CN101767655B - 黑匣子保护装置 - Google Patents

Abstract

本发明提供了一种黑匣子保护装置，包含框架；连接机构，设于框架的镂空处，端部固定于框架中；气体发生器，穿设于连接机构中；气囊包，其中心部位固定于所述框架内，并穿过框架与连接机构的联接处将所述的框架、气体发生器、连接机构包裹于其气室内；包裹布，将气囊包折叠后包裹于其内，并预设撕裂线；所述的内连接片由中心片和瓣片组成，瓣片包括瓣冠、瓣根和瓣檐。本发明是在给黑匣子从飞机弹出后，提供一个气囊包保护。气囊内部带有多个柔软的天线装置，在气囊包展开时，保证总有一个或多个天线是向上方向的，实现黑匣子与外部之间的可靠通信。

Description

黑匣子保护装置

技术领域

本发明涉及一种精密设备保护装置，特别是一种黑匣子保护装置。

技术背景

飞机上的黑匣子中存放的是电路板、记录带、记忆芯片等精密设备，记录飞机飞行中的各种数据，尤其事故发生当时的飞行参数情况。故要求飞机黑匣子的外壳能够承受高温、高压，以及长时间的溶液浸泡。黑匣子通常安装在飞机尾部最安全的部位，也就是失事时最不易损坏的部位。黑匣子上附有天线，当飞机失事后，通过黑匣子上的天线发射信号，与卫星进行通信，使卫星对黑匣子进行定位。

然而，现在的飞机黑匣子外层结构都只是一个刚性的盒子，内部由多层结构构成、没有其它的保护装置。事故发生时，黑匣子无论是留在机体内或是弹出机体，在很高的加速度冲击下都有非常大的可能会损坏黑匣子以及内部的记录设备。也有可能会在黑匣子落入水中时沉入水底，致使无法启动通信。

发明内容

本发明的目的之一在于提供一种黑匣子保护装置，用以减小黑匣子着陆时所受的冲击，落入水面时减少冲击还不沉入水底；目的之二在于提供一种黑匣子保护装置，用以确保黑匣子着陆或落水后的正常通信。

为了达到上述发明的目的，本发明的黑匣子保护装置包含：框架，为立方体结构，具有一内部空间用以容置黑匣子，立方体表面为镂空；连接机构，设于框架的镂空处，端部固定于框架中；气体发生器，穿设于连接机构中，在外部信号引爆下释放大量惰性气体对气囊包进行快速充气；气囊包，其中心部位固定于所述框架内，并穿过框架与连接机构的连接处将所述的气体发生器、连接机构包裹于其气室内；包裹布，将气囊包折叠后包裹于其内，并预设撕裂线，当气囊包充气时撕开，以释放气囊包。

在汽车领域有安全气囊技术，但其保护的是气囊外的人体，本发明是保护气囊内的黑匣子，将汽车领域的安全气囊应用到航空领域的黑匣子，其由于保护对象的位置不同，需要克服很多的技术上的困难，比如以什么形式固定气囊并保证受撞击时气囊各受力均匀。并且，黑匣子在设置该保护装置后不但具有减少黑匣子受力的技术效果，即当黑匣子落入陆地受到一定的碰撞力前气体发生器将引爆，使气囊迅速充气撕裂包裹布，迅速膨胀呈球状，参与碰撞能量吸收，使黑匣子受力大大减小而不至于损坏；而如果不慎落入水面，则不但将起到前者减少黑匣子受力的作用，其充满气体的气囊还使整个装置浮于水面，而不必费力打捞，其技术效果产生了“质”的变化，具有了新的性能，因此其起到了意料不到的技术效果。

根据本发明的构想，进一步优选的方案为，所述的气囊包由六个气室组成，所述气室由内连接片和外连接片缝接而成。

该设计与一般六面体的黑匣子相适应，并且内连接片将气囊分隔成多个气室，外连接片将覆盖整个球表面，内、外连接片共同构成球面内的若干气室，使黑匣子各面受力更趋向均匀。

根据本发明的构想，进一步优选的方案为，所述的内连接片由中心片和瓣片连为一体，瓣片包括瓣冠、瓣根和瓣檐。

该设计的多片中心片可构成一空间容纳黑匣子，该瓣片可与相邻的瓣片缝制而形成气室；该瓣冠可与外连接片缝制形成封闭的气室；该中心片和瓣根均可以用于固定在框架和连接机构之间的连接处。

根据本发明的构想，进一步优选的方案为，所述的内连接片有第一内连接片和第二内连接片，所述的第一内连接片包括一个中心片和四个瓣片，所述的第二内连接片包括中心片和两个瓣片；所述的中心片为四边形，中心片与瓣片之间预设折叠线，所述瓣冠比瓣根宽。该设计中第二连接片比第一连接片少两个瓣片，这样的设计可以节省材料，预设的折叠线可用于缝制中心片提供指引。

