专利名称：用于在航空电子设备舱中装配飞行器前舱的方法及设备的制作方法
技术领域：
本发明属于飞行器系统安装的领域。更具体地，本发明涉及航空电子设备箱、主电气盒以及IFE (机内娱乐设备)舱的安装。
背景技术：
商用飞行器一更具体地为大容量运输飞行器一包括越来越多的电气系统和电子系统，这些电气系统和电子系统或者用于以计算机和控制单元或电源单元的形式对飞行器进行飞行管理和飞行控制，或者用于乘客的舒适度，例如通常被称为IFE或“机内娱乐设备”的多媒体设备。这些系统最常见地位于飞行器中靠近驾驶员座舱的前部部分中、大致机身的底部部分中、乘客入口和驾驶员座舱地板的下面、被称作“航空电子设备舱”的舱中。对于飞行控制所必不可少的系统来说存在冗余，使得故障不能影响飞行器的飞行控制能力。由于涉及安全性的该原因，这些系统也必须成为主系统与后备系统之间的电气及机械隔离的对象，使得诸如动力高峰之类的电气事件或诸如射弹穿透机身之类的机械事件不能够同时影响主系统和后备系统。这些系统的装置包括平行六面体形状的储室或系统箱以及成捆的电力线缆或线束，其中，平行六面体形状的储室或系统箱容纳通常位于支架中的计算机、电气部件以及电子部件，并且成捆的电力线缆或线束利用用于驾驶员座舱的控制单元或客舱的IFE端子将这些储室连接起来。所述装置还包括用于这些储室的冷却和通风设备。这些不同的箱需要能够或者从飞行器的内侧或者从飞行器的外侧进入，以执行部件维修、更换、检查或维护操作。根据现有技术，这些不同的系统并不安装在前起落架隔舱周围的区域中；对此存在至少两个原因-该区域在滑行期间或在飞行中或者因在物体上滑行或者因轮胎爆裂而可能经受投射；-该区域被诸如支杆之类的结构构件阻碍，这限制了在该区域中安装大体积系统箱的同时保持大体积系统箱的可进入性的可能性。因此，面对系统的大量增加，增加在航空电子设备舱中可用体积的需要体现在起落架隔舱后面的前舱的扩大中。这种扩大引起飞行器的气动阻力和质量的增加。这种结果对耗油量有直接的影响并因此影响所述飞行器的运行成本和性能。
发明内容
本发明设想了一种用于系统特别是前舱中的系统的紧凑安装，以便减小飞行器的该部分的体积以及减小质量和气动阻力，同时保持容易进入不同系统部件以用于检查、维修、更换或维护操作。在下文中，通用术语“系统箱”指航空电子设备箱、主电气盒或IFE舱。为了满足这种需要，本发明提出了一种用于飞行器的系统箱，该飞行器包括形成壳体结构的机身，该壳体结构包括蒙皮、沿着机身的纵向轴线以规则间隔设置的被称为机架的周向加强件、以及横向地设置并沿着所述机身的纵向轴线间隔开一个节距的横向构件，所述横向构件支承地板，所述箱能够容纳用于所述飞行器的操作和飞行控制的部件，特别是电气部件和电子部件，并且使得该箱包括机械结构，该机械机构通过安装件固定在飞行器的结构中，首先固定在至少一个机架(10)上，并且其次固定在至少一个横向构件上，所述机械结构能够防止其上固定有所述机械结构的结构元件的相对运动。机身中的横向构件的分布节距根据讨论中的机身区域能够是恒定的或可变的。将结构性功能结合到箱中使得可以释放空间，根据现有技术的实施，所述空间被诸如支杆之类的结构元件占据，其中，所述支杆的功能是分散飞行器地板结构与机身壳体结构之间的力流。根据现有技术，这些支杆安装在地板横向构件的末端附近的舱中，以便在机身的中央留出空间来在那里安装各种元件。因此，靠近末端定位的空间由于这些支杆的存在而不能进入。因此，安装系统箱以分散地板横向构件与机身壳体结构之间的力流。将结构性联结件结合到系统箱中，因而允许这些支承件分布在地板横向构件的整个长度上并且允许所述横向构件的横截面减小以具有与现有技术的解决方案中的负载容量相等的负载容量。本发明能够根据下面描述的有利实施方式来实施，所述实施方式可以单独地或以任何技术上有效的组合进行考虑。根据有利实施方式，这种系统箱包括位于横向构件与壳体结构之间的至少两个结构性联结件。支承件的这种分布允许横向构件的横截面减小以具有与现有技术的结构性能等同的结构性能。有利地，系统箱被设计用于包括根据纵向节距分布的横向构件的机身，并且所述箱的宽度为安装所述横向构件的机身区域中的所述横向构件的纵向分布节距的倍数。