KR20180107717A - 적어도 하나의 속이 빈 빔 요소를 포함하는 동체를 갖는 항공기 - Google Patents

Abstract

본 발명은 적어도 하나의 속이 빈 빔 요소(20)를 포함하는 동체(2)를 갖는 항공기(1)에 관한 것으로, 상기 적어도 하나의 속이 빈 빔 요소(20)는 관 모양 덕트 요소 벽(21a)을 포함하는 적어도 하나의 속이 빈 덕트 요소(21)를 수용하고, 상기 관 모양 덕트 요소 벽(21a)과 적어도 하나의 속이 빈 빔 요소(20) 사이에 적어도 하나의 보호 스페이서(22a, 22b, 22c)가 배치되어, 상기 관 모양 덕트 요소 벽(21a)과 상기 적어도 하나의 속이 빈 빔 요소(20) 사이에 자유로운 공간(22j)이 이용 가능하다.

Description

적어도 하나의 속이 빈 빔 요소를 포함하는 동체를 갖는 항공기{AN AIRCRAFT WITH A FUSELAGE THAT COMPRISES AT LEAST ONE HOLLOW BEAM ELEMENT}

본 발명은 적어도 하나의 속이 빈 빔 요소를 포함하는 동체를 갖는 항공기에 관한 것이고, 이 경우 적어도 하나의 속이 빈 요소는 관 모양의 덕트 요소 벽을 포함하는 적어도 하나의 속이 빈 덕트 요소를 수용한다.

항공기, 특히 회전익기의 동체에는 그것의 전체 무게를 감소시키기 위해, 1개 이상의 속이 빈 프레임을 가지는 프레임워크 구조물이 적어도 부분적으로 제공될 수 있다. 그러한 속이 빈 프레임은 별개로 제작되고 그 후 프레임워크 구조물을 정의하기 위해 조립되는 복수의 속이 빈 빔 요소로 이루어질 수 있다. 이 때문에, 별개인 속이 빈 빔 요소들은 알맞은 조인트(joint)들에 의해 대응하는 교차 포인트들에서 조립하는 동안 상호 연결된다.

문서 US5,037,041A는 수 개의 속이 빈 프레임을 가지는 그러한 프레임워크 구조물을 설명한다. 더 구체적으로, 이들 속이 빈 프레임은 헬리콥터용 조종실 프레임을 정의한다.

이러한 속이 빈 프레임은 기본 통풍 시스템과 환경 제어 시스템의 구현을 위해 사용될 수 있고, 또한 공기 통풍 및/또는 공기 조절 시스템을 가지고 사용될 수 있다. 이들 시스템은 모두 함께 항공기 내 또는 항공기 상의 특정 장소(spot)에서의 공기의 흐름을 만드는 구성 부품 및/또는 성분들을 가지고, 이러한 특정 장소는 보통 조종실과 같은 항공기의 일정한 구역 또는 조종실 내의 메인 윈도우와 같은 선택된 성분, 또는 항공기의 조종사와 같은 사람을 냉각 또는 가열하기 위해 공기가 방출되어야 하는 장소는 아니다.

항공기 통풍 및/또는 공기 조절 시스템은 일반적으로 펌프, 팬(fan) 및/또는 컴프레서와 같은 공기 흐름을 발생시키는, 공기 생성 성분들과, 항공기 내에 구현되고, 생성된 공기 흐름을 그것의 방출되는 주어진 구역으로 향하게 하기 위해 항공기의 동체 내에 적어도 부분적으로 수용된 에어 덕트(air duct)들로 이루어진다. 에어 덕트는 보통 동체에 장착되는 구부리기 쉬운 호스(hose), 튜브, 및/또는 파이프들에 의해 실현되고, 따라서 항공기 부피 내에 통합된다.

하지만, 그러한 구부리기 쉬운 호스, 튜브, 및/또는 파이프는 항공기 내에 배치되고 확보되어야 하는 일정한 설치 공간을 필요로 한다. 이러한 설치 공간은 다른 목적을 위해서는 사용될 수 없고, 따라서 항공기 내의 이미 제한된 이용 가능한 공간을 더 필요로 한다.

또한, 그러한 구부리기 쉬운 호스, 튜브, 및/또는 파이프는 종종 동체 또는 이용 가능한 안내(guidance) 성분들을 따라서, 그리고 라이닝(lining)들에 의해 덮인 그것들의 외측에서만 라우트된다(routed). 만약 동체가 라우팅 가이던스(routing guidance)로서 사용된다면, 보통은 그러한 구부리기 쉬운 호스, 튜브, 및/또는 파이프의 접근 가능성과 고정(fixation)이 정상적으로는 실행할 수 있도록, 30㎝ 내지 50㎝의 매우 짧은 거리에 대해서만 수행된다.

예를 들면, 문서 US2010/0087131A1은 전용 튜브에 의해 적어도 부분적으로 구현되는 에어 덕트들이 있는 항공기를 설명한다. 이들 전용 튜브들은 머리 위 수하물 구획 하우징 뒤쪽 벽들(back walls)과 개인용 서비스 덕트들 사이에서 경계가 정해지는 에어 덕트들을 항공기 공기 조절 시스템의 라인 시스템에 연결하기 위한 에어 가이드 요소들을 정의하기 위해 사용된다.

하지만, 항공기 공기 조절 시스템은 비교적 많은 수의 상호 연결된 성분들을 요구한다. 따라서, 항공기 공기 조절 시스템의 조립은 시간을 소모하고, 따라서 비용이 많이 든다. 또한, 비교적 많은 수의 상호 연결된 성분들로 인해, 이러한 항공기 공기 조절 시스템은 공기 누설을 일으키기 쉽고, 이는 시스템의 전체적인 성능을 감소시키는 결과를 가져온다.

이와는 대조적으로, 문서 US 2012/0248244A1은 로드-베어링(load-bearing) 속이 빈 구조상 요소들에 의해 형성되는 항공기의 동체를 설명하고, 이러한 구조상 요소들은 스트링거(stringer)라고도 부르는 세로 프레임, 가로 프레임, 및 가로 빔에 의해 정의된다. 이러한 스트링거, 가로 프레임, 및 가로 빔은 외부 스킨(skin)에 의해 덮여지는 격자 구조물을 구축하여 동체의 모양을 형성하기 위해 연관된 교차하는 점들에서 상호 연결된다. 또한, 에어 덕트들은 상호 연결된 스트링거, 가로 프레임, 및 가로 빔 내로 통합되고, 항공기의 승객 구획 내로 공기 조절 시스템으로부터의 공기 조절 목적을 위해 항공기의 승객 구획 내로 공기를 운반하기에 적합하게 되어 있다. 각각의 그러한 에어 덕트에는 에어 덕트들의 각각의 흐름 단면적을 제어하기 위해, 즉 각각의 공기 흐름 및/또는 에어 덕트에서의 공기 압력을 제어하기 위해, 1개 이상의 가변 제어 밸브가 제공된다. 또, 어떻게 공기 흐름이 운반될지를 제어하기 위한 피봇팅 플랩(pivoting flap)들과 같은 액추에이터가 1개 이상의 교차점들에서 제공된다.

이러한 격자 구조물은 전술한 구부리기 쉬운 호스, 튜브, 및/또는 파이프의 사용을 필요로 하지 않고, 항공기의 동체 내에 공기 조절 시스템을 구현하는 것을 허용한다. 그러므로 이들 구부리기 쉬운 호스, 튜브, 및/또는 파이프를 위해 정상적으로 요구되는 설치 공간은 다른 목적을 위해 남겨둘 수 있다.

하지만, 스트링거, 가로 프레임, 및 가로 빔이 각각 상호 연결되는 교차점들은 공기 누설을 일으키기 쉬운데, 이는 그것들이 보통 기초가 되는 제작 공차로 인해 서로에 대해 완벽하게 맞게 되지 않기 때문이다. 따라서, 예컨대, 교차점을 통해 스트링거에서의 에어 덕트로부터 가로 프레임 또는 가로 빔 내로 움직이는 발생된 공기 흐름은 잠재적으로는 교차점에서 누설이 일어나게 되고, 따라서 공기 조절 시스템의 전체적인 달성 가능한 성능을 제한하게 된다. 또한, 이러한 격자 구조물은 예컨대 항공기의 조종실 구역에서 설치를 허용하는 감소된 설치 공간 요구 조건을 갖는 항공기에서 공기 조절 또는 통풍 시스템을 구현하기에는 적합하지 않고, 이러한 감소된 설치 공간은 본질적으로 제한된 이용 가능한 공간만을 나타내며, 일반적으로 어떠한 상호 가능한 스트링거, 가로 프레임 및/또는 가로 빔도 존재하지 않는 구조상으로 매우 복잡한 구역이다.

문서 US 2011/027526A1은 스트링거가 비슷하게 제공되는 항공기의 동체 스킨(skin)을 설명한다. 하지만, 이 경우 스트링거는 발포제로 강화된(foam-stiffened) 속이 빈 코어(core)들로 구현되는데, 이러한 코어들은 필러(filler) 재료와 배리어(barrier) 재료에 의해 형성된다. 필러 재료와 배리어 재료는 에어 덕트로서 사용될 수 있는 채널을 정의한다. 둘 다 생성될 복합 구조물의 모양에서의 하나의 도구 상으로의 복합 재료로 따로 떼어 놓이고, 그러한 복합 재료와 필러 재료는 복합 구조물의 모양으로 함께 경화된다(cured).

