ОСТЕКЛЕНИЕ ЛЕТАТЕЛЬНОГО АППАРАТА С ПРИЖИМНЫМ УПЛОТНЕНИЕМ И/ИЛИ ОТВОДОМ СТАТИЧЕСКИХ РАЗРЯДОВ Российский патент 2018 года по МПК B64C1/14 B64D45/02 B60J10/70 F16J15/06 

Область техники

Изобретение относится к остеклению летательных аппаратов (ЛА), более конкретно к остеклению ЛА, включающего в себя прижимное уплотнение, содержащее встроенные компрессионные упоры и/или узел отвода статических разрядов.

Уровень техники

Коммерческие пассажирские ЛА имеют герметичный фюзеляж, обеспечивающий герметичность внутреннего пространства ЛА во время полета. Для обеспечения герметичности внутреннего пространства ЛА, а также для предотвращения проникновения влаги, остекление ЛА (остекление фонаря кабины летчиков и иллюминаторов кабины) должно быть герметично соединено с корпусом ЛА. Однако при обычных условиях эксплуатации, в которых ЛА приходится совершать набор высоты от поверхности земли до высоты нескольких тысяч футов, а затем снова снижение, конструкция фюзеляжа расширяется и сжимается под действием перепада между давлением внутри фюзеляжа и наружным давлением. Для обеспечения герметичного уплотнения между остеклением и корпусом фюзеляжа при его расширении и сжатии между остеклением и конструкцией фюзеляжа устанавливают упругую прокладку или "прижимное уплотнение". Когда остекление прикрепляют к фюзеляжу, как правило, болтами, к болтам прикладывается крутящий момент, и прижимное уплотнение зажимается между внешней кромкой уплотнения и фюзеляжем. Гибкое прижимное уплотнение помогает обеспечить герметичность и предотвратить проникновение влаги между фюзеляжем и остеклением, даже при расширении и сокращении конструкции фюзеляжа при обычных условиях эксплуатации.

Величина крутящего момента, прилагаемого к болтам при установке остекления ЛА на фюзеляже, очень важна. Если величина крутящего момента слишком велика, прижимное уплотнение может оказаться "пережатым", и потерять свой диапазон расширения и сжатия. Если величина крутящего момента слишком низкая, соединение остекления с фюзеляжем может оказаться недостаточно герметичным. Но даже при установке остекления будет использоваться требуемый крутящий момент, на работу прижимного уплотнения могут отрицательно повлиять другие факторы. Например, после эксплуатации в течение длительных периодов времени с цикличным изменением температуры материал прижимного уплотнения может терять свою упругость и оставаться в сжатом состоянии (в состоянии во время полета). Это может приводить к возникновению зазора между сопряженными поверхностями остекления и фюзеляжа, что может приводить к проникновению влаги внутрь фюзеляжа, а также к разгерметизации. Далее, по мере того, как материал прокладки со временем теряет свою упругость, болты крепления остекления к фюзеляжу могут менять свое направление. Это уменьшает крутящий момент, действующий на болты, и приводит к уменьшению действующего на болт крутящего момента (обычно это явление называют "ослаблением затяжки").

Еще одной проблемой, связанной с остеклением ЛА, является возникновение создаваемых осадками электростатических зарядов. Создаваемый осадками электростатический заряд - это заряд, возникающий на внешней поверхности остекления ЛА при полете в определенных атмосферных условиях, например, сквозь частицы льда, дождя, снега и пыли. Создаваемый осадками электростатический заряд накапливается на внешней поверхности остекления ЛА, до тех пор, пока величина статического заряда не достигнет критического значения, при котором происходит внезапное разряжение на прилегающие металлические элементы корпуса фюзеляжа. Такой внезапный электростатический разряд может приводить к повреждению авиационной связи, навигационных и обзорных РЛС, а также к повреждению обтекателя антенны БРЛС и остекления. Создаваемые осадками электростатические заряды могут также приводить к возникновению "шума", обусловленного накоплением статического заряда на непроводящих элементах ЛА, таких как лобовое стекло кабины экипажа. Такое накопление статического заряда с последующим разряжением может приводить к потере связи с ЛА, в частности, на ультравысоких частотах, а также мешать работе антенн, расположенных рядом с зоной разрядки. Кроме того, при определенных условиях, внезапное разряжение электростатического заряда может повреждать остекление, приводя к выходу из строя системы подогрева остекления и/или частичному нарушению видимости сквозь данное остекление.

Таким образом, желательно частично или полностью решить по меньшей мере часть указанных выше проблем, связанных с обычным остеклением ЛА. Например, желательно было бы создать такое прижимное уплотнение остекления ЛА, которое уменьшало бы вероятность ослабления затяжки и/или уменьшения крутящего момента в процессе эксплуатации ЛА. Например, желательно было бы разработать способ и/или создать конструкцию, обеспечивающую отвод статического заряда с остекления ЛА до того, как произойдет внезапное разряжение, способное повредить оборудование авиасвязи, и/или навигационное оборудование, и/или остекление ЛА.

Раскрытие изобретения

Узел остекления ЛА включает в себя остекление ЛА, содержащее по меньшей мере один слой, имеющий внешнюю поверхность и удлиненный участок. Узел остекления включает в себя также прижимное уплотнение, которое взаимодействует с удлиненным участком вышеуказанного слоя. Прижимное уплотнение содержит корпус и по меньшей мере один встроенный компрессионный упор. Остекление ЛА может включать в себя узел отвода статических разрядов, содержащий по меньшей мере один гибкий электропроводный элемент, первый край которого находится в электрическом контакте с внешней поверхностью указанного слоя (или с его возможным электропроводным покрытием, если оно имеется), а второй край находится в контакте с прижимным уплотнением.

