專利名稱：貨物攔障的制作方法
技術領域：
本發明涉及安裝在飛機內的或用于在飛機內安裝的貨物攔障。
背景技術：
貨機或客貨兩用機主艙板上限制貨物的一般結構的貨物攔障包括固定于飛機內部結構上固定點的網。然而，這種結構往往可能受到機身制造廠家規定的和飛機結構上固定點施加的限制徑向裝載極限的影響。所述網的最大容許縱向擴脹小時，問題就更大了，因為擴脹小的網裝載貨物多會導致在固定點上的徑向負載大。另外，機體制造廠家提供的固定位置對對稱及有效的網結構來說不一定是最佳位置。
對使用網攔障的一般替代辦法是使用剛性攔障或隔板。這種攔障可以限制貨物移動而又沒有明顯的擴脹或者不引起固定點的徑向負載高的問題。然而，剛性攔障與網相比既重又貴，且缺乏操作的靈活性。
發明內容
根據本發明，提供了一種安裝在飛機內的或用于在飛機內安裝的貨物攔障，包括剛性材料的周邊框架結構和貨物限制網，所述框架結構固定于飛機內部結構上的固定點，所述網固定于所述框架結構上的固定點，在使用中所述框架結構和網形成橫過飛機內部空間的攔障，以限制貨物在飛機內縱向移動。
本申請說明的網與剛性框架結構結合的攔障與剛性笨重的攔障相比具有重量輕、成本低、操作靈活的優點。而且，使用這樣一種攔障與使用現有的網攔障相比會導致飛機固定點上的徑向負載減少，因為網擴張引起的徑向負載首先落在框架結構上，可以緩解這種徑向負載。使用周邊框架結構還有對有效的網設計可以把網的固定點放在最有效位置的優點。
這種框架結構可以包括多個分開的節，這些節互相連接起來形成框架結構，從而便于在飛機內安裝。優選地，這些節使用空心盒形結構，因而可以不增加重量就能抗彎曲。
所述內部空間可以是艙地板與機身上部內表面之間的飛機的上層艙。
所述框架結構的形狀可以制造成在固定位置與機身和艙地板形成緊配合，使用中在此兩者之間密封，并有與網結合的擋煙攔障。
所述框架結構的形狀也可以制造成在固定點位置與機身形成緊配合并延伸到艙地板以下。
為了改善對由貨物網擴張引起的徑向負載的抵抗，所述框架結構的至少一部分從攔障的正面看可能是弓形的。
所述網可以包含諸如金屬纜索或塑料纖維纜索(例如，芳族聚酰胺纖維纜索)之類的強度極佳的低延伸材料。這樣一種攔障可以使網的不希望有的縱向擴張減少而又為飛機固定點提供保護，緩解由于使用那些低延伸材料必然引起的徑向負載增加。
下面以舉例的方式參照
本發明的實施例，這些附圖是示意圖沒有按照比例繪制，附圖中圖1是飛機上層艙的橫向斷面圖，安裝了現有技術的網式攔障。
圖2是包括圖1的斷面圖在內的飛機上層部分的透視圖；圖3是圖1的網式攔障在負載下擴脹的頂視斷面圖；圖4是飛機上層的橫向斷面圖，安裝了根據本發明的貨物攔障；圖5是包括圖4的斷面圖在內的飛機上層部分的透視圖；圖6是圖4的貨物攔障在負載下擴脹的頂視斷面圖。
具體實施例方式
圖1和圖2顯示的是飛機2上層艙板限制貨物移動的已知的網式攔障1，所述攔障包括一個網3，此網直接固定于飛機2的機身5和上層艙的地板6上的固定點4上。
使用已知的這種網攔障如果貨物發生縱向移動，網式攔障1上就有負載，而且網式攔障1從其正常位置7擴脹到縱向擴脹后的位置8，兩者之間的距離為X(如圖3所示)。這種擴脹產生一個力，其徑向分力落于網的各個固定點上。
如圖4和圖5所示，貨物攔障9包括剛性材料制造的周邊框架結構10和貨物限制網11。所述網11固定于所述框架結構10上的固定點12，而所述框架結構10則固定于飛機2的機身5和上層艙的地板6上的各個固定點(未示出)。在圖中，一根外曲線既表示飛機2的機身5，也表示所述框架結構10的外邊緣，顯示所述框架與機身之間的緊配合。
在圖4和圖5所示的實施例中，周邊框架結構10包括弧形部件13和地板水平件14，所述弧形件13與機身5圍繞上層艙板的貨區的內輪廓線一致，而所述地板水平件則沿地板6延伸并與所述弧形件13的兩端連接。所述框架10可以固定于飛機2上要求的縱向位置上，既可以用為一般的網式攔障提供的固定點(從現有的攔障變為低延伸型)或有意制成的連接器(優選地用于新設備)的固定點。所述框架10也可以通過拉帶(可以用紡織/柔性或剛性材料制造)連接于飛機2以便這種貨物攔障能從飛機制造廠家提供的固定點作縱向位移。
如果要求，在沿著網結合有隔煙攔障時，所述周邊框架結構10可以密封對著機身的內表面和飛機的艙地板，以便提供隔煙密封。
所述周邊框架結構10應該具有很高的抗彎曲性能，以防止由于負載和限止面之間的差產生的力矩施加于到飛機骨架高的徑向負載。按照優選方案這是用空心盒形結構的周邊框架結構部件13、14實現的，雖然這種部件是彎曲的，但還是可能用組裝的方法制造而不用擠壓型材制造。
