ФЕРМЕННАЯ КОНСТРУКЦИЯ ТРАНСПОРТНОГО СРЕДСТВА И СПОСОБ ОБЕСПЕЧЕНИЯ ФЕРМЕННОЙ КОНСТРУКЦИЕЙ ТРАНСПОРТНОГО СРЕДСТВА С ЕГО ПОСЛЕДУЮЩЕЙ ЭКСПЛУАТАЦИЕЙ
TRUSS STRUCTURE OF VEHICLE AND METHOD OF PROVIDING TRUSS STRUCTURE OF VEHICLE WITH ITS SUBSEQUENT OPERATION

ОБЛАСТЬ И УРОВЕНЬ ТЕХНИКИ
[001] В транспортных средствах, таких как летательные аппараты, корабли, грузовики и автобусы, для поддержки грузов или конструкций могут быть использованы ферменные конструкции. Например, ферма, поддерживаемая элементами каркаса в летательном аппарате, может служить опорой для санузлов, бортовых кухонь, верхних отсеков для хранения, перегородок и других блоков. Фермы включают в себя различные ферменные стяжные стержни для поддержки конструкции (конструкций), содержащие вертикальные стяжные стержни, которые воспринимают вес конструкции (конструкций), боковые стяжные стержни, которые воспринимают боковые нагрузки на конструкцию (конструкции), и диагональные стяжные стержни, которые воспринимают направленные вперед и назад нагрузки на конструкцию (конструкции). В различных случаях ферменная конструкция могла бы сообщать нагрузки в конструкцию транспортного средства. Например, корпус летательного аппарата может быть выполнен таким образом, что он сгибается под воздействием турбулентности. При этом ферма, соединенная с корпусом, могла бы предотвратить такой изгиб или воспрепятствовать возникновению такого изгиба.
РАСКРЫТИЕ СУЩНОСТИ ИЗОБРЕТЕНИЯ
[002] Согласно одному аспекту опорный элемент для фермы включает в себя первый соединительный конец и второй соединительный конец. Опорный элемент также включает в себя соединитель, работающий только на растяжение и размещенный между первым и вторым соединительными концами. Соединитель, работающий только на растяжение, содержит пластинчатую пружину.
[003] Согласно одному аспекту ферменная опорная конструкция включает в себя верхнюю опорную балку, нижнюю опорную балку и по меньшей мере два вертикальных стяжных стержня, соединяющих верхнюю опорную балку и нижнюю опорную балку. Ферменная опорная конструкция также включает в себя диагональный стяжной стержень. Первый конец диагонального стяжного стержня соединен с нижней опорной балкой возле соединения первого вертикального стяжного стержня из указанных по меньшей мере двух вертикальных стяжных стержней с нижней опорной балкой. Второй конец диагонального стяжного стержня проходит от первого вертикального стяжного стержня и соединен с верхней опорной балкой. Ферменная опорная конструкция также включает в себя элемент, работающий только на растяжение. Элемент, работающий только на растяжение, включает в себя первый соединительный конец, второй соединительный конец и соединитель, работающий только на растяжение. Соединитель, работающий только на растяжение, размещен между первым и вторым соединительными концами. Элемент, работающий только на растяжение, размещен между первым вертикальным стяжным стержнем и вторым вертикальным стяжным стержнем из указанных по меньшей мере двух вертикальных стяжных стержней. Первый соединительный конец элемента, работающего только на растяжение, соединен с нижней опорной балкой возле соединения второго вертикального стяжного стержня с нижней опорной балкой. Второй соединительный конец элемента, работающего только на растяжение, проходит от второго вертикального стяжного стержня и соединен с верхней опорной балкой между соединением первого и второго вертикальных стяжных стержней с верхней опорной балкой.
[004] Согласно одному аспекту способ эксплуатации транспортного средства включает в себя обеспечение в транспортном средстве ферменной опорной конструкции. Ферменная опорная конструкция включает в себя верхнюю опорную балку, нижнюю опорную балку и по меньшей мере два вертикальных стяжных стержня, соединяющих верхнюю опорную балку и нижнюю опорную балку. Ферменная опорная конструкция также включает в себя диагональный стяжной стержень. Первый конец диагонального стяжного стержня соединен с нижней опорной балкой возле соединения первого вертикального стяжного стержня из указанных по меньшей мере двух вертикальных стяжных стержней с нижней опорной балкой. Второй конец диагонального стяжного стержня проходит от первого вертикального стяжного стержня и соединен с верхней опорной балкой. Ферменная опорная конструкция также включает в себя элемент, работающий только на растяжение. Элемент, работающий только на растяжение, включает в себя первый соединительный конец, второй соединительный конец и соединитель, работающий только на растяжение, размещенный между первым и вторым соединительными концами. Элемент, работающий только на растяжение, размещен между первым вертикальным стяжным стержнем и вторым вертикальным стяжным стержнем из указанных по меньшей мере двух вертикальных стяжных стержней. Первый соединительный конец элемента, работающего только на растяжение, соединен с нижней опорной балкой возле соединения второго вертикального стяжного стержня с нижней опорной балкой. Второй соединительный конец элемента, работающего только на растяжение, проходит от второго вертикального стяжного стержня и соединен с верхней опорной балкой между соединением первого и второго вертикальных стяжных стержней с верхней опорной балкой. Способ также включает в себя эксплуатацию транспортного средства.
