CN110877709A - 用于飞行器机身的改进的门系统 - Google Patents

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CN110877709A CN201910837077.7A CN201910837077A CN110877709A CN 110877709 A CN110877709 A CN 110877709A CN 201910837077 A CN201910837077 A CN 201910837077A CN 110877709 A CN110877709 A CN 110877709A
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帕特里克·利芬
劳伦特·拉切
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Abstract

为了简化打开飞行器门(6)所涉及的运动学，在门的外周处设置有多个可动止动构件(30)，这些可动止动构件意在压靠于设置在门框架上的互补的止动装置(26、29)。门控制设备(54)构造成通过使门朝向舱室(8)的内部移动而使门(6)从其关闭位置进入缩进的中间位置，并且止动装置控制设备(40)构造成当门(6)处于其缩进的中间位置时允许可动止动构件(30)从展开的锁定位置移动至缩回的解锁位置，从而允许门向外移动通过机身中的开口(24)。

Description

用于飞行器机身的改进的门系统
技术领域
本发明涉及用于飞行器机身的门系统的领域，该类型的门系统包括下述门：该门构造成通过施加在门的两侧的压力差被保持在关闭位置。这种类型的门通常被称为“塞拉门”。
本发明可以应用于任何类型的飞行器，并且优选地应用于商业飞机。本发明例如用于乘客门或客货两用门的生产，或者甚至是用于提供至飞行器的加压舱的入口的任何其他门的生产。
背景技术
从现有技术中已知的门系统使用飞行器的舱室与外部之间的压力差来将门保持在关闭位置中以抵靠于由机身限定的门框架。为此，门通常配备有止动装置，该止动装置布置在门的外周处，并且与布置在门框架上的互补的止动装置配合。在飞行中，施加在门的两侧的压力差迫使止动装置抵靠于互补的止动装置。被已知为“塞拉门”的这种类型的门的特定特征中的一个特定特征在于实际上施加在门的两侧的压力差使得在止动装置和互补的止动装置中引入了力，但在控制设备上引入了很少的力或没有在控制设备上引入力，该控制设备用于使门在门的各种位置之间移动并且用于门的锁定。
在设计这些系统时所遇到的困难中的一个困难在于门的打开和关闭运动学。特别地，打开运动学需要允许止动装置相对于互补的止动装置断开接合。在现有技术中，这种断开接合是通过执行门的升降来进行的，也就是说通过产生竖向的门运动或具有非常大的竖向分量的门运动来进行。
虽然证明了该解决方案是令人满意的，但是仍需要特定的装置来确保门的竖向运动，特别是在存在重量补偿系统的情况下来确保门的竖向运动。
因此，仍然需要对现有的门系统的设计进行优化以减轻上述缺点。
发明内容
为了解决这种需求，本发明的目标是根据权利要求1的特征的用于飞行器机身的门系统。
因此，本发明从现有的设计中有了显著地突破，因为本发明在门上设置了止动构件，通过使门进入缩进的中间位置中可以使止动构件从展开的锁定位置过渡至缩回的解锁位置。该位置是通过使门朝向舱室的内部移动而获得的，并且门不再像现有技术中那样竖向地移动。
特别地，通过门的重量补偿系统的缺失，从而简化了实现的门的开启和关闭的运动学和装置。
本发明还提出了以单独的方式或组合的方式使用的以下可选择的特征中的至少一种特征。
每个可动止动构件具有第一端部和第二端部，第一端部铰接在门的外周上，第二端部与第一端部相对并且形成了与门框架接触的端部。
第二端部界定了圆形的接触表面。
致动膜紧固至可动止动构件。致动膜与可动止动构件之间也可以有其他配合的解决方案，比如将这些构件简单地压在膜上。
止动装置控制设备还包括弹性返回装置，弹性返回装置通过产生与在控制室内施加在致动膜上的压力相反的力而使可动止动构件返回至展开的解锁位置，弹性返回装置优选地布置在控制室内部。
致动膜在门与门框架之间形成密封件，密封件沿着门的整个外周连续。
门控制设备包括：
-至少一个控制手柄；
