特許 6029599 複合材料の機体のひし形の窓

(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】6029599

(24)【登録日】2016年10月28日

(45)【発行日】2016年11月24日

(54)【発明の名称】複合材料の機体のひし形の窓

(51)【国際特許分類】

   B64C 1/14 20060101AFI20161114BHJP

   B64C 1/00 20060101ALI20161114BHJP

【ＦＩ】

   B64C1/14

   B64C1/00 B

【請求項の数】11

【全頁数】27

(21)【出願番号】特願2013-556636(P2013-556636)

(86)(22)【出願日】2012年2月3日

(65)【公表番号】特表2014-506854(P2014-506854A)

(43)【公表日】2014年3月20日

(86)【国際出願番号】US2012023819

(87)【国際公開番号】WO2012121825

(87)【国際公開日】20120913

【審査請求日】2015年2月2日

(31)【優先権主張番号】13/041,299

(32)【優先日】2011年3月4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】キスマートン， マックス ユー．

【審査官】 志水 裕司

(56)【参考文献】

【文献】 米国特許第０４２３０２９３（ＵＳ，Ａ）

【文献】 米国特許第０４４５０６６１（ＵＳ，Ａ）

【文献】 欧州特許出願公開第０１３７５３３９（ＥＰ，Ａ２）

(58)【調査した分野】（Int.Cl.，ＤＢ名）

Ｂ６４Ｃ １／００ − １／１４

(57)【特許請求の範囲】

【請求項1】

母材に埋め込まれた補強繊維（４４）を有する複合材料から形成された外被（４２）を有する、胴部セクション（３４）と、
前記胴部セクションにおいて互いに横並びの関係にて形成されている第１の切り欠き（５２ａ）および第２の切り欠き（５２ｂ）と、
前記第１の切り欠きの下方の前記胴部セクションの下方部分（７６）から前記第２の切り欠きの上方の前記胴部セクションの上方部分（７４）まで連続的に延びている、直接的な荷重経路とを有する、航空機の胴体であって、
前記第１及び第２の切り欠きがそれぞれ、前記直接的な荷重経路にほぼ平行に向けられた辺セグメントを含むほぼ菱形の形状を有し、
前記繊維の少なくとも一部が前記辺セグメントにほぼ平行に向けられ、前記第１の切り欠きの下端（６０ｂ）の下の位置から前記第２の切り欠きの上端（６０ａ）の上の位置まで延びていることを特徴とする、航空機の胴体。

【請求項2】

前記胴部セクションが側面領域を備えており、
前記外被（４２）は公称外被厚さを有しており、
前記側面領域が、少なくとも前記第１および第２の切り欠きの間の領域に当て物領域（８２）を備えており、
前記当て物領域における前記外被の厚さが、前記公称外被厚さよりも大きい請求項１に記載の航空機の胴体。

【請求項3】

前記第１（５２ａ）および第２（５２ｂ）の切り欠きが、両者の間の最短距離に狭隘部を定めており、
前記当て物領域（８２）における前記外被の厚さが、前記上方部分から前記狭隘部へと向かう方向および前記下方部分から前記狭隘部へと向かう方向の少なくとも一方に沿っておおむね増加している請求項２に記載の航空機の胴体。

【請求項4】

前記補強繊維（４４）の少なくとも一部分が、前記航空機の長手軸に対して約５０〜７５度の角度に向けられている請求項２に記載の航空機の胴体。

【請求項5】

前記菱形の形状が長軸および短軸を有し、前記長軸が、前記航空機の周方向の軸の±２０度の範囲内を向いている請求項１に記載の航空機の胴体。

【請求項6】

前記菱形の形状が、４つの辺セグメントを有する、請求項５に記載の航空機の胴体。

【請求項7】

前記胴部セクション（３４）が、少なくとも１つの側面パネル（４０）を有しており、
第１の切り欠き（５２ａ）および第２の切り欠き（５２ｂ）が、互いに横並びの関係で前記側面パネルに形成され、
直接的な荷重経路が、前記胴部セクション（３４）に沿って延びており、
前記荷重経路が、前記第１の切り欠き（５２ａ）の下方の前記側面パネルの下方部分から前記第２の切り欠き（５２ｂ）の上方の前記側面パネルの上方部分まで連続的に延びている請求項１に記載の航空機の胴体。

【請求項8】

航空機の胴体の側面領域に切り欠きを形成する方法であって、
母材に埋め込まれた補強繊維（４４）を有する複合材料にて形成された外被（４２）を有する胴部セクション（３４）を提供することと、
第１の切り欠き（５２ａ）および第２の切り欠き（５２ｂ）を互いに横並びの関係で前記側面領域に形成することと、
直接的な荷重経路が前記第１の切り欠きの下方の前記側面領域の下方部分から前記第２の切り欠きの上方の前記側面領域の上方部分まで連続的に前記側面領域に沿って延びるように、前記第１の切り欠きおよび前記第２の切り欠きを設定することと
を含み、
前記第１及び第２の切り欠きがそれぞれ、前記直接的な荷重経路にほぼ平行に向けられた辺セグメントを含むほぼ菱形の形状を有し、
前記補強繊維の少なくとも一部が前記辺セグメントにほぼ平行に向けられ、前記第１の切り欠きの下端（６０ｂ）の下の位置から前記第２の切り欠きの上端（６０ａ）の上の位置まで延びていることを特徴とする、方法。

【請求項9】

前記外皮（４２）は、公称外被厚さを有しており、
前記方法が、
当て物領域（８２）を前記側面領域の少なくとも前記第１および第２の切り欠きの間の領域に含めることと、
前記当て物領域における前記外被の厚さを前記公称外被厚さよりも大きくすることと
をさらに含む請求項８に記載の方法。

【請求項10】

菱形の形状をした前記第１（５２ａ）および第２（５２ｂ）の切り欠きが長軸および短軸を有する、請求項８に記載の方法。

【請求項11】

前記菱形の形状が、４つの辺セグメントを有している請求項８に記載の方法。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

本開示は、広くには、航空機の窓に関し、より詳しくは、航空機の胴体の最適化された切り欠き形状に関する。

【背景技術】

【0002】

商業航空に使用される従来からの旅客機は、典型的には、航空機の胴体の側面に沿って取り付けられた客席窓を備えている。これらの横向きの窓は、典型的には、胴体の各側面の前端と後端との間を延びる窓の帯にて一列に配置されている。各々の窓は、典型的には、側面に形成された窓切り欠きに取り付けられている。

【0003】

稼働時に、航空機には、さまざまな大きさおよび向きの種々さまざまな荷重が加わる。例えば、飛行中には、航空機および積載物（例えば、乗客、手荷物、貨物）の重量が、航空機の翼によって支持される。通常の巡航の際には、航空機および積載物の重量が、胴体に曲げモーメントを生じさせる。曲げモーメントは、胴体の各側面に面内のせん断荷重を生じさせる。せん断荷重は、側面の領域において航空機の長手軸に対して約４５度の方向を向いたせん断荷重の引張成分および圧縮成分をもたらす。せん断荷重は、胴体のクラウン領域を胴体のキール領域へと接続している窓の帯を通過する。

【0004】

従来からの航空機の窓は、典型的には、長円形を有しており、比較的短いピッチ間隔で航空機の胴体に沿って間隔を開けて位置している。窓間のピッチ間隔は、典型的には、胴体の外被の内側に沿って典型的には約２２〜２４インチの間隔で位置している外周フレーム間の距離に相当する。従来からの航空機の窓の比較的短いピッチ間隔と長円形との組み合わせが、せん断荷重について不連続または曲がった荷重の経路をもたらしている。この点に関し、長円形の窓およびピッチ間隔が、せん断荷重が窓間を直線にて通過することを妨げ、むしろせん断荷重の経路に、せん断荷重が各々の長円形の窓の周囲を進むことを強いる不連続を生じさせている。

【0005】

不連続な荷重の経路は、窓切り欠きの縁に沿った応力の集中につながり、応力を外被の材料の許容限界未満に保つために、切り欠きの周囲の外被の厚さを増やす必要が生じる。外被の厚さの増加は、航空機のコストおよび複雑さを高め、製造時間を長くする。さらに、外被の厚さの増加に起因する重量の増加が、航空機の積載能力を低くし、燃料の消費を増加させる。

【発明の概要】

【発明が解決しようとする課題】

【0006】

理解できるとおり、当技術分野において、胴体の側面の領域における窓切り欠き間の荷重の経路を改善する最適化された形状を有する窓切り欠きが必要とされている。さらに、当技術分野において、窓切り欠きに隣接する領域の外被の厚さを最適化する構成が必要とされている。

【課題を解決するための手段】

【0007】

切り欠きに関する上述のニーズは、一実施形態において少なくとも１つの側面領域を備える胴部セクションを有している航空機の胴体を提供する本開示によって、具体的に対処される。胴部セクションは、互いに横並びの関係で側面領域に形成された第１の切り欠きおよび第２の切り欠きを備えることができる。胴部セクションは、胴部セクションに沿って延びる直接的な荷重経路をもたらすことができる。荷重経路を、第１の切り欠きのおおむね下方の胴部セクションの下方部分から第２の切り欠きのおおむね上方の胴部セクションの上方部分まで実質的に連続的に延ばすことができる。

【0008】

さらに、互いに横並びの関係にて形成された第１の切り欠きおよび第２の切り欠きを備える側面領域を有する航空機の胴体も開示される。第１および第２の切り欠きの少なくとも一方は、辺セグメントを有することができる。胴体に、側面領域にせん断荷重を生じさせる曲げモーメント、および側面領域にフープ引張荷重を生じさせる客室の与圧の荷重が加わる可能性がある。辺セグメントを、せん断荷重とフープ引張荷重との合力の経路に実質的に平行に向けることができる。

