УПЛОТНИТЕЛЬНАЯ СИСТЕМА ДЛЯ ГЕРМЕТИЗАЦИИ КРЕПЕЖНЫХ ЭЛЕМЕНТОВ
SEALING SYSTEM FOR SEALING THE FASTENING ELEMENTS

Область техники
Настоящее изобретение относится в целом к защите крепежных элементов. В частности, настоящее изобретение относится к способу и устройству для герметизации крепежных элементов.
Уровень техники
В составных конструкциях герметизация металлических поверхностей и отверстий, пронизывающих конструкцию, может иметь ряд целей, включающих уменьшение утечки топлива, т.е. в отношении утечки топлива из бака, уменьшение попадания других текучих сред в топливный бак или их вытекания из топливного бака, закрытие металлических компонентов, которые могут иметь склонность к аккумулированию электрического заряда, или предотвращение электрохимической коррозии.
Компоненты, такие как металлические крепежные элементы, могут быть герметизированы или уплотнены. Уплотнительный материал в виде уплотнительных колпачков может покрывать эти крепежные элементы. "Уплотнительный колпачок" представляет собой конструкцию, закрывающую конец металлического компонента. Металлический компонент может являться крепежным элементом. Конец может являться головкой крепежного элемента или резьбовым концом крепежного элемента с гайкой. Крепежный элемент может быть, например, болтом, винтом или другим видом крепежного элемента.
Например, уплотнительный колпачок может быть прикреплен к концу крепежного элемента, проходящего во внутреннюю часть топливного бака. Этот уплотнительный колпачок выполнен с возможностью обеспечения уплотнения, предотвращающего протекание топлива из топливного бака. Кроме того, уплотнительный колпачок может снижать или устранять аккумулирование электрического заряда на поверхности открытого крепежного элемента.
Уплотнительные колпачки часто выполнены из материалов, сохраняющих герметизирующие свойства, будучи погруженными в топливо и/или будучи оставленными сухими в течение различных промежутков времени. Например, формованные полимерные уплотнительные колпачки могут быть использованы в топливных баках для воздушных летательных аппаратов. Эти типы уплотнительных колпачков могут быть насажены поверх выступающего конца крепежного элемента с внутренней части топливного бака. Перед установкой уплотнительного колпачка на крепежный элемент в уплотнительный колпачок может быть помещен уплотнительный материал. Уплотнительный материал может быть представлен в виде пластически деформируемого материала.
Например, уплотнительный колпачок имеет внутреннюю часть, которая частично заполнена неотвержденным уплотнительным материалом. Затем этот уплотнительный колпачок с уплотнительным материалом устанавливают на место на крепежный элемент посредством надавливания на него. В таком положении избыток уплотнительного материала вытесняется из-под нижней части колпачка. Данный уплотнительный материал может быть перемешан и нанесен вокруг и на внешнюю часть колпачка. Затем уплотнительному материалу позволяют отвердиться для образования окончательного уплотнительного материала.
Однако установка формованных уплотнительных колпачков может занять слишком много времени. Например, формованные уплотнительные колпачки могут быть установлены поверх крепежных элементов вручную. Ручная установка может занять слишком много времени. Кроме того, может быть осуществлен контроль формованных уплотнительных колпачков на предмет отсутствия полостей перед установкой поверх крепежных элементов. Кроме того, смешивание вытесненного уплотнительного материала может быть выполнено вручную и требует подготовки персонала для обеспечения соответствия требуемым допускам.
Следовательно, было бы желательно иметь способ и устройства, учитывающие по меньшей мере некоторые из описанных выше проблем, а также другие возможные негативные моменты.
РАСКРЫТИЕ СУЩНОСТИ ИЗОБРЕТЕНИЯ
В одном иллюстративном варианте осуществления изобретения предлагается устройство. Устройство содержит корпус. Корпус имеет основание и колпачок. Колпачок выполнен с возможностью закрытия части крепежного элемента, проходящего через поверхность. Корпус выполнен с возможностью присасывания к поверхности.
В другом иллюстративном варианте осуществления настоящего изобретения предлагается устройство. Устройство содержит поверхность, крепежный элемент и корпус. Крепежный элемент имеет конец, выступающий из поверхности. Корпус закрывает конец крепежного элемента. Корпус выполнен из гибкого материала, выбранного для присасывания к поверхности после прижатия корпуса к крепежному элементу. Корпус включает в себя основание и колпачок.
Еще в одном иллюстративном варианте осуществления настоящего изобретения предлагается способ герметизации крепежного элемента, проходящего через поверхность. Согласно способу надавливают на корпус поверх конца крепежного элемента так, что часть корпуса соответствует по форме части крепежного элемента. Корпус включает в себя основание и колпачок. Корпус удерживают поверх крепежного элемента за счет присасывания корпуса к поверхности.
Указанные признаки и функции могут быть реализованы независимо в различных вариантах осуществления настоящего изобретения или могут быть объединены в других вариантах осуществления изобретения, при этом дополнительные подробности могут быть видны со ссылкой на нижеследующее описание и чертежи.