하지만, 이러한 복합 구조물이 지닌 주요 도전 사항은, 예컨대 필러 재료가 손상될 때, 일단 복합 구조물이 경화되면 그러한 에어 덕트를 수리할 수 있는 능력이다. 또한, 그러한 필러 재료는 그 후 복합 구조물에 장착될 수 있는 임의의 리벳, 앵커 너트(anchor nut) 및/또는 다른 돌출하는 부품들로부터 보호되어야 한다.

문서 EP 2979975A1은 적어도 하나의 속이 빈 프레임을 가지는 프레임워크 구조물을 포함하는 동체를 갖는 항공기를 설명한다. 적어도 하나의 속이 빈 프레임은 하나의 조각(piece)에서 일체로 형성되고, 섬유 보강 폴리머를 포함한다. 또한, 그러한 적어도 하나의 속이 빈 프레임은 통풍 공기를 상기 항공기 내로 안내하기 위해 적합하게 되는 통합된 통풍 에어 덕트를 정의한다. 그러한 적어도 하나의 속이 빈 프레임은, 통합된 통풍 에어 덕트를 격리시키기 위한 내부 에어 덕트 절연물(insulation)을 가지고 적어도 부분적으로 제공, 즉 정렬된다.

하지만, 하나의 조각으로 일체로 형성되고 섬유 보강된 폴리머를 포함하는 속이 빈 프레임을 제공하는 것은, 일반적으로 속이 빈 프레임의 블로우 성형(blow molding)을 필요로 하고, 이는 흔히 속이 빈 프레임의 안쪽에 수지 찌꺼기가 남아 있는 결과를 초래하고, 따라서 그것의 내부 표면을 거칠거칠하게 만들며, 많은 부류의 설치에 알맞지 않게 한다. 또한, 문서 EP 2979975A1에서는 명백히 설명되지는 않았지만, 내부 에어 덕트 절연물로 속이 빈 프레임을 정렬하는 것은 속이 빈 프레임 내로의 각각의 정렬하는(lining) 재료의 도입을 요구하고, 이러한 도입은 블로우 성형된 속이 빈 프레임이 경화된 후 수행될 필요가 있는데, 이는 경화 이전에 정렬하는 재료를 삽입하고 고정하는 것이 일반적으로 실행 가능하지 않기 때문이다.

특별한 경우들에서는, 비교적 작은 튜브들이 전용 앵커 너트 또는 클릭-본드(click-bond)들을 사용하여 블로우 성형된 속이 빈 프레임 내에 설치될 수 있다. 하지만, 이는 무게를 늘리고 폐쇄된 벽들이 있는(closed walled) 구조물에 이들 부품들을 설치하는 것은 시간이 걸린다. 또한, 블로우 성형된 속이 빈 프레임의 안쪽에 배치된 임의의 리벳 및/또는 앵커 너트들은 설치하는 동안과 그 후의 작동 동안에 작은 튜브들에 손상을 주지 않는 것이 보장되어야 한다.

마지막으로, 고려되어야 하는 또 다른 도전 과제는 일단 설치된 그러한 작은 튜브들의 수선 능력과 교환 능력이다. 기존의 설치 기술들은 몇몇 부류의 영구적인 고정이 교체물 수선을 비교적 어려운 것으로 만드는 것을 요구한다.

그러므로 본 발명의 목적은 쉽게 설치, 교환, 및 수리될 수 있는 적어도 하나의 속이 빈 덕트 요소를 수용하는, 적어도 하나의 속이 빈 요소를 포함하는 동체를 갖는 새로운 항공기를 제공하는 것이다.

이러한 목적은 청구항 1의 특징들을 포함하는 항공기에 의해 해결된다. 더 구체적으로, 본 발명에 따르면, 적어도 하나의 속이 빈 빔 요소를 포함하는 동체를 갖는 항공기가 제공되는데, 이 경우 적어도 하나의 속이 빈 빔 요소는 관 모양 덕트 요소 벽을 포함하는 적어도 하나의 속이 빈 덕트 요소를 수용한다. 관 모양 덕트 요소 벽과 적어도 하나의 속이 빈 빔 요소 사이에서 자유로운 공간이 이용 가능하도록, 관 모양 덕트 요소 벽과 적어도 하나의 속이 빈 빔 요소 사이에 적어도 하나의 보호 스페이서(spacer)가 배치된다.

유리하게, 적어도 하나의 속이 빈 덕트 요소를 적어도 하나의 속이 빈 빔 요소 내로 삽입하는 것은, 추가적인 파스너(fastener)와 고정 수단을 절약하는 것을 허용하는데, 이러한 추가적인 파스너와 고정 수단은 그렇게 하지 않으면 전용의 구부리기 쉬운 호스, 튜브, 및/또는 파이프를 동체에 고정시키기 위해 필요로 하는 것들이다. 이는 항공기의 전체 무게를 감소시키는 것을 가능하게 한다.

일 양태에 따르면, 항공기의 통풍 시스템은 항공기의 다양한 구역들에 충분한 공기를 제공하기 위해, 항공기의 1개 이상의 기본 프레임 내에 구현된다. 이를 위해, 본 발명의 동체, 그리고 더 구체적으로는 1개 이상의 기본 프레임은 바람직하게는 관 모양의 덕트 요소 벽을 구비하는 적어도 하나의 속이 빈 덕트 요소를 수용하는 적어도 하나의 속이 빈 빔 요소를 포함하고, 이 경우 적어도 하나의 속이 빈 덕트 요소는 에어 순환로(ducting)를 위해 사용된다. 이러한 적어도 하나의 속이 빈 빔 요소와 적어도 하나의 속이 빈 덕트 요소에는 주어진 항공기의 윈도우 또는 승객/조종사 또는 전자 성분으로 공기가 방출될 수 있는 슬롯 및/또는 공기 구멍(vent), 및/또는 조정 가능한 노즐이 바람직하게 제공될 수 있다.

그러한 공기는 예컨대, 펌프, 팬, 컴프레서 등의 공기 이송(advection)을 생성하는 시스템에 의해 바람직하게 발생되고, 그러한 시스템은 보통 통풍 시스템이라고 부른다. 이러한 통풍 시스템은 또한 환경 제어 시스템 또는 공기 조절 시스템을 포함할 수 있다.

이에 맞추어 적어도 하나의 속이 빈 빔 요소, 그리고 특히 동체의 적어도 하나의 속이 빈 덕트 요소 내로 도입된 발생된 공기는, 윈도우, 조종사, 승객 및/또는 항공기의 성분에 뜨겁거나 차가운 공기를 제공하기 위해, 정의된 공기 배출구가 덕트를 통해 이동된 공기를 방출할 때까지 적어도 하나의 속이 빈 덕트 요소의 밀폐한 단면에서 덕트를 통해 이동된다. 뜨거운 공기 공급은 연료 시스템, 오일 시스템, 컴퓨터, 퓨즈 박스 등과 같은 전기 성분, 및/또는 기어 박스, 엔진 등과 같은 기계 성분과 같은 항공기 성분들의 미리 조정하는 것, 즉 가열시키는 것(heating up)을 지원하기 위해 유리하게 사용될 수 있다.

더 구체적으로, 적어도 하나의 속이 빈 빔 요소의 2중(double) 사용으로 인해 감소된 항공기 부피 사용이 이루어질 수 있게, 다른 항공기 항목(item)과 성분에 관해 더 많은 공간이 할당될 수 있게 하기 위해, 적어도 하나의 속이 빈 덕트 요소가 뜨거운 공기 순환로와 차가운 공기 순환로를 위해 유리하게 사용된다. 또, 적어도 하나의 속이 빈 빔 요소가 보통 가까이에 위치하기 때문에, 개선된 조종사 및/또는 승객 통풍이 이루어질 수 있다.

또한, 뜨거운 공기 또는 차가운 공기를 안내하기 위해, 가열 기계 또는 냉각 기계로부터 발생된 공기가 제공될 때, 적어도 하나의 속이 빈 덕트 요소가 특별히 유리한데, 이는 그렇게 하는 것이 항공기의 대응하는 외측 환경 상태에 관해 온도 변동을 가져오기 때문이다. 이 경우, 적어도 하나의 속이 빈 덕트 요소와, 적어도 하나의 속이 빈 덕트 요소의 관 모양 덕트 요소 벽과 적어도 하나의 속이 빈 빔 요소 사이에서 이용 가능한 자유로운 공간이 적어도 하나의 속이 빈 빔 요소에 관해 안내된 뜨겁거나 차가운 공기를 위한 격리물(isolation)로서 기능을 하게 된다. 더 구체적으로, 적어도 하나의 속이 빈 덕트 요소와 자유로운 공간은 뜨거운 공기가 적어도 하나의 속이 빈 덕트 요소에서 안내될 때, 외측 주위 공기까지 적어도 하나의 속이 빈 빔 요소 위에서 따뜻한 공기가 열을 방산하는 것을 방지한다. 마찬가지로, 주변 공기로부터의 열을 회복하는 것은 적어도 하나의 속이 빈 덕트 요소가 차가운 공기를 안내할 때 방지된다.

