CN107264810B - 飞行器厨房立体空间结构 - Google Patents

Abstract

一种改善的立体空间结构，其将结合的构造系统与碳纤维加强的复合材料组合以形成外骨骼框架，该外骨骼框架显著地减少了建造时间、制造技术水平需要、后处理活动和给定飞行器立体空间的整体重量。

Description

飞行器厨房立体空间结构

本申请是中国发明专利申请(申请号：201380016307.4，申请日：2013年3月27日，发明名称：飞行器厨房立体空间结构)的分案申请。

相关申请的交叉引用

本申请要求2012年3月28日提交的美国临时专利申请号61/616,904和2013年3月26日提交的美国非临时专利申请号13/850,781的优先权，其整个内容被并入本文以供参考。

背景技术

运送商务乘客的飞机通常具有安装在飞行器上的存储或隔间结构(常常以上位名称"立体空间/建造物(monument)"提及)。这些结构以各种方式使用，诸如衣服和其他乘客行李的存储、电子娱乐中心、用于工作人员和机组人员的睡觉住处、乘务长工作台、吧间、盥洗室和被用来在飞行时为乘客提供餐饮服务的厨房。通常地，这些立体空间已经利用被称为

或

芯的"夹层面板"的多层轻质量组件进行制造，其中树脂预浸渍的玻璃纤维蒙皮形成表面。用泡沫、热塑性塑料或金属芯材料并且用塑料或金属外蒙皮制造其他类型的复合的面板。飞行器立体空间可以可替代地完全由在利用多层温度控制挤压的过程中预先制造的平的薄板材料制成，和/或由利用压热器来为面板、零件或区段的固化提供温度与压力的模具制成。

在制造之后，这些零件或区段必须经历另外的"预先或后处理"，其中它们可以被整修、切削和/或形成为构建立体空间所需的零件。它们通常还会经历二次操作，从而使固定点和/或放置孔以"嵌件"或"线轴"的方式安装。在前者的情况下，它们提供将项目附接至面板的方式，并且依赖于粘合剂在固定装置周围的注射，以形成栓状物，其中当载荷或力作用于栓状物时，栓状物阻止通过蒙皮被推动出。在后者的情况下，通孔被提供以其他方式损坏面板的固定件。

附接至面板的项目包括接线器和电气部件、水暖软管、管和部件、通风设备和空气汲取管道、软管和部件安装件、装饰面板、铰链、后止挡件、厨房嵌件设备接口、进入面板、管道、滑座和抽取流道、电子娱乐装置、格栅和一般设备保持器。

在准备阶段完成之后，通过装配各种零件、通过用各种黏性的液体粘合剂将平的面板接合在一起以形成刚性结构或通过将平的面板与预先制造的(例如，预先固化的)模制零件组合以形成基本结构，构建立体空间。这些模制区段或平的面板子组件还可以保持为可拆卸的(即，螺栓紧固(bolt-on)/螺栓松开(bolt-off)零件)。同样，形成子组件或模块的粘合剂接合的平的面板可以被螺栓固定在一起，以形成完整结构。

在所有情况下，基本结构涉及后复合面板制造过程，该制造过程依赖于使用用于形成结构本身的面板、固定点、通孔和安装件和/或子组件、模块和成型件本身的液体粘合剂的接合。另外，然后进行将各种散的金属和非金属零件连同电气、水和空气系统一起附接至基本结构的二次操作。这些分开的过程显著地增加了成本和制造时间，并且需要高水平的专业知识和操作者技能。

当前立体空间构造的另一问题是对加强物的需要。为了加强给定的立体空间结构，"C"、"U"、"H"、"F"和直角以及其他形状的区段铝合金挤出件通常被接合至用于刚化的面板的边缘。在需要结构的局部再加强的情况下(为了载荷承载的目的)，平的铝薄板(通常1/32"至1/8"厚)被接合至面板，以将局部应力的影响传递给具有更高载荷承载能力的那部分结构。这种类型的额外的局部加强通常被称为"覆板/倍增件(doubler)"。这种做法将显著重量增加到立体空间，并且需要另一制造过程，增加了成本。

