КОНСТРУКЦИЯ КРЕПЛЕНИЯ КОМПОНЕНТОВ ВНУТРЕННЕГО ОБОРУДОВАНИЯ В ПАССАЖИРСКОМ САЛОНЕ САМОЛЕТА
STRUCTURE FOR FASTENING AIRLINER CABIN INTERNAL EQUIPMENT COMPONENTS

Область применения изобретения
Изобретение в общем имеет отношение к установке оборудования на самолете. В частности, настоящее изобретение имеет отношение к конструкции крепления, при помощи которой легко могут быть закреплены компоненты внутреннего оборудования пассажирского салона самолета. Кроме того, настоящее изобретение имеет отношение к самолету, конструкция фюзеляжа которого содержит пассажирский салон, в котором предусмотрена такая конструкция крепления.
Предпосылки к созданию изобретения
Вообще говоря, компоненты внутреннего оборудования закрепляют в пассажирских салонах самолета внизу или в полу салона, и/или вверху или в области потолка пассажирского салона. Такие компоненты внутреннего оборудования включают в себя, например, багажные полки, кухни-буфеты, места хранения груза, рабочее место стюарда, центры управления развлечениями или перегородки салонов различного класса, которые совместно в контексте настоящего изобретения обозначены как "компоненты внутреннего оборудования".
Обычно, для крепления этих компонентов внутреннего оборудования внизу, используют винтовые соединения, например, с балками кресел, которые имеют места крепления, расположенные с равными промежутками в продольном направлении самолета. В отличие от этого, для крепления компонентов внутреннего оборудования вверху, как правило используют компоненты каркаса, которые в верхней части конструкции фюзеляжа самолета имеют индивидуальную конструкцию, связанную с соответствующими компонентами внутреннего оборудования и их положениями установки, а также специально отфрезерованные конструкции. Эти конструкции передают нагрузки на фюзеляж, который содержит элементы каркаса, стрингеры и внешнюю оболочку, причем указанные нагрузки созданы за счет компонентов внутреннего оборудования.
В случае такого обычного крепления компонентов внутреннего оборудования с использованием специально сконструированных компонентов каркаса и отфрезерованных конструкций, предназначенных для крепления компонентов внутреннего оборудования вверху, крепление необходимо индивидуально согласовать с желательной конфигурацией салона. Таким образом, преимущества, полученные за счет равномерного расположения отверстий или за счет расположения мест крепления с одинаковыми промежутками на балках кресел в полу салона, или полученные за счет использования аналогичных конструкций на стороне фюзеляжа, не могут быть использованы для компонентов внутреннего оборудования, которые закреплены вверху.
Таким образом, обычное крепление компонентов внутреннего оборудования приводит к относительно негибким (не допускающим изменений) конфигурациям салона, которые могут быть переделаны только при существенных усилиях. Любое изменение конфигурации салона, принимая во внимание крепление компонентов внутреннего оборудования с использованием специально сконструированных компонентов каркаса и соответствующих отфрезерованных конструкций, приводит к необходимости замены большого числа компонентов. Более того, существенные изменения конфигурации салона могут быть проведены только имеющими специальный сертификат предприятиями, получающими разрешение компетентных органов, что приводит при изменении конфигурации салона к значительным финансовым затратам и к длительным простоям.
Сущность изобретения
Принимая во внимание описанные здесь выше известные виды крепления компонентов внутреннего оборудования в пассажирском салоне, которые приводят к относительно негибкой (не допускающей изменений) конфигурации салона, задачей настоящего изобретения является создание средств, при помощи которых компоненты внутреннего оборудования могут быть так закреплены в пассажирском салоне, что можно обеспечивать большую гибкость конфигурации по сравнению с известными видами крепления компонентов внутреннего оборудования.
