БАЛЛОННЫЙ УЗЕЛ И СООТВЕТСТВУЮЩИЕ СИСТЕМА И СПОСОБ ВЫРАВНИВАНИЯ ОТВЕРСТИЙ
BALLOON ASSEMBLY AND CORRESPONDING SYSTEM AND METHOD OF HOLE ALIGNMENT

ОБЛАСТЬ ТЕХНИКИ
[001] Настоящее изобретение относится к выравниванию отверстий, а в частности, к использованию надувного баллона для выравнивания двух или более отверстий.
УРОВЕНЬ ТЕХНИКИ
[002] Крепежные элементы для механического соединения, такие как штифты, заклепки, болты и т.п., давно используются для соединения одного элемента с одним или несколькими другими элементами. В типичном примере первое отверстие, образованное в первом элементе, выравнивают со вторым отверстием, образованным во втором элементе. Затем крепежный элемент для механического соединения (например, штифт) вставляют через оба отверстия и, таким образом, не допускают смещения первого элемента относительно второго элемента. Элемент крепления, такой как гайка или шплинт, может взаимодействовать с крепежным элементом для механического соединения, чтобы не допустить непреднамеренного удаления из отверстий крепежного элемента для механического соединения.
[003] Различные компоненты летательного аппарата соединяют вместе крепежными элементами для механического соединения. Например, крылья летательного аппарата могут быть прикреплены к фюзеляжу крепежными элементами для механического соединения, такими как болты. К сожалению, увеличение размера компонентов, соединяемых друг с другом, часто приводит к усложнению процесса выравнивания отверстий, в которые вставляют крепежные элементы для механического соединения, увеличению его продолжительности и затрат на него.
[004] Для выравнивания отверстий перед вставкой крепежного элемента для механического соединения используются конические установочные штифты. В частности конические установочные штифты проталкивают (например, забивают молотком), часто с относительно большой силой, в несовмещенные отверстия для выравнивания. Однако процесс проталкивания может занимать много времени и может приводить к изнашиванию отделки поверхности соединяемых друг с другом компонентов.
[005] Соответственно, специалисты в данной области техники продолжают соответствующие исследования и разработки в отношении выравнивания отверстий.
РАСКРЫТИЕ СУЩНОСТИ ИЗОБРЕТЕНИЯ
[006] В одном варианте реализации раскрытый баллонный узел может содержать надувной баллон, имеющий удлиненный корпус, задающий внутренний объем и выполненный в виде слоистой конструкции, которая содержит эластомерный слой, задающий внутреннюю поверхность корпуса, слой уменьшения трения, задающий внешнюю поверхность корпуса, и слой несущей оболочки, размещенный между эластомерным слоем и слоем уменьшения трения, и источник текучей среды под давлением, выполненный с возможностью выборочного сообщения по текучей среде с внутренним объемом корпуса.
[007] В одном варианте реализации раскрытая система для выравнивания отверстий может содержать первый элемент, задающий первое отверстие, имеющее первую центральную ось, второй элемент, задающий второе отверстие, имеющее вторую центральную ось, которая смещена относительно первой центральной оси, и баллонный узел, содержащий надувной баллон, проходящий через указанные первое отверстие и второе отверстие, а также источник текучей среды под давлением, выполненный с возможностью выборочного сообщения по текучей среде с надувным баллоном.
[008] В одном варианте реализации раскрытый способ выравнивания отверстий может быть использован для выравнивания первого отверстия в первом элементе со вторым отверстием во втором элементе, при этом способ включает этапы (1) размещения надувного баллона с его прохождением через указанные первое отверстие и второе отверстие и (2) повышения давления в надувном баллоне с помощью текучей среды с вызовом расширения надувного баллона и входом его во взаимодействие с первым элементом и вторым элементом.
[009] Другие варианты реализации раскрытого баллонного узла и соответствующих системы и способа выравнивания отверстий станут очевидными из последующего подробного описания, сопроводительных чертежей и прилагаемой формулы изобретения.