根据本发明的构想，进一步优选的方案为，有6片内连接片组成六面体结构，沿着中心片的边缘缝接成一空间，黑匣子置于该空间内；所述的内连接片穿过框架与连接机构的连接处，在框架外由相邻的三个内连接片的瓣檐之间缝接，瓣冠与外连接片边缘缝接，以形成一球体。

该设计的六面内连接片的中心片形成的容纳室不但给黑匣子提供放置空间，还通过与中心片为连一体的瓣根穿过框架与连接机构连接处而使整体气囊固定在框架内。

根据本发明的构想，进一步优选的方案为，所述的瓣片具有排气减压孔。

这样的设计使各气囊中气体量不均时可以互相流通，而使整个气囊受力更均匀，达到更好的减少黑匣子损伤之作用。

根据本发明的构想，进一步优选的方案为，并在该瓣檐缝接处预设间隙通道，引爆线置于其内。

根据本发明的构想，进一步优选的方案为，并在该瓣檐缝接处将柔软的通信天线缝于其中。

在每个瓣檐处均缝通信天线，这样就有多条天线均匀地分布在球体中，球体打开后总有天线是向上的，以确保外界通过该通信信号找到黑匣子，解决了长期以来黑匣子难以寻找的技术问题。

根据本发明的构想，进一步优选的方案为，所述的立方体为六面长方体结构；所述的连接机构为呈条形交叉的连接板。

由于黑匣子外部有缓冲作用的气囊包，因而能够避免黑匣子与相对碰撞物直接硬碰硬；且多个气室之间有减压排气孔，保持各气室之间的畅通，使碰撞发生时，整体气囊包都能够参与碰撞的吸收，有利于减轻黑匣子受到的冲击加速度，也降低了气囊布单位面积所承受的压力。对本装置的模拟实验数据表明，当初始碰撞速度为30m/s、气囊包展开直径为0.5米，可以有效吸收碰撞能量，使黑匣子不受到损伤。

由于整体气囊与外界为密封结构，即使黑匣子落在水面上，气囊包内密封的气体也能够提供足够的浮力，使黑匣子能够浮于水面上。

气囊展开后均布于气囊包内部的多条天线，可以使黑匣子无论以何种状态落地，都能够始终有至少一个天线方向向上，发射无线电信号，与卫星进行通讯。

附图说明

图1：充气前本发明的等轴侧视图；

图2a：充气前本发明的剖视图；

图2b：充气前本发明的剖视图之局部放大图；

图3：充气后本发明的等轴侧视图；

图4：充气后本发明的剖视图；

图5a：本发明气囊包第一内连接片；

图5b：本发明气囊包第二内连接片；

图5c：本发明气囊包外连接片；

图6：本发明气囊包连接片之间的缝纫形式。

本发明黑匣子保护装置附图中主要附图标记说明：

2-黑匣子

3-框架

4-连接机构

5-起爆线

6-包裹布

7-撕裂线

8-通信天线

9-气囊包

10-气体发生器

11-内连接片

111-中心片

112-瓣根

113-瓣檐

114-瓣冠

12-外连接片

13-缝纫线

130-瓣片

14-排气减压孔

15-间隙通道

具体实施方式

下面结合附图对本发明黑匣子保护装置作进一步详细说明。

如图1、图2a、图2b所示为保护装置充气前的状态，包括一立方体结构框架3，立方体表面为镂空，在由框架3构成空间内部用以放置黑匣子2。在框架3的各个侧面的镂空处，设置了条形交叉的连接机构4，其端部固定于框架3中。在连接机构4的十字结合部设有气体发生器10。气囊包9，其中心部位固定于框架3内，并穿过框架3与连接机构4的连接处将气体发生器10、连接机构4包裹于其气室内。气囊包9折叠后在其外侧预设有包裹布6，在包裹布6外侧设撕裂线7。

上述设计一方面使框架在具有一定的结构强度的同时，可以使黑匣子可以方便的放置并固定于框架中；同时又给气体发生装置、气囊包等结构提供了一个合理的连接基座，给通讯天线提供连接黑匣子和外表面的通道。

如图5a、图5b所示，气囊包9由六个气室组成，所述气室由内连接片11和外连接片12缝接而成，内连接片11由中心片111和瓣片130组成，瓣片包括瓣根112、瓣檐113和瓣冠114。内连接片11包括图5a所示的第一内连接片和图5b所示的第二内连接片，第一内连接片包括一个中心片111和四个瓣片130；第二内连接片包括一个中心片111和两个瓣片130。中心片111为四边形，中心片111与瓣片130之间预设折叠线，瓣冠114比瓣根112宽。

