飛行器機身的製作方法

2023-04-25 23:18:26

專利名稱：飛行器機身的製作方法
技術領域：
本發明提供一種飛行器機身，更具體地提供一種防彈的飛行器機身。
背景技術：
傳統的^Jl飛行器構造中的隔離系統大致包括芯料以及包層。芯料 滿足隔熱和隔音方面的要求。這些芯料基本上是來自纖維工業的材料。 特別地，使用了玻璃纖維材料。為了使這些相對無定形的半成品變得易 於安裝，由包膜將它們包圍。加強裝置附連到包膜的端部，從而之後借 助於緊固件將隔離組件附連到飛行器機身結構。緊固件典型地包括例如 聚醯胺的塑料。例如從DE 10 2004 001 049中已知一種典型的機身隔離裝置並且在 圖11中示意性地示出。這種機身隔離裝置包括由包層1108包繞的隔離 材料1102。利用第一緊固件1105和第二緊固件1106將隔離材料1102 附連到飛行器機身的框架1119。從DE 102 52 886中已知一種用於飛行器的蒙皮壁板安裝裝置，其 具有附連到機身以抵抗射彈或發射物的裝甲壁板。模塊化的壁板具有帶 有至少兩個通孔的溝槽。安裝導軌位於溝槽中並且具有切口，該切口能 夠與容納安裝螺栓的通孔對齊。從US6 286 785中已知一種飛行器機械結構系統，其通過加強機身 框架鋁蒙皮以及機身框架來改善現有的飛行器結構，而不必替換任何現 有的結構元件。上述改進包括高性能的實心織物機身部外殼、機身框架金屬外面板以及耐熱和耐低溫的粘合劑。從US 5 102 723中已知一種重量輕的複合結構吸能壁板，其具有設 置在面板之間的多層例如Kevlar的軟吸能材料，其中多個剛性杆構件 在面板之間延伸貫穿所述的吸能材料層以結構性地連接面板，這種壁板 用來吸收彈道^L射物的能量。從US2 925 098中已知一種改進的防彈織物，更具體地，已知一種 用來抵抗飛行碎片、飛彈等的穿入的改進防彈織物。從US5 654 518中已知一種雙街架結構的裝曱部件，其包括第一 面板、面對第一面板的中間板、夾在第一面板與中間板之間的第一軒架 芯部構件、面對中間板的第二面板、夾在第二面板與中間板之間的第二 桁架芯部構件、以及^L置在第一和第二桁架芯部構件的內部凹槽中的層 壓材料。從US 3 575 786中已知一種粘接到壁的內表面或車輛結構的其它部 分的雙層複合層壓材料，其由粘結有周邊密封層和聚4Uf旨彈性材料的防 彈尼龍組成。發明內容本發明的目的為提供一種滿足現代要求的飛行器機身。才艮據本發明的一個示例實施方式，利用在至少部分區域中具有防彈 層的飛行器機身來實現上述目的。本發明的示例實施方式的基本思想可認為是在飛行器機身的至少 部分區域中配備防彈層。在本申請中，飛行器機身既理解為飛行器的主 機身結構一一即護板及與其相關的框架和桁梁、飛行器機身隔離裝置， 並且還理解為機搶內部壁板，其面向主機身結構AM目對於外部包圍增壓 艙。然而，在增壓艙中的例如駕駛搶門的內部結構不理解為飛行器機身 的一部分，因為其並不相對於外部包圍增壓艙。與不具有任何特殊防彈性能的普通飛行器機身相反，利用根據本發 明的示例實施方式的飛行器機身可以確保民用飛行器和軍用飛行器中 的飛行器機身是防彈的。特別地，缺乏特殊的防彈性能會導致民用^ 受到危險，其中一再發生飛機劫持或暗殺的威脅，而在飛機劫持或暗殺中開槍的危險很高。在這種情況下，飛行器可能既受到從內向外的射擊 又受到從夕卜向內的射擊。在這兩種情況下都會危及到^。