Эта задача решена за счет конструкции крепления, которая предназначена для крепления компонентов внутреннего оборудования в пассажирском салоне конструкции фюзеляжа, причем указанная конструкция крепления, среди прочего, содержит элементы каркаса, смещенные друг от друга в продольном направлении фюзеляжа. В такой схеме расположения конструкция крепления содержит по меньшей мере одну системную опору, которая идет над полом салона по меньшей мере вдоль расстояния между двумя элементами каркаса. Для того, чтобы получить возможно менее жесткое и более гибкое крепление компонентов внутреннего оборудования к системной опоре, указанная системная опора имеет длину, вдоль которой она содержит множество средств крепления, равномерно смещенных друг от друга и предназначенных для крепления компонентов внутреннего оборудования, причем смещение друг от друга средств крепления меньше, чем смещение друг от друга элементов каркаса.
Любое указание, в данном описании, на то, что системная опора идет над полом салона, означает, что указанная системная опора идет в верхней области пассажирского салона или на другой стороне панельной обшивки потолка пассажирского салона, в продольном направлении конструкции фюзеляжа, в вершине (в верхней части) указанной конструкции фюзеляжа. Несмотря на то, что гибкость крепления компонентов внутреннего оборудования уже может быть достигнута, если системная опора идет только от одного элемента каркаса до следующего, само собой разумеется, что гибкость крепления может быть улучшена, если системная опора идет вдоль нескольких элементов каркаса, например, идет в продольном направлении вдоль всей длины пассажирского салона. За счет использования элементов крепления, которые расположены с равными промежутками вдоль длины системной опоры, может быть обеспечено гибкое крепление компонентов внутреннего оборудования вверху в пассажирском салоне. Так как элементы крепления смещены друг от друга, например, всего на один дюйм, то компоненты внутреннего оборудования могут быть закреплены в любом желательном положении с допуском один дюйм в продольном направлении пассажирского салона, так что может быть обеспечено индивидуальное и простое изменение конфигурации салона. Сами по себе системные опоры могут быть выполнены, например, как I-, U-, Т-образные профили или простые прямоугольные профили (в поперечном сечении), например, изготовленные из листовой стали, причем вдоль этих профилей указанные элементы крепления могут быть размещены с одинаковыми промежутками друг от друга, при этом указанные элементы крепления в самом простом случае представляют собой простые отверстия.
Для того, чтобы можно было произвести простое и гибкое крепление компонентов внутреннего оборудования, например багажных полок посредине пассажирского салона, предусмотрена по меньшей мере одна системная опора в области вершины конструкции самолета, причем длина указанной системной опоры расположена продольно относительно фюзеляжа. В этой схеме расположения системная опора может быть подвешена на конструкции фюзеляжа при помощи соответствующих компонентов, так что она находится внутри верхней части конструкции фюзеляжа.
Несмотря на то, что в принципе возможно крепление по меньшей мере одной системной опоры в любом желательном положении над полом салона, косвенно относительно конструкции самолета, эффективное верхнее крепление компонентов внутреннего оборудования, однако, может быть обеспечено тогда, когда системная опора расположена сверху над креслами пассажирского салона самолета или даже на другой стороне панельной обшивки потолка пассажирского салона. Как уже было указано здесь выше, системные опоры могут быть косвенно прикреплены к конструкции самолета, например, могут быть прикреплены к стрингерам или элементам каркаса. Однако, само собой разумеется, что системные опоры могут быть также непосредственно прикреплены к стрингерам или элементам каркаса, так что они идут прямо вдоль конструкции самолета в продольном направлении самолета.
Для того, чтобы можно было крепить системные опоры косвенно к конструкции самолета, конструкция крепления может дополнительно иметь устройство подвески, например, в виде узла фитинга или стержня, позволяющего прикреплять системную опору над полом салона к конструкции самолета, например, к элементам каркаса или к стрингерам. При помощи такого устройства подвески системные опоры могут быть расположены на любой желательной высоте в пассажирском салоне, что может быть целесообразным, в частности, для крепления багажных полок.
Упорядоченная и структурированная подвеска системных опор может быть обеспечена в том случае, когда устройства подвески находятся в плоскостях, заданных при помощи элементов каркаса, при этом устройства подвески прикреплены, по меньшей мере косвенно, к элементам каркаса, так что их свободные концы идут в направлении длины пассажирского салона и могут быть использованы для крепления системной опоры. Таким образом, системная опора идет от одного элемента каркаса к другому элементу каркаса и от одного устройства подвески до другого устройства подвески, так что соответствующие области элемента каркаса не содержат никаких элементов крепления и образуют пространство для установки другого оборудования.