또, 항공기의 전체적인 무게는 전용의 구부리기 쉬운 호스, 튜브, 및/또는 파이프를 사용하는 것이 적어도 본질적으로 생략될 수 있기 때문에 감소할 수 있다. 그러한 전용의 구부리기 쉬운 호스, 튜브, 및/또는 파이프의 파손, 파열, 및/또는 마멸이 회피되기 때문에, 그러한 생략은 또한 유지 비용을 감소시킨다.

유리하게, 적어도 하나의 속이 빈 덕트 요소는 얼음 제거 또는 방빙(anti-icing)을 위해 항공기의 기존의 공기 흡입구의 기하학적 형태와 결합될 수 있다. 그러므로 개선된 얼음 제거 성능과 비슷하게 개선된 서리제거 및/또는 김 제거 성능이 항공기 윈도우들에 가까운 대응하는 공기 유출구의 개선된 통합으로 인해 달성될 수 있다. 이는 또한 항공기 윈도우들이 더 양호하고 더 빠르게 얼음이 제거되고 서리가 제거되고/되거나 김이 제거되기 때문에 안전성과 승객의 만족감을 증가시킨다. 또, 얼음 제거 및/또는 서리 제거 성능이 개선되기 때문에, 비행 전의 각각의 온-그라운드(on-ground) 시간이 유리하게 짧아질 수 있고, 따라서 감소된 연료 소비를 초래한다.

바람직한 일 실시예에 따르면, 관 모양의 덕트 요소 벽과 적어도 하나의 보호 스페이서는 단일 조각으로서 일체로 형성된다.

본 발명의 상황에서 "하나의 조각으로 일체로 형성된"이라는 용어는 하나의 단일 요소로서 제작되고, 비파괴적인 방식으로 2개 이상의 개별 부품들로 쪼개질 수 없는 성분을 가리킨다는 점이 주목되어야 한다. 다시 말해, 관 모양 덕트 요소 벽과 적어도 하나의 보호 스페이서는 오로지 예컨대, 톱질, 절단 또는 파괴와 같은 파괴적인 조치에 의해 2개 이상의 별개인 부품들로 쪼개질 수 있다.

또 다른 바람직한 실시예에 따르면, 적어도 관 모양 덕트 요소 벽은 플루오르화 폴리비닐리덴(polyvinylidene fluroride)을 포함한다.

또 다른 바람직한 실시예에 따르면, 적어도 하나의 보호 스페이서는 플루오르화 폴리비닐리덴을 포함한다.

또 다른 바람직한 실시예에 따르면, 적어도 하나의 보호 스페이서는 관 모양 덕트 요소 벽의 외부 돌출부로서 제공된다.

또 다른 바람직한 실시예에 따르면, 적어도 하나의 속이 빈 빔 요소는 단일 조각으로서 일체로 형성되는 블로우 성형된 복합 구조물이다.

위에서 이미 주목된 것처럼, 본 발명의 상황에서 "하나의 조각으로 일체로 성형된"이라는 용어는 하나의 단일 요소로서 제작되고 비파괴적인 방식으로 2개 이상의 별개인 부품으로 쪼개질 수 없는 성분을 가리킨다. 적어도 하나의 속이 빔 빔 요소에 관해, 관 모양의 덕트 요소 벽과 적어도 하나의 보호 스페이서와 비슷하게, 그것은 적어도 하나의 속이 빈 빔 요소가 오로지 예컨대, 톱질, 절단 또는 파괴와 같은 파괴적인 조치에 의해 2개 이상의 별개인 부품들로 쪼개질 수 있다는 것을 의미한다.

바람직하게, 블로우 성형된 복합 구조물은 탄소 섬유 보강된 폴리머를 포함하는 섬유 보강된 폴리머로 형성된다. 하지만, 그러한 탄소 섬유 보강된 폴리머는 단지 예로서 설명되고 그것에 본 발명을 제한하기 위한 것이 아니라는 점이 주목되어야 한다. 대신, 예컨대 유리 섬유 보강된 폴리머, 현무암 섬유 보강된 폴리머 및/또는 아라미드 섬유 보강 폴리머와 같은 다른 섬유 보강된 폴리머가 마찬가지로 적용될 수 있다.

일 양태에 따르면, 예컨대 적어도 하나의 속이 빈 덕트 요소를 적어도 하나의 속이 빈 빔 요소 내로 도입하기 전에, 블로우 성형된 복합 구조물의 안쪽에 알맞은 접착제(adhesive)를 사용하여, 열린 셀 발포제 스트라이프(foam stripe)들과 같은 발포제 스트라이프들이 배치되고 고정된다. 이들 발포제 스트라이프는 바람직하게는 적어도 하나의 속이 빈 빔 요소로부터 적어도 하나의 속이 빈 덕트 요소를 이격시키고 따라서 적어도 하나의 속이 빈 빔 요소에서, 예컨대 수지 찌꺼기들, 리벳들 및/또는 앵커 너트들에 맞서 적어도 하나의 속이 빈 덕트 요소를 보호하기 위한 보호 스페이서들로서 작용한다. 동시에, 발포제 스트라이프들은 적어도 하나의 속이 빈 빔 요소에서 적소에 머물러 있도록 적어도 하나의 속이 빈 덕트 요소 상의 압력 표면들로서 바람직하게 사용된다.

또 다른 양태에 따르면, 발포제 스트라이프들은 적어도 하나의 속이 빈 덕트 요소 상에 직접 접착되고, 이러한 적어도 하나의 속이 빈 덕트 요소는 그 후 적어도 하나의 속이 빈 빔 요소 내에 도입된다. 이 경우, 발포제 스트라이프들은 그것들이 오로지 예컨대 수지 찌꺼기들, 리벳들 및/또는 앵커 너트들과 같은 블로우 성형된 복합 구조물 안쪽에서 방해물과 제한적으로만 간섭하도록 바람직하게 위치가 정해진다.

또 다른 양태에 따르면, 전술한 2개의 양태가 결합된다. 따라서, 발포제 스트라이프들의 제1 부분이 블로우 성형된 복합 구조물의 안쪽에 배치되고 고정되며, 발포제 스트라이프들의 또 다른 부분은 적어도 하나의 속이 빈 덕트 요소 상에 직접 접착된다.

어느 경우든, 발포제 스트라이프들은 동시에 안내(guidance), 보호, 및 고정의 작용을 한다. 또한, 적어도 하나의 속이 빈 덕트 요소는 바람직하게는 플루오르화 폴리비닐리덴을 사용하여 적어도 부분적으로 형성되고, 따라서 그 자체가 비교적 안정되고 튼튼하다. 이는 그것을 설치하고 적어도 하나의 속이 빈 빔 요소 내에 삽입하는 동안 적어도 하나의 속이 빈 덕트 요소를 형성하는 것을 허용한다. 또한, 블로우 성형된 복합 구조물과 적어도 하나의 속이 빈 플루오르화 폴리비닐리덴 덕트 요소의 각각의 단면 디자인(design)이 요구되는 바대로 임의의 모양으로 변경될 수 있다.

유리하게, 적어도 하나의 속이 빈 빔 요소에서의 적어도 하나의 속이 빈 덕트 요소는 격리된 뜨거운 및/또는 차가운 공기를 운반하기 위해 블로우 성형된 복합 구조물 안쪽의 이용 가능한 공간을 충분히 사용하는 것을 허용한다. 특히, 적어도 하나의 속이 빈 빔 요소에서의 적어도 하나의 속이 빈 덕트 요소는 전용의 구부리기 쉬운 호스, 튜브, 및/또는 파이프와 같은 대안적인 에어 덕트 라우팅(routing)들이 요구되는 간격 두기(spacing) 대신 사용될 수 있다. 이는 제품 무게 및 비용뿐만 아니라 그렇게 하지 않으면 요구되는 라이닝(lining)들의 적용을 절감한다.

또 다른 바람직한 실시예에 따르면, 적어도 하나의 보호 스페이서는 관 모양 덕트 요소 벽에 부착된다.

또 다른 바람직한 실시예에 따르면, 적어도 하나의 보호 스페이서는 적어도 하나의 속이 빈 빔 요소에 부착된다.

또 다른 바람직한 실시예에 따르면, 적어도 하나의 속이 빈 빔 요소는 서로 단단히 부착되는, 적어도 제1 벽 부재와 제2 벽 부재를 포함한다.

또 다른 바람직한 실시예에 따르면, 적어도 하나의 제1 벽 부재와 제2 벽 부재는 연관된 플레이트 모양의 요소들을 통해 서로 단단히 부착된다.

또 다른 바람직한 실시예에 따르면, 적어도 하나의 보호 스페이서는 연관된 플레이트 모양의 요소들 중 하나에 부착된다.

또 다른 바람직한 실시예에 따르면, 적어도 하나의 보호 스페이서는 폴리에틸렌 발포제(foam), 특히 폐쇄된 셀(closed-cell) 폴레에틸렌 발포제를 포함한다.

또 다른 바람직한 실시예에 따르면, 적어도 하나의 보호 스페이서는 발포제 스트라이프이다.

