CN112937833A - 用于航空飞行器的机体结构及其构造方法和航空飞行器 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及一种用于航空飞行器的机体结构，机体结构在航空飞行器的内部限定容纳空间，机体结构的外侧设置蒙皮结构，机体结构包括抗火焰烧穿层结构和多个机身隔热隔声层结构，抗火焰烧穿层结构包含抗火焰烧穿涂层，抗火焰烧穿涂层设置在航空飞行器的机体下侧居中部分上，多个机身隔热隔声层结构设置在航空飞行器的机体下侧居中部分的除所述抗火焰烧穿层结构之外的其他部分上；抗火焰烧穿层结构在航空飞行器的机体下侧居中部分边缘处与多个机身隔热隔声层结构形成重叠区域。本发明还涉及一种包括这种机体结构的航空飞行器以及一种提供抗火焰烧穿机体结构的构造方法。
Description
技术领域
本发明涉及一种用于航空飞行器的机体结构，本发明还涉及一种包括这种机体结构的航空飞行器以及一种提供抗火焰烧穿机体结构的构造方法。
背景技术
民用飞机自2011年，CCAR25修证更新至R4版，20座以上飞机全面执行CCAR25.856b)，其中适航条款从小概率事件发生的角度，提出了飞机机体抗外部火焰烧穿要求，但对飞机设计，大大加剧了承载实体的整体机身，包括蒙皮、地板与货舱结构地板、机身下半部分隔热隔声层的设计难度，主要为机身下半部分要求形成抗火焰层，如隔热隔声层与机身固定方式，隔热隔声层与客舱或货舱地板结构重叠区，客舱或货舱结构地板对缝等，一并满足抗火焰烧穿性能。
因此，本领域通常的做法是使得飞机下半部分的隔热/隔音材料(包括固定方式)满足1038±55度4分钟抗火焰烧穿，且热通量小于2.27w/cm^2，由此保证飞机在意外坠机着地后起火，机身整体可抗外部火焰烧穿机体，保证舱内人员有足够的时间进行应急撤离。
发明内容
为了克服以上劣势，本发明所采取的措施在于：提供抗火焰烧穿机体结构，根据抗火焰烧穿要求，利用在机体结构内侧设置抗火焰烧穿层结构，设置机身机体隔热隔声层结构与抗火焰烧穿层结构重叠(二维截面尺寸大于6英寸)，并对结构不连续区域(如结构接头与支架等)加涂防火墙密封剂，实现机体结构具有抗火焰烧穿包络的功能。
为此，根据本发明的一个方面，本发明提供了一种用于航空飞行器的机体结构，所述机体结构在所述航空飞行器的内部限定容纳空间，所述机体结构的外侧设置蒙皮结构，其中，所述机体结构包括：
抗火焰烧穿层结构，所述抗火焰烧穿层结构包含抗火焰烧穿涂层，所述抗火焰烧穿涂层只设置在所述航空飞行器的机体下侧居中部分上，
在所述货舱地板以下的机体区域内不再设置抗火焰烧穿层。
多个机身隔热隔声层结构，所述多个机身隔热隔声层结构设置在所述航空飞行器的机体下侧居中部分的除所述抗火焰烧穿层结构之外的其他部分上；
其中，所述抗火焰烧穿层结构在所述航空飞行器的机体下侧居中部分边缘处与所述多个机身隔热隔声层结构形成重叠区域。
根据本发明的优选实施方式，所述抗火焰烧穿涂层位于所述蒙皮结构的内侧或外侧。
根据本发明的优选实施方式，所述抗火焰烧穿涂层包含抗火漆或防火涂料，在至少1200度的火焰燃烧长达4分钟的条件下不被烧穿。
根据本发明的优选实施方式，所述抗火焰烧穿涂层或防火涂料可以是硅酸盐或磷酸盐类的无机高温黏结剂。
根据本发明的优选实施方式，所述重叠区域的二维截面长度大于6英寸。
根据本发明的优选实施方式，所述抗火焰烧穿层结构在所述重叠区域内通过阻燃的尼龙搭扣、泡沫或发泡剂与所述多个机身隔热隔声层结构彼此连接。
根据本发明的优选实施方式，所述抗火焰烧穿层结构设置有不连续区域。
根据本发明的优选实施方式，所述抗火焰烧穿层结构的不连续区域通过防火墙密封剂覆盖。
根据本发明的另一个方面，本发明提供一种用于航空飞行器，包括以上内容限定的机体结构。