КРАТКОЕ ОПИСАНИЕ ЧЕРТЕЖЕЙ
[0010] На ФИГ. 1 схематически показан один вариант реализации раскрытого баллонного узла с частичным разрезом;
[0011] на ФИГ. 2 подробно показан вид в разрезе части баллонного узла по ФИГ. 1;
[0012] на ФИГ. 3 показан вид сбоку в разрезе одного варианта реализации раскрытой системы для выравнивания отверстий, с невыровненными отверстиями;
[0013] на ФИГ. 4 показан вид сбоку в разрезе системы для выравнивания отверстий по ФИГ. 3, но с выровненными отверстиями;
[0014] на ФИГ. 5 показан вид сбоку в разрезе системы для выравнивания отверстий по ФИГ. 4, но с крепежным элементом для механического соединения, проходящим через выровненные отверстия;
[0015] на ФИГ. 6 показан вид сбоку в разрезе еще одного варианта реализации раскрытой системы для выравнивания отверстий, с невыровненными отверстиями;
[0016] на ФИГ. 7 показана структурная схема одного варианта реализации раскрытого способа выравнивания отверстий;
[0017] на ФИГ. 8 показана структурная схема способа изготовления и обслуживания летательного аппарата; и
[0018] на ФИГ. 9 показана блок-схема летательного аппарата.
ОСУЩЕСТВЛЕНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ
[0019] Как показано на ФИГ. 1, один вариант реализации раскрытого баллонного узла, обозначенного в целом позицией 10, может содержать надувной баллон 12 и источник 14 текучей среды под давлением. Надувной баллон 12 может быть выборочно связан по текучей среде с источником 14 текучей среды под давлением посредством одного или более трубопроводов 16, 18 для текучей среды. Баллонный узел 10 при необходимости также может содержать раздаточный коллектор 20 и один или более клапанов 22, 24 для управления потоком текучей среды через трубопроводы 16, 18 для текучей среды. В баллонном узле 10 могут использоваться различные дополнительные компоненты и признаки, не выходящие за рамки настоящего раскрытия.
[0020] Надувной баллон 12 может содержать корпус 30, выполненный удлиненным вдоль продольной оси А и образующий внутренний объем 31. Вследствие этого корпус 30 надувного баллона 12 может иметь максимальную длину L и максимальный поперечный размер (например, диаметр D), когда давление во внутреннем объеме 31 корпуса 30 повышено с помощью текучей среды 33 из источника 14 текучей среды под давлением. Максимальная длина L и диаметр D корпуса 30 надувного баллона 12 могут определяться предполагаемым применением надувного баллона 12, например, помимо прочего, размерами конкретной системы 100 (ФИГ. 3), с которой используется надувной баллон 12.
[0021] Корпус 30 надувного баллона 12 может содержать первую концевую часть 32 и вторую концевую часть 34, расположенную в продольном направлении напротив первой концевой части 32. Первая концевая часть 32 корпуса 30 может быть герметизирована. Для герметизации первой концевой части 32 корпуса 30 могут быть использованы различные технологии. Например, как показано на ФИГ. 1, первый концевой фитинг 36 может быть с герметизацией соединен с первой концевой частью 32 корпуса 30, например связыванием (например, с помощью адгезивов или ультразвуковой сварки) или механическим способом (например, с помощью кольцевого зажима 38, как показано на ФИГ. 1).
[0022] Вторая концевая часть 34 корпуса 30 надувного баллона 12 также может быть герметизирована, и при этом она может задавать канал 40 для текучей среды, сообщающийся по текучей среде с внутренним объемом 31 корпуса 30. Для герметизации второй концевой части 34 корпуса 30 могут быть использованы различные технологии с одновременным обеспечением сообщения по текучей среде с внутренним объемом 31 корпуса 30. Например, как показано на ФИГ. 1, второй концевой фитинг 42 может быть с герметизацией соединен со второй концевой частью 34 корпуса 30, например связыванием (например, с помощью адгезивов или ультразвуковой сварки) или механическим способом (например, с помощью кольцевого зажима 44, как показано на ФИГ. 1). Второй концевой фитинг 42 может задавать отверстие 46, которое может функционировать в качестве канала 40 для текучей среды. Второй концевой фитинг 42 может содержать резьбовой ниппель 48 или тому подобное, с тем чтобы обеспечивать соединение трубопровода 16 для текучей среды со вторым концевым фитингом 42, таким образом, обеспечивать сообщение по текучей среде между источником 14 текучей среды под давлением 14 и внутренним объемом 31 корпуса 30 надувного баллона 12.
[0023] Корпус 30 надувного баллона 12 может быть гибким и, таким образом, выполненным с возможностью расширения/сминания в зависимости от того, находится ли корпус 30 под давлением. Корпус 30 надувного баллона 12 также может быть непроницаемым для текучей среды или по меньшей мере по существу непроницаемым для текучей среды (например, может быть допустимо некоторое незначительное просачивание). Кроме того, корпус 30 надувного баллона 12 может быть выполнен с возможностью выдерживания, без разрушения, повышения давления во внутреннем объеме 31 до требуемого рабочего давления.
