CN102060099B - 飞机机舱地板结构、系统及方法 - Google Patents

Abstract

本发明的结构、系统和方法提供了一种飞机机身内的支承载荷的飞机地板。支承载荷的飞机地板系统优选设有纵向分开的一系列横向桥和维度方向分开的一系列梁，所述横向桥具有上部双凸边，所述双凸边限定维度方向分开的上部开口，所述梁包括上部凸边和一对分开的悬垂的腹板凸边，所述腹板凸边被接纳在所述横向桥的相应的上部开口中。所述梁的上部凸边和腹板凸边进而可以连接到所述横向桥。

Description

飞机机舱地板结构、系统及方法

发明领域

所公开的结构、系统和方法总的涉及安装在飞机机身内的地板。

背景技术

由于缩小的机舱横截面，公务机和小型商务机通常不在机舱地板下设计货舱。作为替代的是，在这种飞机的机舱地板下的可用空间通常用于容纳飞机系统部件，例如环境(空气调节)管道、液压管道、电线、控制线缆等。通常，用来支撑机舱地板的载荷的结构典型地由轻质片状金属(铝)制成的独立的梁和支撑杆部件来形成。然后，这些独立的结构例如通过铆钉来连接起来，从而制成辅助地板支撑系统。这样，需要存放和组装大量的单独的地板系统部件，其中每个系统部件都具有单独的部件编号，这导致增加了制造时间和重量。

举例来说，已知WO 2007/122096中提供了一种飞机地板系统，该飞机地板系统具有至少一个安装在刚性的飞机结构上的中央导轨、至少两个放置在中央导轨的任一侧的侧向导轨，每个侧向导轨通过竖直的连接杆而被竖直连接到飞机结构上，但连接杆在横向方向上是自由的。地板面板被布置在相邻近的两条中央导轨之间，使得侧向导轨承受的横向应力通过地板面板一直传递到中央导轨。

WO 2006/102090中提出了整体式的飞机地板结构，该飞机地板结构包括上下两层面板和位于两层面板之间的由蜂窝状复合材料形成的结构中心件。

因此，人们非常期望的是飞机机舱地板结构能够以某种方式整合，即：减少与传统的飞机地板系统相关的零件的库存和/或重量。本发明的目的就是为了满足这些需要。

发明内容

概括的说，本说明书公开的结构、系统和方法提供了一种飞机机身内支承载荷的飞机地板。在特别优选的实施例中，支撑载荷的飞机地板系统设有纵向分开的一系列的横向桥和维度方向分开的一系列梁，所述横向桥具有上部双凸边，所述上部双凸边限定出维度方向分开的上部开口，所述梁包括上部凸边和一对分开的悬垂的腹板凸边，所述腹板凸边被接纳在横向桥的相应的上部开口中。梁的上部凸边和腹板凸边进而可以连接到横向桥。

横向桥可包括维度方向分开的Y形支撑件，所述Y形支撑件限定出横向桥的上部开口。根据特定的实施例，Y形支撑件包括上部叉形区域和下部支撑杆区域。下部支撑杆区域可限定出向外且向下发散的侧边缘。此外(或可替代地)，上部叉形区域可限定出向外且向上发散的侧边缘。梁的腹板凸边在其末端可具有向外指向的加强凸边。可另提供角架，以(例如通过螺栓组件、铆钉等)将腹板凸边连接到横向桥上。

根据一些实施例，梁将包括从梁的上部凸边上向外突出的相对的桥固定指状件，用于将梁连接到横向桥中相应的位于下方的一个横向桥上。可优选通过从梁的上部凸边向外突出的地板固定指状件将飞机地板面板进而连接到梁。用来联接飞机座椅和/或其它飞机内部结构/装置的座椅导轨优选被固定到与其纵向轴线重合的梁的上部凸边。

根据特定的实施例，可以提供一对纵向定向的角形侧槛来将横向桥联接到飞机机身。优选地，侧槛具有用于联接到横向桥的相应端的下部联接指状件和适于连接到飞机机身的结构部件的上部联接指状件。