根据本发明的再一个方面，本发明提供一种提供抗火焰烧穿机体结构的构造方法，所述机体结构用于航空飞行器，所述机体结构在所述航空飞行器的内部限定容纳空间，所述机体结构的外侧设置蒙皮结构，其中，所述构造方法包括：
设置抗火焰烧穿层结构，使得所述抗火焰烧穿层结构包含抗火焰烧穿涂层，所述抗火焰烧穿涂层只设置在所述航空飞行器的机体下侧居中部分上，
在所述货舱地板以下的机体区域内不再设置抗火焰烧穿层。
设置多个机身隔热隔声层结构，使得所述多个机身隔热隔声层结构设置在所述航空飞行器的机体下侧居中部分的除所述抗火焰烧穿层结构之外的其他部分上；
其中，所述抗火焰烧穿层结构在所述航空飞行器的机体下侧居中部分边缘处与所述多个机身隔热隔声层结构形成重叠区域。
根据本发明的优选实施方式，所述抗火焰烧穿涂层位于所述蒙皮结构的内侧或外侧。
根据本发明的优选实施方式，所述抗火焰烧穿涂层包含抗火漆或防火涂料，在至少1200度的火焰燃烧长达4分钟的条件下不被烧穿。
根据本发明的优选实施方式，所述抗火焰烧穿涂层或防火涂料可以是硅酸盐或磷酸盐类的无机高温黏结剂。
根据本发明的优选实施方式，所述重叠区域被构造成使其二维截面长度大于6英寸。
根据本发明的优选实施方式，所述抗火焰烧穿层结构在所述重叠区域内通过阻燃的尼龙搭扣、泡沫或发泡剂与所述多个机身隔热隔声层结构彼此连接。
根据本发明的优选实施方式，所述抗火焰烧穿层结构设置有不连续区域。
根据本发明的优选实施方式，所述抗火焰烧穿层结构的不连续区域通过防火墙密封剂覆盖。
附图说明
为了更好地理解本发明的上述及其他目的、特征、优点和功能，可以参考附图中所示的优选实施方式。附图中相同的附图标记指代相同的部件。本领域技术人员应该理解，附图旨在示意性地阐明本发明的优选实施方式，对本发明的范围没有任何限制作用，图中各个部件并非按比例绘制。
图1是根据本发明的用于航空飞行器的机体结构的截面图。
图2是根据本发明的用于航空飞行器的机体结构在重叠区域处的细节图。
附图标记列表
1、机体结构
2、客舱地板
3、货舱地板
4、机体隔热隔热层结构
5、抗火焰烧穿层结构
6、重叠区域
7、阻燃的尼龙搭扣、泡沫或发泡剂
8、不连续区域
9、货舱地板以下的机体区域
具体实施方式
现在参考附图，详细描述本发明的具体实施方式。这里所描述的仅仅是根据本发明的优选实施方式，本领域技术人员可以在所述优选实施方式的基础上想到能够实现本发明的其他方式，所述其他方式同样落入本发明的范围。在以下的具体描述中，方向性的术语，例如“左”、“右”、“上”、“下”、“内”、“外”等，参考附图中描述的方向使用，其中“纵向”指的是航空飞行器的长度方向。本发明的实施例的部件可被置于多种不同的方向，方向性的术语是用于示例的目的而非限制性的。具体地，本文中所述的“内侧”指的是位于航空飞行器的机体结构内的一侧。本文中所述的“外侧”指的是位于航空飞行器的机体结构外的一侧。
图1示出了根据本发明的一种用于航空飞行器的机体结构的实施方式，机体结构1在航空飞行器的内部限定容纳空间，在容纳空间中设置彼此平行的客舱地板2和货舱地板3。机体结构1在机体结构1的外侧设置蒙皮结构(未示出)。
如图1所示，机体结构1包括多个机身隔热隔声层结构4和抗火焰烧穿层结构5。抗火焰烧穿层结构5包括抗火焰燃烧涂层，抗火焰燃烧涂层只设置在航空飞行器的机体下侧居中部分上，其中在所述货舱地板以下的机体区域9内不再设置抗火焰烧穿层。