Для придания конструкции крепления пространственной жесткости конструкция крепления дополнительно может иметь стержень придания жесткости, предназначенный для придания жесткости устройству подвески в продольном направлении фюзеляжа. Для этого направляющий компонент стержней придания жесткости может идти в продольном направлении фюзеляжа. В этой схеме расположения один конец соответствующего стержня придания жесткости соединен с областью свободного конца устройства подвески, в то время как другой конец соединен с элементом каркаса, так что указанный стержень придания жесткости идет наклонно относительно фюзеляжа, за счет чего достигается желательный эффект придания жесткости.
Из предыдущих объяснений становится понятно, что конструкция крепления в соответствии с настоящим изобретением делает возможным гибкое крепление компонентов внутреннего оборудования, так как эти компоненты могут быть прикреплены к системной опоре в любом желательном положении в продольном направлении пассажирского салона самолета. Такая гибкость достигнута, в частности, за счет решетки, которая создана при помощи средств крепления, равномерно смещенных друг от друга на системной опоре.
Для того, чтобы использовать конструкцию крепления в соответствии с примерным вариантом настоящего изобретения для крепления компонентов внутреннего оборудования в пассажирском салоне не только вверху, но и внизу, конструкция крепления дополнительно содержит по меньшей мере одну балку крепления, расположенную в полу пассажирского салона. Этой балкой крепления может быть, например, балка кресел, которая идет параллельно системной опоре, с множеством элементов крепления, равномерно смещенных друг от друга и предназначенных для крепления компонентов внутреннего оборудования, которые предусмотрены в балке крепления. Чтобы избежать дополнительных ограничений гибкости конструкции крепления в соответствии с настоящим изобретением за счет использования балки крепления, которая расположена в полу салона, промежутки между элементами крепления в балке крепления выбирают так, чтобы они соответствовали промежуткам между средствами крепления системной опоры. В этом случае можно поддерживать гибкость, обеспеченную за счет системной опоры, даже в случае крепления внизу при помощи балки крепления.
Надежное, простое и легкое крепление системных опор к устройствам подвески и/или крепление устройств подвески и/или стержней придания жесткости к конструкции самолета может быть реализовано при помощи двухсрезного ленточного соединения. В этом случае используют соответствующие ленты, которые соединяют, например, при помощи винтов, заклепок или сварки с элементами каркаса, а к этим лентам крепят устройства подвески или стержни придания жесткости с использованием двухсрезного ленточного соединения в виде вилки. Таким образом, свободный конец устройства подвески может иметь соответствующую ленту, с которой может быть соединена системная опора при помощи двухсрезного пластинчатого вилочного соединения.
Для регулировки конструкции крепления указанное соединение может иметь шарнирный механизм, который позволяет осуществлять наклон или поворот ленточного соединения относительно оси, которая идет параллельно длине системной опоры.
Несмотря на то, что надлежащее крепление сверху компонента внутреннего оборудования может быть обеспечено при помощи одной системной опоры, однако, как правило, для повышения надежности крепления компонентов внутреннего оборудования, используют по меньшей мере две системные опоры, которые идут параллельно друг другу в продольном направлении фюзеляжа. Они могут быть подвешены, например, к конструкции фюзеляжа в его верхней части, как уже было указано здесь выше, или могут быть прикреплены к боковым секциям фюзеляжа, косвенно или непосредственно к стрингерам или к элементам каркаса.
В соответствии с еще одним аспектом настоящего изобретения предлагается самолет с конструкцией фюзеляжа, которая, среди прочего, образована при помощи элементов каркаса, смещенных друг от друга в продольном направлении фюзеляжа, причем конструкция фюзеляжа содержит пассажирский салон, в котором предусмотрена конструкция крепления, описанная выше.
