Сборная конструкция для крепления компонентов оборудования внутри фюзеляжа самолета
Изобретение относится к области авиации и касается конструкций крепления компонентов внутреннего оборудования в пассажирском салоне самолета. Сборная конструкция для крепления компонентов оборудования внутри фюзеляжа самолета содержит средства крепления, выполненные на фюзеляже, элементы подвески, неподвижно соединенные с указанными средствами крепления, и проходящую в продольном направлении фюзеляжа системную опору, соединенную с элементами подвески. Элементы подвески включают в себя первый элемент подвески и второй элемент подвески. Причем каждый из первых элементов подвески жестко соединен с системной опорой, а каждый из вторых элементов подвески образует с системной опорой скользящее соединение так, что системная опора имеет возможность скольжения относительно этих вторых элементов подвески вдоль продольной оси фюзеляжа самолета. Достигается значительное снижение передаваемых от системных опор нагрузок на шпангоуты в продольном направлении, компенсация погрешностей при изготовлении, сборке и т.д. и компенсация деформаций фюзеляжа. 15 з.п. ф-лы, 13 ил.
Изобретение в целом относится к установке оборудования на самолете, в частности к конструкции крепления компонентов внутреннего оборудования в пассажирском салоне самолета, и может быть использовано на воздушных судах различных модификаций.
Внутреннее оборудование, в частности компоненты электрической системы и систему кондиционирования в пассажирских салонах самолета, как правило, закрепляют вверху в области потолка пассажирского салона.
Например, в заявке US 2011/0233336 A1 описана конструкция для крепления компонентов оборудования в пассажирском салоне самолета, содержащая кронштейны, соединяющие шпангоуты со стрингерами каркаса фюзеляжа, и прикрепленную к этим кронштейнам системную опору в виде полосы с множеством равномерно расположенных по ее длине отверстий для соединения с компонентами внутреннего оборудования.
При таком выполнении конструкции крепление необходимо индивидуально согласовать с желательной конфигурацией салона, в связи с чем такое крепление компонентов внутреннего оборудования приводит к относительно негибким (не допускающим изменений) конфигурациям салона. Любое изменение конфигурации салона приводит к необходимости замены большого числа компонентов крепления. Более того, существенные изменения конфигурации салона могут быть проведены только в специальных предприятиях, имеющих соответствующее разрешение, что приводит при изменении конфигурации салона к значительным финансовым затратам и к длительным простоям.
Наиболее близкой к настоящему изобретению является конструкция крепления компонентов внутреннего оборудования в пассажирском салоне самолета по патенту RU 2433066 C2, содержащая по меньшей мере одну системную опору, проходящую в продольном направлении фюзеляжа и образованную из нескольких последовательно соединенных профилей, и средства подвески для соединения системной опоры с элементами каркаса фюзеляжа, причем указанная системная опора имеет множество равномерно расположенных по ее длине элементов крепления для соединения с компонентами внутреннего оборудования.
Такая конструкция позволяет закреплять компоненты внутреннего оборудования в пассажирском салоне с возможностью обеспечения большей гибкости конфигурации по сравнению с описанной выше конструкцией.
Однако эта конструкция также имеет недостатки:
- из-за возросших перемещений фюзеляжа нагрузки в направлении системной опоры передаются не только на обшивку, но и на шпангоуты, что нежелательно для конструкции фюзеляжа;
- конструкция системной опоры содержит единую замкнутую цепь из профилей, что при накапливании погрешностей (при изготовлении, сборке и т.д.) может привести в некоторых местах к трудностям сборки конструкции.
Задачей изобретения является создание конструкции крепления компонентов внутреннего оборудования в пассажирском салоне самолета, лишенной указанных недостатков или, по крайней мере, уменьшающей их влияние.
Эта задача решена в сборной конструкция для крепления компонентов оборудования внутри фюзеляжа самолета, содержащей средства крепления, выполненные на фюзеляже; элементы подвески, неподвижно соединенные с указанными средствами крепления, и по меньшей мере одну проходящую в продольном направлении фюзеляжа системную опору, соединенную с элементами подвески.
Согласно изобретению элементы подвески включают в себя по меньшей мере один первый элемент подвески и по меньшей мере один второй элемент подвески, причем каждый из первых элементов подвески жестко соединен с системной опорой, а каждый из вторых элементов подвески образует с системной опорой скользящее соединение, так что системная опора имеет возможность скольжения относительно этих вторых элементов вдоль продольной оси фюзеляжа самолета.
