ES2880721T3 - Barrera compartimental con paneles de descompresión - Google Patents

Abstract

Una barrera (1) para proporcionar aislamiento entre dos volúmenes internos dentro de una aeronave, que comprende: una sección de pared adaptada para su ubicación dentro de una aeronave, la sección de pared que tiene una abertura (6, 7) formada en la misma; medios de montaje (13, 14, 15) ubicados en la sección de pared cerca de la abertura; y un miembro de panel de ruptura sustancialmente plano (9) que tiene un primer y un segundo lados ubicados en forma opuesta, el miembro de panel de ruptura adaptado para su ubicación dentro de los medios de montaje y dimensionado para cubrir la abertura cuando es recibido por los medios de montaje; el miembro del panel de ruptura que comprende una línea de debilidad (16) proporcionada en el mismo, adaptada de manera que, en uso, la exposición del miembro de panel de ruptura a un diferencial de presión atmosférica entre los volúmenes de aire respectivamente adyacentes al primer y segundo lado que exceden un valor predeterminado hace que el miembro del panel de ruptura se quiebre a lo largo de dicha línea de debilidad, caracterizado porque la sección de pared está formada de un material textil flexible.

Description

DESCRIPCIÓN

Barrera compartimental con paneles de descompresión

La presente invención se refiere a una barrera para proporcionar aislamiento entre dos volúmenes internos dentro de una aeronave y a un método para proporcionar aislamiento entre dos volúmenes internos dentro de una aeronave.

Es conocida por proporcionar aislamiento entre volúmenes vecinos dentro de una aeronave mediante el uso de una barrera. Por ejemplo, dentro del fuselaje de una aeronave, el compartimiento detripulación/pasajeros puede estar aislado ambientalmente del compartimiento de carga para proporcionar aislamiento de humo o llamas, reduciendo de esta manera la dispersión de humo o llamas dentro del fuselaje de la aeronave. Sin embargo, el aislamiento ambiental del compartimiento de tripulación/pasajeros del compartimiento de carga puede complicarse por las diferencias de presión en la cabina entre el compartimiento de tripulación/pasajeros y el compartimiento de carga. Con respecto a esto, algunas aeronaves incluyen un bastidor u otro miembro estructural colocado entre el compartimiento de carga y el compartimiento de tripulación/pasajeros para soportar una barrera que se extiende entre los compartimientos. Como el bastidor u otros miembros estructurales tienen que ser capaces de sostener las cargas creadas por la presión diferencial entre el compartimiento de tripulación/pasajeros y el compartimiento de carga en condiciones normales de funcionamiento, el bastidor u otros miembros estructurales deben ser estructuralmente sustanciales, de esta manera que aumenta el costo y el peso de la aeronave.

Además de compensar las variaciones de presión entre el compartimiento de tripulación/pasajeros y el compartimiento de carga, también hay que tener en cuenta las técnicas de aislamiento ambiental en los eventos de descompresión rápida y, como tal, la aeronave puede incluir sistemas de ventilación integrales.

Se conocen varios sistemas de "ventilación" para aeronave a partir de los documentos: US-A1-20120234973, DE-A1-102011015708, US-A-4899960, US-A-5871178, US-B2-8240604 y US-A1-2013/0340954. Estos generalmente muestran el uso de paneles de descompresión, que se abren a ciertos diferenciales de presión.

Sin embargo, todos estos sistemas conocidos poseen una baja precisión. Es decir, los sistemas no están finamente ajustados o calibrados para ser activados de manera confiable a presiones de umbral específicas. Esto da como resultado que dichos sistemas conocidos tengan un alto potencial de mal funcionamiento. Además, el diferencial de presión al que se abren dichos paneles de descompresión integral puede depender de la fricción que, a su vez, puede variar con el tiempo y de una instalación a otra, como en respuesta a las propiedades del material, suciedad, restos o similares.