Указанные ранее и другие характеристики изобретения будут более ясны из последующего детального описания, данного в качестве примера, не имеющего ограничительного характера и приведенного со ссылкой на сопроводительные чертежи.
Краткое описание чертежей
На фиг.1 схематично показано поперечное сечение конструкции крепления в соответствии с настоящим изобретением, если смотреть в продольном направлении фюзеляжа.
На фиг.2 схематично показано еще одно поперечное сечение конструкции крепления в соответствии с настоящим изобретением, если смотреть в продольном направлении фюзеляжа.
На фиг.3 показан вид сбоку конструкций крепления, показанных на фиг.1 и 2.
На фиг.4 схематично показано еще одно поперечное сечение конструкции крепления в соответствии с настоящим изобретением, если смотреть в продольном направлении фюзеляжа.
На фиг.5 схематично показано еще одно поперечное сечение конструкции крепления в соответствии с настоящим изобретением, если смотреть в продольном направлении фюзеляжа,
На фиг.6 показан вид сбоку конструкций крепления, показанных на фиг.4 и 5.
На всех чертежах аналогичные детали имеют одинаковые позиционные обозначения. Чертежи не обязательно приведены в реальном масштабе, однако они позволяют качественно оценить размерные соотношения.
Подробное описание изобретения
На фиг.1 показано поперечное сечение компонента 9 внутреннего оборудования, который представляет собой центральную багажную полку в пассажирском салоне самолета. Соответственно, на фиг.2 показано поперечное сечение другого компонента 9 внутреннего оборудования, который представляет собой, например, кухню-буфет. Как центральная багажная полка 9, показанная на фиг.1, так и кухня-буфет 9, показанная на фиг.2, прикреплены к конструкции 5, 6, 7 самолета за счет использования конструкции крепления в соответствии с настоящим изобретением, которая в данном примере содержит элементы 5 каркаса, смещенные друг от друга в продольном направлении фюзеляжа, стрингеры 6, идущие в продольном направлении конструкции фюзеляжа, а также внешнюю оболочку 7 (см. также фиг.3).
Конструкция крепления в соответствии с примерным вариантом настоящего изобретения, которая показана на фиг.1-3, главным образом содержит две системные опоры 1, которые идут параллельно конструкции фюзеляжа, в каждом случае два устройства 2 подвески, которые парами прикреплены к элементу 5 каркаса, а также стержни 3 придания жесткости, которые идут в продольном направлении фюзеляжа, причем указанные стержни 3 придания жесткости, с одной стороны, соединены со свободными концами устройств 2 подвески, а с другой стороны, соединены с конструкцией фюзеляжа, в частности с элементами 5 каркаса.
Устройства 2 подвески представляют собой фитинги, которые открыты наружу в виде вилок, причем указанные фитинги находятся в плоскостях, заданных при помощи элементов 5 каркаса, и по меньшей мере косвенно прикреплены к элементам 5 каркаса. В отличие от этого, на своих свободных концах, где устройства подвески выступают в пассажирский салон, устройства 2 подвески соединены, при помощи соответствующих элементов крепления, с соответствующими компонентами 9 внутреннего оборудования. В вариантах, показанных на фиг.1 и 2, устройства 2 подвески представляют собой фитинги, которые открыты наружу в виде вилок. Однако само собой разумеется, что соответствующие ветви устройств 2 подвески могут быть выполнены в виде отдельных стоек, которые в общей точке в области системной опоры 1 соединены с указанной системной опорой. Вилочная конструкция по меньшей мере одного устройства 2 подвески придает конструкции крепления необходимую жесткость в поперечном направлении фюзеляжа. Для придания соответствующей жесткости конструкции крепления также и в продольном направлении фюзеляжа свободные концы устройств 2 подвески соединены с фюзеляжем при помощи указанных стержней 3 придания жесткости, как это показано на фиг.3. В этой схеме расположения стержни 3 придания жесткости идут с наклоном к горизонтали, так что образуется по меньшей мере один направляющий компонент, который идет в продольном направлении фюзеляжа. Таким образом, стержни 3 придания жесткости поддерживают устройства 2 подвески в продольном направлении фюзеляжа, причем указанные устройства подвески предусмотрены, например, на каждом третьем элементе каркаса, за счет чего образуется конструкция крепления с требуемой жесткостью в этом направлении.
