CN101977810A - 抗烧穿的飞行器机身 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种飞行器机身(12)，所述飞行器机身(12)包括设置在飞行器机身中的至少一个空间以及至少一个壁(16)。根据本发明，所述壁能够在至少四分钟的期间内抵抗从飞行器机身外部朝向所述空间的烧穿，其中飞行器机身(12)的处于所述空间下面的区域不包括抗烧穿隔离层。所述空间可以是飞行器的货舱或客舱，而所述壁可以设计成货舱地板、客舱地板或机翼/机身整流装置(机腹整流装置)。根据本发明的飞行器机身设计在无需飞行器机身中的任何额外的抗烧穿隔离层的情况下产生满足FAR§25.856(b)的要求的抗烧穿性。

Description

抗烧穿的飞行器机身

相关申请的引用

本申请要求2008年3月28日提交的德国专利申请No.10 2008 016104.7以及2008年3月28日提交的美国临时专利申请No.61/072 320的优先权，上述申请的公开以引入的方式纳入本文。

技术领域

本发明涉及一种飞行器机身。

背景技术

由于最近的航空条例——特别是FAR§25.856(b)，因此具有二十或更大载客量的客机必需构造成使其抗烧穿。这意味着例如如果紧急降落后飞行器的外部起火并且该火焰烧灼飞行器机身，则必需在至少四分钟的期间内防止火焰从外部向内部穿透飞行器进入机舱。

通常使用的铝制飞行器结构在约60秒后被烧穿，从而在这段时期过后，烧灼飞行器机身的火焰就可能进入飞行器的内部。为了防止这种情况，强制性地需要用于客舱机身下半部的抗烧穿的隔离层材料，以便达到保护客舱的目的。然而，适于该目的的抗烧穿的隔离层材料是与飞行器构造的额外费用相关联的，并且例如因为隔离垫需要包括特殊的抗烧穿膜或箔以及膜或箔附连装置，所以还导致了额外的重量。这样进而在总体上增加了飞行器的重量并由此负面地影响了飞行器的性能、经济性及维护性。此外，由于货舱区域(机身的舱底中)聚集了大量的湿气，而该湿气会被隔离垫吸收，因此不推荐在该区域的下面设置包括抗烧穿膜或箔的隔离垫。这将导致隔离垫的重量逐渐增加并使排水更为困难。

发明内容

因此，本发明的目的是提出一种在至少四分钟的期间内抗烧穿的飞行器机身，在所述飞行器机身中，至少在货物空间下面的某些区域中无需使用设计成抗烧穿的隔离垫。

通过独立权利要求1、9、11和13的特征来达到该目的。在各从属权利要求中提出有利的改进。

客舱中的抗烧穿性通过抗烧穿壁来提供，所述抗烧穿壁能够在至少四分钟的期间内抵抗从飞行器机身外部进入飞行器机身内部的空间中的烧穿。在第一实施方式中，这可以通过抗烧穿货舱地板来实现，抗烧穿货舱地板实现了在货舱中或在客舱中的相应的抗烧穿性。由于飞行器的客舱通常设置在货舱上方，所以如果设置了抗烧穿货舱地板，则位于货舱下面的火焰就无法穿透货舱并由此也无法穿透客舱。适合的抗烧穿货舱地板可包括由适合的材料制成的货舱地板镶板，所述地板镶板一方面具有高强度的特征，而另一方面提供足够的抗烧穿性。例如，可以考虑将碳纤维材料或玻璃纤维材料用于此处，所述材料可以以编织织物结构、层压结构、夹层结构等形式进行应用。优选地，在本发明的环境中使用的地板镶板的重量与传统的货舱地板镶板的重量相同，从而这样不会导致额外的重量。

由于货舱地板还包括没有地板镶板的区域——例如包括用于传送集装箱的辊式输送机或球元件垫的区域，这些区域优选地需要利用其它装置来表现抗烧穿性。为此，其中可在上文提到的结构下面使用薄玻璃纤维垫和/或碳纤维垫或层压材料。由于这些没有地板镶板的特殊区域仅覆盖货舱地板的相对较小的部分，因此生产成本以及由在没有地板镶板的区域中的特殊烧穿材料所导致的额外重量小于利用单独的抗烧穿隔离垫装配飞行器的整个地板下区域之后的额外重量。此外，地板下区域中的传统隔离垫可能很快变脏并吸收大量液体，这样可能促进腐蚀并且负面地影响到产品的特性。因为这些部件易于损坏，所以这种隔离垫的使用还与安装及维护的缺点相关联，从而使得利用根据本发明的解决方案的生产及维护成本显著低于利用抗烧穿隔离垫所达到的生产及维护成本。

