СПОСОБ СБОРКИ ИЛЛЮМИНАТОРА ДЛЯ ЛЕТАТЕЛЬНОГО АППАРАТА Российский патент 2012 года по МПК B64C1/14 

Изобретение относится к способу сборки иллюминатора в отверстии, выполненном в боковой стенке фюзеляжа летательного аппарата.

Известны коммерческие самолеты, содержащие фюзеляж обычно почти цилиндрической формы, усиленный элементами жесткости, таким как продольные ребра жесткости и рамы, для оказания сопротивления возникающим, например во время полета, механическим напряжениям.

В коммерческих самолетах, например, отверстия выполняют в боковых стенках фюзеляжа, чтобы расположить в нем иллюминатор и предоставить пассажирам возможность видеть напрямую окружающее фюзеляж пространство.

Однако такие иллюминаторы имеют множество недостатков. Прежде всего, иллюминатор самолета должен обеспечивать температурную и звуковую изоляцию внутреннего пространства от наружного пространства для того, чтобы обеспечить пассажирам комфорт. Также он должен быть непроницаемым для воздуха и воды.

Рама для иллюминатора, которую обычно заклепывают в корпусе фюзеляжа, должна также выдерживать механические напряжения, такие как нагрузка при изгибах фюзеляжа и давление, которое оказывается на иллюминатор.

И, наконец, иллюминатор должен соответствовать аэродинамическому профилю самолета.

Все эти напряжения вызывают необходимость у конструкторов в особых элементах жесткости в зоне иллюминатора.

На фиг.1 схематично представлен частичный вид в разрезе иллюминатора согласно предшествующему уровню техники, установленного на боковой стенке 1 фюзеляжа самолета.

Этот иллюминатор содержит внешнее стекло 2 и внутреннее стекло 3, образующее вторую преграду для безопасности, сама она обычно защищена от случайных царапин третьим стеклом.

Внешнее стекло 2 и внутреннее стекло 3 отделены друг от друга прокладкой 4, которая в большей степени выполняет функцию герметичности.

Рама иллюминатора 5 жестко соединена с боковой стенкой 1 фюзеляжа двумя рядами заклепок (не показано), проходящими по всей периферии отверстия 6 боковой стенки 1 фюзеляжа.

Стекла 2, 3 и прокладка 4 удерживаются на своем месте при помощи механического крепления, такого как удерживающие зажимы 7 или гайки или штифты.

Сборка этих механических креплений представляет собой сложную задачу и занимает много времени. Такая сборка, является, таким образом, дорогостоящей при приведении самолета в неподвижное состояние при техническом обслуживании.

Эти механические крепления также придают дополнительный вес самолету, что негативным образом сказывается на потреблении самолетом керосина.

Кроме этого, для некоторых механических креплений необходимо выполнение дополнительных отверстий в боковой стенке фюзеляжа. А выполнение отверстий в композитном корпусе фюзеляжа довольно ограничено в рамках механической прочности.

Также отмечено, что некоторые накладки довольно хрупкие и являются предметом повышенного внимания, что также увеличивает стоимость поддержания аппарата.

Таким образом, существует необходимость в создании самолета, простого по своей концепции и в эксплуатации, что позволит его установку без выполнения дополнительных отверстий в корпусе фюзеляжа и при этом легкое и оптимальное техническое обслуживание.

Объектом настоящего изобретения является экономичный прозрачный наружный элемент, обладающий очень высоким механическим сопротивлением и имеющий при этом минимальную массу, не нуждающийся при его монтаже ни в просверливании отверстий в боковой стенке фюзеляжа самолета, кроме как отверстия для иллюминатора, ни в механических креплениях, чтобы связывать стенку фюзеляжа с дублерами.

Другим объектом настоящего изобретения является способ установки иллюминатора самолета, содержащего такой прозрачный наружный элемент в отверстии, выполненном в боковой стенке самолета. Этот способ сборки особенно прост по своей оперативности и позволяет более быструю разборку и установку иллюминатора и, как следствие, сокращение стоимости технического обслуживания.