【0009】

さらなる実施形態においては、胴部セクションを有する航空機の胴体が開示される。胴部セクションは、少なくとも１つの側面パネルを備えることができる。胴部セクションは、互いに横並びの関係で側面領域に形成された第１の切り欠きおよび第２の切り欠きを備えることができる。胴部セクションは、胴部セクションに沿って延びる直接的な荷重経路をもたらすことができる。荷重経路を、第１の切り欠きのおおむね下方の側面パネルの下方部分から第２の切り欠きのおおむね上方の側面パネルの上方部分まで実質的に連続的に延ばすことができる。

【0010】

本開示は、胴部セクションの側面領域などの航空機の胴体の側面に切り欠きを形成する方法をさらに含む。この方法は、第１の切り欠きおよび第２の切り欠きを胴部セクションにおいて互いに横並びの関係で形成するステップと、第１の切り欠きを第２の切り欠きから或るピッチ間隔に離すステップとを含むことができる。この方法は、直接的な荷重経路が第１の切り欠きのおおむね下方の胴部セクションの下方部分から第２の切り欠きのおおむね上方の胴部セクションの上方部分まで実質的に連続的に胴部セクションに沿って延びるように、第１の切り欠きおよび第２の切り欠きを設定するステップをさらに含むことができる。この方法は、胴体への曲げモーメントを割り出すステップと、曲げモーメントに応答して側面領域に生じるせん断荷重を割り出すステップと、せん断荷重の経路が側面領域に沿って第１の切り欠きの下方の下方部分から第２の切り欠きの上方の上方部分へと実質的に連続的に延びるように第１の切り欠きおよび第２の切り欠きを設定するステップとをさらに含むことができる。この方法は、胴体への客室の与圧の荷重を割り出すステップと、客室の与圧の荷重によって側面領域に生じるフープ引張荷重を割り出すステップと、せん断荷重とフープ引張荷重との合力の経路を割り出すステップと、合成荷重経路が側面領域に沿って第１の切り欠きの下方の下方部分から第２の切り欠きの上方の上方部分へと実質的に連続的に延びるように第１の切り欠きおよび第２の切り欠きを設定するステップとをさらに含むことができる。

【0011】

さらなる実施形態においては、航空機の胴体であって、少なくとも１つの側面パネルを有している胴部セクションと、互いに横並びの関係で側面パネルに形成された第１の切り欠きおよび第２の切り欠きと、胴部セクションに沿って延びる直接的な荷重経路とを有しており、荷重経路は、第１の切り欠きのおおむね下方の側面パネルの下方部分から第２の切り欠きのおおむね上方の側面パネルの上方部分まで実質的に連続的に延びている航空機の胴体が開示される。航空機は、側面パネルにせん断荷重を生じさせる曲げモーメントを被る胴体と、せん断荷重の経路を含む荷重経路とをさらに備えることができる。航空機の胴体は、胴体に側面パネルにフープ引張荷重を生じさせる客室の与圧の荷重が加わること、および荷重経路がせん断荷重とフープ引張荷重との合力の経路を含むことをさらに含むことができる。航空機の胴体は、側面パネルが、母材に埋め込まれた複数の補強繊維を有する複合材料で形成された外被を備えること、および繊維の少なくとも一部分が、荷重経路に対して実質的に平行に向けられることをさらに含むことができる。航空機の胴体は、第１および第２の切り欠きの少なくとも一方が長軸および短軸を有するひし形の形状を有することをさらに含むことができる。航空機の胴体は、ひし形の形状が４つの辺セグメントを有し、辺セグメントのうちの少なくとも１つが荷重経路に実質的に平行に向けられていることをさらに含むことができる。航空機の胴体は、ひし形の形状が、長軸に沿って測定される高さＡと短軸に沿って測定される幅Ｂとを有し、高さＡが約１．３Ｂ〜約５Ｂの範囲にあることを含むことができる。航空機の胴体は、ひし形の形状が長軸に沿って測定される高さＡを有し、ひし形の形状が半径ｒ_ａの丸みを帯びた端部角および半径ｒ_ｂの丸みを帯びた側部角を有し、端部半径ｒ_ａの大きさが約０．０５Ａ〜約０．５０Ａの範囲であり、側部半径ｒ_ｂの大きさが約０．０５Ａ〜約３．０Ａの範囲であることをさらに含むことができる。

【0012】

航空機の胴体であって、第１の切り欠きおよび第２の切り欠きが互いに横並びの関係にて形成されている胴部セクションと、胴部セクションに沿って延びる直接的な荷重経路とを備えており、荷重経路が、第１の切り欠きのおおむね下方の胴部セクションの下方部分から第２の切り欠きのおおむね上方の胴部セクションの上方部分まで実質的に連続的に延びている航空機の胴体の実施形態。

【0013】

胴体に、胴部セクションの側面領域にせん断荷重を生じさせる曲げモーメントが加わり、荷重経路が、せん断荷重の経路を含んでいる航空機の胴体。

【0014】

胴体に、側面領域にフープ引張荷重を生じさせる客室の与圧の荷重が加わり、荷重経路が、せん断荷重とフープ引張荷重との合力の経路を含んでいる航空機の胴体。

【0015】

側面領域が、公称外被厚さを有する外被を備えており、側面領域が、少なくとも第１および第２の切り欠きの間の領域に当て物領域を備えており、当て物領域における外被の厚さが、公称外被厚さよりも大きい航空機の胴体。

【0016】

第１および第２の切り欠きが、両者の間の最短距離に狭隘部を画定しており、当て物領域における外被の厚さが、上方部分から狭隘部へと向かう方向および下方部分から狭隘部へと向かう方向の少なくとも一方に沿っておおむね増加している航空機の胴体。

【0017】

外被が、母材に埋め込まれた複数の補強繊維を有する複合材料で形成され、繊維の少なくとも一部分が、荷重経路に対して実質的に平行に向けられている航空機の胴体。

【0018】

繊維の少なくとも一部分が、航空機の長手軸に対して約５０〜７５度の角度に向けられている航空機の胴体。

【0019】

第１および第２の切り欠きの少なくとも一方が、長軸および短軸を有するひし形の形状を有している航空機の胴体。

【0020】

長軸が、航空機の周方向の軸の±２０度の範囲内を向いている航空機の胴体。

【0021】

ひし形の形状が、４つの辺セグメントを有しており、
辺セグメントのうちの少なくとも１つが、荷重経路に実質的に平行に向けられている航空機の胴体。

【0022】

ひし形の形状が、長軸に沿って測定される高さＡおよび短軸に沿って測定される幅Ｂを有しており、高さＡが約１．３Ｂ〜約５Ｂの範囲にある航空機の胴体。

【0023】

ひし形の形状が長軸に沿って測定される高さＡを有し、ひし形の形状が半径ｒ_ａの丸みを帯びた端部角および半径ｒ_ｂの丸みを帯びた側部角を有し、端部半径ｒ_ａの大きさが約０．０５Ａ〜約０．５０Ａの範囲であり、側部半径ｒ_ｂの大きさが約０．０５Ａ〜約３．０Ａの範囲である航空機の胴体。

【0024】

航空機の胴体であって、側面領域と、互いに横並びの関係で側面領域に形成された第１の切り欠きおよび第２の切り欠きとを含み、第１の切り欠きおよび第２の切り欠きの少なくとも一方が辺セグメントを有し、胴体には、側面領域にせん断荷重を生じさせる曲げモーメントおよび側面領域にフープ引張荷重を生じさせる客室の与圧の荷重が加わり、辺セグメントが、せん断荷重とフープ引張荷重との合力の経路に実質的に平行に向けられている航空機の胴体の別の実施形態。

【0025】

航空機の胴体であって、少なくとも１つの側面パネルを有している胴部セクションと、互いに横並びの関係で側面パネルに形成された第１の切り欠きおよび第２の切り欠きと、胴部セクションに沿って延びる直接的な荷重経路とを備えており、荷重経路は、第１の切り欠きのおおむね下方の側面パネルの下方部分から第２の切り欠きのおおむね上方の側面パネルの上方部分まで実質的に連続的に延びている航空機の胴体のさらに別の実施形態。

【0026】

胴体に、側面パネルにせん断荷重を生じさせる曲げモーメントが加わり、荷重経路が、せん断荷重の経路を含んでいる航空機の胴体。

【0027】

胴体に、側面パネルにフープ引張荷重を生じさせる客室の与圧の荷重が加わり、荷重経路が、せん断荷重とフープ引張荷重との合力の経路を含んでいる航空機の胴体。

【0028】

側面パネルが、母材に埋め込まれた複数の補強繊維を有する複合材料で形成された外被を備えており、繊維の少なくとも一部分が、荷重経路に対して実質的に平行に向けられている航空機の胴体。

【0029】

第１および第２の切り欠きの少なくとも一方が、長軸および短軸を有するひし形の形状を有している航空機の胴体。

【0030】

ひし形の形状が、４つの辺セグメントを有しており、辺セグメントのうちの少なくとも１つが荷重経路に実質的に平行に向けられている航空機の胴体。

【0031】

航空機の胴体の側面領域に切り欠きを形成する方法であって、第１の切り欠きおよび第２の切り欠きを互いに横並びの関係で側面領域に形成するステップと、直接的な荷重経路が第１の切り欠きのおおむね下方の側面領域の下方部分から第２の切り欠きのおおむね上方の側面領域の上方部分まで実質的に連続的に側面領域に沿って延びるように、第１の切り欠きおよび第２の切り欠きを設定するステップとを含む方法。

【0032】

胴体への曲げモーメントを割り出すステップと、曲げモーメントに応答して側面領域に生じるせん断荷重を割り出すステップと、せん断荷重の経路が側面領域に沿って第１の切り欠きの下方の下方部分から第２の切り欠きの上方の上方部分へと実質的に連続的に延びるように第１の切り欠きおよび第２の切り欠きを設定するステップとをさらに含む方法。

【0033】

胴体への客室の与圧の荷重を割り出すステップと、客室の与圧の荷重によって側面領域に生じるフープ引張荷重を割り出すステップと、せん断荷重とフープ引張荷重との合力の経路を割り出すステップと、合成荷重経路が側面領域に沿って第１の切り欠きの下方の下方部分から第２の切り欠きの上方の上方部分へと実質的に連続的に延びるように第１の切り欠きおよび第２の切り欠きを設定するステップとをさらに含む方法。