КРАТКОЕ ОПИСАНИЕ ЧЕРТЕЖЕЙ
[005] На ФИГ. 1 показан перспективный вид известной ферменной конструкции;
[006] на ФИГ. 2 показан схематический чертеж ферменной конструкции по ФИГ. 1 с нагрузками, приложенными к ферме, при этом существенно преувеличенные положения ферменных стяжных стержней показаны пунктиром;
[007] на ФИГ. 3 показан перспективный вид ферменной конструкции согласно одному аспекту;
[008] на ФИГ. 4 показан вид сбоку ферменного элемента, работающего только на растяжение, согласно одному аспекту;
[009] на ФИГ. 5 показан перспективный вид ферменного элемента, работающего только на растяжение, по ФИГ. 4;
[0010] на ФИГ. 6 показан перспективный покомпонентный вид элемента, работающего только на растяжение, по ФИГ. 4;
[0011] на ФИГ. 7 показан вид сбоку ферменного элемента, работающего только на растяжение, согласно второму аспекту;
[0012] на ФИГ. 8 показан детальный перспективный вид конца с проушиной элемента, работающего только на растяжение, по ФИГ. 4, взаимодействующего с вилочным соединением ферменной конструкции по ФИГ. 3;
[0013] на ФИГ. 9 показан детальный перспективный вид вилочного конца элемента, работающего только на растяжение, по ФИГ. 4;
[0014] на ФИГ. 10 показан упрощенный схематический чертеж ферменной конструкции по ФИГ. 3 с нагрузками, приложенными к ферме, при этом существенно преувеличенные положения ферменных элементов и стяжных стержней показаны пунктиром;
[0015] на ФИГ. 11 показано сечение вида сбоку летательного аппарата с ферменной конструкцией по ФИГ. 3, служащей опорой для различных конструкций в пассажирском салоне летательного аппарата; и
[0016] на ФИГ. 12 показан вид сбоку ферменного элемента, работающего только на растяжение, согласно третьему аспекту.
ОСУЩЕСТВЛЕНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ
[0017] Далее делается ссылка на аспекты, представленные в раскрытии настоящего изобретения. Однако объем раскрытия настоящего изобретения не ограничен конкретными описанными аспектами. Напротив, любая комбинация следующих признаков и элементов независимо от того, связаны ли они с различными аспектами или нет, предполагается для реализации и практического воплощения рассмотренных аспектов. Кроме того, хотя аспекты, раскрытые в настоящем документе могут обеспечить преимущества по сравнению с другими возможными решениями или уровнем техники независимо от того, связано ли конкретное преимущество с каким-либо конкретным аспектом, указанное не является ограничением объема раскрытия настоящего изобретения. Таким образом, следующие аспекты, признаки и преимущества являются только иллюстративными и не рассматриваются в качестве элементов или ограничений прилагаемой формулы изобретения, за исключением случаев, явно указанных в ней. Аналогично, ссылка на "изобретение" или "раскрытие" не должна толковаться как обобщение какого-либо объекта изобретения, раскрытого в настоящем документе, и не должна рассматриваться как элемент или ограничение прилагаемой формулы изобретения, за исключением случаев, явно указанных в ней.
[0018] В аспектах, раскрытых в настоящем документе, конкретные опорные стяжные стержни ферменной конструкции, которые воспринимают направленные вперед и назад нагрузки, заменены элементами, работающими только на растяжение. Используемый здесь термин "элементы, работающие только на растяжение" относится к ферменному элементу, который легко сгибается под воздействием значительных сжимающих нагрузок. Например, такой элемент, работающий только на растяжение, может начинать сгибаться под воздействием сжимающих нагрузок в один фунт (4,4 Н), пять фунтов (22,2 Н), десять фунтов (44,5 Н) или любую нагрузку, которая считается подходящей незначительной для конкретного применения фермы по сравнению с окружающей конструкцией. Использование элементов, работающих только на растяжение, обеспечивает для ферменной конструкции возможность изгибаться с элементами каркаса транспортного средства, к которому она прикреплена.
