CN109729666A

CN109729666A - 具有支撑结构和模块的组件及包括该组件的飞行器

Info

Publication number: CN109729666A
Application number: CN201811276850.9A
Authority: CN
Inventors: 贝纳德·格兰; 罗曼·德拉艾
Original assignee: Airbus Operations SAS
Current assignee: Airbus Operations SAS
Priority date: 2017-10-31
Filing date: 2018-10-30
Publication date: 2019-05-07
Also published as: EP3478044B1; US20190132980A1; FR3073119A1; US10893624B2; EP3478044A1

Abstract

本发明涉及一种具有支撑结构和模块的组件及包括该组件的飞行器。体积优化的支撑结构(30)包括具有前部面(31a)和后部面(31b)的至少两个竖直结构元件(31)。包括电子设备项(24)的模块(20)固定至竖直结构元件(31)的前部面(31a)上。尤其用于航空电子设备模块在飞行器上的集成。

Description

具有支撑结构和模块的组件及包括该组件的飞行器

技术领域

本发明涉及一种组件，该组件具有包括电子设备项的模块和相关联的支撑结构。

本发明以非限制性的方式特别可应用于飞行器上的航空电子设备模块的集成。

背景技术

在飞行器中，电子设备项一起分组在电子单元或模块中、并且被安排在如机柜的支撑结构上。

通常，容纳电子模块的这些支撑结构或机柜位于飞行器的底部部分中、在驾驶舱与机翼之间。

在航空电子设备领域，这些电子单元(也称为计算机)常常符合ARINC600标准或是IMA(“Integrated Modular Avionics(集成模块化航空电子设备)”)类型的，并且被安排在根据特定标准的专用于接纳它们的机柜上。

从文献FR 3 000 030中已知一种容置单元的专用机柜。

这些专用于容纳电子设备项的机柜体积大。

发明内容

本发明的目的是通过提出一种体积较小的、具有包括电子设备项的模块和相关联的支撑结构的组件来优化由包括电子设备项的模块和这些模块被安排在其上的支撑结构形成的组件所占据的体积。

为此目的，根据第一方面，本发明涉及一种组件，该组件具有包括电子设备项的模块和相关联的支撑结构。

根据本发明，支撑结构包括具有前部面和后部面的至少两个竖直结构元件，该模块包括固定装置，该固定装置被设计成用于将所述模块固定至所述至少两个竖直结构元件的前部面上。

因此，通过将该模块固定至竖直结构元件的前部面上，竖直结构元件位于该模块后方、并且不会在该模块的侧面封闭该模块。因此，支撑结构更紧凑、并且相比于现有技术中所使用的机柜占据更小的体积。

此外，通过将模块固定至竖直结构元件上，在支撑结构中不需要支撑该模块的搁架，这使得支撑结构的重量更轻。

根据单独地或彼此组合地采用的其他可能的特征：

-所述固定装置在所述模块的前部面与后部面之间穿过所述模块、并且被设计成固定至所述竖直结构元件的前部面上；

-所述模块还包括接纳装置，所述接纳装置被设计成用于容纳所述固定装置，所述接纳装置包括空腔，所述空腔在所述模块的前部面与后部面之间纵向地延伸；

-所述支撑结构包括至少一个板件，所述至少一个板件包括电气接口，所述至少一个板件被放置在所述至少两个竖直结构元件之间、在所述竖直结构元件的前部面处，所述至少一个板件中的电气接口被设计成用于接纳所述模块的电气接口、并且包括电气链接装置以用于将所述支撑结构的电气接口链接至电气线路系统；

