CN106672250A - 用于飞行器内部的增强的水捕集系统 - Google Patents

Abstract

本发明涉及用于飞行器内部的增强的水捕集系统。提供了用于飞行器内部的增强的水捕集系统的系统和方法。一种实施方式是由用于保留水分的吸水材料形成的带材。在靠近水进入飞行器舱室的入口点的位置处将带材粘附至飞行器的内部表面，并且带材包括吸水材料内相对于彼此交错的小孔。

Description

用于飞行器内部的增强的水捕集系统

技术领域

本公开内容涉及水分控制领域，并且具体地涉及用于交通工具的水分控制。

背景技术

当飞行器在飞行中时，水分从飞行器舱室上升并且渗透通过飞行器中的保温层(insulation)。水分然后从空气中凝结出并且冻结以在飞行器的蒙皮的内侧表面上形成冰晶体。当飞行器着陆时，飞行器的蒙皮暴露于冻结以上温度，并且冰晶体可熔化。水从飞行器的蒙皮滴下并且至保温毡(insulation blanket)上。保温毡中具有渗透孔(penetration)/小孔。因此，穿过保温层的任何水可渗漏通过这些渗透孔并且滴至舱室内部，包括例如接近舱顶(ceiling)和储物仓。如果水穿过舱顶和储物仓，其可以滴进客舱或货舱区域，这是不期望的。

发明内容

本文描述的实施方式提供了飞行器内增强的保水带材(moisture retentionstrip)。带材被置于飞行器中水否则会进入舱室的位置处。因此这些带材可以吸收和保留已经穿透保温层并且正在朝飞行器的舱室渗漏的水分。带材包括小孔，并且足够薄，以当空气经过其表面时经传质快速蒸发水。此外，与实心带材相比，增强带材是薄且宽的。这意味着经过增强带材的水需要比在实心带材中经过更长的路径。

一种实施方式是由用于保留水分的吸水材料形成的带材。在靠近水进入飞行器舱室的入口点的位置处将带材粘附至飞行器的内部表面，并且带材包括吸水材料内的相对于彼此交错的小孔。

另一种实施方式是飞行器。飞行器包括具有舱顶、地板和侧壁的舱室。飞行器还包括由用于保留水分的吸水材料形成的多个带材。在靠近水进入飞行器舱室的入口点的位置处将每个带材粘附至飞行器的内部表面。此外，每个带材包括吸水材料内的相对于彼此交错的多个小孔。

又另一种实施方式是方法。方法包括将渗漏水由飞行器吸进带材，该带材由用于保留水分的吸水材料形成。方法还包括通过吸水材料中孔周围的吸水材料吸水，使得在材料内行进的水随着其横穿材料多次改变方向，并且经蒸发去除带材中捕集的水。

以下描述了其他示例性实施方式(例如，与前述实施方式有关的方法和计算机可读介质)。已经讨论的特征、功能和优势可以在各种实施方式中独立地实现，或可以在又其他实施方式中被结合，参考以下描述和附图可见其进一步细节。

附图说明

现在仅通过举例，并且参考附图描述了本公开内容的一些实施方式。在所有附图中相同的参考编号表示相同的元件或相同类型的元件。

图1是示例性实施方式中飞行器的方框图。

图2是示例性实施方式中飞行器的横截面图。

图3是示例性实施方式中增强的保水带材的图。

图4是示例性实施方式中水分从保水带材蒸发的图。

图5是图解示例性实施方式中用于捕集水分的方法的流程图。

图6是图解示例性实施方式中用于制造增强的保水带材的方法的流程图。

图7是图解示例性实施方式中增强的保水带材的方框图。

图8是示例性实施方式中飞行器生产和使用方法的流程图。

图9是示例性实施方式中飞行器的方框图。

具体实施方式

附图和以下描述阐释了本公开内容的具体示例性实施方式。因此要认识到，尽管本文未明确地描述或显示，本领域技术人员将能够设计体现本公开内容的原理并且包括在本公开内容的范围内的各种布置。此外，本文描述的任何实例旨在帮助理解本公开内容的原理，并且将被理解为不限于这种具体地阐述的实例和条件。结果，本公开内容不限于以下描述的具体实施方式或实例，但是由权利要求和其等价形式所限制。

