特許 6557223 航空機用複合プロペラブレード

(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】6557223

(24)【登録日】2019年7月19日

(45)【発行日】2019年8月7日

(54)【発明の名称】航空機用複合プロペラブレード

(51)【国際特許分類】

   B64C 11/26 20060101AFI20190729BHJP

   B64C 1/00 20060101ALI20190729BHJP

【ＦＩ】

   B64C11/26

   B64C1/00 B

【請求項の数】6

【全頁数】13

(21)【出願番号】特願2016-524864(P2016-524864)

(86)(22)【出願日】2014年6月25日

(65)【公表番号】特表2016-528092(P2016-528092A)

(43)【公表日】2016年9月15日

(86)【国際出願番号】FR2014051595

(87)【国際公開番号】WO2015004362

(87)【国際公開日】20150115

【審査請求日】2017年6月2日

(31)【優先権主張番号】61/843,505

(32)【優先日】2013年7月8日

(33)【優先権主張国】US

(73)【特許権者】

【識別番号】315008740

【氏名又は名称】サフラン エアークラフト エンジンズ

(74)【代理人】

【識別番号】100099759

【弁理士】

【氏名又は名称】青木 篤

(74)【代理人】

【識別番号】100102819

【弁理士】

【氏名又は名称】島田 哲郎

(74)【代理人】

【識別番号】100123582

【弁理士】

【氏名又は名称】三橋 真二

(74)【代理人】

【識別番号】100153084

【弁理士】

【氏名又は名称】大橋 康史

(74)【代理人】

【識別番号】100160705

【弁理士】

【氏名又は名称】伊藤 健太郎

(74)【代理人】

【識別番号】100157211

【弁理士】

【氏名又は名称】前島 一夫

(72)【発明者】

【氏名】アドリアン ローランソー

(72)【発明者】

【氏名】アドリアン ジャック フィリップ ファーブル

(72)【発明者】

【氏名】マチュー ジマ

【審査官】 伊藤 秀行

(56)【参考文献】

【文献】 特表２０１３−５１４９４１（ＪＰ，Ａ）

【文献】 実開昭６２−２０１２００（ＪＰ，Ｕ）

【文献】 国際公開第２０１２／００１２７９（ＷＯ，Ａ１）

(58)【調査した分野】（Int.Cl.，ＤＢ名）

Ｂ６４Ｃ １１／１６

Ｂ６４Ｃ １１／２６

Ｂ６４Ｃ ２７／４７３

Ｂ６４Ｆ ５／１０

Ｆ０２Ｋ ３／０６

Ｂ６３Ｈ １／２６

(57)【特許請求の範囲】

【請求項1】

３次元の織り糸によって得られかつ母組織によって緻密化された、底部分（２２０）と前縁と後縁（２３０）とを有する１片の繊維強化材（２００）と、前記繊維強化材の外側で延びてブレードのルート（１２０）を形成する拡大部分（６２）と繊維強化材（２００）の内側に配置されたハウジング（２０６）に収まる成形部分（６１）とを備えたスパー（６０）とを有する航空機プロペラブレード（１００）において、
前記繊維強化材（２００）は、
繊維強化材（２００）の内側で前記ハウジング（２０６）を形成する非鎖交域（２０４）であって、前記ハウジングの寸法は前記スパー（６０）の前記成形部分（６１）の寸法に整合し、前記非鎖交域（２０４）は前記繊維強化材（２００）の底部分（２２０）と前記繊維強化材（２００）の後縁（２３０）に開口し、以て繊維強化材のハウジング（２０６）内に前記スパー（６０）の成形部分（６１）を挿入するための開口部（２３１）を形成する、非鎖交域（２０４）と、
鎖交域とを有し、
前記繊維強化材（２００）の後縁（２３０）にある前記開口部（２３１）は、前記繊維強化材（２００）の前記底部分（２２０）と前記繊維強化材（２００）の前記後縁の接合点との間において延び、前記開口部の高さ（Ｈ₂₃₁）は前記ハウジングの高さ（Ｈ₂₀₄）より小さく、以て前記後縁（２３０）に少なくともその一部が前記スパー（６０）の成形部分（６１）と接触する、前記鎖交域に形成された保持部分（２３２）を残し、
前記繊維強化材の前記後縁にある前記鎖交域は、前記接合点と前記繊維強化材の先端との間において延び、
前記非鎖交域（２０４）は、前記非鎖交域と前記鎖交域の間の輪郭によって形成され、
前記非鎖交域の前記輪郭は、予め定めた点から始まって前記接合点まで延びる前記ハウジングの輪郭から次第に離反し、前記保持部分（２３２）は、前記ハウジング（２０６）の先端（２０４ｂ）と前記接合点（２３３）との間で減少する幅をもち、
前記ハウジングの前記予め定めた点と前記ハウジングの前記先端の間の高さは、前記ハウジング（２０６）の高さ（Ｈ₂₀₄）の２０％〜５０％の範囲内に収まり、
前記開口部（２３１）の高さは、前記ハウジング（２０６）の高さ（Ｈ₂₀₄）の２０％〜５０％の範囲内に収まることを特徴とするブレード。

