外燃料箱访问盖、机翼和飞行器的制作方法与工艺

本发明描述一种飞行器的外燃料访问箱盖(FTAC)、包括飞行器的此外FTAC的机翼、以及飞行器。本发明属于“在飞行器的机翼中设计辅助部件以控制来自出现在FTAC中的爆燃的气体进入燃料箱的风险”领域。

背景技术：
飞行器中的人孔提供了对燃料箱的访问。人孔包括内燃料箱访问盖(内FTAC)、外FTAC、以及介于这两个盖之间的空隙区域。燃料箱访问盖(FTAC)机械地紧固并夹持在飞行器机翼蒙皮上以提供燃料箱访问密封。FTAC设计成可以满足广泛的要求，这些要求中的某些是：无燃料泄漏、防火、对由UERF(非包容发动机转子失效故障)导致的碰撞的抵抗、EMH/雷击、密封摩擦、以及机翼弯曲。除“无燃料泄漏”的要求外，在来自操作和检验观点的最坏情形下，不罕见的是，如果FTAC没有正确地安装，则密封会发生泄漏。因此，不可能100％保证少量燃料在任何情形下从不出现的上述盖之间的空隙区域中。这还会在FTAC在地面上拆卸并且燃料滴落和浸渍所述区域时发生，直到FTAC重新安装为止。如果出现雷击或静电放电，则会在FTAC的空隙区域之内发生爆燃。当前解决此问题的方法是容忍在内FTAC和外FTAC之间的空隙区域内的燃料/空气爆燃。这种方法的问题在于FTAC需要具有较高刚度的结构以防止FTAC在空隙区域中的爆燃之后发生变形。内FTAC或外FTAC或二者的所述变形会危及到内FTAC与下机翼蒙皮之间的密封完整性。实际上，当前，产生了不具有释放阀的压力容器。在专利US4291816中公开了上述现有技术方法，其中描述了用于孔口的这样一种液密性封闭装置：其适于形成用于飞行器的燃料箱访问门并且提供故障安全特征和对雷击的抵抗。

技术实现要素：
所述问题的解决方案通过如下所述的外燃料箱访问盖来实现：所述外燃料箱访问盖适于被用来封盖用于访问飞行器的机翼的内部的人孔的空隙区域的外开口，其中所述机翼的内部包括燃料箱，其特征在于，所述外燃料箱访问盖包括适于使爆燃性气体从所述空隙区域逸出至大气的爆燃性气体释放装置，其中，所述释放装置是开口通风装置，使得所述人孔的所述空隙区域与所述外燃料箱访问盖的外部部分连通。根据一个实施方式，所述开口通风装置上包括至少一个孔口。根据一个实施方式，多个孔口定位成使得在飞行器在巡航条件下飞行时所述多个孔口遵循根据气流的流线的方向。根据一个实施方式，外燃料箱访问盖是示出两个端部的长形的部件，其中所述外燃料箱访问盖包括两组孔口，每组孔口为按照符合靠近每端的气流的流线的线分布的孔串，从而提供了两个孔结构——每端处提供一个孔结构。根据一个实施方式，每组孔口具有六个孔口。根据一个实施方式，所述外燃料箱访问盖包括位于所述外燃料箱访问盖的内部侧中的内盖，在所述内盖与所述外燃料箱访问盖之间围有腔使得：所述开口通风装置与腔连通；并且所述腔也通过开口与所述空隙区域连通。根据一个实施方式，所述内盖或所述外燃料箱访问盖包括压力挡板使得腔被划分成如下至少两个子腔：通过所述开口与所述空隙区域连通的第一子腔；以及与所述第一子腔连通并也与所述开口通风装置连通的第二子腔。本发明通过经由以下装置为爆燃性气体的爆燃提供更小阻力的路径来解决上述技术问题：飞行器的外燃料箱访问盖(外FTAC)，适于用于封盖用于访问飞行器的机翼的内部的人孔的空隙区域的外开口，其中所述机翼的内部包括燃料箱，其特征在于，外FTAC包括适于使爆燃性气体能够从空隙区域逸出至大气的爆燃性气体释放装置。