Es un objetivo de la presente invención proporcionar un sistema de peso ligero para aislar ambientalmente varios espacios entre sí con el fin de proporcionar aislamiento de llamas, humo u otras partículas, al tiempo que brinda protección contra eventos de descompresión, lo que supera los problemas asociados con los sistemas de ventilación conocida.

Este objetivo se logra proporcionando una barrera de aislamiento con al menos un panel de "ruptura" configurado para fallar a un diferencial de presión predeterminado. Los paneles de ruptura de la presente invención exhiben un funcionamiento preciso durante un evento de descompresión rápida debido a que están calibrados, como se explica más abajo, para activarse a presiones de umbral específicas.

Con más detalle, la presente invención proporciona un sistema en el que un área de una aeronave, como por ejemplo un compartimiento de carga, puede aislarse ambientalmente del compartimiento detripulación/pasajeros de la aeronave. En particular, la presente invención proporciona una barrera textil flexible (por ejemplo, tela) para aislamiento de fuego, humo o vapores que incluye uno o más paneles de ruptura que se pueden desplegar en el interior de una aeronave.

Al aislar ambientalmente el volumen, se limita la dispersión de humo o llamas. El diseño de la presente invención se configura para aislar ambientalmente el volumen de una manera que compense las variaciones de presión, tales como las variaciones de presión entre el compartimiento de carga y el compartimiento de pasajeros de una aeronave. Adicionalmente, el diseño se adapta a los eventos de descompresión, lo que permite mantener el aislamiento, al menos parcialmente, incluso cuando hay una caída de presión marcada en al menos uno de los volúmenes internos.

En una modalidad preferida, se proporciona una barrera flexible que separa un volumen interno de la aeronave, la barrera incluye uno o más paneles configurados para fallar a valores predeterminados del diferencial de presión, permitiendo de esta manera un flujo predeterminado de aire a través de la barrera durante un evento de descompresión. Los paneles proporcionan un sello ambiental y también se adaptan a los eventos de descompresión sin ser afectados por la suciedad, los restos o similares. Los paneles están diseñados para ventilar a presiones superiores a las variaciones de presión operativa "normales". Tienen un diseño de no fragmentación y, por lo tanto, no se requiere ningún otro dispositivo de aislamiento para retener los componentes quebrados.

De acuerdo con un primer aspecto de la presente invención, se proporciona una barrera para proporcionar aislamiento entre dos volúmenes internos dentro de una aeronave, que comprende:

una sección de pared adaptada para su ubicación dentro de una aeronave, que tiene una abertura formada en la misma; medios de montaje ubicados en la sección de la pared cerca de la abertura; y

un miembro de panel de ruptura sustancialmente plano que tiene un primer y segundo lados ubicados en forma opuesta, el miembro de panel de ruptura adaptado para su ubicación dentro de los medios de montaje y dimensionado para cubrir la abertura cuando es recibido por los medios de montaje;

el miembro de panel de ruptura que comprende una línea de debilidad proporcionada en el mismo, adaptada de manera que, en uso, la exposición del miembro de panel de ruptura a un diferencial de presión atmosférica entre los volúmenes de aire respectivamente adyacentes al primer y segundo lados que exceden un valor predeterminado hace que el miembro de panel de ruptura se quiebre a lo largo de dicha línea de debilidad,

en donde la sección de pared está formada por un material textil flexible.