-至少一个控制构件，所述至少一个控制构件由控制手柄驱动且安装成沿着铰接轴线铰接在门上，每个控制构件限定了导引轨道，该导引轨道对紧固至门框架的随动构件进行接纳。
门控制设备构造成使得每个控制构件可以在保持位置与释放位置之间旋转，控制构件在其保持位置与其释放位置之间绕铰接轴线的该旋转引起了随动构件沿着导引轨道移动，从而将门从其关闭位置引导至其缩进的中间位置。
在控制构件的保持位置中，通过随动构件防止了控制构件相对于门框架朝向舱室的内部移动，并且在控制构件的释放位置中，控制构件可以相对于门框架向外移动。
本发明的另一个目标是飞行器，该飞行器包括配备有至少一个这样的门系统的机身，这样的门系统优选地用于形成乘客门或客货两用门。
本发明的其他优点和特征将从下文非限制性的详细描述中显现出来。
附图说明
根据附图给出了该描述，在附图中：
-图1表示根据本发明的飞行器的侧视图；
-图2表示门系统的立体图，上图中所示的飞行器配备有该门系统；
-图3表示门的正视图，上图中所示的门系统配备有该门；
-图4表示上图中所示的门的侧视图；
-图5是沿着图3的线V-V截取的门的横截面图；
-图6是上图中所示的门的一部分的平面图；
-图7是上图中所示的门系统的一部分的放大横截面图，切割线对应于图2的线VII-VII；
-图8表示门控制设备的一部分的侧视图，上图中所示的系统配备有该门控制设备；
-图9和图10是上图中所示的控制设备的一部分的不同的视角的立体图；以及
-图11至图15示出了与图7和图8相似的视图，其中，在门打开操作期间，门系统处于不同的状态。
具体实施方式
图1表示根据本发明的飞行器1，该飞行器1包括配备有门系统4的机身2。该系统4包括形成乘客门的门6，该乘客门提供了至飞行器的加压舱8的入口。例如，门6具有在图2中可见的卵形类型的形式，并且优选地在固定有乘客座椅(未表示)的地板10的两侧延伸。
现在参照图3至图6，更详细地示出了门6，该门具有与机身的通用形状相匹配的通用形状。该门包括主要结构件12。在主要结构件12的外表面上设置有外部控制手柄18。
参照图7至图10，更详细地描述了门系统4以及其控制装置。
门系统4包括门框架22，该门框架22在机身2中界定了开口24，该开口提供了至加压舱8的入口。该框架22的整体形状对应于门6的整体形状，如图7中所示，由于门6处于门的关闭位置中，因此门以紧密密封的方式阻挡开口24。就此而言，表明了图7中所示的横截面的形状与沿着框架22与门6的外周之间的整个连结部所交会的横截面的形状相对应。
框架22具有面向舱室8的内部的座部26。该座部26通过通道24的加宽部分来实施。实际上，框架具有在向外的方向上接着座部26的延伸框架27，该延伸框架27限定了开口24的狭窄部分。相反地，门框架22具有在舱室8的方向上接着座部26的内部框架28，该内部框架28限定了开口24的加宽部分。在座部26与内部框架28之间可以设置曲率半径29。
门6具有“塞拉门”类型的设计，也就是说，借助于该门的两侧的压力差来在飞行中保持图7的门的关闭位置。在飞行阶段期间，舱室8的内的压力被称为“Pint”，该内部压力“Pint”实际上大于外部压力“Pext”，该内部压力“Pint”迫使门6压靠于框架22。为此，门6的外周配备有止动装置，该止动装置采用了多个可动止动构件30的形式。这些构件沿着门6的整个外周彼此相接，在其间留下了图10中所示的周向间隙32。每个可动止动构件30可以是例如具有大致的矩形形状的挡板。每个止动构件30的第一端部30a沿着铰接轴线34铰接在门6的外周上，该铰接轴线34优选地大致局部地平行于门的切向方向。与第一端部30a相对的第二端部30b形成了用于与门框架接触的端部。更具体地，在门6的关闭位置中，第二端部30b压在框架22的座部26上，该按压可以延伸至曲率半径29。为了改进接触，第二端部30b界定了圆形的接触表面36，该圆形的接触表面36具有与曲率半径29的形状互补的形状。因此，座部26和/或曲率半径29形成了互补的止动装置，在飞行期间，构件30借助于施加在门6的两侧的压力差而被迫使压靠于该止动装置。因被施加在门上的压力差而产生的力中的所有的力或几乎所有的力被引入到这些构件30中，并且引入到接纳这些构件的互补的止动装置中。
此处，每个可动止动构件30采用展开的锁定位置，在展开的锁定位置中，可动止动构件的第二端部30b从门的外周突出。每个构件30的打开角度A1可以由主要的门结构件12的外周上的止动件38设定。