Компрессионный упор может представлять собой кольцевой элемент, например металлический кольцевой элемент, заключенный внутри корпуса прижимного уплотнения. Прижимное уплотнение содержит по меньшей мере одно сквозное отверстие, и компрессионный упор проходит по окружности по меньшей мере частично вокруг указанного сквозного отверстия.

Прижимное уплотнение содержит по меньшей мере один встроенный электропроводный контакт, выступающий из корпуса прижимного уплотнения. Данный электропроводный контакт может выступать в любом направлении. Например, данный электропроводный контакт может выступать радиально внутрь из корпуса прижимного уплотнения. Электропроводный контакт может быть выполнен в виде части корпуса прижимного уплотнения, выступающей из остальной части корпуса прижимного уплотнения, и может содержать электропроводный материал, включенный в удлиненный участок.

Указанный по меньшей мере один слой содержит удлиненный участок, образующий кромку, и прижимное уплотнение взаимодействует с данным удлиненным участком.

Электропроводное покрытие может быть нанесено по меньшей мере на части внешней поверхности указанного слоя. При наличии электропроводного покрытия первый край электропроводного элемента контактирует с электропроводным покрытием, а второй край электропроводного элемента контактирует с электропроводным контактом прижимного уплотнения. По меньшей мере часть прижимного уплотнения находится в электрическом контакте с металлическим компонентом фюзеляжа ЛА.

Прижимное уплотнение узла остекления ЛА включает в себя корпус, содержащий по меньшей мере одно сквозное отверстие, и по меньшей мере один компрессионный упор, заключенный внутри корпуса прижимного уплотнения и по меньшей мере частично окружающий по меньшей мере одно сквозное отверстие. Компрессионный упор может представлять собой кольцевой элемент, например металлический кольцевой элемент.

Прижимное уплотнение содержит по меньшей мере один встроенный электропроводный контакт, выступающий из корпуса прижимного уплотнения. Например, данный электропроводный контакт может выступать радиально внутрь из корпуса прижимного уплотнения.

Узел остекления ЛА включает в себя остекление ЛА, содержащее по меньшей мере один слой, имеющий внешнюю поверхность и удлиненный участок. Прижимное уплотнение взаимодействует с удлиненным участком вышеуказанного слоя. Прижимное уплотнение содержит по меньшей мере один электропроводный контакт. Узел остекления ЛА включает в себя также узел отвода статических разрядов, содержащий по меньшей мере один гибкий электропроводный элемент, первый край которого находится в электрическом контакте с внешней поверхностью указанного слоя (или с его возможным электропроводным покрытием, если оно имеется), а второй край контактирует с электропроводным контактом прижимного уплотнения.

Прижимное уплотнение содержит корпус и по меньшей мере один компрессионный упор, заключенный внутри корпуса. Компрессионный упор может представлять собой кольцевой элемент, например металлический кольцевой элемент. Прижимное уплотнение может содержать по меньшей мере одно сквозное отверстие, и компрессионный упор может проходить по окружности по меньшей мере частично вокруг указанного сквозного отверстия.

Краткое описание чертежей

Фиг. 1 - вид в плане (не в масштабе) прижимного уплотнения согласно настоящему изобретению;

фиг. 2 - вид в разрезе (не в масштабе) по плоскости II-II на фиг. 1;

фиг. 3 - вид в плане (не в масштабе) сечения прижимного уплотнения, показанного на фиг. 1;

фиг. 4 - вид в боковом разрезе (не в масштабе) по плоскости IV-IV на фиг. 1;

фиг. 5 - вид в боковом разрезе (не в масштабе) по плоскости V-V на фиг. 1;

фиг. 6 - вид в боковом разрезе (не в масштабе) части периметра узла остекления ЛА (для упрощения описания отдельные части узла остекления не показаны), демонстрирующий внешний слой, соединенный с фюзеляжем ЛА, и показывающий узел отвода статических разрядов согласно настоящему изобретению;

фиг. 7 - вид в боковом разрезе (не в масштабе) левой стороны на фиг. 6, демонстрирующий влагоудерживающий барьер (Z-образную ленту) в месте расположения электропроводного контакта прижимного уплотнения;

фиг. 8 - вид в боковом разрезе (не в масштабе) влагоудерживающего барьера (Z-образной ленты) в месте расположения корпуса прижимного уплотнения без электропроводного контакта; и

фиг. 9 - вид в плане участка, показанного на фиг. 7.

Осуществление изобретения

Используемые в настоящем описании термины, обозначающие пространство и направление, такие как "левый", "правый", "внутренний", "внешний", "сверху", "снизу" и т.п., характеризуют данное изобретение в том виде, в каком оно представлено на прилагаемых чертежах. Однако конструкция настоящего изобретения может иметь различные альтернативные ориентации, и, следовательно, вышеуказанные термины не следует рассматривать как ограничивающие. Все значения, указываемые в настоящем описании и в формуле изобретения, во всех случаях следует воспринимать как соответствующие значения с наречием "приблизительно". Все указываемые в настоящем описании численные диапазоны включают в себя начальное и конечное значения, а также все промежуточные значения данных диапазонов. Все указываемые в данном описании диапазоны представляют собой средние значения в указываемых диапазонах. Термин "над" в общем случае включает в себя понятия "непосредственно над", т.е. находящийся в прямом контакте с каким-либо расположенным снизу элементом) и "выше" (т.е. расположенный над каким-либо элементом, но не обязательно находящийся в непосредственном контакте с данным элементом). Термин "пленка" означает область с нанесенным на нее покрытием желаемого или выбранного состава. Термин "слой" служит для обозначения одной или нескольких пленок. Термин "покрытие" служит для обозначения одного или нескольких слоев. Термины "полимер" или "полимерный" служат для обозначения олигомеров, гомополимеров, сополимеров и тройных сополимеров, например полимеров, состоящих из двух или более типов мономеров или полимеров. Термин "видимый свет" означает электромагнитное излучение с длиной волны в диапазоне от 380 до 780 нм. Термин "инфракрасное излучение" (ИК-излучение) означает электромагнитное излучение с длиной волны в диапазоне от более 780 до 100,000 нм. Термин "ультрафиолетовое излучение" (УФ-излучение) означает электромагнитное излучение с длиной волны в диапазоне от 100 нм до менее 380 нм. Все упоминаемые в настоящей заявке документы следует понимать как документы, "содержание которых включено в настоящую заявку посредством ссылки во всей своей полноте".