[0024] С точки зрения сочетаемости для образования корпуса 30 надувного баллона 12 могут быть использованы различные материалы (включая комбинации материалов). В качестве одного примера, корпус 30 надувного баллона 12 может быть выполнен из эластомерного материала (или может содержать эластомерный материал), такой как каучук (например, натуральный и/или синтетический каучук). В качестве еще одного примера, корпус 30 надувного баллона 12 может быть выполнен в виде шланга в оболочке (похожего на пожарный шланг в оболочке), который содержит текстильную оболочку, размещенную поверх эластомерной сердцевины.
[0025] Как показано на ФИГ. 2, в одной конкретной конструкции корпус 30 надувного баллона 12 (ФИГ. 1) может иметь слоистую конструкцию 50, которая содержит эластомерный слой 52, слой 54 несущей оболочки и слой 56 уменьшения трения. Эластомерный слой 52 может образовывать внутреннюю поверхность 58 корпуса 30, а слой 56 уменьшения трения может образовывать внешнюю поверхность 60 корпуса 30. Слой 54 несущей оболочки может быть размещен между эластомерным слоем 52 и слоем 56 уменьшения трения. Дополнительные слои, такие как дополнительные эластомерные слои, дополнительные слои несущей оболочки и/или дополнительный слой 56 уменьшения трения могут содержаться в слоистой конструкции 50, без выхода за рамки настоящего раскрытия.
[0026] Эластомерный слой 52 слоистой конструкции 50 корпуса 30 может функционировать так, что он содержит текучую среду 33 (ФИГ. 1) в пределах внутреннего объема 31 корпуса 30. Эластомерный слой 52 может быть выполнен из эластомерного материала или комбинации эластомерных материалов (или может содержать эластомерный материал или комбинацию эластомерных материалов). Вследствие этого, эластомерный слой 52 может расширяться по мере повышения давления во внутреннем объеме 31 корпуса 30 посредством текучей среды 33 и может сокращаться по мере уменьшения давления во внутреннем объеме 31 корпуса 30.
[0027] Различные эластомерные материалы могут быть использованы для образования эластомерного слоя 52 слоистой конструкции 50 корпуса 30. В качестве одного конкретного неограничивающего примера, эластомерный слой 52 может быть выполнен из натурального каучука (или может содержать натуральный каучук). В качестве еще одного конкретного неограничивающего примера, эластомерный слой 52 может быть выполнен из синтетического каучука (например, полибутадиенового каучука, бутадиен-нитрильного каучука и т.п.) (или может содержать синтетический каучук).
[0028] Слой 54 несущей оболочки слоистой конструкции 50 корпуса 30 может обеспечивать прочность, которая препятствует вызываемому давлением расширению нижележащего эластомерного слоя 52 за пределы слоя 54 несущей оболочки. Следовательно, вызываемое давлением расширение эластомерного слоя 52 может быть ограничено размерами (например, максимальным диаметром) слоя 54 несущей оболочки.
[0029] Вследствие величин используемого давления слой 54 несущей оболочки слоистой конструкции 50 корпуса 30 может быть выполнен из баллистических волокон. Баллистические волокна могут быть выполнены в виде полотна или ткани (например, текстильной ткани), сетки или тому подобного. В качестве одного конкретного неограничивающего примера, слой 54 несущей оболочки может быть выполнен из синтетической ткани на основе параарамидных волокон KEVLAR, коммерчески доступной от компании Е. I. du Pont de Nemours и компании Wilmington, штат Делавэр, (или может содержать такую синтетическую ткань). В качестве еще одного конкретного неограничивающего примера, слой 54 несущей оболочки может быть выполнен из ткани на основе волокон из сверхвысокомолекулярного полиэтилена SPECTRA, коммерчески доступной от компании Honeywell Advanced Fibers and Composites, Колониал-Хайтс, штат Вирджиния (или может содержать такую ткань). В качестве еще одного конкретного неограничивающего примера, слой 54 несущей оболочки может быть выполнен из ткани на основе волокон из сверхвысокомолекулярного полиэтилена DYNEEMA, коммерчески доступной от компании DSM High Performance Fibers B.V., Нидерланды (или может содержать такую ткань). В качестве еще одного конкретного неограничивающего примера, слой 54 несущей оболочки может быть выполнен из баллистического нейлона (или может содержать баллистический нейлон).
[0030] Слой 56 уменьшения трения слоистой конструкции 50 корпуса 30 может образовывать внешнюю поверхность 60 корпуса 30. Вследствие этого, слой 56 уменьшения трения обеспечивает возможность уменьшения сил трения между корпусом 30 и окружающей конструкцией (стенками и кромками отверстия) при надувании корпуса 30.