【0034】

側面領域が、公称外被厚さを有する外被を備えており、少なくとも第１および第２の切り欠きの間の領域において側面領域に当て物領域を備えるステップと、当て物領域において外被の厚さを公称外被厚さよりも大きくするステップとをさらに含む方法。

【0035】

母材に埋め込まれた複数の補強繊維を有する複合材料で形成された外被を有する側面領域をもたらすステップと、繊維の少なくとも一部分を荷重経路に実質的に平行に向けるステップとをさらに含む方法。

【0036】

第１および第２の切り欠きを長軸および短軸を有するひし形の形状に形成するステップをさらに含む方法。

【0037】

ひし形の形状が、４つの辺セグメントを有しており、辺セグメントのうちの少なくとも１つを荷重経路に実質的に平行に向けるステップをさらに含む方法。

【0038】

すでに述べた特徴、機能、および利点を、本開示の種々の実施形態において別個独立に実現することができ、またはさらに別の実施形態において組み合わせることが可能であり、さらなる詳細を以下の説明および下記の図面を参照して理解することができる。

【0039】

本開示のこれらの特徴および他の特徴が、図面を参照することによってさらに明らかになるであろう。図面の全体を通して、類似の番号は類似の部分を指している。

【図面の簡単な説明】

【0040】

【図1A】複数の一体物の胴部セクションで構成された胴体を有する航空機の斜視図である。

【図1B】少なくとも１つの胴部セクションを形成すべく組み立てることができる複数のパネルで構成された胴体を有する航空機の斜視図である。

【図2】胴体に加わる曲げモーメントを示す航空機の側面図である。

【図3】図２の線３に沿って得た断面図であり、胴体の胴部セクションに加わる客室の与圧の荷重を示している。

【図4】クラウン領域と、キール領域と、１対の側面領域とを含む４つの周方向の四分円を有する胴部セクションの斜視図であり、図２に示した曲げモーメントの結果としてのクラウン領域の引張荷重およびキール領域の圧縮荷重を示している。

【図4A】図４の線４Ａに沿って得た側面領域の一部分の側面図であり、側面領域に形成された１対のひし形の窓切り欠きを示している。

【図5】図４Ａの線５に沿って得た側面領域の代表要素の図であり、図２の胴体に加わる曲げモーメントの結果として側面領域に生じるせん断応力の引張成分を示すとともに、図３に示した客室の与圧の荷重の結果として側面領域に生じるフープ引張応力をさらに示している。

【図6】図５のせん断応力およびフープ引張応力に対応するせん断荷重経路およびフープ引張荷重経路の図である。

【図7】図６のせん断荷重とフープ引張荷重との合力の荷重経路の図である。

【図8】図２に示した曲げモーメントとは反対の方向に胴体へと加わる曲げモーメントを示す航空機の側面図である。

【図9】図８の曲げモーメントの結果としての側面領域のせん断応力の向きを示すとともに、図３の客室の与圧の荷重の結果としての側面領域のフープ引張応力を示している側面領域の代表要素の図である。

【図10】図９のせん断応力およびフープ引張応力に対応するせん断荷重経路およびフープ引張荷重経路の図である。

【図11】図１０のせん断荷重とフープ引張荷重との合力の荷重経路の図である。

【図12】図４Ａの線１２に沿って得た側面領域の一部分の側面図であり、側面領域の外被に形成された１対のひし形の窓切り欠きを示し、１つ以上の荷重経路に実質的に平行に向けられた補強繊維をさらに示している。

【図13】せん断荷重およびフープ引張荷重に対する側面領域の構造的応答を模擬および予測するための側面領域の有限要素モード（ＦＥＭ）（図１４）に適用される荷重および境界条件の線図を示している。

【図14】せん断力およびフープ引張力に応答した応力分布を示し、応力集中におおむね整列するように向けられた切り欠きの辺セグメントをさらに示している側面領域のＦＥＭの図である。

【図15】図１４の側面領域のＦＥＭの図であり、切り欠き間の積層経路を示している。

【図16】側面領域へと組み込まれ、図示の荷重経路におおむね整列したＸ字の形状に形成されたパッド層からなる当て物領域の実施形態の図である。

【図17】当て物領域が互い違いのパッド層を備えている一実施形態における側面領域の図である。

【図18】図１７の線１８に沿って得た側面領域の断面図であり、パッド層の配置による側面領域の外被の厚さの次第の増加を示している。

【図19】側面領域および側面領域のフープ引張荷重に対処するための追加のパッド層を有している当て物領域の実施形態の図である。

【図20】丸みを帯びた矩形の切り欠きの形状最適化モデルの変位の線図であり、ひし形の切り欠きへと発展しようとする切り欠き形状の傾向を示す変位ベクトルを示している。

【図21】真っ直ぐな辺セグメントを有するひし形の切り欠きの図である。

【図22】半径ｒ_ａの丸みを帯びた端部角および半径ｒ_ｂの丸みを帯びた側部角を有するひし形の切り欠きの図である。

【図23】湾曲した辺セグメントを有するひし形の切り欠きの実施形態の図である。

【図24】丸みを帯びた辺を有するひし形の切り欠きの実施形態の図である。

【図25】丸みを帯びた辺を有し、図２４の切り欠きのアスペクト比よりも大きいアスペクト比を有しているひし形の切り欠きの実施形態の図である。

【図26】航空機の周方向の軸に対して傾けられた切り欠きの実施形態の図である。

【図27】胴体に切り欠きを形成する方法に含まれてもよい１つ以上の作業を表わすフロー図を示している。

【発明を実施するための形態】

【0041】

ここで、本開示の好ましい種々の実施形態を説明する目的で示されている図面を参照すると、図１Ａに、胴体１６と、胴体１６から外へと延びる１対の翼３２とを有する旅客機１０の斜視図が示されている。胴体１６は、航空機１０の機首２０から胴体１６の後端に位置する尾部２２まで延びている。尾部２２は、水平尾翼２８と、昇降舵３０と、垂直尾翼２４と、方向舵２６とを備えることができる。胴体１６は、胴体１６の各側面に沿って延びる窓５０の列を備えることができる。

【0042】

本開示は、最適化されたひし形の窓５０の切り欠き５２を備える１つ以上の一体物の胴部セクション３４を有している図１Ａに示したとおりの航空機１０の胴体１６の実施形態を含む。各々の胴部セクション３４は、胴部セクション３４の外周を巡って実質的に連続的に延びている外被４２を備えることができる。胴体１６は、胴部セクション３４の各側面に側面領域４０を備えることができる。側面領域４０に、窓５０の切り欠き５２のうちの１つ以上を形成することができる。窓５０の切り欠き５２は、切り欠き５２間の直接的な荷重の経路を促進するためのサイズおよび構成を有することができる。

【0043】

図１Ｂを参照すると、１つ以上の胴部セクション３４を形成するように組み立てることができる複数のパネル３６’、３８’、４０’からなる一実施形態における航空機１０の胴体１６が示されている。例えば、胴体１６は、胴体１６の上部に沿って延びている１つ以上のクラウンパネル３６’と、胴体１６の下部に沿って延びている１つ以上のキールパネル３８’と、胴体１６の側面に沿って延びている側面パネル４０’とを備えることができる。パネル３６’、３８’、４０’を、胴体１６の少なくとも１つの胴部セクション３４を形成するように組み立てることができる。図１Ｂに示した実施形態においては、各々の側面パネル４０’は、最適化されたひし形の窓５０の切り欠き５２のうちの１つ以上を備えることができ、切り欠き５２は、切り欠き５２間の直接的な荷重の経路を促進するようなサイズおよび構成を有することができる。

【0044】

本開示はまた、胴体１６にひし形の切り欠き５２を形成する方法（図２７）も含む。さらに、本開示は、切り欠き５２に隣接する領域において胴体１６の外被の厚さ（図１８）を最適化するための実施形態を含む。本開示が、図１Ａおよび図１Ｂに示される固定翼の旅客機１０の文脈において説明されるが、開示される実施形態は、制限なく任意の構成の航空機に適用できると考えられる。例えば、開示される実施形態は、任意の民間、商用、または軍用の航空機へと適用可能であり、固定翼および回転翼の航空機を含むことができる。さらに、実施形態は、他の航空機の構成にも適用可能であり、図１Ａおよび図１Ｂに示した筒−翼の航空機１０の構成に限られない。例えば、開示される実施形態は、ハイブリッド翼−胴体の航空機（図示せず）に適用可能である。

【0045】

さらに、開示される実施形態を、曲げ荷重を被り、側面には切り欠き５２が形成されている任意の乗り物または構造体へと適用することもできる。ひし形の切り欠き５２が、客席窓５０の文脈において説明されるが、開示される実施形態は、曲げ（図２）および客室の与圧（図３）の組み合わせの荷重を被る乗り物または構造体に形成されてもよい扉、ハッチ、および他の開口にも適用可能である。さらに、本明細書に開示の実施形態を、これらに限られるわけではないが金属材料、繊維補強ポリマー材料などの複合材料、および金属材料と複合材料との組み合わせで作られた乗り物および構造体など、任意の種類の材料で作られた構造体に適用することができる。

【0046】

図２が、胴体１６に沿って延びる複数のひし形の窓５０を有している航空機１０の側面図である。胴体１６に、図２に示されている方向を向いた曲げモーメントＭ_１が加わる可能性がある。曲げモーメントＭ_１は、飛行の荷重に起因して胴体１６に加わる可能性がある。例えば、正の加速度荷重のもとでは、翼３２によって支持された航空機１０の重量が、胴体１６に曲げモーメントＭ_１をもたらす。曲げモーメントＭ_１は、機動の荷重、上向きの突風、および着陸の荷重によっても生じうる。曲げモーメントＭ_１の大きさは、典型的には、翼の前桁（図示せず）の胴体１６との交点の付近および翼の後桁（図示せず）の胴体１６との交点の付近において最大であり、通常は機種２０および尾部２２へと向かうそれぞれの方向に沿って減少する。

