BRPI0710924A2 - barreira contra fogo para fuselagem de aeronave - Google Patents

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BRPI0710924A2 BRPI0710924-5A BRPI0710924A BRPI0710924A2 BR PI0710924 A2 BRPI0710924 A2 BR PI0710924A2 BR PI0710924 A BRPI0710924 A BR PI0710924A BR PI0710924 A2 BRPI0710924 A2 BR PI0710924A2
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Abstract

BARREIRA CCONTRA FOGO PARA FUSELAGEM DE AERONAVE. Quando um incêndio tem início, fluxos de ar que promovem o espalhamento do fogo podem ocorrer na região entre o compartilhamento de carga e o revestimento de aeronave. De acordo com uma modalidade de presente invenção, é revelada uma barreira contra fogo que permite descompressão rápida da cabine de passageiros no modo de operação normal da aeronave e evita centelhas no caso de um incêndio. Nesse caso, a barreira contra o fogo pode ser disposta em posições diferentes no espaço intermediário de parede da aeronave.

Description

"BARREIRA CONTRA FOGO PARA FUSELAGEM DE AERONAVE"
Esse pedido reivindica o benefício da data de depósito do pedido de patente provi-sional norte-americano no. 60/746.180 depositado em 2 de maio de 2006, e do pedido depatente alemã número 10 2006 020 147.7 depositado em 2 de maio de 2006, cujas revela-ções são pela presente incorporadas a título de referência.
A presente invenção refere-se à proteção contra fogo em aeronave. A presente in-venção se refere, especificamente, a uma barreira contra fogo para uma aeronave para evi-tar queima entre o compartimento de carga e a cabine de passageiros, e a uma aeronaveque compreende uma barreira contra fogo correspondente.
Em fuselagens de aeronave convencionais utilizadas na construção de aeronavesde passageiros, um espaço intermediário é formado na região de fuselagem entre o compar-timento de carga e a fuselagem efetiva da aeronave. O início desse espaço intermediáriocomeça na borda externa do piso do compartimento de carga. O piso do compartimento decarga é conectado ao revestimento da fuselagem da aeronave nas regiões de borda porintermédio de placas de empuxo outros arranjos estruturais. O piso de passageiros forma aextremidade superior do espaço intermediário. O piso de passageiros é aberto na regiãoentre o painelamento de cabine e o revestimento da aeronave para realizar uma compensa-ção de pressão no caso de descompressão rápida. Isso se aplica analogamente às placasde empuxo na extremidade do piso de compartimento de carga que apresentam aberturascorrespondentes para realizar um fluxo de compensação se ocorrer descompressão rápida.
No caso de incêndio, um efeito chaminé pode se desenvolver nesse espaço inter-mediário e acelerar o espalhamento do fogo.
Um objetivo da presente invenção consiste em tornar possível a proteção contra fo-go em fuselagens de aeronave que desacelera um espalhamento de fogo.
De acordo com uma modalidade da presente invenção, uma barreira contra fogopara uma aeronave é revelada para evitar queima entre o compartimento de carga e a cabi-ne de passageiros, em que a barreira contra fogo compreende um painel que é resistente àqueima e serve para bloquear incêndio no espaço intermediário de parede da fuselagem daaeronave, e uma passagem de ar para realizar um fluxo de ar definido através da barreiracontra fogo no modo operacional normal da aeronave de tal modo que descompressão rápi-da possa ser obtida.
Se uma barreira contra fogo inventiva for fornecida, não somente é possível blo-quear o espalhamento do fogo no espaço intermediário de parede, como também assegurarque compensações rápidas de pressão possam ser realizadas no modo operacional normalda aeronave.
No caso de um incêndio, essas medidas tornam possível desacelerar significativa-mente o espalhamento do fogo ou parar totalmente o fogo.De acordo com outra modalidade da presente invenção, a barreira contra fogocompreende ainda um elemento de piso que é conectado ao painel resistente à queima, emque a passagem de ar é realizada na forma de um entreferro entre o elemento de pisco e opainel de tal modo que o ar necessário para descompressão rápida ou controle de clima fluiatravés da barreira contra fogo.
O elemento de piso pode ser realizado, por exemplo,na forma de uma placa de em-puxo que é disposta na extremidade de um piso de compartimento de carga.
Isso torna possível incorporar a barreira contra fogo nos componentes estruturaisde uma fuselagem de aeronave. O elemento de piso atende uma função dupla nesse caso,a saber a função de um elemento da barreira contra fogo e a função de um elemento estru-tural da fuselagem de aeronave.