图1-2图解了示例性飞行器中的水分流动，而图3-4图解了吸收水分的增强的保水带材，该水分通过渗漏在保温层中否则会进入飞行器舱室。图1是示例性实施方式中飞行器100的图。图1显示了飞行器100包括机头110、机翼120、机身130和尾翼140。图1还图解了指示预期的方向的向下箭头(Z)，其中重力将拉动飞行器100机上的物体比如液态水。

图2是由图1中的观察箭头(view arrow)2指示的飞行器100的横截面图。图2图解了飞行器机身130的圆形部分。机身130包括地板233、舱顶232和侧壁231，其限定舱室230。在飞行期间飞行器100中的乘客可聚集在舱室230的座位280中。图2图解了机身130的内部(例如，在舱室230中)，呼吸和其他水的来源使得水分240进入舱室230中的空气。例如，温暖的呼出空气包括水分240并且向上上升穿过行李舱270。一些温暖和潮湿的空气上升穿过舱顶232。此外，一些温暖的空气继续向上上升穿过保温层220进入保温层220和飞行器蒙皮210之间的空间250。仅通过举例方式，一组四百名乘客在14小时飞行中的呼吸可释放几乎84加仑水分至飞行器舱室内。这导致飞行器100中大量的水分。

蒙皮210被高海拔处的外界空气冷却，并且因此具有冻结以下的温度。这使得水从空气凝结出并且作为冰242冻结至蒙皮210上。当下降至较低的海拔时(例如，着陆)，冰242熔化为水滴244。这使得水滴244经过空间250进入排水通道260内。一些水滴244进入保温层220中的间隙并且滴在乘客上。空间250的尺寸在图2中被大幅的扩大以便强调液滴244旨在行进通过的路径。

图3是示例性实施方式中增强的保水带材300的图。带材300包括可操作以吸收和/或堵塞行进通过飞行器的液态水的任何组件。在该实施方式中，带材300由吸水材料，比如BMS8-242芳纶毡形成。带材300包括多个小孔/切掉部分(310，320)。因为小孔(310，320)相对于液态水的期望的流动方向(F)的交错构造确保水滴340将行进“扭曲的”和迂回的路径(例如，路径342)通过带材300，所以这些小孔(310，320)增强了带材300的效用。因为水将沿着带材300行进较长的(并且基本上随机的)路径，来自带材300的吸水材料比在实心构造更有效地被使用。对于较大的渗漏，向下行进通过带材300的水流可能以楔形/圆锥形345展开。这意味着当与水在垂直方向将直接行进通过的实心保水带材相比时，来自已知位置处进入带材300的单个渗漏的水(例如，由水滴340所显示)更可能被带材300吸收。因为来自渗漏的水更可能被带材300吸收，通过经过带材300，渗漏水不太可能到达飞行器舱室。

在该实施方式中，带材300具有可变长度(L)(取决于带材300正在保护飞行器100的哪种结构组件)和约三英寸的宽度(W)。小孔310和320被布置成排(R)，并且相邻排的小孔相对于彼此是交错的。在进一步的实施方式中，一排小孔与相邻排的小孔横向重叠(例如，沿着图3中显示的纵向方向L)。在仍进一步实施方式中，小孔310和320可包括任何适当的形状。例如小孔310和/或320可包括不同的形状(例如，取决于排不同的形状)。例如可选择小孔形状以便增加保水性，或当渗漏行进通过带材300时增加渗漏遇到的“扩散”的量。在一种实施方式中，小孔占带材300的体积的约40-60％(例如，50％)。

带材300也展现有凹口的上表面330，包括中断水流的多个凹口332，该水流否则会沿着带材300的顶部掠过并且然后沿着带材300的一侧向下行进。该特征在中断水流和确保水被吸进带材300而不是在带材300周围行进中是特别有益的。熟知水展现强的粘合和内聚。凹口332提供中断流动水的物理障碍以防止水绕过带材300。这是特别有用的，因为如果带材300没有完全水平地放置，或如果飞行器100在飞行期间改变其取向，当水跨越上表面330的流动被凹口332中断时，水将仍被捕集在带材300中，如元件334所显示。

