CN106573679A - 具体用于飞机座椅的具有混合型结构的管 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种混合管(22)，具体是用于飞机座椅结构S的混合管，所述结构包括旨在接收混合管(22)的肋条(10)，所述混合管(22)包括整体式碳管(24)和至少一个套筒(26)，该套筒由延展性材料制成并且通过粘合、收缩配合或包覆成型连接至碳管。

Description

具体用于飞机座椅的具有混合型结构的管

本发明涉及一种具有混合型结构的管，具体地是可用于飞机座椅结构的实现的管。

在航空学中，制造商和操作者都在不断地寻求减少飞机的空载，以便减少移动该空载时的燃料消耗。

燃料是飞机盈利能力中极其重要的一项，并且燃料消耗的任何减少会转化为节省。

另一方面，在重量上不应该节省的一个项目是乘客安全，特别是在事故的情况下。

另外，必要的是保持或甚至提高所述乘客的舒适度。

考虑到使用这种运输方式的人会以坐姿姿势花费大部分的飞行时间和在地面上的等待时间，所以座椅代表了飞机设计中的重要元素。

座椅由用于直接容纳使用者的部分的就座表面和靠背表面组成，并且该座椅/靠背组件接收于支撑结构S中，该支撑结构本身连接到飞机的地板。

尽管座椅/靠背组件可以由具有复合材料的壳体(诸如，这样的壳体不是具有所述壳体的支撑结构S的情况)的舒适材料(例如泡沫)制成。事实上，结构S提供了地板与座椅或多个座椅之间的连接面。

由于地板是耐用的，因此必要的是调整支撑件的抵抗性以满足当前航空标准所定义的需要。

此外，为了避免任何事故，在这些指定标准内的冲击的情况下，结构S的完整性必须保持。

目前用于满足这些不同要求和条件的座椅由特定等级的铝合金制成。

如现有技术图中所示的结构S包括加强结构10、连接翼梁12和用于固定到所述飞机的地板的支脚14。

这些加强结构10通常具有L形状，从而在L的水平分支上接收座椅的就座表面16，以及在所述L的竖直部分上接收座椅的靠背18，座椅和靠背由虚线表示。

这些加强结构10同样接收未示出的与座椅相关联的扶手。

因为不是所有的加强结构都必须包含支脚，所以连接翼梁12布置成彼此平行地机械连接这些加强结构10并且支撑它们。

翼梁通常是整体式的圆形截面的管，通过在所述加强结构中产生的开放套接口20安装。

目前这些管由特定的整体式铝合金制成。

这种合金提供了一个主要优点，即其可塑性。在冲击下，管会变形，而不破坏。管不会产生自由碎片，不会在一端断开，并且不可能在事故发生时引起乘客受伤的额外风险。

一种解决方案在于用碳管替换铝管，从而降低结构S的最终重量。

人们发现全碳整体管具有非常高的强度，但是在应力作用下，破裂是完全的，并且可能产生自由碎片。

本发明提出了一种结构管S，特别用于航空座椅的结构管S，其包括能够克服刚才提到的问题并且减少所述结构S的重量的装置。

根据本发明的混合管设计来具体用于飞机座椅结构S，所述结构包括适于接收所述混合管的加强结构，该混合管包括整体式碳管和延展性材料的至少一个套筒，该套筒通过粘合或收缩配合添加至或固定到所述碳管。通过粘合或收缩配合将碳管与延展性材料的套筒整合能够使碳管的破坏期间套筒的塑性变形在事故期间与加强结构成直角，并由此保证座椅结构S的连续性。有利地是，碳管是通过拉挤成型生产的管。这使得具有很高尺寸精度的管成为可能。