缝制成六个气室至少有两种方案：方案一由2个第一内连接片和4个第二连接片缝制；方案二由6个第一内连接片缝制而成。

如图2a、图2b所示，由6片内连接片中心片111组成六面体结构，在图2a中可看到4片中心片111，中心片111(图2b可视)的边缘组成一空间，黑匣子2置于该空间内；内连接片11穿过框架3与连接机构4的连接处，在框架3外各相邻的三个连接片的瓣檐113之间缝接，瓣冠114与外连接片12边缘缝接，从而构成6个气室，各个气室之间不要求密封，气室与黑匣子的容室之间也不要求密封，而仅仅要求气囊内与气囊外之间密封。

如图3所示，瓣片130设有排气减压孔14；并在瓣檐113缝接处预设间隙通道15，引爆线5置于其内；并在瓣檐113缝接处将柔软的通信天线8缝于其中。

黑匣子2一般装在飞机的一个狭小空间中，当飞机发生事故时，控制系统(不包含在本方案中)给本装置启动信号，并将本装置从飞机中弹出。在弹出后、起爆线5接受来自于外部控制系统的控制信号，同时或分级引爆多个气体发生器10，气体发生器10释放大量惰性气体，对气囊包9进行快速充气，因此在正常情况下该装置落地前气囊已经充气完毕。气囊包9膨胀时如图3和图4所示，将包裹布6沿预设的薄弱部份撕裂线7撕开，气囊包9充满气体后展开成一个球体，气囊包9展开后，在气体的膨胀作用下，各内连接片11沿中心到外表面作最大方式的展开，使缝纫在其边缘的通信天线也随之展开。

内连接片11采用高强度纤维材料(一般要求撕裂强度需大于10Mpa)织成，外连接片12具有良好的阻燃性能，根据气体的不可压缩特性，气体发生器10充气后，最终将密封包充气形成为一个圆球形。

如图6所示，布片表面涂有一定厚度的密封胶(如硅酮橡胶)，各连接部份的缝纫结合处，采用高强度的缝纫线13多线链式缝纫，并在封线处同样涂以密封胶(如硅酮橡胶)。高强度纤维材料使得本装置落地、受到高加速度冲击时免于破碎，遍布气囊包9各部份的密封胶使得气囊包9得以保持较长时间的充气时间。

结合图1及图3所示，相临隔室之间的连接片上留有一个或多个排气减压孔14。使各气室之间相互贯通，保持球体内压力均匀。气囊包9内密封的惰性气体产生的浮力，使黑匣子2可以浮于水面上，并始终保持有向上方向的通信天线保证通信。

以上已对本发明的较佳实施例进行了具体说明，但本发明并不限于所述实施例，熟悉本领域的技术人员在不违背本发明创造精神的前提下还可作出种种的等同的变型或替换，这些等同的变型或替换均包含在本申请权利要求所限定的范围内。

Claims (9)

1.黑匣子保护装置，包含：

框架，为立方体结构，具有一内部空间用以容置黑匣子，立方体表面为镂空；

连接机构，设于框架的镂空处，端部固定于框架中；

气体发生器，穿设于连接机构中，在外部信号引爆下释放大量惰性气体对气囊包进行快速充气；

气囊包，其中心部位固定于所述框架内，并穿过框架与连接机构的连接处将所述的气体发生器、连接机构包裹于其气室内；

包裹布，将气囊包折叠后包裹于其内，并预设撕裂线，当气囊包充气时撕开，以释放气囊包。

2.根据权利要求1所述的黑匣子保护装置，其特征在于，所述的气囊包由六个气室组成，所述气室由内连接片和外连接片缝接而成。

3.根据权利要求2所述的黑匣子保护装置，其特征在于，所述的内连接片由中心片和瓣片连为一体，所述瓣片包括瓣冠、瓣根和瓣檐。

4.根据权利要求2所述的黑匣子保护装置，其特征在于，所述的内连接片有第一内连接片和第二内连接片，所述的第一内连接片包括一个中心片和四个瓣片，所述的第二内连接片包括中心片和两个瓣片；所述的中心片为四边形，中心片与瓣片之间预设折叠线，所述瓣冠比瓣根宽。

5.根据权利要求3所述的黑匣子保护装置，其特征在于，由6片内连接片中心部分组成六面体结构，沿着中心片的边缘缝接成一空间，黑匣子置于该空间内；所述的内连接片穿过框架与连接机构的连接处，在框架外由相邻的三个内连接片的瓣檐之间缝接，瓣冠与外连接片边缘缝接，以形成一球体。

6.根据权利要求3所述的黑匣子保护装置，其特征在于，所述的瓣片具有减压排气孔。

7.根据权利要求3所述的黑匣子保护装置，其特征在于，在瓣檐缝接处预设间隙通道，引爆线置于其内。

8.根据权利要求3所述的黑匣子保护装置，其特征在于，在瓣檐缝接处将柔软的通信天线缝于其中。

9.根据权利要求1所述的黑匣子保护装置，其特征在于，所述的立方体替换为六面长方体结构；所述的连接机构为呈条形交叉的连接板。

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