그러한 발포제 스트라이프는 비용면에서 효율적이고 적어도 하나의 속이 빈 빔 요소에서 적어도 하나의 속이 빈 덕트 요소의 고정을 유리하게 허용한다. 그것들은 적어도 하나의 속이 빈 덕트 요소 및/또는 적어도 하나의 빔 요소의 내부 측(inner side) 상에 고정될 수 있다.

또 다른 바람직한 실시예에 따르면, 관 모양의 덕트 요소 벽은 플루오르화 폴리비닐리덴을 포함한다.

또 다른 바람직한 실시예에 따르면, 적어도 하나의 속이 빈 덕트 요소는 항공기에서 통풍 공기를 안내하기 위해 적합하게 되어 있다.

유리하게, 적어도 하나의 속이 빈 덕트는 보통 동체에서 가장 짧은 이용 가능한 거리를 사용하여 라우트될 수 있다. 그러므로 환경 제어 시스템 또는 공기 조절 시스템을 포함할 수 있는 대응하는 통풍 시스템의 기초가 되는 성능은 개선될 수 있다.

본 발명의 바람직한 실시예들은 첨부 도면들을 참조하여 이어지는 설명에서 예를 통해 개설된다. 이들 첨부 도면에서 동일하거나 동일하게 기능을 하는 성분과 요소는 동일한 참조 번호와 글자로 라벨이 붙여지고, 그 결과 이어지는 설명에서도 한번만 설명된다.

도 1은 본 발명에 따른 적어도 하나의 속이 빈 빔 요소를 가지는 프레임워크 구조물을 지닌 항공기의 측면도.
도 2는 도 1의 프레임워크 구조물의 제1 사시도.
도 3은 본 발명에 따른 속이 빈 빔 요소를 지닌, 도 1의 프레임워크 구조물의 하나의 섹션의 사시도.
도 4는 본 발명에 따른 속이 빈 덕트 요소를 구비하고, 도 3의 절단선(Ⅳ-Ⅳ)을 따라 본, 도 3의 속이 빈 빔 요소의 단면도.
도 5는 속이 빔 빔 요소 내로 속이 빈 덕트 요소를 삽입하는 동안의 도 4의 속이 빈 빔 요소와 속이 빈 덕트 요소의 사시도.
도 6은 속이 빈 빔 요소가 부분적으로 잘라 내어진, 일 변형예에 따라 구현되는, 도 5의 속이 빈 빔 요소와 속이 빈 덕트 요소의 사시도.
도 7은 속이 빈 덕트 요소를 속이 빈 빔 요소 내로 삽입한 후의 보호 스페이서들과, 도 6의 속이 빈 빔 요소와 속이 빈 덕트 요소를 보여주는 사시도.
도 8은 도 7의 속이 빈 빔 요소, 속이 빈 덕트 요소, 및 보호 스페이서들의 분해도.
도 9는 도 7의 속이 빈 덕트 요소와 보호 스페이서들이 있는 도 5의 속이 빈 빔 요소의 사시도.
도 10은 도 9의 속이 빈 덕트 요소와 보호 스페이서들의 사시도.
도 11은 일 변형예에 따른 보호 스페이서들이 있는 도 5의 속이 빈 덕트 요소를 도시하는 도면.
도 12는 도 7의 속이 빈 덕트 요소가 있는 도 5의 속이 빈 빔 요소와, 보호 스페이서들의 상이한 변형예들을 도시하는 도면.
도 13은 도 11의 속이 빈 덕트 요소와 보호 스페이서들의 정면도.

도 1은 본 발명의 일 양태에 따른 항공기(1)를 보여주는 것으로, 이러한 항공기(1)는 적어도 하나의 속이 빈 프레임(5a)이 있는 프레임워크 구조물(5)을 가지는 동체(2)를 포함한다. 예시적으로, 이러한 동체(2)는 랜딩 기어(6)에 연결되고, 예를 들면 적어도 하나의 테일 붐(2a)과 하나의 조종실(2b)을 정의한다. 도면의 간략함과 명료함을 위해, 테일 붐(2a)을 잘라 내고 더 상세히 도시하고 있지는 않다.

항공기(1)는 회전익기, 그리고 특히 헬리콥터로서 본보기로 구현된다. 그러므로 항공기(1)는 이후 간략함과 명료함을 위해 "헬리콥터(1)"라고 불리기도 한다. 하지만, 본 발명은 헬리콥터에 제한되는 것은 아니고, 본 발명에 따른 적어도 하나의 속이 빈 프레임을 갖는 프레임워크 구조물을 포함하는 동체를 가지는 다른 항공기에 마찬가지로 적용될 수 있음이 주목되어야 한다. 또, 그러한 프레임워크 구조물을 갖는 항공기 외의 다른 탈 것들도 예측된다.

헬리콥터(1)는 예시적으로 작동하는 동안 양력과, 전진 또는 후진 추력을 제공하기 위해 적어도 하나의 멀티블레이드(multi-blade) 메인 로터(1a)를 포함한다. 적어도 하나의 멀티블레이드 메인 로터(1a)는 연관된 로터축 둘레에서 헬리콥터(1)의 작동시 회전하는 로터 샤프트(1e)에 연관된 로터 헤드(1d)에서 장착되는 복수의 로터 블레이드(1b, 1c)를 포함한다.

또한, 헬리콥터(1)는 작동하는 동안 역토크(counter-torque)를 제공하기 위해, 즉 요(yaw) 측면에서 헬리콥터(1)의 균형을 맞출 목적으로 적어도 하나의 멀티블레이드 메인 로터(1a)의 회전에 의해 생성된 토크에 거스르도록 구성된 1개 이상의 역토크 장치를 포함할 수 있다. 적어도 하나의 역토크 장치는 테일 붐(2a)에서 제공될 수 있고, 여기에는 예컨대 수평 스태빌라이저(stabilizer), 범퍼, 테일 윙(tail wing) 및/또는 핀(fin)이 더 제공될 수 있다.

일 양태에 따르면, 동체(2)는 연료 셀(cell), 전기 설비, 에어 덕트 등을 수용할 수 있는, 헬리콥터(1)의 서브플로어(subfloor) 구역(11)을 정의한다. 동체(2)는 바람직하게는 적어도 3개의 상호 연결된 동체 프레임, 즉 동체 중간(mid) 섹션 프레임(3), 동체 기미(aft) 섹션 프레임(4), 및 동체 앞 섹션 프레임을 포함한다. 후자는 적어도 하나의 속이 빈 프레임(5a)에 의해 구현되고 프레임워크 구조물(5)을 적어도 부분적으로 정의한다.

프레임워크 구조물(5)은 바람직하게 그리고 예시적으로 적어도 하나의 조종실 프레임워크 구조물을 정의하고, 따라서 이후 간략함과 명료함을 위해 "조종실 프레임워크 구조물(5)"이라고도 부른다. 따라서 적어도 하나의 속이 빈 프레임(5a)은 적어도 조종실 프레임을 바람직하게 그리고 예시적으로 정의하고, 따라서 이후 간략함과 명료함을 위해 "속이 빈 조종실 프레임(5a)"이라고도 부른다. 하지만, 본 발명은 조종실 프레임워크 구조물과 프레임에 대한 적용예에 제한되는 것은 아니고, 항공기의 동체의 다른 속이 빈 프레임에 마찬가지로 적용될 수 있다.

속이 빈 조종실 프레임(5a)은 바람직하게는 도어 프레임(10)에 연결되고 적어도 하나의 메인 윈도우(7)를 수용하기에 적합하게 되어 있다. 속이 빈 조종실 프레임(5a)은 또한 1개 이상의 보조 윈도우(9)를 수용하기에 적합하게 될 수 있다. 도어 프레임(10)은 바람직하게는 적어도 하나의 도어 윈도우(8)를 수용하기 위해 적합하게 되어 있다.

일 양태에 따르면 속이 빈 조종실 프레임(5a)은 1개 이상의 프레임 빔(5a, 5b, 5c, 5d)을 포함한다. 이들 프레임 빔(5a, 5b, 5c, 5d)은 속이 빈 조종실 프레임(5a)이 하나의 조각으로 일체로 형성되도록 제작하는 동안 상호 연결된다. 다시 말해, 속이 빈 조종실 프레임(5a)은 비파괴적인 방식으로 2개 이상의 부품으로 쪼개질 수 없는 1개의 단일 요소로서 제작된다. 그러므로 이어지는 내용에서 개별 프레임 빔(5a, 5b, 5c, 5d)에 대한 임의의 참조는 명료함을 위해 회피되고, 단일 조각 또는 성분으로서 속이 빈 조종실 프레임(5a)에 대한 참조만이 이루어진다.

바람직하게, 속이 빈 조종실 프레임(5a)은 완전히 섬유 생산 공정, 바람직하게는 블로우 성형 공정에서의 섬유 복합체로서 만들어지고, 헬리콥터가 유효하게 작동하는 내내 발생하게 될 스트레스와 부하(load)를 견디기에 적합하게 되는 개별 단면들에 의해 설명된다. 우선적으로, 섬유 복합체는 탄소 섬유 보강 폴리머를 포함한다. 대안적으로, 또는 추가적으로 섬유 복합체는 유리 섬유 보강 폴리머, 현무암 섬유 보강 폴리머, 아라미드 섬유 보강 폴리머 및/또는 항공기 구성시 적용 가능한 임의의 다른 적합한 섬유 보강된 폴리머를 포함할 수 있다.