De acordo com outra modalidade da presente invenção, o painel que é resistente àqueima apresenta uma passagem de ar na forma de uma abertura com uma vedação, ondea vedação é projetada para vedar a abertura no caso de um incêndio.
Por exemplo, a vedação pode ser aberta no modo operacional normal de tal modoque a compensação rápida de pressão possa ser realizada. Se calor for gerado, a vedaçãoveda de forma autônoma a abertura de tal modo que o incêndio seja bloqueado e fluxos dear sejam evitados.
De acordo com outra modalidade da presente invenção, a abertura é vedada sob ainfluência de uma força de mola.
Por exemplo, um mecanismo de mola pode ser fornecido que é pré-tensionadoquando a abertura está na posição aberta. Se um incêndio for detectado ou calor corres-pondente for gerado, a mola é liberada e faz com que a vedação vede a abertura. A molapode ser retida, por exemplo, por intermédio de um material sensível a calor que é destruídoquando calor correspondente é gerado. Entretanto, seria também possível fornecer meca-nismo de vedação eletrônico ou outros mecanismos de vedação mais complicados que a-presentam sensores correspondentes.
De acordo com outra modalidade da presente invenção, a abertura é vedada sob ainfluência de gravidade.
Essa modalidade representa um mecanismo de vedação muito simples. O flape éretido na posição aberta, por exemplo, por intermédio de um material sensível a calor e caide modo a vedar a passagem de ar sob a influência de gravidade após o material sensível acalor ser danificado ou destruído por conseguinte, pelo calor gerado.
De acordo com outra modalidade da presente invenção, a barreira contra fogocompreende ainda um espaçador, em que o painel resistente à queima é realizado na formade um flape que é fixado em um estado aberto por intermédio do espaçador de tal modo quea passagem de ar seja aberta, e em que o espaçador é projetado para vedar a passagem dear através do painel no caso de um incêndio.
A abertura também pode ser vedada, por exemplo, sob a influência de gravidade ouuma força de mola ou similar nesse caso. Um aspecto decisivo dessa modalidade é que opainel é retido pelo espaçador. Se calor for gerado ou uma fonte de fogo ou impacto de calorfor detectada, o espaçador é destruído ou, por exemplo, curvo ou de outro modo deformadode forma que o flape fecha.
Por exemplo, o espaçador consiste em um bimetal ou um material com efeito me-mória, uma liga de metal de memória ou um polímero termoplástico.
Isso significa que o flape fecha devido ao aquecimento de um metal ou outro mate-rial correspondente, por exemplo, um material que contrai ou é destruído quando aquecido.
De acordo com outra modalidade da presente invenção, a barreira contra fogocompreende ainda um material intumescente para vedar a passagem de ar no caso de umincêndio.
Nesse caso, um material é utilizado, por exemplo, que expande em um modo seme-Ihante à espuma sob a influência de calor.
O material intumescente pode ser realizado na forma de um revestimento do painel.Nesse caso, a passagem de ar é realizada na forma de furos de ar no painel que são obstru-ídos quando o material intumescente expande.
Conseqüentemente, detectores eletrônicos ou outros tipos de detectores não sãonecessários.
De acordo com outra modalidade da presente invenção, o painel resistente à quei-ma compreende um material como, por exemplo, fibra de aramida, fibra de carbono, fibra devidro, titânio ou cerâmico.
Uma estabilidade elevada a incêndio e uma resistência elevada a calor podem serasseguradas desse modo. A invenção revela ainda uma aeronave que apresenta uma bar-reira contra fogo, acima descrita.
Outras modalidades da presente invenção são definidas nas reivindicações depen-dentes.
Modalidades preferidas da presente invenção são descritas abaixo com referênciaàs figuras.
A figura 1 mostra uma representação esquemática de uma fuselagem de aeronavena forma de uma seção transversal.
A figura 2 mostra uma representação esquemática do espaço intermediário entre ocompartimento de carga e a parede externa da fuselagem.
A figura 3 mostra uma vista detalhada esquemática de uma barreira contra fogo deacordo com uma modalidade da presente invenção.
A figura 4 mostra uma vista superior da barreira contra fogo, de acordo com a figura3 na direção do eixo geométrico X.
A figura 5 mostra uma representação transparente esquemática da barreira contrafogo de acordo com a figura 3.
A figura 6 mostra uma barreira contra fogo de acordo com outra modalidade da pre-sente invenção.
A figura 7 mostra uma barreira contra fogo de acordo com outra modalidade da pre-sente invenção.
