CN101448698B - 飞行器的气密地板 - Google Patents

Abstract

本发明涉及飞行器的气密地板，所述气密地板具有包括上翼缘(2)、垂直腹板(3)以及下翼缘(4)的梁(1)，下翼缘具有两个倾斜支脚(7，8)，所述两个倾斜支脚被设置在垂直腹板的两侧并具有用于支撑弯曲的气密隔膜(9)的支撑表面(14，15)，所述气密地板的特征在于下翼缘包括连接两个倾斜支脚的连接部件(10)，以使得所述下翼缘具有封闭的截面。此类结构优选地通过复合材料实现。

Description

飞行器的气密地板

本发明涉及飞行器的气密地板。更具体地，本发明涉及气密地板的梁的下翼缘，所述下翼缘用于支撑所述地板的弯曲隔膜。

根据本发明的气密地板的梁用于飞行器的制造，并更具体地用于配有位于中央翼盒正后方的主起落架舱的飞行器舱段。事实上，在飞行器舱段处地板的梁具有特殊的形状，以便一方面允许在上表面支撑机舱地板(在所述机舱地板上安装乘客座椅轨道(梁))，另一方面允许在下表面处确保飞行器的外部与内部之间的密封性。

目前，在包括主起落架舱的飞行器舱段中，气密地板包括一组相对于飞行器的轴线纵向设置并且彼此平行的金属梁。每个梁包括用于支撑座椅轨道的上翼缘和用于支撑弯曲隔膜的下翼缘，所述弯曲隔膜确保机舱地板的密封性。垂直腹板将上翼缘连接到下翼缘。下翼缘配有两个倾斜支脚，所述两个倾斜支脚被设置在垂直腹板的两侧以便形成倒V形，从而允许在朝向上翼缘的表面处提供与弯曲隔膜的曲面相切的支撑表面。

在飞行时，下翼缘的倾斜支脚受到展开应力，所述展开应力是指倾向于使梁变平的力，即迫使倾斜支脚进入垂直腹板的延伸面内的压缩力，以及倾向于使所述支脚彼此分开从而在水平面中伸展的分离力。两个倾斜支脚和垂直腹板之间的连接节点因而是气密地板的梁的特别易损的区域。

目前，在航空领域，力求使用复合材料来制造飞行器制造涉及的全部或部分部件，这尤其是为了减少飞行器的总重。然而，目前不可能考虑实现此类由复合材料制成的气密地板梁，因为已知此类材料对展开应力具有较小的抗力。

在本发明中，力求提供如现有技术中已知的气密地板的梁的替代物，其特别适合使用复合材料。

为此，在本发明中，提出实现配有梁的气密地板，所述梁的下翼缘的用于支撑气密地板的弯曲隔膜的倾斜支撑表面由中间部件加以延伸，以便封闭下翼缘的空间。梁的下翼缘因而形成封闭结构，作用于倾斜支撑表面上的力被圈闭于其中。根据本发明的下翼缘包括至少三个限定封闭空间的部件。下翼缘的形状允许倾斜支撑表面主要在其与中间部件的连接处起作用，使得倾斜支撑表面和垂直腹板之间的连接节点不会断裂。中间部件限制了两个倾斜支撑表面的运动，尤其是分离运动。此种形状因而尤其适合使用复合材料。

因而本发明的目的是飞行器的气密地板，其包括纵向的梁和弯曲的气密隔膜，每个梁包括上翼缘、垂直腹板以及下翼缘，所述下翼缘具有两个倾斜支脚，所述两个倾斜支脚被设置在所述垂直腹板的两侧并具有支撑表面，弯曲的气密隔膜固定在所述支撑表面上，所述气密地板的特征在于所述梁是复合材料的并且所述梁的下翼缘包括连接两个倾斜支脚的连接部件，以使得所述下翼缘具有封闭截面。