Эта установка также является более надежной, так как выполняется только одно отверстие для иллюминатора в боковой стенке. Такая установка преимущественно не вызывает перемещение между иллюминатором и стенкой фюзеляжа.

И, наконец, такая установка позволяет защитить свободную кромку стенки фюзеляжа, в том месте, где она является наиболее тонкой, при помощи прозрачного наружного элемента. При этом, такая установка совместима только с кромкой отверстия, которая не содержит отогнутую кромку.

Для этих целей изобретение относится к способу сборки иллюминатора в отверстии, образованном в боковой стенке фюзеляжа летательного аппарата, причем этот иллюминатор содержит наружный прозрачный элемент и, по меньшей мере, один внутренний прозрачный элемент.

Согласно изобретению этот способ содержит следующие этапы:

а) выполняют не сквозной вырез на участке этой боковой стенки по контуру указанного отверстия;

б) размещают в отверстии с внешней стороны фюзеляжа наружный прозрачный элемент, причем этот наружный прозрачный элемент имеет первую часть, диаметр которой больше диаметра отверстия, при этом эта первая часть имеет форму, соответствующую форме указанного участка боковой стенки так, чтобы заблокировать в боковом и продольном направлениях наружный прозрачный элемент в этом отверстии;

в) наружный прозрачный элемент содержит вторую часть, имеющую выемку, выступающую внутрь фюзеляжа, причем наружный прозрачный элемент и указанный, по меньшей мере, один внутренний прозрачный элемент жестко соединяют с фюзеляжем путем кольцевого крепления, причем это кольцевое крепление прижимает прокладку, по меньшей мере, к фюзеляжу и внутренней стенке выемки.

Предпочтительно, эти прозрачные элементы выполнены из материала, отвечающему требованиям механического сопротивления и сопротивлению коррозии, что связано с использованием в авиационной области. Только в рамках иллюстративного примера, прозрачные элементы могут быть выполнены из вытянутого акрила.

Каждый способ осуществления этого способа сборки имеет свое преимущество, и возможны различные технические комбинации:

- указанный не сквозной вырез содержит фаску;

эта фаска позволяет, преимущественно, обеспечить по существу герметичную связь между наружным прозрачным элементом и боковой стенкой фюзеляжа. Альтернативно эта фаска может содержать полость в форме полуцилиндра, предназначенного для захождения в него упора, имеющего соответствующую ему форму, такого как валик;

эта фаска позволяет также удостовериться, что наружный прозрачный элемент не выходит за аэродинамический профиль, определенный боковой стенкой фюзеляжа;

- собирают указанный, по меньшей мере, один внутренний прозрачный элемент с наружным прозрачным элементом с прокладкой до этапа в);

- кольцевое крепление содержит, по меньшей мере, два элемента кольцевого крепления, эти два элемента жестко соединяют между собой при помощи, по меньшей мере, одного органа крепления;

эти органы крепления предпочтительно являются механическими и содержат винты, валики и кольца, например:

- внутренний прозрачный элемент имеет форму, выбранную из следующих форм: эллиптическая форма, треугольная, прямоугольная, ромбовидная форма…

Само собой разумеется, что отверстие в боковой стенке фюзеляжа имеет форму по существу идентичную форме внутреннего прозрачного элемента, так чтобы обеспечить оптимальный для пассажира вид на окружающее фюзеляж пространство. Этот внутренний прозрачный элемент расположен по существу напротив этого отверстия.

Изобретение также относится к наружному прозрачному элементу, предназначенному для установки в отверстии, выполненном в боковой стенке фюзеляжа летательного аппарата.

Согласно настоящему изобретению этот наружный прозрачный элемент является моноблочным. Он содержит, по меньшей мере, одну первую часть, диаметр которой больше диаметра отверстия, причем эта первая часть имеет форму, предназначенную для взаимодействия с несквозным вырезом, выполненным в указанной наружной боковой стенке фюзеляжа по контуру указанного отверстия таким образом, чтобы заблокировать этот наружный прозрачный элемент в отверстии в боковом и продольном направлениях. Этот элемент содержит вторую часть, имеющую выемку, причем эта выемка расположена на расстоянии d от внешней поверхности первой части так, чтобы оказаться внутри фюзеляжа, когда наружный прозрачный элемент прижат к указанному отверстию.