A figura 8 mostra uma barreira contra fogo de acordo com outra modalidade da pre-sente invenção.
As figuras mostram as representações esquemáticas que não são traçadas fiéis emescala.
Na descrição a seguir das figuras, os mesmos símbolos de referência são utilizadospara elementos idênticos ou similares.
A figura 1 mostra uma representação em seção transversal esquemática de umafuselagem de aeronave. A fuselagem de aeronave apresenta um compartimento de carga501, um compartimento de passageiros 502, um revestimento 503, um piso de passageiros51 e um espaço intermediário 102 formado entre o compartimento de carga 501 e o revesti-mento 503.
O início do espaço intermediário 102 começa na borda externa do piso de compar-timento de carga 5. O piso de compartimento de carga é conectado ao revestimento da fuse-lagem de aeronave nas regiões de borda 5 por intermédio de placas de empuxo correspon-dentes (não mostradas na figura 1) ou outros arranjos estruturais. O piso de passageiros 51forma a extremidade superior do espaço intermediário. O piso de passageiros 51 é abertona região entre o painelamento da cabine 8 e o revestimento 503 da aeronave. As placas deempuxo 5 na extremidade do piso de compartimento de carga também apresentam abertu-ras correspondentes (vide o símbolo de referência 10,figura 2). Isso torna possível realizarum fluxo de compensação no caso de descompressão rápida.
A figura 2 mostra uma representação esquemática do espaço intermediário 102 dafigura 1. A barreira contra fogo pode ser disposta em posições diferentes na fuselagem deaeronave e, em particular, no espaço intermediário 102. Por exemplo, é disposta na posição15, onde a placa de empuxo 5 também está situada. Nesse caso, a placa de empuxo 5 fazparte da barreira contra fogo.
A barreira contra fogo também pode ser disposta, por exemplo, na posição 16 quese situa em algum lugar entre o início e o final do espaço intermediário 102.
A barreira contra fogo também pode ser disposta na posição 14 que é situada naregião do piso de passageiros 51 (vide a figura 1).
Se nenhuma barreira contra fogo for fornecida, um efeito denominado chaminé po-de se desenvolver entre o compartimento de carga 501 e a fuselagem de aeronave 503 (vi-de a figura 1), isto é, no espaço intermediário 102, no caso de um incêndio. O motivo desseefeito chaminé pode, por exemplo, se um incêndio que iniciou após acidente com a aerona-ve ou uma aterrissagem de emergência ou outra situação perigosa. Por exemplo, a aerona-ve pode pegar fogo após uma aterrissagem de emergência no solo e subseqüentementequeimar a partir do exterior em direção ao interior (vide o símbolo de referência 11 na figura1) na região inferior ou em outro local devido ao escapamento de querosene que pega fogo.
Um tal incêndio afeta inicialmente a região de porão situada embaixo do comparti-mento de carga porque o escapamento de querosene efetuou um denominado "lago de fo-go" na parte inferior da aeronave. O fogo queima a fuselagem da aeronave em um curtoperíodo de tempo e então entra na região embaixo do piso de compartimento de carga, asaber no denominado porão da aeronave (vide o símbolo de referência 13 na figura 1).
O espaço intermediário descrito 102 permite que o fogo continue a queimar na dire-ção da cabine de passageiros 502. Nesse caso, o espalhamento do fogo é acelerado noespaço intermediário 102 devido ao efeito denominado chaminé. Esse efeito é conhecido apartir da construção de chaminés, em que a diferença em elevação entre a abertura de en-trada e uma abertura de saída resulta em uma diferença de pressão em um canal encerradoque causa aceleração correspondente do ar no canal (ou na região intermediária, respecti-vamente).
Entretanto, esse efeito desejável na construção de chaminés faz com que o espa-lhamento de fogo acelere na direção da cabine de passageiros 502 no cenário "fogo apósacidente" descrito.
A figura 3 mostra uma vista detalhada esquemática de uma barreira contra fogo, deacordo com uma modalidade da presente invenção. A barreira contra fogo 100 compreendeum painel 101 que é resistente à queima e um elemento de piso 104. O painel 101 consiste,por exemplo, em uma estrutura que é construída a partir de fibras de aramida e/ou carbono,entretanto, seria também concebível utilizar estruturas que são construídas a partir de fibrasde vidro. O painel 101 também pode consistir em folhas de titânio ou placas de cerâmica.
