ЛЕТАТЕЛЬНЫЙ АППАРАТ, ПРИМЕНЯЮЩИЙ МНОГОСИСТЕМНЫЕ СОЕДИНИТЕЛЬНЫЕ УСТРОЙСТВА
AIRCRAFT INCORPORATING MULTISYSTEM CONNECTORS

Область техники, к которой относится изобретение
Изобретение относится к летательному аппарату, применяющему многосистемные соединительные устройства.
В нижеследующем для простоты описания рассматривается летательный аппарат типа самолета.
Уровень техники
В контексте развития новых самолетов авиакомпании требуют от производителей летательных аппаратов обеспечить их самолетами с более гибкими салонами. Авиакомпании хотят иметь возможность реконфигурировать компоновку салона своих самолетов в течение все более короткого времени, чтобы как можно меньше обездвиживать свои самолеты. Их цель состоит в полной реконфигурации салона самолета в грузовой зоне, которая является очень скоростной. В этой перспективе замысел изобретения состоит в приспособлении быстро устанавливаемых моделей среди распределенных систем (воздушной, водной, электрической, кислородной,…) и подлежащих установке в салоне агрегатов (блоков приготовления пищи, сидений, контейнеров,…), чтобы обеспечить эту гибкость салона.
Подлежащая решению техническая проблема состоит с обеспечении установки этих систем:
- более гибким,
- более быстрым,
- более простым, и
- более укрупненным образом.
При рассмотрении примерной модификации внутренности салона самолета, как иллюстрируется на фиг.1А и 1В, конфигурация передней части самолета 10 в области 11 модифицирована между иллюстрацией по фиг.1А и иллюстрацией по фиг.1 В путем замены рядов из двух сидений рядами из трех сидений, например, чтобы увеличить площадь поверхности, выделенной для эконом-класса, по отношению к бизнес-классу. Каждая из этих модификаций включает в себя снижение расстояния между двумя следующими друг за другом рядами сидений, а, следовательно, модификации на уровне систем для подачи воздуха, электричества, … пассажирам.
Поэтому необходимо предусмотреть интерфейсы, которые доступны по всему салону летательного аппарата, чтобы обеспечить все возможные ситуации без необходимости в модификации трассировок различных распределенных систем.
В рассмотренном выше примере более тесного переноса сидений необходимо подавать воздух для рассеивателей 21 и электричество для индивидуальных подсветок 20 и экранов ЖКД (жидкокристаллических дисплеев) для каждого пассажира, как иллюстрируется на фиг.2А и 2В.
Как иллюстрируется на фиг.3А, 3В и 3С, воздушная выпускная система (трубопровод 30) проходит над вешалками, чтобы соединиться с воздушными рассеивателями 31.
Что касается распределения электричества, то имеются электрические соединения через пол, например, для экранов ЖКД, установленных на сидениях, через вешалки для индивидуального освещения.
В отношении кислорода, подлежащего подаче в кислородные маски в случае разгерметизации, можно использовать
- либо пиротехнические картриджи 41: в случае разгерметизации, как проиллюстрировано на фиг.4, выпадают кислородные маски 40. Каждый пассажир натягивает маску быстрым движением, чтобы запустить химическую реакцию внутри соответствующего картриджа 41, который обеспечивает кислород. В этом случае необходимо обеспечить электрический сигнал для освобождения каждой кислородной маски в случае разгерметизации,
- либо кислородные баллоны 50, как иллюстрируется на фиг.5А, или устройства типа низких коробок: с обоими этими типами оборудования кислород должен распределяться через магистрали 51, как иллюстрируется на фиг.5В, до масок, и потому в салоне должны быть предусмотрены соединения для кислорода в дополнение к электрическим сигналам.
В случае блоков приготовления пищи (умывальников или кухонного оборудования, предназначенного для приготовления пищи для пассажиров и содержащих тележки для пищи), нужно подавать, в частности, воду, электричество и охлаждающий воздух.