系统4还包括止动装置控制设备，该装置在图7中用整体的附图标记40来表示。如随后将解释的，该设备40在某些特定的情况下可以引起可动止动构件30从其展开的锁定位置移动至缩回的解锁位置。当门因该门的两侧普遍存在的压力差而被保持在关闭位置中时，该设备40很少以机械的方式受到应力或根本没有以机械的方式受到应力。
控制设备40包括致动膜42，致动膜42布置在门的外周处且优选地紧固至可动止动构件30。实际上，这些构件30例如通过布置在该膜42的内表面上的固定板44而被固定到膜42的外表面上。膜42与门6的外周一起界定了用于构件30的控制室46，控制室沿着整个外周延伸。室46意在充满空气，并且被称为“Pch”的室46的压力对膜42的展开进行调节，并且因此对可动止动构件30的打开角度A1进行调节。
膜42的外部部分在门6与门框架22之间形成密封件48，该密封件沿着门6的整个外周连续延伸。当致动膜42如图7中展开时，该外部膜部分的外表面实际上安置成压在在框架22的延伸框架27上。
控制设备40还包括用于对控制室46的压力进行控制的装置50。这些装置50可以联接至空气压缩机，使其可以对室46进行加压和/或减压，从而对膜42的位置和与其连接的构件30的位置进行驱动。
最后，控制设备40包括弹性返回装置，弹性返回装置呈将主要的门结构件12连结至固定板44的拉伸弹簧52的形式。这些弹簧52施加使可动止动构件30返回至缩回的解锁位置的力，这是由于该力与在室46内施加在致动膜42上的空气压力相反。弹簧52布置在控制室46内部，并且当室46中的压力下降成低于确定值时，弹簧52实际上可以将膜42拉向主要的结构件12。然而，这些弹簧的存在并不是强制性的，因为致动膜42的运动可以仅通过经由装置50对控制室46加压/减压进行控制来执行。
此外，门系统4包括门控制设备，该设备在图8至图10中以整体的附图标记54来表示。
门控制设备包括图3至图6中所示的外部控制手柄18，但是还包括内部控制手柄(未表示)。这两个手柄嵌入在门6上，并且分别可以从飞行器的外部以及从加压舱8进行致动。这两个手柄各自彼此独立地驱动一个或更多个控制构件56，所述一个或更多个控制构件56布置在门的外周处并且通过传动设备(未示出)连结至手柄。控制构件例如为布置在门的外周处的4个控制构件56。
更具体地，每个控制构件56安装成围绕沿着铰接轴线60延伸的铰接构件58铰接在主要的门结构件12的外周上。该轴线60优选地与门6的外周边缘局部地正交。
因此，控制构件56被设计成由两个手柄中的一个手柄从外部或从舱室8的内部同时地以旋转的方式被驱动。每个控制构件限定了导引轨道62，该导引轨道62对紧固至门框架的随动构件64进行接纳。优选地呈销的形式的随动构件64大致平行于设置在门6上的铰接构件58。
导引轨道62优选为导引导轨，随动构件64可以沿着该导引导轨移动。该导轨包括阻挡的第一端部66以及相对的第二端部68，该第二端部68是打开并且向外展开的。导轨62限定了第一路径70a和第二路径70b，第一路径70a开始于第一端部66，第二路径70b延续第一路径70a并且终止于第二端部68。
现在将对门系统4的操作进行描述。在飞行阶段，门6处于关闭位置，其中，其可动止动构件30处于展开的锁定位置。舱室8内的压力Pint大于外部压力Pext，使得门6以及其止动构件30被迫向外抵靠于门框架22。更具体地，这些构件30是被迫压靠于框架的座部26。图7中所示的角度A1不能增大，因为止动件38和构件30压靠于框架22的内部框架28。该角度A1也不能减小，因为构件30的第二端部30b压在座部26上，这防止了构件30在该方向上旋转。在门的关闭位置中，构件30被保持在其展开的锁定位置，并且因此防止了构件移动至其缩回的解锁位置。无论控制室46内的压力Pch是多少、该压力Pch例如在飞行期间被设定为与压力Pint相同的值或甚至更优选地设定为更高的压力，都能够实现可动止动构件30的这种旋转阻挡。
还注意到的是，在飞行期间，控制构件56采用图8中所示的保持位置。在该保持位置中，随动构件64在导轨62中位于第一路径70a的第一端部66处。该第一路径70a是大致圆形形状的且与铰接轴线60同心。然后，随动构件64被径向地夹持在位于该构件64的两侧的两个导轨侧翼之间。因此，通过将随动构件64保持在导轨62中，防止了控制构件56在横向方向Y上相对于框架22移动。特别地，防止了控制构件56在横向方向Y上朝向舱室8的内部移动。这涉及机械止动件，该机械止动件添加了空气压力差以防止门6朝向舱室8的内部横向地移动。因此，可动止动构件30不可能缩回至其缩回的解锁位置。