В качестве примера остекления ЛА в описании настоящего изобретения будет рассматриваться боковой иллюминатор фюзеляжа. Однако следует иметь в виду, что настоящее изобретение не ограничивается лишь бортовыми иллюминаторами и может быть успешно применено и для других видов остекления ЛА, например для лобового стекла кабины экипажа. Кроме того, настоящее изобретение может быть применено для остекления других транспортных средств (например, для автомобилей или водных средств передвижения), а также для остекления архитектурных объектов. Таким образом, следует иметь в виду, что рассматриваемые в описании примеры служат только для объяснения основных принципов изобретения и что настоящее изобретение не ограничивается конкретными рассмотренными примерами.

Настоящее изобретение включает в себя, содержит или содержит в основном указанные ниже аспекты изобретения в любых комбинациях. Различные аспекты настоящего изобретения иллюстрируются с помощью отдельных прилагаемых чертежей. Это сделано просто для удобства демонстрации и объяснения. На практике один или несколько аспектов настоящего изобретения, демонстрируемые посредством одного чертежа, могут быть использованы в сочетании с одним или несколькими аспектами настоящего изобретения, представленными на другом чертеже.

Прижимное уплотнение 10 согласно настоящему изобретению показано на фиг. 1. Прижимное уплотнение 10 содержит корпус 12 с внешней (верхней) поверхностью 14, внутренней (нижней) поверхностью 16, внешней периферийной кромкой 18 и внутренней периферийной кромкой 20. Внутренняя периферийная кромка 20 граничит с открытым внутренним пространством. Термин "внешняя поверхность" служит для обозначения поверхности прижимного уплотнения 10, обращенной к пространству снаружи ЛА, когда прижимное уплотнение 10 установлено на ЛА. Термин "внутренняя поверхность" служит для обозначения поверхности, обращенной к пространству внутри фюзеляжа ЛА, когда прижимное уплотнение 10 установлено на ЛА.

Прижимное уплотнение 10 выполнено из упругого и/или эластичного материала. Примерами подходящих для этого материалов могут служить эластичные полимеры, например термопластичные или термореактивные эластомеры, такие как силиконовые полимеры, например полидиорганосилоксаны. Эластичные материалы могут также включать в себя армирующие материалы, служащие для повышения механической прочности прижимного уплотнения 10. Примерами таких армирующих материалов могут служить двуокись кремния и кварц.

Корпус 12 уплотнения может иметь любые размеры. Например, корпус 12 уплотнения может иметь толщину 21 (фиг. 2) в диапазоне от 0,01 до 0,1 дюйм (от 0,025 до 0,25 см), от 0,01 до 0,08 дюйм (от 0,025 до 0,2 см), от 0,01 до 0,06 дюйм (от 0,025 до 0,15 см), от 0,02 до 0,06 дюйм (от 0,05 до 0,15 см), от 0,03 до 0,05 дюйм (от 0,08 до 0,13 см). Например, толщина 21 корпуса 12 уплотнения может составлять 0,04 дюйм (0,1 см).

Корпус уплотнения, не содержащего описанный ниже электропроводный контакт 30, может иметь ширину 22 в диапазоне от 0,4 до 2 дюйм (от 1 до 5 см), от 0,4 до 1,5 дюйм (от 1 до 3,8 см), от 0,5 до 1,5 дюйм (от 1,3 до 3,8 см), от 0,6 до 1,3 дюйм (от 1,5 до 3,3 см), от 0,6 до 1,2 дюйм (от 1,5 до 3 см), от 0,7 до 1,1 дюйм (от 1,8 до 2,8 см), от 0,7 до 1 дюйм (от 1,8 до 2,5 см).

Прижимное уплотнение 10 может содержать по меньшей мере один поясок или первый буртик 24, выполненный на внешней поверхности 14 или выступающий из нее (см. фиг. 1 и 4). Первый буртик 24 проходит по окружности по меньшей мере части внешней поверхности 14, как показано на фиг. 1. Этот первый буртик 24 улучшает уплотнение и прижатие при установке прижимного уплотнения 10 на фюзеляже ЛА. Первый буртик 24 может быть непрерывным или выполненным в виде отдельных частей, проходящих вдоль внешней поверхности 14.

Первый буртик 24 может иметь высоту 25 (относительно внешней поверхности 14) в диапазоне от 0,03 до 0,1 дюйм (от 0,08 до 0,25 см), от 0,04 до 0,08 дюйм (от 0,1 до 0,2 см), от 0,05 до 0,07 дюйм (от 0,13 до 0,18 см).