【0047】

図３が、クラウン領域３６と、キール領域３８と、１対の側面領域４０とを含む４つの外周の四分円へと分割された胴体１６の断面図を示している。クラウン領域３６、キール領域３８、および側面領域４０は、図１Ａに示したとおりの一体物の胴部セクション３４の一部を形成することができる。あるいは、クラウン領域３６を、別個のクラウンパネル３６’（図１Ｂ）として構成でき、キール領域３８を、別個のキールパネル３８’（図１Ｂ）として構成でき、側面領域４０の各々を、別個の側面パネル４０’（図１Ｂ）として構成することができ、これらを接合して、図１Ｂに示したとおりの組み立て式の胴部セクション３４’を形成することができる。本明細書の開示において、側面領域４０に関する言及は、側面パネル４０’（図１Ｂ）も包含し、側面パネル４０’にも同様に当てはまる。同様に、本明細書の開示におけるクラウン領域３６およびキール領域３８への言及は、クラウンパネル３６’（図１Ｂ）およびキールパネル３８’（図１Ｂ）のうちの該当するパネルも包含し、そのようなパネルにも同様に当てはまる。

【0048】

やはり図３を参照すると、側面領域４０は、客席窓５０のための切り欠き５２のうちの１つ以上を備えることができる。客室の与圧の荷重Ｐが、胴体１６の内側に加えられる可能性がある。客室の与圧の荷重Ｐは、高所における客室の内部の加圧を表わす。連邦航空局（ＦＡＡ）は、客室の圧力を、航空機の通常の巡航高度において、８，０００フィート以下の気圧高度に保つことを求めている。安全率により、胴体１６が耐えることができなくてはならない客室の与圧の荷重Ｐは最大１８．２ｐｓｉであるが、胴体１６を、より大きい与圧の荷重に耐えるように構成することができる。図３の航空機１０に加わる客室の与圧の荷重Ｐは、さらに詳しく後述されるように、胴体１６の外被４２の周方向を向いており、図５においてσ_ｈｏｏｐによって示されているフープ引張荷重（図示されていない）をもたらす。

【0049】

図４が、クラウン領域３６と、キール領域３８と、１対の側面領域４０とを示す胴体１６の胴部セクション３４を示している。胴部セクション３４は、周方向に間隔を空けつつ位置する複数のストリンガ４６と、軸方向に間隔を空けつつ位置する複数のフレーム４８とによって支持された外被４２を備えることができる。ストリンガ４６は、客室の与圧Ｐ（図３）に起因する軸方向の引張荷重など、軸方向の力を保持することができる。フレーム４８は、胴体１６の形状を維持することができる。フレーム４８は、曲げ下での胴体１６の座屈強度も向上させることができる。ストリンガ４６およびフレーム４８が協働して、外被４２の曲げ剛性を高めることができる。外被４２は、窓の帯４９に沿って横並びの配置にて配置された複数の切り欠き５２を備えることができる。図４は、胴体１６への曲げモーメントＭ_１（図２）に起因して領域３６、３８に生じるいくつかの主荷重を示している。例えば、クラウン領域３６には、主として引張の荷重Ｔが加わる可能性があり、キール領域３８には、主として圧縮の荷重Ｃが加わる可能性があり、各々の側面領域４０には、図５に示されるように主としてせん断の荷重が加わる可能性がある。クラウン領域３６の引張荷重Ｔおよびキール領域３８の圧縮荷重Ｃは、航空機１０の長手軸１２に平行に向いている。

【0050】

図４Ａが、図４の胴部セクションから取り出された側面領域の一部分を示している。図４Ａに示されている部分は、翼３２−胴体１６（図１Ａ）の交点の前方の胴体１６（図４）の位置にある側面領域４０を代表することができる。側面領域４０の図４Ａの部分は、互いに横並びの関係で外被４２に形成された１対のひし形の切り欠き５２を含んでいる。

【0051】

図５が、切り欠き５２（図４Ａ）間の位置から得た側面領域４０の代表要素４１を示している。代表要素４１は、側面領域４０における応力の向きを説明するために用意されている。例えば、せん断応力τ_{ｓｈｅａｒ−１}成分が、下向きの曲げモーメントＭ_１（図２）の結果として側面領域４０に生じる。このせん断応力τ_{ｓｈｅａｒ−１}の大きさは、典型的には翼桁（図示せず）と胴体１６との交点（図２）の付近において最も大きく、通常は翼３２から遠ざかる方向に沿って小さくなる曲げモーメントＭ_１（図２）の大きさに対応する。客室の与圧の荷重Ｐ（図３）が、側面領域４０の代表要素４１に生じるフープ引張応力σ_ｈｏｏｐをもたらす。フープ引張応力σ_ｈｏｏｐは、周方向の軸１４に平行な向きに示されている。フープ引張応力σ_ｈｏｏｐの大きさは、通常は、胴体１６（図２）の全長にわたっておおむね一定である。

【0052】

図６が、曲げモーメントＭ_１（図２）の結果としてのせん断荷重経路Ｎ_{ｓｈｅａｒ−１}の引張成分を示している側面領域４０の代表要素４１のさらなる図である。この点に関し、曲げモーメントＭ_１に起因する側面領域４０のせん断荷重は、せん断荷重の引張成分の向きに対しておおむね垂直な向きであってもよい圧縮成分（図示されていない）も有する。本明細書の開示において、せん断荷重経路Ｎ_{ｓｈｅａｒ−１}への言及は、側面領域４０におけるせん断荷重の引張成分に関する。図６において、せん断荷重経路Ｎ_{ｓｈｅａｒ−１}が、長手軸１２に対して約＋４５度のせん断荷重角度α_{ｓｈｅａｒ−１}を向いて示されている。すでに示したように、せん断荷重経路Ｎ_{ｓｈｅａｒ−１}の向きは、胴体１６（図４）に沿った位置および曲げモーメントの方向に依存する。図２の曲げモーメントＭ_１を、通常の約束のもとで「負」と表現することができる。さらに図６は、周方向の軸１４に平行に向いたフープ引張荷重経路Ｎ_ｈｏｏｐを示している。

【0053】

図７が、せん断荷重経路Ｎ_{ｓｈｅａｒ−１}（図６）とフープ引張荷重経路Ｎ_ｈｏｏｐ（図６）との組み合わせの結果である合成荷重経路Ｎ_{ｒｅｓｕｌｔ−１}の向きを示している側面領域４０の代表要素４１の図である。せん断荷重経路Ｎ_{ｓｈｅａｒ−１}（図６）とフープ引張荷重経路Ｎ_ｈｏｏｐ（図６）とは、せん断荷重とフープ引張荷重との合力（すなわち、組み合わせ）が、通常はせん断荷重またはフープ引張荷重のいずれかの単独の作用の場合よりも大きいという意味で、加法的である。せん断荷重とフープ引張荷重との合力は、側面領域４０に作用する主応力（図示されていない）を含む。合成荷重経路Ｎ_{ｒｅｓｕｌｔ−１}は、合成荷重角度α_{ｒｅｓｕｌｔ−１}を向いている。合成荷重角度α_{ｒｅｓｕｌｔ−１}は、側面領域４０における主応力（図示されていない）の向きを表わす。

【0054】

合成荷重角度α_{ｒｅｓｕｌｔ−１}は、＋４５度のせん断荷重角度α_{ｓｈｅａｒ−１}（図６）と周方向の軸１４との間で変化する可能性がある。一実施形態においては、合成荷重経路Ｎ_{ｒｅｓｕｌｔ−１}が、長手軸１２に対して約＋６０度の合成荷重角度α_{ｒｅｓｕｌｔ−１}を向くことができる。合成荷重経路Ｎ_{ｒｅｓｕｌｔ−１}の向きは、せん断荷重、フープ引張荷重、ならびに胴体１６（図４）に作用しうる追加または他の荷重の大きさおよび方向に依存する可能性がある。そのような追加の荷重として、これに限られるわけではないが、航空機１０（図１Ａおよび１Ｂ）の機動の際に方向舵２６（図１Ａおよび図２Ｂ）および／または昇降舵３０（図１Ａおよび図１Ｂ）の動きによって引き起こされる胴体１６のねじり荷重を挙げることができる。

【0055】

図８が、胴体１６に作用する曲げモーメントＭ_２を示す航空機１０の側面図である。曲げモーメントＭ_２の方向は、図２の曲げモーメントＭ_１の方向と反対である。図８の曲げモーメントＭ_２を、通常の約束のもとで「正」と表現することができる。図８の曲げモーメントＭ_２は、航空機１０に負の加速度荷重が加わることによって生じる可能性がある。負の加速度荷重は、航空機１０の機動の際に加わる可能性があり、あるいは航空機１０への乱気流または下向きの突風の結果として加わる可能性がある。

【0056】

図９が、図８に示した１対の切り欠き５２の間の側面領域４０の位置から得た側面領域４０の代表要素４１の図である。曲げモーメントＭ_２（図８）の方向ゆえに、せん断応力τ_{ｓｈｅａｒ−２}成分は、図５のせん断応力τ_{ｓｈｅａｒ−１}成分の向きの鏡像の向きを有している。客室の与圧の荷重Ｐ（図３）は、フープ引張応力σ_ｈｏｏｐをもたらしている。フープ引張応力σ_ｈｏｏｐは、周方向の軸１４に平行な向きである。

【0057】

図１０が、胴体１６（図８）への曲げモーメントＭ_２（図８）に起因するせん断荷重経路Ｎ_{ｓｈｅａｒ−２}の向きを示している。せん断荷重経路Ｎ_{ｓｈｅａｒ−２}は、長手軸１２に対して約−４５度のせん断荷重角度α_{ｓｈｅａｒ−２}を向いている。せん断荷重経路Ｎ_{ｓｈｅａｒ−２}の向きは、図９に示したせん断応力τ_{ｓｈｅａｒ−２}の向きに対応している。図１０はまた、周方向の軸１４に平行なフープ引張荷重経路Ｎ_ｈｏｏｐの向きを示している。

