CN203544378U - 民用航空器客舱无线网络娱乐系统 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了一种民用航空器客舱无线网络娱乐系统，所包含无线网络各节点中服务器及其辅配设备设置在客舱尾部，而无线网络各节点中用于与电子舱连接的连接设备设置在航空器的电子舱侧，进而布设在客舱中的多个天线组件与所述服务器相连。依据本实用新型以满足当前没有设置无线网络娱乐系统的民用航空器上乘客的多媒体需求。

Description

民用航空器客舱无线网络娱乐系统

技术领域

本实用新型涉及一种布设在民工航空器上的客舱无线网络娱乐系统。 

背景技术

中国正在增长成全球最大的航空市场。随着经济的发展以及人们商务出行、旅游需要的持续增长，乘客对于飞行质量的要求必然越来越高。目前国内只有新引进的飞机才装有乘客娱乐系统，许多老旧飞机都没有安装，即使安装了娱乐系统的也基本上都是固定式视频播放，不能进行视频点播，更不能实现乘客之间相互的通信。 

参考新引进的民用航空器，在机舱内安装飞机客舱无线网络娱乐系统后，通过该系统，将个人电脑、手持设备（如PDA、iPAD）等终端以无线方式互相连接使用，既可以点播系统中存储的音视频资源，也可以建立起无线局域网，实现乘客之间相互通信，甚至可以通过地面无线网络基站与互联网相连为乘客提供无线上网服务。可以为旅客提供丰富的选择，并让他们在飞行途中享受信息、通讯、娱乐等带给他们的快乐飞行体验，从而可以吸引更多的旅客选择乘坐。 

通过飞机客舱无线网络娱乐系统平台内插播商业广告、有偿使用客舱娱乐设备等，航空公司也可以从中获得巨大的商业利润。飞机客舱无线网络娱乐系统对航空公司的服务品质具有重要意义。 

老旧飞机的改造涉及到较多的问题是电源和安装空间对改造的影响，娱乐系统出了客户端设备，还需要有较多的支持性设备，如服务器及配套的如分配器等，都需要占用较大的空间，且其散热性能也会影响整体的性能，如何在老旧飞机上安装这些设备成为成为一个难点。 

发明内容

为此，本实用新型针对目前民用航空器的特点，通过合理布局加以改造，构造出民用航空器客舱无线网络娱乐系统，以满足当前没有设置无线网络娱乐系统的民用航空器上乘客的多媒体需求。 

本实用新型采用的技术方案为： 

一种民用航空器客舱无线网络娱乐系统，所包含无线网络各节点中服务器及其辅配设备设置在客舱尾部，而无线网络各节点中用于与电子舱连接的连接设备设置在航空器的电子舱侧，进而布设在客舱中的多个天线组件与所述服务器相连。

从上述结构可以看出，依据本实用新型，通过无线网络节点的合理配置，基于分散集中的的考量，把应该分散的天线组件分散到客舱内，而把应该集中的其他设备根据具体的应用分集到相应部位，从而完成对老旧飞机的升级改造，实现老式航空器对娱乐的需求，从而满足当前没有设置无线网络娱乐系统的忙用航空器上乘客的多媒体需求。 

再进一步改进的结构中，上述民用航空器客舱无线网络娱乐系统，天线组件设置在对应位置的行李舱内，而娱乐系统的电源则配置在客舱前部两侧侧壁板内的隔框处，而服务器及辅配设备设置在客舱最后一节的一个行李舱内。 

上述民用航空器客舱无线网络娱乐系统，服务器及辅配设备设置在客舱右侧最后一节的行李舱内，在该行李舱内设有独立的安装底板，并在安装底板上安装一个用于固定服务器的托盘；在客舱前后方向上紧邻托盘设有用于安装分配器的安装支架，其中分配器用于服务器通信线缆的分配；同时在该行李舱内朝向使用者的一面，设有一个安装竖板，而在该安装竖板上设有控制面板。 