Первый буртик 24 может иметь ширину 27 в диапазоне от 0,02 до 0,1 дюйм (от 0,05 до 0,25 см), от 0,04 до 0,08 дюйм (от 0,1 до 0,2 см), от 0,06 до 0,07 дюйм (от 0,15 до 0,18 см).

Прижимное уплотнение 10 содержит несколько сквозных отверстий 26. Как более подробно описано ниже, сквозь данные сквозные отверстия 26 могут проходить болты, соединяющие остекление и прижимное уплотнение 10 с фюзеляжем ЛА.

Рядом с указанными сквозными отверстиями 26 на внешней поверхности 14 может быть выполнен (например, может выступать из нее) еще один поясок или второй буртик 28. Данный второй буртик 28 может окружать (или по меньшей мере частично окружать) область рядом с верхней частью сквозных отверстий 26. Например, второй буртик 28 может быть выполнен в виде уплотнительного кольца, соединенного с внешней поверхностью. Как вариант, второй буртик 28 может быть выполнен в виде выступающего пояска материала на внешней поверхности 14 непосредственно рядом на сквозных отверстиях 26 или рядом с ними.

Второй буртик 28 может иметь ширину 31, величина которой такая же, как указано выше для первого буртика 24.

Второй буртик 28 может иметь внутренний диаметр 33 в диапазоне от 0,4 до 0,8 дюйм (от 1 до 2 см), от 0,5 до 0,7 дюйм (от 1,3 до 1,8 см), от 0,6 до 0,65 дюйм (от 1,5 до 1,65 см).

Второй буртик/буртики 28 могут иметь высоту 29, величина которой такая же, как было указано выше для первого буртика 24. Как вариант, второй буртик 28 может иметь высоту 29 в диапазоне от 0,01 до 0,1 дюйм (от 0,025 до 0,25 см), от 0,02 до 0,08 дюйм (от 0,05 до 0,2 см), от 0,03 до 0,07 дюйм (от 0,08 до 0,18 см). Значения высоты первого буртика 24 и второго буртика/буртиков 28 могут быть одинаковыми или разными.

Первый буртик/буртики 24 и/или второй буртик/буртики 28 выполнены из неэлектропроводного материала.

Прижимное уплотнение 10 содержит один или несколько электропроводных элементов или контактов 30, выступающих из корпуса 12 прижимного уплотнения. Эти электропроводные контакты 30 могут проходить в любом направлении, соответствующем конкретной конструкции остекления; в примере, показанном на фиг. 1, электропроводные контакты 30 выступают внутрь (например, радиально внутрь) из внутренней периферийной кромки 20 корпуса 12 уплотнения. В других конструкциях остекления электропроводные контакты 30 могут проходить в других направлениях, например, наружу из внешней периферийной кромки 18.

Электропроводные контакты 30 могут быть выполнены в виде отдельных выступов или продолжений частей корпуса 12 уплотнения. Эти выступы могут содержать электропроводные материалы. Например, контакты 30 могут содержать частицы одного или нескольких электропроводных металлов. Примерами соответствующих электропроводных металлов являются серебро, медь, алюминий, олово, сталь, железо, цинк и золото.

Например, в процессе формовки прижимного уплотнения 10 электропроводный материал можно добавлять к частям эластомерного материала, из которого формируются контакты 30, таким образом, что по окончании процесса формовки электропроводный материал оказывается внутри эластомера, из которого формируются контакты 30, выступающие из корпуса 12 уплотнения.

Как вариант, контакты 30 могут представлять собой отдельные электропроводные элементы, прикрепленные к корпусу 12 уплотнения. Например, контакты 30 могут быть отдельными электропроводными элементами, приклеенными к корпусу 12 уплотнения или соединенными с ним.

Как вариант, контакты 30 могут быть выполнены в виде выступов из корпуса 12 уплотнения, по меньшей мере частично покрытых электропроводным материалом, например, слоем какого-либо из вышеуказанных электропроводных металлов.

На электропроводных контактах 30 могут располагаться один или несколько дополнительных третьих буртиков 32. Например, они могут быть расположены на верхней поверхности электропроводного контакта 30. Третий буртик/буртики 32 являются электропроводными. Третий буртик 32 может быть выполнен, например, в процессе вышеописанной формовки электропроводных контактов 30. Электропроводные контакты 30 могут использоваться для обеспечения электрического контакта между возможным узлом отвода статических разрядов и фюзеляжем ЛА (например, каркасом фюзеляжа, как более подробно описано ниже).

Электропроводные контакты 30 выступают из корпуса 12 прижимного уплотнения (см. фиг. 1 и 5). Например, контакты 30 могут выступать радиально внутрь из внутренней периферийной кромки 20 остальной части корпуса 12 прижимного уплотнения. Например, контакты 30 могут выступать на расстояние 34 (относительно внутренней периферийной кромки 20 остальной части корпуса 12 уплотнения) в диапазоне от 0,05 до 0,5 дюйм (от 0,13 до 1,3 см), от 0,05 до 0,3 дюйм (от 0,13 до 0,8 см), от 0,05 до 0,12 дюйм (от 0,13 до 0,3 см), от 0,06 до 0,10 дюйм (от 0,15 до 0,25 см).