有利地是，套筒包括两个边缘端部倒角。这使得减小套筒和碳管之间的接合处的应力成为可能。

根据第一变型，因为金属在应力下具有比碳管更好的横向变形能力，所以套筒是金属材料的。

根据具体布置，套筒的金属材料是铝合金。这使得限制座椅的重量成为可能。

根据第二变型，套筒由热塑性材料制成，通过粘合、收缩配合或包覆成型添加至和固定到所述碳管。热塑性材料在应力下具有基本上比碳管更大的横向变形能力。

根据具体布置，套筒设置在碳管的外侧上。因此它包围着碳管。

根据另一种布置，套筒设置在碳管的内部上。在管的内侧上的布置能够支撑管。内套筒和外套筒的结合进一步提高了单元的强度。

本发明还涉及一种飞机座椅结构S，其包括至少两个增强结构，每个增强结构包括至少两个套接口和具有至少一个前述特征的至少两个混合管，所述混合管穿过所述套接口，管是整体式的，并且套筒设置为与套接口成直角。

现在关于在各个图片中表示的附图，根据具体的非限制性的实施方式，将详细地描述根据本发明的管：

-现有技术图：现有技术的结构S的视图，

-图1：根据本发明的混合管的视图，其中在套筒的中间部分具有局部剖视图，

-图2：与利用现有技术的管获得的曲线和利用混合管获得的曲线相比，利用根据本发明的管的比较测试曲线的视图。

-图3：装备有根据本发明的混合管的结构S的视图。

-图4：根据第一实施方式的穿过套筒的管的横截面，

-图5：根据第二实施方式的穿过套筒的管的横截面，

-图6：根据第三实施方式的穿过套管的管的横截面。

在图1中，根据本发明的混合管22包括碳管24和至少一个套筒26；在图1至图4中，该套筒是外部套筒。

碳管24是优选地并且作为最佳实施方式通过拉挤成型获得的，以便利用该制造过程的优点。

事实上，拉挤管具有很好的尺寸精度和完美的直线度。

此外，纤维可以相对于所需数量的单向45°，60°的适当牵引方向利用所需直径和所需类型的纤维设置一角度。

这些纤维可以选自高强度碳，以便实现250GPa至300GPa的杨氏模量、高达6000MPa的拉伸强度的高性能。

另外，拉挤成型使得连续生产和高精度地切割管的长度成为可能。

所使用的每个管24是碳和整体式的。

每个套筒26由例如热塑性材料或金属材料的延展性材料制成，在当前情况下，材料是当前使用的并且按照(per)航空标准的铝合金。

套筒26设置成与每个加强结构10的套接口20成直角。

套筒26通过装配添加(added on)并且同轴地安装在碳管24上。

除了配合间隙之外，套筒26具有加强结构10的套接口20的直径。

除了安装间隙，碳管24具有等于套筒26的内径的外径。

每个套筒有利地设置有适于注入粘合胶30的开口28，如下文将解释的，或者设置有适于施加压力的开口28，以便促进碳管与所述套筒之间的流动。

每个套筒通过粘合添加并固定至碳管。例如，整合(integration)的另一种手段也可以是收缩配合。

通过任何手段，无论是注射和/或真空抽吸，粘合胶被引入至套筒/碳管交界面处。人们应该确保粘合胶在均匀厚度的层中完美分布。适用于这种类型的组件的一种粘合胶是环氧型胶。

这样形成并经受应力测试的混合管22利用套筒的塑性机械变形和碳管24的断裂的作用显示出优异的机械强度，其与套管的每个端部成直角，同时应力与所述套筒的边缘成直角地累积。

为了弥补这个缺点，本发明提出通过在端部处形成边缘倒角32-1，32-2来使每个套筒26的端部变薄。该倒角在远端处形成。

优选地，斜率是平缓的，角度为3°的数量级。

在图2的曲线中，在曲线C1中示出的是铝合金的连接管的变形ε，其受到载荷F，即施加在所述套筒的中间平面并且垂直于该中心平面的力。

人们注意到令人满意的塑性变形，没有完全破裂。

在曲线C2中，示出的是根据本发明的混合连接管的变形。人们注意到，利用在之前相同的管中实现的套筒，最大强度得到了提高，由此利用相同的铝合金，但是与整体式拉挤成型的碳管结合，最大强度得到了提高。