O painel 101 é instalado em uma distância definida a partir da placa de pico 104(que consiste, por exemplo, na placa de empuxo 5) de tal modo que resulta em um entrefer-ro 109.
Quantidades de ar necessárias para descompressão rápida e controle de clima po-dem fluir em direção à região embaixo do piso através desse entreferro 109.
O painel 101 é fechado e consiste em um material que é resistente à queima.
A figura 4 mostra uma vista superior esquemática da barreira contra fogo 100, deacordo com a figura 3, na direção X 100. De acordo com a figura 4, o elemento de piso 104(placa de empuxo 5) e a face extrema do painel 101 são separados entre si de tal modo queo entreferro 109 é formado.
A figura 5 mostra uma representação esquemática da barreira contra fogo 100, deacordo com a figura 3, na qual o painel é ilustrado em um modo transparente de modo afornecer uma visão geral melhor. As setas na figura 5 identificam o fluxo de ar através deuma abertura no elemento de piso 104.
De acordo com a figura 5, o fluxo de ar é desviado pelo painel 101 de tal modo queum espalhamento de fogo é grandemente impedido.
O efeito chaminé descrito é evitado no espaço intermediário desse modo. Comomencionado acima, a barreira contra fogo 100 pode ser disposta em posições diferentes noespaço de parede intermediário:
Na região do piso de passageiros (figura 2, símbolo de referência 14).
Na extremidade do piso de compartimento de carga (figura 2, símbolo de referência 15).
Ou em posições situadas entre esses dois locais de instalação (figura 2, símbolo dereferência 16).
Um pré-requisito básico para a função inventiva da barreira contra fogo é uma talconstrução que um fluxo definido através da barreira contra fogo possa ser assegurada nomodo de operação normal da aeronave para assegurar descompressão rápida. Entretanto, oespalhamento do fogo e o efeito chaminé associado devem ser evitados no caso de incên-dio.
Centelhas reduzidas são obtidas com o painel 101 resistente à queima de tal modoque não haja risco do fogo queimar na direção da cabine de passageiros.
A figura 6 mostra uma representação esquemática de uma barreira contra fogo, deacordo com outra modalidade da presente invenção. A barreira contra fogo compreende umpainel 101 que é resistente à queima e apresenta aberturas 105, 205. Um número arbitráriode aberturas pode ser fornecido nesse caso.
As aberturas 105, 205 são dotadas de arranjos de flapes correspondentes 106, 206que são abertos ou pivotados para cima no modo de operação normal da aeronave. O pai-nel 101 resistente à queima é instalado na frente da placa de empuxo 104. Materiais possí-veis para o painel já foram mencionados acima.
As aberturas 105, 205 fornecem uma seção transversal desimpedida suficiente paraassegurar descompressão rápida. Os flapes 106, 206 são ligados ao painel 101, por exem-plo, com o auxílio de um polímero termoplástico e fixos de forma rotativa no painel 101. Secalor for gerado, a montagem termoplástica dos flapes 106, 206 funde de tal modo que osflapes pivotam em torno de seus eixos de rotação correspondentes e vedam as aberturas105, 205.
O movimento de pivotar dos flapes em torno de seus eixo geométricos de rotaçãopode ser realizado, por exemplo, sob a influência de gravidade somente. Entretanto, seriatambém possível fornecer mecanismos de mola correspondentes ou outros mecanismosgiratórios. Naturalmente, os flapes podem ser construídos também em um modo deslizantede tal modo que não tenham de ser girados para vedar as aberturas, porém em vez dissodeslocadas ou simplesmente deixados cair.
A figura 7 mostra outra modalidade de uma barreira contra fogo, de acordo com apresente invenção. Nesse caso, o painel 101 resistente à queima é realizado na forma deum flape que pivota em torno de um eixo geométrico 701. No caso de um incêndio, o flape101 é fechado, por exemplo, devido à fusão de um espaçador 107 que consiste, por exem-pio, em um polímero termoplástico. Alternativamente, a passagem de ar poderia ser tambémvedada pela utilização de uma tira de bimetal ou uma liga de "metal de memória".
Nesse caso, o flape 101 fecha devido ao aquecimento do metal ou outro materialque contrai quando aquecido.
A figura 8 mostra outra modalidade da presente invenção. O painel 101 resistente àqueima apresenta uma pluralidade de passagens de ar na forma de furos 108. Por exemplo,o painel 11 na forma de uma placa perfurada é disposto diretamente na placa de empuxo104. Os furos 108 asseguram uma seção transversal desimpedida suficiente para realizardescompressão rápida.