Как показано на фиг. 1-5, прижимное уплотнение 10 содержит встроенные компрессионные упоры 36. Компрессионные упоры 36 выполнены в виде материала или элемента, заключенного (например, полностью заключенного) внутри корпуса 12 уплотнения. Компрессионный упор 36 расположен по меньшей мере частично вокруг прилегающего сквозного отверстия 26. Компрессионные упоры 36 выполнены из материала с более высокой твердостью, чем материал корпуса 12 уплотнения. Таким образом, компрессионные упоры 36 тверже и/или обладают меньшей сжимаемостью, чем материал корпуса 12 уплотнения. В примере, показанном на фиг. 2, компрессионный упор 36 выполнен в виде кольцевого элемента 38 с внешней кромкой 40, определяющей его внешний диаметр, и внутренней кромкой 42, определяющей его внутренний диаметр. Компрессионный упор 36 может быть заформован в корпус 12 уплотнения в процессе производства прижимного уплотнения 10.

Компрессионные упоры 36 могут быть выполнены из металла. Примерами соответствующих применимых металлов являются сталь, олово, латунь, алюминий, железо и цинк. Например, кольцевой элемент 38 может быть выполнен из стали, например в виде стальной шайбы. Элемент 38 полностью заключен внутри корпуса 12 прижимного уплотнения, так что все металлические поверхности элемента 38 закрыты. Таким образом, когда крепежный элемент, например металлический болт, вставляется в сквозное отверстие 26, внешняя поверхность болта вступает в контакт только с эластомерным материалом, из которого выполнен корпус 12 уплотнения, и не касается элемента 38.

В качестве материала для изготовления компрессионного упора 36 можно выбирать материал, обладающий конкретной требуемой твердостью. Твердость можно выбрать таким образом, чтобы обеспечить желаемую конечную степень сжатия или прилагаемый к болту крутящий момент при установке прижимного уплотнения 10 на ЛА.

Кольцевой элемент 38 может иметь внешний диаметр 43 в диапазоне от 0,2 до 0,6 дюйм (от 0,5 до 1,5 см), от 0,2 до 0,5 дюйм (от 0,5 до 1,3 см), от 0,3 до 0,4 дюйм (от 0,8 до 1 см).

Кольцевой элемент 38 может иметь внутренний диаметр 44 в диапазоне от 0,1 до 0,5 дюйм (от 0,25 до 1,3 см), от 0,1 до 0,4 дюйм (от 0,25 до 1 см), от 0,1 до 0,3 дюйм (от 0,25 до 0,8 см), от 0,2 до 0,3 дюйм (от 0,5 до 0,8 см).

На фиг. 6 показана периферийная часть узла остекления 46 ЛА, содержащего остекление 48, прикрепленное к фюзеляжу ЛА, например к каркасу 50 фюзеляжа, в котором используется прижимное уплотнение 10 согласно настоящему изобретению. Как известно специалистам в данной области, обычное остекление ЛА, как правило, содержит несколько прозрачных слоев, соединенных друг с другом ламинированием с помощью полимерных прослоек. Для упрощения на фиг. 6 показан только внешний слой 52 остекления 48 ЛА. Однако следует иметь в виду, что настоящее изобретение может быть применено и к остеклению 48, содержащему несколько слоев. Внешний слой 52 имеет внешнюю поверхность 54, обращенную к пространству снаружи ЛА, и внутреннюю поверхность 56, обращенную к пространству внутри фюзеляжа ЛА.

Примеры материалов, применимых для слоя 52 (а также и для других слоев, если таковые присутствуют), включают в себя, но не ограничиваются, пластики (такие как акриловые полимеры, например полиакрилаты, полиалкилметакрилаты, такие как полиметилметакрилаты, полиэтилметакрилаты, полипропилметакрилаты и т.п.; полиуретаны; поликарбонаты; полиалкилтерефталаты, такие как полиэтилэнетерефталат (ПЭТ), полипропилэнетерефталаты, полибутиенэнетерофталаты и т.п.; полисилоскан-содержащиеполимеры или сополимеры любых мономеров для производства таковых или любые их смеси); ориентированный акриловый пластик; стекло, такое как обычное натриево-кальциево-силикатное стекло, боросиликатное стекло, свинцовое стекло, стекло с низким содержанием железа, легированное литием стекло или литий-алюмосиликатное стекло (стекло может быть отожженным, термообработанным или химически закаленным), а также комбинации всех вышеперечисленных материалов. Например, внешний слой 52 может быть выполнен из полимерного материала, такого как ориентированный акриловый пластик. Как вариант, внешний слой 52 может быть выполнен из стекла. В многослойном остеклении слои могут быть выполнены как из одного и того же материала, так и из разных материалов и могут иметь одинаковые или разные физические и/или оптические свойства. Например, один или несколько слоев остекления могут быть прозрачными или полупрозрачными для видимого света. Термин "прозрачность" здесь означает способность пропускать от более чем 0% до 100% излучения видимой части спектра с длиной волны 550 нм, например, пропускать по меньшей мере 50%, по меньшей мере 60%, по меньшей мере 70%, по меньшей мере 75%, по меньшей мере 80%, по меньшей мере 90% или по меньшей мере 92% излучения с длиной волны 550 нм. Например, материал может пропускать по меньшей мере 80% излучения видимой части спектра с длиной волны 550 нм.

Как вариант, один или несколько слоев остекления могут быть полупрозрачными. Термин "полупрозрачность" означает способность пропускания электромагнитной энергии (например, видимого света с длиной волны 550 нм), но с рассеиванием, таким образом, что объекты, находящиеся с противоположной стороны от наблюдателя, видны нечетко.

На внешнюю поверхность 54 внешнего слоя 52 может быть нанесено электропроводное покрытие 58. Электропроводное покрытие 58 может располагаться непосредственно на внешней поверхности 54. Как вариант, между внешней поверхностью 54 и электропроводным покрытием 58 может быть нанесено одно или несколько дополнительных покрытий или слоев. Примерами таких дополнительных покрытий являются грунтовочный слой и кремний-ионо-запирающий слой.