【請求項2】

前記スパー（６０）は、複合材料からなる構造部品（２０）と、前記構造部品の輪郭線の一部分に接着接合された硬質気泡材料からなる部品（３０）と、を有することを特徴とする請求項１に記載のブレード。

【請求項3】

請求項１又は２に記載のブレードを複数有する航空エンジン。

【請求項4】

請求項３に記載の航空エンジンを少なくとも１基備えた航空機。

【請求項5】

航空機のプロペラブレード（１００）を製造する方法であって、前記方法は、
３次元の織り糸によって、底部分（２２０）と前縁と後縁（２３０）とを有する、単体としての繊維ブランク（２００）を作り、前記繊維ブランクは、鎖交域と、前記繊維ブランク（２００）の内側でハウジング（２０６）を形成する非鎖交域（２０４）とを備え、前記非鎖交域（２０４）は、前記繊維ブランク（２００）の前記底部分（２２０）と前記後縁（２３０）に開口して開口部（２３１）を形成するステップと、
繊維強化材（２００）の外側に延びかつブレード（１００）のルート（１２０）を形成する拡大部分（６２）と、前記繊維強化材（２００）の内側に形成されたハウジング（２０６）にある成形部分（６１）と、を備えたスパー（６０）であって、前記スパー（６０）の前記成形部分（６１）の寸法は前記ハウジングの寸法に整合する、スパー（６０）を作るステップと、
前記開口部を介して前記スパー（６０）の成形部分（６１）を繊維ブランク（２００）にあるハウジング（２０６）に挿入することで前記繊維ブランク（２００）を成形し、以て予備成型品を獲得するステップと、
前記予備成型品を母組織で緻密化し、以て前記予備成型品によって構成されかつ母組織によって緻密化された繊維強化材を有する流線形構造体（１１０）を獲得するステップとを有する、方法において、
前記繊維ブランク（２００）の後縁（２３０）にある前記開口部（２３１）は、前記繊維強化材（２００）の前記底部分（２２０）と前記繊維強化材（２００）の前記後縁の接合点との間において延び、前記開口部の高さ（Ｈ₂₃₁）は前記ハウジングの高さ（Ｈ₂₀₄）より小さく、以て前記後縁（２３０）に少なくともその一部が前記スパー（６０）の成形部分（６１）と接触する、前記鎖交域に形成された保持部分（２３２）を残し、
前記繊維強化材の前記後縁にある前記鎖交域は、前記接合点と前記繊維強化材の先端との間において延び、
前記非鎖交域（２０４）は、前記非鎖交域と前記鎖交域の間の輪郭によって形成され、
前記非鎖交域の前記輪郭は、予め定めた点から始まって前記接合点まで延びる前記ハウジングの輪郭から次第に離反し、前記保持部分（２３２）は、前記ハウジング（２０６）の先端と前記接合点との間で減少する幅をもち、
前記ハウジングの前記予め定めた点と前記ハウジングの前記先端の間の高さは、前記ハウジング（２０６）の高さ（Ｈ₂₀₄）の２０％〜５０％の範囲内に収まり、
前記開口部（２３１）の高さは、前記ハウジング（２０６）の高さ（Ｈ₂₀₄）の２０％〜５０％の範囲内に収まることを特徴とする方法。

【請求項6】

前記スパー（６０）は、複合材料からなる構造部品（２０）を作り、更に前記構造部品の輪郭線の一部分に硬質気泡材料からなる部品（３０）を接着接合することにより作られることを特徴とする請求項５に記載の方法。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