上述民用航空器客舱无线网络娱乐系统，所述控制面板包括独立的管理控制面板和电源控制面板。 

上述民用航空器客舱无线网络娱乐系统，在所述安装竖板上开有用于嵌装对应控制面板的嵌洞。 

上述民用航空器客舱无线网络娱乐系统，匹配嵌洞，设有面罩，该面罩开有小于嵌洞并相似于嵌洞的洞，通过边缘压紧的方式把相应控制面板定位在嵌洞内。 

上述民用航空器客舱无线网络娱乐系统，还包括用于与地面基站通信的机体天线，该机体天线布设在机背后端蒙皮外侧。 

上述民用航空器客舱无线网络娱乐系统，所述天线组件配置有4套，在机舱前后方向上均匀间隔布置。 

上述民用航空器客舱无线网络娱乐系统，所述天线组件在所安装顶板处开有安装孔，在对应安装顶板的另一侧设有用于限位的装配条，通过螺栓把分居于安装顶板两侧的天线组件和装配条连接到一起。 

上述民用航空器客舱无线网络娱乐系统，所述连接设备包括用于接入高度信号的高度信号接头、用于接入释压信号的释压信号接头和用于接入门信号的门信号接头，且上述三种信号接头均通过控制器连接有娱乐系统的系统开关，以在信号给出的情况下关闭娱乐系统。 

附图说明

图1为依据本实用新型的一种民用航空器客舱无线网络娱乐系统的电器原理框图。 

图2为依据本实用新型的一种民用航空器客舱无线网络娱乐系统在客舱内的构造原理图。 

图3为一种服务器及辅配设备在行李舱的整体安装结构示意图。 

图4为一种管理控制面板安装结构示意图。 

图5为一种惯例控制面板安装结构与外罩配合结构示意图。 

图6为一种电源控制板安装结构示意图。 

图7为客舱天线组件正面安装结构示意图。 

图8为客舱天线组件的侧面安装结构示意图。 

图中：1、电源，2、右侧隔框，3、机体天线，4、设备舱，5、客舱第四天线组件，6、客舱第三天线组件，7、客舱第二天线组件，8、客舱第一天先组件，9、左侧隔框，10、门信号接头，11、释压信号接头，12、高度信号接头。 

 13、分配器，14、安装支架，15、安装底板，16、托盘，17、服务器，18、电源控制面板，19、管理控制面板。 

20、安装竖板，21、嵌洞，22、沉头螺钉，23、角架。

24、外罩。 

25、客舱天线组件，26、行李舱门，27、固定角材，28、保护隔板。 

29、装配条，30、装配孔，31、行李舱。 

32、风扇。 

具体实施方式

如图1所示，通过服务器17和分配器13，以及配置的客舱天线组件25，客舱无线网络娱乐系统能够为乘客提供音视频点播，客舱无线局域网以及空中无线上网等服务。通过服务器17及客舱天线组件25的组网，乘客可以使用任何一个兼容无线网络接口（符合IEEE 802.11 a/b/g/n）的PED设备访问客舱无线网络娱乐系统的服务器，从服务器提供的节目库中点播自己喜欢的节目，也可以拨号连接服务器中的网络端口与卫星网络建立通讯，如图1所示的互联网，通过机体天线3与地面站的通信实现空中网上冲浪。该系统的提供的无线局域网（WLAN）可以实现乘客之间相互通信、资源共享。 

依据上述需求，客舱无线网络娱乐系统主要由服务器17、管理控制面板19、分配器13、电源控制板18、客舱无线收发组件、机体天线3、客舱点播显示器部件、座椅电源插座、用于冷却的风扇32组成，并通过相应的安装支架和电缆连接组成该系统。 

客舱无线网络娱乐系统安装设计主要分为两大部分，系统部件安装设计和系统线路安装设计。除如需对外联网的机体天线3安装在飞机顶部蒙皮处以外，其他所有的设备部件都加装在飞机客舱内部。 

本次改装设计已成功完成在飞机上加装并通过地面装机功能性试验和电磁兼容性试验等各项试验，获得民航局适航批准。 此项客舱无线网络娱乐系统是国内首次自主开发设计和改装，具有独立自主知识产权，填补了国内航空业在该领域的空白，为中国机载娱乐系统设计和改装的发展奠定了坚实的基础。 

进一步的描述，首先关于系统部件安装设计： 

客舱无线网络娱乐系统主要由一个服务器17、管理控制面板19、分配器13、电源控制面板18、四个客舱天线组件（图2中第一至第四）、一个冷却风扇和两个变压器、一个机体天线3、多个客舱点播显示器部件和多个座椅电源插座部件所组成。根据该系统组成的特点，结合如B737-900 飞机的实际构型，确定了该系统各部件的安装位置和安装方式：除机体天线3安装在机身顶部外侧蒙皮外，其它所有LRU部件均安装在客舱内。客舱天线组件25根据系统设计要求均匀分布在客舱左侧的四个行李舱内，以保证信号覆盖；两个变压器分别安装在客舱前部两侧侧壁板内的隔框处，如图2所示的右侧隔框2和左侧隔框9；客舱点播显示器只安装在头等舱的座椅上，而座椅电源插头在每个座椅扶手处均有安装；客舱内剩余其他部件则集中安装在机载娱乐系统视频控制中心（VCC）后侧的行李舱（即右侧最后一节行李舱）内。