Установки этих различных систем независимы друг от друга с разделением между подачей воздуха и электрическими кабелями, например. Когда авиакомпания покупает самолет, устанавливается определение систем для питания салона. Любая модификация компоновки салона требует длительного и дорогостоящего процесса, который делает необходимым повторные разработки, сертификацию.
Одной из технических проблем, подлежащих решению разработчиками самолетов, является поэтому задача сделать доступными для компоновки салона интерфейсы достаточно регулярным образом вдоль внутренних стен салона самолета, чтобы соединять различные системы, сохраняя в то же время модульность салона, т.е. некоторое число конфигураций для компоновки последнего. Поэтому решение такой технической проблемы требует обеспечения возможности приспосабливаемости систем и быстрых упрощенных соединений без риска ошибки.
Раскрытие изобретения
Цель изобретения, следовательно, состоит в предложении многосистемных соединительных устройств, через которые можно запитывать различные системы в салоне самолета простым, быстрым, гибким и надежным образом без необходимости переопределять ни всю установку, ни различные воздушные, водные, электрические системы (освещение, электрические сигналы, экраны ЖКД или кислородные, если не используются пиротехнические картриджи).
Конкретнее, цель изобретения состоит в предложении соединительных устройств, которые можно использовать всеми системами, подлежащими соединению в рядах сидений, которые не нарушают цепи отличных систем, когда они не соединены. Эти соединительные устройства должны поэтому оставаться герметизированными, изолированными (в зависимости от систем: воздушных, водных, электрических систем), чтобы не создавать утечек, когда устройство соединения не используется и не соединяется ни с какими магистралью и (или) кабелем.
Изобретение относится к летательному аппарату, например к самолету, содержащему салон, на по меньшей мере одной стенке которого прикреплены первые участки нескольких многосистемных соединительных устройств, причем каждое устройство содержит штыревую часть, или штепсель, и охватывающую часть, или гнездо, способные вставляться одна в другую, отличающемуся тем, что каждая из штыревой и охватывающей частей содержит:
- первые средства для соединения с источником жидкости и (или) газа в летательном аппарате;
- вторые средства для соединения с источником электричества и (или) электрических сигналов летательного аппарата.
Преимущественно, первые средства образуют центральный трубопровод, а вторые соединительные средства образуют цилиндрическую часть, пронизанную центральным проходом, концентричным с первыми средствами.
В первом и втором вариантах осуществления гнездо содержит:
- первый участок, который образует основание, снабженное по меньшей мере одним отверстием, позволяющим присоединять его к магистрали выпуска газа или воды, пронизанной в своей середине проходом,
- второй участок, который образует полую цилиндрическую часть, прочно прикрепленную к первому участку перпендикулярно последнему, так что полый участок этой цилиндрической части сообщается с проходом первого участка.
Преимущественно, этот второй участок содержит три концентрических участка, которые представляют собой, начиная с середины:
- первый цилиндрический рукав, способный впускать жидкость или газ,
- первый цилиндрический электрический соединительный участок, образующий конец первых электрических кабелей,
- первое запорное кольцо.
Преимущественно, в этих вариантах осуществления штекер содержит три концентрических участка, которые представляют собой, начиная с середины:
- второй цилиндрический рукав, способный впускать жидкость или газ,
- второй цилиндрический электрический соединительный участок, образующий конец вторых электрических кабелей,
- второе запорное кольцо, способное действовать совместно с первым кольцом, чтобы прочно скреплять штекер и гнездо.
Преимущественно, запорное кольцо представляет собой запорное кольцо самозапирающегося типа или четвертьоборотную запорную систему.
Преимущественно, полая цилиндрическая часть гнезда содержит противовозвратный клапан, который может использовать шар и пружину.
Преимущественно, защитная крышка позволяет защищать каждое гнездо.