КРАТКОЕ ОПИСАНИЕ ЧЕРТЕЖЕЙ
Признаки иллюстративных вариантов реализации изобретения, обеспечивающие новизну по сравнению с уровнем техники, изложены в прилагаемой формуле изобретения. При этом иллюстративные варианты осуществления изобретения, а также предпочтительный режим применения, дополнительные цели и признаки изобретения будут лучше всего поняты с учетом нижеследующего подробного описания иллюстративного варианта осуществления настоящего изобретения в сочетании с сопроводительными чертежами, на которых:
Фигура 1 изображает воздушный летательный аппарат в соответствии с иллюстративным вариантом осуществления изобретения;
Фигура 2 изображает блок-схему производственной среды в соответствии с иллюстративным вариантом осуществления изобретения;
Фигура 3 изображает уплотнительный узел в разрезе в соответствии с иллюстративным вариантом осуществления изобретения;
Фигура 4 изображает уплотнительный узел в разрезе в соответствии с иллюстративным вариантом осуществления изобретения;
Фигура 5 изображает уплотнительный узел в разрезе в соответствии с иллюстративным вариантом осуществления изобретения;
Фигура 6 изображает уплотнительный узел в разрезе в соответствии с иллюстративным вариантом осуществления изобретения;
Фигура 7 изображает изометрический вид установленного уплотнительного узла в соответствии с иллюстративным вариантом осуществления изобретения;
Фигура 8 изображает установленный уплотнительный узел в разрезе в соответствии с иллюстративным вариантом осуществления изобретения;
Фигура 9 изображает структурную схему способа герметизации крепежного элемента, проходящего через поверхность, в соответствии с иллюстративным вариантом осуществления изобретения;
Фигура 10 изображает способ производства и обслуживания воздушного летательного аппарата в виде блок-схемы в соответствии с иллюстративным вариантом осуществления изобретения; и
Фигура 11 изображает воздушный летательный аппарат в виде блок-схемы, в котором может быть осуществлен иллюстративный вариант изобретения.
ОСУЩЕСТВЛЕНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ
Различные иллюстративные варианты осуществления изобретения различают и учитывают один или более аспектов. Например, иллюстративные варианты осуществления изобретения различают и учитывают, что топливные баки воздушного летательного аппарата часто составляют единое целое с воздушным летательным аппаратом. Например, конструкция крыла воздушного летательного аппарата может быть герметизирована. Внутренние полости герметизированной конструкции крыла могут быть использованы в качестве топливного бака. Данный тип крыла часто называют "крылом с топливом".
Иллюстративные варианты осуществления изобретения рассматривают и учитывают, что в случае крыла с топливом такие компоненты, как крепежные элементы, шланги, трубки или другие компоненты, проходящие во внутреннюю часть крыла, могут быть герметизированы для изолирования наружной части от внутренней части или закрыты для снижения или устранения накопления электрического заряда на проводящих поверхностях. Данные компоненты могут проходить через конструкции в пределах топливного бака, такие как стрингеры, или между отсеками топливного бака через отверстия в конструкциях, образующих топливный бак, таких как нервюры или другие несущие конструкции. В традиционных топливных баках, выполненных из металла, компоненты и отверстия, через которые они проходят, могут быть герметизированы для снижения утечек или подтекания топливного бака, сформированного в крыле.
Кроме того, иллюстративные варианты осуществления изобретения рассматривают и учитывают, что применяемые в настоящее время уплотнительные системы могут использовать уплотнительные колпачки, выполненные с возможностью уменьшения переноса энергии, вызванной электромагнитным явлением, в систему топливных баков. К переносу энергии может относиться возникновение искры, статический разряд, газ под давлением, нагретый газ, механическая сила или какой-либо другой перенос энергии, который может быть нежелателен в рамках системы топливных баков.
Иллюстративные варианты осуществления изобретения также рассматривают и учитывают, что уплотнительные колпачки могут добавлять нежелательное количество времени к процессу изготовления конструкции. Кроме того, иллюстративные варианты осуществления изобретения рассматривают и учитывают, что система топливных баков может иметь ограниченное пространство. Перемещение в пределах системы топливных баков может быть ограничено размером системы топливных баков. Кроме того, расстояния между крепежными элементами в системе топливных баков могут быть небольшими. Иллюстративные варианты осуществления изобретения рассматривают и учитывают, что устройство для нанесения уплотнительного материала в системе топливных баков должно быть в достаточной степени компактным для перемещения в рамках системы топливных баков. Таким образом, иллюстративные варианты осуществления изобретения предлагают способ и устройство для снижения производственного времени на герметизацию крепежных элементов в системе топливных баков, для снижения переноса энергии в системе топливных баков или для того и другого вместе.
В иллюстративном варианте осуществления настоящего изобретения может быть предложена система топливных баков. Система топливных баков может содержать топливный бак, множество крепежных элементов и множество корпусов. Множество крепежных элементов может иметь множество концов, проходящих во внутреннюю часть топливного бака. Множество корпусов выполнено с возможностью закрытия множества концов множества крепежных элементов. Корпус из множества корпусов выполнен с возможностью закрытия конца крепежного элемента из множества концов. Корпус имеет основание и колпачок. Корпус выполнен из гибкого материала, выбранного для присасывания к топливному баку после прижатия корпуса к крепежному элементу.
На фигурах, в частности на фиг. 1, представлено изображение воздушного летательного аппарата в соответствии с иллюстративным вариантом осуществления изобретения. В данном иллюстративном примере воздушный летательный аппарат 100 имеет крыло 102 и крыло 104, прикрепленные к фюзеляжу 106. Воздушный летательный аппарат 100 содержит двигатель 108, прикрепленный к крылу 102, и двигатель 110, прикрепленный к крылу 104.
Фюзеляж 106 имеет хвостовой отсек 112. К хвостовому отсеку 112 фюзеляжа 106 прикреплены горизонтальный стабилизатор 114, горизонтальный стабилизатор 116 и вертикальный стабилизатор 118. Как изображено на чертеже, воздушный летательный аппарат 100 также включает систему 120 топливных баков. Как изображено на чертеже, система 120 топливных баков включает топливный бак 122 и топливный бак 124.
Топливный бак 122 расположен в крыле 102, а топливный бак 124 расположен в крыле 104 в системе 120 топливных баков. В данных иллюстративных примерах топливный бак 122 и топливный бак 124 образованы посредством герметизации конструкций внутри крыла 102 и крыла 104 соответственно. Уплотнительная система для крепежных элементов в системе 120 топливных баков может быть реализована в соответствии с иллюстративным вариантом осуществления изобретения.
Далее на фиг. 2 изображена блок-схема производственной среды в соответствии с иллюстративным вариантом осуществления изобретения. В данном иллюстративном примере производственная среда 200 может быть использована для герметизации крепежных элементов на платформе 201. Воздушный летательный аппарат 100, показанный на фиг. 1, является примером физической реализации платформы 201, показанной на фиг. 2.