在地面上着陆后，舱室8内的压力Pint与外部的压力Pext大致相同，外部的压力Pext对应于大气压力。因此，不再应用压差现象，并且仅通过随动构件64在导轨62的第一路径70a的第一端部66中的机械抵接来确保门6的关闭位置。因此，只要控制手柄18中的一个控制手柄不是由授权人员致动，门6的该关闭位置就被保持。
在地面上，当必须打开门6时，对两个手柄18中的一个手柄进行致动，这使得控制构件56开始绕铰接轴线60枢转。在该构件56枢转的初始阶段期间，随动构件64在导轨62中沿着第一路径70a移动。在图11中所示的该初始阶段中，在门6与门框架之间、在横向方向Y上没有发生相对运动，随动构件64紧固至该门框架。该初始阶段可以被用来触发致动室中的压力损失Pch，从而达到在下文中将要描述的结果。
在构件56绕轴线60枢转的第二阶段中，还观察到了随动构件64在导轨62中沿着第一路径70a的第二部分的相对运动。在该第二部分中，第一路径70a不再与轴线60同心，从路径70a至该轴线60的距离通过接近第二路径70b而减小。由于该距离的减小，出现了门6相对于门框架朝向舱室8的内部的横向运动。
图12中示意性地表示了控制机构56枢转的结束时、也就是说在构件56的30°至60°数量级的旋转幅度之后，构件56然后采用了释放位置，在该释放位置中随动构件64处于导轨62的两条路径70a、70b之间的连结部处。因此，构件56在从图8的其保持位置至图12的其释放位置的运动中引起随动构件64沿着第一路径70a的运动，从而导致门6朝向内部移动。然后该门6进入图13中示意性地表示的缩进的中间位置，在该缩回的中间位置中，门6在Y方向上有效地缩进了例如介于5mm与10mm之间的值“D”。在竖向方向Z上没有发生移位。
一旦门已经缩进并且控制室46中的压力Pch已经被调节成期望值，例如被调节成大气压力或被调节成更低的压力，止动构件30的第二端部30a就从座部26充分地偏移以允许构件30绕轴线34枢转。该枢转是在弹簧52的作用下进行的，该弹簧52可以与在室46中通过对压力Pch进行合适的调节而执行的减压相结合而迫使致动膜42和构件30朝向门6的外周。
因此，这些拉伸弹簧52导致可动止动构件30从图7的其展开的锁定位置移动至图13的缩回的解锁位置。就此而言，如图13中示意性地表示的，应当注意的是，当膜42接近门结构件12的外周时，在固定板44之间形成的空间中形成了折叠部42’。当膜42在弹簧52的作用下接近门外周时，这些膜折叠部42’可以抑制膜42的周长减小。
最后，一旦由可动止动构件30采用该缩回的位置，则门6可以向外横向地移动通过框架22的开口24，从而穿过由延伸框架27形成的狭窄部分。在图15中示意性地表示的该运动——该运动优选为仅是横向的并且不具有竖向分量——由图14中所示的控制构件56的释放位置允许。然后，实际上第二路径70b定向成大致横向的，这意味着控制构件56可以在Y方向上相对于框架22移动，而不会受到随动构件64的妨碍。如图14中所表示的，然后随动构件64跟随门6的向外横向运动的而从第二导轨端部68脱离。
一旦门穿过门框架，该门的打开运动保持成常规的，优选地与机身平行，以便门可以与门框架并排地抵靠于机身。该运动取决于具有布置在门框架与门之间的接合部处的导引件和铰接臂的类型的已知的装置(未表示)。
在门关闭操作期间，上述的步骤在相反的方向上进行。然而，在门6从其缩进的中间位置移动至其关闭位置之前，优选设置的是执行可动止动构件30从其缩回的解锁位置过渡至其展开的锁定位置。构件30的该运动——该运动通过经由装置50使室46中压力Pch增大来执行——可以替代性地在门6横向移动至其关闭位置期间被执行。在这种情况下，在门6的运动期间尽早地执行构件30的展开，使得这些构件30可以在不与门框架22的延伸框架27抵接的情况下到达其展开的解锁位置。
鉴于上述情况，当在室46中施加的压力Pch在膜42上的引起的力大于由压力Pint和弹簧52导致的力时，因此获得了可动止动构件30的展开。
显然，本领域技术人员可以对仅仅以非限制性的示例的方式并且根据附加的权利要求限定的范围所描述的本发明做出各种改型。