发明内容

本发明是一种改善的立体空间结构，其将结合的构造系统与碳纤维加强的复合材料组合以形成外骨骼框架，该外骨骼框架显著地降低了建造时间、制造技术水平需要、后处理活动和给定飞行器立体空间的整体重量。可以利用有限元分析对新的立体空间设计进行分析，以确定能强加于改善的结构的最大载荷，然后如通过立体空间的最坏情况承载确定而确定的一样，所有局部加强需求都将会被包括在结合的结构内。

本发明的立体空间的构建需要设计复合面板夹层的铺设以包括一体的局部加强，能够在不需要额外的附加金属加强物的情况下应对加于结构的应力载荷。所有固定点(其包括非固定的和固定的罐装嵌件)、通孔、托架、用于阻止推车向后移动的后止挡件、磨损带状物基座(摩擦和碰撞带状物)、滚轮导向件、GAIN交接点、管道、电气布线沟槽和其他二次过程项目都被包括在初次的制造过程中。

初次的制造过程由在具有或不具有芯结构的情况下利用碳纤维加强的复合的预浸渍蒙皮(被被称为CFRC)的模块化逆向成型系统和适合于特殊立体空间的结构要求和载荷的单向的碳纤维(被称为UD纤维)的局部加强组成。在适用的情况下，之前制造的I和H梁被包括在结构内，以提供高强度加强。取决于正被构建的立体空间的类型，模具在构建方面可以是或不是模块化的，并且将会具有适用于其预期功能的特定构造。

结合附图，根据优选实施例的具体实施方式，本发明的其他特征和优势将会变得更显而易见，其以示例的方式描述说明本发明的操作。

附图说明

图1是本发明的立体空间结构的第一实施例的升高透视图；

图2是图1的实施例的局部分解升高透视图；

图3是图1的实施例的上工作台子组件的透视图；

图3A是形成上工作台的隔间的方式的放大透视图；

图3B是本发明的子组件中的面板的相交的横截面图；

图4是图1的实施例的下工作台子组件的透视图；

图4A是上工作台与下工作台子组件的配合的横截面图；

图5是图4的下工作台子组件的碰撞带状物托板的放大透视图；

图6是图4的子组件的结合的地板附接装置的放大透视图；

图7是立体空间结构的后辅助壁的前透视图；以及

图8是复合的顶部附接件的放大透视图。

具体实施方式

图1和图2图示说明了第一优选的以冷冻的中线厨房10的形式的飞行器立体空间，冷冻的中线厨房10包含三个主要的框架子组件，即下工作台区域(BWD)12、上工作台区域(AWD)14和可拆卸的整体后辅助壁(RSW)16。AWD区段14提供了有待安装的厨房嵌件或GAINs(诸如冷却装置、烤箱、咖啡冲泡器等)所需的隔间/舱18。AWD区段14的隔间18还为金属箱或标准单元(SUs)提供了空间，并且如果需要，以相同方式提供各种各样的存储以及隔间门铰链和门闩位置。在上工作台区域14的顶部是一对复合顶板安装件20，用于从上面将立体空间10附接至机身的顶板或支撑结构。

如图3所示，上工作台14的隔间18由面板22限定，隔间18由之前制造的CFRC饰面的平面板形成，其利用水平搁板24和直立壁26的相交处的狭槽28结合为该结构(参见图3a)。搁板24和直立壁26利用湿铺工艺形成，其中材料的层30被放置在湿法敷涂层32上面的模具中，并且然后直立壁26和搁板24利用另外的UD加强层板34结合为组件(参见图3b)。当以此方式形成时，面板不需要额外的二次刚化，并且个别的金属边缘构件是不需要的，但面板的边缘可以利用轻质的塑料挤出物密封。边缘还可以覆盖有重叠的面板蒙皮层板38。AWD成型的"B"表面30(即与通常的铺设取向相对的精加工的模制表面)优选提供用于工作台("CIWD")冷气供给系统中的制冷装置的空气管道的上区段或提供CIWD线路替换单元("LRU")制冷模块。可以不具有这种用于管道系统的提供的非冷冻的厨房反而可以具有用于其他项目的结构(诸如滑台)。在优选实施例中，整个AWD区段14被固化为单个且完全结合的结构性子组件。