在本发明的另一实施方式中，作为替代，客舱的地板镶板设计成使其抗烧穿。为此，可在货舱地板上使用相同的材料作为烧穿保护。然而，客舱上的烧穿保护与如下的相当大的优点相关联，即：与第一实施方式中的情况相比需要提供甚至更少的抗烧穿隔离层。

在本发明的另一实施方式中，至少在机翼/机身过渡的区域中可以以如下方式实现足够的烧穿保护，即：在该位置中提供的空气动力学的保护整流装置——也称为“机腹整流装置”——由类似于之前示例性实施方式中的适合的玻璃纤维结构或碳纤维结构制成。因此，所述机腹整流装置可以改变成使其达到包括出色的抗烧穿特性的效果。因此，在该区域中也可以无需抗烧穿隔离层来实现抗烧穿，这样减轻了重量并且还减少了生产过程中的花费。整流装置在某些位置的细节设计必需进行修改，从而确保火焰无法穿透整流装置中的现有间隙处，由此在火焰位于飞行器机身下面并从外部向内部进行烧灼的情况下使客舱完全得到保护。这些修改例如涉及减小整流装置部件的间隙尺寸、整合整流装置部件的重叠区域等，从而使得火焰穿透无从发生。

附图说明

下面，参照附图更加详细地说明本发明。在附图中，同一附图标记用于相同的物体。其中示出：

图1：现有技术中的下部机身区域的概略图；

图2：根据本发明的抗烧穿飞行器机身的下部区域的概略图；

图3：包括辊式输送机的货舱地板区域的截面图；

图4a至c：根据本发明的抗烧穿飞行器机身的机腹整流装置。

具体实施方式

图1以示例性的方式示出了飞行器机身4的截面，所述飞行器机身4包括货舱地板2，货舱地板2通过各种结构部件6连接至外蒙皮8。现有技术为了确保抗烧穿而设置成使外蒙皮8包括抗烧穿机身隔离层10。该机身隔离层例如可以具有包括特殊的抗烧穿材料的隔离封装，所述隔离封装可以满足在至少四分钟的强制期间内抗烧穿的要求。所述抗烧穿机身隔离层10使得例如在紧急降落之后可以撤离飞行器，所述撤离应该在比位于飞行器机身4外部的火焰穿透机身所需的显著更短的时间内完成。

在第一示例实施方式中的根据本发明的飞行器机身12——所述飞行器机身12在图2中示出——包括货舱地板14上的抗烧穿货舱地板镶板16，所述货舱地板镶板16在货舱地板宽度的较大区域上延伸。但是，货舱地板的一些区域不包括地板镶板16，而是配备有辊式输送机18和球元件垫20以用于集装箱在货舱内的便捷移位。在这些区域中，抗烧穿性只能通过利用其它措施来实现，例如通过将抗烧穿膜或箔整合到辊式输送机18、球元件垫20或其它设施的下面。总体而言，通过这种方式整个货舱地板14可以构造成是抗烧穿的；而无需再设置如图1所示的单独的隔离层10。

而在上述布置中，位于飞行器机身外部的火焰可能通过外蒙皮8进入飞行器机身12的内部，但是其无法穿透根据本发明的货舱地板2而到达位于其上方的机舱区域。

图3示出了货舱地板2的带有辊式输送机18的区域，所述辊式输送机18与货舱地板镶板16横向邻接。在辊式输送机18的下侧22设有抗烧穿膜或箔24，所述抗烧穿膜或箔24补充了相邻的抗烧穿货舱地板镶板16以产生全封闭区域。优选地，所述膜或箔24在其过渡到辊式输送机18的区域中与所述地板镶板16重叠，从而在该位置处不存在使喷射到货物空间中的火焰能够通过其而穿透货舱地板14的间隙。除了辊式输送机18的下侧22之外，优选地，货舱地板14的所有其它的没有货舱地板镶板16的设施都配备有这种膜或者箔。