O lado traseiro do painel 101 é dotado de um revestimento intumescente (não ilus-trado na figura 8) que intumesce ou espuma quando calor é gerado e veda os furos 108 du-rante esse processo de tal modo que nenhuma centelha ou efeito chaminé pode ocorrer.
Isso provê aos bombeiros tempo adicional para combater o incêndio e para resgataros passageiros. A segurança dos passageiros com relação a incêndios na cabine de passa-geiros é adicionalmente melhorada. O padrão de segurança geral da aeronave é, portanto,elevado.
Além disso, deve ser observado que "compreendendo" não exclui nenhum outro e-lemento ou etapa e que "um" ou "uma" não exclui uma pluralidade. Deve ser adicionalmenteobservado que características ou etapas que foram descritas com referência a uma das mo-dalidades discutidas acima também podem ser utilizadas em combinação com outras carac-terísticas ou etapas de outras modalidades discutidas acima. Os símbolos de referência nasreivindicações não devem ser interpretados em um sentido restritivo.

Claims (13)

1. Barreira contra fogo para uma fuselagem de aeronave a fim de evitar queima en-tre um compartimento de carga e uma cabine de passageiros, CARACTERIZADA pelo fatode que a barreira contra fogo compreende:uma passagem de ar para realizar um fluxo de ar definido através da barreira contrafogo no modo de operação normal da aeronave de tal modo que descompressão rápidapossa ser obtida,um painel que é resistente à queima, que é adaptado para servir para bloquear umincêndio através da passagem de ar, e desse modo em um espaço intermediário de parededa fuselagem de aeronave.
2. Barreira contra fogo, de~acordo""Com a reivindicação 1, CARACTERIZADA porcompreender ainda:um elemento de piso que é conectado ao painel resistente à queima;em que a passagem de ar é realizada na forma de um entreferro entre o elementode piso e o painel de tal modo que ar necessário para descompressão rápida ou controle declima flua através da barreira contra fogo.
3. Barreira contra fogo, de acordo com a reivindicação 2,CARACTERIZADA pelo fato de que o elemento de piso é realizado na forma deuma placa de empuxo que é disposta na extremidade de um piso de compartimento de carga.
4. Barreira contra fogo, de acordo com a reivindicação 1,CARACTERIZADA pelo fato de que o painel resistente à queima apresenta umapassagem de ar na forma de uma abertura com uma vedação; eem que a vedação é projetada para vedar a abertura no caso de um incêndio.
5. Barreira contra fogo, de acordo com a reivindicação 4,CARACTERIZADA pelo fato de que a vedação é disposta e fixa no painel com umpolímero termoplástico; eem que o polímero termoplástico funde sob a influência de calor de tal modo que afixação da vedação é liberada e veda a abertura.
6. Barreira contra fogo, de acordo com a reivindicação 4,CARACTERIZADA pelo fato de que a abertura é vedada sob a influência de umaforça de mola.
7. Barreira contra fogo, de acordo com a reivindicação 4,CARACTERIZADA pelo fato de que a abertura é vedada sob a influência de gravidade.
8. Barreira contra fogo, de acordo com a reivindicação 1, CARACTERIZADA porcompreender ainda:um espaçador;em que o painel resistente à queima é realizado na forma de um flape que é fixadoem um estado aberto pelo espaçador de tal modo que a passagem de ar seja aberta; eem que o espaçador é projetado para vedar a passagem de ar através do painel nocaso de um incêndio.
9. Barreira contra fogo, de acordo com a reivindicação 8,CARACTERIZADA pelo fato de que o espaçador compreende um material que éselecionado a partir do grupo que consiste em bimetais, materiais com efeito de memória epolímeros termoplásticos.
10. Barreira contra fogo, de aGordo com a reivindicação 1, CARACTERIZADA porcompreender ainda:um material intumescente para vedar a passagem de ar no caso de incêndio.
11. Barreira contra fogo, de acordo com a reivindicação 10,CARACTERIZADA pelo fato de que o material intumescente é realizado na formade um revestimento do painel; eem que o painel apresenta furos de ar que formam uma passagem de ar.
12. Barreira contra fogo, de acordo com a reivindicação 1,CARACTERIZADA pelo fato de que o painel resistente à queima compreende ummaterial que é selecionado a partir do grupo que consiste em fibras de aramida, fibras decarbono, fibras de vidro, titânio e cerâmica.
13. Aeronave, CARACTERIZADA por compreender uma barreira contra fogo, comodefinida em uma das reivindicações 1 a 12.
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