【0058】

図１１が、せん断荷重経路Ｎ_{ｓｈｅａｒ−２}（図１０）とフープ引張荷重経路Ｎ_ｈｏｏｐ（図１０）との組み合わせの結果の荷重経路Ｎ_{ｒｅｓｕｌｔ−２}を示している側面領域４０の代表要素４１の図である。合成荷重経路Ｎ_{ｒｅｓｕｌｔ−２}は、周方向の軸１４とせん断荷重角度α_{ｓｈｅａｒ−２}（図１０）との間で変化しうる合成荷重角度α_{ｒｅｓｕｌｔ−２}を向いている。

【0059】

図１２が、側面領域４０の一部分の側面図である。図１２に示した側面領域４０は、窓の帯４９の一部分を表わしており、ひし形の形状を有する第１の切り欠き５２ａと、やはりひし形の形状を有する第２の切り欠き５２ｂとを含んでいる。第１および第２の切り欠き５２ａ、５２ｂは、互いに横並びの関係で外被４２に形成されている。第１および第２の切り欠き５２ａ、５２ｂのひし形の形状が、第１および第２の切り欠き５２ａ、５２ｂの間の直接的かつ連続的な荷重経路を可能にする。例えば、図１２は、おおむね第１の切り欠き５２ａの下方の側面領域４０の下部７６からおおむね第２の切り欠き５２ｂの上方の側面領域４０の上部７４まで実質的に連続的に延びている合成荷重経路Ｎ_{ｒｅｓｕｌｔ}を示している。側面領域４０の下部７６は、第１および第２の切り欠き５２ａ、５２ｂの最も下方の位置よりも下方の側面領域４０の部位を含んでいる。側面領域４０の上部７４は、第１および第２の切り欠き５２ａ、５２ｂの最も上方の位置よりも上方の側面領域４０の部位を含んでいる。

【0060】

図１２の側面領域４０の外被４２を、母材内に埋め込むことができる複数の補強繊維４４を有している複合材料で形成することができる。外被４２の繊維４４が、好ましくは繊維４４の少なくとも一部分が合成荷重経路Ｎ_{ｒｅｓｕｌｔ}に対して実質的に平行に向くように配置されている。繊維４４を、他の荷重経路に実質的に平行に向けることも可能である。例えば、繊維４４の一部分が、周方向の軸１４に整列したフープ引張荷重経路Ｎ_ｈｏｏｐに実質的に平行であってよい。外被４２の繊維４４を荷重経路に実質的に平行に向けることによって、繊維４４が、引張荷重を効率的に保持することができる。一実施形態においては、繊維４４を、長手軸１２に対して約＋５０度〜＋７５度の間の繊維角度α_{ｆｉｂｅｒ}、あるいは＋５０度よりも小さい角度または＋７５度よりも大きい角度に向けることができる。繊維４４を、長手軸１２に対して約−５０度〜−７５度の間の繊維角度α_{ｆｉｂｅｒ}、あるいは−５０度よりも小さい角度または−７５度よりも大きい角度に向けることができる。例えば、さらに繊維４４が、長手軸１２に対して±４５度を向くことができるせん断荷重経路（図示されていない）に実質的に平行であってよい。繊維４４の一部分が、周方向の軸１４におおむね平行に向けられてもよい。

【0061】

図１２の繊維４４は、少なくとも第１の切り欠き５２ａの下端６０ｂのおおむね下方の位置から第２の切り欠き５２ｂの上端６０ａのおおむね上方の位置へと延びることができる。同様に、繊維４４は、第２の切り欠き５２ｂの下端６０ｂのおおむね下方の位置から第１の切り欠き５２ａの上端６０ａのおおむね上方の位置へと延びることができる。外被４２は、図示されていない他の方向に沿った向きを有する繊維４４をさらに備えることができる。繊維４４を、胴部セクション３４（図４）の外周を巡って連続的に巻き付けることができ、または繊維４４が有限の長さを有し、窓の帯４９の範囲内の任意の位置を含む胴部セクション３４の任意の周上の位置を終端としてもよい。

【0062】

図１２に示した切り欠き５２のひし形は、短軸ｂに対して測定される辺セグメント角度θ_ｂに向けられた４つの辺セグメント５８を含むことができる。辺セグメント５８は、随意ではあるが好ましくは、１つ以上の荷重経路に実質的に平行に向けられる。例えば、辺セグメント５８を、合成荷重経路Ｎ_{ｒｅｓｕｌｔ}に実質的に平行に向けることができ、さらには／あるいはフープ引張荷重経路Ｎ_ｈｏｏｐに実質的に平行に向けることができる。しかしながら、辺セグメント５８を、せん断荷重経路Ｎ_{ｓｈｅａｒ−１}、Ｎ_{ｓｈｅａｒ−２}（図６、１０）におおむね平行な方向など、任意の方向に向けることが可能である。この点に関し、辺セグメント５８を、せん断荷重経路Ｎ_{ｓｈｅａｒ−１}、Ｎ_{ｓｈｅａｒ−２}（図６、１０）の方向の間の任意の角度に向けることができる。例えば、辺セグメント５８を、長手軸１２に対して約＋４５度〜長手軸１２に対して−４５度の間の任意の辺セグメント角度θ_ｂに向けることができるが、この±４５度の範囲の外側の角度も考えられる。

【0063】

やはり図１２を参照すると、側面領域４０における切り欠き５２の配置および向きを、各々の切り欠き５２の長軸ａおよび短軸ｂに関して定めることができる。一実施形態においては、各々の切り欠き５２を、切り欠き５２の長軸ａが航空機１０の周方向の軸１４に実質的に平行に向くように配置することができる。側面領域４０の切り欠き５２を、ピッチ間隔７２で互いに離すことができる。ピッチ間隔７２を、或る切り欠き５２の長軸ａと短軸ｂとの交点から隣の切り欠き５２の長軸ａと短軸ｂとの交点までの距離として定めることができる。一実施形態においては、切り欠き５２を、約１８〜２８インチのピッチ間隔７２にて離すことができ、より好ましくは約２２〜２４インチの間のピッチ間隔７２にて離すことができる。

【0064】

図１３が、胴体１６（図２）に作用するせん断荷重（図示されていない）およびフープ引張荷重（図示されていない）に対する側面領域４０の構造的応答を模擬および予測するために側面領域４０の一部分（図１２）の有限要素モデル１２０（図１４）に適用することができる荷重および境界条件の線図１００である。線図１００は、第１および第２の切り欠き５２ａ、５２ｂを含んでおり、上側境界１０２、下側境界１０４、前側境界１０６、および後ろ側境界１０８を有している。上側境界１０２は、上側境界１０２をｘ軸、ｙ軸、およびｚ軸に沿った平行移動ならびにｘ軸、ｙ軸、およびｚ軸を中心とする回転に関して拘束するための複数の制約１１０を含んでいる。基準座標系ＲＣＳが、図１３の線図１００の左下の角に示されている。下側境界１０４、前側境界１０６、および後ろ側境界１０８は、拘束されていない。

【0065】

線図１００において、８００ポンド／インチ（ｌｂ／ｉｎ）のせん断力Ｆ_{ｓｈｅａｒ}が、胴体１６（図１Ａおよび図１Ｂ）への曲げモーメント（図示されていない）に起因して側面領域４０（図１２）に生じるせん断応力（図示されていない）を模擬するために、前側境界１０６および後ろ側境界１０８へと加えられている。図１３におけるせん断力Ｆ_{ｓｈｅａｒ}の向きは、曲げモーメントＭ_１（図２）に起因する図５のせん断応力τ_{ｓｈｅａｒ−１}成分の向きと同様である。図１３において、１２００ｌｂ／ｉｎのフープ引張力Ｆ_ｈｏｏｐが、客室の与圧に起因する面内のフープ張力を模擬するために、下側境界１０４へと加えられている。図１３におけるフープ引張力Ｆ_ｈｏｏｐの向きは、図５におけるフープ引張応力σ_ｈｏｏｐの向きと同様である。

【0066】

図１４が、側面領域４０（図１２）の要素メッシュ１２２を含むＦＥＭ １２０の図である。要素メッシュ１２２は、ひし形の形状を有する第１および第２の切り欠き５２ａ、５２ｂを含んでいる。図１４は、せん断力Ｆ_{ｓｈｅａｒ}（図１３）およびフープ引張力Ｆ_ｈｏｏｐ（図１３）の印加に応答した側面領域４０におけるミーゼス応力１２６の分布の応力コンター１２８を示している。応力コンター１２８は、応力の水準を相対の応力の大きさ１２４によって分類している。図１４に示されるように、最大約４７ｋｓｉという比較的大きな大きさの応力集中１３０が、第１および第２の切り欠き５２ａ、５２ｂの各々の１つの辺セグメント５８に沿った比較的狭い帯に生じている。しかしながら、ひし形の切り欠き５２ａ、５２ｂに沿った４７ｋｓｉの応力集中は、同様の荷重および境界条件による同等のＦＥＭ（図示せず）において従来からの長円形の切り欠き（図示せず）に沿って生じる約７０ｋｓｉという応力集中と比べ、３５パーセント低いと判断された。

【0067】

さらに図１４は、第１の切り欠き５２ａの下部７６から第２の切り欠き５２ｂの上部７４に向かって延びている中間的な程度の応力集中１３２も示している。軽い応力集中１３４が、ＦＥＭ １２０の線図の残りの部分に示されている。中間的な程度の応力集中１３２は、各々のひし形の切り欠き５２ａ、５２ｂの少なくとも１つの辺セグメント５８と同じ方向に沿って延びている。中間的な程度の応力集中１３２の形状は、せん断力Ｆ_{ｓｈｅａｒ}（図１３）およびフープ引張力Ｆ_ｈｏｏｐ（図１３）の合成荷重経路Ｎ_Ｆの方向に一致している。

