CN201859488U - 飞行记录器坠毁防护组件 - Google Patents

Abstract

增强型飞行记录器坠毁防护组件是对钢壳体、水下定位信标构件和该构件与钢壳体的连接进行了针对性优化改进而成。钢壳体设计成U字形外形结构，具有凸角和支脚等外部特征，它能够更好的承受飞机坠毁时所受到的强冲击、尖锐物体的撞击、静态力挤压等机械应力破坏。水下定位信标构件单元设计成半圆柱开放式结构，通过抗纯剪切、键连接和高阻尼缓冲结构特征更有效地防护了水下定位信标。改进后坠毁防护组件能够更好的适应或更好的满足标准中规定的坠毁幸存试验要求，并在强冲击性能考核方面高于标准要求。

Description

飞行记录器坠毁防护组件

技术领域

本实用新型增强型飞行记录器防护组件属于航空机载电子设备技术领域。

背景技术

目前，我国飞行记录器坠毁防护组件均是按FAA于1996年颁布的民航技术标准TSO-124a/123a设计的。2007年FAA颁布了新的TSO-C124b/123b标准。针对固定式记录器，新标准对带水下定位信标坠毁防护组件的强冲击试验要求做了详细的规定。相对TSO-C124a/123a标准，对水下定位信标不允许从坠毁防护组件上分离的考核方法有了明确、统一的要求，即：冲击载荷施加在坠毁防护组件最容易损坏轴向的方向上，带水下定位信标的坠毁防护组件，冲击载荷应施加到水下定位信标最容易脱落的方向上。如果此方向与坠毁防护组件最容易损坏的方向不同，则应对其进行单独的强冲击试验。根据坠毁防护组件的设计，最多要求三次强冲击：(1)冲击载荷施加在坠毁防护组件的最易受损坏轴向的方向上；(2)冲击载荷施加在正对(面向)信标的方向上；(3)冲击载荷施加在信标的侧向(分离)方向上。因此，非常有必要设计一种与水下定位信标可靠连接的坠毁防护组件。

随着飞机性能的不断发展，我国近期各新型号飞机要求配备的飞行记录器其坠毁防护功能均需要满足民航技术标准TSO-C124b/123b或某项坠毁防护指标(强冲击)高于该标准要求，如：强冲击指标从3400g/6.5ms提高到6000g/5～8ms。

实用新型内容

要解决的技术问题：

设计和开发增强型坠毁防护组件。它不仅要弥补水下定位信标的坠毁防护功能满足TSO-C124b/123b标准要求，同时要求不带水下定位信标的防护件其抗强冲击防护功能满足6000g/5～8ms。

技术方案：一种飞行记录器坠毁防护组件，包括钢壳体及其盖板和水下定位信标构件连接件，所述的钢壳体为U字形结构形状。

所述的钢壳体采用一体挤压成型技术制成。

所述的钢壳体口部周围包括通过电子束焊与之相连的L型的钢结构凸耳和支脚。

所述的水下定位信标连接件包括螺栓连接结构、键连接结构和缓冲垫。

所述的螺栓连接结构的螺栓孔与螺栓杆之间具有可使螺栓在外载荷作用下产生弯曲效应的间隙。

所述的盖板上包括采用抗剪切沉台孔结构的信标螺栓安装孔。

所述水下定位信标构件包括水下定位信标、信标安装座、信标盖，其特征在于：该水下定位信标构件为半圆柱结构形状，信标安装座为半圆柱结构形状，且半圆两侧和底面均开有矩形或腰形槽，信标盖和信标安装座通过螺纹连接，并将水下定位信标锁紧在信标安装座内，水下定位信标两端装有缓冲垫；信标安装座上还有用作与飞行记录器坠毁防护组件相连的螺孔和键连接结构键槽。

所述的信标安装座和信标盖均采用高强高韧钛合金制造。

所述的缓冲垫采用高阻尼硅橡胶制造。

有益效果：

改进后坠毁防护组件能够更好的适应或更好的满足标准中规定的坠毁幸存试验要求，并在强冲击性能考核方面高于标准要求。

附图说明

图1为飞行记录器坠毁防护组件示意图。在图1中，标记1为飞行记录器坠毁防护组件；标记1为飞行器坠毁防护件；标记8为水下定位信标构件单元；标记2为飞行器坠毁防护单元的U型钢壳体；标记6为钢壳体上的凸耳；标记7为钢壳体上的支脚。

图2为飞行记录器坠毁防护组件分解示意图。标记1为飞行器坠毁防护件；标记8为水下定位信标构件单元；标记9为水下定位信标构件安装螺栓；标记4为缓冲垫；标记3为U字形钢壳体的盖板。