-所述组件包括通风系统，所述通风系统包括吹气管道和抽气管道，竖直结构元件包括吹气管道和抽气管道；

-所述模块包括所述通风系统的吹气管道和抽气管道；

-所述竖直结构元件包括进气口和出气口，模块的所述抽气管道链接至第一竖直结构元件的所述出气口，并且所述模块的所述吹气管道链接至第二竖直结构元件的所述进气口；

-所述模块还包括位于所述电子设备项下方的箱形区段，所述吹气管道和所述抽气管道位于所述箱形区段；

-所述固定装置在所述模块的前部面与后部面之间穿过所述箱形区段；

-所述模块包括加强元件，所述加强元件沿着所述模块的侧面安置；

-所述加强元件是两个纵向元件，所述两个纵向元件被安排在所述模块的前部面与后部面之间、位于在所述模块的侧面上延伸的平面上；

-所述支撑结构包括用于辅助所述模块的安装的至少两个元件，各安装辅助元件固定至各竖直结构元件的前部面上。

根据第二方面，本发明涉及一种包括根据本发明的组件的飞行器。

该飞行器具有与先前关于组件描述的特征和优点类似的特征和优点。

本发明的其他的具体特征和优点将从下面描述中变得清楚。

附图说明

在作为非限制性实例给出的附图中：

-图1是根据本发明的实施例的组件的透视图；

-图2A是根据本发明的实施例的组件的前视图；

-图2B是图2A中所表示的组件的侧视图；

-图2C是展示了根据实施例的固定装置的图解；并且

-图3是根据本发明的实施例的组件的前视图，其中缺少三个模块。

具体实施方式

本发明可应用于飞行器中电子设备项(尤其是组合了电子设备项的单元或模块)的安装。

更具体地，本发明可应用于IMA(“Integrated Modular Avionics(集成模块化航空电子设备)”)类型的模块的安装。

显然，本发明可以应用于不同类型的模块的安装。

图1表示了包括模块20和相关联的支撑结构30的组件100的透视图，该模块包括电子设备项24。

支撑结构30包括至少两个竖直结构元件31。

在图1中所表示的支撑结构30中，竖直结构元件31的数量是六个。

支撑结构30容纳一组包括电子设备项24(图中未详细表示出)的模块20。在图1中所表示的组件100中，支撑结构30上安装了十一个模块20。应当注意到的是，表示了专用于接纳四个其他模块20的位置，以便详细地示出支撑结构30的前部面。

显然，支撑结构30中竖直结构元件31的数量和支撑结构30所容纳的模块20的数量可以是不同的。

竖直结构元件31采取梁或柱的形式、并且包括前部面31a和后部面31b，模块20固定至该前部面上。

在后部面31b上，存在连杆300(图2B中可见)和用于紧固支撑结构30的装配件301。

在一个实施例中，每个竖直结构元件31通过位于其底部部分中的装配件301链接在专用于支撑该支撑结构30的加强区域中。此加强区域被安排在飞行器的机身上。支撑结构30在其顶部部分通过链接竖直结构元件31的至少一个连杆300链接至水平平台，该水平平台位于支撑结构30上方、在与竖直结构元件31在其中延伸的平面成直角的平面中。此平台或地板可以与飞行器的乘客舱的地板或表面相对应。

显然，机柜可以用不同的装置来紧固和/或紧固至飞行器的不同部分。

竖直结构元件31典型地由具有在2mm与4mm之间的厚度的铝合金制造而成。

作为非限制性的实例，竖直结构元件31的长度可以是在500mm与2500mm之间，并且具有1200mm的典型值。竖直结构元件31的截面的尺寸可以典型地具有60mm x 150mm的值。

竖直结构元件31的材料和尺寸可以是不同的，并且不受限于在此给出的材料和尺寸。

在所描述的实施例中，模块20固定至两个竖直结构元件31。

为了将模块20固定至支撑结构30上，模块20包括被设计成用于将该模块固定至竖直元件31的前部面31a上的固定装置。将在下文中参考图2A和图2B描述固定装置。

支撑结构30包括至少一个板件32，该板件包括电气接口，该电气接口被设计成用于接纳模块20的电气接口29(图2B中可见)。每个板件32被放置在两个竖直结构元件31之间、在竖直结构元件31的前部面31a上。