本发明使气体经由出口门或易熔特征从空隙区域排出，这消除容忍爆燃的需要。在人孔的空隙区域中发生爆燃的情形下，本发明避免了爆燃进入与燃料箱接触。作为一个优点，FTAC的结构的刚度减小。通过减小刚度需求，使用更轻的结构能够有机会使重量降低。本发明的第二方面提供了飞行器机翼，包括至少一个燃料箱访问装置，至少一个燃料箱访问装置包括根据本发明的第一方面的外FTAC。本发明的最后方面提供了一种飞行器，包括根据本发明的第二方面的机翼。除相互排斥的特征和/或步骤外，在此申请文件中描述的所有特征和/或所述方法的所有步骤可以组合成任何组合。附图说明参照附图，鉴于从本发明的仅是示例性的而并非限制性的优选实施方式变得明显的本发明的详细描述，本发明的这些和其他特性和优点将变得容易理解。图1A示出了飞行器的实施方式，其中左机翼用黑色示出。图1B示出了在图1A中示出的飞行器的机翼的位置，其中FTAC定位在机翼内。图1C示出了外FTAC的实施方式。图1D示出了其中定位有燃料箱的机翼的内部区域的截面图。此外，示出了FTAC相对于燃料箱的相对位置。本发明的不同实施方式位于外FTAC上。图1E示出了图1D的放大图，其中机翼蒙皮16示出为与空隙区域2接触并且内FTAC3示出为通过燃料密封件17密封至机翼蒙皮16。图2示出了爆破盘的视图。图3A示出了易碎线的实施方式的视图。图3B示出了易碎线的放大图。图4示出了爆脱门的截面图。图5示出了从机翼下方观察的开口通风装置的实施方式。图6示出了开口通风装置的解决方案的截面图。图7示出了外FTAC的内部部分的立体图，其中示出了开口通风构思的实施方式。具体实施方式在概述本发明的目的之后，下文将描述具体的非限制性实施方式。本发明的所有实施方式都定位在外部FTAC4中。在图1A中示出了飞行器的实施方式并且在图1B中示出了飞行器的左机翼，其中图1B中示出了FTAC(图1C)所处的位置。在图1D中示出了机翼的内部区域的横面图，其中燃料箱1定位在机翼的内部区域中。此外，在图1D和1E中示出了FTAC相对于燃料箱1的相对位置。内FTAC3位于燃料箱1中并且通过燃料密封件17密封至下机翼蒙皮16。外FTAC4通过多个沿外周分布的安装孔固定至下机翼蒙皮16。固定装置在本发明的一个实施方式中是螺栓。本发明的不同实施方式定位在外FTAC4中。在本发明的第一实施方式中，外FTAC4包括为盘5的释放装置，盘5会在压力达到预定水平后破裂。在图2中盘5是爆破盘。爆破盘5设计成在容器中提供可更换的防泄漏密封，直到内部压力上升至预定水平为止。在如图2所示的实施方式中的爆破盘5铆接至外FTAC4。在一个实施方式中，爆破盘5包括圆形区域6，圆形区域6的厚度小于盘5的其余部分的厚度。爆破盘5的中央部6的厚度使其为在爆破盘5中的压力增大时具有最高的压力的点。此高压点会在压力超过预定水平时破裂。在破裂的情形下，在爆破盘5毁坏而外FTAC4的其余部分保持完好时，仅需要更换爆破盘5。在一个实施方式中，使用诸如陶瓷材料之类的高应变材料来制造盘5。在一个实施方式中，区域5的尺寸根据平均的爆震压力来确定。该压力随着FTAC的尺寸而改变，并且典型值处于1至4Atm的范围内。外FTAC4包括释放装置，释放装置为在图3A中示出的易碎线8。图3B示出了易碎线8的放大截面图。该压力释放构思被考虑成易熔特征/装置的形式以排放由燃料/空气气体的爆震产生的压力。易碎线8被校准为一旦由于爆燃性气体而引起的压力达到预定水平就破裂。