本発明は、航空機のプロペラブレード、例えばターボプロップのプロペラブレードの分野に関するものである。

【背景技術】

【0002】

ターボプロップ用プロペラブレードは通常、金属材料から作られている。金属材料から成るプロペラブレードは良好な強度を有するが、それらは比較的重いという欠点がある。

【0003】

ブレードの軽量化のため、即ち構造部品を繊維強化材と樹脂基体とで作るようにした、複合材料からなるプロペラブレードを使用することが既に知られている。

【0004】

ある特許文献には、プロペラブレードを流線形の繊維構造体から製造することが記載されており、そこではブレードの翼部分を形成するために、スパーの一部分が構造体の中に挿入されてプロペラ予備成型品を成し、その成形品はその後母組織によって緻密化される。３次元製織により一体成形品として作られる繊維構造体は、スパーの形成部分が挿入される繊維構造体の内側にハウジングを形成する非鎖交域を備える（例えば、特許文献１及び２参照。）。

【0005】

そのようにして得られるプロペラブレードは、複合材料構造（即ち、母組織によって緻密化された繊維強化材）からなる外皮を有する結果として、低い全重量とかなりの機械的強度の双方を供する。

【0006】

ブレードの最も露出した部分、即ちその前縁に十分な強度を与えるために、繊維構造体はブレードの前縁を形成することになる繊維構造体のそれらの部分に如何なる開口部も非鎖交域も備えない。繊維構造体の中に設けられた非鎖交域は、スパーの成形部分の繊維構造体内への挿入を可能にする開口部を形成するように、構造体の底縁と後縁の双方の中へと開いている。

【0007】

それにもかかわらず、例えばブレードが高いレベルの機械的荷重や衝撃やショックを受けるといったような特定の状況では、緻密化された繊維構造体の中で成形部分をその基準位置に保持することは、特に繊維構造体のこの位置に非鎖交域があることで強度が低くなるような繊維構造体の後縁では困難となってしまう可能性がある。

【先行技術文献】

【特許文献】

【0008】

【特許文献1】米国特許出願公開第２０１３／００１７０９３号

【特許文献2】国際公開第２０１２／００１２７９号

【発明の概要】

【発明が解決しようとする課題】

【0009】

従って、上述したタイプの航空機プロペラブレードであるものの、特にブレードの繊維構造体の内側の適所にスパーの成形部分を保持するという点で機械的強度を増加したプロペラブレードを提供できることが望ましい。

【課題を解決するための手段】

【0010】

このため本発明は、３次元の織り糸によって得られかつ母組織によって緻密化された少なくとも１片の繊維強化材により構成された流線形構造体を、前記繊維強化材の外側で延びてブレードのルートを形成する拡大部分と繊維強化材の内側に配置されたハウジングに収まる成形部分とを備えたスパーと共に有する航空機プロペラブレードにおいて、前記繊維強化材は、繊維強化材の内側で前記ハウジングを形成する非鎖交域を備え、前記非鎖交域は前記繊維強化材の底部分と後縁に開口し、以て繊維強化材のハウジング内に前記スパーの成形部分を挿入するための開口部を形成するような、前記ブレードであって、前記繊維強化材の後縁にある前記開口部は、ハウジングの高さより小さい高さにわたって延び、以て前記後縁に少なくともその一部が前記スパーの成形部分と接触する保持部分を残すことを特徴とするブレードを提供する。

【0011】

後縁にこのようにして保持部分を設けることで、スパーの成形部分が繊維強化材の内側の適所に良好な状態で保持され、強化材中に非鎖交域があるにもかかわらずこれが適合する。万一、ブレードの流線形構造体に機械的応力（衝撃、ショック）がかかった場合でも、成形部分は、連続して織り込まれた部分によってブレードの前縁の傍と後縁の傍で保持されているため、成形部分が強化材の中で移動する恐れはない。

【0012】

本発明ブレードの第１の態様において、前記繊維強化材の後縁にある前記開口部は、前記ハウジングの高さの２０％〜５０％の範囲内に収まる高さにわたって延びている。

【0013】

本発明ブレードの第２の態様において、前記保持部分は、前記ハウジングの先端と、前記繊維強化材の後縁にある前記保持部分及び前記開口部の間にある接合点と、の間で減少する幅をもつ。そのような状況において、前記成形部分と前記保持部分との間の接触域は、前記ハウジングの高さの２０％〜５０％の範囲内に収まる高さにわたって延びていることが好ましい。

