專利名稱：飛機(jī)或宇宙飛船的結(jié)構(gòu)構(gòu)件和機(jī)身的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及飛機(jī)或宇宙飛船的結(jié)構(gòu)構(gòu)件和具有此類結(jié)構(gòu)構(gòu)件的機(jī)身。
背景技術(shù)：
在飛機(jī)制造中重要的方面是不斷地力求節(jié)省重量。這一方面通過使用特別輕的材 料、比如CFK材料來實(shí)現(xiàn)，另一方面也通過使用在較小的重量下實(shí)現(xiàn)較大的飛行安全性或 堅(jiān)固性的基本結(jié)構(gòu)。因此在現(xiàn)代運(yùn)輸飛機(jī)中機(jī)身的基本結(jié)構(gòu)通過外殼以及用于加強(qiáng)或加固外殼的縱 梁和艙壁形成。此外，縱梁通常在飛機(jī)機(jī)身的縱向上延伸并且艙壁在回轉(zhuǎn)方向上沿外殼的 內(nèi)圓周延伸。這些結(jié)構(gòu)構(gòu)件形成飛機(jī)的初級結(jié)構(gòu)，在初級結(jié)構(gòu)中嵌入次級結(jié)構(gòu)，比如傳動裝 置、設(shè)備、電纜敷設(shè)等等。減少初級結(jié)構(gòu)、比如縱梁和艙壁的數(shù)量雖然會導(dǎo)致重量節(jié)省，不過這會帶來穩(wěn)定 性及因此飛行安全性的負(fù)擔(dān)。

發(fā)明內(nèi)容
因此本發(fā)明的目的在于提供一種結(jié)構(gòu)構(gòu)件，其實(shí)現(xiàn)了在飛機(jī)或宇宙飛船中基本上 保持不變的穩(wěn)定性下節(jié)省重量。根據(jù)本發(fā)明，該目的通過具有權(quán)利要求1的特征的結(jié)構(gòu)構(gòu)件實(shí)現(xiàn)。相應(yīng)地提供用于加固飛機(jī)或宇宙飛船的外殼的支承構(gòu)件、比如縱梁和艙壁，其中， 該構(gòu)件被設(shè)計(jì)成封閉的異形件(空心異形件)，從而可以通過該結(jié)構(gòu)構(gòu)件引導(dǎo)系統(tǒng)介質(zhì)。此 外，該空心異形件本身用作承載載荷的結(jié)構(gòu)元件。本發(fā)明基于的想法在于，將飛機(jī)或宇宙飛船中的結(jié)構(gòu)構(gòu)件設(shè)計(jì)成具有雙重功能。 一方面根據(jù)本發(fā)明的構(gòu)件用作初級結(jié)構(gòu)、即用作加強(qiáng)飛機(jī)或宇宙飛船的機(jī)身的支承構(gòu)件。 另一方面其用作在起始位置和飛機(jī)中某個位置之間引導(dǎo)系統(tǒng)介質(zhì)。這一方面實(shí)現(xiàn)了節(jié)省重 量以及另一方面實(shí)現(xiàn)了節(jié)省空間，這是因?yàn)榭梢允∪チ讼鄳?yīng)的系統(tǒng)管道。本發(fā)明的有利的設(shè)計(jì)方案和改進(jìn)方案從從屬權(quán)利要求中產(chǎn)生。這里結(jié)構(gòu)構(gòu)件被理解為承載載荷的初級結(jié)構(gòu)，即用于加強(qiáng)或加固飛機(jī)或宇宙飛船 的機(jī)身的結(jié)構(gòu)。這種結(jié)構(gòu)構(gòu)件比如是縱梁和艙壁、特別是環(huán)狀艙壁，但也可以是壓力隔板。結(jié)構(gòu)構(gòu)件可以固定在飛機(jī)或宇宙飛船的內(nèi)側(cè)面上。這實(shí)現(xiàn)了節(jié)省空間地沿外殼內(nèi) 側(cè)面引導(dǎo)系統(tǒng)介質(zhì)。根據(jù)一個優(yōu)選的改進(jìn)方案，該結(jié)構(gòu)構(gòu)件具有容納支架，借助于該容納支架可以將 結(jié)構(gòu)構(gòu)件固定在外殼上。這種具有差別的構(gòu)造方式使得維修變得容易，這是因?yàn)槠涫沟媒Y(jié) 構(gòu)構(gòu)件的單個部件能夠以簡單的方式進(jìn)行更換。此外，容納支架可以具有能夠固定在外殼上的支腳部分以及用于容納空心異形件 的容納部分。結(jié)構(gòu)構(gòu)件還可以具有鉚釘弓形夾，空心異形件借助于該鉚釘弓形夾固定在容 納支架上。