根据本发明的梁可优选地通过复合材料实现。

根据按照本发明的梁的具体实施例，连接部件包括水平表面，所述水平表面的两个相对的连接边缘每个都与倾斜支脚的下端连接，以使得所述封闭截面形成三角形。

在另一实施例中，所述连接部件可以包括两个倾斜表面，每个倾斜表面的连接边缘与倾斜支脚的下端连接，所述两个倾斜表面通过它们的与连接边缘相对的汇合边缘彼此连接，以使得所述封闭截面形成菱形。也可通过增加连接部件的倾斜和/或水平的表面的数量来实现下翼缘的封闭截面的其它形状，比如六边形。

优选地，垂直腹板贯穿封闭截面。实际上，垂直腹板在所述腹板和两个倾斜支脚之间的连接节点的延伸面中直到下翼缘的内部空间中的存在允许至少部分地承受下翼缘的支撑表面受到的力。

优选地，所述封闭截面是空心的。当然，可实现封闭截面是实心的下翼缘，但是从梁的总重并进而从配有此类梁的气密地板的总重观点出发，这可能是不利的。此外，使用实心的封闭截面可能使得弯曲隔膜在下翼缘的支撑表面上的固定更加复杂。

在实施根据本发明的梁的具体示例中，可提供设置在封闭截面的内部空间中的加强件。此类加强件尤其可以通过复合材料实现。例如，加强件的外轮廓完全贴合封闭截面的内轮廓。也可使用外轮廓仅部分贴合支撑表面的内轮廓和连接部件的边缘的内轮廓的加强件。一般而言，加强件在垂直腹板和倾斜支脚之间的连接节点处是特别有用的。

优选地，连接部件包括至少一个通向所述封闭截面的内部空间的通孔。此类通孔尤其允许便于弯曲隔膜在下翼缘的支撑表面上的固定。

通过阅读后面的说明书和查对其附图将更好地理解本发明。这里示出的附图仅供参考，而绝非限定本发明。附图所示如下：

-图1：根据本发明的梁的横剖面示意图；

-图2：根据图1的梁的透视示意图；

-图3：根据本发明的用于气密地板的两个梁的组件的仰视图，所述两个梁通过弯曲隔膜彼此连接；

-图4A和4B：根据本发明的下翼缘的另一实施例的剖面示意图；

-图5A和5B：根据本发明的下翼缘的另一实施例的剖面示意图；

-图6A和6B：根据本发明的下翼缘的加强件的两个实施例。

根据本发明的气密地板的梁示于图1中。

梁1配有上翼缘2、垂直腹板3以及下翼缘4。垂直腹板3的上端5连接到上翼缘2，垂直腹板3的下端6连接到下翼缘4。

如图2所示，一般而言，上翼缘2形成水平平坦表面，所述水平平坦表面用于支撑轨道，例如乘客座椅的轨道。

垂直腹板3相对于上翼缘2的平面垂直延伸。

下翼缘4包括两个倾斜支脚7、8，所述两个倾斜支脚被设置在垂直腹板3的两侧，并各自连接到所述垂直腹板3的下端6上。垂直腹板的下端6因此形成垂直腹板3和下翼缘4之间的连接节点。

倾斜支脚7、8的形状与现有技术的下翼缘的支脚的形状相同。因而每个支脚7、8在上表面(即朝向上翼缘2的表面)处具有弯曲的支撑表面14、15，在所述支撑面上来安置气密地板的弯曲隔膜9，根据本发明的梁1属于所述气密地板。

如图3所示，在气密地板中两个相邻的梁1在下翼缘4处通过弯曲隔膜9并在上翼缘2处通过地板板材10彼此连接。

气密地板的弯曲隔膜9受到分离力F1和压缩力F2，所述力传递到弯曲的支撑表面14、15并因而传递到下翼缘4的倾斜支脚7、8。

根据本发明，翼缘4配有连接部件10，所述连接部件10形成平行于上翼缘2延伸的水平表面。连接部件10连接连个倾斜支脚7、8。更准确地，水平表面10的两个彼此相对的连接边缘与倾斜支脚7、8的下端连接，所述下端与连接节点6处的上端相对。连接部件10闭合了下翼缘4的结构(下翼缘在现有技术中张开呈倒V形)。根据本发明的下翼缘4限定了封闭的空间。下翼缘4的横剖面具有三角形的总体形状。