所述抗烧穿膜或箔24还可以设计成层压材料或编织织物材料。所述膜或箔24的厚度优选地不能太薄，从而防止在安装时或当进行飞行器维护时破坏膜或箔24。

在不使用抗烧穿隔离层的情况下用于实现烧穿保护的另一选择是通过飞行器28的机翼/机身整流装置26——也称为“机腹整流装置”——的抗烧穿设计来提供，所述整流装置26在图4a至4c中分别以飞行器28的正视图、侧视图和整流装置26的细节图概略性地示出。所述机腹整流装置26主要设计成在空气动力学上保持机翼根部与飞行器机身之间的过渡段尽可能地平滑，从而使得该区域的气流损失保持在一定限度内。这种机腹整流装置26的抗烧穿设计至少在根据本发明的该机身12区域内消除了对于内侧上的额外隔离垫的需要，并因此补充了在与机腹整流装置26相邻的机身区域中的抗烧穿货舱地板14。

可以非常灵活地实行机腹整流装置26的材料的选择，因为通过相应的额外辅助结构30，给予了机腹整流装置26足够的稳定性。机腹整流装置26的外蒙皮材料自身不必提供机械稳定性，从而在材料的选择上没有限制。优选地使用编织玻璃纤维材料或编织碳纤维材料，其中相应的测试结果表明其具有足够的——即至少四分钟的——抗烧穿期间。

最后，除了为货舱地板14配备抗烧穿地板镶板16及抗烧穿膜或箔24之外，在不存在货舱的某些区域中或在将飞行器中的地板下方区域用作客舱的情况下或者为了进一步节省材料和成本，对设置在上方的客舱地板进行配备是可能的并且切合实际的。

通过所描述的措施，在无需额外的抗烧穿隔离层的情况下，飞行器的烧穿保护可以实现满足目前的根据FAR§25.856(b)的烧穿要求。可以在无需所有紧固件和隔离层中的特殊的抗烧穿材料的情况下完成烧穿保护，否则所述紧固件和材料为此则是必需的。通过这种方式节省了成本并减轻了重量，从而使飞行器在保持相同的安全标准的同时，可以至少实现相同的有效载荷并且可以实现相同的燃油消耗数。特别是因为不再必需在飞行器的地板下区域中设置抗烧穿隔离层，所以该飞行器的生产和维护被相当大程度地简化了。

另外应当指出，“包括”不排除其它元件或步骤，并且“一个”或“一种”不排除多个的情况。另外应当指出，参照上面的示例性实施方式中的一个描述的特征或步骤也可以用于和上述其它的示例性实施方式中的其它特征或步骤进行结合。权利要求中的附图标记不应视作是对保护范围的限制。

附图标记列表

2货舱地板

4飞行器机身

6结构部件

8外蒙皮

10隔离层材料

12飞行器机身(根据本发明)

14货舱地板

16地板镶板

18辊式输送机

20球元件垫

22辊式输送机的下侧

24抗烧穿膜或箔

26机腹整流装置(机翼/机身整流装置)

28飞行器

30机腹整流装置(机翼/机身整流装置)的辅助结构

权利要求书(按照条约第19条的修改)