该构型使得可以同时优化结构箱内的可用体积、这些箱之间的横向进入空间以及结构性联结件的分布。有利地，用于安装件和横向构件的联结通过搁置在与横向构件上的安装件的接触表面相对的表面上的背板来实现，具有可调节厚度的垫片插入在所述背板与横向构件之间。该特征使得可以通过简单的调整而确保所有箱的结构性联结件与飞行器结构的有效联结。朝向飞行器的壳体结构施加到地板的力的有效分散取决于该联结的质量。有利地，所述箱的结构包括能够分散箱与横向构件之间沿着横向方向的力的支杆。因而，所述支杆允许系统箱在施加到系统箱的横向力的传递分布在横向构件的整个长度上的同时被横向地稳定。本发明还涉及一种用于在飞行器的前舱中装配航空电子设备舱的方法，所述飞行器包括形成壳体结构的机身以及覆盖了在所述壳体结构中横向地延伸的横向构件的地板；所述方法包括以下步骤a.根据上述实施方式中的一个实施方式横向地安装系统箱,在两个纵向连续的箱之间留出与两个连续的横向构件之间的距离至少相等的距离；b.根据上述航空电子设备舱中的确定路径安装用于所述箱的连接线束。“安装”的意思为-在飞行器的结构中设置或定向系统箱或线束；-用适当的紧固件将系统箱或线束固定至飞行器的结构；
-将箱或线束连接到飞行器的控制、动力或多媒体分布(IFE)网络；以及-将所有冷却、通风、监示和安全系统连接到所述箱。“横向地安装”意思为当所述箱在结构中定向使得所述舱的最大长度平行于地板横向构件时安装所述舱。由于横向构件之间的距离基本足够一个人通过，因此有利的是通过这样而继续装配飞行器前舱航空电子设备舱横向地设置系统箱，每个箱均与下个舱间隔开一段与横向构件之间的距离至少相等的距离。因而，该布局允许系统箱安装在航空电子设备舱中的最大紧密度，同时由于不存在支杆而保持侧向进入以及保持进入系统箱之间。该方法被有利地用于在包括有根据纵向节距分布的横向构件的机身中装配航空电子设备舱；在这种情况下，在步骤a)中，系统箱被横向地安装并由横向构件的纵向分布节距间隔开。有利地，该方法包括这样的步骤根据由包括主系统箱的第一组以及包括后备系统箱的第二组沿着飞行器的纵向轴线分布系统箱。这种布置允许主系统箱和后备系统箱物理分隔，使得在诸如震动或射弹进入航空电子设备舱中之类的事件的情况下，两组中只有一组能够被损坏，所述被损坏的组也用作对另一组的保护。如果舱中由于射弹对前舱的冲击而发生爆炸或当起落架装置的轮胎爆裂时，这种事件就能够发生。优选地，后备系统箱组安装在飞行器的驾驶员座舱的下面。由于驾驶员座舱为被保护区域，因此这种布置允许联结至飞行控制安全设备的所有部件在单个区域中组合在一起，所述区域由于加强保护而受益。由于这种加强的保护以飞行器的质量为代价来实现，因此总是有利的是将这些被保护的区域组合在一起，以限制对质量的影响。这同样允许将驾驶员座舱接合至计算机和主电气盒的联结更靠近以及通过以这种方式减小与这些连接相应的线束的长度来减小所述质量。根据优选实施方式，该方法包括这样的步骤远离当飞行器的前起落架的轮胎爆裂时碎片所遵循的轨迹而定位至少一组系统箱。驾驶员座舱与主计算机或后备计算机以及主电气盒之间的不同的联结通过通常被称为“线束”的成束的线缆来实现。系统箱的结构性功能通过在横向构件的长度上更好地分布支承件使得可以使用具有更小横截面的横向构件。因此，在地板与横向构件之间设置有足够的空间以允许所述线束穿过。另外，根据特别有利的实施方式，装配航空电子设备舱的方法是使得在步骤b中，线束的路径的至少一部分位于横向构件与地板之间。以这种方式，线束的路径被简化并且线束在航空电子设备舱中的尺寸大大减小。本发明还涉及一种飞行器，该飞行器配装有航空电子设备舱且根据用于装配作为本发明的对象的航空电子设备舱的方法的实施方式中的一个实施方式来设计和配装。航空电子设备舱的该实施方式使得可以在增强所述航空电子设备舱中的系统的可进入性的同时，产生具有更小浸湿表面的更小的前部段。有利地，所述飞行器包括能够收回到位于前舱中的起落架隔舱中的前起落架，其特征在于，该飞行器包括紧邻所述起落架隔舱的至少一个系统箱。以这种方式，得以使用前舱中的全部空间。有利地，根据该先前的实施方式的飞行器的系统箱中的至少一个系统箱紧邻非加压区域中的起落架隔舱而定位。以这种方式，起落架隔舱的周缘空间能够用于安装非关键 的系统箱，因而释放了位于航空电子设备舱的受压区域中的空间。