注意到的是，由于套筒的存在，变形同样是塑性的。

另一方面，检查显示了在套筒的中间部分中碳管的破裂，即，所产生的拉挤碳管碎片不会从套筒上脱离，这防止了乘客由于这种破裂而受到管片的任何伤害。

因此，由于该连接管的破裂，但是由于套筒的变形而具有的塑性变形，所以这使得从乘客在座椅上经受的冲击能量的强吸收受益是可能的。

一旦复合(composite)管的断裂已经发生，复合管在断裂的任何一侧上的碎片仍然通过粘合胶完美地连接到套筒，并且由于金属套筒保持为一体，因此端部不分离。

根据本发明的管使得可以利用通过碳管替换铝合金管的一部分或者以数量级15％至20％的幅度(增益，gain)实现的重量差成为可能。

此外，人们发现根据本发明的混合管的强度大大增加了并且超过了所需要的强度。因此，保持当前标准所要求的整个安全性，同时进一步减小套筒和碳管的厚度以符合该标准是可能的。

这表示了重量节省的第二个来源。

这种重量节省决不是安全损失，而是对于相同的安全性，它允许主要的重量增加，从而允许有利于乘客并且有利于环境的燃料消耗节省。

因此，目标是得到根据本发明的混合管，其轮廓为曲线C3的轮廓。

在图3中，装备有根据本发明的混合管22的结构S包括加强结构和混合管，套筒设置成与加强结构成直角，这构成了涉及可能事故的力的施加点。

只要这是有用的，并且仅有金属套筒的厚度减小以及碳管适合，外径保持为与现有技术的直径相同。

如果这是必要的话，如果保持套筒的外径，那么然后现有的加强结构也可以利用它们的套接口和它们可能的同系物来保持。

此外，铝合金等级也可以修改。

归因于根据本发明的混合管中由金属材料表示的微小长度的另一个优点是用另一种金属材料(诸如钛，其性质甚至可以是优越的)来代替铝合金基材料是可能的。

外套筒26可以用内套筒27来替换(图5)或补充(图6)。在图6的情况下，管24组合了外套筒24和内套筒27，这加强了管24的抵抗力。

Claims (9)

1.一种具体用于飞机座椅结构S的混合管(22)，所述结构包括适于接收所述混合管(22)的加强结构(10)，所述混合管(22)包括整体式碳管(24)和延展性材料的至少一个套筒(26，27)，所述套筒通过粘合或收缩配合添加至或固定至所述碳管。

2.根据权利要求1所述的具体用于飞机座椅结构S的混合管(22)，其特征在于，所述碳管(24)是通过拉挤成型制成的管。

3.根据权利要求1或2所述的具体用于飞机座椅结构S的混合管(22)，其特征在于，所述套筒(26，27)包括两个边缘端部倒角(32-1，32-2)。

4.根据前述权利要求中的任一项所述的具体用于飞机座椅结构S的混合管(22)，其特征在于，所述套筒(26，27)是金属材料的。

5.根据前述权利要求所述的具体用于飞机座椅结构S的混合管(22)，其特征在于，所述套筒(26，27)的所述金属材料是铝合金。

6.根据权利要求1至3中任一项所述的具体用于飞机座椅结构S的混合管(22)，其特征在于，所述套筒(26，27)由热塑性材料制成，通过粘合、收缩配合或包覆成型添加至或固定至所述碳管。

7.根据前述权利要求中的任一项所述的具体用于飞机座椅结构S的混合管(22)，其特征在于，所述套筒(26)设置在所述碳管的外部上。

8.根据前述权利要求中的任一项所述的具体用于飞机座椅结构S的混合管(22)，其特征在于，所述套筒(27)设置在所述碳管的内部上。

9.飞机座椅结构S，包括至少两个加强结构(10)，每一个所述加强结构包括至少两个套接口(20)和至少两个根据权利要求1至5中任一项所述的混合管(22)，所述混合管(22)穿过所述套接口，所述管(24)是整体式的，并且所述套筒(26，27)设置为与所述套接口(20)成直角。