【0014】

本発明ブレードの第３の態様において、前記スパーは、複合材料からなる構造部品と、前記構造部品の輪郭線の一部分に接着接合された硬質気泡材料からなる部品と、を有する。

【0015】

本発明は又、発明によるブレードを複数有する航空エンジンをも提供する。

【0016】

本発明は又、発明による航空エンジンを少なくとも１基備えた航空機をも提供する。

【0017】

最終的に本発明は、航空機のプロペラブレードを製造する方法において、
３次元の織り糸によって、単体としての繊維ブランクを作り、前記ブランクは、ブランクの内側で前記ハウジングを形成する非鎖交域を備え、前記非鎖交域は前記繊維ブランクの底部分と後縁に開口し、
前記繊維強化材の外側に延びかつブレードのルートを形成する拡大部分と、前記繊維強化材の内側に形成されたハウジングにある成形部分と、を備えたスパーを作り、
前記スパーの成形部分を繊維ブランクにあるハウジングに挿入することで前記繊維ブランクを成形し、以て流線形構造体のための予備成型品を獲得し、
前記予備成型品を母組織で緻密化し、以て前記予備成型品によって構成されかつ母組織によって緻密化された繊維強化材を有する流線形構造体を獲得する、以上の各ステップを有する方法であって、
前記繊維ブランクの後縁にある前記開口部は、ハウジングの高さより小さい高さにわたって延び、以て前記後縁に、少なくともその一部が前記スパーの成形部分と接触する保持部分を残すことを特徴とする方法を提供する。

【0018】

本発明の方法の第１の態様において、前記繊維強化材の後縁にある前記開口部は、前記ハウジングの高さの２０％〜５０％の範囲内に収まる高さにわたって延びている。

【0019】

本発明の方法の第２の態様において、前記保持部分は、前記ハウジングの先端と、前記繊維ブランクの後縁にある前記保持部分及び前記開口部の間にある接合点と、の間で減少する幅をもつ。そのような状況において、前記スパーの成形部分と前記保持部分との間の接触域は、前記ハウジングの高さの２０％〜５０％の範囲内に収まる高さ（Ｈ₂₃₂）にわたって延びることが好ましい。

【0020】

本発明の方法の第３の態様において、前記スパーは、複合材料からなる構造部品を作り、更に前記構造部品の輪郭線の一部分に硬質気泡材料からなる部品を接着接合することにより作られる。
本発明の他の特徴と利点は、非限定的例として与えられた発明の特定実施形態に関する以下の記述と添付図面を参照することで明らかになる。

【図面の簡単な説明】

【0021】

【図1】本発明の実施形態による航空機のプロペラブレードの斜視図である。

【図2】本発明のプロペラブレードを複数備えたターボプロップの斜視図である。

【図3】図１のプロペラブレードを製造するために用いられるスパーの斜視図である。

【図4】図１のプロペラを製造するための繊維ブランクの３Ｄ製織を示す略図である。

【図5】１組の糸層を拡大した部分断面図であって、図４のブランクに非鎖交域が形成される方法を示した図である。

【図6】１組の糸層を拡大した部分断面図であって、図４のブランクに非鎖交域を作る変形方法を示した図である。

【図7】図４の繊維ブランクの中に図３のスパーを形成する部分の挿入を示した斜視図である。

【図8】図１のプロペラブレードを作るために実行される緻密化に先立つブレード予備成型品を示した斜視図である。

【図9】本発明の別の実施形態によって繊維ブランクを作る変形方法を示した斜視図である。

【発明を実施するための形態】

【0022】

本発明は、例えば飛行機やヘリコプタのような航空機用エンジンと共に使用される様々な種類のプロペラに適用される。本発明の有効であるも非排他的な用途は、そのサイズにより、航空エンジンの全重量に多大な影響を与えるほどの大きな重量を有する大寸法プロペラにある。

【0023】

図１は飛行機ターボプロップに装着されるプロペラブレード１００を示し、そのブレードはブレード翼を形成する流線形構造体１１０と、例えばタング１３０により延ばされた球状断面を有し、より大きな厚さ部分によって形成されるルート１２０とを有する。断面において、流線形構造体１１０はその前縁１１０ａと後縁１１０ｂとの間で変化する厚みの緩やかなカーブを与える。

【0024】

図２に示すように、プロペラ１００は、ロータ５１の外周に形成された各ハウジング（図２には示されず）にブレード・ルート１２０を係入することによりロータ５１に据え付けられる。