Покрытие 58 может быть однослойным и многослойным. Например, покрытие 58 может содержать один или несколько оксидных слоев, таких как слои окислов металлов. Примерами применимых оксидных материалов являются окислы цинка, олова, кремния, алюминия, циркония, а также их смесей и/или сплавов. Оксидный материал может содержать одну или несколько присадок, служащих для повышения электропроводности и/или изменения способности пропускать ИК и/или УФ-излучение. Примерами присадок являются железо, алюминий, фтор, сурьма, цирконий, никель, титан, кобальт, хром и их комбинации. Например, покрытие 58 может содержать по меньшей мере одно из группы веществ, включающей в себя оксид индия и олова, оксид алюминия-цинка и оксид индия-цинка.

Покрытие 58 может также включать в себя один или несколько ИК-отражающих металлических слоев. Например, электропроводное покрытие 58 может представлять собой покрытие для контроля солнечного излучения, содержащее один или несколько ИК-отражающих металлических слоев, а также один или несколько оксидных слоев.

Как вариант, покрытие 58 может представлять собой или может включать в себя защитное покрытие, например покрытие с одним или несколькими металлооксидными слоями, служащими для обеспечения механической и/или химической защиты нижерасположенных слоев. Например, защитное покрытие может представлять собой смесь алюминия и кремния.

Как вариант, покрытие 58 может представлять собой или может содержать ЭМИ-покрытие, служащее для защиты от повреждений, вызываемых электромагнитными импульсами.

В примере, показанном на фиг. 6, внешний слой 52 содержит удлиненный участок 60, толщина которого меньше толщины остальной части слоя 52, и образующий кромку 62 по периметру слоя 52. Внутренняя поверхность 18 прижимного уплотнения 10 взаимодействует с этим удлиненным участком 60, таким образом, что при установке остекления 48 на фюзеляже ЛА, например на каркасе 50, прижимное уплотнение 10 располагается между удлиненным участком 60 слоя 52 и фюзеляжем ЛА, например, каркасом 50 фюзеляжа. Как видно из фиг. 6, электропроводный контакт 30 прижимного уплотнения 10 находится в электрическом контакте, например, непосредственно касается металлического каркаса 50 фюзеляжа.

Узел остекления 46 может включать в себя узел отвода статических разрядов 66 согласно настоящему изобретению. Узел отвода статических разрядов 66 содержит гибкий электропроводный элемент 68, проходящий от внешней поверхности 54 слоя 52 к электропроводному контакту 30 прижимного уплотнения 10. Внешний край 70 электропроводного элемента 68 электрически контактирует с внешней поверхностью 54 слоя 52 (или с электропроводным покрытием 58, если оно имеется). Внутренний край 72 электропроводного элемента 68 контактирует с электропроводным контактом 30 прижимного уплотнения 10. Электропроводный элемент 68 обеспечивает электрическое соединение внешней поверхности 54 слоя 52 (например, электропроводного покрытия 58, если таковое присутствует) с электропроводным контактом 30 и, следовательно, отвод статических разрядов с внешней поверхности 54. Поскольку электропроводный контакт 30 электрически контактирует (например, находится в непосредственном контакте) с металлическим фюзеляжем ЛА, например с металлическим каркасом 50 фюзеляжа, электропроводный элемент 68 обеспечивает электрический путь или отвод электростатических зарядов с электропроводного покрытия 58 (или с внешней поверхности 54 слоя 52, если электропроводное покрытие 58 отсутствует) на электропроводный контакт 30 и далее на металлический каркас 50 фюзеляжа. Это обеспечивает непрерывное разряжение или отвод электростатических зарядов с внешней поверхности 54 (или с электропроводного покрытия 58, если оно имеется) на каркас 50 фюзеляжа. В результате уменьшается или предотвращается накопление создаваемого осадками электростатического заряда на остеклении 48 ЛА.

Электропроводный элемент 68 может быть гибким электропроводным элементом. Например, электропроводный элемент 68 может представлять собой гибкую электропроводную ленту. Такую ленту можно легко присоединить (например, приклеить) к остеклению 48 ЛА. Например, можно использовать гибкие электропроводные ленты CHO-FOIL, CHO-FAB, и SHIELD WRAP, выпускаемые компанией Chomerics Company of Woburn, шт. Массачусетс, США. Благодаря гибкости ленты легко обеспечивается контакт внешнего края 70 ленты с электропроводным покрытием 58 (или внешней поверхностью 54 слоя 52, если электропроводное покрытие 54 отсутствует), а внутренний край 72 ленты может растягиваться вдоль по меньшей мере части удлиненного участка 60 слоя 52. При контакте прижимного уплотнения 10 с удлиненным участком 60 нижняя часть (внутренний край) электропроводного контакта 30 электрически контактирует с внутренним краем 72 ленты, и электропроводный третий буртик 32 электропроводного контакта 30 контактирует с металлическим фюзеляжем ЛА, например с каркасом 50 фюзеляжа.