多个机身隔热隔声层结构4(图1示出了两个)设置在航空飞行器的机体下侧居中部分的除所述抗火焰烧穿层结构之外的其他部分上。由于抗火焰燃烧涂层只设置在航空飞行器的机体下侧居中部分上，在所述货舱地板以下的机体区域9内不再设置抗火焰烧穿层，在满足抗火焰燃烧条件的同时能够实现机身重量的减轻，并同时减少成本。多个机身隔热隔声层结构4包括隔热隔音材料，而抗火焰烧穿层结构5包括抗火漆和防火涂料，如硅酸盐、磷酸盐类的无机高温黏结剂，在至少1200度的火焰燃烧长达4分钟的条件下不被烧穿，用以代替机体隔热隔声层结构4来承担抗火焰烧穿功能。抗火焰燃烧涂层可以设置在蒙皮结构的内侧或外侧上。
如图1所示，抗火焰烧穿层结构5在航空飞行器的机体下侧居中部分边缘处与多个机身隔热隔声层结构4形成重叠区域6。在重叠区域6中，抗火焰烧穿层结构5位于蒙皮结构的内侧上，而多个机身隔热隔声层结构4位于抗火焰烧穿层结构5的内侧上。根据未示出的优选实施方式，抗火焰烧穿层结构5可以位于蒙皮结构的外侧上，而多个机身隔热隔声层结构4同样位于抗火焰烧穿层结构5的内侧上。不过，本领域普通技术人员可以设想到，抗火焰烧穿层结构5和多个机身隔热隔声层结构4可以根据实际情况下进行不同的设置，例如抗火焰烧穿层结构5和多个机身隔热隔声层结构4之间可以设置其他的部件或层，或者多个机身隔热隔声层结构4可以位于抗火焰烧穿层结构5的外侧上。
如图2的根据本发明的用于航空飞行器的机体结构在重叠区域处的细节图所示，按照AC25.856-2A,，重叠区域6的二维截面长度大于6英寸，确保两种不同抗火焰烧穿介质在对接区具有足够的重叠量，避免火焰在此区域烧穿。进一步地，抗火焰烧穿层结构5在重叠区域6内通过阻燃的尼龙搭扣、泡沫或发泡剂7，如聚氨脂等分别与多个机身隔热隔声层结构4彼此连接。
参考图1，抗火焰烧穿层结构4设置有不连续区域8，例如结构接头与支架等。抗火焰烧穿层结构5的不连续区域8通过防火墙密封剂或阻燃发泡剂覆盖，由此实现飞机机腹结构具有抗火焰烧穿的功能。
根据本发明的进一步方面，本发明还涉及一种用于包括机体结构1的航空飞行器。
下面将描述根据本发明的再一方面的提供抗火焰烧穿机体结构的构造方法。首先提供用于航空飞行器的机体结构1，机体结构1在航空飞行器的内部限定容纳空间，在容纳空间中设置彼此平行的客舱地板2和货舱地板3。机体结构1在机体结构1的外侧设置蒙皮结构(未示出)。
进一步地，在本发明的构造方法中，为机体结构1设置多个机身隔热隔声层结构4和抗火焰烧穿层结构5，使得抗火焰烧穿层结构5只设置在航空飞行器的机体下侧居中部分上，并使得多个机身隔热隔声层结构4(图1示出了两个)设置在航空飞行器的机体下侧居中部分的除所述抗火焰烧穿层结构之外的其他部分上。抗火焰烧穿涂层结构位于蒙皮结构的内侧或外侧。
进一步地，在本发明的构造方法中，使得抗火焰烧穿层结构5在航空飞行器的机体下侧居中部分的边缘处与多个机身隔热隔声层结构4形成重叠区域6。在图1所示的实施方式中，在重叠区域6中，抗火焰烧穿层结构5位于蒙皮结构的内侧上，而多个机身隔热隔声层结构4位于抗火焰烧穿层结构5的内侧上。
进一步地，在本发明的构造方法中，使得重叠区域6的二维截面长度大于6英寸，确保两种不同抗火焰烧穿介质在对接区具有足够的重叠量，避免火焰在此区域。进一步地，抗火焰烧穿层结构5在重叠区域6内通过阻燃的尼龙搭扣、泡沫或发泡剂7，如聚氨脂等分别与多个机身隔热隔声层结构4彼此连接。
最后，在本发明的构造方法中，在抗火焰烧穿层结构4设置有不连续区域8(例如结构接头与支架等)的情况下，抗火焰烧穿层结构5的不连续区域8通过防火墙密封剂或阻燃发泡剂覆盖，由此实现飞机机腹结构具有抗火焰烧穿的功能。
本发明的优点在于：
1)由抗火焰烧穿层结构进行抗火烧穿，降低货舱地板结构主要防火要求，减少重量，节约成本。
2)减少飞机底部隔热隔声层用量，进而减少全机重量，如150座级飞机重量节省15～18kg,支线飞机重量节省10～12kg；
3)避免因飞机服役过程中，水汽、灰尘、油污等在机腹的大量积聚，延长飞机隔热隔声层使用寿命。