De acuerdo con un segundo aspecto de la presente invención, se proporciona un método para proporcionar aislamiento entre dos volúmenes internos dentro de una aeronave, el método que comprende las etapas de:

proporcionar una barrera para la ubicación dentro de la aeronave, la barrera que comprende:

una sección de pared, la sección de pared que tiene una abertura formada en la misma;

medios de montaje ubicados en la sección de la pared cerca de la abertura; y

un miembro de panel de ruptura sustancialmente plano que tiene un primer y segundo lados ubicados en forma opuesta, el miembro de panel de ruptura adaptado para su ubicación dentro de los medios de montaje y dimensionado para cubrir la abertura cuando es recibido por los medios de montaje;

el miembro de panel de ruptura que comprende una línea de debilidad proporcionada en el mismo, adaptada de manera que, en uso, la exposición del miembro de panel de ruptura a un diferencial de presión atmosférica entre los volúmenes de aire respectivamente adyacentes al primer y segundo lados que exceden un valor predeterminado hace que el miembro de panel de ruptura se quiebre a lo largo de dicha línea de debilidad,

en donde la sección de pared está formada por un material textil flexible.

Otras características de la invención se establecen en las reivindicaciones adjuntas.

Descripción detallada

La invención se describirá ahora con referencia a los dibujos adjuntos, en los que:

La Figura 1 muestra una vista en perspectiva de una barrera de acuerdo con una modalidad de la presente invención; La Figura 2 muestra esquemáticamente una vista en perspectiva despiezada de un panel de ruptura para su uso en una barrera de acuerdo con la presente invención; y

La Figura 3 muestra esquemáticamente una vista en perspectiva del panel de ruptura de la Figura 2 en un estado completamente ensamblado.

En la Figura 1 se muestra esquemáticamente una primera modalidad de la invención. Aquí, se proporciona una barrera de humo 1 que se usa para dividir el cuerpo principal de una aeronave en compartimientos de carga/pasajeros (conversiones de pasajero a de carga) dividiendo así lo que antes era un compartimiento. La barrera 1 toma la forma de una barrera textil flexible, que está firmemente asegurada y sellada con el interior del compartimiento, que puede ser mediante el uso de varios tipos de sujetadores, para proporcionar aislamiento, como se conoce generalmente en la técnica, para crear una sección de pared. Las puertas 2, 3 se proporcionan a babor y estribor, las cuales se pueden cerrar mediante cremalleras, lo que permite el paso a través de la barrera cuando sea necesario. Los puertos de visualización 4, 5 se proporcionan para permitir la visualización del compartimiento de carga sin abrir la barrera 1.

La sección de pared también incluye una pluralidad de aberturas recubiertas por paneles de descompresión o ruptura (dos de los cuales se indican en 6 y 7) como se describirá detalladamente más abajo.

En uso, cada uno de los paneles de ruptura se une a la sección de pared sobre una abertura respectiva para proporcionar un sello de humo y facilidad de reemplazo (si está dañado). La unión se efectúa mediante un medio de montaje, que se describe con detalle más abajo.

La Figura 2 muestra esquemáticamente un panel de ruptura 8 tal como se instalaría en la sección de pared. El panel 8 comprende un miembro de panel de ruptura sustancialmente plano 9, con medios provistos alrededor de su periferia para permitir el montaje en un medio de montaje. Las dimensiones ilustrativas para el miembro de panel de ruptura 9 son 390 mm por 345 mm. El panel 8 comprende un bastidor 10 que tiene una pluralidad de orificios separados (uno indicado en 11) para realizar esta función. Estos permiten la unión y el registro con los medios de montaje por medio de husillos, pasadores, tornillos o similares. En la modalidad de la Figura 2, se usan tornillos (uno indicado en 12).

Puede construirse un panel de ruptura bidireccional, que se quebrará al valor del diferencial de presión predeterminado, cualquiera que sea el lado expuesto al mayor volumen de presión atmosférica, por ejemplo, grabando líneas de debilidad en ambos lados del panel.

Alternativamente, los paneles de ruptura se pueden fabricar para quebrarse en una sola dirección, es decir, de modo que el panel solo se rompa en respuesta a un diferencial de presión en el valor predeterminado donde la presión atmosférica del volumen en un lado del panel es mayor que en el otro lado del panel - esto se denomina panel unidireccional. Esto se puede lograr arqueando ligeramente el panel.