Платформа 201 может включать систему 202 топливных баков. Система 120 топливных баков, показанная на фиг. 1, является примером реализации системы 202 топливных баков, показанной на фиг. 2. Система 202 топливных баков включает множество топливных баков 203. В настоящем документе термин "множество", используемый в отношении элементов, означает один или более элементов. Например, "множество топливных баков 203" означает один или более топливных баков. Топливный бак 122 и топливный бак 124 на фиг. 1 являются примерами топливных баков, которые могут входить в множество топливных баков 203. Кроме того, топливный бак из множества топливных баков 203 может иметь местоположение, не совпадающее с местоположением крыла 102 и крыла 104 воздушного летательного аппарата 100. Например, топливный бак может располагаться в фюзеляже 106 воздушного летательного аппарата 100.
В некоторых иллюстративных примерах множество крепежных элементов 204 может быть установлено в топливном баке 205 из множества топливных баков 203. В частности, множество крепежных элементов 204 может быть установлено в множестве отверстий 206, выполненных в конструкциях 207. Конструкции 207 могут являться конструкциями, образующими или поддерживающими топливный бак 205. Конструкции 207 могут включать по меньшей мере одно из следующего: множество нервюр, множество лонжеронов, множество обшивок или других конструкций. Множество крепежных элементов 204 может включать большое количество крепежных элементов. Например, множество крепежных элементов 204 может включать от 20000 до 80000 крепежных элементов. Когда множество крепежных элементов 204 включает в себя большое количество крепежных элементов, даже небольшое увеличение по времени для отдельного крепежного элемента в отношении изготовления, герметизации или контроля может намного увеличить общее производственное время.
Множество крепежных элементов 204 имеет множество первых концов 208 и множество вторых концов 209. Множество первых концов 208 может проходить во внутреннюю часть 210 топливного бака 205. В данных иллюстративных примерах множество вторых концов 209 находится на наружной части 211 топливного бака 205.
В данном иллюстративном примере уплотнительный узел 212 может быть использован в топливном баке 205 из множества топливных баков 203. Уплотнительный узел 212 может быть одним из множества уплотнительных узлов 213.
Множество уплотнительных узлов 213 может быть использовано для герметизации множества крепежных элементов 204, установленных в топливном баке 205. Более конкретно, множество уплотнительных узлов 213 может быть использовано для герметизации множества отверстий 206 в конструкциях 207 топливного бака 205 с множеством крепежных элементов 204, установленных в множестве отверстий 206.
В частности, уплотнительный узел 212 может быть использован для герметизации крепежного элемента из множества крепежных элементов 204, установленных в топливном баке 205. Более конкретно, уплотнительный узел 212 может быть использован для герметизации отверстия из множества отверстий 206 в конструкциях 207 топливного бака 205 с множеством крепежных элементов 204, установленных в множестве отверстий 206.
Уплотнительный узел 212 может быть выполнен с возможностью закрытия первого конца 214 крепежного элемента 215. В некоторых иллюстративных примерах уплотнительный узел 212 может быть таким же, как другие уплотнительные узлы из множества уплотнительных узлов 213. В других иллюстративных примерах уплотнительный узел 212 может отличаться от других уплотнительных узлов из множества уплотнительных узлов 213.
Например, множество уплотнительных узлов 213 может быть выполнено с возможностью герметизации множества первых концов 208 множества крепежных элементов 204. В некоторых иллюстративных примерах множество крепежных элементов 204 может иметь разнообразные размеры. Например, множество крепежных элементов 204 может иметь различные диаметры. Множество уплотнительных узлов 213 может отличаться разнообразием по меньшей мере форм и/или размеров, чтобы соответствующим образом герметизировать множество крепежных элементов 204, имеющих различные диаметры.
В качестве другого примера, множество первых концов 208 может иметь различную длину. Множество уплотнительных узлов 213 может отличаться разнообразием по меньшей мере форм и/или размеров, чтобы соответствующим образом закрывать и герметизировать множество первых концов 208 множества крепежных элементов 204.
Как показано на чертеже, уплотнительный узел 212 может быть выполнен с возможностью закрытия первого конца 214 крепежного элемента 215 из множества крепежных элементов 204. Уплотнительный узел 212 может образовывать барьер между первым концом 214 крепежного элемента 215 и внутренней частью 210 топливного бака 205.
Первый конец 214 крепежного элемента 215 является концом из множества первых концов 208, проходящих во внутреннюю часть 210 топливного бака 205, выступая из конструкций 207. В данных иллюстративных примерах крепежный элемент 215 установлен в отверстии 216 из множества отверстий 206 в топливном баке 205.
В иллюстративных примерах уплотнительный узел 212 выполнен с возможностью снижения воздействий, обусловленных электромагнитным явлением 217. В частности, уплотнительный узел 212 может быть выполнен с возможностью уменьшения переноса энергии 218 во внутреннюю часть 210 топливного бака 205 или в пределах этой внутренней части. Перенос энергии 218 во внутреннюю часть 210 топливного бака 205 может быть вызван током, обусловленным электромагнитным явлением 217. Перенос энергии 218 в пределах внутренней части 210 топливного бака 205 может быть вызван электростатическим зарядом, который накапливается на металлических компонентах в пределах внутренней части 210 топливного бака 205.
В иллюстративных примерах электромагнитным явлением 217 может быть, например, помимо прочего, удар молнии, электростатический разряд или другой тип разряда для платформы 201. Электромагнитное явление 217 может переносить энергию 218 к платформе 201.
В данных иллюстративных примерах энергия 218 может принимать множество различных форм. Например, энергия 218 может быть по меньшей мере одним из следующего: искра, электростатический разряд, тепло, механическая сила, движущаяся частица или какой-либо другой вид энергии, который может быть нежелательным в пределах внутренней части 210 топливного бака 205. В настоящем документе термин "по меньшей мере одно из следующего", используемый в отношении перечня элементов, означает, что могут быть использованы различные сочетания одного или более перечисленных элементов, и только один из каждого элемента в перечне может быть необходим. Например, "по меньшей мере одно из следующего: элемент А, элемент В и элемент С" может включать, помимо прочего, элемент А или элемент А и элемент В. Данный пример также может включать элемент А, элемент В, элемент С или элемент В и элемент С.