连接部件10和每个倾斜支脚7、8之间的接合区形成圆弧(rayon)11、12，分离力F1和压缩力F2通过圆弧传递从而转回连接部件10。所述圆弧指连接不是形成锐角，而是形成更不易断裂的圆角。因此，根据本发明的梁1在受到力F1、F2时没有在连接节点6处断裂的危险。由于支撑表面14和15连接到水平表面10，连接节点6的运动受到限制。

根据本发明的气密地板的梁20的第二实施例示于图4A和图4B。

鉴于仅改变了梁20的下翼缘22，垂直腹板21仅部分地示出，梁20的其余部分未被示出。

下翼缘22包括两个设置在垂直腹板21两侧的倾斜支脚23、24，所述两个倾斜支脚各自形成气密地板的弯曲隔膜9的支撑表面。下翼缘22还包括形成水平表面的连接部件25。如前述，水平表面25的每个连接边缘连接到倾斜支脚23、24的下端，以使得连接区形成圆弧26、26’，力通过所述圆弧传递。

梁20的垂直腹板21以垂直条28延伸超过连接节点27，所述垂直条28完全贯穿由下翼缘22形成的封闭截面的内部空间29。内部空间29分别被倾斜支脚的支撑表面和水平表面25限定。垂直条28从翼缘22的三角形截面的由连接节点27形成的顶点开始贯穿翼缘22的三角形截面，直到水平表面25。

通过将内部空间29分为两部分，垂直条28允许减小作用于每个倾斜支脚24、26上的力F2。力F2仅部分地由圆弧26、27承受，所述力F2的另一部分在垂直条28处被承受。因此增加了下翼缘22对于梁20可能受到的压缩力的抗力。

根据本发明的梁30的又一实施例示于图5A和5B。

下翼缘32的倾斜支脚34、35之间的连接部件33包括两个平的表面，所述两个表面也是倾斜的，分别是36和37。每个倾斜表面36、37通过连接边缘与具有相反取向的倾斜支脚34、35的下端连接。倾斜表面36、37和倾斜支脚34、35之间的每个接合区形成圆弧38、39，施加到倾斜支脚34、35的弯曲支撑面上的力能够通过所述圆弧传递。两个倾斜表面36、37在相对的边缘处彼此连接，以便形成第二连接节点40。下翼缘32的封闭截面的内部空间42具有菱形的总体形状，所述内部空间由倾斜支脚34、35和两个倾斜表面36、37限定。

在图5A和5B的示例中，梁30的垂直腹板31以垂直条43延伸超过连接节点41。垂直条43贯穿封闭截面32的内部空间42。垂直条43在第一连接节点41处与两个倾斜支脚34、35连接，并在在第二连接节点40处与两个倾斜表面36、37连接。垂直条43能够至少部分地承受施加在倾斜支脚34、35的弯曲支撑表面上的力。

如图3、图4B以及图5B所示，可在连接倾斜支脚7、8、23、24、34、35的连接部件10、25、33上设置一个或几个通孔13。所述孔13允许从连接部件10、25、33进入由下翼缘4、22、32形成的封闭截面的内部空间29、42。因此很容易接近将弯曲隔膜9连接到相应的倾斜支脚的固定装置。此外，通过增加通孔13的数量，减少了形成根据本发明的地板的梁的结构组件的总重。

在由下翼缘22、32形成的封闭截面的内部空间29、42被垂直条28、43分为两部分的情况下，优选地设置两列通孔13，以便具有通向下翼缘22、32的两个内部半空间的通孔13。通孔13优选地规则分布在下翼缘的连接部件上，以便允许容易地接近将弯曲隔膜9固定到下翼缘4、22、32的各固定点。

优选地，在根据本发明的梁通过复合材料实现的情况下，可提供设置在由下翼缘形成的封闭截面的内部空间中的加强件，以便部分地承受倾斜支脚的支撑表面受到的力。

在图6A所示的实施例中，加强件44具有三角形截面。加强件44的外轮廓沿着下翼缘4的三角形封闭截面的内部空间的内轮廓，并准确贴合限定封闭截面的内部空间的支撑表面14、15和水平表面10的内壁。