此安装方案具有以下特点： 

1） 大部分部件安装在行李舱中，无需改动飞机主承力结构；同时通过更改行李舱载重限制标牌以确保行李舱载荷不超过行李舱的设计承载能力。从而使系统改装对飞机结构的影响降至最低。满足CCAR25 部第25.301（a）、25.305（a）和25.307（a）条关于结构符合性的要求。

2） 所有部件都安装在客舱中易于接近的位置，且在安装设计时预留了足够的安装和检查通路。满足CCAR25 部第25.611 条关于可达性措施的要求。 

a.服务器17安装设计： 

服务器17及相应的安装支架（Tray）或者说托盘16的设计符合ARINC600 机箱设计标准，服务器17及Tray的尺寸大小为4MCU。根据Arinc600 标准，4MCU尺寸的Tray的最大允许重量为10kg。本系统采用的服务器重量不大于7kg，Tray 的重量为0.59kg，总重量小于7.59kg，因此其安装符合相关标准要求。

服务器17的安装设计如图3所示。 

在选定的行李舱内加装设备的安装底板14，并在该安装底板14上预开安装孔，利用Tray上预留的安装孔将Tray 固定在安装底板14上。服务器17安装在Tray 中，并通过Tray上的前固定锁将服务器锁紧固定。 

Tray 与安装底板14之间的连接强度通过计算校核，满足系统应力分析的要求， 服务器17装在行李舱的后端，即可以方便的拆装更换，也可以为拆除分配器13、风扇32提供充裕的接近空间。 

b.管理控制面板19和电源控制板18安装设计： 

管理控制面板19和电源控制板18是乘务人员和机务人员对客舱无线网络娱乐系统进行操作或维护的桥梁和纽带。应安装在既方便工作人员操作又不会对乘客产生影响的区域。综合考虑如B737-900 飞机客舱内部部件的位置以及参考737NG飞机娱乐系统(VCC)安装位置，最终选择将管理控制面板19和电源控制板18安装在VCC后侧的行李舱中。

为了将管理控制面板19和电源控制板18固定在行李舱中，并方便操作，需要在行李舱中加装一块竖直放置的设备安装板，如图4所示的安装竖板20，该安装竖板20通过四个角材固定在行李舱顶部和底板。 

角材主要用等边角钢或者类似结构的角材制作，打孔安装即可，结构强度高，且安装方便。 

通过沉头螺钉，分别将两根固定管理控制面板的角架固定在设备安装竖板上。再利用沉头螺钉将管理控制面板安装在固定角架上。最后将管理控制面板外罩固定在管理控制面板上。 

电源控制板18比较厚，不能像管理控制面板19那样直接固定在设备安装板表面，为保持整体的美观性，我们在安装竖板20上挖洞，形成嵌洞，将电源控制板18镶嵌在安装竖板20上，使整个固定面板变得整洁美观。 

同理，也可以匹配管理控制面板19形成对应的嵌洞21，以保持整个控制面板的整洁美观。 

通过对管理控制面板19安装强度应力分析计算，在所有的载荷工况下，管理控制面板19安装结构的裕度都大于0，系统处于高度安全的状态，电源控制板18的安装方式与管理控制面板19相同，而且电源控制板的重量（0.5kg）只有管理控制面板重量（2.5kg）的1/5，对比管理控制面板的应力分析结果可说明电源控制板的安装强度也符合适航要求。 

c.分配器13的安装设计： 

本系统共使用两个分配器13，都安装在客舱右侧最后一节行李舱内。两个分配器13都固定在安装支架14上。安装支架14采用2024-T3铝合金板材制作，每个安装支架14通过螺钉安装在加装的安装底板15上。如图所示。