Предпочтительно этот вырез имеет фаску, причем первая часть наружного прозрачного элемента содержит скошенную наискось кромку для взаимодействия с этой фаской.

Каждый способ осуществления этого способа сборки имеет свое преимущество, и возможны различные технические комбинации:

- выемка расположена на расстоянии d от внешней поверхности первой части так, чтобы одна из ее боковых кромок совмещалась с боковой стенкой, когда наружный прозрачный элемент жестко соединен с указанным отверстием;

- прозрачный элемент содержит третью часть, образующую внутренний прозрачный элемент, предназначенный по существу для размещения напротив отверстия.

И, наконец, изобретение относится к летательному аппарату, имеющему фюзеляж, боковые стенки которого содержат иллюминаторы.

Согласно настоящему изобретению, по меньшей мере, некоторые иллюминаторы содержат прозрачные наружные элементы, описанные ранее.

Далее изобретение будет описано более подробно со ссылкой на прилагаемые чертежи, на которых

на фиг.1 схематично показан частичный вид в разрезе иллюминатора самолета согласно предшествующему уровню техники;

на фиг.2 схематично представлен иллюминатор летательного аппарата согласно одному из способов воплощения по настоящему изобретению;

на фиг.3 схематично показан частичный вид в разрезе по линии А-А иллюминатора, показанного на фиг.2;

на фиг.3 показан частичный вид в разрезе иллюминатора, смонтированного в отверстии, выполненном в боковой стенке фюзеляжа летательного аппарата согласно одному из предпочтительных вариантов воплощения согласно настоящему изобретению.

Этот иллюминатор содержит наружный прозрачный элемент 10 и внутренний прозрачный элемент 11. Наружный прозрачный элемент 10 установлен в отверстии, выполненном в боковой стенке 12 фюзеляжа летательного аппарата. Фюзеляж может быть металлическим или из композитного материала, такого как углеродное волокно, например.

Наружный прозрачный элемент 10 выполнен моноблочным. Он содержит первую часть 13, диаметр которой больше диаметра указанного отверстия. Эта первая часть 13 содержит кромку 14, частично скошенную наискось. Эта кромка 14 имеет также две, по существу, плоские поверхности, соединенные между собой участком, расположенным наискосок так, что диаметр первой части уменьшается относительно наиболее удаленной наружу поверхности 15. Его наиболее удаленная наружу поверхность 15 имеет форму, обеспечивающую непрерывность аэродинамичности боковой стенки фюзеляжа летательного аппарата.

Эта первая часть 13 предназначена для взаимодействия с не сквозным вырезом, выполненным на боковой наружной стенке 12 фюзеляжа вдоль контура указанного отверстия. Этот вырез, который имеет фаску, имеет форму по существу аналогичную форме кромки 14 первой части для того, чтобы заблокировать в боковом и продольном направлении наружный прозрачный элемент 10 в этом отверстии.

Наружный прозрачный элемент 10 содержит вторую часть 16, имеющую выемку 17. Эта выемка 17 расположена на расстоянии d от внешней поверхности 15 первой части 13 так, чтобы оказаться внутри фюзеляжа, когда наружный прозрачный элемент 10 прижат к указанному отверстию.

Кромка наружного прозрачного элемента 10, расположенная внутри фюзеляжа и окружающая эту канавку 17, образует губу 18. Гибкая прокладка 19 позволяет соединить наружный прозрачный элемент 10 и внутренний прозрачный элемент 11, удерживая их разделенными друг от друга промежуточным пространством 20. Эта прокладка упирается на губу 18 наружного прозрачного элемента 10.

Герметичность установки иллюминатор/боковая стенка фюзеляжа обеспечивается прижатием губы 21 прокладки 19 к фюзеляжу и внутренней стенки выемки 17. Эта прокладка 19 представляет собой непрерывную прокладку. Прокладка, например, может представлять собой эластомер каучукового происхождения.

Иллюминатор содержит кольцевое крепление 22, позволяющее придать неподвижность прозрачному блоку на стенке фюзеляжа, этот прозрачный блок содержит наружный и внутренний прозрачные элементы 10, 11 и прокладку 19.