【0025】

本発明のプロペラを製造する方法には、プロペラブレードの流線形構造体の予備成型品を形成するため、その一部を繊維ブランク内に挿入するための図３に示すようなスパー６０を作ることが含まれる。本例ではスパー６０は構造部品２０と、その構造部品の輪郭線の一部分にわたって接着接合される硬質気泡材料からなる部品とによって構成される。

【0026】

スパー６０は、本例では構造部品の第１部分２１に対応しかつ前記部分２１に接着接合された硬質気泡材料３０から成る部品に対応した成形部分６１を有する。成形部分６１は、以下に詳しく説明する翼構造の予備成型品を形成するために繊維ブランクのハウジングに挿入されるものである。スパー６０は又、構造部品２０の第２部分２２に対応する拡大部分６２を有し、その拡大部分６２はプロペラブレード１０のルート１２０（図１）を形成するように作用し、部分６１、６２間に位置する部分６３はプロペラブ（図１）のタング１３０を形成するように作用する。

【0027】

構造部品２０は複合材料、即ち、母組織によって緻密化された繊維予備成型品から作られる。このため、繊維の予備成型品が作られ、それは例えば格子織を用いた炭素繊維糸の３次元又は多層製織によって得られる。構造部品２０のために繊維ブランクを製織している間、より大きい重量の横糸や追加の横糸層を使用することにより、或いはインサートを挿入することにより第２部分２２を獲得するようにしても良い。

【0028】

構造部品のための予備成型品が作られたならば、それにビスマレイミド（ＢＭＩ）樹脂のような樹脂が含浸され、その樹脂は次いで重合される。これら２つの処理は後述する樹脂トランスファー成形（ＲＴＭ）法により実行されるようにしても良い。樹脂の重合後は、スパーに対し最終寸法に向けての機械加工が施される。

【0029】

構造部品２０の第１部分２１と協働することになる部品３０は最終ブレードの重量増を回避するために、硬質の気泡材料、即ち低密度を呈する材料から作られる。部品３０は成形によって作られるようにしても、或いはブロック材、例えばレファレンス・ロハセル（登録商標）１１０ＸＴＨＴに基づく気泡ソリッド板を機械加工することで作るようにしても良い。

【0030】

構造部品２０の部分２１と部品３０は互いに相補する形状であり、それらは一旦組付けられたならば、製造対象としてのプロペラブレードの流線形構造体の形状に対応した形状を有する成形部分６１を形成することができる。構造部品２０と硬質気泡材料からなる部品３０は、ブレード用繊維ブランクに挿入される前、共に接着接合される。

【0031】

変形実施形態としては、スパーは、複合材料からなる構造部品によってその全体が（即ち、硬質気泡材料からなる部品なしに）構成されるようにしても良い。

【0032】

図４は製造されるべきプロペラブレードの流線形構造体の繊維予備成型品を形成するための繊維ブランク２００の高度に図式化された図である。

【0033】

図４に図式的に示すように、繊維ブランク２００は、縦糸を横糸２０２で鎖交した状態で夫々、数百の編み糸を有する複数の層を以て配置された１束の縦糸２０１又は捩れた“より糸”を持つジャッカード型織機を用いて従来の方法で実行される３次元（３Ｄ）製織によって得られる。

【0034】

図示した例では、３Ｄ製織はインターロック織りを伴う製織である。“インターロック”織りという用語は、ここでは、所定の織り柱の全編み糸が織り面において同じ動作をしつつ横糸の各層が複数の縦糸層と鎖交するような織りを意味するものとして用いられている。

【0035】

その内容は参照することで本文に組み込まれる、例えば国際公開第２００６／１３６７５５号に記載されたもののように、他の既知タイプの３次元製織を用いることも可能であろう。この文献は特に、コアに第１種の織りとスキンに第２種の織りを有したブレードやベーンのような部品のための一体成形繊維強化構造体の製法について記述しており、それによりこの種の部品に所望の機械的性質と所望の空力的特性の双方を同時に課すことが可能である。

【0036】

本発明の繊維ブランクは特に、炭素繊維又は炭化ケイ素繊維のようなセラミック繊維を用いて製織されるようにしても良い。

【0037】

変化するブランクの厚さと幅に伴って繊維ブランクの製織が進行すると、幾らかの数の縦糸が織りから除外され、それによりブランク２０に対して、連続的に変化する所望の輪郭線と厚さを定めることができる。特に、前縁を形成する第１エッジと後縁を形成する小厚の第２エッジとの間のブランク厚さを変えることが可変３Ｄ製織の例は、欧州特許第１５２６２８５号に記載されており、その内容は参照することで本文に組み込まれる。