속이 빈 조종실 프레임(5a)과, 더 일반적으로는 조종실 프레임워크 구조물(5)은 소위 그것에 작용하는 힘들을 흡수하기에 적합하게 되어 있는 로드-베어링(load-bearing) 구성을 정의하는 소위 "제1(primary) 구조물"이다. 앞서 언급한 바와 같이, 조종실 프레임워크 구조물(5)과, 더 구체적으로는 속이 빈 조종실 프레임(5a)은 속이 빈 단면을 포함하고, 보통 힘 흡수보다는 임의의 다른 기능을 이행하지 않는다.

도 2는 도 1의 헬리콥터(1)의 조종실(2b)을 더 상세히 정의하는, 속이 빈 조종실 프레임(5a)을 갖는 조종실 프레임워크 구조물(5)을 예시하기 위한 도 1의 동체(2)의 섹션을 보여준다. 예시적으로, 속이 빈 조종실 프레임(5a)은 2개의 마주보는 도어 프레임(10)에 연결되고, 2개의 메인 윈도우(7)와 2개의 보조 윈도우(9)를 수용하며, 각각의 도어 프레임(10)은 연관된 도어 윈도우(8)를 수용한다.

일 양태에 따르면, 적어도 속이 빈 조종실 프레임(5a)은 통풍 공기(15, 16, 17)를 작동중인 도 1의 헬리콥터(1) 내로, 더 구체적으로는 적어도 조종실(2b) 내로 안내하기 위해 적합하게 되어 있다. 전체 조종실 프레임워크 구조물(5), 즉 전체 속이 빈 조종실 프레임(5a)이 속이 빈 단면에 의해 정의되기 때문에, 이러한 통풍 공기(15, 16, 17)는 조종실 프레임워크 구조물(5)의 모든 구역 내로 덕트될 수 있고, 더 일반적으로는 도 1의 헬리콥터(1)의 모든 바라는 위치에 공기를 제공하기 위해, 동체(2)의 모든 구역 내로 덕트를 이용해 이동될 수 있다. 바람직하게, 조종실 프레임워크 구조물(5)의 속이 빈 단면은 본질적으로 직사각형 모양을 가진다.

조종실 프레임워크 구조물(5)과, 더 구체적으로는 속이 빈 조종실 프레임(5a)이 작동시 상기 통풍 공기(15, 16, 17)를 방출하기 위해 각각 적합하게 되는 적어도 하나 그리고 우선적으로는 복수의 통풍 공기 유출구(13)를 바람직하게 포함한다. 예시적으로, 메인 윈도우 통풍 공기(15)가 작동시 메인 윈도우(7) 상으로 방출되고, 제2 윈도우 통풍 공기(16)가 작동시 제2 윈도우(9)로 방출되며, 조종실 통풍 공기(17)는 작동시 추정되는 조종사 위치의 방향으로 방출된다.

바람직하게, 통풍 공기 유출구(13) 중 적어도 하나는 고정된 노즐, 즉 고정되게 목표로 정해진 노즐, 또는 조정 가능한 노즐로서 속이 빈 조종실 프레임(5a)에서 제공된 간단한 개구 또는 홀(hole)로서 구현된다. 예를 들면, 메인 윈도우 통풍 공기(15)와 제2 윈도우 통풍 공기(16)를 방출하는 통풍 공기 유출구(13)는 개구들 또는 홀들 및/또는 고정된 노즐들로서 구현된다.

하지만, 조종사들이 사이즈와 선호도(preference)에 따라 다르기 때문에, 공기 방출 속도와 방향에 있어서의 조정을 필요로 할 수 있다. 따라서, 조종사 통풍 공기(17)를 방출하는 통풍 공기 유출구(13)는, 예컨대 메인 윈도우(7)의 옆과 위에서 제공된 조정 가능한 노즐(12a, 12b)로서 바람직하게 구현된다. 이들 조정 가능한 노즐(12a, 12b)은 나사 조임, 접착제로 붙이기 및/또는 접합(bonding)에 의해 속이 빈 조종실 프레임(5a) 내에 밀봉되게 통합되고, 조종사 통풍 공기(17)의 사용자 제어된 방출을 위해 적합하게 된다.

통풍 공기의 방출은 속이 빈 조종실 프레임(5a)을 참조해서만 위에서 설명되었음이 주목되어야 한다. 하지만, 통풍 공기는 또한 임의의 다른 도어 프레임뿐만 아니라 도어 프레임들 및/또는 도 1의 동체 중간 섹션 프레임(3) 및/또는 동체 기미 섹션(4)으로부터 방출될 수 있다. 예를 들면, 도어 프레임(10)들 중 적어도 하나에는 작동시 연관된 도어 윈도우(8)로 도어 윈도우 통풍 공기를 방출하는 통풍 공기 유출구(13)가 제공된다.

도 3은 서브플로어 구역(11)과, 속이 빈 조종실 프레임(5a)이 있는 조종실 프레임워크 구조물(5)을 추가로 예시하기 위한, 도 1과 도 2의 동체(2)의 섹션을 보여준다. 속이 빈 조종실 프레임(5a)은 전술한 바와 같이, 하나의 조각으로 일체로 형성된다.

일 양태에 따르면, 속이 빈 조종실 프레임(5a)과 더 구체적으로는 그것의 속이 빈 빔 요소(20)는 알맞은 에어 덕트 인터페이스(19)에 의해 서브플로어 구역(11)에서 제공된 세로 프레임 통합된 덕트(18)에 연결된다. 그러므로 예컨대 도 1의 헬리콥터(1)의 기미 섹션에 위치한 공기 발생 기계에 의해 발생되는 통풍 공기는 속이 빈 조종실 프레임(5a)에 공급될 수 있다.

속이 빈 조종실 프레임(5a)은 1개의 속이 빈 빔 요소, 즉 속이 빈 빔 요소(20)를 예시적으로 포함한다는 점이 주목되어야 한다. 하지만, 더 일반적으로는 속이 빈 조종실 프레임(5a)이 적어도 하나의 속이 빈 빔 요소를 포함하는 것으로 간주되도록, 속이 빈 조종실 프레임(5a)을 구성하는 1개 이상의 개별 프레임 빔(5b, 5c, 5d, 5e)이 마찬가지로 속이 빈 빔 요소로서 구현될 수 있다. 따라서, 속이 빈 빔 요소(20)만이 이후 대표적으로 설명된다.

도 4는 도 3의 속이 빈 빔 요소(20)를 보여준다. 바람직하게, 속이 빈 빔 요소(20)는 하나의 조각으로서 일체로 형성되는 블로우 성형된 복합 구조물이다.

예시적으로, 속이 빈 빔 요소(20)는 블로우 성형에 의해 생성되고 내부 공간(20b)의 경계를 정하는 연속적인 빔 요소 벽(20a)에 의해 정의된다. 오로지 예시적으로, 속이 빈 빔 요소(20)는 모서리를 깎아낸 가장자리 또는 둥글게 된(rounded) 가장자리를 지닌 직사각형 단면을 나타낸다. 하지만, 예컨대 원형, 타원형, 다각형 등과 같은 다수의 다른 단면이 마찬가지로 구현될 수 있다.

일 양태에 따르면, 속이 빈 빔 요소(20)는 우선적으로는 관 모양인 덕트 요소 벽(21a)을 가지는 적어도 하나의 속이 빈 덕트 요소(21)를 수용한다. 예를 들면, 그러한 적어도 하나의 속이 빈 덕트 요소(21)는 예시적으로는 타원형인 기본 단면을 나타낸다. 하지만, 예컨대 원형 또는 다각형과 같은 임의의 다른 기본 단면이 마찬가지로 예측된다. 바람직하게, 적어도 하나의 속이 빈 덕트 요소(21)는 각각 그것의 관 모양 덕트 요소 벽(21a)이 플루오르화 폴리비닐리덴(PVDF)을 포함한다.

예시적으로, 하나의 속이 빈 덕트 요소(21)만이 속이 빈 빔 요소(20)에 수용된다. 이러한 속이 빈 덕트 요소(21)는, 에너지 손실이 최소로 감소될 수 있도록 안내된 통풍 공기가 격리되도록, 예컨대 도 1의 항공기와 같은 대응하는 항공기에서 도 2의 통풍 공기(14, 15, 16, 17)와 같은 통풍 공기를 안내하기 위해 바람직하게 적합하게 된다. 그러므로 속이 빈 덕트 요소(21), 즉 그것의 관 모양 덕트 요소 벽(21a)은 우선적으로는 덕트 내부 공감(21b)을 정의한다.