В иллюстративном примере частицы высокой энергии могут происходить из одного или более множеств первых концов 208 множеств крепежных элементов 204 в ответ на возникновение электромагнитного явления 217. В иллюстративных примерах, уплотнительный узел 212 выполнен с возможностью уменьшения и/или предотвращения переноса энергии 218 во внутреннюю часть 210 топливного бака 205 или в пределах этой внутренней части. Уплотнительный узел 212 выполнен с возможностью удерживания энергии 218, поглощения энергии 218 или сочетания того и другого. Посредством удерживания энергии 218, поглощения энергии 218 или сочетания и того и другого количество энергии 218, достигающей внутренней части 210 топливного бака 205, может быть снижено, ограничено или и то и другое. В данных иллюстративных примерах удерживание энергии 218 означает, что количество энергии 218, достигающей внутренней части 210 топливного бака 205, снижается, отсутствует или и то и другое.
Материал 220 уплотнительного узла 212 может быть выбран для обеспечения требуемых характеристик. В иллюстративных примерах материал 220 уплотнительного узла 212 может быть выбран как материал, не сохраняющий нежелательное количество электрических зарядов. Материал 220 уплотнительного узла 212 может быть выбран как материал, являющийся электростатически проводящим. В некоторых иллюстративных примерах материал 220 может быть полимерным материалом 222. В некоторых иллюстративных примерах, когда материал 220 является полимерным материалом 222, уплотнительный узел 212 может быть термоотверждаемым материалом 224 или термопластичным эластомерным материалом 226.
Термоотверждаемый материал может становиться твердым при нагреве. Термопластичный материал может становиться мягким при нагреве и твердым при охлаждении. Термопластичный материал может быть нагрет и охлажден неоднократно.
В качестве другого примера материал 220 уплотнительного узла 212 может быть выбран как материал, имеющий свойства, способные удерживать энергию 218 в виде тепловой энергии. Тепловая энергия может быть, например, в виде искры или нагретого газа.
Материал 220 уплотнительного узла 212 может быть выбран для обеспечения требуемого контроля или потребительских свойств. Например, материал 220 уплотнительного узла 212 может быть выбран таким образом, что уплотнительный узел 212 является по существу прозрачным 228 после отверждения. Когда уплотнительный узел 212 является по существу прозрачным 228 после отверждения, он может быть подвергнут визуальному контролю на предмет отсутствия полостей.
Множество крепежных элементов 204 может проходить через поверхность 229 платформы 201. Когда в системе 202 топливных баков находится множество крепежных элементов 204, крепежный элемент 215 может проходить через поверхность 229 в системе 202 топливных баков.
Хотя множество крепежных элементов 204 было описано как находящееся в системе 202 топливных баков, множество крепежных элементов 204 может быть использовано в других местах, отличных от системы 202 топливных баков. В этих других иллюстративных примерах поверхность 229 может быть любой требуемой поверхностью, отличной от внутренней поверхности системы 202 топливных баков. Например, поверхность 229 может быть наружной поверхностью платформы 201. В другом иллюстративном примере поверхность 229 может быть внутренней поверхностью платформы 201.
Уплотнительный узел 212 принимает форму корпуса 230. Корпус 230 формируют перед установкой поверх крепежного элемента. Корпус 230 может быть выполнен посредством инжекционного формования, теплового формования или любого другого требуемого вида изготовления.
Корпус 230 может быть расположен таким образом, чтобы закрывать первый конец 214 крепежного элемента 215, выступающий из поверхности 229. Корпус 230 выполнен с возможностью присасывания 232 к поверхности 229. Корпус 230 имеет основание 233 и колпачок 234. Основание 233 может иметь форму выступа 236. Когда уплотнительный узел 212 смонтирован поверх крепежного элемента 215, основание 233 контактирует с поверхностью 229 платформы 201.
Колпачок 234 выполнен с возможностью закрытия части крепежного элемента 215, проходящего через поверхность 229. Более конкретно, колпачок 234 может закрывать первый конец 214 крепежного элемента 215. Колпачок 234 имеет первое поперечное сечение 240 и второе поперечное сечение 242. Первое поперечное сечение 240 расположено ближе к основанию 233 корпуса 230, чем второе поперечное сечение 242. Первое поперечное сечение 240 больше, чем второе поперечное сечение 242.
В некоторых иллюстративных примерах колпачок 234 может называться крышкой 244. В некоторых иллюстративных примерах крышка 244 может иметь в основном закругленный конец. В других иллюстративных примерах крышка 244 может иметь по существу плоский конец. В некоторых иллюстративных примерах крышка 244 может быть по существу конической.
Колпачок 234 имеет внутреннюю полость 246. Внутренняя полость 246 может быть выполнена с возможностью закрытия первого конца 214 крепежного элемента 215. Форма 248 внутренней полости 246 может быть спроектирована на основании крепежного элемента 215. Форма 248 внутренней полости может быть спроектирована на основании по меньшей мере одного из следующего: размер, форма или длина первого конца 214 крепежного элемента 215.
Внутренняя полость 246 может быть выполнена таким образом, что часть внутренней полости 246 контактирует с крепежным элементом 215, когда уплотнительный элемент 212 смонтирован поверх крепежного элемента 215. Внутренняя полость 246 может быть выполнена таким образом, чтобы обеспечить требуемое пространство 250 между внутренней полостью 246 и крепежным элементом 215. Пространство 250 может быть общей величиной объема между внутренней полостью 246 колпачка 234 и крепежным элементом 215. Например, может потребоваться минимизировать пространство 250 в пределах внутренней полости 246, когда уплотнительный узел 212 установлен поверх крепежного элемента 215.
