CN101663196A - 航空器或航天器的机身和相应的航空器或航天器 - Google Patents

航空器或航天器的机身和相应的航空器或航天器 Download PDF

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Abstract

本发明涉及一种航空器或航天器的机身(1)。机身(1)包括至少一个壳体元件(2)和一个绝缘元件(5)。绝缘元件(5)构造为被动的水密绝缘元件，且能够以完全气密和水密的方式安装到所述至少一个壳体元件(2)的内侧(9)上。本发明还涉及一种相应的航空器或航天器。

Description

航空器或航天器的机身和相应的航空器或航天器
技术领域
本发明涉及一种航空器或航天器的机身且涉及一种相应的航空器或航天器。
背景技术
这样的机身由几个构件组装而成。航空器(例如飞机)在运行期间不但承受相当大的负载循环和负载，而且承受相当大的温度差。在一定的巡航高度，机身外侧的外部温度会是大约-55℃，而机舱部分中的内部温度为大约+20℃。因此，在传统飞机机身的内侧设有热绝缘，所述热绝缘也构成声绝缘。
机身可以设有一个或几个壳体，尤其是设有两个壳体。
图3示出了单壳体机身1的局部截面图，其中采用本申请人已知的技术，具有壳体元件2，壳体元件2在其内侧9包括加强部17(例如所谓的桁条)。绝缘体20的传统构造包括在壳体元件2的内侧9与机舱的内导流板10之间的绝缘层，这些绝缘层典型地由玻璃绒制成且集成到衬19(例如塑料箔)中。导流板10例如安装到舱壁15上且例如由纤维玻璃复合材料制成。它也可以包括侧面板18。这样的组装实现了内部空间22相对于机身1外侧的外部空间21的热绝缘和声绝缘的功能。
然而，这种装置的直观的缺点是绝缘的附加重量、其空间要求、和所需的组装工作。进而，冷凝水的聚集可导致增加的重量和导致这种组件中的潜在的腐蚀，这使得相应的维护要求成为必要。其缺点是需要通过干燥和/或替换绝缘体20来消除水分的聚集。
因此，提出了例如在DE 101 54 063中所描述的概念，DE 101 54 063中提出了双壳体结构的机身。由此图4示出了根据现有技术的双壳体机身的局部截面图，例如该双壳体机身由纤维增强材料制成。
机身1的壳体元件2包括外壳体3和内壳体4，外壳体3和内壳体4彼此相距一距离设置，从而形成芯腔7。芯腔7设有芯结构8，芯结构8例如包括折叠蜂巢结构，该折叠蜂巢结构由玻璃纤维增强塑料、碳纤维增强塑料或类似材料制成，传递力和扭矩，并且稳定机身结构。同时，芯结构8提供热绝缘和声绝缘并且通过其紧凑性增大了机舱的内部腔室。芯腔7可以通风，由箭头所示的进气流12和出气流13示出，这使得能够根据芯腔7内的冷凝进行所谓的湿度管理。内壳体4的内侧9面向内腔22，在内侧9上设有导流板10(例如装饰箔)。
由此，其缺点在于需要设法提供另一个附加的绝缘，因为没有该绝缘的话无法实现可控的内壁温度例如+20℃。
发明内容
基于这些事实，本发明的目的在于提出一种不具有上述缺点的机身和相应的航空器或航天器。
根据本发明，这个目的通过具有权利要求1所述特征的机身、或通过具有权利要求9所述特征的航空器或航天器来实现。
因此，提供一种航空器或航天器的机身，所述机身具有至少一个壳体元件和绝缘元件，其特征在于，所述绝缘元件被设置为被动水密绝缘元件，且能够以完全气密和水密的方式应用到所述至少一个壳体元件内部。
由此本发明具有这样的优点：与现有技术相比绝缘需要更少的安装空间。进而，与现有技术相比重量也降低了。由于完全气密和水密的应用，例如胶接，在绝缘元件和壳体元件之间不存在中间腔室，据此，一方面热绝缘得到改善，另一方面，不存在水分聚集和腐蚀。
由于绝缘元件能够设置为水密的，且在一个优选实施例中还能够设置为空气密封或气体密封的，因此具有附加的优点：在绝缘材料内没有水分聚集且没有潜在腐蚀的可能性。绝缘元件例如可以是具有闭孔的绝缘材料。因此，由于不存在冷凝物重量，航空器的重量降低。
上述绝缘元件还形成声绝缘。当所述材料以合适的方式选取时，能够确保改善的FST特性(Fire Smoke Toxicity properties，火灾烟气毒性特性)。
将VIP(Vacuum Insulation Panel，真空绝缘面板)技术用于绝缘元件可提供特别的优点，因为上述全部的优点都能够实现。
本发明的有利的实施例和改进示于从属权利要求中。
所述绝缘元件可被构造为水的露点位于绝缘材料内，从而避免了机舱内的水的冷凝。这样的露点优化的绝缘是有利的，特别对于双壳体机身结构是有利的，因为双壳体机身已经承担了大部分的绝缘效果，仅需要一小部分的二级绝缘。
在多壳体机身中，例如具有外壳体元件和至少一个内壳体元件的机身中，芯腔可以通过该多个壳体形成且可被气流加热而用于主动绝缘。从而便于使用小尺寸的绝缘元件并由此创建出更大的机舱空间。由此重量也降低了。
具有这样的绝缘的双壳体机身的另一优点是更大的舱壁距离和没有桁条的构造，从而例如多个单绝缘元件形式的绝缘元件能够直接以气密和水密的方式、比在传统的具有舱壁和桁条的机身(参考图3)中更加容易地胶接到机身结构上。
为了绝缘厚度的进一步降低或热绝缘的改善，可以将导流板与绝缘元件间隔一距离设置，其中形成了中间空间，该中间空间可被附加气流加热而用于主动绝缘。
相应地，提供一种构造为具有上述机身的航空器或航天器。
附图说明
下面参考附图的示意图中示出的实施例更详细地描述本发明，附图中：
图1为根据本发明第一实施例的机身的局部截面视图；
图2为根据本发明第二实施例的机身的局部截面视图；
图3是根据现有技术的单壳体机身的局部截面视图；以及
图4是根据现有技术的双壳体机身的局部截面视图；
在所有附图中，相同的或功能相同的元件用相同的标号表示，除非另有说明。
具体实施方式
图3和图4所示的现有技术上面已经描述。
图1示出了根据本发明第一实施例的多壳体结构的机身1的局部截面视图。
在本实施例中机身1的多壳体结构构造为具有双壁壳体元件2。外壳体3设置为一侧(未示出)朝向航空器的外部空间21。其相对侧设置为与内壳体4的一侧相距一距离，其中形成芯腔7，芯组件8设置在芯腔7内。芯组件8以形状配合的方式将外壳体3与内壳体4相连，且包括用于朝向航空器的内部空间(例如机舱22)的热绝缘和声音绝缘的绝缘特性。
壳体元件2的内壳体9(在此示例中是内壳体4的内侧9)设有绝缘元件5，绝缘元件5完全气密和水密地胶接到内壳体9上。绝缘元件5包括绝缘结构材料6。例如，绝缘结构材料6可以是闭孔绝缘材料或真空绝缘面板(VIP)。
由此，绝缘元件5在此示例性实施例中形成被动绝缘。
除了这样的被动绝缘，在此示例中主动绝缘也是可能的，下面将会详细描述。
导流板10设置在绝缘元件5朝向内部空间22的前面。在此实施例中所述导流板与绝缘元件5一起形成中间空间11。
芯腔7被构造为其可由空气流或气体流通风和流动。箭头12和13以示例的方式表示进气流和出气流。气流以未示出的方式被加热，并将其能量传给芯腔7，形成主动绝缘。在这种情况下，绝缘元件5的厚度能够减小，内腔22被扩大，这导致重量减轻。
此外，本领域技术人员能够意识到气流也便于流过中间腔11。由此，导流板10也可具有绝缘效果，从而能够有利地获得厚度减小的绝缘元件5和导流板10。
在具有纤维增强机身结构的多壳体机身1中，例如象在根据图1所示的双壳体机身1中，使用绝缘元件5是特别有利的。在图2所示的实施例中尤其是这样，其中机身结构不包括桁条，且在舱壁15之间存在大的舱壁距离16。
壳体元件2这里示出为具有其外壳体，其中绝缘元件5设置在舱壁间隙14中。如上所述，绝缘元件5气密和水密地胶接到壳体元件2的内侧9上。舱壁15仅仅以原理方式示出。
绝缘元件5也可有利地用于一个壳体的机身。本领域技术人员能够意识到绝缘元件5可包括几个单元件(未示出)。
本发明并不限于上述实施例。
绝缘元件5优选以露点优化方式构造。这意味着水的露点或用于此露点的条件仅在绝缘元件5内发生而不在内腔22内发生。由此能够避免机舱内的水冷凝。
标号
1、机身
2、壳体元件
3、外壳体
4、内壳体
5、绝缘元件
6、结构材料
7、芯腔
8、芯组件
9、内侧
10、导流板
11、中间空间
12、进气流
13、出气流
14、舱壁间隙
15、舱壁
16、舱壁距离
17、桁条
18、侧面板
19、衬
20、绝缘体
21、外部空间
22、内部空间