图4是在示例性实施方式中水分从保水带材300蒸发的图。带材300具有厚度T(例如，1/10英寸)。因为带材300包括多个小孔并且是基本上平的，可以将带材300制造为比实心保水带材宽，而不增加重量。这在重量减轻重要的航天环境中是相当有益的。图4图解了随着干燥空气行进穿过带材300(例如，沿着路径410)，被带材300保留/吸收的水通过蒸发过程被吸进空气，如元件420所显示。因为带材300比实心保水带材展现每单位体积较大的表面积，其蒸发速率实质上较高。这又意味着带材300在飞行器100飞行之间更可能干燥。因此，带材300所以更不容易遭受由于飞行持续整天水分积聚和最终浸透带材的循环问题。

操作技术人员可将带材300安装在预期水分进入飞行器100的舱室230的位置，比如行李舱或舱顶面板。水进入舱室230的任何可能的入口点可以是安装带材300的适当的位置。可通过施加防水胶至飞行器100的结构组件上并且然后将带材300粘在其上安装带材300。

将关于图5-6讨论与带材300有关的方法的说明性细节。图5是图解在示例性实施方式中捕集水分的方法的流程图。参考图3的带材300和图1的飞行器100描述了方法500的步骤，但是本领域技术人员将认识到方法500可以在其他适当的环境中实施。本文描述的流程图的步骤不是包括一切的并且可包括未显示的其他步骤。本文描述的步骤也可以以可选的顺序进行。将沿着带材300的任何表面行进的渗漏水从飞行器100吸进带材300(例如，通过毛细管作用将水从上表面330吸进带材300)(步骤502)。通过小孔(310，320)周围的带材300吸收水使得在带材300内行进的水多次改变方向(例如，由于毛细作用吸水通过材料)。即，水在小孔310和320周围横穿而不是进入小孔310和320(步骤504)。一旦水被捕集在带材300中，带材300上的气流引起从带材300去除水的蒸发过程。因此，使用该改进的技术，水被有效地捕集和蒸发。

图6是图解示例性实施方式中用于制造增强的保水带材的方法的流程图。在步骤602中，制造吸水材料的实心带材。通过操作从大卷材料——比如芳纶毡(例如，BMS8-242)——切割带材的切割机器可制造带材。在步骤604中，部分材料被切掉以形成小孔，从而减轻每单位面积带材的重量。步骤604可通过使用自动化的打孔机、压模或类似设备实现。

图7是图解示例性实施方式中增强的保水带材300的方框图。具体而言，图7以方框图形式图解了带材300包括被表面330覆盖的排710和720的布置。表面330包括凹口332，排710包括小孔310，并且排720包括小孔320，其关于排710的小孔310是交错的。

更具体地参考附图，在如图8所显示的飞行器制造和使用方法800和如图9所显示的飞行器802的背景下描述了本公开内容的实施方式。在预生产期间，示例性方法800可包括飞行器802的规格和设计804和材料采购806。在生产期间，进行飞行器802的组件和子部件制造808和系统集成810。飞行器802可进一步通过认证和交付812以便投入使用814。当由消费者使用时，可以安排飞行器802进行日常维护和保养816(其还可包括修改、重新配置、整修等)。

方法800的每个过程可以由系统集成者、第三方，和/或操作者(例如，消费者)执行或实施。出于该描述的目的，系统集成者可以包括但不限于任何数目的飞行器制造商和主系统分包商；第三方可以包括但不限于任何数目的销售商、分包商和供应商；并且操作者可以是航空公司、租赁公司、军事实体、服务组织等等。

如图9中所显示，由示例性方法800生产的飞行器802可以包括机身818，以及多个系统820和内部822。高级系统820的实例包括一个或多个推进系统824、电气系统826、液压系统828和环境系统830。可以包含任何数目的其他系统。虽然显示了航天实施例，但是本发明的原理可以应用于其他工业，比如汽车工业。