[0031] Слой 56 уменьшения трения слоистой конструкции 50 корпуса 30 может быть выполнен из политетрафторэтилена (PTFE) или может содержать политетрафторэтилен (например, может быть выполнен из материалов, покрытых политетрафторэтиленом). Предполагается также использование полимерных материалов, отличных от политетрафторэтилена и имеющих коэффициент трения примерно не более 0,10. В качестве одного конкретного неограничивающего примера, слой 56 уменьшения трения может представлять собой тканое полотно, выполненное из политетрафторэтилена (или включающее в себя политетрафторэтилен). В качестве еще одного конкретного неограничивающего примера, слой 56 уменьшения трения может представлять собой лист (например, мембрану или пленку), выполненный из политетрафторэтилена (или включающий в себя политетрафторэтилен).
[0032] Как показано на ФИГ. 1, текучую среду 33 подают в надувной баллон 12 из источника 14 текучей среды под давлением по трубопроводам 16, 18 для текучей среды. В одном выражении, текучая среда 33 может представлять собой газ, такой как сжатый воздух, азот или тому подобное, а источник 14 текучей среды под давлением 14 может представлять собой (или может содержать) компрессор. В другом выражении, текучая среда 33 может представлять собой жидкость, такую как вода, гидравлическая жидкость или тому подобное, а источник 14 текучей среды под давлением 14 может представлять собой (или может содержать) насос, такой как шестеренчатый насос, винтовой насос или подобное.
[0033] Раздаточный коллектор 20 при необходимости может быть расположен между источником 14 текучей среды под давлением 14 и надувным баллоном 12. Раздаточный коллектор 20 может принимать текучую среду 33 от источника 14 текучей среды под давлением посредством трубопровода 18 для текучей среды (и клапана 22) и может распределять текучую среду 33 для множества надувных баллонов 12 (только один надувной баллон 12 показан на ФИГ. 1) посредством трубопроводов 16, 16' для текучей среды (и клапанов 24, 24').
[0034] Как показано на ФИГ. 3, один вариант реализации раскрытой системы для выравнивания отверстий, обозначенной в целом позицией 100, может содержать первый элемент 102, второй элемент 104 и баллонный узел 10 (на ФИГ. 3 показан только надувной баллон 12 баллонного узла 10; весь баллонный узел 10 см. на ФИГ. 1). Система 100 для выравнивания отверстий при необходимости также может содержать вибратор 106 и/или смазочный материал 108.
[0035] Различные элементы могут быть выровнены с использованием раскрытой системы 100 для выравнивания отверстий. В одном конкретном варианте осуществления первый и второй элементы 102, 104 системы 100 для выравнивания отверстий могут быть конструктивными элементами, такими как конструктивные элементы летательного аппарата. В другом конкретном варианте осуществления первый и второй элементы 102, 104 системы 100 для выравнивания отверстий могут быть смежными секциями фюзеляжа летательного аппарата. Еще в одном конкретном варианте осуществления первый и второй элементы 102, 104 системы 100 для выравнивания отверстий могут быть секциями труб. Следовательно, раскрытая система 100 для выравнивания отверстий имеет широкое применение, и изменения в структуре и функции первого и второго элементов 102, 104 не приведут к отклонению от объема настоящего раскрытия.
[0036] Первый элемент 102 системы 100 для выравнивания отверстий может задавать первое отверстие 110, которое может проходить через первый элемент 102 от первой поверхности 112 первого элемента 102 до второй поверхности 114 первого элемента 102. Первое отверстие 110 может иметь диаметр В1 первого отверстия и может задавать первую центральную ось С1.
[0037] Второй элемент 104 системы 100 для выравнивания отверстий может представлять собой вилку или тому подобное и, следовательно, может содержать первый выступ 120 и второй выступ 122. Первый выступ 120 может быть размещен на расстоянии от второго выступа 122 с образованием между ними промежутка 121. Размер промежутка 121 может быть таким, чтобы обеспечивать возможность размещения в нем первого элемента 102, как показано на ФИГ. 3.
[0038] Первый выступ 120 второго элемента 104 может задавать второе отверстие 124, которое может проходить через первый выступ 120 от первой поверхности 126 первого выступа 120 до второй поверхности 128 первого выступа 120. Второе отверстие 124 может иметь диаметр В2 второго отверстия и может задавать вторую центральную ось С2. Диаметр В2 второго отверстия может строго соответствовать диаметру В1 первого отверстия (например, диаметр В2 второго отверстия может быть по существу равен диаметру В1 первого отверстия).