根據本發明 的機身構造由於其可以防止射彈貫穿飛行器機身所以有助於保護M。 從而乘坐者可以受到保護而免於威脅生命的傷害。才艮據本發明的飛行器機身還可以防止飛行器的飛行相關系統受到損壞，該損壞會削弱民用或軍用飛行器的飛行能力並JL^4^也非常不 利。根據本發明的示例實施方式，避免了外蒙皮、飛行器隔離裝置以及 內部壁板被設計成無法抵擋射擊，這種避免在將來會變得越來越重要， 從而提高即使是在使用槍炮的恐怖襲擊下的乘客安全度。因此，可根據本發明的示例實施方式提供一種飛行器機身，其與常 規的飛行器機身相比更好地滿足現代要求。從獨立權利要求和附屬權利要求中獲出本發明其它的目的、實施方 式以及優點。下面將更加詳細地描述本發明的示例實施方式。根據一個示例實施方式，防彈層包括多個織物，多個織物優選地i殳 置成部分重疊。通過這種各個織物的至少部分重疊，可確保防止射彈貫穿毗連織物 的區域，織物可以膜片或覆層的形式實施。根據另一示例實施方式，防彈層包括纖維材料，該纖維材料優選為 芳香族聚醯胺和/或玻璃纖維材料。從而，在例如防彈背心的其它領域中已知的防彈纖維材料可用作防 彈層。這種纖維材料可以是例如已知產品名為Kevlar的芳香族聚醯胺。 芳香族聚醯胺也稱作芳族聚醯胺，還具有特別耐火的優點。因此，利用 這些材料還可以滿足例如由美國航空主管部門在FARg25.856 (b)中規 定的新的燒穿要求。芳族聚醯胺此外還是輕型結構材料，其特別突出之 處在於高強度、高延性屈服以及對於例如酸和鹼的介質的良好抵抗力， 因此可成為特別適M空工業的材料。還可使用所謂的S玻璃纖維一一即玻璃纖維材料一一以特定厚度的 玻璃纖維材料來實現防彈層。才艮據另一示例實施方式，防彈層包括夾層結構和/或蜂窩結構。特別是對玻璃纖維材料而言，可使用蜂窩夾層構造來實現防彈層。根據FAR§25.772,這樣的構造用於例如防彈駕J^艙門。例如已知產品 名為Dyneema纖維的其它芳族聚醯胺纖維與泡沫材料的組合可以夾層 構造的形式實現防彈層。根據示例實施方式，飛行器機身還包括隔離結構，該隔離結構包括 芯料和包層，包層具有防彈層，和/或防彈層設置於芯料中。具體地，芯 料本身可實現為防彈層，和/或可在芯料中設置額外的防彈層。然而，例 如包層的除芯料之外的其它部分也可實現為防彈層，即，隔離結構的一 部分可形成為防彈的。也稱作隔離組件的隔離結構的芯料可實現為防彈的。芯料不僅具有 彈頭捕阱的功能，而且還具有常規的隔離裝置的隔熱和隔音性能，即， 不再需要額外的用於隔熱和/或隔音的層。該彈頭捕阱還可具有根據 FAR§25.856 (b)所最新要求的隔離裝置燒穿安全性能。這種防彈飛行 器機身隔離裝置可具有如下優點月良役的飛行器一 一 即已經使用的飛行 器一一可利用這種防彈隔離裝置僅通過更換現有的機身隔離裝置進行 更新，在任何情況下，在定期運行的飛行器中進行該更換。作為將隔離結構的隔離材料用作彈頭捕阱的替代或重複，還可使用 具有常規芯料的隔離組件，在所述隔離組件中設置有額外的彈頭捕阱， 即防彈層。這尤其有利於如果不可以在隔離裝置中使用芯料一一該芯料 既防彈又滿足了例如重量、隔音、隔熱性能的所有其它飛行器相關要求 ——的情況。如果額外的彈頭捕阱與隔離組件成為一體，則可相當有效 地對常規隔離組件進行適應性改進。才艮據另一示例實施方式，包層實現為防彈層。除了芯料之外，隔離組件還包括包層，該包層可實現為使用防彈膜 片的塑料包層。