本文呈现的装置和方法可以在生产和使用方法800的任何一个或多个阶段期间采用。例如，对应于生产阶段808的组件或子部件可以与当飞行器802在使用中时生产的组件或子部件类似的方式加工或制造。而且，装置实施方式、方法实施方式或其组合中的一个或多个可以在生产阶段808和810期间例如通过大幅度加快飞行器802的组装或降低飞行器802的成本而被利用。类似地，装置实施方式、方法实施方式或其组合中的一个或多个可以在当飞行器802在使用时被利用，例如并且但不限于维护和保养816。

在一种实施方式中，带材300在材料采购806期间被组装，并且在系统集成810期间被应用至飞行器100。带材300然后可以在使用814中被利用直到磨损导致带材300不可使用。然后，在维护和保养816中，带材300可以被丢弃并且用重新制造的带材300替换。

通过作为硬件、软件、固件或这些的一些组合实施的系统可以控制图中所显示的或本文描述的机器(例如，钻孔机、机械臂等)的各种计算机控制的元件或部分中的任何一个。例如，元件可以实施为专用硬件。专用硬件元件可以被称为“处理器”、“控制器”或一些类似术语。当由处理器提供时，功能可以由单个专用处理器、单个共享处理器、或多个单独的处理器——其中一些可以被共享——提供。而且，术语“处理器”或“控制器”的明确使用不应被解释为排他性地指能够执行软件的硬件，并且可隐含地包括但不限于，数字信号处理器(DSP)硬件、网络处理器、专用集成电路(ASIC)或其他电路、现场可编程门阵列(FPGA)、用于储存软件的只读存储器(ROM)、随机存取存储器(RAM)、非易失性存储器、逻辑、或一些其他物理硬件组件或模块。

而且，元件可以实施为由处理器或计算机可执行的指令以执行元件的功能。指令的一些实例是软件、程序代码和固件。当由处理器执行以指挥处理器执行元件的功能时，该指令是可操作的。指令可以储存在通过处理器可读的储存设备上。储存设备的一些实例是数字或固态存储器、磁性存储介质比如磁盘和磁带、硬盘驱动器、或光学可读的数字数据储存介质。