图3为钢壳体与水下定位信标构件连接部分示意图。

图4为水下定位信标构件单元示意图

图5为水下定位信标构件单元分解示意图。在图5中，标记10为信标安装座；标记11为信标盖；标记12为缓冲垫；标记13为水下定位信标。

具体实施方式

本专利所介绍的飞行记录器坠毁防护组件是由优化改进的U字形钢壳体2及其盖板3和水下定位信标构件单元8组成。

如图1，将金属外壳体设计成U字形状，将圆筒壁与筒底面采用圆弧过渡，该U字形钢壳体不仅有利于减小体积和重量，而且通过U字形圆弧过渡更有利于提高壳体抵抗碰撞和穿透的能力，从而在事故发生后幸存下来。在成型方面U字形钢壳体采用了一体挤压成型技术，优化了钢壳体的成型工艺，缩短了制造周期，降低了经费。另外，在U字形钢壳体上增加了L型的凸耳和支脚，凸耳和支脚通过电子束焊焊接在U字形筒壁周围和坠毁防护组件的相对薄弱区域(U字形钢壳体开口端)上。其作用是当防护组件与外界物体发生碰撞时，凸耳和支脚最可能优先发生碰撞接触，当应力超过凸耳和支脚与钢壳体焊接区域处的材料强度时，凸耳和支脚的焊接区域发生变形或断裂，通过凸耳、支脚的变形或断裂破坏吸收能量，减少或延缓冲击载荷对坠毁防护组件的破坏，间接的防护了防护组件的薄弱区域，提高了坠毁防护组件的幸存概率。该结构形式通过理论仿真分析，其抗强冲击能力已达到6000g/5～8ms。另外，支脚还可具有固定安装坠毁防护组件，可通过支脚上的安装孔与记录器实现固定连接。

如图2、图3、图4，水下定位信标构件与钢壳体的连接采用了抗纯剪切的螺栓连接结构和键连接结构。如果飞行器坠入海水或湖泊过程中，其内部的飞行记录器坠毁防护组件上的水下定位信标构件相对容易发生碰撞或挤压接触，在冲击或挤压载荷的作用下，连接螺栓一旦发生断裂，水下定位信标构件单元就会发生脱落致使信标与U字形坠毁防护单元分离。因此，连接螺栓是信标连接构件的关键因素。为了避免螺栓断裂，在螺栓与钢壳体的盖板的安装孔上设计了抗剪切沉台孔，同时加大螺栓过孔与螺栓杆的间隙，使螺栓在外载荷作用下具有弯曲效应，避免螺栓承受纯剪切力。在坠毁防护组件的盖板上和信标安装座上设计了键连接结构，通过键连接结构抵抗强冲击或挤压力，进一步消弱螺栓接触载荷，更有效的防护水下定位信标。另外，在信标安装座和盖板的安装接触面上增加了高强度、高阻尼硅橡胶缓冲垫，用于消耗外力功，减少信标构件的冲击破坏效应。

如图4、图5水下定位信标构件采用了半圆柱式包围结构，即将水下定位信标嵌入安装在具有防护功能的信标安装座内，通过信标盖和信标安装座的螺纹连接将水下定位信标锁紧在信标安装座内。该结构尽可能避免了外载荷直接作用在水下定位信标上。为了避免信标安装座对水下定位信标的屏蔽，安装座采用了半圆柱式开放式结构，即将安装座的半圆两侧和平底面设计成矩形和腰形结构的开放槽，其目的留出足够的信标发射面积，同时又不影响安装座的整体刚度。另外，信标安装座内设计有缓冲垫，用于消弱冲击载荷对信标的破坏。信标安装座、信标盖和缓冲垫是信标构件的主体构件，用于防护信标避免外载荷造成的机械破坏，信标安装座和信标盖均采用高强高韧钛合金制造。该合金具有高的比强度和良好的工艺塑性和超塑性，适合于各种压力加工和机械加工，缓冲垫采用高阻尼硅橡胶制造。

Claims (9)

1.一种飞行记录器坠毁防护组件，包括钢壳体及其盖板和水下定位信标构件连接件，其特征在于：所述的钢壳体为U字形结构形状。

2.如权利要求1所述的飞行记录器坠毁防护组件，其特征在于：所述的钢壳体采用一体挤压成型技术制成。

3.如权利要求1所述的飞行记录器坠毁防护组件，其特征在于：所述的钢壳体口部周围包括通过电子束焊与之相连的L型的钢结构凸耳和支脚。

4.如权利要求1所述的飞行记录器坠毁防护组件，其特征在于：所述的水下定位信标连接件包括螺栓连接结构、键连接结构和缓冲垫。

5.如权利要求4所述的飞行记录器坠毁防护组件，其特征在于：所述的螺栓连接结构的螺栓孔与螺栓杆之间具有可使螺栓在外载荷作用下产生弯曲效应的间隙。

6.如权利要求1所述的飞行记录器坠毁防护组件，其特征在于：所述的盖板上包括采用抗剪切沉台孔结构的信标螺栓安装孔。

7.如权利要求1所述的飞行记录器坠毁防护组件，其特征在于：所述水下定位信标构件包括水下定位信标、信标安装座、信标盖，其特征在于：该水下定位信标构件为半圆柱结构形状，信标安装座为半圆柱结构形状，且半圆两侧和底面均开有矩形或腰形槽，信标盖和信标安装座通过螺纹连接，并将水下定位信标锁紧在信标安装座内，水下定位信标两端装有缓冲垫；信标安装座上还有用作与飞行记录器坠毁防护组件相连的螺孔和键连接结构键槽。

8.如权利要求7所述的飞行记录器坠毁防护组件，其特征在于：所述的信标安装座和信标盖均采用高强高韧钛合金制造。

9.如权利要求8所述的飞行记录器坠毁防护组件，其特征在于：所述的缓冲垫采用高阻尼硅橡胶制造。

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