通过对分配器13的安装强度应力分析计算，在所有的极限情况下，分配器安13装结构的安全裕度都远远大于0，系统处于高度安全的状态，分配器13、管理控制面板19和服务器17都固定在同一个行李舱内，并且分配器13安装在固定管理控制面板19的安装竖板20的后面，既可以充分利用有限的空间，又可以很好的保护分配器13，避免碰撞损伤。同时，需要拆除分配器13时，只需要将服务器17或者安装竖板20拆除就可以接近到分配器13。 

d.客舱天线组件安装设计： 

根据系统设计的要求，参考客舱天线组件25厂家推荐的安装方式，同时结合B737-900飞机的实际构型特点，选择将客舱天线组件25安装在客舱右侧行李舱内。客舱天线组件25的布置沿左侧行李舱从前往后均匀分布。为了使无线信号在客舱内无线信号可以均匀分布，避免信号强弱不均。客舱天线组件25的布置应尽可能的朝向乘客座椅，因此选择将部件安装在行李背部倾斜的壁板上。为确保客舱天线组件的正常进行不会被旅客行李干扰，同时防止被意外操作，在行李舱的前端和舱门处加装了保护隔板28。并在行李舱门上粘贴“禁止放置物品/NO STOWAGE”的指示标牌。这样客舱天线组件25就被保护在了一个独立的空间里面。既不会受到外界的干扰，又不影响无线信号的传播。保护隔板28是通过三个角材固定，需要接近客舱天线组件25时，只需要拆除每个角材上的两个固定螺丝，接近拆除十分便利。如图所示。

通过对客舱天线组件25安装强度应力分析计算，在所有的极限情况下，安装结构的安全裕度都远远大于0，系统处于高度安全的状态， 

e.用于冷却的风扇32：

为确保集中安装LRU的行李舱内温度不会过高，防止对设备和飞机安全运行产生不利影响，在该行李舱采用了主动散热设计。即在行李舱背部靠近服务器的一侧安装排气风扇，并在靠近分配器的一侧开引气孔，通过风扇工作使行李舱内部空气流动，达到散热降温的目的。如图9所示。

风扇32安装在行李舱最后侧，给行李舱内的电子部件进行散热，特别是给服务器散热，所有我们将风扇32安装在靠近服务器17的部位，以达到最好的散热效果。风扇32的固定我们采用了T型角材进行固定，并使角材的两个面都固定在行李舱壁板上，使其固定牢靠。将稳压电容安装在固定壁板的后面，避免碰撞磨损。 

f．座椅电源插座安装设计： 

从飞机系统引出115V/400HZ AC电源，经过变压器产生115V/60HZ AC电源共乘客使用。两个变压器分别安装在客舱前左右侧壁板后面的隔框上，如图2所示，分别给左侧座椅区和右侧座椅去的电源插座供电，同时插座之间采用多级级联联接，便于插座的安装维护。座椅电源插座安装在每个座椅扶手的底部，方便每位乘客的使用。

g.系统线路安装设计： 

根据客舱无线网络娱乐系统线路图和B737-900飞机WDM电气线路图及AMM 手册的相关章节，并结合客舱无线网络娱乐系统部件的具体安装位置，考虑线路的无线电干扰、信号传输的交互式影响和施工维护的简易便捷性，确定飞机交联的实际接口点以及线路的布线安装。

h．电源的选取： 

供给系统的电源分为115V AC和28V DC。其中115V AC从P6板后面的客舱娱乐系统汇流条TB5060K获取。当发电机过载或发电机不工作汇流条TB5060K会自动断电，保证飞机操纵系统用电需求，提高了飞机运行安全余度。为保证系统用电的安全性，通过新增一个继电器用28V DC控制115V AC的通断。28V DC电源从P6板后面的客舱娱乐系统直流跳开关C1450获取。在P6-1面板上加装了2个跳开关，分别控制直流电和交流电的通断，以便将系统从飞机系统中隔离，保证飞机的安全性。

i.客舱高度信号的选取： 

在系统中，客舱高度必须高于10000英尺，系统才能正常供电工作，当客舱高度低于10000英尺时，系统会自动断电，以确保飞机只在正常巡航时，系统才能工作。客舱高度线号从电子舱E5-2架ADIRU-L处TB523获取。此处是ADIRU对外输出高度信号，不会对ADIRU系统产生任何不良影响，也不会对飞机其他交联系统产生不良影响。

j.释压信号的选取： 

当飞机释压时，系统会自动断电，以确保飞机在紧急情况下，避免娱乐系统对飞机安全性的影响。释压信号从J23 JUNCTION BOX内TB23处获取。此处信号直接同PSU相连接，当有释压信号时，可以同时触动PSU工作和系统断电，保证了联接系统释压信号的可靠性。同时，在此处选取释压信号，还可以利用PSU的测试电门对客舱无线网络娱乐系统进行测试，方便了以后的维护工作，同时也减少了系统设计的复杂性。

k．门信号的选取： 

当飞机落地，并且登机门处于打开时，系统中的3G功能启动。为保证3G功能在其他时间不工作，从登机门S1147电门处获取开关登机门的信号。从此处选取信号，线路简单，信号可靠性最高。