[0039] Второй выступ 122 второго элемента 104 может задавать третье отверстие 130, которое может проходить через второй выступ 122 от первой поверхности 132 второго выступа 122 до второй поверхности 134 второго выступа 122. Третье отверстие 130 может иметь такой же диаметр (диаметр В2 второго отверстия), что и второе отверстие 124 и может быть выровнено со вторым отверстием 124 вдоль второй центральной оси С2.
[0040] Как показано на ФИГ. 3, первое отверстие 110 первого элемента 102 может быть не выровнено относительно второго и третьего отверстий 124, 130 второго элемента 104. В частности, первая центральная ось С1 первого отверстия 110 может быть смещена в боковом направлении на расстояние Δ от второй центральной оси С2 второго и третьего отверстий 124, 130. Расстояние Δ смещения может быть меньше, чем диаметр В2 второго отверстия 124.
[0041] Для выравнивания первого отверстия 110 со вторым и третьим отверстиями 124, 130 надувной баллон 12 в спущенном/ненакачанном состоянии может быть размещен таким образом, что корпус 30 надувного баллона 12 проходит через первое отверстие 110 и второе и/или третье отверстия 124, 130. Затем, как показано на ФИГ. 4, текучая среда 33 из источника 14 текучей среды под давлением (ФИГ. 1) может быть подана в надувной баллон 12, что приводит к надуванию и расширению надувного баллона 12 внутри отверстий 110, 124, 130. Надувание и расширение надувного баллона 12 внутри отверстий 110, 124, 130 может вызвать перемещение первого элемента 102 относительно второго элемента 104 до тех пор, пока отверстия 110, 124, 130 не будут выровнены (например, когда расстояние Δ смещения (ФИГ. 1) уменьшится примерно до нуля).
[0042] В связи с этим следует отметить, что использование надувного баллона 12, имеющего корпус 30, который содержит слой 56 уменьшения трения, задающий внешнюю поверхность 60 корпуса 30, обеспечивает возможность уменьшения сил трения между надувным баллоном 12 и первым и вторым элементами 102, 104. Не ограничиваясь какой-либо конкретной теорией, можно предположить, что уменьшение сил трения, достигаемое путем ввода слоя 56 уменьшения трения, способствует развитию равномерного натяжения вдоль внешней поверхности 60 корпуса 30, когда надувной баллон 12 находится под давлением, благодаря чему в указанных элементах развиваются силы, действие которых способствует подвижному выравниванию отверстий 110, 124, 130.
[0043] Сопротивление выравниванию отверстий 110, 124, 130 может возникать вследствие трения между первым элементом 102 и вторым элементом 104. Таким образом, в одном дополнительном варианте вибратор 106 (или множество вибраторов 106 (не показано)) может быть соединен с первым элементом 102, вторым элементом 104 или как с первым элементом 102, так и вторым элементом 104. Вибратор 106 может приводиться в действие во время и/или после надувания/расширения надувного баллона 12 для сообщения вибрации первому элементу 102 и/или второму элементу 104, что приводит к уменьшению трения между ними и, таким образом, способствует выравниванию отверстий 110, 124, 130. Вибрация уменьшает суммарное трение тремя способами:
(1) путем передачи небольших случайных относительных движений (импульса одного элемента относительно другого) таким образом, что происходит временное преодоление нормальных сил между поверхностями вместе со связанной тангенциальной силой трения, которая препятствует движению;
(2) путем передачи относительного движения таким образом, что когда трение продолжает существовать, оно существует с пропорционально уменьшенным коэффициентом динамического трения; и
(3) путем физического перемещения детали в направлении выравнивания.
Сочетание вышеуказанных факторов может улучшить выравнивающую способность баллонной системы, поскольку она эффективно устраняет все силы трения в системе до тех пор, пока не будет достигнуто выравнивание. Частота вибрации может быть выбрана на основе, помимо прочего, веса и размера первого элемента 102 и второго элемента (например, более низкая частота для более крупных элементов и высокая частота для сравнительно небольших элементов).
[0044] В другом дополнительном варианте смазочный материал 108 (ФИГ. 3) может быть размещен между первым элементом 102 и вторым элементом 104 перед надуванием/расширением надувного баллона 12. Смазочный материал 108 может представлять собой густую смазку, масло или тому подобное и обеспечивает возможность уменьшения трения между первым элементом 102 и вторым элементом 104 во время надувания/расширения надувного баллона 12.
[0045] Еще в одном дополнительном варианте давление, подаваемое источником 14 текучей среды под давлением 14, может изменяться со временем (а не быть постоянным). Например, давление, подаваемое источником 14 текучей среды под давлением 14, может чередоваться между относительно высоким давлением (импульсным давлением) и относительно низким давлением.