[0019] На ФИГ. 1 показана известная ферменная конструкция 100. Ферменная конструкция 100 включает в себя нижние опорные балки 102, к которым могут быть прикреплены различные конструкции. Например, различные блоки, такие как санузлы, бортовые кухни, кладовые, перегородки и верхние отсеки для хранения, могут быть прикреплены к нижним опорным балкам в салоне летательного аппарата. Ферменная конструкция 100 имеет первую опорную балку 102а и вторую опорную балку 102b, расположенные на расстоянии друг от друга в поперечном направлении. Первая опорная балка 102а и вторая опорная балка 102b соединены друг с другом поперечными элементами 110. Ферменная конструкция 100 включает в себя различные элементы, которые соединяют нижние балки 102 и поперечные элементы 110 с верхними балками и/или элементами каркаса транспортного средства. Ферменная конструкция 100 включает в себя вертикальные стяжные стержни 106, которые выдерживают вес различных блоков, прикрепленных к ферменной конструкции 100, а также любые вертикальные нагрузки ускорения (например, перемещения в условиях турбулентности), воздействующие на упомянутые блоки. Ферменная конструкция 100 также включает в себя боковые стяжные стержни 116, которые выдерживают боковые нагрузки, воздействующие на упомянутые блоки. Боковые стяжные стержни 116 соединены на нижнем конце с поперечными элементами 110. Ферменная конструкция 100 также включает в себя диагональные стяжные стержни 120, которые выдерживают направленные вперед и назад нагрузки, воздействующие на упомянутые блоки, такие как нагрузки ускорения и замедления.
[0020] Ферменная конструкция 100 может быть модульной. Например, каждая из нижних опорных балок 102а и 102b выполнена из множества частей 104 нижней балки. В качестве иллюстрации на ФИГ. 1 показаны десять частей 104 нижней балки, пять частей 104 нижней балки для каждой из нижних опорных балок 102а и 102b. Каждая часть 104 нижней балки соединена с вертикальным стяжным стержнем 106 и с диагональным стяжным стержнем 120. Ферменные конструкции 100 разной длины могут быть изготовлены путем использования различного количества частей 104 нижней балки (а также вертикальных стяжных стержней 106, боковых стяжных стержней 116 и диагональных стяжных стержней 120).
[0021] На ФИГ. 2 показан схематический чертеж ферменной конструкции 100, в которой вертикальные стяжные стержни 106 и диагональные стяжные стержни 120 соединены с верхними опорными балками 122. В самолете или другом транспортном средстве верхние опорные балки 122 могут не использоваться, а вместо этого стяжные стержни 120 могут быть соединены непосредственно с каркасом и/или обшивкой транспортного средства. В таком случае каркас и/или обшивка транспортного средства могут использоваться вместо верхних опорных балок 122. Верхние опорные балки 122 выполнены из множества частей 124 верхней балки (подобным образом нижние опорные балки 102а и 102b выполнены из частей 104 нижней балки). В случае, когда транспортное средство, в котором установлена ферменная конструкция 100, изгибается (как показано стрелками Рарр), отклонения в ферменной конструкции 100 приводят к появлению нагрузок, которые могут быть приложены к каркасу транспортного средства. Например, растяжение транспортного средства приводит к появлению нагрузки Psk, приложенной к верхним опорным балкам 122, и нагрузки Рr, приложенной к нижним опорным балкам 102. Растяжение также приводит к приложению нагрузок сжатия к диагональным стяжным стержням 120 на левой стороне ферменной конструкции 100 (как обозначено стрелками С) и растягивающих нагрузок, приложенных к диагональным стяжным стержням 120 на правой стороне ферменной конструкции 100 (как обозначено стрелками Т). Эти различные нагрузки также приводят к смещению по меньшей мере некоторых из диагональных стяжных стержней 120 и вертикальных стяжных стержней 106 (как показано пунктиром). В различных обстоятельствах нагрузка Psk, приложенная к верхним опорным балкам 122, может быть передана в каркас транспортного средства. В аспектах, согласно которым верхние опорные балки 122 не используются (например, когда каркас и/или обшивка летательного аппарата непосредственно прикреплены к стяжным стержням), нагрузка Psk передается непосредственно в каркас и/или обшивку транспортного средства.
[0022] На ФИГ. 3 показана ферменная конструкция 200, в которой некоторые из диагональных стяжных стержней 120 заменены элементами 220, работающими только на растяжение. Как раскрыто выше, элементы 220, работающие только на растяжение, выдерживают растягивающие нагрузки в ферменной конструкции 200 (т.е. усилия вытягивания), однако легко деформируются и, вследствие этого, обеспечивают меньшую поддержку под воздействием нагрузок сжатия. Ферменная конструкция 200, показанная на ФИГ. 3, включает в себя два набора диагональных стяжных стержней 120 и два набора элементов 220, работающих только на растяжение. Как раскрыто выше, диагональные стяжные стержни 120 выдерживают направленные вперед и назад нагрузки, сообщаемые ферменной конструкции 200. Во многих случаях нагрузки в переднем направлении обычно в несколько раз больше нагрузок в заднем направлении. Например, в летательном аппарате нагрузки, испытываемые во время взлета и набора высоты обычно ниже, чем нагрузки, испытываемые во время посадки, поскольку замедление во время посадки сильнее, чем ускорение во время взлета, например. В результате, ферменная конструкция 200 может только включать в себя один или два набора диагональных стяжных стержней 120, которые могут выдерживать меньшие направленные назад нагрузки, и использовать дополнительные элементы 220, работающие только на растяжение, которые могут выдерживать большие направленные вперед нагрузки в сочетании с диагональными стяжными стержнями 120.