При таком выполнении системная опора имеет возможность осевого скольжения относительно некоторых (вторых) элементов подвески, что значительно уменьшает передаваемые от системной опоры на шпангоуты осевые нагрузки.
Предпочтительно системная опора образована из нескольких последовательно соединенных частей. При этом по меньшей мере две части системной опоры соединены между собой посредством скользящего соединения, а соединения остальных частей системной опоры выполнены жесткими. В результате такого выполнения единая цепь из частей системной опоры оказывается разорванной на более мелкие участки, соединенные между собой посредством скользящего соединения, что позволяет соединять две соседние части системной опоры между собой с возможностью регулировки их относительного положения и тем самым скомпенсировать погрешности, возникающие при изготовлении деталей и при их сборке, а также деформацию фюзеляжа.
Предпочтительно в местах скользящих соединений частей системной опоры одна из этих частей соединена с первым элементом подвески, а в остальных местах системная опора соединена со вторыми элементами подвески.
При этом каждая часть системной опоры может быть выполнена в виде профиля, имеющего в поперечном сечении U-образную форму.
Кроме того, каждый из первых элементов подвески включает в себя первый кронштейн, один конец которого жестко связан с соответствующим средством крепления, выполненным на фюзеляже, а другой конец содержит два участка, один из которых расположен между полками одного профиля и жестко соединен с этими полками посредством крепежных средств, а другой из указанных участков расположен между полками другого профиля и в нем выполнен паз, через который проходит болт, проходящий также через соответствующие отверстия в полках указанного другого профиля.
Для уменьшения трения в каждом из указанных скользящих соединений в пазу первого кронштейна может быть расположена пластиковая втулка, через которую проходит болт.
Эта втулка может быть выполнена из двух частей, отделенных одна от другой вдоль оси болта, а между болтом и пластиковой втулкой расположена жесткая втулка, длина которой по существу равна расстоянию между внешними поверхностями полок профиля.
Каждое жесткое соединение профилей может быть образовано посредством двух пластин, каждая из которых прикреплена к соответствующим полкам состыкованных профилей и в каждой из которых выполнены продольные пазы, при этом каждое из средств подвески в местах жестких соединений профилей включает в себя второй кронштейн, один конец которого жестко связан с соответствующим элементом каркаса фюзеляжа, а другой конец содержит участок, расположенный между указанными пластинами, причем в этом участке выполнено отверстие, через которое проходит болт, проходящий также через соответствующие пазы в пластинах.
При этом для уменьшения трения на болт может быть надета жесткая втулка, длина которой превышает расстояние между внешними поверхностями указанных двух пластин, а в пазах этих двух пластин установлено по пластиковой втулке, через которые проходит болт с надетой на него жесткой втулкой.
Предпочтительно вторые элементы подвески включают в себя третьи кронштейны, один конец каждого из которых жестко связан с соответствующим средством крепления, выполненным на фюзеляже, а другой конец содержит участок, расположенный между полками соответствующего профиля, причем в этом участке выполнен паз, через который проходит болт, проходящий также через соответствующие отверстия в полках указанного профиля.
При этом в пазу каждого из третьих кронштейнов также может быть расположена пластиковая втулка, через которую проходит болт.
Эта втулка также может состоять из двух частей, отделенных одна от другой вдоль оси болта, а между болтом и пластиковой втулкой расположена жесткая втулка, длина которой по существу равна расстоянию между внешними поверхностями полок профиля.
Сборная конструкция для крепления компонентов оборудования внутри фюзеляжа самолета может содержать по меньшей мере одну пару параллельно расположенных системных опор, в частности две пары параллельно расположенных системных опор, причем указанные пары системных опор расположены симметрично - относительно продольной вертикальной плоскости симметрии самолета.
Предпочтительно системные опоры в каждой из пар соединены между собой посредством фитингов, в свою очередь соединенных тягами с элементами каркаса фюзеляжа, причем каждый фитинг расположен между параллельными профилями, полки которых жестко соединены с соответствующими участками первых кронштейнов, а тяга, одним концом соединенная с этим фитингом, другим концом соединена с элементом каркаса фюзеляжа, с которым жестко связан первый кронштейн.
Указанные и другие особенности и преимущества изобретения будут более ясны из дальнейшего подробного описания со ссылками на чертежи.
