飞机或宇宙飞船的结构构件和机身 |
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| 申请号 | CN200880107721.5 | 申请日 | 2008-06-11 | 公开(公告)号 | CN101932503B | 公开(公告)日 | 2014-06-18 |
| 申请人 | 空中客车运营有限公司; | 发明人 | 辛尼克·根施; 托斯腾·罗明; | ||||
| 摘要 | 本 发明 涉及一种用于加固飞机或 宇宙 飞船的 外壳 的支承构件(10)、比如 纵梁 或舱壁，其中，该构件被设计成封闭的异形件(空心异形件)(3)，从而可以引导系统介质穿过结构构件。此外，空心异形件(3)本身用作承载 载荷 的结构元件。 | ||||||
| 权利要求 | 1.一种结构构件(10)，被设计成用于加固飞机或宇宙飞船的外壳(1)的承载载荷的构件，其中，所述结构构件(10)具有用于容纳至少一种系统介质(M)的空心异形件(3)，其特征在于，所述结构构件(10)具有容纳支架(4)，借助于所述容纳支架能够将结构构件(10)固定在外壳(1)上，其中，所述容纳支架(4)具有： |
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| 说明书全文 | 飞机或宇宙飞船的结构构件和机身技术领域[0001] 本发明涉及飞机或宇宙飞船的结构构件和具有此类结构构件的机身。 背景技术[0002] 在飞机制造中重要的方面是不断地力求节省重量。这一方面通过使用特别轻的材料、比如CFK材料来实现，另一方面也通过使用在较小的重量下实现较大的飞行安全性或坚固性的基本结构。 [0003] 因此在现代运输飞机中机身的基本结构通过外壳以及用于加强或加固外壳的纵梁和舱壁形成。此外，纵梁通常在飞机机身的纵向上延伸并且舱壁在回转方向上沿外壳的内圆周延伸。这些结构构件形成飞机的初级结构，在初级结构中嵌入次级结构，比如传动装置、设备、电缆敷设等等。 [0004] 减少初级结构、比如纵梁和舱壁的数量虽然会导致重量节省，不过这会带来稳定性及因此飞行安全性的负担。 发明内容[0005] 因此本发明的目的在于提供一种结构构件，其实现了在飞机或宇宙飞船中基本上保持不变的稳定性下节省重量。 [0007] 相应地提供用于加固飞机或宇宙飞船的外壳的支承构件、比如纵梁和舱壁，其中，该构件被设计成封闭的异形件(空心异形件)，从而可以通过该结构构件引导系统介质。此外，该空心异形件本身用作承载载荷的结构元件。 [0008] 本发明基于的想法在于，将飞机或宇宙飞船中的结构构件设计成具有双重功能。一方面根据本发明的构件用作初级结构、即用作加强飞机或宇宙飞船的机身的支承构件。 另一方面其用作在起始位置和飞机中某个位置之间引导系统介质。这一方面实现了节省重量以及另一方面实现了节省空间，这是因为可以省去了相应的系统管道。 [0010] 这里结构构件被理解为承载载荷的初级结构，即用于加强或加固飞机或宇宙飞船的机身的结构。这种结构构件比如是纵梁和舱壁、特别是环状舱壁，但也可以是压力隔板。 [0011] 结构构件可以固定在飞机或宇宙飞船的内侧面上。这实现了节省空间地沿外壳内侧面引导系统介质。 [0012] 根据一个优选的改进方案，该结构构件具有容纳支架，借助于该容纳支架可以将结构构件固定在外壳上。这种具有差别的构造方式使得维修变得容易，这是因为其使得结构构件的单个部件能够以简单的方式进行更换。 [0013] 此外，容纳支架可以具有能够固定在外壳上的支脚部分以及用于容纳空心异形件的容纳部分。结构构件还可以具有铆钉弓形夹，空心异形件借助于该铆钉弓形夹固定在容纳支架上。 [0014] 空心异形件优选在径向上具有用于将系统介质引入空心异形件或从空心异形件引出的开口。这里“径向上”理解为垂直于空心异形件纵轴线的方向。空心异形件的纵轴线是这样一种轴线，沿着该轴线空心异形件的横截面仅不实质地改变或者说仅改变一点点。 [0015] 在本发明的一种改进方案中在开口中设置转接器，可以将引导系统介质的管道连接在该转接器上。因此可以将引导系统介质的管道以简单的方式连接到空心异形件并且将系统介质导入空心异形件或从空心异形件中导出。 [0018] 容纳支架也可以由轻金属、比如由钛或铝制成，或由CFK-复合材料制成。 [0019] 这里，钛基于其材料特性特别适合作为轻金属。 [0020] 空心异形件可以具有基本上圆形的横截面。这可以对于气态和液态的系统介质特别有利。 [0022] 下面参照附图借助于实施例详细说明本发明。其中： [0023] 图1是根据本发明的实施方式的结构构件的立体视图； [0024] 图2是沿图1中的切线II-II的根据本发明的实施方式的结构构件的纵截面图； [0025] 图3是沿图1中的切线III-III的图2中的结构构件的横截面图。 [0026] 除非另有说明，在附图中相同的附图标记表示相同或功能相同的部件。 具体实施方式[0027] 下面借助于图1至3根据本发明的实施例描述结构构件。 [0028] 图1是结构构件10的立体视图。图2展示了沿图1中的切线II-II的根据本发明的实施方式的结构构件的纵截面图，以及图3是沿图1中的切线III-III的图2中的结构构件的横截面图。 [0029] 在图1至3中展示的实施例中，结构构件10被设计成用于加强或强固飞机或宇宙飞船的机身的舱壁组件并且包括空心异形件3、容纳支架4以及铆钉弓形夹5。 [0030] 容纳支架4分别具有一个支脚部分4a、壁部4b、横肋4c以及容纳部分4d。支脚部分4a由基本上T形的平板构成。其中，与壁部4b相对的在T形形状的自由端部上的部分具有与朝向(靠近)壁部4b的部分更大的厚度，从而在支脚部分4a的下侧面形成台阶(如图2所示)。支脚部分4a的长度可以比如为大约100mm且其宽度比如为大约80mm。 [0031] 壁部4b基本垂直于支脚部分4a延伸，确切地说从支脚部分4a的T形形状的横梁的上端部开始。如图3的俯视图所示，壁部4b具有梯形的形状，该梯形形状包括在支脚部分4a上限定的基缘、两个相叠延伸的侧缘以及倒圆的上缘。壁部4b具有两根肋4e，它们作为加厚部分分别大致居中地构建在横肋4c以及侧缘4b之间。 [0032] 在壁部4b的上缘连接容纳部分4d。容纳部分4d具有基本上半个空心圆柱体的形状，该空心圆柱体的内半径与空心异形件3的外半径一致。在容纳部分4d的两端分别设计一个法兰4f。 [0033] 横肋4c用于稳定容纳支架4并且不仅垂直于支脚部分4a也垂直于容纳部分4b。横肋4c沿支脚部分4a的整个长度延伸，其中，横肋4c的高度从支脚部分4a的自由端向壁部4b增加。此外，横肋4c的上缘略微向上弯曲，这实现了进一步节省重量。同样也可以直线敷设横肋4c的上缘。 [0034] 空心异形件3被容纳在容纳支架4的容纳部分4d中并且利用铆钉弓形夹5固定在容纳部分中。铆钉弓形夹5可以比如借助于螺栓6与法兰4f连接。因此可以以简单的方式确保将空心异形件3保持在容纳支架4中。 [0035] 容纳支架4可以被固定在飞机机身的外壳1上。典型的是将容纳支架4铆接在机身上(在附图中未示出)，这确保了较高的强度。此外，支脚部分4a定位在外壳1和一根纵梁2上并且牢固地铆接在外壳、纵梁支脚以及纵梁桥形件上。此外，具有较大厚度的支脚部分4a的端部贴合在外壳1上，并且朝向壁部4b的、具有较小厚度的支脚部分4a的端部贴合在纵梁2上。此外，壁部4b贴靠在纵梁2的垂直桥形件上。 [0036] 壁部4到支脚部分4a的下侧面的台阶的距离大于纵梁桥形件到纵梁2的侧缘的距离，从而在纵梁2的侧缘和支脚部分4a的下侧面之间形成空腔7。因此达到了一定的公差，该公差平衡了纵梁2的尺寸设计中的误差。 [0037] 为了将空心异形件固定在飞机机身上可以设置多个容纳支架4(如图1所示)。这些容纳支架可以呈环状地(umlaufend)设置在机身内侧面上，并且作为环形舱壁将沿机身内侧面弯曲的空心异形件3容纳在其中。此外，空心异形件3无须完全包围机身内侧面，而是也可以以一个或多个弧形段的形式设计。 [0038] 这里具有差别的结构是有利的，其实现了以简单的方式对单个部件进行更换或再次使用。此外，容纳支架4可以沿空心异形件3移动，这实现了结构构件在不同的环境中的灵活应用性。 [0039] 在所示的实施例中空心异形件3具有基本上圆形的横截面并且可以具有比如40mm的外径。空心异形件3适合于容纳至少一种系统介质M。这里系统介质被视为有目的性地被导入飞机中某个位置的工作介质(即液体或气体)，以及用于传递能量或传递信号的介质。系统介质比如是例如氧气和空气的气体，比如水、燃料或油的液体、液压管道、气动管道、导电体、光波导体以及类似物体。 [0040] 系统介质M可以在空心异形件3中引导。比如可以在第一位置上被引入空心异形件3中并且在以某个旋转角(比如90°或180°)与第一位置相隔的第二位置上从空心异形件3中被提出。因此空心异形件3执行初级结构(作为支承构件)以及次级结构(作为引导系统介质的构件)的任务。因此可以节省比如电缆槽或类似部件的次级结构，从而实现了重量节省。 [0041] 在将空心异形件3用于容纳作为系统介质的气体或液体时，将空心异形件3气密地或液体密封地设计用以避免泄漏是有利的。 [0042] 系统介质M可以直接地(即无需另外的管道)在空心异形件3中引导。然而也可以将系统介质M在管道中引导穿过空心异形件3，在这种情况下空心异形件3可以执行另外的安全功能。比如可以将燃料在单层壁的燃料管道中引导穿过空心异形件3。如果燃料管道不密封，则可以通过空心异形件3防止燃料泄漏。换句话说空心异形件3可以执行双层壁的燃料管道的外壁的功能。 [0043] 为了引入或取出系统介质可以在圆周方向上相互间隔地设置转接站。转接站在最简单的情况下被设计成空心异形件3中的开口8。还可以在该开口8中插入嵌件9。这种嵌件9可以比如被设计成橡胶套管，其用作引导电缆且因此防止穿过空心异形件3的电缆受损。还可以将嵌件9设计成转接器，在其上可以连接引导气体或液体的管道。 [0044] 还可以在空心异形体3中在相对立的端部上或也可以逐段地设置分隔壁，该分隔壁将气体流和液体流限制在空心异形件3中。 [0046] 空心异形件3可以比如通过挤压加工制成。容纳支架4可以比如作为铸件或锻件制成。 [0047] 尽管本发明借助于上面的优选的实施例进行描述，其也不限于此，且能够以各种不同的方式进行改变。 [0048] 比如在上述的实施例中空心异形件3借助于执行夹具功能的容纳支架4固定在外壳1上。当然同样可以将空心异形件3在没有容纳支架的情况下直接固定在外壳1上。比如可以将空心异形件3利用弓形夹牢固地铆接在外壳1上。 [0049] 此外，上述的空心异形件3具有基本上圆形的基本上圆形的横截面，这对于运输液态和气态的系统介质特别有利。然而同样可以将空心异形件设计成具有另一种横截面、比如矩形的横截面。 [0050] 此外，上述的实施例中的支脚部分4a被设计成T形的平板，其能够节省重量，然而同样也可以将支脚部分设计成矩形平板。 [0051] 上述的结构构件借助于舱壁组件进行描述。然而本发明不限于此，且可以同样以其它的结构构件、比如纵梁、压力隔板和类似部件替代。 [0052] 提供一种用于加固飞机或宇宙飞船的外壳的支承构件(10)、比如纵梁或舱壁，其中，该构件被设计成封闭的异形件(空心异形件)，从而可以引导系统介质穿过结构构件。此外，空心异形件(3)本身用作承载载荷的结构元件。 [0053] 附图标记 [0054] 1外壳 [0055] 2桥形件 [0056] 3空心异形件 [0057] 4容纳支架 [0058] 4a支脚部分 [0059] 4b壁部 [0060] 4c横肋 [0061] 4d容纳部分 [0062] 4e肋 [0063] 4f法兰 [0064] 5铆钉弓形夹 [0065] 6螺栓 [0066] 7空腔 [0067] 8开口 [0068] 9嵌件 [0069] 10结构构件 |
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