통풍 공기를 안내하기 위해 속이 빈 덕트 요소(21)를 사용하는 것은 오로지 예에 의해서 설명되고, 그에 따라 본 발명을 제한하기 위한 것이 아니라는 점이 주목되어야 한다. 대신, 속이 빈 덕트 요소(21)는 예컨대 공기 데이터 라우팅(routing)들의 안내, 전기 와이어링(wiring)의 안내, 유압식 파이프의 안내 등과 같은 다른 목적을 위해 사용될 수 있다. 유리하게, 공기 데이터 라우팅들 또는 전기 와이어링의 안내를 위해 속이 빈 덕트 요소(21)를 사용함으로써, 공기 데이터 라우팅들 또는 전기 와이어링이 섭동에 의한 마모(chafing) 또는 마모 손상(wear damage)에 대항하여 보호될 수 있다. 유압식 라우팅들의 안내를 위해 속이 빈 덕트 요소(21)를 사용함으로써, 유압식 라우팅들은 유리하게 보호될 수 있거나 더 쉽게 설치되고 고정될 수 있다.

일 양태에 따르면, 적어도 하나, 그리고 예를 들면 3개의 보호 스페이서(22a, 22b, 22c)가 속이 빈 덕트 요소(21)와 속이 빔 빔 요소(20) 사이에서 배치된다. 더 구체적으로, 3개의 보호 스페이서(22a, 22b, 22c)는 관 모양 덕트 요소 벽(21a)과 연속적인 빔 요소 벽(20a) 사이에 배치된다. 바람직하게, 적어도 하나 그리고 우선적으로는, 보호 스페이서(22a, 22b, 22c) 각각은 PVDF를 포함한다.

보호 스페이서(22a, 22b, 22c)는, 관 모양의 덕트 요소 벽(21a)과 속이 빈 빔 요소(20) 사이에 자유로운 공간(22j)이 이용가능하도록, 속이 빔 덕트 요소(21)와 속이 빈 빔 요소(20) 사이에 바람직하게 배치되는 복수의 보호 스페이서(22)를 본보기적으로 정의한다. 자유로운 공간(22j)은 속이 빈 빔 요소(20)의 블로우 성형으로 인한 수지 찌꺼지 또는 예컨대 물체를 속이 빈 빔 요소(20)에 고정하기 위한 고정 부재(20c)와 같이, 속이 빈 빔 요소(20)의 내부 공간(20b)에 위치하는 물체/장애물 이러한 자유로운 공간(22j) 내에 위치하도록 바람직하게 제공된다.

일 양태에 따르면, 관 모양의 덕트 요소 벽(21a)과 보호 스페이서(22a, 22b, 22c)는 단일 조각으로서 일체로 형성된다. 바람직하게, 보호 스페이서(22a, 22b, 22c) 중 적어도 하나 그리고 예시적으로는 각각은 외부, 즉 관 모양의 덕트 요소 벽(21a)의 바깥으로 배향된 돌출부로서 제공된다. 다시 말해, 보호 스페이서(22a, 22b, 22c)는 속이 빈 덕트 요소(21)의 일체로 된 부분이고, 속이 빈 덕트 요소(21)의 타원형 기초의 단면에 대해 바깥으로 배향된 돌출부로서 구현된다.

도 5는 도 4의 빔 요소 벽(20a)이 있는 속이 빈 빔 요소(20)와, 속이 빈 덕트 요소(21)를 속이 빈 빔 요소(20)에 장착하는 동안 도 4의 관 모양 덕트 요소 벽(21a)이 있는 속이 빈 덕트 요소(21)를 보여준다. 그러므로 도 4의 복수의 보호 스페이서(22), 즉 도 4의 보호 스페이서(22a, 22b, 22c)를 구비하는, 속이 빈 덕트 요소(21)는 관 모양 덕트 요소 벽(21a)과 속이 빈 빔 요소(20) 사이에서 생성되는 도 4의 자유로운 공간(22j)에 도 4의 임의의 고정 부재(20c)가 위치하도록, 본보기적인 장착 방향(23)에서 속이 빈 빔 요소(20) 내로 본보기적으로 도입되고 각각 밀어진다.

하지만 속이 빈 덕트(21)를 속이 빈 빔 요소(20) 내로 위에 설명한 것과 같이 밀어넣는 것은 오로지 예로서 설명된 것이고 그에 따라 본 발명을 제한하는 것이 아니라는 점이 주목되어야 한다. 대신, 예컨대 풀링 와이어(pulling wire) 또는 다른 확장(extension) 장치를 사용하여 잡아당기는 공정이 마찬가지로 구현될 수 있고, 따라서 또한 예측된다.

더 구체적으로, 속이 빈 빔 요소(20)에는 본보기적으로 복수의 고정 부재(20c)가 제공되는데, 이러한 복수의 고정 부재(20c)로부터는 도면의 간략함과 명료함을 위해 4개의 고정 부재만이 참조 기호(20c)로 라벨이 붙여져 있다. 예시적으로, 고정 부재(20c)는 속이 빈 빔 요소(20)의 폭 방향, 즉 장착 방향(23)에 대해 횡단하는 방향에서 보호 스페이서(22c)의 대응하는 폭과 일치하는 거리만큼 이격되고, 따라서 이는 고정 부재(20c)와 접촉하지 않고, 장착 방향(23)에서 장착하는 동안 고정 부재(20c)들 사이에서 위치하고 미끄러질 수 있다.

도 6은 속이 빈 덕트 요소(21)를 속이 빈 빔 요소(20)에 장착하는 동안의, 도 4의 빔 요소 벽(20a)이 있는 속이 빈 빔 요소(20), 도 4의 관 모양 덕트 요소 벽(21a)이 있는 속이 빈 덕트 요소(21), 및 도 4의 복수의 보호 스페이서(22)를 보여준다. 하지만, 속이 빈 빔 요소(20)와 속이 빈 덕트 요소(21)는 이제 이후 설명되는 것처럼 본 발명의 또 다른 양태에 따라 구현된다.

더 구체적으로, 도 4와는 대조적으로, 이제 속이 빈 빔 요소(20)는 도 7을 참조하여 아래에서 더 상세하게 설명되는 것처럼, 서로 단단히 부착되는 적어도 제1 벽 부재(20d)와 제2 벽 부재(20e)를 바람직하게 포함한다. 예시적으로, 제1 벽 부재(20d)와 제2 벽 부재(20e)가 제공되고, 이들 모두는 바람직하게는 적어도 대략 C자 모양을 하고 있다.

하지만, 제1의 C자 모양의 벽 부재(20d)와 제2의 C자 모양의 벽 부재(20e)는 오로지 예로서 설명되고 그에 따라 본 발명을 제한하는 것이 아니라는 점이 주목되어야 한다. 대신, 속이 빈 빔 요소(20)를 구현하기 위해 3개 이상의 성분이 사용될 수 있고, 이들 성분 각각의 성형(shaping)은 예컨대 속이 빈 빔 요소(20)의 각각의 용도와 설치 위치에 의존하는 미리 정의된 요구 조건에 대해 적용예 특정(application-specific) 방식으로 결정될 수 있다.

또한, 역시 도 4와는 대조적으로, 속이 빈 덕트 요소(21)와 복수의 스페이서(22)는 이제 별개인 성분들로서 구현된다. 다시 말해, 속이 빈 덕트 요소(21)는 이제 도 4를 참조하여 위에서 설명된 것처럼 복수의 보호 스페이서(22)를 정의하는 임의의 바깥으로 배향된 돌출부 없이, 그것의 타원형 기초의 단면을 본보기적으로만 나타낸다. 대신, 보호 스페이서(22b, 22c)만이 볼 수 있는 복수의 보호 스페이서(22)가 이제 우선적으로는 속이 빈 빔 요소(20)에 부착되는 스트라이프 모양의 요소로서 바람직하게 구현된다.

도 7은 도 6의 제1의 C자 모양의 벽 부재(20d)와 제2의 C자 모양의 벽 부재(20e)가 있는 속이 빈 빔 요소(20), 도 6의 관 모양의 덕트 요소 벽(21a)이 있는 속이 빈 덕트 요소(21), 및 도 6의 보호 스페이서(22b, 22c)가 있는 복수의 보호 스페이서(22)를 보여주고, 이러한 복수의 보호 스페이서(22)는 이제 도 4의 보호 스페이서(22a)와 추가적인 보호 스페이서(22d)를 포함한다.

일 양태에 따르면, 제1의 C자 모양의 벽 부재(20d)와 제2의 C자 모양의 벽 부재(20e)는 연관된 플레이트(plate) 모양의 요소(24a, 24b)를 통해 서로 단단히 부착된다. 예를 들면, 연관된 플레이트 모양의 요소(24a, 24b)는 도 4의 고정 부재(20c)에 의해 연관된 위치(20f)에서 제1의 C자 모양의 벽 부재(20d)와 제2의 C자 모양의 벽 부재(20e)에 단단히 부착된다.

연관된 위치(20f)와 고정 부재(20c)는 우선적으로 미리 정해진 패턴으로 속이 빈 빔 요소(20) 각각의 플레이트 모양의 요소(24a, 24b)의 축 길이에 걸쳐 모두 바람직하게 배치된다는 점이 주목되어야 한다. 하지만, 도면의 간략함과 명료함을 위해, 2개의 연관된 위치(20f)와 2개의 고정 부재(20c)만이 각각 라벨이 붙여져 있고, 플레이트 모양의 요소(24a)만을 참조한다.