На фиг. 1 показан фрагмент сборной конструкции для крепления компонентов оборудования внутри фюзеляжа самолета согласно изобретению, вид в перспективе;
на фиг. 2 - место А на фиг. 1;
на фиг. 3 - то же, вид сбоку;
на фиг. 4 - разрез по Г-Г на фиг. 3;
на фиг. 5 отдельно показан первый кронштейн, вид в перспективе;
на фиг. 6 - место Б на фиг. 1;
на фиг. 7 - то же, вид сбоку;
на фиг. 8 - разрез по Д-Д на фиг. 7;
на фиг. 9 отдельно показан второй кронштейн, вид в перспективе;
на фиг. 10 - место В на фиг. 1;
на фиг. 11 - то же, вид сбоку;
на фиг. 12 - разрез по E-Ε на фиг. 11;
на фиг. 13 отдельно показан третий кронштейн, вид в перспективе.
Для облегчения понимания на фиг. 1 условно не показаны обшивка и продольный набор каркаса фюзеляжа.
Как показано на фиг. 1, конструкция крепления в соответствии с одним из возможных вариантов осуществления изобретения содержит по меньшей мере одну пару системных опор 1, проходящих в продольном направлении фюзеляжа, и элементы 2 подвески, соединяющие системные опоры 1 с элементами каркаса фюзеляжа, в частности со шпангоутами 3.
Каждая из системных опор 1 образована из нескольких последовательно соединенных профилей, имеющих в поперечном сечении U-образную форму. На фиг. 1 показан фрагмент конструкции с тремя такими профилями 4, 5 и 6 в каждой из системных опор. На каждом из профилей 4, 5 и 6 имеется множество равномерно расположенных по его длине элементов крепления, например, в виде отверстий 7. Профили каждой из системных опор последовательно соединены с чередованием скользящего соединения и по меньшей мере одного жесткого соединения. Например, соединения профилей в каждой из системных опор 1 могут располагаться в следующей последовательности: «…-жесткое-скользящее-жесткое-скользящее-…», или «…-жесткое-жесткое-скользящее-жесткое-жесткое-скользящее-…», или «…-жесткое-жесткое-жесткое-скользящее-жесткое-жесткое-жесткое-скользящее-…». Количество жестко соединенных профилей между двумя смежными скользящими соединениями выбирается из конкретных конструктивных особенностей каркаса фюзеляжа.
Каждый из элементов 2 подвески включает в себя основной кронштейн 8, прикрепленный к соответствующему шпангоуту 3, и по два первых, вторых или третьих кронштейна 9, 10 и 11, каждый из которых одним концом жестко связан с основным кронштейном 8, а другим концом соединен с соответствующей системной опорой 1. Первый кронштейн 9 расположен в месте А скользящего соединения профилей 5 и 6, второй кронштейн 10 - в месте Б жесткого соединения профилей 4 и 5, а третий кронштейн 11 - в месте В между стыками профилей в зоне поперечного соединения профилей двух системных опор.
На фиг. 2-4 показано место А скользящего соединения профилей, а на фиг. 5 - отдельно показан первый кронштейн, обеспечивающий такое соединение.
Первый кронштейн 9 имеет один конец 12, который жестко связан с основным кронштейном 8, и другой конец, содержащий два участка 13 и 14. Участок 13 расположен между полками профиля 5 и жестко соединен с этими полками посредством крепежных средств 15, а участок 14 расположен между полками другого профиля 6 и в нем выполнен паз 16, через который проходит болт 17, проходящий также через соответствующие отверстия в полках профиля 6. В пазу 16 расположена пластиковая втулка 18, состоящая из двух частей, отделенных одна от другой вдоль оси болта 17, а между болтом 17 и пластиковой втулкой 18 расположена жесткая втулка 19, выполненная, например, из алюминия. Длина втулки 19 по существу равна расстоянию между внешними поверхностями полок профиля 6. Пластиковая втулка 19 обеспечивает скольжение профиля 6 вдоль паза 16, а жесткая втулка 19 предотвращает чрезмерное сжатие профиля 6 при затягивании болта 17 соответствующей гайкой.
На фиг. 6-8 показано место Б жесткого соединения профилей, а на фиг. 9 - отдельно показан второй кронштейн, расположенный в этом месте.