【0068】

図１５が、図１４のＦＥＭと同様のＦＥＭソリューションの図であり、一体物の複合材料製の胴部セクション３４（図１Ａ）の製造時に実装することができる積層経路９０をさらに示している。積層経路９０を、組み立て式の胴部セクション３４’（図１Ｂ）を形成すべくクラウンパネル３６’（図１Ｂ）およびキールパネル３８’（図１Ｂ）と組み合わせることができる側面パネル４０’（図１Ｂ）の製造時に実装することも可能である。積層経路９０は、テープ配置機（図示せず）などによって１回の通過で付着させることができる比較的広い幅の複合材料テープ（図示せず）を提供する。積層経路９０の比較的広い幅は、テープ積層機（図示せず）のテープ付着ヘッド（図示せず）によって必要とされる通過の総回数を減らすことにより、胴部セクション３４（図４）を作り上げるために必要な総時間を短縮することができる。さらに、積層経路９０の側縁が、ひし形の切り欠き５２ａ、５２ｂの真っ直ぐな辺セグメント５８に当接し、特別なテープ切除または切断作業を不要にする。

【0069】

図１６が、おおむね側面領域４０の切り欠き５２間の領域に位置する当て物領域８２を有している側面領域４０の実施形態を示している。当て物領域８２を、第１および第２の切り欠き５２ａ、５２ｂの下方および／または上方に延ばすことができる。当て物領域８２は、側面領域４０の公称外被厚さｔ_ｎｏｍ（図１８）からの側面領域４０の厚さの増加を呈している。側面領域４０の外被４２を、金属材料または複合材料で形成することができる。適切な金属材料として、アルミニウム、チタニウム、アルミニウム−リチウム、および他の適切な金属材料または材料の組み合わせを挙げることができる。金属製の外被４２における当て物領域８２は、金属製の外被の全体としての厚さの増加を含むことができる。

【0070】

複合材料製の外被４２については、当て物領域８２を、積層の仕組み８８において外被４２へと積層することができる複合材料の１つ以上のパッド層８４で構成することができる。図１６は、Ｘ字の形状に配置されたパッド層８４を示している。パッド層８４は、側面領域４０の１つ以上の荷重経路におおむね平行な方向に沿うように向けることができるパッド層繊維８６を含むことができる。パッド層８４を、荷重経路のうちの１つ以上の向きに一致してよい切り欠き５２の辺セグメント５８におおむね平行に向けることも可能である。

【0071】

図１７が、当て物領域８２にパッド層８４を重ねるための随意による積層の仕組み８８を示している。側面領域４０の狭隘部８０を通過する互い違いのＸ字の形状に配置されたパッド層８４が示されている。狭隘部８０を、おおむね隣り合う切り欠き５２のペアの間の最短距離の位置と定めることができる。各々のパッド層８４を、荷重経路に対して平行に向けることができる。積層の仕組み８８が、おおむね側面領域４０の上部７４から狭隘部８０へと向かう全体的な方向に沿った側面領域４０の外被４２の厚さの緩やかな増加または次第の増加をもたらしている。積層の仕組み８８は、おおむね側面領域４０の下部７６から狭隘部８０へと向かう全体的な方向に沿った外被４２の厚さの次第の増加ももたらしている。さらに、Ｘ字形の積層の仕組み８８は、最大応力の位置に好都合に一致してもよい狭隘部８０において最大となる外被４２の厚さももたらすことができる。

【0072】

図１８が、パッド層８４の配置に起因した側面領域４０の外被の厚さｔ_ｐａｄの次第の増加を示している側面領域４０の断面を示している。パッド層８４が、公称の外被厚さｔ_ｎｏｍから当て物領域８２の増やされた外被厚さｔ_ｐａｄへの側面領域４０の厚さの次第の増加をもたらしている。外被の厚さｔ_ｐａｄの次第の増加は、側面領域４０の切り欠き５２（図１７）間の領域を通過する荷重の効率的な伝達を可能にする。好都合には、図１８に示した外被の厚さｔ_ｐａｄの次第の増加が、層の剥離の可能性を減らすことができる外被４２内の層間の応力の軽減を可能にする。

【0073】

図１９が、当て物領域８２にパッド層８４を重ねるための積層の仕組み８８のさらなる実施形態を示している。積層の仕組み８８が、周方向の軸１４（図１２）に対して浅い角度に向けられたパッド層８４を備えている。追加のパッド層８４を、客室の与圧Ｐ（図３）によって引き起こされるフープ引張荷重（図示されていない）に対処すべく追加することができる。この点に関し、追加のパッド層８４を、フープ引張荷重経路Ｎ_ｈｏｏｐに近づく角度に向けることができる。追加のパッド層８４を、狭隘部８０へと向かう外被厚さｔ_ｐａｄ（図１８）の次第の増加を促進するために互い違いにすることができる。

【0074】

図２０が、破線にて示された丸みを帯びた矩形の切り欠き１６２の形状最適化モデルの変位の線図１６０を示している。形状最適化モデルの制約には、切り欠き１６２の面積を所定の値（例えば、１００平方インチ）に保つことが含まれていた。さらに、丸みを帯びた矩形の切り欠き１６２の形状は、所定の高さよりも小さくならず、かつ所定の幅よりも小さくならないように制約されていた。側面領域４０の各部における最大応力は、材料の許容応力１７０の所定の範囲内になるように制約されていた。変位の線図１６０は、切り欠き１６２の縁に沿った種々の位置における相対の応力の大きさ１６６の応力コンター１７４を示している。変位ベクトル１６４ａが、丸みを帯びた矩形の切り欠き１６２の角１６２ａについて、７１ｋｓｉという比較的高い応力の大きさ１６８（すなわち、参照番号１７０によって示されている材料の許容応力よりも高い大きさ）の領域から遠ざかるように内側へと移動する傾向を示している。変位ベクトル１６４ｂが、丸みを帯びた矩形の切り欠き１６２の側面１６２ｂおよび上下端１６２ｃについて、比較的低い応力の大きさ１７２（すなわち、材料の許容応力１７０よりも低い大きさ）の領域に向かって外側へと移動する傾向を示している。形状最適化モデルにおいて、変位ベクトル１６４ａ、１６４ｂに沿った移動の組み合わせが、丸みを帯びた矩形の切り欠き１６２のひし形の切り欠き（図２２）への発展をもたらしている。

【0075】

図２１が、側部５４および端部６０において交わる真っ直ぐな辺セグメント５８を有しているひし形の切り欠き５２の図である。切り欠き５２のサイズおよび形状を、長軸ａおよび短軸ｂに関して定義することができる。例えば、切り欠き５２の高さＡが、両端部６０に位置する辺セグメント５８の交点間で、長軸ａに沿って測定される。幅Ｂが、両側部５４に位置する辺セグメント５８の交点間で、短軸ｂに沿って測定される。切り欠き５２は、約１．３：１以上の高さＡ−幅Ｂのアスペクト比を有することができる。一実施形態においては、ひし形の切り欠き５２が、１．３Ｂ≦Ａ≦５Ｂという式によって定められる高さＡ−幅Ｂのアスペクト比を有することができる。この点に関し、高さＡは、約１．３Ｂ〜約５Ｂの範囲であってよい。好ましい実施形態においては、切り欠き５２のアスペクト比が約２：１〜５：１の間であるが、アスペクト比が５：１よりも大きくてもよい。さらなる実施形態においては、切り欠き５２が、約１．８：１〜２．２：１の高さＡ−幅Ｂのアスペクト比を有することができる。各々の切り欠き５２が、約１００〜３００平方インチの面積を有することができるが、切り欠き５２を、１００平方インチ未満または３００平方インチ超の面積にて設けてもよい。好ましい実施形態においては、切り欠き５２が、約１２０〜１４０平方インチの範囲の面積を有することができる。

【0076】

図２２が、半径ｒ_ａの丸みを帯びた端部角６２を有するひし形の切り欠き５２の端部６０と、半径ｒ_ｂの丸みを帯びた側部角５６を有する側部５４とを示している。側部角５６における側部半径ｒ_ｂは、側部５４における応力集中を最小限にするために、端部角６２における端部半径ｒ_ａよりも大きくてもよい。端部半径ｒ_ａおよび／または側部半径ｒ_ｂの大きさを、切り欠き５２の高さＡの関数として決定することができる。例えば、好ましい実施形態においては、端部半径ｒ_ａの大きさは、切り欠き５２の高さＡの約０．０５倍〜高さＡの約０．５０倍までの範囲であってよい。側部半径ｒ_ｂの大きさは、切り欠き５２の高さＡの約０．０５倍〜切り欠き５２の高さＡの約３．０倍までの範囲であってよい。しかしながら、端部半径ｒ_ａおよび／または側部半径ｒ_ｂを、上述のサイズよりも大きいサイズまたは小さいサイズにて設けることもできる。辺セグメント５８を、短軸ｂに対して測定される辺セグメント角度θ_ｂに向けることができる。辺セグメント角度θ_ｂは、約５０度〜８０度の範囲であってもよいが、５０〜８０度の範囲の外側の角度も考えられる。