横向桥、纵梁和/或侧槛都优选由纤维强化的复合材料形成。可替代地，这种部件中一个和每个可由轻质金属(例如铝)形成。

通过将桥相对于飞机机身横向地定位且将梁相对于飞机机身纵向地定位，使得梁的腹板凸边被接纳在相应的桥的上部开口中，并且将桥和梁相互联接起来，从而由一系列横向桥和梁形成飞机地板系统。然后，可以将飞机地板面板连接到梁。桥同样可以通过例如上面简单提及的侧槛联接到飞机机身的结构部件。

下面将结合附图参考对示范性的非限制性示例的实施方式的详细描述来更好且更完整地理解这些和其它特征及优点。

附图说明

以下参考附图进一步解释在此所公开主题的示范性的非限制性示例的实施方式，其中：

图1是飞机机身部分的部分横截面X射线视图，该飞机机身部分包括根据在此所公开技术的一个实施例的机舱地板系统；

图2是图1中所示的飞机机舱地板系统的放大透视图；

图3是图2中点划线标识的飞机机舱地板系统的放大透视图；

图4是图2中所示的飞机机舱地板系统的端视图；

图5是沿图3中的线5-5截取的飞机机舱地板系统的放大的横截面视图；

图6是在此所公开的实施例的飞机机舱地板系统中采用的示例性纵梁的俯视平面图；

图7是沿图6中的线7-7截取的纵梁的放大的横截面视图；并且

图8是沿图6中的线8-8截取的纵梁的放大的横截面视图。

具体实施方式

附图1中示出飞机机身部分AF的部分横截面X射线视图，该飞机机身部分AF包括根据在此公开技术的一个实施例的机舱地板系统10。通过示例，图1示出具有座椅支撑件12-1的若干飞机乘员座椅12，所述座椅支撑件12-1联接到纵向座椅导轨14，所述座椅导轨14固定到机舱地板系统。此外，通过示例，图1还示出联接到机舱地板系统10的地板面板16。因此，机舱地板系统支撑乘客座椅12和地板面板16上的重量载荷。

如图2-4中也许更好地示出那样，地板系统10通常包括横向桥20和纵梁30。横向桥20通过角形纵槛构件40联接到飞机机身AF的框架和/或桁架构件(未示出)。横向桥20、纵梁30和纵槛构件40中每一个优选由纤维强化的复合材料形成。此处和权利要求中使用的术语“纤维强化的复合材料”是指那些包括嵌入在聚合物基质(例如环氧树脂)中的强化纤维(例如，如石墨纤维那样的合成纤维)的材料。本领域的技术人员熟知将纤维强化的复合材料形成包括机舱地板系统10中采用的部件在内的有用结构部件的各种技术。例如，机舱地板系统10中采用的部件可以使用传统的树脂传递成型(RTM)和/或真空辅助树脂传递成型(VaRTM)技术来制造。因此，当由纤维强化复合材料来形成时，横向桥20、纵梁30和纵槛构件40中每一个可以由单独的整体(一体)部件形成，这些部件可以利用最少的铆钉定位件而彼此整体连接(从而使降低结构完整性的铆钉通孔最少化)。可替代地，机舱地板系统10的部件可以由传统的轻质材料(例如铝)制造，但是这样不会实现前面描述的纤维强化复合材料的一些有益特性(例如将各个部件提供为整体结构件的能力)。

横向桥20是带凸边的结构件，所述结构件包括一系列(例如所描述实施例中的三个)侧向分开的带凸边的Y形支撑件22，所述支撑件22通过带凸边的水平桥部分23连接起来，水平桥部分23包括适于支撑地板面板16上的载荷的上部双凸边23-1。最优选的是，Y形支撑件22中每一个包括下部支撑杆区域24和上部叉形区域26。如图5中所示，下部支撑柱区域24制造成包括相对的侧边24-1，所述相对的侧边24-1相对于中间纵向竖直平面(相对于飞机机身AF)向外且向下发散。在特别优选的实施例中，相对的侧边24-1的典型的发散角度在约2°到约5°之间，优选的是3°左右。各个的支撑柱区域24具有足够的长度，以连接到与飞机机身AF结构相关的框架和/或桁架构件(未示出)。