支撑结构30的板件32中的电气接口借助于电气链接装置400(图2B中可见)链接至电气线路系统60(图2B中可见)，例如飞行器的电气线路系统。

一旦将模块20固定至竖直结构元件31，模块20的电气接口29就链接至支撑结构30的板件32中的电气接口。支撑结构30的板件32中的电气接口链接至电气线路系统60，例如飞行器的电气线路系统。模块20的电气接口29因此链接至电气线路系统60。

在图1中所表示的实施例中，各自包括电气接口的三个板件32被安排在两个竖直结构元件31之间、在竖直结构元件31的不同高度处。

显然，放置在两个竖直结构元件31之间、在不同高度处的板件32的数量可以是不同的。

在所描述的实施例中，各模块20在各板件32处固定至支撑结构30。因此，支撑结构30的每个板件32接纳模块20的电气接口29。特别地，每个板件32中的电气接口接纳模块20的电气接口29。

图2A和图2B分别表示了根据本发明的实施例的组件的前视图和侧视图。下文中参考图2B和图2C描述用于将模块固定至支撑结构30的装置20。

应当注意到的是，图2A中所表示的支撑结构30包括四个竖直结构元件31，并且三个模块20固定至两个相继的竖直结构元件31之间、在三个不同高度处。

因此，九个模块20固定至图2A中所表示的支撑结构30上。

模块20通过固定装置21固定至竖直结构元件31的前部面31a上。

在一个实施例中(参见图2B和图2C)，在模块20的前部面20a与该模块的后部面20b之间，固定装置21被穿过该模块的接纳装置22容纳。

在一个实施例中，接纳固定装置21的接纳装置22由在模块20的前部面20a与后部面20b之间纵向地延伸的空腔形成。

接纳装置例如通过在模块20中钻出具有足以允许固定装置21穿过的直径的圆柱形空腔而产生。

在一个实施例中，如在图2B中所表示的那样，固定装置21在前部面20a与后部面20b之间穿过模块20，以便允许操作者从该模块的前部面20a将模块20固定至竖直结构元件31的前部面31a上。

在一个实施例中，固定装置21是具有预定长度的螺钉，使得该固定装置在模块20的前部面20a与后部面20b之间穿过该模块。

形成接纳装置的圆柱形空腔的直径的值因此足以允许螺钉的杆部穿过。

在另一个实施例中，如图2C中所表示的那样，固定装置21’是长度小于模块20的深度的螺钉。

在本实施例中，接纳装置22’包括第一圆柱形部分22a’和第二圆柱形部分22b’，该第一圆柱形部分的直径足以接纳形成固定装置21’的螺钉头部21a’，该第二圆柱形部分的直径足以接纳螺钉杆部21b’并防止螺钉头部21a’的引入。

在本实施例中，需要专用于固定螺钉21’的工具2100，以用于将模块20固定至竖直结构元件31。

在图2C中所表示的实施例中，螺钉具有六角形凹部。

显然，可以使用具有不同凹部(如三角形、梅花(Torx)等)的不同类型的螺钉。

支撑结构30包括互补的固定装置，该互补的固定装置适用于接纳模块20的固定装置21、并且适用于与该固定装置协作以用于将模块20固定至支撑结构30。

在本实施例中，模块20b的后部面包括加强区域200，这些加强区域分别位于后部面20b的分别出现接纳装置22、22’的拐角处。这些加强区域200当然可以适用于参考图2B所描述的实施例。

模块20还包括至少一个定心柱210(图2C中可见，但在图2B中所表示的实施例中是类似的)。

在一个实施例中，定心柱210与接纳固定装置21、21’的每个接纳装置22、22’相关联。

在其他实施例中，模块20包括比固定装置21、21’更少的定心柱210。

定心柱210使得在模块20的安装中可以将该模块定位在正确的位置，使得模块20的固定装置21、21’与竖直结构元件31的互补的固定装置协作。

在一个实施例中，定心柱210包括凸起部，该凸起部在与模块的后部面21b在其中延伸的平面成直角的方向上、并且在与接纳装置22、22’延伸的方向平行的方向上从模块的后部面20b突出。