El miembro de panel de ruptura 9 puede estar formado por cualquier material adecuado, por ejemplo, acero inoxidable y aluminio o grafito exfoliado. De estos, generalmente se prefiere el grafito exfoliado para usarse como miembro de panel de ruptura, ya que experimenta menos corrosión que el aluminio. En una implementación preferida, dos láminas de acero inoxidable intercalan el miembro de panel de ruptura de grafito exfoliado.

Se proporcionan dos bastidores similares 13, 14 de forma sustancialmente rectangular, con orificios espaciados formados en los mismos. Nueve de los orificios corresponden en posición a los orificios en el bastidor 10, de manera que los tornillos se pueden pasar a través del bastidor 10 y los bastidores 13 y 14 para sujetar los tres componentes junto con el miembro de panel de ruptura 9 sostenido firmemente entre el bastidor 10 y el bastidor 13. Los bastidores 10, 13 y 14 están formados típicamente de aluminio.

En uso, cada bastidor 13 y 14 se coloca en un lado respectivo de la sección de pared, alrededor de una abertura. El miembro del panel de ruptura 9 se fija a los bastidores 13 y 14 mediante el bastidor 10 y los tornillos 12, y los dos bastidores 13, 14 se remachan juntos atravesando los remaches (uno indicado en 15) por los agujeros pasantes en los bastidores 13, 14 y los orificios correspondientes en la sección de pared. Esta construcción logra un sello de humo seguro y asegura la integridad estructural de la barrera. Con el fin de mejorar el sellado, se puede incluir una capa de silicona en la periferia del miembro de panel de ruptura 9 para formar un sello de aire hermético con los bastidores 10, 13 y 14. El reemplazo de un panel de ruptura 8 se logra simplemente mediante la eliminación independiente del bastidor 10 y el miembro de panel de ruptura 9, dejando los marcos 13 y 14 en su lugar alrededor de la abertura para no perturbarla integridad estructural y el sellado textil.

En la Figura 3 se muestra un panel de ruptura 8 completamente ensamblado. La superficie superior del miembro de panel de ruptura 9, como se muestra, incluye una pluralidad de líneas de debilidad (una indicada en 16), en forma de una "X", que se extiende a través de la mayor parte de la superficie, que está formada mediante el grabado o ranurado del panel. La profundidad de grabado/ranurado se puede seleccionar para controlar y predeterminar el valor del diferencial de presión entre los lados superior e inferior del panel en el que el panel se quiebra a lo largo de la línea de debilidad. Las líneas de debilidad se pueden cortar completamente a través del panel o se pueden extender parcialmente en la superficie. Cada línea de debilidad termina en un par de agujeros (indicados en 17a y 17b para la línea de debilidad 16). Las dimensiones ilustrativas para estos orificios son de 1 mm de diámetro. Para las líneas de debilidad adyacentes, la porción sin marcar/sin grabar entre los dos orificios adyacentes (por ejemplo, entre el orificio 17a y el orificio 18) forman un puente. En la práctica, es el área de sección transversal de estos puentes la que determina la cantidad de presión de aire necesaria para activar el miembro de panel de ruptura. Las dimensiones ilustrativas para los puentes son 0,5 mm x 0,19 mm.

Cuando se activa, el miembro de panel de ruptura 9 se abre para formar cuatro secciones triangulares sostenidas en sus lados más largos a los bastidores 10, 13, 14 a lo largo de las respectivas líneas de bisagra.

Las dimensiones ilustrativas dadas anteriormente con respecto a las Figuras 2 y 3 producen un panel de ruptura bidireccional configurado para activarse en un intervalo de 0,2 libras por pulgada cuadrada (1378,95 Pascal) a 0,35 libras por pulgada cuadrada (2413,165 Pascal), y que evitará la penetración de humo hasta 0,133 libras por pulgada cuadrada (917 Pascal).