該膜片可捕獲相應的開槍射彈或者至少使其充分減速， 從而使得飛行器中的^J^不受傷害。隔離結構大致位於飛行器的機身結 構與飛行器的系統設備之間，當從外部射擊時飛行器的系統設M可通 過隔離結構而受到保護。根據另一示例實施方式，飛行器機身還包括客艙壁板，防彈層實現 為客搶壁板的一部分。通過改裝機艙壁板來實現防彈機搶是實現防彈飛行器機身的另一可能。由於機搶壁;feL&本上完全地包圍飛行器機艙，所以如果防彈材料 用於壁板部分，則即使在朝飛行器射擊的情況下也可確保對位於飛行器 機搶中的乘客的額外保護。考慮對機艙壁板採用與防彈機身隔離裝置相 同的防彈材料一一例如芳族聚醯胺纖維。機搶壁板部分還可裝備第二壁 板，即，直接地附到壁板後方的隔離裝置。該第二壁板可與上述的防彈 機身隔離裝置相同地實施。例如，其可實施為夾層構造，該構造可非常 適合於例如芳族聚醯胺纖維的防彈材料。例如，常規使用的玻璃纖維織 物可由例如在防彈汽車中使用的芳族聚醯胺織物來代替。相似的技術已 經應用在防彈駕駛搶門中，根據美國主管部門要求FAR§25.772，必須 在M飛行器構造中使用防彈駕駛艙門。然而，迄今為止，其應用僅限 於駕g門，而駕駛搶門不是本申請飛行器機身的一部分。防彈壁板可 與防彈隔離結構結合。防彈機搶壁板具有可實現大致閉合的防彈表面的優點。從而，射彈 擊穿的可能性可降到最低並且可改善防彈的效果。特別地，在防彈裝置 中不存在通道一一而防彈機身隔離裝置在特定情形下存在通道，由於機 身隔離裝置因為系統設備的原因具有多個開口。其導致的結果是，即使 採取了特殊的防範措施，在特定情形下仍可能發生射彈擊穿。在從內向外射擊的情況下，防彈;^艙壁;fcl還可保護位於;^艙壁^ 方的 一 一 即位於機搶壁板與機身結構之間的 一 一飛行器系統。根據另一示例實施方式，飛行器機身還包括主機身結構，該主機身 結構包括防彈層。機身結構優選地包括具有防彈層的護板。防彈機身結構的這種實施方式可有效地防止射彈從夕卜向內地穿入。 因為護板遠離^並且在射彈時防止穿入，所以護板一一其例如可附連 到飛行器主機身結構的外蒙皮一一可特別有效地用來保護a。如果主 機身結構由例如芳族聚醯胺織物的防彈材料製造或包括這些防彈材料 層，在從外部射擊的情況下，既可保護飛行器的乘坐者又可保護位於外 蒙皮內的飛行相關系統。根據示例改進，防彈層實現為使用由碳纖維和/或玻璃纖維以及樹脂 製成的複合材料。在防彈方面，還可以優化在飛行器構造的某些區域中使用的混合構 造，所述混合構造包括粘合到樹脂系統中的碳纖維和/或玻璃纖維以及鋁。這樣可以尤其有效地實現提供防彈飛行器機身的目的。由於芳族聚 跣胺織物可用於特別輕型的構造中並且特別適合於飛行器構造，所以此 處還可使用芳族聚醯胺織物。為此，有利地僅用此材料覆蓋飛行器的外 蒙皮，從而用儘可能少的材料並因此減輕重量。換句話說，將防彈層應 用到飛行器機身的外部。用於加強飛行器機身的結構整體性的元件一一 稱作桁梁和框架一一仍可由常規材料製造，因為它們已位於飛行器外蒙 皮的內部並且由防彈護板保護而免受射擊。對於飛行器機身的防彈實施方式而言，尤其有利地是不需要額外的 部件，這樣尤其節省成本並減輕重量。此外，與其它的解決方案相比， 可在機搶中最理想地保護M免受外部的射擊。也可理想地保護容置在 飛行器機身中的飛行相關系統，因此可在受到來自於外部恐怖襲擊時確 保飛行器的高度操作可靠性。應當指出，參照上述示例實施方式之一或參照上述方面之一描述的 特徵或步驟還可用於與上述其它的示例實施方式或方面的其他特徵或 步驟結合。