Уплотнительный узел 212 может быть расположен поверх крепежного элемента 215. После расположения уплотнительного узла 212 поверх крепежного элемента 215 к колпачку 234 может быть приложено давление для надавливания на корпус 230 поверх первого конца 214 крепежного элемента 215 с тем, чтобы часть корпуса 230 соответствовала части крепежного элемента 215.
Когда на корпус 230 надавливают поверх первого конца 214 крепежного элемента 215, корпус 230 удерживается поверх крепежного элемента 215 за счет присасывания 232 корпуса 230 к поверхности 229. Корпус 230 может быть описан как действующий в качестве присоски.
Материал 220 корпуса 230 может быть настолько гибким 252, что корпус 230 действует как присоска. Когда материал 220 корпуса 230 является гибким 252, часть колпачка 234 может соответствовать по форме части крепежного элемента 215.
Когда корпус 230 удерживается у поверхности 229 за счет присасывания 232, давление 254 воздуха в пределах пространства 250 меньше, чем давление 256 воздуха за пределами корпуса 230. Когда давление 254 воздуха меньше давления 256 воздуха, давление 254 может называться отрицательным давлением. Давление 256 воздуха за пределами корпуса 230 может быть приблизительно равным атмосферному давлению. В некоторых иллюстративных примерах пространство 250 может называться пространством в пределах корпуса 230. В других иллюстративных примерах пространство 250 может называться пространством между корпусом 230 и поверхностью 229.
Когда давление 254 воздуха ниже давления 256 воздуха за пределами корпуса 230, корпус 230 может иметь требуемые характеристики во время работы платформы 201. Например, когда платформа 201 представляет собой воздушный летательный аппарат, такой как воздушный летательный аппарат 100, представленный на фиг. 1, давление 256 воздуха может быть ниже, когда воздушный летательный аппарат находится в полете, чем когда он находится на земле. По мере того как давление 256 воздуха становится ниже атмосферного давления, корпус 230 может все еще демонстрировать присасывание 232. Если бы давление 254 воздуха и давление 256 воздуха оба приблизительно равнялись атмосферному давлению, корпус 230 мог бы соскочить с крепежного элемента 215 по мере снижения давления 256 воздуха во время полета.
Если платформа 201 является воздушным летательным аппаратом, воздух в пределах корпуса 230 расширяется, когда воздушный летательный аппарат находится на высоте крейсерского полета. Если бы давление 254 воздуха было атмосферным давлением, воздух внутри корпуса 230 мог бы расширяться во время полета и давить на корпус 230. Надавливая на корпус 230, воздух внутри корпуса 230 может разрушить уплотнение корпуса. При давлении 254 воздуха ниже давления 256 воздуха, воздух в пределах корпуса 230 может не оказывать нежелательного давления на корпус 230.
В некоторых иллюстративных примерах присасывание 232 само по себе может удерживать корпус 230 поверх крепежного элемента 215. В некоторых других иллюстративных примерах удерживать корпус 230 поверх крепежного элемента 215 могут дополнительные удерживающие компоненты. Например, во внутренней полости 246 может находиться контактный клей 258. При наличии контактного клея 258 удерживать корпус 230 на месте поверх крепежного элемента 215 может и контактный клей 258, и присасывание 232.
Контактный клей 258 может быть временным или перманентным клеем. Например, контактный клей 258 может продолжать удерживать корпус 230 на месте поверх крепежного элемента 215 на всем протяжении использования платформы 201. В других иллюстративных примерах контактный клей 258 может временно удерживать корпус 230 на месте поверх крепежного элемента 215. В одном примере клей 260 может находиться между основанием 233 и поверхностью 229. В данном примере контактный клей 258 может удерживать корпус 230 на месте пока не произойдет отверждение клея 260. После отверждение клея 260 по меньшей мере одно из клея 260 и присасывания 232 может удерживать корпус 230 на месте поверх крепежного элемента 215. Например, клей 260 может быть основным компонентом, удерживающим корпус 230 на месте поверх крепежного элемента 215. Клей 260 может использоваться по необходимости.
В некоторых иллюстративных примерах уплотнительный узел 212 может дополнительно содержать множество самозажимных выступов. Множество самозажимных выступов 262 может быть также выполнено из материала 220. Множество самозажимных выступов 262 может выступать из корпуса 230 во внутреннюю часть 264 корпуса 230. Надавливание на корпус 230 поверх первого конца 214 крепежного элемента 215 может включать установку корпуса 230 таким образом, что множество самозажимных выступов 262 взаимодействует с крепежным элементом 215.
В некоторых иллюстративных примерах множество самозажимных выступов 262 может обеспечивать дополнительное удерживание для корпуса 230. В некоторых иллюстративных примерах множество самозажимных выступов 262 может обеспечивать основное удерживание для корпуса 230. В некоторых иллюстративных примерах множество самозажимных выступов 262 может быть использовано совместно с другими удерживающими компонентами, такими как по меньшей мере одно из следующего: присасывание 232, контактный клей 258 или клей 260.
Самозажимные выступы 262 могут центрировать корпус 230 относительно крепежного элемента 215. Посредством центрирования корпуса 230 относительно крепежного элемента 215 указанных самозажимных выступов 262 может минимизировать пространство 250.
В других иллюстративных примерах материал 220 может обеспечивать удерживание для корпуса 230. Например, когда основание 233 выполнено из термопластичного эластомерного материала 226, оно может быть нагрето. При нагреве основания 233 термопластичный эластомерный материал 226 может становиться податливым и липким. При нагреве основания 233 происходит связывание термопластичного эластомерного материала 226 с поверхностью 229.
Уплотнительный узел 212 может быть установлен поверх крепежного элемента 215 любым требуемым образом. В некоторых иллюстративных примерах уплотнительный узел 212 может быть прижат к крепежному элементу 215 вручную. В другом иллюстративном примере роботизированный манипулятор 266 может перемещать уплотнительный элемент 212 в пределах системы 202 топливных баков. Роботизированный манипулятор 266 может устанавливать уплотнительный узел 212 на крепежный элемент из множества крепежных элементов 204, такой как крепежный элемент 215.