现在将在图1至图12中所示的优选的非限制性实施方式的情况下对本发明进行更加精确地描述，其中-图1相对于现有技术以横向截面不出根据正视图(图1A)、立体正视图(图1B)以及根据正视图的细节(图1C)的飞行器机身；-图2也相对于现有技术以纵向的侧向截面示出了飞行器前舱的一部分；-图3通过与根据现有技术实现的所述前舱的轮廓的比较以纵向的侧向截面示出了根据本发明的包括有航空电子设备舱布局的飞行器前舱的一部分；-图4A相对于现有技术以横向的前部截面示意性地示出了系统和系统箱的布局；-图4B根据与图4A的视图相同的视图示出了根据本发明的实施方式的系统的布局;-图5以纵向的侧向截面示出了根据实现本发明的示例的飞行器的前舱中的航空电子设备舱布局；-图6示出与图5的前舱相同的前舱，这次以从后部观察的立体纵向截面示出；-图7根据与图5的视图相同的视图示出根据实现本发明的示例装配的前舱并且突出起落架的轨迹以及在飞行器的该区域中可能发生的可能的投射；-图8在从前部并以立体图示出飞行器的包括有设置在起落架隔舱的侧部上的IFE舱的前舱；-图9以立体正视图(图9A)和轮廓正视图(图9B)示出了飞行器的机身中的系统箱的安装的示例；以及-图10至图12示出了被设计用于将根据本发明的系统箱安装在飞行器的机身中的紧固件的示例的细节。
具体实施例方式图1示出了根据现有技术的机身部段I。无论在标准部段中还是在前舱中，机身结构都包括金属或复合蒙皮11以及沿着限定了大致管状壳体结构的机身的纵向轴线X以规则间隔设置的被称作机架10的周向加强件。这种机身也包括横向地设置并沿着机身的纵向轴线均匀地分布的横向构件2。这些横向构件用于支承地板。这些横向构件在它们的末端中的每个末端处联结至机架，并且还通过支杆3被机身的下部支承并连接至机身的下部。这些支杆通常通过榫头23上的枢转连杆连接而联结至横向构件2。它们分散了地板与壳体结构之间的力。横向构件被开口 21穿通以使其被减轻并且也允许用于诸如电气线束40之类的网络的路径通过。沿着机身的与机身的纵向轴线垂直的横截面，允许安装系统箱100的内部体积必须允许通道D以使得能够进入这些箱以用于维护操作。这些系统箱130位于增压区域中。图2示出了仍然根据现有技术的用于航空电子设备舱的前舱中的可用体积110的示例，其中可用体积110考虑到了起落架隔舱104所占的体积。该可用体积110位于驾驶员座舱101、前起落架隔舱104、客舱空间102与货舱空间103之间。因此，增大该体积的唯一方式是朝向货舱103扩大该体积或者是增加前舱的直径，前者在飞机能够运输的货物体积方面是不利的，而后者对交通工具的气动阻力具有直接的负面影响。在本发明的总的原则下，本发明包括通过使用起落架隔舱周围区域中的可用空间而使得系统箱中的至少一些系统箱朝向飞行器的前部重新定位。根据现有技术和本领域技术人员的常识，该区域没有任何系统箱，特别是在所述箱包括对飞行器的飞行控制必不可少的控制或动力单元的情况下是这样，因为该区域特别地暴露于可能损害所述系统的各种投射。图8 :根据第一实施方式，其运行对飞行器的飞行控制并非关键的系统箱300—例如IFE舱——能够设置在非受压区域中，直接固定至起落架隔舱104的侧部上。舱口 301使得能够从外侧进入到这些IFE舱，所述IFE舱对飞行器的运行并非必不可少，仅需要相对于异物冲击的最小保护。图3 :但是，为了做得更多，必须利用起落架隔舱周围所有的可用空间；为此，本发明提出了使用结合了结构性功能的系统箱以及允许在射弹侵入到所述舱中的情况下增加系统安全性的航空电子设备舱的特殊布局。图3 :如果飞行器包括以申请人的名义在法国专利申请FR2925462中描述的包封的前起落架隔舱，该起落架隔舱允许为航空电子设备舱释放更大的体积111，那么本发明将以更加有效的方式实施。根据现有技术，在图4A中，系统箱130均衡地联结至由支杆3定界的体积内的飞行器结构。