以非限制性的方式，定心柱210可以是例如辅助在正确的方向上导引固定装置21、21’以便固定至竖直结构元件31的衬套或定心销或任何其他元件。

每个竖直结构元件31包括固定区域310，该固定区域适用于接纳模块20的固定装置21、21’。

这些固定区域310参考图2C进行描述，但也适用于图2B中所表示的实施例。

在每个竖直结构元件31上针对每个固定装置21、21’提供固定区域310。

在一个实施例中，固定区域310包括第一钻孔310a和第二钻孔310b，该第一钻孔被设计成用于接纳定心销210，该第二钻孔被设计成用于接纳螺钉杆部21b’。

在本实施例中，互补的固定装置包括固定至第二钻孔310b处的浮动螺母(不可见)。

显然，固定装置和互补的固定装置可以具有其他实施例。

因此，在这些实施例中，模块20可以通过将固定装置21、21’引入到接纳装置22、22’中而固定至竖直结构元件31上，而模块20在支撑结构30上的固定能够由操作者从模块20的前部面20a轻松地执行。

应当注意到的是，一旦支撑结构30安装在某个位置就可以执行模块20在支撑结构30上的固定，而不需要触及支撑结构30的后部部分。

显然，可以采用其他固定装置21、21’。

如图2A和图2C中可见的，在所描述的实施例中，每个模块20包括四个固定装置21，每个固定装置21被安排在置于模块20的前部面20a与后部面20b之间的接纳装置22中。

显然，固定装置的数量和接纳装置的数量可以是不同的，然而数量为四个允许模块20在支撑结构30上的最佳固定。

在一个实施例中，模块20还包括位于电子设备项24下方的箱形区段23。

在本实施例中，模块20在竖直元件31上的固定是部分地在箱形区段23处执行的。特别地，位于模块20的底部部分上的固定装置21从模块20的前部面20a向模块20的后部面20b穿过箱形区段23。