[0023] На ФИГ. 4-6 показан один из элементов 220, работающих только на растяжение, из ферменной конструкции 200, показанной на ФИГ. 3. Элемент 220, работающий только на растяжение, включает в себя пластинчатую пружину 222, размещенную между первым соединительным концом 230 и вторым соединительным концом 250. Первый соединительный конец 230 включает в себя хвостовик 234 с концом 232 с проушиной, размещенным в конце хвостовика 234. Например, конец хвостовика 234 может иметь внутреннюю охватывающую резьбу, а конец 232 с проушиной может иметь охватываемую резьбу, которая может иметь резьбовое взаимодействие с охватывающей резьбой хвостовика 234. Второй соединительный конец 250 включает в себя хвостовик 254 с вилочным концом 252, размещенным в конце хвостовика 254. Например, конец хвостовика 254 может иметь внутреннюю охватывающую резьбу, а вилочный конец 252 может иметь охватываемую резьбу, которая может иметь резьбовое взаимодействие с охватывающей резьбой хвостовика 254. Расстояние между концом 232 с проушиной и вилочным концом 252 для элемента 220, работающего только на растяжение, может быть отрегулировано путем регулировки величины резьбового взаимодействия между резьбой хвостовиков 234 и 254 и концом 232 с проушиной и вилочным концом 252, соответственно. Согласно различным аспектам стопорные штифты, такие как шплинты и т.п., могут быть вставлены в хвостовики, чтобы удерживать в них конец 232 с проушиной и вилочный конец 252 и предотвращать поворот конца 232 с проушиной или вилочного конца 252 относительно соответствующих хвостовиков 234 и 254. Например, со ссылкой на ФИГ. 5 и 6 стопорный штифт 257 показан частично выступающим из хвостовика 254 второго соединительного конца 250. Стопорный штифт 257 может быть полностью вставлен в хвостовик 254 и отверстия или прорези в вилочном конце 252 для удержания и/или предотвращения поворота вилочного конца 252 в хвостовике 254. Аналогичный стопорный штифт может удерживать конец 232 с проушиной в хвостовике 234 и/или предотвращать поворот конца 232 с проушиной в хвостовике 234. Согласно по меньшей мере одному альтернативному аспекту конец 232 с проушиной и вилочный конец 252 могут быть выполнены за одно целое со своими соответствующими хвостовиками 234 и 254 таким образом, что расстояние между концом 232 с проушиной и вилочным концом 252 не является регулируемым.
[0024] На ФИГ. 5 и 6 показаны виды в перспективе элемента 220, работающего только на растяжение. Пластинчатая пружина 222 имеет по существу прямоугольную форму и является относительно плоской, что означает, что ширина ее сечения существенно больше, чем толщина ее сечения. Согласно одному аспекту пластинчатая пружина выполнена из нержавеющей стали, алюминия, титана или другого металла или металлического сплава. Согласно еще одному аспекту пластинчатая пружина выполнена из композиционного материала, такого как пластмасса, армированная углеродными волокнами. Хвостовики 234 и 254, конец 232 с проушиной и вилочный конец 252 соединительных концов 230 и 250 могут быть выполнены из стали, алюминия, титана или другого металла или металлического сплава.
[0025] Как лучше всего показано на ФИГ. 6, хвостовики 234 и 254 включают в себя уплощенные части 236 и 256, соответственно, на концах напротив конца 232 с проушиной и вилочного конца 252, соответственно. Уплощенные части 236 и 256 могут быть размещены встык с концами пластинчатой пружины 222 таким образом, что уплощенные части 236 и 256 и пластинчатая пружина 222 выровнены. Уплощенные части 236 и 256 и концы пластинчатой пружины 222 соединены стыковыми накладками 226. На ФИГ. 4-6 показаны стыковые накладки 226 с обеих сторон каждой из уплощенных частей 236 и 256 на концах пластинчатой пружины 222. Стыковые накладки 226 соединены с уплощенными частями 236 и 256 и концами пластинчатой пружины 222 крепежными элементами 224, такими как заклепки или болты. Как показано на ФИГ. 6, концы пластинчатой пружины 222 имеют по четыре сквозных отверстия 228. Аналогичным образом, каждая уплощенная часть 236 и 256 имеет четыре сквозных отверстия 238 и 258, соответственно. Каждая из стыковых накладок 226 имеет восемь сквозных отверстий. Первые четыре из восьми отверстий 260 стыковой накладки 226 выровнены с четырьмя отверстиями 228 в конце пластинчатой пружины 222, а вторые четыре из восьми отверстий 262 в стыковой накладке 226 выровнены с четырьмя отверстиями 238 или 258 в уплощенных частях 236 или 256 одного из соответствующих хвостовиков 234 или 254. Крепежные элементы 224 могут быть установлены через выровненные отверстия для соединения соединительных концов 230 и 250 с пластинчатой пружиной 222.