空心異形件優(yōu)選在徑向上具有用于將系統(tǒng)介質(zhì)引入空心異形件或從空心異形件 引出的開口。這里“徑向上”理解為垂直于空心異形件縱軸線的方向?？招漠愋渭目v軸線 是這樣一種軸線，沿著該軸線空心異形件的橫截面僅不實(shí)質(zhì)地改變或者說僅改變一點(diǎn)點(diǎn)。在本發(fā)明的一種改進(jìn)方案中在開口中設(shè)置轉(zhuǎn)接器，可以將引導(dǎo)系統(tǒng)介質(zhì)的管道連 接在該轉(zhuǎn)接器上。因此可以將引導(dǎo)系統(tǒng)介質(zhì)的管道以簡單的方式連接到空心異形件并且將 系統(tǒng)介質(zhì)導(dǎo)入空心異形件或從空心異形件中導(dǎo)出。系統(tǒng)介質(zhì)可以比如是氣體、液體、電導(dǎo)體或氣體纖維電纜。空心異形件可以由輕金屬、比如由鈦或鋁制成，空心異形件也可以由CFK-復(fù)合材 料制成。容納支架也可以由輕金屬、比如由鈦或鋁制成，或由CFK-復(fù)合材料制成。這里，鈦基于其材料特性特別適合作為輕金屬?？招漠愋渭梢跃哂谢旧蠄A形的橫截面。這可以對于氣態(tài)和液態(tài)的系統(tǒng)介質(zhì)特 別有利。根據(jù)本發(fā)明的飛機(jī)或宇宙飛船的機(jī)身具有外殼和根據(jù)本發(fā)明的結(jié)構(gòu)構(gòu)件，該結(jié)構(gòu) 構(gòu)件固定在外殼的內(nèi)側(cè)面上。


下面參照附圖借助于實(shí)施例詳細(xì)說明本發(fā)明。其中圖1是根據(jù)本發(fā)明的實(shí)施方式的結(jié)構(gòu)構(gòu)件的立體視圖；圖2是沿圖1中的切線II-II的根據(jù)本發(fā)明的實(shí)施方式的結(jié)構(gòu)構(gòu)件的縱截面圖；圖3是沿圖1中的切線III-III的圖2中的結(jié)構(gòu)構(gòu)件的橫截面圖。除非另有說明，在附圖中相同的附圖標(biāo)記表示相同或功能相同的部件。
具體實(shí)施例方式下面借助于圖1至3根據(jù)本發(fā)明的實(shí)施例描述結(jié)構(gòu)構(gòu)件。圖1是結(jié)構(gòu)構(gòu)件10的立體視圖。圖2展示了沿圖1中的切線II-II的根據(jù)本發(fā) 明的實(shí)施方式的結(jié)構(gòu)構(gòu)件的縱截面圖，以及圖3是沿圖1中的切線III-III的圖2中的結(jié) 構(gòu)構(gòu)件的橫截面圖。在圖1至3中展示的實(shí)施例中，結(jié)構(gòu)構(gòu)件10被設(shè)計(jì)成用于加強(qiáng)或強(qiáng)固飛機(jī)或宇宙 飛船的機(jī)身的艙壁組件并且包括空心異形件3、容納支架4以及鉚釘弓形夾5。容納支架4分別具有一個支腳部分4a、壁部4b、橫肋4c以及容納部分4d。支腳 部分4a由基本上T形的平板構(gòu)成。其中，與壁部4b相對的在T形形狀的自由端部上的部 分具有與朝向(靠近)壁部4b的部分更大的厚度，從而在支腳部分4a的下側(cè)面形成臺階 (如圖2所示)。支腳部分4a的長度可以比如為大約100mm且其寬度比如為大約80mm。壁部4b基本垂直于支腳部分4a延伸，確切地說從支腳部分4a的T形形狀的橫梁 的上端部開始。