Каждое жесткое соединение профилей 4 и 5 образовано посредством двух пластин 20, каждая из которых прикреплена посредством крепежных средств 21 к соответствующим полкам состыкованных профилей 4 и 5. В каждой из пластин 20 выполнены продольные пазы 22. Между пластинами расположен участок 23 второго кронштейна 10, который имеет один конец, жестко связанный с основным кронштейном 8, а на другом конце расположен указанный выше участок 23. В этом участке 23 выполнено отверстие 24, через которое проходит болт 25, проходящий также через соответствующие пазы 22 в пластинах. На болт 25 надета жесткая втулка 26, длина которой превышает расстояние между внешними поверхностями двух пластин 20, а в пазах 22 этих двух пластин установлено по пластиковой втулке 27, через которые проходит болт 25 с надетой на него жесткой втулкой 26.
Пластиковые втулки 27 обеспечивают скольжение второго кронштейна 10 вдоль пазов 22, а жесткая втулка 26 предотвращает чрезмерное сжатие пластиковых втулок 27 при затягивании болта 25 соответствующей гайкой.
На фиг. 10-12 показано место соединения профиля системной опоры со шпангоутом в месте В между стыками в зоне поперечного соединения профилей двух системных опор, а на фиг. 13 - отдельно показан третий кронштейн, расположенный в этом месте.
Третий кронштейн 11 имеет один конец 28, жестко связанный с основным кронштейном 8, и другой конец, содержащий участок 29, расположенный между полками профиля 5. В участке 29 кронштейна 11 выполнен паз 30, через который проходит болт 31, проходящий также через соответствующие отверстия в полках профиля 5. В пазу 30 расположена пластиковая втулка 32, состоящая из двух частей, отделенных одна от другой вдоль оси болта 31, а между болтом 31 и пластиковой втулкой 32 расположена жесткая втулка 33, выполненная, например, из алюминия. Длина втулки 33 по существу равна расстоянию между внешними поверхностями полок профиля 5. Пластиковая втулка 32 обеспечивает скольжение кронштейна 8 вдоль профиля 5, а жесткая втулка 33 предотвращает чрезмерное сжатие профиля 5 при затягивании болта 31 соответствующей гайкой.
Элементы 2 подвески, включающие в себя основные кронштейны 8, прикрепленные к шпангоутам 3, и первые, вторые и третьи кронштейны 9, 10 и 11, соединяющие основные кронштейны с системными опорами 1, передают на шпангоуты нагрузку в плоскости, перпендикулярной продольному направлению системных опор.
Для передачи на обшивку нагрузки в продольном направлении системные опоры 1 в каждой из их пар соединены между собой посредством фитингов 34, в свою очередь соединенных тягами 35 с элементами каркаса фюзеляжа, в частности со шпангоутами 3 и обшивкой (не показана). Каждый фитинг 34 расположен между параллельными профилями 5, полки которых жестко соединены с соответствующими участками 13 первых кронштейнов 9. При этом тяга 35 одним концом соединена с этим фитингом 34, а другим концом соединена со шпангоутом 3, с которым жестко связан первый кронштейн 9.
Конструкция крепления может содержать, в частности, две пары параллельно расположенных системных опор (на чертежах не показано), предпочтительно расположенных симметрично относительно продольной вертикальной плоскости симметрии самолета.
Конструкции крепления компонентов внутреннего оборудования в пассажирском салоне самолета согласно изобретению обеспечивает возможность соединения двух соседних профилей между собой с возможностью регулировки их относительного положения, что позволяет компенсировать погрешности при изготовлении деталей, при сборке и т.д. и компенсации деформации фюзеляжа. Кроме того, скользящее соединение вторых и третьих кронштейнов с системной опорой позволяет основным кронштейнам, связанным с этими кронштейнами, двигаться относительно профилей системной опоры, что значительно снижает нагрузку на шпангоут в продольном направлении.
1. Сборная конструкция для крепления компонентов оборудования внутри фюзеляжа самолета, содержащая средства крепления, выполненные на фюзеляже, элементы подвески, неподвижно соединенные с указанными средствами крепления, и по меньшей мере одну проходящую в продольном направлении фюзеляжа системную опору, соединенную с элементами подвески, отличающаяся тем, что элементы подвески включают в себя по меньшей мере один первый элемент подвески и по меньшей мере один второй элемент подвески, причем каждый из первых элементов подвески жестко соединен с системной опорой, а каждый из вторых элементов подвески образует с системной опорой скользящее соединение так, что системная опора имеет возможность скольжения относительно этих вторых элементов подвески вдоль продольной оси фюзеляжа самолета.