【0038】

製織中、縦糸からなる２つの連続した層は、繊維ブランクの前記非鎖交域２０４と鎖交域２０５の間の輪郭線２０４ａによって定まる非鎖交域２０４を超えた繊維ブランク内の２０３（図４）では鎖交されない。その非鎖交域２０４により、ブレード予備成型品（図８）を形成するために、繊維ブランク２００の内側でスパー６０の成形部分６１の寸法に整合するハウジング２０６（図７）。

【0039】

ブランク２００のための、インターロック織りを伴う３Ｄ製織を実行する１方法が図５に図式的に示されている。図５は非鎖交域２０４を含んだブランク２００の部分の縦糸断面（図４のＶ−Ｖ断面）の拡大部分図である。この例では、ブランク２００は方向Ｘに延びる８層の縦糸２０１を有する。図５では８層からなる縦糸は繊維ブランク２００の鎖交域２０５では横糸Ｔ₁〜Ｔ₈に鎖交する。非鎖交域２０４では編み糸層の組２０７を成す４層の縦糸は４本の横糸Ｔ₁〜Ｔ₄と鎖交し、編み糸層の組２０８を成す４層の縦糸は４本の横糸Ｔ₅〜Ｔ₈と鎖交する。言い換えるならば、横糸Ｔ₁〜Ｔ₄が編み糸層の組２０８の中には延びず、横糸Ｔ₅〜Ｔ₈が編み糸層の組２０７の中には延びないという事実により、横糸層の２組２０７、２０８が互いに分離する非鎖交部２０３が生じる。

【0040】

図５に示す製織例の非鎖交域２０４では、横糸Ｔ₁〜Ｔ₄と横糸Ｔ₅〜Ｔ₈が非鎖交部２０３の両側に置かれ、横糸Ｔ₁〜Ｔ₄は織り糸層の組２０７を成す最初の４縦糸層と鎖交し、横糸Ｔ₅〜Ｔ₈は織り糸層の組２０７を成す最後の４縦糸層と鎖交している。図６に示す変形実施形態では、鎖交域２０５の編み糸層の組２０７を成す縦糸層と鎖交する１本以上の横糸が、鎖交域２０５の編み糸層の組２０８を成す縦糸層と鎖交するために用いられ、逆の場合も同様に用いられる。具体的に言えば、図６に示すように、第１の鎖交域２０５の編み糸層の組２０７の縦糸層と鎖交する横糸Ｔ₃、Ｔ₄が偏向されて非鎖交域２０４に進入し、編み糸層の組２０８の縦糸層と鎖交する。同じようにして、第１の鎖交域２０５の編み糸層の組２０８の縦糸層と鎖交する横糸Ｔ₅、Ｔ₆が偏向されて非鎖交域２０４に進入し、編み糸層の組２０７の縦糸層と鎖交する。非鎖交域２０４を通過した後は、横糸Ｔ₃、Ｔ₄はもう一度偏向されて第２の鎖交域２０５に進入し、編み糸層の組２０８の縦糸層と鎖交する一方、横糸Ｔ₅、Ｔ₆ももう一度偏向されて第２の鎖交域２０５に進入し、編み糸層の組２０７の縦糸層と鎖交する。非鎖交域２０４の始めと終わりとで横糸Ｔ₃、Ｔ₄と横糸Ｔ₅、Ｔ₆同士を交差させることにより、非鎖交域における繊維ブランクの強度が増大するという作用がある。

【0041】

３Ｄ製織の結果としてもたらされ、かつ如何なる成形にも先立つものとして、製織が終了（図４）した時点で、織り物表面の縦糸と横糸は例えば加圧水のジェットによって切断され図７に示すようなブランク２００が引き出される。製織中に提供された非鎖交域２０４は、夫々独立した状態で織り込まれかつそれらの間にブランク２００内部のハウジング２０６を延設する２つの部分２１０、２１１を形成する働きをする。そのハウジング２０６はブランク２００における底縁２２０と後縁２３０に開口する。ブランク２００のその後縁２３０が、プロペラブレード１００（図１）の後縁１１０ｂを形成することになる部分に対応する。