外FTAC4本身是易熔部件，所以一旦损坏，就必须更换。还需要止裂特征以限制裂纹扩散至外FTAC4的安装孔以便避免FTAC从下机翼蒙皮分离并且以确保仍可以满足密封要求。在一个实施方式中，外FTAC4包括释放装置，释放装置是一旦由于爆燃性气体而引起的压力达到预定水平就爆脱的门9。如图4所示，爆脱门9包括用于将爆脱门9固定至外FTAC4的夹持装置10，其中该夹持装置10适于一旦由于爆燃性气体而引起的压力达到预定水平就破碎或偏转。夹持装置10设计成在最小爆震压力和传统备留因素下偏转/破裂。在一个实施方式中，外FTAC4包括设计成用于1至4Atm的爆震压力的夹持装置10。在一个实施方式中，爆脱门9由金属制成。在一个实施方式中，爆脱门9由模制塑料制成。此实施方式具有这样的优点：其比金属制成的爆脱门9更轻并且制造成本更低。在本发明的一个实施方式中，外FTAC4包括释放装置，释放装置是打开通风装置使得人孔的空隙区域2与大气或外FTAC4的外部环境连通。在此构思中，外FTAC4向大气开口使得空气燃料气体在爆燃之前或之后都通到外部。这被称作开口通风构思。在本发明的一个实施方式中，开口通风装置在其上包括至少一个孔口12。在本发明的一个实施方式中，在具有由可熔化材料制成的爆脱门的情形下，爆脱门9的解决方案与火焰捕获器11一起使用以在门暴露于火焰并且其熔化的情形下提供挡板。其还可以用于防止直接火焰接触内FTAC3。在本发明的一个实施方式中，多个孔口12定位成使得飞行器在巡航条件下飞行时，多个孔口遵循根据气流18的流线的方向以使空气动力阻力尽可能地小。这些孔口12在空隙区域与大气之间提供开口门通风路径。孔口的尺寸和形状将取决于内FTAC3与外FTAC4之间的空隙区域的体积和形状。在一个实施方式中，外FTAC4是示出两个端部的长形的部件，其中其包括两组优选是六个孔口12的孔口12。每组孔口12为按照符合靠近一端的气流的流线的线分布的孔串，从而提供了两个孔结构——每端处提供一个结构。该方案示出于图5中。孔口12的尺寸在一个实施方式中处于0.3cm至0.8cm的范围内。这些尺寸取决于空隙区域内部的气体速度。在本发明的一个实施方式中，外FTAC4包括位于外FTAC4的内部侧中的内盖15，内盖15在飞行器在巡航条件下飞行时遵循根据气流的流线的对角线方向18。在内盖15与外FTAC4之间围有腔19使得：-孔口12与腔19连通；并且-腔19还通过开口13与空隙区域2连通。在飞行器处于地面时外部发生火灾的情形下，内盖15防止了可能的火焰朝向燃料箱1行进。在一个实施方式中，如图6所示，内盖15或外FTAC4包括压力挡板14以减小由于爆燃的冲击波，使得腔被划分成如下至少两个子腔：-通过开口13与空隙区域2连通的第一子腔19.1；以及-与第一子腔19.1连通并也与开口通风装置连通的第二子腔19.2。在图6示出的实施方式中，压力挡板14具有预定的长度，并且成形为使得一端与内盖15平行并接触，而另一端朝向开口13的方向与内盖15形成预定角度。压力挡板14用于将冲击波速度降至亚音速使得气流不会阻塞在出口端口。因此避免了超音速情形。图7示出了外FTAC4的内部部分的立体图，其中示出了开口通风构思的实施方式。可以对用于此实施方式的不同元件进行区分：-外FTAC4，-孔口12，-铆接至外FTAC4的内表面的内盖15，-压力挡板14，-入口13。用虚线表示处于内盖15内部的元件。