该可用体积也被通道140减小，所述通道140需要提供进入系统箱的入口以用于维护。电气线束40穿过位于沿着飞行器的Y轴线延伸的地板横向构件2中的孔21。至于地板31，其常规地固定在沿着飞行器的X轴线纵向地延伸的轨道30上，所述轨道自身搁置在横向构件2上。根据实现本发明的示例，在图4B中，系统箱包括结构联结元件1311、1312、1313，所述结构联结元件1311、1312、1313使得可以分散横向构件2与机身的壳体结构之间沿着Z的竖直力。因而，支杆3不需要安装在此系统箱所安装的位置。此外，该构造使得可以将结构性联结件1312定位在横向构件2的中央部分中并且因而可以利用具有更小横截面和同等刚度的横向构件，承受横向构件的弯曲的未受支承的长度减小。然后，可以释放例如在轨道30之间、地板31下方用于电气线束40通过的更大的空间。没有了支杆3使得可以释放用于进入系统箱的空间141并且因而在相同体积的航空电子设备舱中安装更大的系统箱131。根据实现的示例，在图5和图6中，系统箱沿着机身的Y轴线横向地设置。每个系统箱均能够用作用于一个或更多个横向构件的结构性联结件。该布局也允许系统箱被沿着飞行器的X轴线和Z轴线物理地隔离。因而，主电气盒和航空电子计算机定位成两组。位于货舱侧上的第一组136包括主要的航空电子储室132和主要的主电气盒133。位于驾驶员座舱101下方的第二组137包括后备的航空电子储室134和后备的王电气盒135。图7 :这种隔离允许系统通过确保诸如货舱爆炸200、射弹对前舱201的冲击或与爆裂的轮胎的碎片202、203的冲击之类的事件不能够毁坏飞行器的所有的至关重要的飞行控制功能而受到保护。因而，货舱爆炸可以影响主要的航空电子储室132以及可能影响主要的主电气盒133，但是这影响后备系统134、135的几率是很小的。前舱201处的射弹冲击首先将被向前的护罩210而降低，然后其会影响后备的主电气盒135以及可能影响后备的航空电子储室134，从而使主系统132、133免遭损坏。类似地，如果轮胎爆裂，那么碎片会大致垂直于碎片202,203的表面飞行。不管该碎片的轨迹如何，其仅能够或者影响后备系统或者影响主系统。对飞行器的运行或飞行控制并非必不可少的可选系统138—例如IFE舱一能够设置在起落架隔舱104的上方、仍然更易受攻击的区域上。回到图5，其清楚地示出了以横向构件节距的间距而间隔开的系统箱的横向布局，使得可以保留用于维护操作的人员400的入口。该入口对于系统箱的第一组136可以经由货舱103，而对于系统箱的第二组137可以借助于位于起落架隔舱的前部的舱口 302经由飞行器的外侧。图9 :根据实现的示例，系统箱131通过安装件320和支杆321固定在飞行器的结构中，首先固定在至少一个机架10上，并且其次固定在至少一个横向构件2上。安装件320形成沿着Z传递施加到横向构件的竖直力的支承件。支杆321沿着Y传递横向力。因而，支杆321使系统箱相对于横向加速度稳定。一旦安装了所述系统箱——其结构被定尺寸以传递力，就会阻碍周围结构的竖直运动并且使得可以去除现有技术的结构支杆3。但是，作为系统箱，其必须能够在不太困难的情况下进行配装和移除。为此，该箱特别通过一组安装件320来联结，所述一组安装件320使组装能够弥补结构中的横向构件和机架的定位公差。图10 :根据实现的有利实施方式，安装件320通过背板322固定至横向构件2或机架10。图11 :根据实现的该示例，横向构件2保持在安装件320与背板322之间的夹钳中。为了确保联结的机械弹性，具有调整成适应组装的厚度的补偿垫片323插入在背板322与横向构件2之间。图12 :对安装件在横向构件上的位置Y和Z的调整通过长圆形孔324和具有互补轮廓的锯齿状突起而获得，所述互补剖面在横向构件2上以及面向所述横向构件的安装件320上的表面上实现。以上描述清楚地示出了 通过本发明的不同的特征以及这些特征的优点，本发明实现了其自身设定的目的。特别地，本发明使得可以使用飞行器的前舱中的起落架隔舱周围的体积来安装系统箱并因而可以减小所述飞行器的气动阻力。
权利要求