【0042】

本発明によれば、後縁２３０は、底縁２２０から高さＨ₂₃₁にわたって延びる部分開口部２３１を提供するが、この高さは繊維ブランク２００（図７）内に延びる非鎖交域２０４の高さＨ₂₀₄より小さい。なお、その非鎖交域の高さＨ₂₀₄はブランク２００の非鎖交域２０４の底縁２２０と先端２０４ｂの間で延び、その先端２０４ｂは又ハウジング２０６の先端に対応するものである。高さＨ₂₀₄は又、その中にスパー６０の成形部分６１を置く（図８）ハウジング２０６の高さにも相当している。後縁２３０におけるこの部分開口部２３１があることにより、ブランクの後縁２３０において“保持”部分２３２と呼ばれる閉じ部分２３２を与えることができ、その部分はブランク２００における部分開口部２３１の端部と非鎖交域２０４の先端２０４ｂの間の高さＨ₂₃₂にわたって延びている。

【0043】

保持部分２３２は後縁２３０近傍で縦糸の長さを変えて非鎖交域２０４を形成することにより得られる。より正確に言えば、図４に示すように、保持部分２３２にある縦糸２０１、即ちブランク２００の非鎖交域２０４と後縁２３０との間にあるそれらが、部分開口部２３１と保持部分２３２との間の接合点２３３に位置するブランク２００部分から始まる横糸と鎖交する。接合点２３３と先端２０４ｂとの間にあって、織られた縦糸のブランク幅方向の数は、その幅を接合点２３３と先端２０４ｂとの間で増加させた保持部分２３２を獲得するように徐々に増加される。

【0044】

部分開口部２３１の高さＨ₂₃₁はハウジング２０６の全高Ｈ₂₀₄の２０％〜５０％の範囲内に収まることが好ましく、これによりブランクにおけるスパーの強度を高め、結果として得られるプロペラブレードの機械的強度を増加するのに適した保持部分を提供しつつ、スパーの成形部分の挿入を可能にするのに十分な繊維ブランクの開口部を持つことが可能になる。

【0045】

図７及び図８に示した例では、非鎖交域２０４の輪郭線２０４ａは点２０９から始まって接合点２３３まで延びるハウジング２０６の輪郭線２０６ａから次第に離反する。これによって先端２０４ｂと接合点２３３との間で次第に減少する幅を持つ保持部分２３２が生じる。これは、ブランク２００のハウジング２０６へのスパー６０の成形部分６１の挿入をより容易にした状態での保持部分２３２の形成を可能にしている。一旦、ブランク２００のハウジング２０６内に挿入されてしまえば、スパー６０の成形部分６１は、先端２０４ｂと点２０９の間に延びる領域だけに限って保持部分２３２と接することになる。成形部分が繊維ブランク内に十分に保持されるのを確実にするため、成形部分６１と保持部分２３２の間の接触域の高さＨ₂₀₉は、ハウジング２０６の全高Ｈ₂₀₄の２０％〜５０％の範囲内に収まることが好ましい。

【0046】

成形部品の挿入し易さよりもプロペラの機械的強度、特にブレード予備成型品内での成形部分の保持を優先することが望まれた場合、保持部分は繊維ブランクの後縁においてハウジングの輪郭線に隣接して作られるべきである。そのような変形実施形態を図９に示すが、同図は保持部分３３２と、ブランク３００の後縁３３０にある部分開口部３３１とを有する繊維ブランク３３１を示している。本例での保持部分３３２は前記スパー６０と同一のスパー３６０の成形部分３６１を受容するハウジング３０６の輪郭線３０６ａに隣接する。こうした状況では、非鎖交域３０４は、その輪郭線３０４ａが、非鎖交域の先端３０４ｂと、部分開口部３３１と保持部分３３２の間にある接合点３３３との間におけるハウジング３０６の輪郭線３０６ａと一致するように、ブランク３００の製織中に成形される。部分開口部３３１の高さはハウジング３０４の全高の２０％〜５０％の範囲内に収まることが好ましく、これによりスパーの成形部分の挿入を可能にするのに十分な繊維ブランクの開口部を持つことを可能にする一方で、ブランクにおけるスパーの強度を高め、以て結果としての生じるプロペラブレードの機械的強度を高めるのに適した保持部分を提供することができる。