如圖3的俯視圖所示，壁部4b具有梯形的形狀，該梯形形狀包括在支腳部 分4a上限定的基緣、兩個相疊延伸的側(cè)緣以及倒圓的上緣。壁部4b具有兩根肋4e，它們作 為加厚部分分別大致居中地構(gòu)建在橫肋4c以及側(cè)緣4b之間。在壁部4b的上緣連接容納部分4d。容納部分4d具有基本上半個空心圓柱體的形狀，該空心圓柱體的內(nèi)半徑與空心異形件3的外半徑一致。在容納部分4d的兩端分別設(shè)計(jì) 一個法蘭4f。橫肋4c用于穩(wěn)定容納支架4并且不僅垂直于支腳部分4a也垂直于容納部分4b。 橫肋4c沿支腳部分4a的整個長度延伸，其中，橫肋4c的高度從支腳部分4a的自由端向壁 部4b增加。此外，橫肋4c的上緣略微向上彎曲，這實(shí)現(xiàn)了進(jìn)一步節(jié)省重量。同樣也可以直 線敷設(shè)橫肋4c的上緣。空心異形件3被容納在容納支架4的容納部分4d中并且利用鉚釘弓形夾5固定 在容納部分中。鉚釘弓形夾5可以比如借助于螺栓6與法蘭4f連接。因此可以以簡單的 方式確保將空心異形件3保持在容納支架4中。容納支架4可以被固定在飛機(jī)機(jī)身的外殼1上。典型的是將容納支架4鉚接在機(jī) 身上(在附圖中未示出)，這確保了較高的強(qiáng)度。此外，支腳部分4a定位在外殼1和一根縱 梁2上并且牢固地鉚接在外殼、縱梁支腳以及縱梁橋形件上。此外，具有較大厚度的支腳部 分4a的端部貼合在外殼1上，并且朝向壁部4b的、具有較小厚度的支腳部分4a的端部貼 合在縱梁2上。此外，壁部4b貼靠在縱梁2的垂直橋形件上。壁部4到支腳部分4a的下側(cè)面的臺階的距離大于縱梁橋形件到縱梁2的側(cè)緣的 距離，從而在縱梁2的側(cè)緣和支腳部分4a的下側(cè)面之間形成空腔7。因此達(dá)到了一定的公 差，該公差平衡了縱梁2的尺寸設(shè)計(jì)中的誤差。為了將空心異形件固定在飛機(jī)機(jī)身上可以設(shè)置多個容納支架4(如圖1所示)。這 些容納支架可以呈環(huán)狀地(umlaufend)設(shè)置在機(jī)身內(nèi)側(cè)面上，并且作為環(huán)形艙壁將沿機(jī)身 內(nèi)側(cè)面彎曲的空心異形件3容納在其中。此外，空心異形件3無須完全包圍機(jī)身內(nèi)側(cè)面，而 是也可以以一個或多個弧形段的形式設(shè)計(jì)。這里具有差別的結(jié)構(gòu)是有利的，其實(shí)現(xiàn)了以簡單的方式對單個部件進(jìn)行更換或再 次使用。此外，容納支架4可以沿空心異形件3移動，這實(shí)現(xiàn)了結(jié)構(gòu)構(gòu)件在不同的環(huán)境中的 靈活應(yīng)用性。在所示的實(shí)施例中空心異形件3具有基本上圓形的橫截面并且可以具有比如 40mm的外徑?？招漠愋渭?適合于容納至少一種系統(tǒng)介質(zhì)M。這里系統(tǒng)介質(zhì)被視為有目的 性地被導(dǎo)入飛機(jī)中某個位置的工作介質(zhì)(即液體或氣體)，以及用于傳遞能量或傳遞信號 的介質(zhì)。系統(tǒng)介質(zhì)比如是例如氧氣和空氣的氣體，比如水、燃料或油的液體、液壓管道、氣動 管道、導(dǎo)電體、光波導(dǎo)體以及類似物體。系統(tǒng)介質(zhì)M可以在空心異形件3中引導(dǎo)。比如可以在第一位置上被引入空心異形 件3中并且在以某個旋轉(zhuǎn)角(比如90°或180° )與第一位置相隔的第二位置上從空心異 形件3中被提出。因此空心異形件3執(zhí)行初級結(jié)構(gòu)(作為支承構(gòu)件)以及次級結(jié)構(gòu)(作為 引導(dǎo)系統(tǒng)介質(zhì)的構(gòu)件)的任務(wù)。因此可以節(jié)省比如電纜槽或類似部件的次級結(jié)構(gòu)，從而實(shí)