2. Конструкция по п.1, отличающаяся тем, что системная опора образована из нескольких последовательно соединенных частей.
3. Конструкция по п.2, отличающаяся тем, что по меньшей мере две части системной опоры соединены между собой посредством скользящего соединения, а соединения остальных частей системной опоры выполнены жесткими.
4. Конструкция по п.3, отличающаяся тем, что в местах скользящих соединений частей системной опоры одна из этих частей соединена с первым элементом подвески, а в остальных местах системная опора соединена со вторыми элементами подвески.
5. Конструкция по п.4, отличающаяся тем, что каждая часть системной опоры выполнена в виде профиля, имеющего в поперечном сечении U-образную форму.
6. Конструкция по п.5, отличающаяся тем, что каждый из первых элементов подвески включает в себя первый кронштейн, один конец которого жестко связан с соответствующим средством крепления, выполненным на фюзеляже, а другой конец содержит два участка, один из которых расположен между полками одного профиля и жестко соединен с этими полками посредством крепежных средств, а другой из указанных участков расположен между полками другого профиля и в нем выполнен паз, через который проходит болт, проходящий также через соответствующие отверстия в полках указанного другого профиля.
7. Конструкция по п.6, отличающаяся тем, что в пазу первого кронштейна расположена пластиковая втулка, через которую проходит болт.
8. Конструкция по п.7, отличающаяся тем, что втулка состоит из двух частей, отделенных одна от другой вдоль оси болта, а между болтом и пластиковой втулкой расположена жесткая втулка, длина которой по существу равна расстоянию между внешними поверхностями полок профиля.
9. Конструкция по п.5, отличающаяся тем, что каждое жесткое соединение профилей образовано посредством двух пластин, каждая из которых прикреплена к соответствующим полкам состыкованных профилей и в каждой из которых выполнены продольные пазы, при этом в местах жестких соединений профилей системная опора соединена со вторыми элементами подвески, каждый из которых включает в себя второй кронштейн, один конец этого второго кронштейна жестко соединен с соответствующим средством крепления, выполненным на фюзеляже, а другой конец содержит участок, расположенный между указанными пластинами, причем в этом участке выполнено отверстие, через которое проходит болт, проходящий также через соответствующие пазы в пластинах.
10. Конструкция по п.9, отличающаяся тем, что на болт надета жесткая втулка, длина которой превышает расстояние между внешними поверхностями указанных двух пластин, а в пазах этих двух пластин установлено по пластиковой втулке, через которые проходит болт с надетой на него жесткой втулкой.
11. Конструкция по п.5, отличающаяся тем, что вторые элементы подвески включают в себя третьи кронштейны, один конец каждого из которых жестко связан с соответствующим средством крепления, выполненным на фюзеляже, а другой конец содержит участок, расположенный между полками соответствующего профиля, причем в этом участке выполнен паз, через который проходит болт, проходящий также через соответствующие отверстия в полках указанного профиля.
12. Конструкция по п.11, отличающаяся тем, что в пазу каждого из третьих кронштейнов расположена пластиковая втулка, через которую проходит болт.
13. Конструкция по п.12, отличающаяся тем, что втулка состоит из двух частей, отделенных одна от другой вдоль оси болта, а между болтом и пластиковой втулкой расположена жесткая втулка, длина которой по существу равна расстоянию между внешними поверхностями полок профиля.
14. Конструкция по любому из пп. 1-13, отличающаяся тем, что содержит по меньшей мере одну пару параллельно расположенных системных опор.
15. Конструкция по п.14, отличающаяся тем, что содержит две пары параллельно расположенных системных опор, причем указанные пары системных опор расположены симметрично относительно продольной вертикальной плоскости симметрии самолета.
16. Конструкция по п.14, отличающаяся тем, что системные опоры в каждой из пар соединены между собой посредством фитингов, причем каждый фитинг расположен между параллельными профилями, полки которых жестко соединены с соответствующими участками первых кронштейнов, и соединен с элементами фюзеляжа посредством тяги, при этом тяга соединена с элементом каркаса фюзеляжа, на котором выполнено средство крепления, жестко связанное с одним концом первого кронштейна.