Это кольцевое крепление 22 имеет выступ, выполненный с возможностью взаимодействовать с выемкой 17 для того, чтобы прижать губу прокладки 19 к ее внутренней стенке. Это кольцевое крепление 22 содержащее, по меньшей мере, два элемента кольцевого крепления, само является неподвижным в определенном положении под воздействием кольца 23, заходящего в упор в канавку, выполненную на внешней поверхности кольцевого крепления 22.

Отверстие и прозрачный внутренний элемент 11 могут иметь эллиптическую форму и размеры порядка 350 мм на 250 мм, предлагающие также большую видимость для пассажиров, чем известные из предшествующего уровня техники. Первая часть наружного прозрачного элемента 10 имеет размеры, превышающие 350 мм на 250 мм, для того чтобы закрыть вырез, выполненный в боковой стенке фюзеляжа вдоль контура отверстия.

Альтернативно их форма также может быть треугольной, прямоугольной или ромбовидной.

Изобретение также относится к способу установки иллюминатора, содержащего наружный прозрачный элемент 10 и, по меньшей мере, внутренний прозрачный элемент 11.

Этот способ состоит в выполнении несквозного выреза, предпочтительно содержащего фаску на участке боковой стенки по контуру отверстия. Этот вырез образует также полосу, имеющую полости по контору отверстия.

Затем располагают наружный прозрачный элемент 10 с наружной стороны фюзеляжа в отверстие так, чтобы первая часть 13 этого непрозрачного наружного элемента вступала во взаимодействие с несквозным вырезом для продольного и бокового блокирования наружного прозрачного элемента в отверстии.

Наружный прозрачный элемент 10 имеет также вторую часть 16 с выемкой 17, выступающую внутрь фюзеляжа. Предпочтительно, одна из кромок этой выемки 17 расположена по одной линии с боковой стенкой фюзеляжа.

Затем располагают прокладку 19 для соединения прозрачного внутреннего элемента 11 с наружным прозрачным элементом 12. Губу 21 этой прокладки прижимают к боковой стенке 12 фюзеляжа, дно выемки 17 при помощи кольцевого крепления 22 для обеспечения герметичности сборки. Это кольцевое крепление 22 позволяет заблокировать шесть степеней свободы полученного таким образом иллюминатора.

Для размещения этого кольцевого крепления 22, которое содержит предпочтительно два элемента кольцевого крепления, каждый такой элемент вставляют в боковом направлении в прозрачный блок, содержащий прокладку 19, наружный 10 и внутренний 11 прозрачные элементы. Это движение размещения элементов кольцевого крепления показано стрелками 24 на фиг.2.

Предпочтительно, наружный прозрачный элемент 10 имеет по существу эллиптическую форму и размеры, превышающие 350 мм на 250 мм.

Изобретения относятся к способу установки иллюминатора в отверстии, к наружному прозрачному элементу иллюминатора и к летательному аппарату с таким иллюминатором. Способ установки иллюминатора в отверстии, выполненном на боковой стенке фюзеляжа летательного аппарата. Иллюминатор содержит наружный прозрачный элемент и внутренний прозрачный элемент. Согласно способу на участке боковой стенки по контуру отверстия выполняют несквозной вырез и размещают в отверстии с внешней стороны фюзеляжа наружный прозрачный элемент. Наружный прозрачный элемент имеет первую часть, диаметр которой больше диаметра отверстия. Первая часть имеет форму, взаимодействующую с участком боковой стенки так, чтобы заблокировать в боковом и продольном направлениях наружный прозрачный элемент в этом отверстии. Наружный прозрачный элемент содержит вторую часть, имеющую выемку, выступающую внутрь фюзеляжа. Наружный прозрачный элемент и внутренний прозрачный элемент фюзеляжа жестко закрепляют при помощи кольцевого крепления. Кольцевое крепление прижимает прокладку к фюзеляжу и внутренней стенке выемки. Достигается уменьшение веса иллюминатора. 3 н. и 8 з.п. ф-лы, 3 ил.