Как показано на фиг. 7-9, узел остекления 46 может содержать один или несколько влагоудерживающих барьеров 76, служащих для предотвращения проникновения влаги в узел остекления 46. Влагоудерживающий барьер 76 может представлять собой обычную гибкую Z-образную ленту из стеклопластика с внешним участком 78, соединенным (например, посредством приклеивания) с внешней поверхностью 54 внешнего слоя 52, например, к электропроводному покрытию 58, если оно имеется. Как показано на фиг. 8, в областях, где электропроводные контакты 30 отсутствуют, внутренний участок 80 влагоудерживающего барьера 76 может быть приклеен к внешней поверхности удлиненного участка 60. Как показано на фиг. 7 и 9, в местах, где расположены электропроводные контакты 30, внешний участок 78 Z-образной ленты может накладываться по меньшей мере на часть электропроводного элемента 68, закрывая и защищая электропроводный элемент 68. Внутренний участок 80 ленты из стеклопластика может иметь паз или вырез для электропроводного элемента 68 (например, электропроводной ленты), чтобы в этом месте внутренний участок 80 ленты не накладывался на внутренний край 72 электропроводного элемента 68, прилегающего к нижней части электропроводного контакта 30, с целью предотвращения нарушения электрического контакта электропроводного элемента 68 (например, электропроводной ленты) с электропроводным контактом 30 прижимного уплотнения 10.

Прижимное уплотнение 10 согласно настоящему изобретению обеспечивает ряд преимуществ по сравнению с узлами остекления обычной конструкции. Например, как показано на фиг. 6, при креплении болтами остекления 48 к металлическому фюзеляжу болты 90 вставляются в сквозные отверстия 26, проходя сквозь корпус 12 уплотнения. При приложении крутящего момента для затягивания болтов 90 болты 90 сжимают компрессионные упоры 36. Поскольку компрессионные упоры 36 обладают более высокой твердостью, чем материал остальной части корпуса 12 прижимного уплотнения), это позволяет применить больший крутящий момент, чем тот, который возможен при отсутствии компрессионных упоров 36, без повреждения корпуса 12 уплотнения. Области повышенной твердости, создаваемые компрессионными упорами 36, располагаются только в местах расположения сквозных отверстий 26 (т.е. в местах, куда вставляются болты 90). Это значит, что остальные области корпуса 12 уплотнения могут иметь меньшую твердость, что обеспечивает эластичность и упругость корпуса 12 уплотнения при нормальных условиях эксплуатации. Компрессионные упоры 36 минимизируют упомянутые выше проблемы, связанные с ослаблением затяжки болтов вследствие пережатия уплотнения.

Узел отвода статических разрядов 68 также обеспечивает несколько преимуществ. При накоплении создаваемого осадками электростатического заряда на внешней поверхности 54 внешнего слоя 52 данный заряд непрерывно отводится с внешнего слоя 52, через электропроводный элемент 68, на металлический каркас 50 фюзеляжа. Таким образом, предотвращается накопление электростатического заряда на остеклении 48 до уровня, наблюдавшегося в имеющихся конструкциях, перед внезапным разрядом на расположенную рядом металлическую обшивку ЛА. Это предотвращает или минимизирует возможное повреждение остекления 48 и расположенного рядом оборудования, а также помогает предотвратить возникновение помех авиационной связи и навигационного оборудования.

Специалисты в данной области без труда поймут, что возможны изменения и модификации настоящего изобретения без выхода за рамки сущности изобретения, раскрываемой в вышеприведенном описании. Соответственно конкретный вариант реализации изобретения подробно рассмотренный и поясняемый с помощью чертежей, носит лишь иллюстративный характер и никоим образом не ограничивает объем изобретения, который во всей своей полноте определяется только пунктами прилагаемой формулы изобретения и их эквивалентными формулировками.

Изобретение относится к остеклению летательных аппаратов (ЛА). Узел остекления ЛА содержит остекление, включающее в себя слой, имеющий внешнюю поверхность и удлиненный участок, при этом толщина удлиненного участка меньше толщины остальной части слоя, причем удлиненный участок образует кромку по периметру слоя, прижимное уплотнение, опциональный узел отвода статических разрядов. Прижимное уплотнение содержит корпус и встроенный компрессионный упор. Опциональный узел содержит гибкий электропроводный элемент, содержащий первый край, находящийся в электрическом контакте с внешней поверхностью слоя и/или опциональным электропроводным покрытием, и второй край, выполненный с возможностью контакта с прижимным уплотнением. В корпусе прижимного уплотнения содержится сквозное отверстие. При этом компрессионный упор выполнен в виде кольцевого элемента, твердость которого выше твердости корпуса, и заключен внутри корпуса, и частично окружает сквозное отверстие. Достигается уменьшение ослабления затяжки и/или крутящего момента в процессе эксплуатации. 6 н. и 28 з.п. ф-лы, 9 ил.

1. Узел остекления летательного аппарата, содержащий

остекление летательного аппарата, включающее в себя по меньшей мере один слой, имеющий внешнюю поверхность и удлиненный участок,

при этом толщина удлиненного участка меньше толщины остальной части по меньшей мере одного слоя, причем удлиненный участок образует кромку по периметру по меньшей мере одного слоя,

прижимное уплотнение, выполненное с возможностью взаимодействия с удлиненным участком по меньшей мере одного слоя, при этом прижимное уплотнение содержит корпус и по меньшей мере один встроенный компрессионный упор, и

опциональный узел отвода статических разрядов, содержащий по меньшей мере один гибкий электропроводный элемент, содержащий первый край, находящийся в электрическом контакте с внешней поверхностью слоя и/или опциональным электропроводным покрытием, и второй край, выполненный с возможностью контакта с прижимным уплотнением.

2. Узел остекления по п.1, включающий в себя прижимное уплотнение и узел отвода статических разрядов.

3. Узел остекления по любому из пп.1 или 2, в котором по меньшей мере один слой является внешним слоем.

4. Узел остекления по п.1, в котором по меньшей мере один слой выполнен из материала, выбранного из группы материалов, в которую входят ориентированный акриловый пластик и стекло.

5. Узел остекления по п.1, в котором компрессионный упор выполнен в виде кольцевого элемента, заключенного внутри корпуса прижимного уплотнения.