В четвертом варианте осуществления вторые соединительные средства содержат средства для передачи высокопроизводительных сигналов, например электрические соединения типа quadrax или оптических волокон, с центральным проходом.
В пятом варианте осуществления каждое гнездо и каждый соответствующий штекер содержит четыре отверстия, обеспечивающих:
- электрическое соединение,
- воздушное соединение,
- водное соединение, и
- кислородное соединение, соответственно;
причем сделано разделение между первыми двумя соединениями и двумя последними соединениями.
Изобретение также относится к летательному аппарату, применяющему соединительные устройства, как определено выше, причем гнезда этих устройств доступны на фитингах салона.
Многосистемные устройства по изобретению обеспечивают:
- выигрыш во времени для установки и разборки систем в салоне,
- снижение рисков ошибки или вследствие забывчивости во время конфигурирования салона, причем установка систем упрощается (требуется единственный штекер вместо двух),
- выигрыш в пространстве,
- ответ на технические проблемы, выдвинутые быстрой и интегрированной компоновкой кабины и получение требуемой гибкости.
Осуществление изобретения
Фиг.1А и 1В иллюстрируют возможную модификацию конфигурации салона самолета.
Фиг.2А и 2В иллюстрируют блоки видов рассеивателей воздуха, освещения, звуковых сигналов, сделанных доступными для пассажиров самолета.
Фиг.3А, 3В и 3С иллюстрируют воплощение пассажирских рассеивателей воздуха внутри салона самолета.
Фиг.4 иллюстрирует пиротехнический картридж с кислородными масками внутри салона самолета.
Фиг.5А и 5В иллюстрируют баллоны для хранения кислорода, а также для распределения кислорода к пассажирским маскам.
Фиг.6 иллюстрирует многосистемное соединительное устройство, сделанное доступным вдоль внутренних фитингов салона самолета, согласно изобретению.
Фиг.7А, 7В и 7С иллюстрируют альтернативные местонахождения многосистемных соединительных устройств на виде в разрезе самолетного салона согласно изобретению.
Фиг.8А и 8В иллюстрируют первый вариант осуществления устройства перед и после соединения, соответственно, согласно изобретению.
Фиг.9А-9Е иллюстрируют различные характеристики этого первого варианта осуществления.
Фиг.10А и 10В иллюстрируют вид в разрезе гнезда устройства в четвертом варианте осуществления согласно изобретению.
Фиг.11 иллюстрирует вид в разрезе гнезда устройства в пятом варианте осуществления согласно изобретению.
Подробное описание предпочтительных вариантов осуществления
Изобретение относится к летательному аппарату, содержащему салон, на по меньшей мере одной стенке которого прикреплены первые участки нескольких многосистемных соединительных устройств, причем каждое устройство содержит штыревую часть, или штепсель, и охватывающую часть, или гнездо, способные вставляться одна в другую, и одна из этих частей, например гнездо, способна прикрепляться к фитингам салона этого самолета.
Каждая из этих двух штыревой и охватывающей частей содержит:
- первые средства для соединения с источником жидкости, например воды, и (или) газа, например воздуха или кислорода, в летательном аппарате,
- вторые средства для соединения с источником электричества и (или) электрических сигналов летательного аппарата.
С данным изобретением возможно устанавливать по всему салону самолета гнезда таких многосистемных устройств, которые могут быть модульными, что обеспечивает одновременное соединение электричества, воздуха и (или) воды без рисков ошибки при установке. Системы, снабженные соответствующим штекером, можно затем соединять с этими различными гнездами.
В случае, когда системы не соединены, каждое гнездо герметизировано (в отношении воды, воздуха, кислорода) или изолировано защитной крышкой (электричество), чтобы избежать любых утечек и любых рисков аварий.