上部叉形区域26包括大致U形的边缘26-1，该U形的边缘限定出上部的内部空间，以容纳梁30的侧向分开悬垂且纵向延伸的腹板凸边34a和34b，这些将在下面进一步说明。上部叉形区域26还具有相对的边缘26-2，所述边缘26-2相对于彼此对称地向上且向外发散。在优选的实施例中，发散的边缘26-2之间形成的角度Φ在约50°到约70°之间，更优选的是60°左右。如图5中所示，最优选的是，边缘26-2通过弧形或圆形的过渡表面而连接到相应的一个侧边24-1。

叉形区域26中每一端连接到相应的一个桥部分23。因此，桥部分23和Y形支撑件22提供了适于和纵梁30相互连接并支撑纵梁30的整体结构。

此外，可以从图5中看出，双凸边23-1在上部叉形区域26附近包括一对在侧向上靠近U形边缘26-1的上部延伸部的表面凹陷部28。这些凹陷部28设置成用以在将梁30固定到桥20上时容纳与梁30相关联的上凸边36的厚度尺寸部分。通过这种方式，地板面板16可以定位到连接在一起的横向桥20和纵梁30上，而不会出现任何高低不平。

附图6-8更详细地示出飞机机舱地板系统10采用的具有代表性的纵梁30。如图所示，梁30包括上部凸边32和一对从所述上部凸边悬垂的相对分开的腹板凸边34a、34b，所述上部凸边用作用以支撑安装在所述上部凸边上的地板面板16的载荷的倍增件。座椅导轨14被刚性固定到与其中心纵向轴线重合的上部凸边32。

腹板凸边34a、34b的末端设有加强凸边34-1a、34-1b，二者分别在侧向上相对于彼此延伸。根据横向桥20的布局设计，相对的桥固定指状件对(一些代表性的桥固定指状件由附图标记36标记)在预定的纵向间隔的位置处从梁30的上部凸边32向外侧向地突出，将梁30联接接到相应的一个桥20。此外，还设置有一系列地板固定指状件(一些代表性的地板固定指状件由附图标记38标记)，所述地板固定指状件从梁30的上部凸边32向外侧向地突出，将相应的地板面板16固定到梁30。固定指状件36和38可以预先钻孔，以容纳例如铆钉、螺栓之类的紧固元件。

如上面简要提到的，梁30和横向桥20以如下方式组装：梁30的腹板凸边34a、34b向下延伸到由上部叉形区域26的边缘26-1限定出的Y形支撑件的U形空间中。固定指状件36通过适当的铆钉、螺栓组件和类似的联接装置而连接到相应的位于下方的横向桥20的双凸边23-1。此外，优选设置有角架39，通过类似的装置将腹板凸边34a、34b连接到邻近的相互垂直的Y形支撑件22的结构部分。以类似的方式，与横向桥20相关联的双凸边23-1的侧端可以连接到侧槛40的下部突片42，而侧槛40的上部突片44连接到飞机机身AF的框架和/或桁架(未示出)。以这种方式，地板系统10整体构成为刚性结构单元，这个单元将承受置于该结构单元上的载荷。

尽管本发明结合目前认为是最实用和优选的实施例来描述的，可以理解的是，本发明并不局限于所公开的实施例，恰好相反的是，本发明意图覆盖包括在附属权利要求书的精神和范围内的各种修改和等同布置。

Claims (28)