【0047】

図７において、繊維ブランク２００は、そのハウジング２０６内にスパー６０の成形部分６１を挿入することでブレード予備成型品へと仕上げられる。

【0048】

図８に示すように、一旦成形部分６１がハウジング２０６内へと挿入されたならば、ブレードの繊維予備成型品は緻密化される。緻密化処理に先立ち、ブランクの後縁２３０と底縁２２０は縫合により再閉されることが好ましい。

【0049】

繊維予備成型品の緻密化処理は、母組織構成材料を用いて、予備成型品の容積全般又はその一部分にわたって空孔を充填することにある。

【0050】

流線形構造体を構成する複合材料の母組織は、液体法を使った既知方法によって得られるようにしても良い。

【0051】

液体法は、予備成型品に母組織材料のための有機前駆体を液組成を含浸させることにある。有機前駆体は通常、樹脂等のポリマー、場合によっては溶剤により希釈されたポリマーの形態をとる。予備成型品は、最終成型品の形状を備えキャビティであって、特にブレードの最終形に対応したねじれ形状を与えることができるキャビティを有するように気密状に閉じることが可能な成形型の中に置かれる。その後、この成形型は閉じられ、母組織の液体前駆体（例えば、樹脂）が、予備成型品の全繊維部分に含浸させるように全キャビティの中に射出される。

【0052】

前駆体は有機基質へと変態する。即ち、それは、如何なる溶剤をも除去してポリマーを硬化させた後、プロペラブレードの形状に相当する形状を持った成形型の中に予備成型品を引き続き保持した状態で、通常は成形型を加熱するといったような熱処理が施され重合化される。その有機基質は特に、サプライヤとしての“Ｃｙｔｅｃ”による基準ＰＲ５２０の高性能エポキシ樹脂などのエポキシ樹脂を使用するか、或いは炭素やセラミックスマトリックスのための液体前駆体から得られるようにしても良い。

【0053】

炭素又はセラミックマトリックスを形成する際の熱処理は、使用される前駆体や熱分解条件に依存した炭素又はセラミックスマトリックスに有機基質を変態させるために、有機前駆体を熱分解することにある。一例として、炭素のための液体前駆体は、フェノール樹脂などのコークス含有量が高い樹脂であるかもしれず、他方、セラミックス、特にＳｉＣのための液体前駆体は、ポリカルボシラン（ＰＣＳ）系やポリチタノカルボシラン（ＰＴＳＣ）系やポリシラザン（ＰＳＺ）系の樹脂であるかもをかもしれない。所望の緻密度を得るために、含浸から熱処理までのサイクルを複数回連続して行うこともあるかもしれない。

【0054】

本発明の態様によれば、繊維予備成型品は公知のＲＴＭ法を使って緻密化しても良い。ＲＴＭ法では、繊維予備成型品はブレード外形を有する成形型内に置かれる。成形部分６１は、硬質かつ作られるべきブレードの形状に相当する形状を有した部品から作られるため、それは対抗型として有効に作用する。熱硬化性樹脂が、剛性材からなる部品と成形型との間に作られかつ繊維予備成型品を含む内部空間に注入される。樹脂が注入される部位と樹脂の排出口との間のこの内部空間には、通常、樹脂による予備成型品の含浸を制御しかつ最適化するための圧力勾配が設定される。

【0055】

一例として、使用される樹脂はエポキシ樹脂であっても良い。ＲＴＭ法に適した樹脂はよく知られている。繊維への注入を容易ならしめるために、それらは低粘度を有することが好ましい。樹脂の温度等級及び／又は化学的性質は、部品にかかる熱力学的応力に応じて選択される。一旦、樹脂が強化材全体に注入されたならば、それはＲＴＭ法に応じた熱処理により重合される。

【0056】

射出・重合後、部品は成形型から外される。最後に部品は余分な樹脂を除去するべくトリミングされ、面取り加工される。部品が成形されることを前提とし、それは要求された寸法に従うものであるため、その他の機械加工は必要ない。

【0057】

部品３０を作るために使われる硬質気泡材料は、樹脂が気泡の中に入り込むのを防止し、ひいては繊維予備成型品が緻密化された後にその低密度を保つように、閉じた気泡を有する材料であることが好ましい。

【0058】

繊維予備成型品が緻密化された後に図１に示すようなプロペラブレード１００が得られることになる。

【図1】

【図2】

【図3】

【図4】

【図5】

【図6】

【図7】

【図8】

【図9】