在上工作台区域14的上表面40上是一对水平沟槽42，这对水平沟槽42能够被用来可调整地将立体空间10定位在飞行器内。顶部附接件20(参见图8)由高强度复合材料制成，并且具有正交的板21、23，其中板21延伸至下表面23a之下，以便板21能够在其沟槽42内滑动，并且能够被夹持或被固定在期望的位置。板23然后搁在上工作台14上方的上表面40上，以使附接件稳定。顶部附接件20可以包括耳状物25，该耳状物25能够被用来用螺栓、用铆钉或以其他方式将立体空间10固定到上部机身结构。

BWD区段12为餐饮服务推车或手推车、存储隔间、废物容器区域、垃圾压实机位置、厨房废物处理单元(GWDU)和/或各种各样的堆装区域提供了以两个大柜50形式的容纳。另外，下工作台区段包含固定点与放置点，包括结合的飞行器地板附接装置70(参见图6)、后止挡件80、推车分隔物(T形分隔物)85和摩擦与碰撞带状物基座90。隔间之间的分开在湿铺工艺期间形成或利用如在上文中关于图3所讨论的另外的UD加强层板34结合为组件。图5示出了摩擦与碰撞带状物90的视图，摩擦与碰撞带状物90连同后止挡件80一起阻止饮料推车(未示出)过远地延伸到柜50内。

图6图示说明了结合的地板附接装置70，地板附接装置70被包括在下工作台区段12的壁210内。地板附接装置70包含两个马蹄形板120，马蹄形板120具有沿着周边的外径和沿着内边缘的内径。两个板120由刚性面板130沿着内径接合在一起，使得两个板120之间以及刚性面板130与两个板120的外径之间存在弓形间隙。两个板120到刚性面板130的连接(诸如，通过焊接)足以将载荷从面板130传递到板120。

在附接装置70的基座处是一对耳状物140，耳状物140包括竖直沟槽150，竖直沟槽150被定尺寸以接收紧固件(未示出)。耳状物140优选被设置为使得至多半个耳状物140在两个板120的包络面的外面。两个耳状物140由同一块件形成，该块件还连接至刚性面板130。板120的底边缘与耳状物140的底边缘一致，以便附接装置70与飞行器的地板齐平放置。夹在立体空间壁之间的是复合的面板芯材料220，其形成壁结构的内部。在面板210之间的壁的基座处是地板附接装置70，其被用来将壁固定到飞行器的地板上。圆柱形耳状物140上面的空间能够被用来插入以及移除紧固件，而固定装置的拱形形状对固定装置的整体强度有影响。

在优选实施例中，附接装置70在初次的建造阶段期间结合在立体空间10的壁结构中，消除了对二次操作的需要，并且极大地改善了部件强度和结构应对静态与动态载荷的能力。这在不断遭受动态载荷的交通工具(诸如飞行器)中是特别重要的。耳状物140产生微小补偿，其允许立体空间结构具有更大比例的标准化零件，同时减少部件的重量以及立体空间的占用面积。以非金属形式(诸如复合材料或硬化塑料)，能够大规模生产非常轻且耐腐蚀的固定装置70。

当上工作台14和下工作台12的面板不需要额外的二次刚化时，个别的金属边缘构件是不需要的；然而，面板的边缘可以利用轻质的塑料挤出物137密封或使用重叠的面板蒙皮层板(图4a)。BWD的成型的配合表面提供用于CIWD冷气供给系统中的制冷装置的空气管道的下区段或提供CIWD-LRU制冷模块。另外，整个BWD区段12优选被固化为单个且完全结合的结构性子组件。注意，AWD 14和BWD 12子组件具有公与母附接点的提供，以允许两个半部的结构性连接。两个配合的子组件12、14的对齐共用能够被用来固定两个部件的公共通孔131。当两个配合表面被螺栓固定在一起时，间隙133形成在能够增进冷却或通风的表面之间。

图7图示说明了后辅助壁16，后辅助壁16优选承载厨房电气与管路辅助提供的大部分。RSW还提供了结合的冷气管道系统(在供应冷气的厨房的情况下用于AWD 14和BWD12，而在供应冷液的厨房的情况下仅用于BWD)以及合适的厨房嵌件保持与位置提供。后辅助壁16同样优选被固化为单个且完全结合的结构性子组件。在固化过程之后，线路和管路部件被安装到RSW 16上。RSW子组件还可以具有公与母附接点的提供，以允许AWD和BWD子组件的两个半部的结构性连接。在优选实施例中，后辅助壁16包括在RSW的底部附近的一系列空气通风口171，其中如图7所示，通风口171被布置在壁中的凹槽中。凹槽竖直地延伸至中点，其中它们成漏斗状，并合并为使通风通过RSW 16的顶部的单个凹槽。该通风系统允许空气在电气系统上面循环，以防止过热或冷却制冷单元的后面或需要通风的其他GAIN。