[0046] Как показано на ФИГ. 5, после выравнивания первого отверстия 110 со вторым и третьим отверстиями 124, 130 надувной баллон 12 может быть спущен и удален из отверстий 110, 124, 130, благодаря чему обеспечена возможность вставки крепежного элемента 150 для механического соединения через отверстия 110, 124, 130. Для механического соединения могут быть использованы различные крепежные элементы 150 без отхода от объема настоящего раскрытия. Неограничивающие примеры подходящих крепежных элементов 150 для механического соединения включают в себя штифты, заклепки и болты. Элемент крепления 152, такой как гайка, шплинт или тому подобный, может закреплять крепежный элемент 150 для механического соединения относительно первого и второго элементов 102, 104. При необходимости также могут быть использованы шайбы 154.
[0047] Как показано на ФИГ. 6, еще один вариант реализации раскрытой системы для выравнивания отверстий, обозначенной в целом позицией 200, может содержать первый элемент 202, второй элемент 204 и баллонный узел 10, имеющий множество надувных баллонов 12, 12' (на ФИГ. 6 показаны только надувные баллоны 12, 12' и раздаточный коллектор 20; весь баллонный узел 10 см. на ФИГ. 1). Первый элемент 202 системы 200 для выравнивания отверстий может задавать множество отверстий 206, 208, 210, а второй элемент 204 может задавать соответствующее множество отверстий 212, 214, 216.
[0048] Для выполнения выравнивания первый надувной баллон 12 в спущенном/ненакачанном состоянии может быть размещен таким образом, что корпус 30 первого надувного баллона 12 проходит через отверстие 210 первого элемента 202 и отверстие 216 второго элемента 204. Второй надувной баллон 12' в спущенном/ненакачанном состоянии может быть размещен таким образом, что корпус 30 второго надувного баллона 12' проходит через отверстие 206 первого элемента 202 и отверстие 212 второго элемента 204, а затем через отверстие 208 первого элемента 202 и отверстие 214 второго элемента 204. Затем в надувных баллонах 12, 12' может быть увеличено давление для достижения выравнивания.
[0049] Соответственно, раскрытые системы 100, 200 для выравнивания отверстий могут быть использованы различными способами для выравнивания неровных отверстий. Длина L (ФИГ. 1) и диаметр D (ФИГ. 1) надувного баллона 12, а также тип текучей среды 33 (ФИГ. 1), используемой для повышения давления в надувном баллоне 12, могут зависеть от конкретного применения, включая размер и форму выравниваемых отверстий.
[0050] Также раскрыт способ выравнивания отверстий. Как показано на ФИГ. 7, один вариант реализации раскрытого способа выравнивания отверстий, обозначенного в целом позицией 300, может быть использован для выравнивания первого отверстия в первом элементе со вторым отверстием во втором элементе. Способ 300 может начинаться с блока 302 этапом размещения смазочного материала между первым элементом и вторым элементом. Смазочный материал может представлять собой масло, густую смазку или тому подобное и обеспечивает возможность уменьшения трения между первым элементом и вторым элементом.
[0051] При реализации блока 304 надувной баллон может быть размещен с его прохождением через указанные первое отверстие и второе отверстие. Во время этапа размещения (блок 304) надувной баллон может находиться в спущенном/ненакачанном состоянии. Благодаря этому обстоятельству надувной баллон может быть размещен в первом и втором отверстиях, даже когда первое и второе отверстия не выровнены.
[0052] При реализации блока 306 давление в надувном баллоне может быть повышено с помощью текучей среды. Текучая среда может представлять собой газ (например, сжатый воздух) или жидкость (например, гидравлическую жидкость или воду). Повышение давления в надувном баллоне может вызвать расширение надувного баллона и его вступление во взаимодействие с первым элементом и вторым элементом, способствуя тем самым выравниванию отверстий в первом и втором элементах.
[0053] При реализации блока 308 на первый элемент и/или второй элемент можно воздействовать вибрацией. Частота вибрации может зависеть от размера первого и второго элементов. С функциональной точки зрения вибрация обеспечивает возможность уменьшения трения между первым элементом и вторым элементом, что способствует выравниванию. Хотя вибрацией (блок 308), показанной на ФИГ. 7, воздействуют после повышения давления (блок 306), согласно одному альтернативному аспекту вибрацию (блок 308) и повышение давления (блок 306) можно использовать одновременно. Согласно еще одному альтернативному аспекту вибрацией (блок 308) можно воздействовать перед повышением давления (блок 306).