[0026] Согласно одному аспекту стыковые накладки 226 могут быть выполнены за одно целое с уплощенными частями 236 и 256 хвостовиков 234 и 254. Согласно одному такому аспекту концы пластинчатой пружины 222 могут быть размещены в зазоре, образованном между стыковыми накладками 226 с каждой стороны уплощенной части, и закреплены на месте крепежными элементами 224. Это привело бы к уменьшению количества крепежных элементов 224 с шестнадцати до восьми для элемента 220, работающего только на растяжение, а также уменьшило бы время сборки.
[0027] Согласно одному аспекту пластинчатая пружина 222 может быть соединена с уплощенными частями 236 и 256, соответственно, внахлест таким образом, что стыковые накладки 226 могут не использоваться. Например, концы пластинчатой пружины 222 могут перекрываться с уплощенными частями 236 и 256 соединительных концов 230 и 250, соответственно, таким образом, что отверстия 228 в пластинчатой пружине 222 выровнены с отверстиями 238 и 258 уплощенных частей 236 и 256, соответственно. После этого крепежные элементы 224 могут быть установлены через выровненные отверстия для соединения соединительных концов 230 и 250 с пластинчатой пружиной 222.
[0028] Согласно по меньшей мере одному аспекту элемент 220, работающий только на растяжение, может быть выполнен в виде цельной детали. Например, пластинчатая пружина 222 и хвостовики 234 и 254 могут быть выполнены за одно целое. Например, пластинчатая пружина 222 и хвостовики 234 и 254 могут быть получены механической обработкой из металлической заготовки или могут представлять собой литую или кованую деталь. Согласно по меньшей мере одному аспекту конец 232 с проушиной в вилочном конце 252 может иметь резьбовое взаимодействие с резьбовыми концами выполненных за одно целое хвостовиков 234 и 254, как раскрыто выше. Согласно по меньшей мере одному аспекту конец 232 с проушиной и вилочный конец 252 может представлять собой часть выполненной за одно целое конструкции с пластинчатой пружиной 222 и хвостовиками 234 и 254.
[0029] Как показано на ФИГ. 4, согласно одному аспекту пластинчатая пружина 222 элемента 220, работающего только на растяжение, может быть плоской. В результате, когда сжимающее усилие (обозначенное стрелками Fc) приложено к соединительным концам 230 и 250, пластинчатая пружина 222 может отклоняться в направлении стрелки D1 или стрелки D2. В некоторых вариантах может быть желательно отклонение пластинчатой пружины 222 в определенном направлении. Например, элемент 220, работающий только на растяжение, может быть установлен рядом с жгутом проводов, воздуховодом или другими рабочими конструкциями в летательном аппарате, а контакт между элементом 220, работающим только на растяжение, и такими рабочими конструкциями может быть нежелательным. Как показано на ФИГ. 7, согласно одному аспекту элемент 300, работающий только на растяжение, может включать в себя пластинчатую пружину 322, имеющую дугообразную форму. Такая пластинчатая пружина 322 дугообразной формы может быть смещена для отклонения в направлении дуги. Например, на ФИГ. 7, пластинчатая пружина 322 дугообразной формы смещена для отклонения в направлении стрелки D2. Согласно различным аспектам пластинчатая пружина 322 может иметь другие элементы для управления деформацией, такие как изгиб или предварительно сформованная дуга (например, одиночная дуга или синусоидальная волна).
[0030] На ФИГ. 8 показан детальный перспективный вид, показывающий конец 232 с проушиной элемента 220, работающего только на растяжение, соединенного с частью 104 нижней балки ферменной конструкции 200. Конец 232 с проушиной первого соединительного конца 230 размещен в вилочном соединителе 180 на части 104 балки. Вилочный соединитель 180 включает в себя стенки 182 вилки. Быстросъемный штифт 184 или т.п.крепежный элемент (например, шплинт или разводная чека) вставлен через выровненные отверстия для крепления конца 232 с проушиной и вилочного соединителя 180.
[0031] На ФИГ. 9 показан детальный перспективный вид, показывающий вилочный конец 252 элемента 220, работающего только на растяжение, который соединен с соединителем 190 с проушиной на верхнем элементе 192 каркаса (например, части верхней балки, элементе каркаса транспортного средства или обшивке транспортного средства). Стенки 280 вилки вилочного конца 252 размещены на каждой стороне соединителя 190 с проушиной. Быстросъемный штифт 184 или подобный крепежный элемент (например, шплинт или разводная чека) вставлен через выровненные отверстия для крепления вилочного конца 252 и соединителя 190 с проушиной.