Claims (11)

1、一种用于航空器或航天器的机身(1)，包括至少一个壳体元件(2)和一个绝缘元件(5)，其中所述绝缘元件(5)构造为被动的水密绝缘元件，且能够以完全气密和水密的方式安装到所述至少一个壳体元件(2)的内侧(9)上。
2、根据权利要求1所述的机身(1)，其中所述绝缘元件(5)构造为水的露点位于绝缘元件(5)内。
3、根据权利要求1或2所述的机身(1)，其中所述绝缘元件(5)构造为空气密封的、或气体密封的和/或水密的。
4、根据前述权利要求中至少一项所述的机身(1)，其中所述绝缘元件(5)是闭孔绝缘材料。
5、根据前述权利要求中至少一项所述的机身(1)，其中所述绝缘元件(5)利用VIP(真空绝缘面板)技术制造。
6、根据前述权利要求中至少一项所述的机身(1)，其中所述绝缘元件(5)由多个单元件构成。
7、根据前述权利要求中的一项所述的机身(1)，其中所述壳体元件(2)构造为具有多个壳体且包括外壳体元件(3)和内壳体元件(4)，内壳体元件(4)包括内侧(9)，外壳体元件(3)和内壳体元件(4)限定了芯腔(7)，其中所述芯腔(7)可被气流(12，13)加热而用于主动绝缘。
8、根据前述权利要求中至少一项所述的机身(1)，其中与所述绝缘元件(5)相距一个距离设置有一导流板(10)，用于形成中间空间(11)，所述中间空间(11)可被附加的气流加热而用于主动绝缘。
9、根据权利要求8所述的机身(1)，其中所述导流板(10)包括热绝缘和声绝缘特性。
10、根据前述权利要求中的一项所述的机身(1)，其中所述绝缘元件(5)包括具有有利的FST(火灾烟气有毒)特性的材料。
11、一种具有机身(1)的航空器或航天器，所述机身(1)是根据前述权利要求中至少一项构造的。
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