일 양태에 따르면, 플레이트 모양의 요소(24a, 24b)에는 이제 도 6을 참조하여 위에서 설명된 바와 같은 스트라이프 모양의 요소들로서 바람직하게 구현되는 보호 스페이서(22a, 22b, 22c, 22d)가 제공된다. 이러한 스트라이프 모양의 보호 스페이서(22a, 22b, 22c, 22d)는 플레이트 모양의 요소(24a, 24b) 중 하나에 각각 바람직하게 부착되고, 따라서 속이 빈 빔 요소(20)에 부착된다. 예컨대, 스트라이프 모양의 보호 스페이서(22c)는 플레이트 모양의 요소(24a)에 접합되거나 접착제로 부착되고, 스트라이프 모양의 보호 스페이서(22a, 22b, 22d)는 플레이트 모양의 요소(24b)에 접합되거나 접착제로 부착된다.

바람직하게는 보호 스페이서(22a, 22b, 22c, 22d) 중 적어도 하나와, 우선적으로는 각각이 폴리에틸렌 발포제, 특히 폐쇄된 셀(closed-cell) 폴레에틸렌 발포제를 포함한다. 따라서, 보호 스페이서들은 바람직하게는 발포제 스트라이프로서 구현된다.

도 8은 도 7의 제1의 C자 모양의 벽 부재(20d)와 제2의 C자 모양의 벽 부재(20e)를 지닌 속이 빈 빔 요소(20), 도 7의 관 모양 덕트 요소 벽(21a)을 지닌 속이 빈 덕트 요소(21), 도 7의 스트라이프 모양의 보호 스페이서(22a, 22b, 22c, 22d)를 지닌 복수의 보호 스페이서(22), 및 도 7의 플레이트 모양의 요소(24a, 24b)를 보여준다. 예를 들면, C자 모양의 벽 부재(20d, 20e)의 C자 모양의 형태, 스트라이프 모양의 보호 스페이서(22a, 22b, 22c, 22d)의 스트라이프 모양의 형태, 및 플레이트 모양의 요소(24a, 24b)의 플레이트 모양의 형태가 추가로 예시된다.

도 9는 도 7의 속이 빈 빔 요소(20), 도 7의 관 모양 덕트 요소 벽(21a)을 지닌 속이 빈 덕트 요소(21), 및 도 7의 스트라이프 모양의 보호 스페이서(22a, 22b, 22c, 22d)를 지닌 복수의 보호 스페이서(22)를 보여준다. 하지만, 속이 빈 빔 요소(20)는 이제 도 4를 참조하여 위에서 설명한 것처럼 다시 본보기적으로 구현된다. 다시 말해, 도 7의 제1 및 제2의 C자 모양의 벽 부재(20d, 20e)가 제공되는 대신에, 속이 빈 빔 요소(20)에는 재차 도 4의 연속적인 빔 요소 벽(20a)이 제공되고, 이러한 빔 요소 벽(20a)은 블로우 성형에 의해 생성되며, 도 4의 내부 공간(20b)의 경계를 정하여, 도 7의 플레이트 모양의 요소(24a, 24b)를 제공하는 것이 생략될 수 있다.

도 7과는 대조적으로, 모든 스트라이프 모양의 보호 스페이서(22a, 22b, 22c, 22)는 이제 도 7의 속이 빈 빔 요소(20) 각각의 플레이트 모양의 요소(24a, 24b) 대신에 속이 빈 덕트 요소(21)의 관 모양 요소 벽(21a)에 부착된다. 바람직하게, 스트라이프 모양의 보호 스페이서(22a, 22b, 22c, 22)는 관 모양 덕트 요소 벽(21a)에 접합되거나 접착제로 부착된다.

도 10은 도 9의 관 모양 덕트 요소 벽(21a)을 지닌 속이 빈 덕트 요소(21)와, 도 9의 보호 스페이서(22a, 22b, 22c, 22d)를 지닌 복수의 보호 스페이서(22)를 보여준다. 도 9를 참조하여 위에서 설명된 것처럼, 스트라이프 모양의 보호 스페이서(22a, 22b, 22c, 22)는 관 모양의 덕트 요소 벽(21a)에 바람직하게 접합되거나 접착제로 부착된다.

도 11은 도 9의 연속적인 빔 요소 벽(20a)을 지닌 속이 빈 빔 요소(20)와, 이제는 도 9의 스트라이프 모양의 보호 스페이서(22c)와 추가적인 스트라이프 모양의 보호 스페이서(22e)를 오로지 본보기적으로 포함하는, 도 9의 복수의 보호 스페이서(22)를 보여준다. 일 양태에 따르면, 하지만 이제는 스트라이프 모양의 보호 스페이서(22c, 22e)가 예컨대 접합 또는 접착제로 부착하는 것에 의해 속이 빈 빔 요소(20) 각각의 연속적인 빔 요소 벽(20a)에 부착된다.

도 12는 도 4 내지 도 9 또는 도 11 중 어느 하나에 따라 구현될 수 있는 속이 빈 빔 요소(20)를 개략적으로 보여준다. 또한, 도 12는 도 4 내지 도 11 중 어느 하나에 따라 구현될 수 있고, 원형의 기본 단면을 예시적으로만 나타내는 속이 빈 덕트 요소(21)를 보여준다. 또, 도 12는 가능한 장착 위치들을 예시하기 위해, 앞선 도면들의 복수의 보호 스페이서(22)를 보여준다.

더 구체적으로, 복수의 보호 스페이서(22)는 8개의 보호 스페이서(22a, 22b, 22c, 22d, 22f, 22g, 22h, 22i)를 본보기적으로 포함한다. 일 양태에 따르면, 모든 보호 스페이서(22a, 22b, 22c, 22d, 22f, 22g, 22h, 22i) 또는 그것들의 임의의 부분집합들이 본 발명에 다른 속이 빈 빔 요소(20)와 속이 빈 덕트 요소(21)를 가지고 사용될 수 있다.

예컨대, 보호 스페이서(22a, 22b, 22c)만이 도 4 내지 도 10을 참조하여 위에서 설명된 것처럼 구현되고 제공될 수 있다. 다시 말해, 그것들은 속이 빈 빔 요소(20) 또는 속이 빈 덕트 요소(21)에 부착될 수 있다.

대안적으로, 보호 스페이서(22a, 22b)만이 속이 빈 덕트 요소(21)에 부착될 수 있고, 보호 스페이서(22c)는 속이 빈 빔 요소(20)에 부착된다. 하지만, 보호 스페이서(22a, 22b)는 또한 도 4와 도 5를 참조하여 위에서 설명된 것처럼 속이 빈 덕트 요소(21)의 일체로 된 부분들로서 구현될 수 있고, 도 6과 도 11을 참조하여 위에서 설명된 것처럼 보호 스페이서(22c)는 속이 빈 빔 요소(20)에 부착되는 스트라이프 모양의 보호 스페이서로서 구현되며, 그 반대도 성립한다.

또 대안적으로, 보호 스페이서(22a, 22b, 22c, 22d)만이 도 7 내지 도 10을 참조하여 위에서 설명된 것처럼, 스트라이프 모양의 보호 스페이서들로서 구현될 수 있다. 하지만, 보호 스페이서(22a, 22b, 22d)는 도 10을 참조하여 위에서 설명된 것처럼, 속이 빈 덕트 요소(21)에 부착될 수 있고, 보호 스페이서(22c)는 도 6과 도 11을 참조하여 위에서 설명된 것처럼, 속이 빈 빔 요소(20)에 부착되며, 그 반대도 성립한다.

보호 스페이서(22f, 22g, 22h, 22i)를 가지고 본보기적으로 예시된 것처럼, 다른 대안적인 장착 위치들이 마찬가지로 예측된다. 예를 들면, 그것들은 속이 빈 덕트 요소(21)에 대하여 옆으로 배치되고, 속이 빈 빔 요소(20) 또는 속이 빈 덕트 요소(21)에 부착된다. 대안적으로, 그것들은 속이 빈 덕트 요소(21)의 한쪽(single side)에 제공될 수도 있다.

도 13은 도 4 내지 도 9, 도 11 또는 도 12 중 어느 하나에 따라 구현될 수 있고 사다리꼴 단면을 본보기적으로만 나타내는 속이 빈 빔 요소(20)를 개략적으로 보여준다. 또한, 오로지 예로서, 속이 빈 빔 요소(20)에는 도 8의 보호 스페이서(22a, 22b)와, 도 11의 보호 스페이서(22e)가 제공되고, 이들 보호 스페이서는 속이 빈 빔 요소(20)에 부착된다.

도 13은 본 발명에 따른 바람직한 속이 빈 덕트 요소 높이(25)를 예시한다. 따라서, 도 6 내지 도 9의 속이 빈 덕트 요소(21)는 바람직한 속이 빈 덕트 요소 높이(25)에 대응하고, 도 6 내지 도 9의 속이 빈 덕트 요소(21)의 속이 빈 빔 요소(20)로의 도입이 보호 스페이서(22a, 22b, 22e)에 의해 방해를 받는 도입 없이 쉽고 빠르게 가능하도록 미리 결정된 제작 공차인 0㎜ 피트(fit) 내에서 바람직하게는 최소로 가능하게 하는 높이를 바람직하게 나타낸다.