С устройством по изобретению возможно предлагать вдоль внутренней стенки салона самолета гнезда, разнесенные друг от друга на заданное расстояние (Δ мм), причем каждое из этих гнезд обеспечивает соединение систем, требуемых для ряда сидений, например. Таким образом, как иллюстрируется на фиг.6, гнезда могут устанавливаться в положение 60 на плинтусе 61 на боковой стороне салона, чтобы соединяться с воздушной магистралью 62.
Эти гнезда могут также размещаться в различных местоположениях вдоль салона самолета, например на уровне пола или на потолке в зависимости от местонахождения систем, как иллюстрируется на фиг.7А, 7В и 7С. Электрические линии 70, воздушная магистраль 71, расположенная позади стенки или плинтуса (фиг.7А), под потолком (фиг.7В) или под полом (фиг.7С) и гнездо 72 также показаны на этих чертежах.
Ниже будут рассмотрены несколько вариантов осуществления устройства по изобретению.
Первый вариант осуществления устройства по изобретению
В данном первом варианте осуществления соединительное устройство по изобретению обеспечивает соединение как газа, например воздуха, так и электричества или электрических сигналов, которые представляют собой две системы, не требующие ограничивающего разделения.
Как иллюстрируется на фиг.8А и 8В, соединительное устройство далее состоит из двух частей:
- гнезда 80, которое будет прикреплено между воздушной магистралью 82 и фитингами 83 салона (плинтусом) и которое принимает первые электрические кабели 84,
- штекера 81, соединенного с системами салона, в частности через вторые электрические кабели 85, способного вставляться в гнездо 80, как иллюстрируется на фиг.8А и 8В, перед и после соединения обеих этих частей 80 и 81.
Как иллюстрируется на фиг.9А, гнездо 90 содержит:
- первый участок 91, который образует основание, здесь - треугольное основание, снабженное по меньшей мере одним отверстием 92, позволяющим присоединять его к магистрали выпуска газа или воды, пронизанной в своей середине проходом 93,
- второй участок 94, который образует полую цилиндрическую часть, прочно прикрепленную к первому участку перпендикулярно последнему, так что полый участок 95 этой части, содержащий противовозвратный клапан 107, сообщается с проходом первого участка.
Этот второй участок 94 содержит три концентрических участка, которые представляют собой, начиная с середины:
- первый цилиндрический рукав 96, способный впускать жидкость или газ,
- первый цилиндрический электрический соединительный участок 97, образующий конец первых электрических кабелей 99,
- первое запорное кольцо 98, например, самозапирающегося типа.
Как иллюстрируется на фиг.9В, штекер 10 также содержит сам три концентрических участка, которые представляют собой, начиная с середины:
- второй цилиндрический рукав 101, способный впускать жидкость или газ,
- второй цилиндрический электрический соединительный участок 102, образующий конец вторых электрических кабелей 103,
- второе запорное кольцо 104, способное действовать совместно с первым кольцом 98, чтобы прочно скреплять штекер 100 и гнездо 90, как иллюстрируется на фиг.9С.
Как иллюстрируется на фиг.9D, второй цилиндрический рукав 102 может быть преимущественно соединен с кольчатой трубой 105, с которой можно получить некоторую гибкость во время установки систем в салоне, а также с которой возможно избежать передачи усилий и перемещений между компонентами, установленными в салоне, и гнездом.
Когда, как показано на фиг.9Е, штекер 100 соединен с гнездом 90, происходит согласование:
- отверстий 96 и 101 первого и второго цилиндрических рукавов, позволяющее газу 112 втекать в соединенные системы,
- первого и второго соединительных участков 97 и 102, позволяющее второму электрическому кабелю 103 соединенных систем соединяться с первыми электрическими кабелями, подающими электричество или электрические сигналы 99.
Гнездо 90 может прикрепляться на магистраль кондиционирования воздуха. Электрические кабели соединяются там вокруг воздушного соединения с учетом ограничений на установку авиационной электрики, например, связанных с радиусом кривизны.