本发明的多种实施方式的以上描述出于描述的目的提供给相关领域的一个普通技术人员。不意图将本发明排他或局限于单个公开的实施方式。如上所述，以上教导的领域中的普通技术人员将明白本发明的多种替代和变型。因此，虽然具体描述了一些替代实施方式，本领域普通技术人员将明白或相对容易地开发其他实施方式。本发明旨在包括这里描述的本发明的所有替代、改型和变型，以及落入以上描述的本发明的精神和范围内的其他实施方式。
Claims (17)
1.一种用于航空飞行器的机体结构，所述机体结构在所述航空飞行器的内部限定容纳空间，所述机体结构的外侧设置蒙皮结构，其中，所述机体结构包括：
抗火焰烧穿层结构，所述抗火焰烧穿层结构包含抗火焰烧穿涂层，所述抗火焰烧穿涂层只设置在所述航空飞行器的机体下侧居中部分上，
多个机身隔热隔声层结构，所述多个机身隔热隔声层结构设置在所述航空飞行器的机体下侧居中部分的除所述抗火焰烧穿层结构之外的其他部分上；
其中，所述抗火焰烧穿层结构在所述航空飞行器的机体下侧居中部分边缘处与所述多个机身隔热隔声层结构形成重叠区域。
2.根据权利要求1所述的机体结构，其中，所述抗火焰烧穿涂层位于所述蒙皮结构的内侧或外侧。
3.根据权利要求1所述的机体结构，其中，所述抗火焰烧穿涂层包含抗火漆或防火涂料，在至少1200度的火焰燃烧长达4分钟的条件下不被烧穿。
4.根据权利要求3所述的机体结构，其中，所述抗火焰烧穿涂层或防火涂料可以是硅酸盐或磷酸盐类的无机高温黏结剂。
5.根据权利要求1所述的机体结构，其中，所述重叠区域的二维截面长度大于6英寸。
6.根据权利要求1所述的机体结构，其中，所述抗火焰烧穿层结构在所述重叠区域内通过阻燃的尼龙搭扣、泡沫或发泡剂与所述多个机身隔热隔声层结构彼此连接。
7.根据权利要求1所述的机体结构，其中，所述抗火焰烧穿层结构设置有不连续区域。
8.根据权利要求7所述的机体结构，其中，所述抗火焰烧穿层结构的不连续区域通过防火墙密封剂覆盖。
9.一种用于航空飞行器，包括根据权利要求1-8任一项所述的机体结构。
10.一种提供抗火焰烧穿机体结构的构造方法，所述机体结构用于航空飞行器，所述机体结构在所述航空飞行器的内部限定容纳空间，所述机体结构的外侧设置蒙皮结构，其中，所述构造方法包括：
设置抗火焰烧穿层结构，使得所述抗火焰烧穿层结构包含抗火焰烧穿涂层，所述抗火焰烧穿涂层只设置在所述航空飞行器的机体下侧居中部分上，
设置多个机身隔热隔声层结构，使得所述多个机身隔热隔声层结构设置在所述航空飞行器的机体下侧居中部分的除所述抗火焰烧穿层结构之外的其他部分上；
其中，所述抗火焰烧穿层结构在所述航空飞行器的机体下侧居中部分边缘处与所述多个机身隔热隔声层结构形成重叠区域。
11.根据权利要求10所述的方法，其中，所述抗火焰烧穿涂层位于所述蒙皮结构的内侧或外侧。
12.根据权利要求10所述的方法，其中，所述抗火焰烧穿涂层包含抗火漆或防火涂料，在至少1200度的火焰燃烧长达4分钟的条件下不被烧穿。
13.根据权利要求12所述的方法，其中，所述抗火焰烧穿涂层或防火涂料可以是硅酸盐或磷酸盐类的无机高温黏结剂。
14.根据权利要求10所述的构造方法，其中，所述重叠区域被构造成使其二维截面长度大于6英寸。
15.根据权利要求10所述的构造方法，其中，所述抗火焰烧穿层结构在所述重叠区域内通过阻燃的尼龙搭扣、泡沫或发泡剂与所述多个机身隔热隔声层结构彼此连接。
16.根据权利要求10所述的构造方法，其中，所述抗火焰烧穿层结构设置有不连续区域。
17.根据权利要求16所述的构造方法，其中，所述抗火焰烧穿层结构的不连续区域通过防火墙密封剂覆盖。
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