虽然以上示例涉及一种类型的立体空间(即厨房)，但本发明不受限于这种方式，并且可应用于利用相同或大体上类似的方法的其他商用飞行器立体空间的构造中的使用和包括。

本发明特征在于，传统的预浸渍的玻璃纤维面板蒙皮材料用碳纤维加强的复合的预浸渍的面板蒙皮材料的替换被用来在结构上形成完整的外骨骼框架，该外骨骼框架产生显著的重量节省和强度优势。本发明还导致消除了在冷冻的或冷藏的厨房隔间的外部与内部之间存在的(由通过嵌入的金属紧固件、边缘构件、地板固定装置等的传导引起的)冷桥的高百分比，导致改善的绝热能力与来自向立体空间供应冷空气或液体的更低的冷却功率需求。

通过将由载荷承载附接点、通孔、放置点、进入孔、空气管道、加强梁、飞行器附接点、摩擦与碰撞带状物、T形隔开物、后止挡件等结合到初次的成型操作内，本发明还导致消除了由它们构成的飞行器立体空间面板二次处理操作的显著百分比。这导致建造工时的减少、制造过程的部分非技能化以及显著的重量节省优势。

本发明允许冷气分配到结构工作台区域的结合。此外，干燥面板部件、特定区域加强物和被包括在结合的湿法敷涂层组件内的预先制造的CFRC零件的组合导致结构性骨骼子组件的形成。本发明的一个优势是，为了结构性厨房复合面板的刚化和/或边缘封闭的目的，通过CFRC面板用于外包装的蒙皮或塑料覆盖的边缘消除了金属边缘构件的当前需求。如在上面阐述的，显著节省了成本与结构重量。

本发明的另一益处是附加的局部的金属加强物的使用的消除。本发明利用额外的UD碳层板(在需要的情况下)来提供一体的结合的加强物方法，并且导致显著节省的制造过程时间和整个结构重量。在电气、管路、真空、制冷、CAX或通风系统需要的情况下，到立体空间的单个可拆卸背面面板内的大部分辅助的结合简化了组件，并且允许并行流水作业。

本发明的又一特征是采用逆向成形以组合由未固化的材料、预先制造的面板和复合部件组成的湿/干复合铺设，从而形成结合的初次的制造系统。此外，本发明的CFRC的使用显著增加了对于给定尺寸的立体空间的强度，同时减少了结构重量。而且，通过将多个二次装配操作结合到初次的制造过程内，湿/干成形系统显著减少了建造时间。

本发明的第二益处是初次的制造过程显著减少了结构中的金属零件的体积，充分减少了重量。这还导致消除了冷藏的或冷冻的隔间的内部与外部之间的金属冷桥的有效体积，这减少了热损失并且减少了实现指定隔间温度所需的能量。

在本文中已经描述了本发明的各种特征和实施例，但前面的描述不是意欲限制或排除。更确切地说，对于本领域技术人员显而易见的是，各种更改将易于获得，并且本发明意欲覆盖所有这样的更改和可替代的实施例。

Claims (15)

1.一种飞行器厨房立体空间结构，包括：

第一子组件（14），包括以结合结构固化的第一相对的直立壁（26）和水平第一上表面（40），其中，第一相对的直立壁（26）包括第一直立壁和第二直立壁，第一子组件包括多个第一加强层板，所述多个第一加强层板布置在第一子组件的多个第一板相交部处，多个第一板相交部包括：

第一相交部，在第一相对的直立壁的第一直立壁和水平第一上表面之间，和

第二相交部，在第一相对的直立壁的第二直立壁和水平第一上表面之间，

其中，多个第一加强层板在固化过程期间结合到第一子组件中，并且

其中，第一子组件是飞行器厨房立体空间结构的上工作台部分；

第二子组件（12），包括以结合结构固化的第二相对的直立壁和水平第二上表面，其中，第二相对的直立壁包括第三直立壁和第四直立壁，第二子组件包括多个第二加强层板，布置在第二子组件的多个第二板相交部处，多个第二板相交部包括：