Hay varias formas en las que se pueden proporcionar los paneles de ruptura. Por ejemplo, con la barrera de la Figura 1, los dos paneles de ruptura indicados en 6 y 7 podrían ser unidireccionales, y preferentemente dispuestos en direcciones opuestas de ruptura, de modo que un diferencial de presión a través de la barrera en cualquier dirección causará ruptura, a medida que alcanza el valor predeterminado. Con este arreglo, en una modalidad, se podrían implementar diferentes valores predeterminados para cada panel de ruptura, es decir, de modo que el diferencial de presión requerida para quebrar un primer panel en una dirección sea menor que el diferencial de presión requerida para romper el segundo panel en la dirección opuesta. Por supuesto, esto puede no ser necesario en todas las circunstancias, por lo que alternativamente se podrían usar paneles de ruptura idénticos.

En otras modalidades, al menos uno de los paneles de ruptura podría ser bidireccional.

En otras modalidades adicionales, se puede variar el número y/o la forma y/o la posición de las aberturas en la sección de pared. Por ejemplo, particularmente si se usa un panel de ruptura bidireccional, solo es necesario proporcionar una abertura.

Las modalidades descritas anteriormente son únicamente ilustrativas, y otras posibilidades y alternativas dentro del alcance de la invención resultarán evidentes para los expertos en la técnica. Por ejemplo, aunque las líneas de debilidad que forman una "X" se han mostrado en las Figuras adjuntas, también podrían usarse líneas de debilidad que configuren una forma sustancialmente de "C". En este caso, en lugar de cuatro secciones triangulares mantenidas en sus lados más largos a los bastidores 10, 13, 14 a lo largo de las respectivas líneas de bisagra, el miembro de panel de ruptura activado se sujetaría al bastidor a lo largo de una única línea de bisagra. En la práctica, se ha descubierto que esto es menos ventajoso que la modalidad en forma de "X", ya que la aleta para la que tiene forma de "C" se extiende más lejos de la barrera de aislamiento y, por lo tanto, un área mayor de la aeronave a ambos lados de la barrera debe permanecer vacía para dejar espacio para que se extienda la aleta.

Adicionalmente, aunque se describen una pluralidad de líneas de debilidad en las modalidades anteriores, en el límite se podría usar una única línea de debilidad.

En cualquiera de las configuraciones anteriores, se podrían ubicar una o más nervaduras de refuerzo en el miembro de panel de ruptura para proporcionar más estabilidad estructural. Estos podrían, por ejemplo, formarse, pegarse o adherirse al miembro de panel de ruptura.

Si bien las modalidades descritas anteriormente han hecho referencia a dividir un volumen interior de una aeronave en sí, una barrera de acuerdo con la presente invención podría usarse igualmente para dividir dos subvolúmenes internos de un área dentro de una aeronave. Por ejemplo, un artículo de carga dentro de la bodega de una aeronave podría incluir una barrera de acuerdo con la presente invención que divida un volumen interior de la propia carga.

Diferentes líneas de debilidad podrían tener diferentes direccionalidades y/o valores predeterminados asociados con ellas. Aunque este tipo de panel de ruptura es más complejo que los descritos con referencia a la Figura 2, por ejemplo, con estos diseños es posible reducir el número de aberturas y, por tanto, los medios de montaje requeridos en la barrera. Puede usarse cualquier combinación de los diversos paneles de ruptura según sea necesario.

Claims (12)

REIVINDICACIONES

1. Una barrera (1) para proporcionar aislamiento entre dos volúmenes internos dentro de una aeronave, que comprende:

una sección de pared adaptada para su ubicación dentro de una aeronave, la sección de pared que tiene una abertura (6, 7) formada en la misma;

medios de montaje (13, 14, 15) ubicados en la sección de pared cerca de la abertura; y

un miembro de panel de ruptura sustancialmente plano (9) que tiene un primer y un segundo lados ubicados en forma opuesta, el miembro de panel de ruptura adaptado para su ubicación dentro de los medios de montaje y dimensionado para cubrir la abertura cuando es recibido por los medios de montaje;

el miembro del panel de ruptura que comprende una línea de debilidad (16) proporcionada en el mismo, adaptada de manera que, en uso, la exposición del miembro de panel de ruptura a un diferencial de presión atmosférica entre los volúmenes de aire respectivamente adyacentes al primer y segundo lado que exceden un valor predeterminado hace que el miembro del panel de ruptura se quiebre a lo largo de dicha línea de debilidad, caracterizado porque la sección de pared está formada de un material textil flexible.