电气负载分析： 

以B737-NG飞机为例，通过对飞机的电源系统的综合分析，IFE/PASS SEAT OUTLE 是飞机为机载娱乐设备或乘客座椅电源插座供电的，IFE/PASS SEAT OUTLE 连接到二号转换汇流条TRANSFER BUS 2 SECTION 2，正常运行时由二号发电机供电，二号发电机额定负载功率90KVA，正常运行时二号发电机的最大负载为46.6KVA。客舱无线网络娱乐系统的总功率为209W，加装该系统后，正常运行时二号发电机的最大负载为46.809KVA。当只有单发电机供电时，发电机的最大负载为80.2KVA，因此采用从XFR BUS 2 汇流条给加装的客舱无线网络娱乐系统供电，发电机和相关汇流条的负载没有超过飞机的设计限制。

飞机正常飞行时，客舱无线网络娱乐系统通过二号转换汇流条TRANSFER BUS 2 SECTION 2 供电，当单发发电机供电或两台发电机和APU发电机均失效的紧急情况下，IFE/PASS BUS 自动卸载，客舱无线网络娱乐系统自动断电，不会导致紧急情况下飞机负载增加。 

Claims (10)

1.一种民用航空器客舱无线网络娱乐系统，其特征在于，所包含无线网络各节点中服务器及其辅配设备设置在客舱尾部，而无线网络各节点中用于与电子舱连接的连接设备设置在航空器的电子舱侧，进而布设在客舱中的多个天线组件与所述服务器相连。

2.根据权利要求1所述的民用航空器客舱无线网络娱乐系统，其特征在于，天线组件设置在对应位置的行李舱内，而娱乐系统的电源则配置在客舱前部两侧侧壁板内的隔框处，而服务器及辅配设备设置在客舱最后一节的一个行李舱内。

3.根据权利要求2所述的民用航空器客舱无线网络娱乐系统，其特征在于，服务器及辅配设备设置在客舱右侧最后一节的行李舱内，在该行李舱内设有独立的安装底板，并在安装底板上安装一个用于固定服务器的托盘；在客舱前后方向上紧邻托盘设有用于安装分配器的安装支架，其中分配器用于服务器通信线缆的分配；同时在该行李舱内朝向使用者的一面，设有一个安装竖板，而在该安装竖板上设有控制面板。

4.根据权利要求3所述的民用航空器客舱无线网络娱乐系统，其特征在于，所述控制面板包括独立的管理控制面板和电源控制面板。

5.根据权利要求4所述的民用航空器客舱无线网络娱乐系统，其特征在于，在所述安装竖板上开有用于嵌装对应控制面板的嵌洞。

6.根据权利要求5所述的民用航空器客舱无线网络娱乐系统，其特征在于，匹配嵌洞，设有面罩，该面罩开有小于嵌洞并相似于嵌洞的洞，通过边缘压紧的方式把相应控制面板定位在嵌洞内。

7.根据权利要求1至6任一所述的民用航空器客舱无线网络娱乐系统，其特征在于，还包括用于与地面基站通信的机体天线，该机体天线布设在机背后端蒙皮外侧。

8.根据权利要求1至6任一所述的民用航空器客舱无线网络娱乐系统，其特征在于，所述天线组件配置有4套，在机舱前后方向上均匀间隔布置。

9.根据权利要求8所述的民用航空器客舱无线网络娱乐系统，其特征在于，所述天线组件在所安装顶板处开有安装孔，在对应安装顶板的另一侧设有用于限位的装配条，通过螺栓把分居于安装顶板两侧的天线组件和装配条连接到一起。

10.根据权利要求1所述的民用航空器客舱无线网络娱乐系统，其特征在于，所述连接设备包括用于接入高度信号的高度信号接头、用于接入释压信号的释压信号接头和用于接入门信号的门信号接头，且上述三种信号接头均通过控制器连接有娱乐系统的系统开关，以在信号给出的情况下关闭娱乐系统。

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