[0054] В частном случае может иметь место необходимость в повторяемом цикличном использовании вибрации (блок 308) и повышении давления (блок 306). Представляется, что трение между поверхностями отверстий и баллоном может быть уменьшено за счет циклического повышения давления (блок 306), благодаря чему происходит "переориентация" самого материала на внутренней поверхности отверстия по мере того, как происходит его постепенное выравнивание.
[0055] Примеры могут быть описаны в контексте способа 400 изготовления и обслуживания летательного аппарата, как показано на ФИГ. 8, и летательного аппарата 402, как показано на ФИГ. 9. Во время подготовки к изготовлению способ 400 изготовления и обслуживания летательного аппарата может включать разработку спецификации и проектирование 404 летательного аппарата 402 и материальное снабжение 406. Во время производства имеет место изготовление 408 компонентов/сборочных узлов и интеграция 410 систем летательного аппарата 402. После этого летательный аппарат 402 может пройти через стадию 412 сертификации и доставки для ввода в эксплуатацию 414. При эксплуатации заказчиком летательный аппарат 402 подвергается регламентному техобслуживанию и текущему ремонту 416, которые также могут содержать модернизацию, перенастройку, переоборудование и т.п.
[0056] Каждый из процессов способа 400 может быть выполнен или осуществлен системным интегратором, третьей стороной и/или оператором (например, заказчиком). В целях настоящего описания системный интегратор может содержать, без ограничения, любое количество производителей летательных аппаратов и субподрядчиков по основным системам; третья сторона может содержать, без ограничения, любое количество продавцов, субподрядчиков и поставщиков; а оператор может представлять собой авиакомпанию, лизинговую компанию, военную организацию, обслуживающую организацию и т.д.
[0057] Как показано на ФИГ. 9, летательный аппарат 402, произведенный с помощью приведенного в качестве примера способа 400, может содержать корпус 418 с множество высокоуровневых систем 420 и внутренней частью 422. Примеры множества систем 420 могут включать в себя одну или более из следующих систем: движительная система 424, электрическая система 426, гидравлическая система 428 и система 430 управления условиями окружающей среды. Может быть включено любое количество других систем.
[0058] Раскрытый баллонный узел и соответствующие система для выравнивания отверстий и способ могут быть использованы во время любых одного или более этапов способа 400 изготовления и обслуживания летательного аппарата. В качестве одного примера, компоненты или сборочные узлы, относящиеся к изготовлению 408 компонентов и сборочных узлов, интеграции 410 систем и/или регламентному техобслуживанию и текущему ремонту 416, могут быть изготовлены или произведены с использованием раскрытого баллонного узла и соответствующих системы и способа выравнивания отверстий. В качестве еще одного примера, корпус 418 и внутренняя часть 422 могут быть изготовлены с использованием раскрытого баллонного узла и соответствующих системы и способа выравнивания отверстий. Также, один или более примеров устройств, способов или их комбинаций могут быть использованы во время изготовления 408 компонентов и сборочных узлов и/или интеграции 410 систем, например, по существу с ускорением сборки или с сокращением стоимости летательного аппарата 402, например, корпуса 418 и/или внутренней части 422. Аналогичным образом, один или более примеров систем, способов или их комбинаций могут быть использованы во время эксплуатации летательного аппарата 402, например и без ограничений, во время регламентного техобслуживания и ремонта 416.
[0059] Раскрытый баллонный узел и соответствующие система и способ выравнивания отверстий описаны в контексте способа изготовления и обслуживания летательного аппарата; однако специалисту в данной области техники будет очевидно, что раскрытый баллонный узел и соответствующие система и способ выравнивания отверстий могут быть использованы для различных применений. Например, раскрытый баллонный узел и соответствующие система и способ выравнивания отверстий могут быть реализованы при изготовлении/обслуживании различных типов транспортных средств, включая, например, вертолеты, пассажирские суда, автомобили и т.п.
Кроме того, настоящее раскрытие содержит варианты реализации согласно следующим пунктам:
Пункт 1. Баллонный узел, содержащий:
надувной баллон, содержащий удлиненный корпус, задающий внутренний объем и выполненный в виде слоистой конструкции, содержащей эластомерный слой, задающий внутреннюю поверхность указанного корпуса, слой уменьшения трения, задающий внешнюю поверхность указанного корпуса, и слой несущей оболочки, размещенный между указанными эластомерным слоем и слоем уменьшения трения; и
источник текучей среды под давлением, выполненный с возможностью выборочного сообщения по текучей среде с указанным внутренним объемом.
Пункт 2. Баллонный узел по пункту 1, в котором слой уменьшения трения содержит политетрафторэтилен.