组件100包括通风系统，该通风系统包括吹气管道和抽气管道，以便排出电子设备项24所产生的热量。

在一个实施例中，每个竖直结构元件31包括吹气管道41和抽气管道42(图2B中可见)。

包括吹气管道41和抽气管道42二者的竖直结构元件31使得可以进一步优化支撑结构30所占据的空间。

吹气管道41和抽气管道42被定位在竖直结构元件31内、并且在竖直结构元件31内纵向地延伸。

在一个实施例中，将竖直结构元件31的内部进行划分以便形成吹气管道41和抽气管道42。

类似地，每个模块20包括吹气管道43和抽气管道44。

通风系统因此尽可能靠近电子设备项24，因此有效地执行对电子设备项24的冷却而无需向支撑结构30添加元件。

应当注意到的是，竖直结构元件31和模块20内的吹气管道41、43和抽气管道42、44一起形成通风系统。

组件的通风系统的吹气管道43和抽气管道44因此包括定位在竖直元件31中的一部分和定位在模块20中的一部分。

模块20的吹气管道43和抽气管道44位于箱形区段23内。模块20的吹气管道43和抽气管道44在图2A中可见。

除了通风系统的空气通过之外，箱形区段23还使得可以有助于在高度方向上紧固电子设备项24。

在一个实施例中，箱形区段23的内部被划分为两个隔室，每个隔室相应地对应于吹气管道43和抽气管道44。

例如，在这些隔室之间放置隔离元件以便使它们热隔离。隔离元件可以是隔离泡沫。

在另一个实例中，在这些隔室之间、尤其是在包含冷空气的隔室与包含热空气的隔室之间限制了某一体积的空气以避免热量交换，如它们之间的热传导。

在所描述的实施例中，箱形区段23具有六面体的形式，并且其内部沿对角平面23a被划分为两个隔室。

在所表示的实施例中，竖直结构元件31中的吹气管道41位于竖直结构元件31的前部面31a处。换言之，吹气管道41邻接模块20的后部面20b。

竖直结构元件31中的吹气管道41和模块20中的吹气管道43链接至彼此。

类似地，竖直结构元件31中的抽气管道42和模块20中的抽气管道44链接至彼此。

每个竖直结构元件31包括出气口41a和进气口42a，该出气口被设计成链接至模块20的吹气管道43，该进气口被设计成链接至模块20的抽气管道44。

竖直结构元件31的进气口42a和出气口41a位于模块20的底部部分中。

在一个实施例中，圆柱形的可变形密封件被定位在竖直结构元件31的吹气管道41与模块20的吹气管道43之间的链接部分、以及竖直结构元件31的抽气管道42与模块20的抽气管道44之间的链接部分处。根据一个实施例，这些链接部分是刚性的。可变形密封件确保了通风系统的密封性。

在另一个实施例中，模块20的吹气管道43和抽气管道44相应地与竖直结构元件31的吹气管道41和抽气管道42之间的链接由确保可变形柔性密封件来确保。例如，模块20包括柔性锥形套筒类型的两个联接件，一个联接件用于吹气管道43并且一个联接件用于抽气管道44。竖直结构元件31的进气口42a和出气口41a是柔性圆柱形套筒类型的。当模块20固定至支撑结构30上时，模块20中的联接件抵靠竖直结构元件31的互补的联接件压扁。

联接件的变形使得可以保证通风系统的密封性。联接件的变形不需要任何在相应的联接件之间的夹紧套环。

竖直元件31中的进气口42a和出气口41a在图3中可见。应当注意到的是，进气口42a和出气口41a位于每个竖直结构元件31的两侧。因此，同一模块20链接至第一竖直结构元件311的进气口42a、并且链接至第二竖直结构元件312的出气口41a。

因此，在并排地固定至支撑结构30上的两个模块20之间分配竖直结构元件31中的通风系统。

图2A中表示了通风系统的运行。来自组件100外部的冷空气被引入到第一竖直结构元件31/311中的吹气管道41中。循环穿过吹气管道41的空气从第一竖直结构元件31/311离开、穿过出气口41a到达模块20中的吹气管道43。

应当注意到的是，为了使图2A简明，仅表示了穿过第一模块20的空气的路径。然而，对于其他模块，空气的路径是类似的。

循环穿过第一模块20/201中的吹气管道43的空气经过模块20/201的电子设备项24。空气将电子设备项24散发的热量携带至位于第一模块20/201上方的第二模块20/202的抽气管道44。

第二模块20/202的抽气管道44中的空气被确定路线为穿过进气口42a到达第二竖直元件31/312的抽气管道42，此抽气管道42将热空气带到支撑结构30外部。

模块20还包括位于模块20的侧面20c上的加强元件26(在图2B和图1中表示出)。应当注意到的是，在图中仅一个侧面20c是可见的。

一旦模块20被固定至支撑结构30上，加强元件26就加强模块20在支撑结构30上的紧固。换言之，加强元件26吸收模块20的竖直力和剪切力。

在一个实施例中，加强元件26是例如矩形的或管状形式的两个纵向元件，这些纵向元件在与模块20的前部面20a所处的平面和模块20的后部面20b所处的平面成直角的平面中沿模块20的侧面延伸。