[0032] Согласно различным аспектам элемент 220, работающий только на растяжение, может иметь два конца 232 с проушиной, два вилочных конца 252, или конец 232 с проушиной и вилочный конец 252. Конкретная конфигурация концов соединительных концов 230 и 250 элемента 220, работающего только на растяжение, может быть определена на основании соединителей ферменной конструкции 200.
[0033] На ФИГ. 10 показан упрощенный схематический чертеж ферменной конструкции 200, содержащей верхнюю опорную балку 122, которая может быть соединена с элементами каркаса транспортного средства, такого как летательный аппарат. Как раскрыто выше, согласно различным аспектам верхняя опорная балка 122 может не использоваться, так что различные стяжные стержни и элементы, работающие только на растяжение, соединены непосредственно с каркасом и/или элементами обшивки транспортного средства. Ферменная конструкция 200, показанная на ФИГ. 10, включает в себя два диагональных стяжных стержня 120 и три элемента 220, работающих только на растяжение. Как раскрыто выше в отношении ФИГ. 2, элементы каркаса транспортного средства растягиваются в направлении стрелок Рарр. Как показано на ФИГ. 10, первый из диагональных стяжных стержней 120 растянут (как показано стрелками Т), а второй из диагональных стяжных стержней 120 сжат (как показано стрелками С). Указанные три элемента 220, работающих только на растяжение, в ферменной конструкции 200 сжаты, но отклоняются, как раскрыто выше. Отклоненные элементы 220', работающие только на растяжение, показаны пунктиром с существенным преувеличением отклонения. Таким образом, элементы 220, работающие только на растяжение, не передают значительных нагрузок от верхней опорной балки 122 к нижней опорной балке 102 или наоборот. В результате, ферменная конструкция 200 может изгибаться с элементом (элементами) каркаса транспортного средства и не передавать значительные нагрузки в элемент (элементы) каркаса. В результате, нагрузка Pr в нижней опорной балке 102 меньше, чем нагрузка Pr в нижней опорной балке 102 в ферменной конструкции 100, показанной на ФИГ. 2. Также, нагрузки в вертикальных стяжных стержнях 106 и диагональных стяжных стержнях 120 в ферменной конструкции 200 меньше, чем нагрузки в этих стяжных стержнях в ферменной конструкции 100.
[0034] На ФИГ. 11 показано сечение вида сбоку летательного аппарата 400, при этом ферменная конструкция 200 установлена в фюзеляже 402 летательного аппарата. Для ориентирования также показаны область 406 кабины экипажа летательного аппарата 400 и хвостовое оперение 408 летательного аппарата 400. Фюзеляж 402 включает в себя пол 410 пассажирского салона и элементы 404 каркаса. Элементы 404 каркаса могут быть периферийными элементами каркаса или другими радиальными конструктивными элементами фюзеляжа 402 летательного аппарата. Верхняя опорная балка 122 ферменной конструкции 200 прикреплена к элементам 404 каркаса фюзеляжа 402, а нижние опорные балки 102 ферменной конструкции 200 соединены с верхними опорными балками 122 через вертикальные опорные стяжные стержни 106, диагональные стяжные стержни 120 и элементы 220, работающие только на растяжение. Как раскрыто выше, согласно различным аспектам верхние опорные балки 122 могут не использоваться, так что вертикальные стяжные стержни 106, диагональные стяжные стержни 120 и элементы 220, работающие только на растяжение, непосредственно соединены с элементами 404 каркаса и/или обшивкой фюзеляжа 402. Ферменная конструкция 200 также включает в себя боковые стяжные стержни 116, которые не показаны на ФИГ. 11. Ферменная конструкция 200, показанная на ФИГ. 11, включает в себя два диагональных стяжных стержня 120. Согласно различным аспектам ферменная конструкция 200 может включать в себя всего лишь один диагональный стяжной стержень 120 или три или более диагональных стяжных стержней 120. На ФИГ. 11 показаны несколько различных блоков, которые соединены с ферменной конструкцией 200 для опоры. Например, на ФИГ. 11 показан санузел 412, который соединен с ферменной конструкцией 200. На ФИГ. 11 также показана перегородка 414, которая соединена с ферменной конструкцией 200. На ФИГ. 11 также показана кладовая 416, которая соединена с ферменной конструкцией 200. На ФИГ. 11 также показана бортовая кухня 418, которая соединена с ферменной конструкцией 200. На ФИГ. 11 также показаны различные верхние отсеки 420 для хранения, которые соединены с ферменной конструкцией 200.