Изображение производственной среды 200, представленное на фиг. 2, не накладывает физических или архитектурных ограничений в отношении способа осуществления иллюстративного варианта изобретения. В дополнение к изображенным компонентам или вместо них могут быть использованы другие компоненты. Некоторые компоненты могут быть необязательными. Кроме того, для иллюстрации некоторых функциональных компонентов представлены блоки. Один или более этих блоков могут быть объединены, разделены или объединены и разделены в разные блоки при осуществлении в иллюстративном варианте изобретения.
Например, каждый из следующих компонентов: множество самозажимных выступов 262, клей 260 и контактный клей 258 - может использоваться по необходимости. В некоторых иллюстративных примерах уплотнительный элемент 212 может включать по меньшей мере одно из следующего: термопластичный эластомерный материал 226 основания 233, несколько самозажимных выступов 262, клей 260 или контактный клей 258. Кроме того, в некоторых иллюстративных примерах уплотнительный элемент 212 может не включать ничего из следующего: нагреваемый термопластичный эластомерный материал 226 основания 233, несколько самозажимных выступов 262, клей 260 или контактный клей 258.
На фиг. 3 изображен уплотнительный узел в разрезе в соответствии с иллюстративным вариантом осуществления изобретения. Уплотнительный узел 300 может быть физической реализацией уплотнительного узла 212, показанного на фиг. 2. Уплотнительный узел 300 включает в себя корпус 302, расположенный поверх крепежного элемента 304. Первый конец 306 крепежного элемента 304 проходит через поверхность 308. Как показано на чертеже, корпус 302 находится в неустановленном положении. Для герметизации крепежного элемента 304 при помощи корпуса 302 корпус 302 можно надавить в направлении 310 на крепежный элемент 304. При прижатии корпуса 302 в направлении 310 обеспечивается возможность его размещения в установленном положении.
Корпус 302 содержит колпачок 312 и основание 314. Как показано на чертеже, множество самозажимных выступов 315 может проходить из корпуса 302 во внутреннюю часть 316 корпуса 302. Кроме того, клей 318 расположен между основанием 314 и поверхностью 308.
Когда на корпус 302 надавливают в направлении 310, созданное корпусом 302 присасывание может удерживать корпус 302 на месте относительно поверхности 308 и крепежного элемента 304, пока клей 318 отверждается. После установки корпуса 302 поверх крепежного элемента 304 по меньшей мере одно из множества самозажимных выступов 315, клея 318 или присасывания может удерживать корпус 302 на месте относительно поверхности 308 и крепежного элемента 304.
На фиг. 4 изображен уплотнительный узел в разрезе в соответствии с иллюстративным вариантом осуществления изобретения. Уплотнительный узел 400 может быть физической реализацией уплотнительного узла 212, показанного на фиг. 2. Уплотнительный узел 400 включает корпус 402, расположенный поверх крепежного элемента 404. Первый конец 406 крепежного элемента 404 проходит через поверхность 408. Как показано на чертеже, корпус 402 находится в неустановленном положении. Для герметизации крепежного элемента 404 при помощи корпуса 402 корпус 402 можно прижать в направлении 410 на крепежный элемент 404.
Корпус 402 содержит колпачок 412 и основание 414. Как показано на чертеже, клей 416 расположен между основанием 414 и поверхностью 408.
Когда на корпус 402 надавливают в направлении 410, созданное корпусом 402 присасывание может удерживать корпус 402 на месте относительно поверхности 408 и крепежного элемента 404, пока клей 416 отверждается. Когда корпус 402 установлен поверх крепежного элемента 404, по меньшей мере одно из клея 416 или присасывания может удерживать корпус 402 на месте относительно поверхности 408 и крепежного элемента 404.
На фиг. 5 изображен уплотнительный узел в разрезе в соответствии с иллюстративным вариантом осуществления изобретения. Уплотнительный узел 500 может быть физической реализацией уплотнительного узла 212, показанного на фиг. 2. Уплотнительный узел 500 включает корпус 502, расположенный поверх крепежного элемента 504. Первый конец 506 крепежного элемента 504 проходит через поверхность 508. Как показано на чертеже, корпус 502 находится в неустановленном положении. Для герметизации крепежного элемента 504 при помощи корпуса 502 на корпус 502 можно надавить в направлении 510 с посадкой на крепежный элемент 504.
Корпус 502 содержит колпачок 512 и основание 514. Как показано на чертеже, множество самозажимных выступов 515 может проходить из корпуса 502 во внутреннюю часть 516 корпуса 502. Когда корпус 502 установлен поверх крепежного элемента 504, по меньшей мере одно из множества самозажимных выступов 515 или присасывания может удерживать корпус 502 на месте относительно поверхности 508 и крепежного элемента 504.
На фиг. 6 изображен уплотнительный узел в разрезе в соответствии с иллюстративным вариантом осуществления изобретения. Уплотнительный узел 600 может быть физической реализацией уплотнительного узла 212, показанного на фиг. 2. Уплотнительный узел 600 включает корпус 602, расположенный поверх крепежного элемента 604. Первый конец 606 крепежного элемента 604 проходит через поверхность 608. Как показано на чертеже, корпус 602 находится в неустановленном положении. Для герметизации крепежного элемента 604 при помощи корпуса 602 на корпус 602 можно надавить в направлении 610 с посадкой на крепежный элемент 604.
Корпус 602 содержит колпачок 612 и основание 614. Когда надавливают на корпус 602 в направлении 610, созданное корпусом 602 присасывание может удерживать корпус 602 на месте относительно поверхности 608 и крепежного элемента 604.