現(xiàn)了重量節(jié)省。在將空心異形件3用于容納作為系統(tǒng)介質(zhì)的氣體或液體時，將空心異形件3氣密 地或液體密封地設(shè)計(jì)用以避免泄漏是有利的。系統(tǒng)介質(zhì)M可以直接地(即無需另外的管道)在空心異形件3中引導(dǎo)。然而也可 以將系統(tǒng)介質(zhì)M在管道中引導(dǎo)穿過空心異形件3，在這種情況下空心異形件3可以執(zhí)行另外 的安全功能。比如可以將燃料在單層壁的燃料管道中引導(dǎo)穿過空心異形件3。如果燃料管道不密封，則可以通過空心異形件3防止燃料泄漏。換句話說空心異形件3可以執(zhí)行雙層 壁的燃料管道的外壁的功能。為了引入或取出系統(tǒng)介質(zhì)可以在圓周方向上相互間隔地設(shè)置轉(zhuǎn)接站。轉(zhuǎn)接站在最 簡單的情況下被設(shè)計(jì)成空心異形件3中的開口 8。還可以在該開口 8中插入嵌件9。這種 嵌件9可以比如被設(shè)計(jì)成橡膠套管，其用作引導(dǎo)電纜且因此防止穿過空心異形件3的電纜 受損。還可以將嵌件9設(shè)計(jì)成轉(zhuǎn)接器，在其上可以連接引導(dǎo)氣體或液體的管道。還可以在空心異形體3中在相對立的端部上或也可以逐段地設(shè)置分隔壁，該分隔 壁將氣體流和液體流限制在空心異形件3中?？招漠愋渭?和容納支架4均典型地由輕金屬、比如鈦或鋁制成，然而也可以由碳 纖維復(fù)合材料制成?？招漠愋渭?可以比如通過擠壓加工制成。容納支架4可以比如作為鑄件或鍛件 制成。盡管本發(fā)明借助于上面的優(yōu)選的實(shí)施例進(jìn)行描述，其也不限于此，且能夠以各種 不同的方式進(jìn)行改變。比如在上述的實(shí)施例中空心異形件3借助于執(zhí)行夾具功能的容納支架4固定在外 殼1上。當(dāng)然同樣可以將空心異形件3在沒有容納支架的情況下直接固定在外殼1上。比 如可以將空心異形件3利用弓形夾牢固地鉚接在外殼1上。此外，上述的空心異形件3具有基本上圓形的基本上圓形的橫截面，這對于運(yùn)輸 液態(tài)和氣態(tài)的系統(tǒng)介質(zhì)特別有利。然而同樣可以將空心異形件設(shè)計(jì)成具有另一種橫截面、 比如矩形的橫截面。此外，上述的實(shí)施例中的支腳部分4a被設(shè)計(jì)成T形的平板，其能夠節(jié)省重量，然而 同樣也可以將支腳部分設(shè)計(jì)成矩形平板。上述的結(jié)構(gòu)構(gòu)件借助于艙壁組件進(jìn)行描述。然而本發(fā)明不限于此，且可以同樣以 其它的結(jié)構(gòu)構(gòu)件、比如縱梁、壓力隔板和類似部件替代。提供一種用于加固飛機(jī)或宇宙飛船的外殼的支承構(gòu)件(10)、比如縱梁或艙壁，其 中，該構(gòu)件被設(shè)計(jì)成封閉的異形件(空心異形件)，從而可以引導(dǎo)系統(tǒng)介質(zhì)穿過結(jié)構(gòu)構(gòu)件。 此外，空心異形件(3)本身用作承載載荷的結(jié)構(gòu)元件。附圖標(biāo)記
1外殼
2橋形件
3空心異形件
4容納支架
4a支腳部分
4b壁部
4c橫肋
4d容納部分
4e肋
4f法蘭
5鉚釘弓形夾
6螺栓
7空腔
8開口
9嵌件
10結(jié)構(gòu)構(gòu)件
權(quán)利要求
一種結(jié)構(gòu)構(gòu)件(10)，被設(shè)計(jì)成用于加固飛機(jī)或宇宙飛船的外殼(1)的承載載荷的構(gòu)件，，其特征在于，所述結(jié)構(gòu)構(gòu)件(10)具有用于容納至少一種系統(tǒng)介質(zhì)(M)的空心異形件(3)。
