態様４）
サロゲートパッチ本体が上面および下面を有し、センサの少なくとも一つが、上面または下面に取り付けられているか、或いは上面と下面との間のサロゲートパッチ本体内に組込まれている、態様１に記載のサロゲートパッチアセンブリ。
（態様５）
サロゲートパッチ本体が複数の層を含み、
センサの少なくとも一つが一対の層の間に挿入されている、
態様１に記載のサロゲートパッチアセンブリ。
（態様６）
再加工領域がパッチを受け入れる構成となっており、
サロゲートパッチ本体が、パッチの比熱容量および熱伝動率のうちの少なくとも１つとほぼ等しい比熱容量および熱伝導率を有する、
態様１に記載のサロゲートパッチアセンブリ。
（態様７）
再加工領域内に受入れ可能なパッチを用いて構造体を修理するサロゲートパッチシステムであって、
パッチの熱特性とほぼ同様の熱特性を有する非複合材料でできたサロゲートパッチ本体であって、熱特性が比熱容量および熱伝動率のうちの少なくとも１つを含むサロゲートパッチ本体と、
サロゲートパッチ本体に装着されて、サロゲートパッチ本体の温度を感知する少なくとも一つの熱センサと、
再加工領域に装着されて、再加工領域の温度を感知する少なくとも一つの熱センサと
を含むシステム。
（態様８）
サロゲートパッチ本体が再加工領域から水分を吸い取る材料でできている、態様７に記載のサロゲートパッチシステム。
（態様９）
サロゲートパッチ本体が、本体に装着された複数の水分センサを含んでいる、態様７に記載のサロゲートパッチシステム。
（態様１０）
サロゲートパッチ本体が複数の層を含み、
熱センサおよび水分センサのうちの少なくとも１つが一対の層の間に挿入されている、
態様９に記載のサロゲートパッチシステム。
（態様１１）
構造体が、上面および下面を含み、かつ再加工領域に隣接する下面に装着された少なくとも一つのヒートシンクを有し、システムが、
底面上のヒートシンクの位置とは反対の上面に装着された少なくとも１つの熱センサ
をさらに含む、態様７に記載のサロゲートパッチシステム。
（態様１２）
上面および下面を有する複合構造体の修理方法であって、
複合構造体の再加工領域から湿気を吸い取る材料でサロゲートパッチ本体を形成するステップ、
少なくとも１つのセンサをサロゲートパッチ本体に装着するステップ、
再加工領域にサロゲートパッチ本体を取り付けるステップ、ならびに
下記：
再加工領域の熱的調査を実施すること
再加工領域から水分を除去すること
のうちの少なくとも１つを行うステップ
を含む方法。
（態様１３）
少なくとも１つの熱センサを再加工領域に装着するステップ
をさらに含む、態様１２に記載の方法。
（態様１４）
少なくとも１つのセンサを再加工領域に装着するステップが、
サロゲートパッチ本体に、再加工領域とサロゲートパッチ本体のうちの少なくとも１つの温度を検出する少なくとも１つの熱センサを装着すること、および
サロゲートパッチ本体に、再加工領域から吸い取られた水分を感知する少なくとも１つの水分センサを装着すること
を含む、態様１２に記載の方法。
（態様１５）
バギングフィルムを用いてサロゲートパッチ本体を上面に真空バギング処理するステップ、および
バギングフィルムに真空を印加するステップ
をさらに含む、態様１２に記載の方法。

【図1】

【図2】

【図3】

【図4】

【図5】

【図6】

【図7】

【図8】

【図9】

【図10】

【図11】

【図12】