第三相交部，在第二相对的直立壁的第三直立壁和水平第二上表面之间，和

第四相交部，在第二相对的直立壁的第四直立壁和水平第二上表面之间，

其中，多个第二加强层板在固化过程期间结合到第二子组件中，并且

其中，第二子组件为飞行器厨房立体空间结构的下工作台部分；和

后辅助壁（16）；

其中，当装配飞行器厨房立体空间结构时，

第一子组件被安装到第二子组件上方，

后辅助壁（16）被布置为紧靠第一子组件和第二子组件，从第一子组件的水平第一上表面延伸到相对的第二直立壁的与水平第二上表面相对的底部边缘，和

飞行器厨房立体空间结构在多个相交部处具有足够的承载能力，相交部分别通过第一和第二子组件的结合固化提供，而无需后序的局部加强。

2.根据权利要求1所述的飞行器厨房立体空间结构，其中，第二子组件还包括至少一个地板附接装置（70），地板附接装置在固化时间结合到第二子组件中。

3.根据权利要求1所述的飞行器厨房立体空间结构，其中，第一子组件还包括多个第一附接点，第一附接点配置为在飞行器厨房立体空间结构装配时与第二子组件的多个第二附接点配合，其中，多个第一附接点在固化时间结合到第一子组件中， 并且多个第二附接点在固化时间结合到第二子组件。

4.根据权利要求3 所述的飞行器厨房立体空间结构，其中，多个第一附接点和多个第二附接点包括公和母可释放配合结构。

5.根据权利要求3所述的飞行器厨房立体空间结构，其中，多个第一附接点和多个第二附接点每一个包括孔（131），所述孔配置用于在飞行器厨房立体空间结构装配时相互对准，其中，在对准时，多个第一附接点和多个第二附接点的所述孔配置为接收紧固件。

6.根据权利要求3所述的飞行器厨房立体空间结构，其中，多个第二附接点的至少一部分结合到水平第二上表面中。

7.根据权利要求1所述的飞行器厨房立体空间结构，其中，第一子组件的第一相对的直立壁和水平第一上表面每一个包括碳纤维加强复合物（CFRC）预浸渍蒙皮。

8.根据权利要求1所述的飞行器厨房立体空间结构，其中，第一子组件的第一相对的直立壁和水平第一上表面在开始固化过程之前，被以材料层放置在模具中。

9.根据权利要求8所述的飞行器厨房立体空间结构，其中，所述模具为模块化模具。

10.根据权利要求1所述的飞行器厨房立体空间结构，其中：

第一子组件还包括多个搁板（24）；并且

多个第一板相交部还包括：

第五相交部，在多个搁板的第一搁板和第一直立壁之间，和

第六相交部，在第一搁板和第二直立壁之间。

11.根据权利要求1所述的飞行器厨房立体空间结构，其中，所述后辅助壁包括结合的通风系统，包括：

多个孔（171），布置在所述后辅助壁的前表面中，所述多个孔配置用于循环空气进入第一子组件和第二子组件中的至少一个内；和

主凹槽，其中，所述多个孔中的每一个与主凹槽通过多个通道中的相应通道流体连通。

12.根据权利要求11所述的飞行器厨房立体空间结构，其中，所述主凹槽在所述后辅助壁的顶部边缘处敞开。

13.根据权利要求1所述的飞行器厨房立体空间结构，其中，所述第一子组件在固化之后配置为接收多个分隔物（22,24），所述分隔物用于将第一子组件的内部部分分隔为多个隔间（18）。

14.根据权利要求10所述的飞行器厨房立体空间结构，其中，第二子组件还包括多个分隔物（85）；并且

所述多个第二板相交部还包括第七相交部，所述第七相交部在所述多个分隔物的第一分隔物和水平第二上表面之间。

15.根据权利要求1所述的飞行器厨房立体空间结构，其中，当装配飞行器厨房立体空间结构时，间隙（133）形成在第二子组件的水平第二上表面和第一子组件的下表面之间。

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