JP4804541B2 - 航空機のための変形可能な前方圧力隔壁 - Google Patents
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Description
航空機における前方の圧力隔壁は機体の先端に位置しており、それは加圧された内部機室環境用の障壁として機能する。前方圧力隔壁の前側は通常、航空機のレードームまたは「ノーズコーン」によって包囲されており、それは航空機用のアンテナおよび/または他の機器を収容している。レードームの内部は加圧されておらず、すなわち、それは周囲空気条件に晒されている。レードームは通常、ファイバガラスといった軽量の電磁透過性材料から形成されている。したがって、前方圧力隔壁は、航空機の先端に衝突する恐れがある鳥などの外部物体に対し、付加的な防護を提供するよう設計されている。
この発明の例示的な一実施例に従った航空機前方圧力隔壁は、重い補強パネルおよび梁構造というよりもむしろ、可鍛性ドーム要素を採用している。ドームは、鳥の衝突の衝撃下で変形するのに十分可撓性があり、このため、塑性変形を通して衝撃エネルギを吸収し、放散する。一般に、鳥のエネルギは、衝撃の期間中の隔壁の撓みを乗じた力の積分値によって吸収される。したがって、大きな撓みは、隔壁の撓みにほぼ反比例する力を低減させる。これは隔壁の重量を著しく低減させる。
きい値に応じて変形するよう構成され、これにより衝撃エネルギの少なくとも一部を吸収し、放散する可鍛性ドームを有する航空機前方圧力隔壁によって、ある形で実行されてもよい。航空機前方圧力隔壁には、強固で変形できない補強部材がない。実際の一実施例では、隔壁は衝突エネルギのかなりの部分を吸収し、放散する。より大きい撓みがより小さい力を作り出すという事実に加え、大きい撓みは、「強固な」隔壁で起こるようなことに比べ、衝突中に鳥がより広い領域にわたって散らばることも可能にする。一例として、強固な隔壁は通常、約0.1〜0.2インチ撓む場合があり、一方、この発明に従って構成された隔壁は、ドームが部分的にまたは全体的にひっくり返るため、1〜数インチの撓みを有する場合がある。このため、衝突の持続時間は通常1〜2桁長く、それにより、鳥のエネルギの放散、分散が可能になる。
以下の詳細な説明は本質的に単なる例示であり、この発明を、またはこの発明の用途および使用を限定するよう意図されてはいない。さらに、前述の技術分野、背景、簡単な概要、または以下の詳細な説明において提示される明示または暗示されたどの理論によっても制約される意図はない。簡潔にするため、航空機設計、航空機構造、航空機製造、および隔壁の他の局面(ならびに隔壁の個々の動作構成要素)に関する従来の技術および特徴は、ここでは詳細には説明されない場合がある。
よび合成物から形成されてもよい。故障に対するより高い塑性歪みとより高い強度とを有する材料は通常、より多くのエネルギを吸収する場合があるが、隔壁200は、ドーム210の弾性撓みおよび塑性撓みを通してかなりのエネルギ吸収を可能にするよう構成されてもよい。実際に、ドーム210は概して、凸状の前面212と凹状の背面214とを有する実質的に球形のキャップ(すなわち、球形のシェルの一部)として形作られ得る。この例では、ドーム210は約120インチの球半径を有して形成され、ドーム210のベースでの直径は約85.4インチであり、ドーム210の深さは約8インチである。ドーム210は、凸状の前面212に晒される周囲空気圧力と比べて凹状の背面214に加えられる加圧された空気荷重に耐えるよう構成されている。そのような差がある圧力条件は、航空機の通常運行中に発生する。
この実施例では、外側翼弦228は、その断面が、ドーム210の輪郭と一致する1つの脚と機体の輪郭と一致する第2の脚とによって形成される山形部(アングル)であるように形成された、7075 T73アルミニウムの多数の区分から構成されている。この山形部(アングル)の目的は、ドーム210を機体に一体化すること、および、外側翼弦228に剛性を加えて、それがドーム210における膜張力によって生じる圧縮荷重に耐えるようにすることである。
Claims (8)
- 外部物体の衝突によって生じる衝撃エネルギのしきい値に応じて変形するよう構成され、これにより衝撃エネルギの少なくとも一部を吸収し、放散する可鍛性ドーム(210)を含む航空機前方圧力隔壁(200)であって、
前記可鍛性ドーム(210)は、
外周(222)と、
前記可鍛性ドーム(210)の表面全体に及ぶ第1の全体層(216)と、
前記第1の全体層(216)に結合された第2の全体層(218)であって、前記可鍛性ドーム(210)の表面全体に及ぶ第2の全体層(218)と、
前記第2の全体層(218)に結合された部分層(220)であって、前記外周(222)の周りに位置して第2の全体層(218)の周囲を囲むリング層を形成している前記部分層(220)と、
を含み、
前記航空機前方圧力隔壁(200)は、前記外周(222)の周りで前記可鍛性ドーム(210)に結合されてリング形状を形成した外側翼弦(228)であって、前記航空機前方圧力隔壁(200)のための強固な取付機構を提供する前記外側翼弦(228)を更に含み、
前記航空機前方圧力隔壁(200)には強固な変形不能な補強部材がなく、アルミニウムまたはその合金からなる、航空機前方圧力隔壁(200)。 - 前記部分層(220)は、前記可鍛性ドーム(210)の中心に向かって減少する可変厚を有する、請求項1に記載の航空機前方圧力隔壁(200)。
- 前記部分層(220)は、前記外周(222)に向かって位置する外縁と、前記可鍛性ドーム(210)の中心に向かって位置する内縁とを有しており、前記外縁は前記部分層(220)の最大厚さに対応し、前記内縁は前記部分層(220)の最小厚さに対応している、請求項2に記載の航空機前方圧力隔壁(200)。
- 前記可鍛性ドーム(210)は、凸状の前面と凹状の背面とを含む、請求項1に記載の航空機前方圧力隔壁(200)。
- 前記可鍛性ドーム(210)は、実質的に球形のキャップとして形作られている、請求項4に記載の航空機前方圧力隔壁(200)。
- 前記可鍛性ドーム(210)は、前記凸状の前面に晒される周囲空気圧力と比べて前記凹状の背面に加えられる加圧された空気荷重に耐えるよう構成されている、請求項4に記載の航空機前方圧力隔壁(200)。
- 前記可鍛性ドーム(210)は、
前記第1の全体層(216)に結合された、可鍛性があり、かつ変形可能な少なくとも1つの補強材(304)とを含み、前記可鍛性があり、かつ変形可能な補強材(304)は、前記可鍛性ドーム(210)のフェイルセーフティを高めるよう構成されている、請求項1に記載の航空機前方圧力隔壁(200)。 - 前記可鍛性ドーム(210)は、
前記第1の全体層(216)に結合されたクモの巣状層(306)とを含み、前記クモの巣状層(306)は、そこに規定された、可鍛性があり、かつ変形可能な少なくとも1つの補強材を有し、前記クモの巣状層(306)は、前記可鍛性ドーム(210)のフェイルセーフティを高めるよう構成されている、請求項1に記載の航空機前方圧力隔壁(200)。
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