2. Una barrera de acuerdo con la reivindicación 1, en donde el miembro de panel de ruptura comprende una pluralidad de líneas de debilidad separadas espacialmente.

3. Una barrera de acuerdo con la reivindicación 2, en donde la sección de pared comprende una pluralidad de aberturas, y cada línea de debilidad separada espacialmente está ubicada dentro del miembro de panel de ruptura para cubrir una abertura respectiva cuando el panel de ruptura está ubicado dentro de los medios de montaje.

4. Una barrera de acuerdo con la reivindicación 2, en donde cada línea de debilidad espacialmente separada está ubicada dentro del miembro de panel de ruptura para cubrir la abertura cuando el panel de ruptura está ubicado dentro de los medios de montaje.

5. Una barrera de acuerdo con cualquiera de las reivindicaciones 2 a 4, en donde cada línea de debilidad espacialmente separada está adaptada para quebrarse a un valor predeterminado respectivo diferente del diferencial de presión atmosférica.

6. Una barrera de acuerdo con cualquier reivindicación anterior, que comprende al menos una abertura adicional en la sección de pared, y respectivamente al menos un medio de montaje adicional y un miembro de panel de ruptura.

7. Una barrera de acuerdo con la reivindicación 6, en donde cada miembro de panel de ruptura está adaptado para quebrarse a un valor predeterminado diferente del diferencial de presión atmosférica.

8. Una barrera de acuerdo con cualquier reivindicación anterior, en donde los medios de montaje se pueden soltar, para permitir la sustitución de un miembro de panel de ruptura.

9. Una barrera de acuerdo con cualquier reivindicación anterior, en donde la línea de debilidad se forma grabando o ranurando el miembro de panel de ruptura.

10. Una barrera de acuerdo con la reivindicación 9, en donde el miembro de panel de ruptura tiene líneas de debilidad grabadas tanto en el primer como en el segundo lados ubicados en forma opuesta para proporcionar de esta manera un miembro de panel de ruptura bidireccional.

11. Una barrera de acuerdo con cualquiera de las reivindicaciones 1 a 9, en donde el miembro de panel de ruptura se arquea de esta manera para proporcionar un miembro de panel de ruptura unidireccional.

12. Un método para proporcionar aislamiento entre dos volúmenes internos dentro de una aeronave, el método que comprende las etapas de:

proporcionar una barrera (1 ) para su ubicación dentro de la aeronave, la barrera que comprende:

una sección de pared, la sección de pared que tiene una abertura (6, 7) formada en la misma;

medios de montaje (13, 14, 15) ubicados en la sección de pared cerca de la abertura; y

un miembro de panel de ruptura sustancialmente plano que tiene un primer y segundo lados ubicados en forma opuesta, el miembro de panel de ruptura (9) adaptado para su ubicación dentro de los medios de montaje y dimensionado para cubrir la abertura cuando es recibido por los medios de montaje;

el miembro del panel de ruptura que comprende una línea de debilidad (16) proporcionada en el mismo, adaptada de manera que, en uso, la exposición del miembro de panel de ruptura a un diferencial de presión atmosférica entre los volúmenes de aire respectivamente adyacentes al primer y segundo lado que exceden un valor predeterminado hace que el miembro del panel de ruptura se quiebre a lo largo de dicha línea de debilidad, caracterizado porque la sección de pared está formada de un material textil flexible.