Когда никакой штекер 100 не вставлен в гнездо 90, противовозвратный клапан 107, показанный на фиг.9D (система из шара 110 + пружины 111), будет блокировать газовое выпускное отверстие и обеспечивать герметизацию. Действительно, когда штекер 100 станет соединенным с гнездом 90, пружина противовозвратного клапана 107 сжимается, и шар 110 отталкивается назад, чтобы дать газу проходить через этот клапан. Противовозвратный клапан может быть клапаном без какой-либо прокладки, чтобы избежать каких-либо операций по обслуживанию. В данном варианте осуществления противовозвратный клапан 107 использует шар 110 и пружину 111, но можно предусмотреть любую другую форму, известную специалисту, чтобы сделать устройство более легким.
Что касается электрического соединения, на каждом гнезде 90 можно установить защитную крышку, чтобы предотвратить попадание конденсата в полости гнезда. Таким образом, несколько гнезд могут быть расположены в салоне самолета, чтобы отвечать условию гибкости компоновки салона без каких-либо рисков утечек воздуха.
Данный первый вариант осуществления имеет следующие преимущества:
- две системы: газ + электричество (и (или) электрические сигналы) могут подключаться в одно и то же время;
- для двух соединений используется единственная запорная система;
- нет рисков ошибки в соединении или вследствие забывчивости; для нескольких систем используется единственный штекер;
- для обеих систем гарантируется уплотнение (воздушное, электрическое), будь то режим соединения или режим разъединения.
Второй вариант осуществления устройства согласно изобретению
В первом варианте осуществления многосистемное соединительное устройство обеспечивает газовое или электрическое соединения, которые нужно сделать для систем. Но можно также предусмотреть соединение других систем за счет обеспечения модульности в соединении жидкость-электричество. Данный второй вариант осуществления также позволяет сделать водное соединение для применения, например, к блокам приготовления пищи.
В данном втором варианте осуществления соответствующие гнездо 90 и штекер 100 имеют жидкостное соединение в середине и электрическое соединение на периферии, которое может быть модульным и которое можно удалять или нет в зависимости от необходимости. Действительно, по причинам разделения между системами возможно не оставлять электрических соединений вокруг водного соединения.
Преимущество данного второго варианта осуществления состоит в том, что обеспечивается развитие одного и того же многосистемного соединительного устройства, которое может быть модульным, что обеспечивает соединение нескольких систем и что, кроме того, соответствует существующим авиационным стандартам.
Третий вариант осуществления устройства по изобретению
В данном третьем варианте осуществления изобретения скоростное запорное кольцо самозапирающегося типа заменено быстрой четвертьоборотной запорной системой, называемой «Быстрое разъединение».
В случае такой запорной системы перемещение для запирания кольца состоит в повороте вокруг центральной оси вдоль кольца в отличие от запора самозапирающегося типа, где перемещение выполняется по оси. Это четвертьоборотное запирание имеет преимущество менее громоздкого запорного устройства.
Четвертый вариант осуществления устройства по изобретению
В данном четвертом варианте осуществления изобретения используются электрические соединения, обеспечивающие передачу высокопроизводительных сигналов сетей Ethernet.
Как иллюстрируется на фиг.10А и 10В, можно использовать электрические соединения 120 типа quadrax или оптоволоконные соединения 121 с центральным проходом, соответственно.
Пятый вариант осуществления устройства по изобретению
В данном пятом варианте осуществления изобретения, как иллюстрируется на фиг.11, используется многосистемное соединительное устройство, различные участки которого не являются концентрическими.
Каждое гнездо и каждый соответствующий штекер содержат четыре отверстия 130, 131, 132 и 133, соответственно, обеспечивающие:
- электрическое соединение,
- воздушное соединение,
- водное соединение, и
- кислородное соединение,
причем сделано разделение 134 между первыми двумя соединениями и двумя последними соединениями.
Такой вариант осуществления имеет поэтому преимущество обеспечения интеграции принципов разделения между различными системами.