在水平表面10配有通孔(在图6A中未被示出)的情况下，加强件44优选地配有相似的孔，所述相似的孔用于与水平表面10的通孔吻合，以便允许进入内部空间。

在加强件44是复合材料的情况下，主要使用取向在90°以及+/-45°的纤维，同时最大限度地减少取向在0°的纤维的量，因为在下翼缘4受到压缩力F2和分离力F1时这个取向(即延伸在梁的纵轴线的延伸方向)上的纤维不用于承受力。因此在复合材料的梁的倾斜支脚23、24的纤维之间建立了纤维的连续性，这允许加固两个支脚7、8的连接节点6。

在图6B的示例中，加强件44不完全沿着下翼缘4的三角形的封闭截面的内轮廓。事实上，加强件44由仅贴合倾斜支脚7、8和圆弧11、12的内壁的预型件形成。预型件不具有封闭截面，因为它不覆盖水平表面10的内壁。该解决方案也给出了令人满意的结果，因为主要是连接节点6和圆弧11、12用于承受力。

当然此类加强件44可类似地与图4A和图5A所示的其它实施例一起使用。

在根据本发明的梁1、20、30通过复合材料实现的情况下，其可通过树脂注塑或浸渍以传统方式实现。通过使用可取出的或可溶解的芯材来实现空心的封闭截面。优选使用碳-环氧树脂复合材料(carboneépoxy)，其碳纤维取向在四个方向，即0°、90°以及+/-45°。还可通过使用预浸渍的纤维实现这样的根据本发明的梁。

Claims (10)

1.一种气密地板，所述气密地板用于配有主起落架舱的飞行器舱段，所述气密地板包括纵向的梁(1，20，30)和弯曲的气密隔膜(9)，所述气密隔膜(9)用于保证所述气密地板与外部之间的密封性，每个梁包括上翼缘(2)、垂直腹板(3，21，31)以及下翼缘(4，22，32)，在所述上翼缘(2)上固定有地板板材(10)，所述下翼缘具有两个倾斜支脚(7，8，23，24，34，35)，所述两个倾斜支脚被设置在所述垂直腹板的两侧并具有支撑表面(14，15)，弯曲的气密隔膜(9)固定在所述支撑表面上，所述气密地板的特征在于所述梁是复合材料的并且所述梁的下翼缘包括连接所述两个倾斜支脚的连接部件(10，25，33)，以使得所述下翼缘具有封闭截面。

2.根据权利要求1所述的气密地板，其特征在于所述连接部件包括水平表面(25)，所述水平表面的两个相对的边缘每个都与倾斜支脚的下端连接，以使得所述封闭截面形成三角形。

3.根据权利要求1所述的气密地板，其特征在于所述连接部件包括两个倾斜表面(36，37)，每个倾斜表面的连接边缘与倾斜支脚的下端连接，所述两个倾斜表面通过它们的与连接边缘相对的汇合边缘彼此连接，以使得所述封闭截面形成菱形。

4.根据权利要求1-3之一所述的气密地板，其特征在于所述垂直腹板贯穿所述封闭截面。

5.根据权利要求1-3之一所述的气密地板，其特征在于所述封闭截面是空心的。

6.根据权利要求5所述的气密地板，其特征在于所述下翼缘包括设置在所述封闭截面的内部空间中的加强件(44)。

7.根据权利要求6所述的气密地板，其特征在于所述加强件的外轮廓贴合所述封闭截面的内轮廓。

8.根据权利要求6所述的气密地板，其特征在于所述加强件的外轮廓贴合所述支撑表面的内轮廓和所述连接部件的连接边缘的内轮廓。

9.根据权利要求6所述的气密地板，其特征在于所述加强件是复合材料的。

10.根据权利要求1-3之一所述的气密地板，其特征在于所述连接部件包括至少一个通向所述封闭截面的内部空间的通孔(13)。

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