【0077】

図２３が、湾曲した辺セグメント３１６を有する切り欠き５２（図１Ａおよび図１Ｂ）の湾曲辺ひし形の実施形態３００の図である。図示の実施形態３００は、長軸に沿って測定され、この実施形態３００の各々の端部角３１０に位置する端部半径ｒ_{ｅｎｄ−３００}および側部半径ｒ_{ｓｉｄｅ−３００}への接線３１４間の直線３２０の交点間を延びている高さ３０６を有することができる。幅３０８は、短軸３０４に沿って測定可能であり、各々の側部角３１２に位置する端部半径ｒ_{ｅｎｄ−３００}および側部半径ｒ_{ｓｉｄｅ−３００}への接線３１４間の直線３２０の交点間を延びている。実施形態３００は、約１．８：１〜２．２：１という高さ３０６−幅３０８のアスペクト比を有することができ、端部角３１０における端部半径ｒ_{ｅｎｄ−３００}よりも大きい側部角３１２における側部半径ｒ_{ｓｉｄｅ−３００}を有することができる。湾曲辺ひし形の実施形態３００は、約１２０〜１４０平方インチの面積を有することができる。湾曲辺セグメント３１６は、各々の湾曲辺セグメント３１６が対応する端部半径ｒ_{ｅｎｄ−３００}および側部半径ｒ_{ｓｉｄｅ−３００}への接線である凸状の曲率を有することができる。各々の辺セグメント３１６の湾曲の程度を、接線３１４間を延びる直線３２０に対して定めることができる。各々の辺セグメント３１６の曲率３１８は、湾曲辺セグメント３１６から直線３２０までの最大距離が、接線３１４間の直線３２０の距離の約２０％以下であるような曲率であってよい。好都合には、湾曲辺セグメント３１６の曲率が、異なる向きを有する複数の荷重経路（図示されていない）を受け入れることができる。

【0078】

図２４が、実質的に一定の曲率の丸みを帯びた辺４１２を有する切り欠き５２（図１Ａおよび図１Ｂ）の標準的な丸みを帯びたひし形の実施形態４００の図である。丸みを帯びた辺４１２が、上側および下側の端部角４１０の間を延びることができ、端部角４１０に接することができる。標準的な丸みを帯びたひし形の実施形態４００は、長軸４０２に沿って測定され、端部角４１０の各側において丸みを帯びた辺４１２および端部角４１０に位置する接線４１４から延びている延長線の交点間を延びている高さ４０６を有することができる。実施形態４００は、短軸４０４に沿って測定され、短軸４０４と実施形態４００の丸みを帯びた辺４１２との交点間を延びている幅４０８を有することができる。実施形態４００は、約１６〜１８インチの高さ４０６、約１．５：１〜１．９：１の高さ４０６−幅４０８のアスペクト比、および約１２５〜１３５平方インチの面積を有することができる。

【0079】

図２５が、実質的に一定の曲率の丸みを帯びた辺５１２を有する切り欠き５２（図１Ａおよび図１Ｂ）の改良型の丸みを帯びたひし形の実施形態５００の図である。丸みを帯びた辺５１２は、上側および下側の端部角５１０の間を延びることができ、端部角５１０に接することができる。実施形態５００は、長軸５０２に沿って測定され、端部角５１０の各側において丸みを帯びた辺５１２および端部角５１０に位置する接線５１４から延びている延長線の交点間を延びている高さ５０６を有することができる。実施形態５００は、短軸５０４に沿って測定され、短軸５０４と実施形態５００の丸みを帯びた辺５１２との交点間を延びている幅５０８を有することができる。改良型の丸みを帯びたひし形の実施形態５００は、約２２〜２６インチの高さ５０６、約２：１〜２．４：１のアスペクト比、および約１９０〜２１０平方インチの面積を有することができる。

【0080】

図２６が、航空機１０の周方向の軸１４に対して斜めにされた切り欠き５２の実施形態の図である。図示の実施形態においては、切り欠き５２が、各々の切り欠き５２の長軸ａが航空機１０の周方向の軸１４に対して角度θ_ｃａｎｔを向くように配置されている。切り欠き５２を、随意により、周方向の軸１４に対していずれかの方向へと角度θ_ｃａｎｔに傾ける（例えば、前方へと傾け、あるいは後方へと傾ける）ことができる。一実施形態においては、切り欠き５２を、長軸が航空機の周方向の軸１４の±２０度の範囲内を向くように向けることができるが、切り欠きを±２０度よりも大きい角度に向けることもできる。任意の所与の切り欠き５２の配向の角度θ_ｃａｎｔは、切り欠き５２の辺セグメント５８のうちの少なくとも１つが合成荷重経路Ｎ_{ｒｅｓｕｌｔ}に実質的に平行、フープ引張荷重経路Ｎ_ｈｏｏｐ（図６、図１０）に実質的に平行、あるいはせん断荷重経路Ｎ_{ｓｈｅａｒ−１}、Ｎ_{ｓｈｅａｒ−２}（図６、図１０）、または任意の他の荷重経路に実質的に平行な向きとなるような角度であってよい。

【0081】

さらに、配向の角度θ_ｃａｎｔを、所与の切り欠き５２の辺セグメント５８のうちの２つ以上が合成荷重経路Ｎ_{ｒｅｓｕｌｔ−１}、Ｎ_{ｒｅｓｕｌｔ−２}（図７、図１１）のうちの１つ、フープ引張荷重経路Ｎ_ｈｏｏｐ（図６、図１０）、せん断荷重経路Ｎ_{ｓｈｅａｒ−１}、Ｎ_{ｓｈｅａｒ−２}（図６、図１０）のうちの１つ、または任意の他の荷重経路の配向に実質的に平行な向きとなるように選択することができる。例えば、切り欠き５２を、切り欠き５２の辺セグメント５８のうちの１つが、フープ引張荷重経路Ｎ_ｈｏｏｐ（図６）およびせん断荷重経路Ｎ_{ｓｈｅａｒ−１}（図６）の引張成分の合成荷重経路Ｎ_{ｒｅｓｕｌｔ−１}（図７）に実質的に平行な向きとなるように向けることができる。同じ切り欠き５２の別の辺セグメント５８を、フープ引張荷重経路Ｎ_ｈｏｏｐ（図７）およびせん断荷重（図示せず）の圧縮成分（図示せず）の組み合わせの合成荷重経路（図示せず）に実質的に平行に向けることができる。

【0082】

さらにこの点に関し、外被４２が、フープ引張荷重経路Ｎ_ｈｏｏｐ（図６）とせん断荷重経路Ｎ_{ｒｅｓｕｌｔ−１}、Ｎ_{ｒｅｓｕｌｔ−２}（図７、１１）の引張成分との合成荷重経路Ｎ_{ｒｅｓｕｌｔ}（図７）に実質的に整列するように向けられてよい繊維４４を含むことができ、フープ引張荷重経路Ｎ_ｈｏｏｐ（図６）とせん断荷重経路（図示せず）の圧縮成分（図示せず）との組み合わせの合成荷重経路（図示せず）に実質的に平行に向けられた繊維４４をさらに含むことができる。繊維４４を、窓の帯４９に沿って延びるトラス構造（図示せず）を呈するやり方で配向させることができる。例えば、繊維４４の一部分を、長手軸１２に対して約＋４５度〜＋８０度の間の角度に向けることができ、繊維４４の別の一部分を、長手軸１２に対して＋１００度〜＋１６０度の間の角度（図示せず）に向けることができる。一実施形態においては、傾いたトラス配置（図示せず）を窓の帯４９に沿って呈するよう、繊維４４の一部分を長手軸１２に対して約＋６０度に向けることができ、繊維４４の別の一部分を長手軸１２に対して約＋１５０度に向けることができる。切り欠き５２の配向の角度θ_ｃａｎｔは、胴体１６の全長にわたって一定であってもよく、または角度θ_ｃａｎｔが、胴体１６の長さに沿って変化してもよい。

【0083】

図２７が、航空機１０の胴体１６（図１２）の側面領域４０（図１２）のうちの少なくとも１つに切り欠き５２（図１２）を形成するための方法６００に含まれてよい１つ以上の作業を表わすフロー図を示している。この方法のステップ６０２が、側面領域４０に切り欠き５２（図１２）を互いに横並びの関係で形成することを含むことができる。切り欠き５２を、所望のピッチ間隔７２（図１２）で互いに離すことができる。ピッチ間隔７２を、随意により、航空機１０（図１Ａおよび図１Ｂ）の客席（図示せず）間の間隔に一致させることができる。例えば、ピッチ間隔７２は、約１８〜２８インチの範囲であってよい。

【0084】

ステップ６０４が、胴体１６（図１２）に作用する曲げモーメントＭ_１（図２）の割り出しを含むことができる。方法６００を、図２に示した負の曲げモーメントＭ_１の文脈において説明するが、この方法は、図８に示した正の曲げモーメントＭ_２を用いても実施可能である。曲げモーメントＭ_１（図２）を、コンピュータシミュレーションにおいて胴体１６（図１２）への荷重を予測することによって割り出すことができる。曲げモーメントＭ_１（図２）を、静的な試験中に胴体１６（図１２）への荷重を測定し、または飛行試験中に胴体１６への荷重を直接測定することによって割り出すこともできる。

【0085】

ステップ６０６が、胴体１６（図１２）に作用する曲げモーメントＭ_１（図２）への応答において側面領域４０（図１２）に生じるせん断荷重（図示せず）の割り出しを含むことができる。せん断荷重を、コンピュータシミュレーションにもとづいて分析的に割り出すことができる。あるいは、せん断荷重を、ひずみゲージまたは他の計器を使用して静的な試験中に割り出すことができる。せん断荷重を、飛行試験中に測定することも可能である。

【0086】

この方法のステップ６０８は、胴体１６（図１２）への客室の与圧の荷重Ｐ（図３）の割り出しを含むことができる。客室の与圧の荷重Ｐを、客室の気圧高度の維持についてのＦＡＡの要件にもとづいて割り出すことができる。例えば、安全率により、胴体１６が最大１８．２ｐｓｉに耐えることを求められるかもしれないが、胴体１６を、より大きい与圧の荷重に耐えるように構成することができる。

【0087】

この方法のステップ６１０は、客室の与圧の荷重Ｐ（図３）の結果として側面領域４０（図１２）に生じるフープ引張荷重（図示せず）を割り出すことを含む。フープ引張荷重を、コンピュータシミュレーションによって割り出すことができ、または実規模試験もしくは飛行試験の際に、胴体１６の外被（図１２）に組み合わせることができるひずみゲージ（図示せず）を使用するなどにより、胴体１６（図１２）に作用する荷重を測定することによって割り出すことができる。