6. Узел остекления по п.1, в котором компрессионный упор выполнен из металла.

7. Узел остекления по п.1, в котором прижимное уплотнение содержит по меньшей мере один первый буртик, проходящий по меньшей мере частично вокруг прижимного уплотнения.

8. Узел остекления по п.1, в котором прижимное уплотнение содержит по меньшей мере одно сквозное отверстие, при этом компрессионный упор расположен по меньшей мере частично вокруг сквозного отверстия.

9. Узел остекления по п.8, в котором прижимное уплотнение содержит второй буртик, расположенный рядом со сквозным отверстием.

10. Узел остекления по п.1, в котором прижимное уплотнение содержит по меньшей мере один электропроводный контакт.

11. Узел остекления по п.10, в котором по меньшей мере один электропроводный контакт образован удлиненным участком корпуса прижимного уплотнения и содержит электропроводный материал, введенный в удлиненный участок корпуса прижимного уплотнения, образующий электропроводный контакт.

12. Узел остекления по любому из пп.10 или 11, в котором по меньшей мере один электропроводный контакт выступает радиально внутрь из корпуса прижимного уплотнения.

13. Узел остекления по любому из пп.10 или 11, в котором по меньшей мере один электропроводный контакт содержит выступающий из него электропроводный третий буртик (32).

14. Узел остекления по п.1, в котором компрессионный упор выполнен в виде стальной шайбы.

15. Узел остекления по п.1, содержащий электропроводное покрытие, нанесенное по меньшей мере на части внешней поверхности по меньшей мере одного слоя.

16. Узел остекления по п.15, в котором первый край электропроводного элемента находится в электрическом контакте с электропроводным покрытием.

17. Узел остекления по п.1, в котором второй край электропроводного элемента находится в электрическом контакте с электропроводным контактом прижимного уплотнения.

18. Узел остекления по п.1, в котором по меньшей мере часть прижимного уплотнения находится в электрическом контакте с металлическим компонентом фюзеляжа летательного аппарата.

19. Узел остекления по п.1, включающий в себя влагоудерживающий барьер, содержащий внешний участок, закрывающий по меньшей мере часть внешней поверхности по меньшей мере одного слоя и/или опционального электропроводного покрытия, и внутренний участок, соединенный с удлиненным участком и/или закрывающий по меньшей мере часть электропроводного элемента.

20. Узел остекления по п.19, в котором внутренний участок влагоудерживающего барьера содержит вырез.

21. Узел остекления летательного аппарата по п.1, содержащий

остекление (48) летательного аппарата, включающее в себя по меньшей мере один слой с внешней поверхностью и удлиненным участком, при этом материал по меньшей мере одного слоя выбран из группы, состоящей из стекла и полимеров,

электропроводное покрытие, нанесенное по меньшей мере на части внешней поверхности,

прижимное уплотнение, выполненное с возможностью зацепления с удлиненным участком по меньшей мере одного слоя, при этом прижимное уплотнение содержит корпус, включающий в себя по меньшей мере один электропроводный контакт и по меньшей мере одно сквозное отверстие,

по меньшей мере один компрессионный упор, заключенный внутри корпуса прижимного уплотнения, причем компрессионный упор по меньшей мере частично окружает сквозное отверстие,

узел отвода статических разрядов, содержащий по меньшей мере один гибкий электропроводный элемент, имеющий первый край, находящийся в электрическом контакте с электропроводным покрытием, и второй край, находящийся в электрическом контакте с по меньшей мере одним электропроводным контактом прижимного уплотнения.

22. Прижимное уплотнение для узла остекления летательного аппарата, содержащее корпус, содержащий по меньшей мере одно сквозное отверстие, и по меньшей мере один компрессионный упор, выполненный в виде кольцевого элемента, твердость которого выше твердости корпуса, и заключенный внутри корпуса и по меньшей мере частично окружающий по меньшей мере одно сквозное отверстие.

23. Прижимное уплотнение по п.22, в котором компрессионный упор выполнен из металла.

24. Прижимное уплотнение по п.22, содержащее по меньшей мере один первый буртик (24), проходящий по меньшей мере частично вокруг прижимного уплотнения.

25. Прижимное уплотнение по п.22, содержащее второй буртик, расположенный рядом со сквозным отверстием.

26. Прижимное уплотнение по п.22, содержащее по меньшей мере один электропроводный контакт.

27. Прижимное уплотнение по п.26, в котором по меньшей мере один электропроводный контакт выполнен в виде удлиненного участка корпуса прижимного уплотнения и содержит электропроводный материал, введенный в удлиненный участок корпуса прижимного уплотнения, образующий электропроводный контакт.

28. Прижимное уплотнение по любому из пп.26 или 27, в котором по меньшей мере один электропроводный контакт выступает радиально внутрь из корпуса прижимного уплотнения.

29. Прижимное уплотнение по любому из пп.26 или 27, в котором по меньшей мере один электропроводный контакт содержит выступающий из него электропроводный третий буртик (32).

30. Прижимное уплотнение по п.22, в котором компрессионный упор выполнен в виде стальной шайбы.

31. Применение узла остекления по любому из пп.1-21 в транспортном средстве, в частности в летательном аппарате.

32. Применение прижимного уплотнения по любому из пп.22-30 в узле остекления летательного аппарата.

33. Применение прижимного уплотнения и узла отвода статических разрядов по любому из пп.1-30 в остеклении транспортного средства, в частности в остеклении летательного аппарата.

34. Летательный аппарат, содержащий узел остекления по любому из пп.1-21.