在本实施例中，加强元件26交叉以便形成模块20的侧面20c的对角线。

在一个实施例中，支撑结构30包括用于辅助模块20的安装的两个元件50(参见图1)。

安装辅助元件50可以是固定至竖直结构元件31的前部面31a上的托架。两个托架分别在相同的高度处安装在两个竖直结构元件31上，以便在模块20的安装中导引该模块。

应当注意到的是，在单个操作者安装固定装置21时，可以将模块20置于两个托架50上，托架50支撑模块20，以便将模块20固定至支撑结构30上。

操作者可以在托架50上滑动模块20，使得模块20的后部面20b与竖直支撑元件31的前部面31a发生接触。操作者可以然后进行模块20与支撑结构30之间的机械固定。这种机械固定允许模块20与支撑结构30的气动连接和电子连接。

凭借托架50，将模块20固定至支撑结构30上需要单个操作者。

一旦模块20被固定至支撑结构30上，就可以拆除托架50以便使组件100变轻。

Claims

1.一种组件，所述组件包括模块(20)和相关联的支撑结构(30)，所述模块包括电子设备项(24)，其特征在于，所述支撑结构(30)包括具有前部面(31a)和后部面(31b)的至少两个竖直结构元件(31)，所述支撑结构包括至少一个板件(32)，所述至少一个板件包括电气接口，所述电气接口被设计成用于接纳所述模块(20)的电气接口(29)，所述模块(20)包括固定装置(21；21’)，所述固定装置被设计成用于将所述模块(20)固定至所述至少两个竖直结构元件(31)的前部面(31a)上。

2.根据权利要求1所述的组件，其特征在于，所述固定装置(21；21’)在所述模块(20)的前部面(20a)与后部面(20b)之间穿过所述模块(20)、并且被设计成固定至所述竖直结构元件(31)的前部面(31a)上。

3.根据权利要求2所述的组件，其特征在于，所述模块(20)还包括接纳装置(22；22’)，所述接纳装置被设计成用于容纳所述固定装置(21；21’)，所述接纳装置包括空腔，所述空腔在所述模块(20)的前部面(20a)与后部面(20b)之间纵向地延伸。

4.根据权利要求1至3之一所述的组件，其特征在于，所述至少一个板件(32)被放置在所述至少两个竖直结构元件(31)之间、在所述竖直结构元件(31)的前部面(31a)处，并且所述电气接口包括电气链接装置以用于将所述支撑结构(30)的电气接口(32)链接至电气线路系统(60)。

5.根据权利要求1至4之一所述的组件，其特征在于，所述组件包括通风系统，所述通风系统包括吹气管道(41，43)和抽气管道(42，44)，竖直结构元件(31)包括吹气管道(41)和抽气管道(42)。

6.根据权利要求5所述的组件，其特征在于，所述模块(20)包括所述通风系统的吹气管道(43)和抽气管道(44)。

7.根据权利要求6所述的组件，其特征在于，所述竖直结构元件(31)包括进气口(42a)和出气口(41a)，所述模块(20)的所述抽气管道(44)链接至第一竖直结构元件(311)的所述出气口(41a)，并且所述模块(20)的所述吹气管道(43)链接至第二竖直结构元件(312)的所述进气口(42a)。

8.根据权利要求6或7之一所述的组件，其特征在于，所述模块(20)还包括位于所述电子设备项(24)下方的箱形区段(23)，所述吹气管道(43)和所述抽气管道(44)位于所述箱形区段(23)内。

9.根据权利要求8所述的组件，其特征在于，所述固定装置(21；21’)在所述模块(20)的前部面(20a)与后部面(20b)之间穿过所述箱形区段(23)。

10.根据权利要求1至9之一所述的组件，其特征在于，所述模块(20)包括加强元件，所述加强元件位于所述模块(20)的侧面(20c)上。

11.根据权利要求1至10之一所述的组件，其特征在于，所述支撑结构(30)包括用于辅助所述模块(20)的安装的至少两个元件(50)，各安装辅助元件(50)固定至各竖直结构元件(31)的前部面(31a)上。

12.一种飞行器，其特征在于，所述飞行器包括至少一个根据权利要求1至11之一所述的组件。