1.一种支撑载荷的飞机地板系统，包括：

纵向分开的一系列横向桥，其中所述横向桥中的每一个横向桥具有上部双凸边，所述双凸边限定出维度方向分开的上部开口；和

维度方向分开的一系列梁，其中所述梁中的每一个梁包括上部凸边和一对分开的悬垂的腹板凸边，所述腹板凸边被容纳在所述横向桥的相应的上部开口中，其中，

所述梁的所述上部凸边和所述腹板凸边连接到所述横向桥。

2.如权利要求1所述的地板系统，其中所述横向桥包括维度方向分开的Y形支撑件，所述Y形支撑件限定出所述横向桥的所述上部开口。

3.如权利要求2所述的地板系统，其中所述Y形支撑件包括上部叉形区域和下部支撑杆区域。

4.如权利要求3所述的地板系统，其中所述下部支撑杆区域限定出向外且向下发散的侧边缘。

5.如权利要求3所述的地板系统，其中所述上部叉形区域限定出向外且向上发散的侧边缘。

6.如权利要求1所述的地板系统，其中所述梁包括相对的桥固定指状件，用于将所述梁连接到所述横向桥中相应的位于下方的一个横向桥上。

7.如权利要求1所述的地板系统，其进一步包括连接到所述梁的飞机地板面板。

8.如权利要求7所述的地板系统，其中所述梁包括地板固定指状件，用于将所述梁连接到所述飞机地板面板。

9.如权利要求1所述的地板系统，其中所述腹板凸边在其末端具有向外指向的加强凸边。

10.如权利要求1所述的地板系统，进一步包括将所述腹板凸边连接到所述横向桥的角架。

11.如权利要求1所述的地板系统，进一步包括一对纵向定向的角形侧槛，所述角形侧槛具有联接到所述横向桥的相应端的下部联接指状件和适于连接到飞机机身的结构部件的上部联接指状件。

12.如权利要求11所述的地板系统，其中所述横向桥、所述梁和所述侧槛中每一个由纤维强化的复合材料形成。

13.如权利要求1所述的地板系统，其中所述横向桥和所述梁中每一个由纤维强化的复合材料形成。

14.如权利要求1所述的地板系统，其中所述梁包括座椅导轨。

15.一种包括如权利要求1所述的地板系统的飞机。

16.一种用于飞机地板系统的横向桥部件，其包括伸长的整体结构，所述整体结构包括多个维度方向间隔开的Y形支撑件，所述Y形支撑件中的每个Y形支撑件均由桥部分互相连接于彼此，使得所述横向桥部件延伸过其预定长度尺寸，其中所述Y形支撑件中的每一个Y形支撑件限定出上部空间以沿着所述横向桥部件的所述预定长度尺寸提供彼此分开的所述横向桥部件的对应的开口。

17.如权利要求16所述的部件，其中所述Y形支撑件包括上部叉形区域和下部支撑杆区域。

18.如权利要求17所述的部件，其中所述下部支撑杆区域限定出向外且向下发散的侧边缘。

19.如权利要求17所述的部件，其中所述上部叉形区域限定出向外且向上发散的侧边缘。

20.如权利要求16所述的部件，其中所述伸长的整体结构由纤维强化的复合材料形成。

21.一种用于飞机地板系统的梁结构，包括伸长的整体结构，所述整体结构包括上部凸边和从所述上部凸边悬垂的一对间隔开的腹板凸边，其中所述上部凸边具有宽度方向的尺寸并且沿着所述梁结构的长度方向的尺寸包括彼此分开的相对的桥固定指状件对，所述桥固定指状件对中的每个适于将所述梁结构连接到相应的横向桥结构。

22.如权利要求21所述的梁，其中所述腹板凸边在其末端具有向外指向的加强凸边。

23.如权利要求21所述的梁，进一步包括联接到所述上部凸边的座椅导轨。

24.一种形成飞机地板系统的方法，包括：

(a)提供一系列横向桥和梁，所述横向桥在其上部双凸边中具有间隔开的上部开口，并且所述梁具有从其上部凸边悬垂的一对间隔开的腹板凸边；

(b)相对于飞机机身横向地定位所述桥；

(c)相对于所述飞机机身纵向地定位所述梁，使得所述腹板凸边被接纳在所述桥的所述上部开口中相应的一个上部开口中；并且

(d)将所述桥与所述梁相互连接起来。

25.如权利要求24所述的方法，其进一步包括将地板面板连接到所述梁。

26.如权拉要求24所述的方法，其进一步包括将所述桥连接到所述飞机机身的结构部件。

27.如权拉要求26所述的方法，其中将所述桥连接到所述飞机机身包括：提供角形侧槛，和将所述角形侧槛与所述飞机机身的结构件及所述桥相互连接起来。

28.如权利要求24所述的方法，其中步骤(d)包括：提供角架，和固定所述角架，以使所述腹板凸边与相应的附近的桥互相连接起来。