[0035] При ускорении летательного аппарата 400 (например, во время взлета) упомянутые блоки (например, санузел 412, перегородка 414, кладовая 416, бортовая кухня 418 и верхний отсек 420 для хранения) нагружают ферменную конструкцию 200 в заднем направлении (т.е. по направлению к хвостовому оперению 408). Диагональные стяжные стержни 120 воспринимают эту направленную назад нагрузку от упомянутых блоков посредством сжатия диагональных стяжных стержней 120. Как раскрыто выше, элементы 220, работающие только на растяжение, не воспринимают значительной сжимающей нагрузки и, следовательно, не воспринимают направленной назад нагрузки от упомянутых блоков. При замедлении летательного аппарата 400 (например, во время посадки, когда шасси тормозят и применены реверсоры тяги) упомянутые различные блоки нагружают ферменную конструкцию 200 в переднем направлении (т.е. по направлению к кабине 406 экипажа). Диагональные стяжные стержни 120 и элементы 220, работающие только на растяжение, воспринимают эту направленную вперед нагрузку от упомянутых блоков посредством растяжения диагональных стяжных стержней 120 и элементов 220, работающих только на растяжение.
[0036] На ФИГ. 12 показан еще один аспект элемента 500, работающего только на растяжение. Элемент 500, работающий только на растяжение, включает в себя трос или канат 522 вместо пластинчатой пружины 222, рассмотренной выше. Трос или канат 522 может быть выполнен из плетеных металлических прядей, пучков кевларовых волокон или других подобных материалов. Трос или канат 522 соединен с хвостовиками 234 и 254 соединительных концов 230 и 250, соответственно, посредством зажимов 536 и 556. Например, зажимы, такие как зажим С для троса, производства компании Allied Bolts Products, LLC, могут быть прикреплены к хвостовикам 234 и 254 соединительных концов 230 и 250, соответственно, и концы троса или каната 522 могут быть закреплены в зажимах. Согласно различным аспектам конец металлического троса может быть приварен к хвостовикам 234 и 254 или обжат вокруг хвостовиков 234 и 254.
[0037] Как раскрыто выше, элементы 220 и/или 500, работающие только на растяжение, могут быть использованы в ферменной конструкции для выдерживания нагрузок в первом направлении, обеспечивая при этом гибкость для фермы во втором противоположном направлении. Такое направленное выдерживание нагрузок может быть предпочтительным, когда ферма соединена с гибкой конструкцией, такой как каркас транспортного средства. Направленное выдерживание нагрузок может обеспечивать возможность изгиба ферменной конструкции с гибкой конструкцией, обуславливая, таким образом, уменьшение нагрузок, сообщаемых ферменной конструкцией этой гибкой конструкции.
[0038] Описание различных аспектов представлено в целях иллюстрации и его не следует считать исчерпывающим или ограниченным раскрытыми аспектами. Многие модификации и варианты будут очевидны для специалистов в данной области техники без отклонения от объема и сущности описанных аспектов. Используемая в настоящем документе терминология была выбрана для лучшего объяснения принципов аспектов, конкретного применения или технического усовершенствования по сравнению с технологиями, существующими на рынке, или для обеспечения возможности специалистам в данной области техники понять аспекты, раскрытые в данном документе.
Приведенное раскрытие также содержит следующие иллюстративные неисчерпывающие примеры, которые могут быть заявлены или не заявлены:
Пример 1: Опорный элемент для фермы, содержащий:
первый соединительный конец;
второй соединительный конец и
соединитель, работающий только на растяжение, размещенный между первым и вторым соединительными концами, причем
соединитель, работающий только на растяжение, содержит пластинчатую пружину.
Пример 2: Опорный элемент по примеру 1, в котором пластинчатая пружина содержит по меньшей мере одно из следующего: алюминий, сталь, титан и пластмасса, армированная углеродными волокнами.
Пример 3: Опорный элемент по любому из примеров 1, в котором пластинчатая пружина имеет дугообразную форму.
Пример 4: Опорный элемент по любому из примеров 1, в котором
конец первого соединительного конца выровнен с первым концом пластинчатой пружины с размещением встык, а
конец второго соединительного конца выровнен со вторым концом пластинчатой пружины с размещением встык;
а также содержащий первые стыковые накладки, закрепленные на сторонах конца первого соединительного конца и первого конца пластинчатой пружины, и вторые стыковые накладки, закрепленные на сторонах конца второго соединительного конца и второго конца пластинчатой пружины.
Пример 5: Опорный элемент по любому из примеров 1, в котором
первый соединительный конец содержит вилочный конец или конец с проушиной, и
второй соединительный конец содержит вилочный конец или конец с проушиной.
Пример 6: Опорный элемент по любому из примеров 1, в котором первый соединительный конец содержит вилочный конец, а второй соединительный конец содержит конец с проушиной.