Как это показано на фиг.3, системная опора идет между каждыми двумя смежными устройствами 2 подвески, причем само собой разумеется, что одна системная опора может идти между несколькими устройствами 2 как сквозная опора.
Как это показано на фиг.3, системные опоры 1 представляют собой удлиненные профилированные опоры, которые по своей длине содержат множество средств 10 крепления, равномерно смещенных друг от друга и предназначенных для крепления компонентов 9 внутреннего оборудования. Как это показано на фиг.3, средства 10 крепления могут быть расположены, например, с одинаковыми промежутками друг от друга, составляющими один дюйм, однако само собой разумеется, что эти промежутки могут составлять несколько дюймов или могут быть не одинаковыми, а разными. Как уже было указано здесь выше, промежутки в один дюйм являются подходящими для того, чтобы можно было крепить компоненты 9 внутреннего оборудования как вверху, так и внизу, практически в любом желательном положении в продольном направлении конструкции фюзеляжа.
Как это показано на фиг.3, багажная полка 9 и специальная полочка 9 прикреплены при помощи соответствующих фитингов 13 сверху к системным опорам 1, например, за счет резьбовых соединений со средствами 10 крепления, причем этими средствами 10 крепления могут быть простые (резьбовые) отверстия. Аналогично также может быть прикреплена сверху к системной опоре 1 кухня-буфет 9, при помощи соответствующих фитингов.
Как это схематично показано на фиг.3, вдоль пола 12 салона идет балка 11 кресел в продольном направлении конструкции фюзеляжа, причем указанная балка 11 кресел также имеет соответствующие средства крепления, расположенные с промежутками друг от друга в один дюйм. Несмотря на то, что обычно эти балки 11 кресел используют для крепления рядов индивидуальных кресел, указанные балки 11, вместе с верхними системными опорами 1, также могут быть использованы, например, для крепления высоких компонентов 9 внутреннего оборудования, таких как, например, кухни-буфеты, также и на их нижних концах. За счет установки указанных системных опор 1 сверху вдоль фюзеляжа в дополнение к балкам 11 кресел созданная за счет балок 11 кресел гибкость может быть обеспечена и при установке высоких компонентов 9 внутреннего оборудования. За счет крепления компонентов 9 внутреннего оборудования сверху к системным опорам 1 и снизу к балкам 11 кресел, которые содержат средства 10 крепления, расположенные с такими же промежутками друг от друга, можно крепить компоненты 9 внутреннего оборудования в любом желательном положении в продольном направлении фюзеляжа, за счет чего можно получить очень гибкую конфигурацию салона.
Для того, чтобы упростить установку компонентов 9 внутреннего оборудования в пассажирском салоне с использованием конструкции крепления в соответствии с настоящим изобретением, можно выполнить системные опоры 1 на устройствах 2 подвески, и/или крепление устройств 2 подвески, также как и крепление стержня 3 придания жесткости на конструкции 5, 6 самолета, при помощи двухсрезного ленточного соединения 8, которое, в частности, описано далее со ссылкой на фиг.6. Это ленточное соединение 8 содержит шарнирный механизм, который позволяет создать наклон ленточного соединения 8 относительно оси, которая идет параллельно длине системной опоры 1, так что ленточное соединение 8 легко может быть отрегулировано в ходе установки компонентов внутреннего оборудования.
Далее со ссылкой на фиг.4-6 описан другой вариант конструкции крепления в соответствии с настоящим изобретением, в котором системные опоры 1 упираются непосредственно в элементы 5 каркаса, как это показано на фиг.4 и 5. Несмотря на то, что можно крепить системные опоры, показанные на фиг.4 и 5, непосредственно к элементам 5 каркаса, например, при помощи сварных соединений, такое постоянное крепление системных опор 1 к элементам 5 каркаса не всегда является предпочтительным, поэтому системные опоры 1 вновь прикреплены при помощи устройств 2 подвески, которые, в свою очередь, соединены с элементами 5 каркаса, например, при помощи винтов, заклепок или сварки, так что указанные системные опоры 1 идут от одного элемента 5 каркаса к соответствующему смежному элементу 5 каркаса, или к устройствам 2 подвески, прикрепленным к ним. В этой схеме расположения устройствам 2 подвески также придана жесткость при помощи стержней 3 придания жесткости, идущих под углом к фюзеляжу, так что конструкция крепления, в продольном направлении самолета, обеспечивает требуемую жесткость.