Claims (10)

1.一种用于飞行器机身的门系统(4)，所述系统包括：
-门框架(22)，所述门框架(22)在所述机身(2)中界定了开口(24)，所述开口提供了至所述飞行器的舱室(8)的入口；
-门(6)，所述门(6)设置成在所述门处于关闭位置时阻挡所述开口(24)，所述门(6)的该关闭位置意在通过所述机身(2)的外部与所述舱室(8)之间的压力差被保持；
-止动装置(30)，所述止动装置(30)布置在所述门的外周处且意在压在设置于所述门框架上的互补的止动装置(26、29)上，
其中，所述系统还包括门控制设备(54)，所述门控制设备(54)构造成通过使所述门(6)朝向所述舱室(8)的内部移动而使所述门(6)从其关闭位置进入缩进的中间位置，并且通过使所述门(6)向外移动而使所述门(6)从所述缩进的中间位置进入其关闭位置，
并且其中，所述止动装置包括沿着所述门的外周彼此相接的多个可动止动构件(30)，
并且其中，所述系统还包括止动装置控制设备(40)，所述止动装置控制设备(40)构造成在所述门(6)处于其缩进的中间位置时能够引起所述可动止动构件(30)从展开的锁定位置移动至缩回的解锁位置，从而允许所述门向外移动通过所述机身中的所述开口(24)，
并且其中，所述系统构造成使得在所述门的关闭位置中，所述可动止动构件(30)压靠于所述门框架(22)的所述互补的止动装置(26、29)防止了这些可动止动构件(30)移动至它们的缩回的解锁位置，
并且其中，所述止动装置控制设备(40)包括：
-致动膜(42)，所述致动膜(42)布置在所述门的外周处且与所述可动止动构件(30)配合，所述膜(42)界定了控制室(46)；
-压力控制装置(50)，所述压力控制装置(50)用于所述控制室(46)，所述室(46)内的压力调节所述膜(42)的位置和与该膜配合的所述可动止动构件(30)的位置。
2.根据权利要求1所述的门系统，其中，每个可动止动构件(30)具有第一端部(30a)和第二端部(30b)，所述第一端部(30a)铰接在所述门的外周上，所述第二端部(30b)与所述第一端部相对且形成了用于与所述门接触的端部。
3.根据权利要求2所述的门系统，其中，所述第二端部(30b)界定了圆形的接触表面(36)。
4.根据前述权利要求中的任一项所述的门系统，其中，所述致动膜(42)紧固至所述可动止动构件(30)。
5.根据权利要求4所述的门系统，其中，所述止动装置控制设备(40)还包括弹性返回装置(52)，所述弹性返回装置(52)通过产生与在所述控制室(46)内施加在所述致动膜(42)上的压力相反的力而使所述可动止动构件(30)返回至所述缩回的解锁位置，所述弹性返回装置(52)优选地布置在所述控制室(46)内。
6.根据权利要求4或权利要求5所述的门系统，其中，所述致动膜(42)在所述门(6)与所述门框架(22)之间形成密封件(48)，所述密封件(48)沿着所述门的整个外周连续。
7.根据前述权利要求中的任一项所述的门系统，其中，所述门控制设备(54)包括：
-至少一个控制手柄(18)；
-至少一个控制构件(56)，所述至少一个控制构件(56)由所述控制手柄(18)驱动且安装成沿着铰接轴线(60)铰接在所述门上，每个控制构件限定了导引轨道(62)，所述导引轨道(62)对紧固至所述门框架(22)的随动构件(64)进行接纳。
8.根据权利要求7所述的门系统，其中，所述门控制设备(54)构造成使得每个控制构件(56)能够在保持位置与释放位置之间旋转，所述控制构件绕所述铰接轴线(60)在其保持位置与其释放位置之间的该旋转引起所述随动构件(64)沿着所述导引轨道(62)移动，从而将所述门(6)从其关闭位置引导至其缩进的中间位置。
9.根据权利要求8所述的门系统，其中，在所述控制构件(56)的保持位置中，通过所述随动构件(64)防止所述控制构件(56)相对于所述门框架(22)朝向所述舱室(8)的内部移动，并且其中，在所述控制构件(56)的释放位置中，所述控制构件(56)能够相对于所述门框架(22)向外移动。
10.一种飞行器(1)，所述飞行器(1)包括配备有至少一个根据前述权利要求中的任一项所述的门系统(4)的机身(2)。
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