Пример 7: Ферменная опорная конструкция, содержащая:
- верхнюю опорную балку;
- нижнюю опорную балку;
- по меньшей мере два вертикальных стяжных стержня, соединяющих верхнюю опорную балку и нижнюю опорную балку;
- диагональный стяжной стержень, причем
первый конец диагонального стяжного стержня соединен с нижней опорной балкой возле соединения первого вертикального стяжного стержня из указанных по меньшей мере двух вертикальных стяжных стержней с нижней опорной балкой, а
второй конец диагонального стяжного стержня проходит от первого вертикального стяжного стержня и соединен с верхней опорной балкой; и
- элемент, работающий только на растяжение, содержащий:
первый соединительный конец;
второй соединительный конец и
соединитель, работающий только на растяжение, размещенный между первым и вторым соединительными концами, причем
элемент, работающий только на растяжение, размещен между первым вертикальным стяжным стержнем и вторым вертикальным стяжным стержнем из указанных по меньшей мере двух вертикальных стяжных стержней,
первый соединительный конец элемента, работающего только на растяжение, соединен с нижней опорной балкой возле соединения второго вертикального стяжного стержня с нижней опорной балкой, а
второй соединительный конец элемента, работающего только на растяжение, проходит от второго вертикального стяжного стержня и соединен с верхней опорной балкой между соединением первого и второго вертикальных стяжных стержней с верхней опорной балкой.
Пример 8: Ферменная опорная конструкция по примеру 7, в которой соединитель, работающий только на растяжение, содержит трос или канат.
Пример 9: Ферменная опорная конструкция по любому из примеров 7, в которой соединитель, работающий только на растяжение, содержит пластинчатую пружину.
Пример 10: Ферменная опорная конструкция по примеру 9, в которой пластинчатая пружина содержит по меньшей мере одно из следующего: алюминий, сталь, титан и пластмасса, армированная углеродными волокнами.
Пример 11: Ферменная опорная конструкция по примеру 9, в которой пластинчатая пружина имеет дугообразную форму.
Пример 12: Ферменная опорная конструкция по примеру 9, в которой
конец первого соединительного конца выровнен с первым концом пластинчатой пружины с размещением встык, а
конец второго соединительного конца выровнен со вторым концом пластинчатой пружины с размещением встык;
а также содержащая первые стыковые накладки, закрепленные на сторонах конца первого соединительного конца и первого конца пластинчатой пружины, и вторые стыковые накладки, закрепленные на сторонах конца второго соединительного конца и второго конца пластинчатой пружины.
Пример 13: Ферменная опорная конструкция по любому из примеров 7, в которой
первый соединительный конец содержит вилочный конец или конец с проушиной, и
второй соединительный конец содержит вилочный конец или конец с проушиной.
Пример 14: Ферменная опорная конструкция по любому из примеров 7, в которой первый соединительный конец содержит вилочный конец, а второй конец содержит конец с проушиной.
Пример 15: Ферменная опорная конструкция по любому из примеров 7, также содержащая по меньшей мере одно из следующего: бортовая кухня, санузел, кладовая, перегородка и верхний отсек для хранения - поддерживаемое нижней опорной балкой.
Пример 16: Способ эксплуатации транспортного средства, включающий:
а) обеспечение в транспортном средстве ферменной опорной конструкции, содержащей:
- верхнюю опорную балку;
- нижнюю опорную балку;
- по меньшей мере два вертикальных стяжных стержня, соединяющих верхнюю опорную балку и нижнюю опорную балку;
- диагональный стяжной стержень, причем
первый конец диагонального стяжного стержня соединен с нижней опорной балкой возле соединения первого вертикального стяжного стержня из указанных по меньшей мере двух вертикальных стяжных стержней с нижней опорной балкой, а
второй конец диагонального стяжного стержня проходит от первого вертикального стяжного стержня и соединен с верхней опорной балкой; и
- элемент, работающий только на растяжение, содержащий:
первый соединительный конец;
второй соединительный конец и
соединитель, работающий только на растяжение, размещенный между первым и вторым соединительными концами, причем
элемент, работающий только на растяжение, размещен между первым вертикальным стяжным стержнем и вторым вертикальным стяжным стержнем из указанных по меньшей мере двух вертикальных стяжных стержней,
первый соединительный конец элемента, работающего только на растяжение, соединен с нижней опорной балкой возле соединения второго вертикального стяжного стержня с нижней опорной балкой, а
второй соединительный конец элемента, работающего только на растяжение, проходит от второго вертикального стяжного стержня и соединен с верхней опорной балкой между соединением первого и второго вертикальных стяжных стержней с верхней опорной балкой;и
b) эксплуатацию транспортного средства.
Пример 17: Способ по примеру 16, согласно которому транспортное средство представляет собой летательный аппарат.
Пример 18: Способ по примеру 17, согласно которому ферменная опорная конструкция служит опорой по меньшей мере для одного из следующего: бортовой кухни, санузла, кладовой, перегородки и верхнего отсека для хранения.
Пример 19: Способ по любому из примеров 16, согласно которому соединитель, работающий только на растяжение, содержит пластинчатую пружину.
Пример 20: Способ по любому из примеров 16, согласно которому соединитель, работающий только на растяжение, содержит трос или канат.
Хотя вышеизложенное относится к некоторым аспектам, другие и дополнительные аспекты могут быть разработаны без отступления от основного объема настоящего изобретения, и объем изобретения определяется нижеследующей формулой изобретения.