下面將基於示例實施方式參照附圖更加具體地描述本發明，其中，相同或相似的元件通it^目同或相似的附圖標號示出。圖1示出根據本發明的示例實施方式的隔離組件的防彈包層的示意性圖示；圖2示出根據本發明的另一示例實施方式的具有防彈芯料的隔離組 件的示意性圖示；圖3示出才艮據本發明的另一示例實施方式的具有額外彈頭捕阱的隔 離組件的示意性圖示；圖4示出才艮據本發明的示例實施方式的防彈隔離裝置的示意性圖示；圖5示出根據本發明的示例實施方式的防彈飛行器機身隔離裝置的 示意性圖示；圖6示出才艮據本發明的示例實施方式的防彈飛行器積^搶的示意性圖示；圖7示出根據本發明的示例實施方式的防彈飛行器機身的示意性圖示；圖8示出根據本發明的示例實施方式的防彈飛行器機身結構布置的 示意性圖示；圖9示出從外部受到射擊的飛行器的示意性圖示；圖io示出用於防彈安全測試的參照系統的示意性圖示；以及圖ll示出根據現有技術的機身隔離裝置的示意性圖示。
具體實施方式
圖l示出才艮據本發明的示例實施方式的隔離組件的防彈包層的示意性圖示。防彈隔離組件100包括防彈包層101以及由防彈包層101包繞 的芯料102。在圖2中示意性地圖示出包括防彈芯料的隔離組件的兩個示例實施 方式。圖2a示出包括包層201的隔離組件200，防彈芯料202置於包層 201中。在圖2a中，該防彈芯料202完全地充填隔離組件200,而相反 地在圖2b中，防彈芯料202僅部分地充填隔離組件200。在圖2b中， 隔離組件200的部分區域由常規的芯料203充填。由於部分地使用常規 的芯料，所以這樣可以簡化隔離組件並更加節省成本。然而，為此應確 保防彈芯料可保證足夠的防彈安全度。圖3詳細說明包括額外的彈頭捕阱的隔離組件的示意性圖示，隔離 組件300也具有包層301，芯料302置於該包層301中。在圖3的示例 實施方式中，該芯料302不防彈。包層302也不防彈。為了實現安全防 彈，隔離組件300包括額外的彈頭捕阱304，其例如可以是位於芯料302 中的膜片或片層。結合圖1至圖3解釋的示例實施方式可與依據本發明的其他實施方 式相結合。圖4示出防彈隔離裝置及其附連原理的示意性圖示。圖4示出隔離裝置的芯料402，防彈層404附連到該芯料402。隔離裝置通過例如緊 固銷或隔離銷的第一緊固件405以及例如截錐體形式的第二緊固件406 附連到框架408。此外，在圖4中由附圖標號407指出重疊區域，在重 疊區域中，兩個相鄰隔離組件的防彈層404重疊。圖5示出防彈的飛行器機身隔離裝置的示意性圖示。圖5示意性地 示出貫穿飛行器本體的橫截面的一部分，飛行器本體具有根據本發明的 示例實施方式的飛行器機身隔離裝置504，根據圖1至圖3的示例實施 方式之一來實現機身隔離裝置的防彈。此外，示出機搶壁板509，其面 向飛行器機身贈目對於外部包圍客搶。此外，在圖5中由519指出飛行 器機身的外部包層。在圖5中還示意性地圖示出^Jl510、從內向外的 第一射擊方向512以及從外向內的第二射擊方向511。圖6示出防彈飛行器積^搶布置的示意性圖示。圖6與圖5相似，其 示意性示出貫穿飛行器本體的橫截面的一部分，圖6中示意性地圖示出 M 610以及防彈飛行器機搶壁板604。防彈飛行器機艙壁板604完全 地包圍客艙並由例如芳族聚醯胺織物的防彈材料製造或包括由例如芳 族聚醯胺織物的防彈材料製造的層。