하지만, 도 6 내지 도 9의 속이 빈 덕트 요소(21)는 또한 도 6 내지 도 9의 설치된 속이 빈 덕트 요소(21) 상의 일부 압력이 생성될 수 있도록, 예컨대 +5㎜와 같이 바람직한 속이 빈 덕트 요소 높이(25)보다 약간 큰 높이를 나타낼 수 있다. 그러므로 그것은 제자리에 더 양호하고 더 쉽게 유지될 수 있다.

전술한 실시예들에 대한 수정예들은 당업자의 상식 내에 있고, 따라서 본 발명의 부분인 것으로 또한 간주된다는 점이 주목되어야 한다. 예컨대, 도 6 내지 도 11뿐만 아니라 도 4 및 도 5를 참조하여 위에서 설명된 것처럼, 본 발명의 보호 스페이서들의 상이한 구현예들만 예측되는 것이 아니라, 도 12를 참조하여 위에서 설명된 것처럼, 그것들의 결합물 또한 예측된다. 또한, 도 12를 참조하여 위에서 설명된 것처럼 본 발명의 보호 스페이서들의 다양한 상이한 장착 위치들이 예측되는 것뿐만 아니라, 탐지되거나 미리 결정되는 한, 예컨대 각각의 속이 빈 빔 요소들에서의 수지 찌꺼기, 리벳 및/또는 앵커 너트의 각각의 위치에 의존하는 적용예 특정 방식으로, 이들 다양한 상이한 장착 위치들이 또한 선택되고 결정될 수 있다. 더욱이, 보호 스페이서들은 본 발명에 따른 속이 빈 덕트 요소의 전체 길이에 걸쳐 제공되어서는 안 되지만 또한 오로지 섹션들에서 제공될 수 있다. 또한, 위에서 설명된 속이 빈 빔 요소는 복합 구조물로서 구현될뿐만 아니라, 예컨대 금속 등과 같은 다른 재료가 적용될 수 있다.

위 설명은 본질적으로 속이 빈 조종실 프레임을 참조하여 본 발명을 설명한다는 점이 또한 주목되어야 한다. 하지만, 본 발명은 임의의 항공기에서의 다른 속이 빈 프레임 및/또는 프레임워크 구조물에, 그리고 심지어 항공기 외의 다른 탈 것(vehicle)들에도 마찬가지로 적용될 수 있다.

더욱이, 오직 곧은 혹이 빈 빔 요소와 곧은 속이 빈 덕트 요소만이 도 4 내지 도 13을 참조하여 설명되고 있음이 주목되어야 한다. 하지만, 대안적인 성형(shaping)이 마찬가지로 예측된다. 예컨대, 속이 빈 빔 요소가 구부러지거나 비틀릴 수 있다. 이 경우, 속이 빈 빔 요소로 장착하는 것을 단순화하고, 향상된 접합(fit)를 획득하기 위해, 속이 빈 덕트 요소를 미리 형성하는 것이 좋을 수 있다.

마지막으로, 본 발명의 보호 스페이서들은 속이 빈 빔 요소에서 존재할 수 있는 수지 찌꺼지, 리벳 및/또는 앵커 너트에 대해 속이 빈 빔 요소에 장착하는 동안에 속이 빈 덕트 요소를 보호하는 것으로서 설명되고 있음이 주목되어야 한다. 하지만, 예컨대 만약 리벳 및/또는 앵커 너트의 수리가 요구된다면, 보호 스페이서들은 또한 속이 빈 덕트 요소와 속이 빈 빔 요소의 임시 분해를 단순화하기에 유리하게 적합하다.

1: 항공기 1a: 메인 로터
1b, 1c: 로터 블레이드 1d: 로터 헤드
1e: 로터 샤프트 2: 동체
2a: 테일 붐 2b: 조종실
3: 동체 중간 섹션 프레임 4: 동체 기미 섹션 프레임
5: 조종실 프레임워크 구조물 5a: 동체 앞 섹션 프레임(조종실 프레임)
5b, 5c, 5d, 5e: 조종실 프레임 빔
6: 랜딩 기어 7: 메인 윈도우
8: 도어 윈도우 9: 제2 윈도우
10: 도어 프레임 11: 서브플로어 구역
12a: 조정 가능한 옆 노즐 12b: 조정 가능한 상부 노즐
13: 공기 유출구 14: 도어 윈도우 통풍 공기
15: 메인 윈도우 통풍 공기 16: 제2 윈도우 통풍 공기
17: 조종사 통풍 공기 18: 세로 프레임 통합된 덕트
19: 에어 덕트 인터페이스 20: 속이 빈 빔 요소
20a: 빔 요소 벽 20b: 구조물 내부 공간
20c: 고정 부재 20d, 20e: C자 모양의 벽 부재
20f: 고정 부재 위치 21: 속이 빈 덕트 요소
21a: 관 모양 덕트 요소 벽 21b: 덕트 요소 내부 공간
22: 복수의 보호 스페이서
22a, 22b, 22c, 22d, 22e, 22f, 22g, 22h, 22i: 보호 스페이서
22j: 자유로운 공간 23: 장착 방향
24a, 24b: 접합판 25: 바람직한 속이 빈 덕트 요소 높이

Claims (15)

1. 적어도 하나의 속이 빈 빔 요소(20)를 포함하는 동체(2)를 갖는 항공기(1)로서,
   상기 적어도 하나의 속이 빈 빔 요소(20)는 관 모양 덕트 요소 벽(21a)을 포함하는 적어도 하나의 속이 빈 덕트 요소(21)를 수용하고,
   상기 관 모양 덕트 요소 벽(21a)과 적어도 하나의 속이 빈 빔 요소(20) 사이에 적어도 하나의 보호 스페이서(22a, 22b, 22c)가 배치되어, 상기 관 모양 덕트 요소 벽(21a)과 상기 적어도 하나의 속이 빈 빔 요소(20) 사이에 자유로운 공간(22j)이 이용 가능한 것을 특징으로 하는 항공기.
2. 제1 항에 있어서,
   상기 관 모양 덕트 요소 벽(21a)과 상기 적어도 하나의 보호 스페이서(22a, 22b, 22c)는 단일 조각(piece)으로 일체로 형성되는 것을 특징으로 하는 항공기.
3. 제2 항에 있어서,
   상기 관 모양 덕트 요소 벽(21a)은 플루오르화 폴리비닐리덴을 포함하는 것을 특징으로 하는 항공기.
4. 제3 항에 있어서,
   상기 적어도 하나의 보호 스페이서(22a, 22b, 22c)는 플루오르화 폴리비닐리덴을 포함하는 것을 특징으로 하는 항공기.
5. 제2 항에 있어서,
   상기 적어도 하나의 보호 스페이서(22a, 22b, 22c)는 관 모양 덕트 요소 벽(21a)의 외부 돌출부로서 제공되는 것을 특징으로 하는 항공기.
6. 제2 항에 있어서,
   상기 적어도 하나의 속이 빈 빔 요소(20)는 단일 조각으로서 일체로 형성되는 블로우 성형된(blow molded) 복합 구조물인 것을 특징으로 하는 항공기.
7. 제1 항에 있어서,
   상기 적어도 하나의 보호 스페이서(22a, 22b, 22c)는 상기 관 모양 덕트 요소 벽(21a)에 부착되는 것을 특징으로 하는 항공기.
8. 제1 항에 있어서,
   상기 적어도 하나의 보호 스페이서(22a, 22b, 22c)는 상기 적어도 하나의 속이 빈 빔 요소(20)에 부착되는 것을 특징으로 하는 항공기.
9. 제8 항에 있어서,
   상기 적어도 하나의 속이 빈 빔 요소(20)는, 서로 단단히 부착되는 제1 벽 부재(20d)와 제2 벽 부재(20e)를 적어도 포함하는 것을 특징으로 하는 항공기.
10. 제9 항에 있어서,
    적어도 상기 제1 벽 부재(20d)와 상기 제2 벽 부재(20e)는 연관된 플레이트 모양의 요소(24a, 24b)를 통해 서로 단단히 부착되는 것을 특징으로 하는 항공기.
11. 제10 항에 있어서,
    상기 적어도 하나의 보호 스페이서(22a, 22b, 22c)는 상기 연관된 플레이트 모양의 요소(24a, 24b) 중 하나에 부착되는 것을 특징으로 하는 항공기.
12. 제1 항에 있어서,
    상기 적어도 하나의 보호 스페이서(22a, 22b, 22c)는 폴리에틸렌 발포제, 특히 폐쇄된 셀(closed-cell) 폴레에틸렌 발포제를 포함하는 것을 특징으로 하는 항공기.
13. 제12 항에 있어서,
    상기 적어도 하나의 보호 스페이서(22a, 22b, 22c)는 발포제 스트라이프인 것을 특징으로 하는 항공기.
14. 제12 항에 있어서,
    상기 관 모양 덕트 요소 벽(21a)은 플루오르화 폴리비닐리덴을 포함하는 것을 특징으로 하는 항공기.
15. 제1 항에 있어서,
    상기 적어도 하나의 속이 빈 덕트 요소(21)는 상기 항공기(1)에서 통풍 공기(14, 15, 16, 17)를 안내하기 위해 적합하게 되어 있는 것을 특징으로 하는 항공기.

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