Пункт 3. Баллонный узел по пункту 1, в котором слой уменьшения трения представляет собой тканое полотно или лист.
Пункт 4. Баллонный узел по пункту 1, в котором надувной баллон содержит удлиненный корпус, выполненный с возможностью вставки через первое отверстие и второе отверстие в соответствующих первом и втором элементах, так что повышение давления в указанном надувном баллоне и, соответственно, удлиненном корпусе приводит к развитию сил, действие которых способствует движению, направленному на выравнивание первого и второго отверстий.
Пункт 5. Баллонный узел по пункту 1, в котором слой несущей оболочки содержит баллистические волокна.
Пункт 6. Баллонный узел по пункту 1, в котором удлиненный корпус указанного надувного баллона содержит герметизированную первую концевую часть и герметизированную вторую концевую часть, расположенную напротив указанной первой концевой части, причем указанная герметизированная вторая концевая часть образует канал для текучей среды.
Пункт 7. Система для выравнивания отверстий, содержащая:
первый элемент, задающий первое отверстие, имеющее первую центральную ось;
второй элемент, задающий второе отверстие, имеющее вторую центральную ось, которая смещена относительно указанной первой центральной оси; и
баллонный узел, содержащий:
надувной баллон, проходящий через указанные первое отверстие и второе отверстие; а также
источник текучей среды под давлением, выполненный с возможностью выборочного сообщения по текучей среде указанным надувным баллоном.
Пункт 8. Система для выравнивания отверстий по пункту 7, в которой надувной баллон содержит удлиненный корпус, задающий внутренний объем и имеющий максимальный диаметр, когда давление в нем повышено, причем
указанное первое отверстие имеет диаметр первого отверстия, а
указанный максимальный диаметр строго соответствует указанному диаметру первого отверстия.
Пункт 9. Система для выравнивания отверстий по пункту 8, в которой корпус выполнен в виде слоистой конструкции, содержащей эластомерный слой, задающий внутреннюю поверхность указанного корпуса, слой уменьшения трения, задающий внешнюю поверхность указанного корпуса, и слой несущей оболочки, размещенный между указанными эластомерным слоем и слоем уменьшения трения.
Пункт 10. Система для выравнивания отверстий по пункту 9, в которой слой уменьшения трения содержит политетрафторэтилен.
Пункт 11. Система для выравнивания отверстий по пункту 7, в которой источник текучей среды под давлением содержит жидкость.
Пункт 12. Система для выравнивания отверстий по пункту 7, также содержащая вибратор, размещенный для сообщения вибрации указанному первому элементу и/или указанному второму элементу.
Пункт 13. Система для выравнивания отверстий по пункту 7, также содержащая смазочный материал, размещенный между указанными первым и вторым элементами.
Пункт 14. Способ выравнивания первого отверстия в первом элементе со вторым отверстием во втором элементе, включающий:
размещение надувного баллона с его прохождением через указанные первое отверстие и второе отверстие и
повышение давления в указанном надувном баллоне с помощью текучей среды с вызовом расширения указанного надувного баллона и входом его во взаимодействие с указанными первым и вторым элементами.
Пункт 15. Способ по пункту 14, согласно которому надувной баллон содержит удлиненный корпус, задающий внутренний объем и имеющий максимальный диаметр, когда давление в нем повышено, причем
указанное первое отверстие имеет диаметр первого отверстия, а
указанный максимальный диаметр строго соответствует указанному диаметру первого отверстия.
Пункт 16. Способ по пункту 15, согласно которому корпус выполнен в виде слоистой конструкции, содержащей эластомерный слой, задающий внутреннюю поверхность указанного корпуса, слой уменьшения трения, задающий внешнюю поверхность указанного корпуса, и слой несущей оболочки, размещенный между указанными эластомерным слоем и слоем уменьшения трения.
Пункт 17. Способ по пункту 16, согласно которому слой уменьшения трения содержит политетрафторэтилен.
Пункт 18. Способ по пункту 14, согласно которому текучая среда представляет собой гидравлическую жидкость.
Пункт 19. Способ по пункту 14, также включающий размещение смазочного материала между указанными первым и вторым элементами.
Пункт 20. Способ по пункту 14, также включающий вибрирование указанного первого элемента и/или указанного второго элемента.
Хотя показаны и описаны различные варианты реализации раскрытого баллонного узла и соответствующих системы и способа выравнивания отверстий, после прочтения настоящего документа специалисту в данной области техники могут быть очевидны их модификации. Настоящая заявка содержит такие модификации и ограничивается только объемом формулы изобретения.