На фиг. 7 изображен изометрический вид установленного уплотнительного узла в соответствии с иллюстративным вариантом осуществления изобретения. Установленный уплотнительный узел 700 может быть физической реализацией уплотнительного узла 212, показанного на фиг. 2. Установленный уплотнительный узел 700 может являться примером либо уплотнительного узла 400, показанного на фиг. 4, либо уплотнительного узла 600, показанного на фиг. 6, в установленном положении.
Установленный уплотнительный узел 700 включает корпус 702, содержащий колпачок 704 и основание 706. В данном установленном положении основание 706 является по существу плоским по отношению к поверхности 708.
Установленный уплотнительный узел 700 может удерживаться на месте поверх крепежного элемента 714 за счет по меньшей мере присасывания и/или клея, расположенного между основанием 706 и поверхностью 708. Как показано на чертеже, крепежный элемент 716 еще не герметизирован. В некоторых иллюстративных примерах уплотнительный узел, по существу аналогичный установленному уплотнительному узлу 700, может быть использован для герметизации крепежного элемента 716. В других иллюстративных примерах крепежный элемент 714 и крепежный элемент 716 могут быть разными. Например, длина крепежного элемента 716, выступающего из поверхности 708, может быть больше, чем длина крепежного элемента 714, выступающего из поверхности 708. В другом иллюстративном примере крепежный элемент 714 и крепежный элемент 716 могут иметь разные диаметры. Когда крепежные элементы 714 и 716 являются разными, уплотнительный узел для герметизации крепежного элемента 716 может отличаться от уплотнительного узла 700. Например, по меньшей мере одно из следующего: размер основания, форма колпачка, форма внутренней полости или другая требуемая характеристика уплотнительного узла - может отличаться от уплотнительного узла 700.
Как показано на чертеже, корпус 702 уплотнительного узла 700 является прозрачным 718. Когда корпус 702 является прозрачным 718, контроль корпуса 702 можно осуществлять быстрее, чем в случае, если бы корпус 702 был непрозрачным. Например, условия выхода за пределы допуска могут быть видны через корпус 702, когда он является прозрачным 718.
На фиг. 8 изображен установленный уплотнительный узел в разрезе в соответствии с иллюстративным вариантом осуществления изобретения. Вид 800 может представлять собой разрез уплотнительного узла 700, показанного на фиг. 7.
Как показано на чертеже, часть 802 корпуса 702 контактирует с частью 804 крепежного элемента 714. Пространство 806 между корпусом 702 и поверхностью 708 желательно невелико. Минимизация пространства 806 может также сводить к минимуму количество воздуха во внутренней полости 808 колпачка 704. Кроме того, давление воздуха в пространстве 806 в пределах внутренней полости 808 колпачка 704 желательно ниже атмосферного давления.
Различные компоненты, показанные на фиг. 1 и фиг. 3-8, могут быть объединены с компонентами, показанными на фиг. 2, использованы с компонентами, показанными на фиг. 2, или и то и другое. Кроме того, некоторые из компонентов, показанных на фиг. 1 и фиг. 3-8, могут являться примерами того, как компоненты, показанные в виде блоков на фиг. 2, могут быть реализованы в качестве физических конструкций.
На фиг. 9 изображена структурная схема способа герметизации крепежного элемента, проходящего через поверхность, в соответствии с иллюстративным вариантом осуществления изобретения. Процесс 900 может представлять собой процесс герметизации крепежного элемента 215, показанного на фиг. 2. Процесс 900 может представлять собой процесс герметизации крепежного элемента воздушного летательного аппарата 100, показанного на фиг. 1.
Процесс 900 может включать надавливание на корпус, содержащий основание и колпачок, поверх конца крепежного элемента так, что часть корпуса соответствует по форме части крепежного элемента (операция 902). В некоторых иллюстративных примерах надавливание на корпус поверх конца крепежного элемента включает наложение корпуса поверх конца крепежного элемента так, что давление воздуха в пространстве между корпусом и поверхностью оказывается ниже, чем давление воздуха за пределами корпуса.
В некоторых иллюстративных примерах множество самозажимных выступов выступает из корпуса во внутреннюю часть корпуса, и прижатие корпуса над концом крепежного элемента включает в себя установку корпуса таким образом, что множество самозажимных выступов взаимодействует с крепежным элементом. В некоторых иллюстративных примерах множество самозажимных выступов, взаимодействующих с крепежным элементом, удерживает корпус относительно крепежного элемента, пока клей между корпусом и поверхностью отверждается.
Кроме того, процесс 900 может обеспечивать удерживание корпуса поверх крепежного элемента посредством присасывания корпуса к поверхности (операция 904). После этого процесс завершают. В некоторых иллюстративных примерах присасывание удерживает корпус относительно крепежного элемента, пока клей между корпусом и поверхностью отверждается.
Структурные схемы и блок-схемы в различных представленных вариантах осуществления изобретения изображают конфигурацию, функциональные возможности и принцип работы некоторых возможных вариантов устройств и способов в иллюстративном варианте осуществления изобретения. В этой связи каждый блок в структурной схеме или блок-схеме может представлять модуль, часть, функцию и/или часть операции или этапа.
В некоторых альтернативных вариантах иллюстративного варианта осуществления изобретения функция или функции, указанные в блоках, могут выполняться не в том порядке, который указан на чертежах. Например, в некоторых случаях два блока, представленные последовательно, могут быть выполнены по существу параллельно, или блоки могут иногда выполняться в обратном порядке в зависимости от задействованных функциональных возможностей. Кроме того, другие блоки могут быть добавлены в придачу к блокам, изображенным на структурной схеме или блок-схеме. Более того, некоторые блоки могут быть не реализованы. Например, процесс 900 может дополнительно включать нанесение клея на основание корпуса.
Иллюстративные варианты осуществления изобретения могут быть описаны применительно к способу 1000 производства и обслуживания воздушного летательного аппарата, как показано на фиг. 10, и воздушному летательному аппарату 1100, как показано на фиг. 11. На фиг. 10 изображена блок-схема способа производства и обслуживания воздушного летательного аппарата в соответствии с иллюстративным вариантом осуществления изобретения. Во время первоначальной отработки производственного процесса способ 1000 производства и обслуживания воздушного летательного аппарата может включать разработку спецификации и проектирование 1002 воздушного летательного аппарата 1100, представленного на фиг. 11, и осуществление материального снабжения 1004.