因此，总而言之，根据本发明的第一方面，提供了：

A1.一种装置，其包括：

带材，其由用于保留水分的吸水材料形成，

在靠近水进入飞行器舱室的入口点的位置处将带材粘附至飞行器的内部表面，并且

带材包括吸水材料内的相对于彼此交错的小孔。

A2.还提供了，根据A1段所述的装置，其中：

小孔是交错的，使得水在带材的上表面进入带材并且向下行进以扩展的楔形方式横向地围绕小孔吸水，并且使得在材料内行进的水随着其横穿材料多次改变方向。

A3.还提供了，根据A1段所述的装置，其中：

小孔被分成排，并且一排小孔相对于相邻排的小孔是交错的。

A4.还提供了，根据A1段所述的装置，其中：

小孔被分成排，并且一排小孔与相邻排的小孔横向重叠。

A5.还提供了，根据A1段所述的装置，其进一步包括：

有凹口的上表面，其将水吸进吸水材料，并且干扰水沿着上表面的流动。

A6.还提供了，根据A1段所述的装置，其中：

小孔具有圆形横截面。

A7.还提供了，根据A1段所述的装置，其中：

在水进入飞行器舱室的位置处将带材粘附至飞行器的行李储存舱的表面。

A8.还提供了，根据A1段所述的装置，其中：

在水进入飞行器舱室的位置处将带材粘附至飞行器的舱顶面板的表面。

A9.还提供了，根据A1段所述的装置，其中：

带材利用毛细管作用吸水进入带材并且将水保留在带材中。

A10.还提供了，根据A1段所述的装置，其中：

吸水材料包括芳纶毡。

A11.还提供了，根据A10段所述的装置，其中：

芳纶毡包括BMS8-242。

A12.还提供了，根据A1段所述的装置，其中：

小孔占带材的体积的至少一半。

A13.还提供了，根据A1段所述的装置，其中：

带材具有小于0.5英寸的厚度，和大于1英寸的长度。

B1.一种飞行器，其包括：

舱室，其包括舱顶、地板和侧壁；和

由用于保留水分的吸水材料形成的多个带材，

在靠近水进入飞行器舱室的入口点的位置处将每个带材粘附至飞行器的内部表面，和

每个带材包括吸水材料内相对于彼此交错的多个小孔。

B2.还提供了，根据B1段所述的飞行器，其中：

带材的小孔是交错的，使得水在带材的上表面进入带材并且向下行进以扩展的楔形方式横向地围绕小孔吸水，并且使得在材料内行进的水随着其横穿材料多次改变方向。

B3.还提供了，根据B1段所述的飞行器，其中：

小孔被分成排，并且一排小孔相对于相邻排的小孔是交错的。

B4.还提供了，根据B1段所述的飞行器，其中：

小孔被分成排，并且一排小孔与相邻排的小孔横向重叠。

B5.还提供了，根据B1段所述的飞行器，其中每个带材进一步包括：

有凹口的上表面，其将水吸进吸水材料，并且干扰水沿着上表面的流动。

B6.还提供了，根据B1段所述的飞行器，其中：

小孔具有圆形横截面。

C1.一种控制飞行器中的水分的方法，所述方法包括：

将来自飞行器的渗漏水吸进带材，所述带材由用于保留水分的吸水材料形成；

通过吸水材料中的小孔周围的吸水材料吸水，使得在材料内行进的水随着其横穿材料多次改变方向；和

经蒸发去除带材中捕集的水。

C2.还提供了，根据C1段所述的方法，其中：

小孔占带材的体积的至少一半。

C3.还提供了，根据C2段所述的方法，其中：

经有凹口的上表面进行吸水，该有凹口的上表面干扰水沿着上表面的流动。

虽然本文描述了具体实施方式，但是本公开内容的范围不限于那些具体实施方式。本公开内容的范围由权利要求和其任何等价形式限定。

Claims (15)

1.一种装置，其包括：

带材，其由用于保留水分的吸水材料形成，

在靠近水进入飞行器舱室的入口点的位置处将所述带材粘附至所述飞行器的内部表面，并且

所述带材包括所述吸水材料内相对于彼此交错的小孔。

2.根据权利要求1所述的装置，其中：

所述小孔是交错的，使得水在所述带材的上表面进入所述带材并且向下行进以扩展的楔形方式横向地围绕所述小孔吸水，并且使得在所述材料内行进的水随着其横穿所述材料多次改变方向。

3.根据权利要求1所述的装置，其中：

所述小孔被分成排，并且一排所述小孔相对于相邻排的所述小孔是交错的。

4.根据权利要求1所述的装置，其中：

所述小孔被分成排，并且一排所述小孔与相邻排的所述小孔横向重叠。

5.根据权利要求1所述的装置，其进一步包括：

有凹口的上表面，其将水吸进所述吸水材料，并且干扰水沿着所述上表面的流动。

6.根据权利要求1所述的装置，其中：

所述小孔具有圆形横截面。

7.根据权利要求1所述的装置，其中：

在水进入所述飞行器舱室的位置处将所述带材粘附至所述飞行器的行李储存舱的表面。

8.根据权利要求1所述的装置，其中：

在水进入所述飞行器舱室的位置处将所述带材粘附至所述飞行器的舱顶面板的表面。

9.根据权利要求1所述的装置，其中：

所述带材利用毛细管作用吸水进入所述带材并且将所述水保留在所述带材中。

10.根据权利要求1所述的装置，其中：

所述吸水材料包括芳纶毡。

11.根据权利要求1所述的装置，其中：

所述小孔占所述带材的体积的至少一半。

12.根据权利要求1所述的装置，其中：

所述带材具有小于0.5英寸的厚度，和大于1英寸的长度。

13.一种控制飞行器中的水分的方法，所述方法包括：

将渗漏水由飞行器吸进带材，所述带材由用于保留水分的吸水材料形成；

通过所述吸水材料中的小孔周围的所述吸水材料吸水，使得在所述材料内行进的水随着其横穿所述材料多次改变方向；和

经蒸发去除所述带材中捕集的水。

14.权利要求13所述的方法，其中：

所述小孔占所述带材的体积的至少一半。

15.权利要求14所述的方法，其中：

经有凹口的上表面进行吸水，所述有凹口的上表面干扰水沿着上表面的流动。