1.一种飞行器机身(12)，包括：设置在所述飞行器机身(12)中的至少一个具有地板(14)的空间，

其中，所述地板(14)包括一个或多个地板镶板(16)，

其特征在于，所述地板镶板(16)在至少四分钟的期间内抵抗从飞行器机身(12)外部朝向所述空间的烧穿，并且

其中，所述飞行器机身(12)的处于所述地板(14)下面的区域不包括抗烧穿隔离层。

2.如权利要求1所述的飞行器机身(12)，

其中，所述空间设计成货舱。

3.如权利要求1所述的飞行器机身(12)，

其中，所述空间设计成客舱。

4.如权利要求1所述的飞行器机身(12)，

所述地板(14)至少在某些区域中包括在其安装区域无法配备有地板镶板(16)的设施(18，20，

其中，在所述设施(18，20)的下侧(22)设置有在至少四分钟的期间内抵抗烧穿的抗烧穿膜或箔(24)。

5.如权利要求4所述的飞行器机身(12)，

其中，所述抗烧穿膜或箔(24)制成与相邻的地板镶板(16)重叠。

6.如前述权利要求中任一项所述的飞行器机身(12)，

其中，所述地板(14)由编织织物结构、层压结构、夹层结构等形式的碳纤维材料或玻璃纤维材料设计成。

7.一种飞行器机身(12)，包括：设置在所述飞行器机身(12)中的至少一个具有地板(14)的空间；以及机翼/机身过渡段的整流装置(26)，

其特征在于，所述整流装置(26)在至少四分钟的期间内抵抗从飞行器机身(12)外部朝向所述空间的烧穿，并且

其中，所述空间的位于所述整流装置(26)上方的区域不包括抗烧穿隔离层。

8.一种用于飞行器中的地板(14)的地板镶板(16)，所述地板镶板(16)在至少四分钟的期间内抵抗烧穿。

9.如权利要求9所述的地板镶板(16)，

其中，所述地板镶板(16)由编织织物结构、层压结构、夹层结构等形式的碳纤维材料或玻璃纤维材料设计成。

10.一种具有壁(26)的飞行器的机翼/机身整流装置或机腹整流装置，所述壁(26)在至少四分钟的期间内抵抗进入到所述飞行器机身(12)中的烧穿。

11.如权利要求10所述的机翼/机身整流装置或机腹整流装置，

其中，所述壁(26)由编织织物结构、层压结构、夹层结构等形式的碳纤维材料或玻璃纤维材料设计成。

12.一种具有如权利要求1至7中任一项所述的飞行器机身的飞行器。

Claims (13)

1.一种飞行器机身(12)，包括：设置在所述飞行器机身(12)中的至少一个空间；以及至少一个壁(14，26)，

其中，所述至少一个壁(14，26)在至少四分钟的期间内抵抗从飞行器机身(12)外部朝向所述空间的烧穿，并且其中，所述飞行器机身(12)的处于所述空间下面的区域不包括抗烧穿隔离层。

2.如权利要求1所述的飞行器机身(12)，

其中，所述空间设计成货舱，且所述至少一个壁(14，26)是所述货舱的地板(14)。

3.如权利要求1所述的飞行器机身(12)，

其中，所述空间设计成客舱，且所述至少一个壁(14，26)是所述客舱的地板(14)。

4.如权利要求2或3所述的飞行器机身(12)，

所述地板(14)至少在某些区域中包括一个或多个地板镶板(16)，

其中，所述地板镶板(16)在至少四分钟的期间内抵抗烧穿。

5.如权利要求4所述的飞行器机身(12)，

所述地板(14)至少在某些区域中包括在其安装区域无法配备有地板镶板(16)的设施(18，20)，

其中，在所述设施(18，20)的下侧(22)设置有在至少四分钟的期间内抵抗烧穿的抗烧穿膜或箔(24)。

6.如权利要求5所述的飞行器机身(12)，

其中，所述抗烧穿膜或箔(24)制成与相邻的地板镶板(16)重叠。

7.如权利要求1所述的飞行器机身(12)，

其中，所述空间设计成货舱或设计成客舱，以及所述至少一个壁(14，26)是机翼/机身过渡段的整流装置(26)。

8.如前述权利要求中任一项所述的飞行器机身(12)，

其中，所述壁由编织织物结构、层压结构、夹层结构等形式的碳纤维材料或玻璃纤维材料设计成。

9.一种用于飞行器中的地板(14)的地板镶板(16)，所述地板镶板(16)在至少四分钟的期间内抵抗烧穿。

10.如权利要求9所述的地板镶板(16)，

其中，所述地板镶板(16)由编织织物结构、层压结构、夹层结构等形式的碳纤维材料或玻璃纤维材料设计成。

11.一种具有壁(26)的飞行器的机翼/机身整流装置或机腹整流装置，所述壁(26)在至少四分钟的期间内抵抗进入到所述飞行器机身(12)中的烧穿。

12.如权利要求11所述的机翼/机身整流装置或机腹整流装置，

其中，所述壁(26)由编织织物结构、层压结构、夹层结构等形式的碳纤维材料或玻璃纤维材料设计成。

13.一种具有如权利要求1至8中任一项所述的飞行器机身的飞行器。

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