1. Способ установки иллюминатора в отверстии, выполненном на боковой стенке фюзеляжа летательного аппарата, при этом иллюминатор содержит наружный прозрачный элемент (10) и, по меньшей мере, один внутренний прозрачный элемент (11), отличающийся тем, что содержит следующие этапы:
а) выполняют несквозной вырез на участке упомянутой боковой стенки (12) по контуру указанного отверстия;
б) размещают в отверстии с внешней стороны фюзеляжа наружный прозрачный элемент (10), причем этот наружный прозрачный элемент имеет первую часть (13), диаметр которой больше диаметра указанного отверстия, при этом эта первая часть (13) имеет форму, взаимодействующую с участком указанной боковой стенки (12) так, чтобы заблокировать в боковом и продольном направлениях наружный прозрачный элемент (10) в этом отверстии;
в) наружный прозрачный элемент (10) содержит вторую часть (16), имеющую выемку (17), выступающую внутрь фюзеляжа, причем указанный наружный прозрачный элемент (10) и указанный, по меньшей мере, один внутренний прозрачный элемент (11) указанного фюзеляжа жестко закрепляют при помощи кольцевого крепления (22), причем указанное кольцевое крепление (22) прижимает прокладку (21), по меньшей мере, к фюзеляжу и внутренней стенке выемки (17).

2. Способ по п.1, отличающийся тем, что соединяют указанный, по меньшей мере, один внутренний прозрачный элемент (11) с наружным прозрачным элементом (10) с прокладкой (19, 21) до выполнения этапа в).

3. Способ по одному из пп.1 и 2, отличающийся тем, что указанный несквозной вырез имеет фаску.

4. Способ по одному из пп.1 и 2, отличающийся тем, что кольцевое крепление (22) содержит, по меньшей мере, два элемента кольцевого крепления, причем эти два элемента жестко соединяют между собой при помощи, по меньшей мере, одного органа крепления.

5. Способ по п.4, отличающийся тем, что указанный орган крепления содержит кольцо (23).

6. Способ по п.4, отличающийся тем, что кольцевое крепление (22) содержит два элемента кольцевого крепления, причем каждый элемент кольцевого крепления вставляют в боковом направлении в прозрачный блок, содержащий указанную прокладку (19, 21), упомянутые наружный прозрачный элемент (10) и внутренний прозрачный элемент (11).

7. Способ по одному из пп.1 и 2, отличающийся тем, что упомянутые прокладки (19, 21) выполнены непрерывными.

8. Способ по одному из пп.1 и 2, отличающийся тем, что упомянутый наружный прозрачный элемент (10) имеет по существу эллиптическую форму и размеры, превышающие 350 мм на 250 мм.

9. Наружный прозрачный элемент, предназначенный для установки в отверстии, выполненном в боковой стенке (12) фюзеляжа летательного аппарата, отличающийся тем, что он выполнен моноблочным и содержит, по меньшей мере:
- одну первую часть (13), диаметр которой больше диаметра упомянутого отверстия, причем эта первая часть (13) имеет форму, предназначенную для взаимодействия с несквозным вырезом, выполненным в указанной наружной боковой стенке (12) фюзеляжа по контуру указанного отверстия таким образом, чтобы заблокировать этот наружный прозрачный элемент (10) в отверстии в боковом и продольном направлениях;
- одну вторую часть (16), имеющую выемку (17), причем эта выемка (17) расположена на расстоянии d от внешней поверхности первой части (13) так, чтобы оказаться внутри фюзеляжа, когда наружный прозрачный элемент (10) прижат к указанному отверстию.

10. Элемент по п.9, отличающийся тем, что указанная выемка (17) расположена на расстоянии d от внешней поверхности первой части (13) так, чтобы одна из ее боковых кромок совмещалась с боковой стенкой (12) фюзеляжа, когда наружный прозрачный элемент (10) жестко соединен с указанным отверстием.

11. Летательный аппарат, имеющий фюзеляж, боковые стенки которого содержат иллюминаторы, отличающийся тем, что, по меньшей мере, некоторые из указанных иллюминаторов содержат наружный прозрачный элемент (10) по пп.9 и 10.