1.一种用于飞行器的系统箱(131、132、133、134、135、138),所述飞行器包括形成壳体结构的机身，所述机身包括蒙皮(11)、沿着所述机身的纵向轴线(X)以规则间隔设置的被称作机架(10)的周向加强件、以及横向地设置并沿着所述机身的所述纵向轴线间隔开一个节距的横向构件(2)，所述横向构件支承地板，所述箱能够容纳用于所述飞行器的操作和飞行控制的部件，特别是电子部件和电气部件，其特征在于，所述系统箱包括:机械结构(1311、1312、1313)，所述机械结构(1311、1312、1313)通过安装件(320)固定在所述飞行器的结构中，首先固定在至少一个机架(10)上，其次固定在至少一个横向构件(2)上，所述机械结构能够防止其上固定有所述机械结构的所述结构元件(10、2)的相对运动。
2.根据权利要求1所述的系统箱，其中，所述系统箱包括位于所述横向构件(2)与所述壳体结构(10、11)之间的至少两个结构性联结件(1311、1313)。
3.根据权利要求2所述的系统箱(131、132、133、134、135、138)，其中，所述箱的宽度为所述横向构件(2)的纵向分布节距的多倍。
4.根据权利要求3所述的系统箱，其中，用于所述安装件(320)和所述横向构件(2)的联结通过背板(322)来实现，所述背板(322)搁置在所述横向构件上的与所述安装件的接触表面相对的表面上，在所述背板(322)与所述横向构件之间插入有具有可调整厚度的垫片(323)。
5.根据权利要求1所述的系统箱，其中，所述箱的结构包括支杆(321)，所述支杆(321)能够分散所述箱与所述横向构件(2)之间沿横向方向(Y)的力。
6.一种用于在飞行器的前舱中装配航空电子设备舱(111)的方法，所述飞行器包括形成壳体结构(10、11)的机身以及覆盖横向构件(2)的地板，所述横向构件(2)在所述壳体结构中横向地延伸并且分布在所述机身中，其特征在于，所述方法包括以下步骤: a.横向地安装根据权利要求5所述的系统箱(131、132、133、134、135、138)，在两个纵向连续的箱之间留出至少与 两个连续的横向构件之间的距离相等的距离； b.根据在所述航空电子设备舱中确定的路径安装用于所述箱的连接线束(40)。
7.根据权利要求6所述的方法，所述方法用于在包括根据纵向节距分布的横向构件(2)的机身中装配航空电子设备舱，其中，在步骤a)中，所述系统箱(131、132、133、134、135、138 )横向地安装，并被所述横向构件(2 )的纵向分布节距间隔开。
8.根据权利要求6所述的方法，其中，所述方法包括步骤:根据包括所述主系统箱(132,133)的第一组(136)以及包括所述后备系统箱(134、135)的第二组(137)、沿着所述飞行器的所述纵向轴线(X)分布所述系统箱(131、132、133、134、135、138)。
9.根据权利要求8所述的方法，其中，所述后备系统箱组(137)安装在所述飞行器的驾驶员座舱的下方。
10.一种飞行器，包括前舱，所述前舱包括根据纵向节距分布的横向构件(2)以及位于所述前舱中的航空电子设备舱(111 )，其中，所述航空电子设备舱根据权利要求7而装配。
11.根据权利要求10所述的飞行器，包括能够收回到设置在所述前舱中的起落架隔舱(104)中的前起落架，其中，所述飞行器包括紧邻所述起落架隔舱的至少一个系统箱(138、300、132、133、134)。
12.根据权利要求11所述的飞行器，其中，所述系统箱(300)中的至少一个系统箱紧邻无压区中的所述起落架隔舱(104)定位。
全文摘要
本发明属于飞行器系统安装的领域。更具体地，本发明涉及航空电子设备箱、主电气盒以及IFE舱的安装。与现有技术中已知的布置相比，本发明包括通过使用起落架隔舱周围区域中的可用空间朝向飞行器的前部重新定位系统箱中的至少一些系统箱。为此，本发明使用了结合了结构性功能的系统箱。因而使得飞行器的气动阻力减小。
文档编号B64D43/00GK103079953SQ201180042970
公开日2013年5月1日 申请日期2011年7月26日 优先权日2010年7月27日
发明者塞缪尔·比尔甘代, 贝纳德·格兰 申请人:空中客车运营简化股份公司