Хотя это и не показано на фиг.6, в этой конструкции крепления предусмотрены балки кресел, которые идут в полу салона, так что в конструкции крепления, показанной на фиг.6, также преимущественно обеспечена вариабельность за счет промежутков между средствами крепления в балках кресел и в системных опорах 1. Таким образом, компоненты 9 внутреннего оборудования может быть закреплены в продольном направлении конструкции самолета практически в любом желательном положении, как снизу на балках кресел, так и сверху на системных опорах 1, которые идут параллельно балкам кресел. Так как промежутки между средствами 10 крепления в системных опорах 1 согласованы с промежутками между средствами 10 крепления в балках кресел, компонент 9 внутреннего оборудования может быть прикреплен к фюзеляжу сверху и/или сбоку, по меньшей мере косвенно, практически в любом положении, в котором он может быть прикреплен снизу. Таким образом, за счет применения конструкции крепления в соответствии с настоящим изобретением, может быть полностью использована вариабельность конфигураций салона, которую обеспечивают балки кресел.
Наконец, далее со ссылкой на поперечные сечения двух двухсрезных ленточных соединений 8, показанные на фиг.6, обсуждается крепление соответствующих компонентов 1, 2, 3 конструкции крепления в соответствии с настоящим изобретением друг с другом и с фюзеляжем 5, 6. Например, на левом поперечном сечении показано нормальное ленточное соединение двух компонентов с использованием пальца 15 для фиксации. Несмотря на то, что все компоненты 1, 2, 3, 4 конструкции крепления в соответствии с настоящим изобретением могут быть соединены друг с другом с использованием двухсрезного ленточного соединения, однако следует иметь в виду, что такое двухсрезное ленточное соединение является очень негибким, в частности при монтаже, и требует очень точного согласования индивидуальных компонентов друг с другом.
Для того, чтобы создавать небольшой поворот или наклон компонентов 9 внутреннего оборудования в ходе установки (монтажа) конструкции крепления или когда конструкция крепления подвергается воздействию нагрузок, соответствующие компоненты 1, 2, 3, 4 конструкции крепления (системные опоры, устройства подвески, стержни придания жесткости, ленты) могут быть соединены с двухсрезным ленточным соединением так, как это показано на правом поперечном сечении на фиг.6. В этом ленточном соединении компонент, который содержит вилку, имеет внутренний зазор вилки несколько больше, чем толщина ленты, введенной в вилку. В ленте предусмотрено сквозное отверстие 16, в которое введен корпус 17 фитинга, причем указанный корпус 17 фитинга, в свою очередь, содержит наклонный цилиндр 18, который выполнен с возможностью поворота относительно продольной оси в корпусе 17 фитинга. Наклонный цилиндр 18 имеет сквозное отверстие, через которое проходит палец 15, соединяющий ленту с вилочным компонентом. Возможность поворота корпуса 17 фитинга относительно наклонного цилиндра 18 позволяет ленте иметь небольшой наклон в вилке вилочного компонента, так что компоненты, соединенные с таким ленточным соединением, могут получать легкий наклон относительно друг друга, который, в частности, может быть желателен при монтаже.
Так как индивидуальные компоненты конструкции крепления в соответствии с настоящим изобретением снабжены таким позволяющим изменять наклон ленточным соединением, то может быть обеспечена простая установка компонентов 9 внутреннего оборудования. Более того, компоненты 9 внутреннего оборудования, закрепленные указанным образом, могут иметь некоторое перемещение в установленном состоянии, так что не возникают вынужденные напряжения.