在圖6中通過較粗的線604示出防 彈飛行器機艙壁板604,其包圍整個^1搶，包括例如示意性地示出的行 李架。此外，在圖6中由619指出飛行器機身的外部包層。圖7示出防彈飛行器機身的示意性圖示。與圖5和圖6—樣，圖7 示意性地示出貫穿飛行器本體的橫截面的一部分，其中具有示意性地圖 示出的飛行器^^710。然而，在圖7的示例實施方式中，飛行器機艙 的機身隔離裝置或內部壁板709不防彈，而是飛行器機身具有防彈的護 板704，其在圖7中由較粗的線704指出並在圖8中更具體地圖示出。圖8示出防彈飛行器機身結構布置的示意性圖示。防彈護板804緊 固到飛行器機身的桁梁814上，可利用框架813附連該桁梁。圖9示出受到來自外部911的射擊的飛行器卯0的示意性圖示，而 與之對比地在圖10中示出用於防彈安全測試的參照系統的示意性圖示。 在圖10中，由1015指出射彈的飛行路徑，由1016指出射彈的衝擊角、 由1017指出由防彈測試**測的目標表面的表面法線，並由1018指出 目標的表面。在防彈安全測試中，關於防彈安全的要求可以與FAA AC25.795-2中描述的類似方式來檢測。根據本發明的可豫用材料能夠提供對例如.44 Magnum JHP型槍的射彈的防彈力。此外，應當注意，"包括"不排除其它的元件或步驟，且"一"或 者"一個"不排除多個的情況。此外，還應當指出，參照上面示例實施方式之一描述的特徵或步驟還可用來與上述其它示例實施方式中 的其它特徵或步驟結合。權利要求中的附圖標號不應視為起到限制作 用。
權利要求
1. 一種飛行器機身，包括防彈層，其位於至少部分區域中，以及隔離結構，所述隔離結構包括芯料；以及包層，其中，所述芯料包括所述防彈層。
2.如權利要求1所述的飛行器機身，其中，所述防彈層包括多個 織物。
3.如權利要求2所述的飛行器機身，其中，所述多個織物重疊設置。
4.如權利要求1至3中任一項所述的飛行器機身，其中，所述防 彈層包括纖維材料。
5.如權利要求4所述的飛行器機身，其中，所述纖維材料是芳香 族聚醯胺和/或玻璃纖維材料。
6.如權利要求l至5中任一項所述的飛行器機身，其中，所述防 彈層包括夾層結構和/或蜂窩結構。
7.如權利要求l至6中任一項所述的飛行器機身，其中，所述防 彈層AJ溪片。
8.如權利要求l至7中任一項所述的飛行器機身，其中，所述防彈層形成在所述芯料中。
9.如權利要求1至8中任一項所述的飛行器機身，其中，所述芯 料形成為所述防彈層。
10. 如權利要求1至9中任一項所述的飛行器機身，其中，所述包 層形成為所述防彈層。
11. 如權利要求1至7中任一項所述的飛行器機身，其還包括 客搶壁板，其中，所述防彈層設置成所述J1艙壁板的一部分。
全文摘要
本發明提供一種飛行器機身，其包括位於至少部分區域中的防彈層，飛行器機身既理解為飛行器的主機身結構——即護板以及相關的框架和桁梁(519)、飛行器機身隔離裝置(504)，並且還理解為機艙內部壁板(509)，其從外部包圍增壓艙並朝向主機身結構。這樣，可以確保飛行器機身的安全防彈(511、512)並且因此防止威脅到乘客(510)和/或飛行器的飛行相關系統。
文檔編號B64C1/00GK101263048SQ200680033733
公開日2008年9月10日 申請日期2006年9月14日 優先權日2005年9月15日
發明者雷納·穆勒 申請人:空中巴士德國有限公司