【0088】

この方法のステップ６１２は、せん断荷重（図示せず）とフープ引張荷重（図示せず）との組み合わせの合力の合成荷重経路Ｎ_{ｒｅｓｕｌｔ}（図１２）を割り出すことを含むことができる。例えば、合成荷重経路Ｎ_{ｒｅｓｕｌｔ}を、既知のせん断荷重（図示せず）および既知のフープ引張荷重（図示せず）の大きさおよび向きにもとづいて数学的に割り出すことができる。合成荷重経路Ｎ_{ｒｅｓｕｌｔ}を、せん断荷重とフープ引張荷重との組み合わせの合成荷重経路Ｎ_{ｒｅｓｕｌｔ}に限らず、荷重経路の他の組み合わせについて割り出すこともできる。例えば、合成荷重経路Ｎ_{ｒｅｓｕｌｔ}は、昇降舵３０（図１Ａおよび図１Ｂ）および／または方向舵２６（図１Ａおよび図１Ｂ）によって胴体１６（図１２）に引き起こされるねじり荷重にもとづくことができる。

【0089】

ステップ６１４は、切り欠き５２（図１２）を、荷重経路が第１の切り欠き５２ａの下方の側面領域４０の下方部分７６（図１２）から第２の切り欠き５２ｂの上方の側面領域４０の上方部分７４（図１２）へと実質的に連続的に側面領域４０（図１２）に沿って延びるように設定することを含むことができる。切り欠き５２を、合成荷重経路Ｎ_{ｒｅｓｕｌｔ}が第２の切り欠き５２ｂの下方の側面領域４０の下方部分７６から第１の切り欠き５２ａの上方の側面領域４０の上方部分７４へと実質的に連続的に延びるように設定することもできる。

【0090】

ステップ６１６は、合成荷重経路Ｎ_{ｒｅｓｕｌｔ}（図１２）などの荷重経路におおむね平行に向けられた辺セグメント５８（図１２）を有するひし形の形状にて切り欠き５２（図１２）を設けることを含むことができる。代案として、辺セグメント５８を、せん断荷重経路Ｎ_{ｒｅｓｕｌｔ}に沿って向けることができる。辺セグメント５８を、せん断荷重（図示せず）、フープ引張荷重（図示せず）、および胴体１６（図１２）に加わる可能性がある他の荷重の組み合わせの合成荷重経路Ｎ_{ｒｅｓｕｌｔ}におおむね平行に向けることもできる。

【0091】

ステップ６１８が、外被４２（図１２）の繊維４４（図１２）の少なくとも一部分を、合成荷重経路Ｎ_{ｒｅｓｕｌｔ}（図１２）などの荷重経路に実質的に平行になるように向けることを含むことができる。外被４２の繊維４４を、第１の切り欠き５２ａの下端６０ｂのおおむね下方の位置から第２の切り欠き５２ｂの上端６０ａのおおむね上方の位置へと延ばすことができる。外被４２の繊維４４を、航空機１０（図１２）の長手軸１２（図１２）に対して約５０度〜７５度の間の角度に向けることができる。しかしながら、繊維４４を、５０度未満または７５度超の角度に向けることもできる。

【0092】

ステップ６２０が、側面領域４０（図１６）の当て物領域８２（図１６）において外被４２（図１６）を覆って複合パッド層８４（図１６）を積層することを含むことができる。各々のパッド層８４が、荷重経路に実質的に平行に向けられてよい複数のパッド層繊維８６（図１６）を含むことができる。当て物領域８２は、公称の外被厚さｔ_ｎｏｍ（図１８）に対する当て物領域８２における外被４２の厚さの次第の増加をもたらすことができる。

【0093】

航空機１０（図１Ａおよび図１Ｂ）への客席窓５０（図１Ａおよび図１Ｂ）の追加は、通常は応力集中に対処するために必要な構造的補強（すなわち、外被の厚さの増加）に起因して航空機１０の全体としての重量を増加させるが、ひし形の切り欠き５２（図４）によってもたらされる改善された荷重経路は、側面領域４０（図４）における応力集中を、ほぼ同じ面積の従来からの長円形の窓切り欠き（図示せず）と比べて推定で３５〜４５パーセントも減少させる。応力集中の軽減により、切り欠き５２の縁の周囲および窓の帯４９（図４）において外被の厚さを減らすことができ、これが重量の軽減になる。重量の軽減を、航空機１０の積載能力の向上または燃料経済性の改善へと適用することができる。あるいは、ひし形の切り欠き５２（図４）によって実現される重量の軽減を、窓５０の面積の拡大へと適用することができる。大きな窓５０は、窓の帯４９（図４）において外被の厚さを増やすことを必要とするが、ひし形の窓５０における外被４２の最大厚さは、同じ面積の従来からの長円形の窓における外被の最大厚さよりも小さい。

【0094】

以上の説明および関連の図面に提示した教示の恩恵により、本開示に係る当業者であれば、本開示の多数の改変および他の実施形態に想到できるであろう。本明細書に記載の実施形態は、例示的であり、本開示を限定しようとするものでも、すべてを述べ尽くそうとするものでもない。本明細書において具体的な用語が使用されているが、それらは総称的な説明の意味で用いられているにすぎず、限定を目的として用いられているのではない。
また、本願は以下に記載する態様を含む。
（態様１）
第１の切り欠き５２ａおよび第２の切り欠き５２ｂが互いに横並びの関係にて形成されている胴部セクション３４と、
前記胴部セクション３４に沿って延びる直接的な荷重経路と
を備えており、
前記荷重経路が、前記第１の切り欠きのおおむね下方の前記胴部セクションの下方部分７６から前記第２の切り欠きのおおむね上方の前記胴部セクションの上方部分７４まで実質的に連続的に延びている航空機の胴体。
（態様２）
当該胴体１６に、前記胴部セクション３４の側面領域にせん断荷重を生じさせる曲げモーメントが加わり、
前記荷重経路が、前記せん断荷重の経路を含んでいる態様１に記載の航空機の胴体。
（態様３）
当該胴体に、前記側面領域にフープ引張荷重を生じさせる客室の与圧の荷重が加わり、
前記荷重経路が、前記せん断荷重と前記フープ引張荷重との合力の経路を含んでいる態様２に記載の航空機の胴体。
（態様４）
前記側面領域が、公称外被厚さを有する外被を備えており、
前記側面領域が、少なくとも前記第１および第２の切り欠きの間の領域に当て物領域を備えており、
前記当て物領域における前記外被の厚さが、前記公称外被厚さよりも大きい態様３に記載の航空機の胴体。
（態様５）
前記第１および第２の切り欠きが、両者の間の最短距離に狭隘部を定めており、
前記当て物領域における前記外被の厚さが、前記上方部分から前記狭隘部へと向かう方向および前記下方部分から前記狭隘部へと向かう方向の少なくとも一方に沿っておおむね増加している態様４に記載の航空機の胴体。
（態様６）
前記外被が、母材に埋め込まれた複数の補強繊維を有する複合材料で形成され、
前記繊維の少なくとも一部分が、前記荷重経路に対して実質的に平行に向けられ、前記繊維の少なくとも一部分が、前記航空機の長手軸に対して約５０〜７５度の角度に向けられている態様４に記載の航空機の胴体。
（態様７）
前記第１および第２の切り欠きの少なくとも一方が、長軸および短軸を有するひし形の形状を有しており、前記長軸が、前記航空機の周方向の軸の±２０度の範囲内を向いている態様１に記載の航空機の胴体。
（態様８）
前記ひし形の形状が、４つの辺セグメントを有しており、
前記辺セグメントのうちの少なくとも１つが、前記荷重経路に実質的に平行に向けられている態様７に記載の航空機の胴体。
（態様９）
前記胴部セクション３４が、少なくとも１つの側面パネル４０を有しており、
第１の切り欠き５２ａおよび第２の切り欠き５２ｂが、互いに横並びの関係で前記側面パネルに形成され、
直接的な荷重経路が、前記胴部セクションに沿って延びており、
前記荷重経路が、前記第１の切り欠きのおおむね下方の前記側面パネルの下方部分から前記第２の切り欠きのおおむね上方の前記側面パネルの上方部分まで実質的に連続的に延びている態様１に記載の航空機の胴体。
（態様１０）
航空機の胴体の側面領域に切り欠きを形成する方法であって、
第１の切り欠きおよび第２の切り欠きを互いに横並びの関係で前記側面領域に形成するステップと、
直接的な荷重経路が前記第１の切り欠きのおおむね下方の前記側面領域の下方部分から前記第２の切り欠きのおおむね上方の前記側面領域の上方部分まで実質的に連続的に前記側面領域に沿って延びるように、前記第１の切り欠きおよび前記第２の切り欠きを設定するステップと
を含む方法。
（態様１１）
前記側面領域が、公称外被厚さを有する外被を備えており、前記方法が、
当て物領域を少なくとも前記第１および第２の切り欠きの間の領域において前記側面領域に含めるステップと、
前記当て物領域において前記外被の厚さを前記公称外被厚さよりも大きくするステップと
をさらに含む態様１０に記載の方法。
（態様１２）
母材に埋め込まれた複数の補強繊維を有する複合材料で形成された外被を有する前記側面領域を用意するステップと、
前記繊維の少なくとも一部分を前記荷重経路に実質的に平行に向けるステップと
をさらに含む態様１０に記載の方法。
（態様１３）
前記第１および第２の切り欠きを長軸および短軸を有するひし形の形状に形成するステップ
をさらに含む態様１０に記載の方法。
（態様１４）
前記ひし形の形状が、４つの辺セグメントを有しており、前記方法が、
前記辺セグメントのうちの少なくとも１つを前記荷重経路に実質的に平行に向けるステップ
をさらに含む態様１３に記載の方法。

【図1A】

【図1B】

【図2】

【図3】

【図4】

【図4A】

【図5-7】

【図8】

【図9-11】

【図12】

【図13】

【図14】

【図15】

【図16】

【図17】

【図18】

【図19】

【図20】

【図21】

【図22】

【図23】

【図24】

【図25】

【図26】

【図27】