Во время производственного процесса происходит изготовление 1006 компонентов и подузлов и системная интеграция 1008 воздушного летательного аппарата 1100, представленного на фиг. 11. После этого воздушный летательный аппарат 1100, представленный на фиг. 11, может проходить процесс 1010 сертификации и поставки для введения в эксплуатацию 1012. Для воздушного летательного аппарата 1100, представленного на фиг. 11, находящегося в эксплуатации 1012 со стороны заказчика, запланировано проведение технического обслуживания и ремонта 1014, которое может включать модифицирование, реконфигурирование, переоснащение и другие виды планово-предупредительного ремонта или технического обслуживания.
Каждый из процессов способа 1000 производства и обслуживания воздушного летательного аппарата может быть выполнен или осуществлен системным интегратором, третьей стороной и/или оператором. В данных примерах оператором может быть заказчик. Для целей настоящего описания системный интегратор может включать, без ограничения, любое число производителей воздушных летательных аппаратов и субподрядчиков по основныму системам; третья сторона может включать, без ограничения, любое количество продавцов, субподрядчиков и поставщиков; и оператором может являться авиакомпания, лизинговая компания, военная организация, обслуживающая организация и так далее.
На фиг. 11 изображена блок-схема воздушного летательного аппарата в соответствии с иллюстративным вариантом осуществления изобретения. В данном примере воздушный летательный аппарат 1100 изготовлен при помощи способа 1000 производства и обслуживания воздушного летательного аппарата, представленного на фиг. 10, и может включать корпус 1102 с системами 1104 и внутренней частью 1106. Примеры систем 1104 включают одну или более движительных систем 1108, электрических систем 1110, гидравлических систем 1112 и систем 1114 управления условиями окружающей среды. Может быть включено любое количество других систем. Несмотря на то что показан пример, относящийся к аэрокосмической промышленности, различные иллюстративные варианты осуществления изобретения могут быть применены к другим отраслям, таким как автомобильная промышленность.
Способ и устройства, реализованные в настоящей заявке, могут быть использованы во время по меньшей мере одного из этапов способа 1000 производства и обслуживания воздушного летательного аппарата, представленного на фиг. 10. Один или более иллюстративных вариантов осуществления изобретения могут быть использованы во время изготовления 1006 компонентов и узлов. Например, уплотнительный узел 212, показанный на фиг. 2, может быть использован для герметизации крепежного элемента во время изготовления 1006 компонентов и узлов. Кроме того, уплотнительный узел 212 может быть использован для герметизации крепежного элемента во время планово-предупредительного ремонта и технического обслуживания 1014.
Представленные способ и устройство могут уменьшить количество времени, необходимое для герметизации крепежного элемента. Кроме того, представленный уплотнительный узел может уменьшать необходимость в подготовке и опыте персонала для осуществления герметизации крепежного элемента. Уплотнительный узел может герметизировать крепежный элемент, будучи прижатым над этим крепежным элементом. Прижатие уплотнительного узла поверх крепежного элемента может быть осуществлено вручную или роботизированной системой менее чем за минуту. В некоторых иллюстративных примерах прижатие уплотнительного узла поверх крепежного элемента может быть выполнено за десять секунд или менее.
При использовании предварительно отформованного корпуса избыток уплотнительного материала может и не появиться. В результате, представленный уплотнительный узел может не иметь этапов формирования, смешивания или удаления уплотнительного материала. За счет устранения этапов формирования, смешивания или удаления уплотнительного материала герметизация крепежного элемента может занимать меньше времени.
Кроме того, представленные способ и устройство могут уменьшить количество времени, необходимое для производства системы топливных баков. Уплотнительный узел может быть установлен над концом крепежного элемента. За счет использования уплотнительного узла, такого как предварительно отформованный корпус, на герметизацию крепежного элемента может потребоваться меньше времени, чем в случае с устанавливаемыми вручную традиционными уплотнительными колпачками. Герметизация при помощи устанавливаемых вручную традиционных уплотнительных колпачков может занимать до двадцати минут на каждый колпачок. Время, необходимое на установку традиционного уплотнительного колпачка, может зависеть по меньшей мере от одного из следующего: месторасположение в пределах системы топливных баков, размер подлежащего накрыванию конца, необходимая обработка поверхностей или другие факторы.
При использовании уплотнительного узла время процесса установки может быть уменьшено до менее чем одной минуты на каждый крепежный элемент. Таким образом, время герметизации для крепежных элементов также может быть уменьшено. За счет уменьшения времени герметизации может быть уменьшено время изготовления системы топливных баков. За счет уменьшения времени герметизации время изготовления системы топливных баков может быть уменьшено на сотни часов. В некоторых иллюстративных примерах время изготовления системы топливных баков может быть уменьшено более чем на 1000 часов.
Кроме того, создание прозрачных уплотнительных узлов может способствовать уменьшению времени контроля. За счет уменьшения времени контроля производственное время может быть уменьшено еще больше.
Описание различных иллюстративных вариантов осуществления изобретения представлены в иллюстративных и описательных целях и не являются исчерпывающими или ограниченными раскрытыми вариантами осуществления изобретения. Специалистам в данной области техники очевидны многие модификации и варианты настоящего изобретения. Кроме того, различные иллюстративные варианты осуществления изобретения могут обеспечивать различные характеристики по сравнению с другими иллюстративными вариантами осуществления изобретения. Выбранный вариант или варианты осуществления изобретения отобраны и описаны с целью наилучшего объяснения принципов вариантов осуществления изобретения и практического применения и с целью обеспечения понимания другими специалистами в данной области техники раскрытия различных вариантов осуществления изобретения с различными модификациями, подходящими для конкретного предполагаемого использования.