2.按照權(quán)利要求1所述的結(jié)構(gòu)構(gòu)件(10)，其特征在于，所述結(jié)構(gòu)構(gòu)件(10)被設(shè)計(jì)成艙 壁(特別是環(huán)形艙壁)、縱梁、壓力隔板或類似部件。
3.按照權(quán)利要求1或2所述的結(jié)構(gòu)構(gòu)件(10)，其特征在于，所述結(jié)構(gòu)構(gòu)件(10)能夠固 定在飛機(jī)或宇宙飛船的外殼(1)的內(nèi)側(cè)面上。
4.按照前述權(quán)利要求中至少一項(xiàng)所述的結(jié)構(gòu)構(gòu)件(10)，其特征在于，所述結(jié)構(gòu)構(gòu)件 (10)具有容納支架(4)，借助于所述容納支架能夠?qū)⒔Y(jié)構(gòu)構(gòu)件(10)固定在外殼(1)上。
5.按照權(quán)利要求4所述的結(jié)構(gòu)構(gòu)件(10)，其特征在于，所述容納支架(4)具有能夠固 定在外殼(1)上的支腳部分(4a)以及用于容納空心異形件(3)的容納部分(4d)。
6.按照權(quán)利要求4或5所述的結(jié)構(gòu)構(gòu)件(10)，其特征在于，所述結(jié)構(gòu)構(gòu)件(10)還具有 鉚釘弓形夾(5)，借助于所述鉚釘弓形夾將空心異形件(3)固定在容納支架(4)上。
7.按照權(quán)利要求4至6中任一項(xiàng)所述的結(jié)構(gòu)構(gòu)件(10)，其特征在于，所述容納支架(4) 由鈦制成。
8.按照前述權(quán)利要求中至少一項(xiàng)所述的結(jié)構(gòu)構(gòu)件(10)，其特征在于，所述空心異形件 (3)在徑向上具有用于將系統(tǒng)介質(zhì)(M)引入空心異形件(3)或從空心異形件(3)中引出的 開口⑶。
9.按照權(quán)利要求8所述的結(jié)構(gòu)構(gòu)件(10)，其特征在于，在開口⑶中設(shè)置轉(zhuǎn)接器(9)， 在所述轉(zhuǎn)接器上能夠連接引導(dǎo)系統(tǒng)介質(zhì)(M)的管道。
10.按照前述權(quán)利要求中至少一項(xiàng)所述的結(jié)構(gòu)構(gòu)件(10)，其特征在于，所述系統(tǒng)介質(zhì) (M)是氣體、液體、導(dǎo)電體、玻璃纖維電纜或類似物體。
11.按照前述權(quán)利要求中至少一項(xiàng)所述的結(jié)構(gòu)構(gòu)件(10)，其特征在于，所述空心異形 件⑶由鈦制成。
12.按照前述權(quán)利要求中至少一項(xiàng)所述的結(jié)構(gòu)構(gòu)件(10)，其特征在于，所述空心異形 件(3)具有基本上圓形的橫截面。
13.一種飛機(jī)或宇宙飛船的機(jī)身，其特征在于，所述機(jī)身具有外殼(1)以及按照前述權(quán) 利要求中至少一項(xiàng)所述的結(jié)構(gòu)構(gòu)件(10)，所述結(jié)構(gòu)構(gòu)件固定在外殼(1)的內(nèi)側(cè)面上。
全文摘要
本發(fā)明涉及一種用于加固飛機(jī)或宇宙飛船的外殼的支承構(gòu)件(10)、比如縱梁或艙壁，其中，該構(gòu)件被設(shè)計(jì)成封閉的異形件(空心異形件)(3)，從而可以引導(dǎo)系統(tǒng)介質(zhì)穿過結(jié)構(gòu)構(gòu)件。此外，空心異形件(3)本身用作承載載荷的結(jié)構(gòu)元件。
文檔編號B64C1/06GK101932503SQ200880107721
公開日2010年12月29日 申請日期2008年6月11日 優(yōu)先權(quán)日2007年9月18日
發(fā)明者托斯騰·羅明, 辛尼克·根施 申請人:空中客車運(yùn)營有限公司