為了便于在飛機內安裝所述周邊框架結構，優選地，部件13、14制成多節15。如果所述周邊框架結構的設計如圖4和圖5所示，當有接近這種節后面的飛機內襯、系統或結構的要求時，沿機身的部件可能需要至少五個節，地板上需要三個節，以使各個節的大小易于操作以及拆卸。
供網11用的固定點12位于繞著周邊框架結構10的內周緣。把供網11用的固定點12與飛機結構分隔開可以使這些點的位置可以調整選擇。這對于根據不同的貨物用較少的工程處理來確定不同的但可能更有效的網布局是有用的。例如，有可能增加網的固定點的數量并與減小間距增加數量，減輕負載，增加網的數量相結合，從而把負載更加平均地分散到框架上。
現在參看圖6，使貨物攔障9負載引起網11從其正常位置16擴張一段距離Y移動到縱向擴脹后的位置17。
如果想要網11的縱向擴張距離小，可以用各種方法實現。一種方法是使用更大量的慣用的正常延伸材料，從而網在低應力級下工作，靠近應力應變曲線的下端。然而，這會使網更重更笨。所以，優選地，為了與慣用網相比大量減少網在負載情況下的縱向擴張，所述網加入低延伸材料，特別是金屬纜索或塑料纖維纜索(例如，芳族聚酰胺纖維纜索)。
網11可以如圖4和圖5所示，制成垂直件與水平件相交的矩陣，或者由多個徑向件與周邊件相交的“蜘蛛”網。從外表看可能很一般，但可以有各種變化，包括慣用材料與低延伸材料的各種結合。為了方便通過所述網，可以在各邊和穿過至少地板的一部分配備多個能迅速脫開的連接接點從而網可以從框架上部分地解開。
為了對預計的徑向負載加上反作用或予以緩解，所需框架的尺寸可以按下面的說明計算。計算是根據波音(注冊商標)B737-700C飛機和貨物攔障如圖4和圖5所示具有空心盒形結構以及空中客車(注冊商標)A300飛機和貨物攔障如圖4和圖5所繪具有空心盒形結構進行的。
B737-700CB737-700C飛機內的現有貨物攔障，周長400.489英寸，設計可承受正向負載405000磅力，負載分配為1011.26磅力/英寸長。雖然飛機在機身上總共有24個固定點，平均間隔為16.69英寸，但實際間隔卻可能達到24英寸，所以要求框架結構必須根據這一最糟糕的情況計算；每英寸1011.26磅力，那么在24英寸的長度上總共要承受24270磅力的負載.情況最糟糕的是該負載通過介于固定點之間中部的單一網固定點(集中負載Point Load)施加于一個部件上，而最佳情況則是通過多個網固定點均勻分配的負載(UDL)—實際上情況是介于這兩者之間的某一情況。
要求的部件模數根據I/y＝M/σ，其中，I為慣性矩，y為從中性軸線到一個端點的距離，M為最大彎曲力矩(WL/8為集中負載，WL/12為均勻分配負載，WL為彎曲力矩)，σ為所選材料的抗拉強度(對本例而言，假定6005鋁合金的值為265牛頓/平方毫米(38435磅力/平方英寸))。
根據上面的詳細論述，如果假設所述網的外形彎曲為圓形(據理解實際上網的外形在負載情況下不大可能是圓的—可是實際上使用的外形導致降低徑向負載，對本分析而言，興趣在于數量級，所以這種假設是可以接受的)，那么可以得到下面對網的撓曲范圍，有關偏轉角(θ)、合成負載(Resultant Load)、徑向負載(Radial Load)和部件模數(只根據徑向負載)的表(θ是在所述框架結構的固定點所取的撓曲前的網與撓曲后的網之間的夾角)。
表1
對于外部尺寸為B×D，內部尺寸為b×d的盒形節，繞中性軸線的慣性矩INA＝(BD3/12)-(bd3/12)和y＝D/2。
部件截面為4英寸見方且為厚數四分之一英寸時，I/y＝4.414立方英寸。這可以使這種框架結構抗住網位移12英寸產生的負載。這一尺寸的節的橫截面積為3.75平方英寸，周長400.489英寸，容積可達1501.84立方英寸。用密度為2.71克/立方厘米(0.0979磅/立方英寸)的6005鋁合金制造的這種框架結構重量為147.03磅(67千克)。
A300A300飛機內的現有貨物攔障，周長大約540英寸，設計成可承受正向負載993315磅力，負載分配為1839.47磅力/英寸。機身固定點間的距離平均為18英寸，但固定點14、15之間的距離長達20.28英寸*(*在側壁與地板交會的地方有一處，即在連接件21和22之間距離更長，達到27.94英寸，但這將分別處理)。在20.28英寸的長度上的負載是37304.5磅力。與前面一樣，下面的表是根據中間跨的點負載(集中負載)兩端的值I/y，均勻分布負載(UDL)以及相同的材料，265牛頓/平方厘米(38435磅力/平方英寸)的6005鋁合金計算的。
表2
因此，同樣為4英寸見方且壁厚為四分之一英寸的框架結構節，I/y＝4.414立方英寸。這允許位移大約為24英寸。重量會按周長的比例增加，因而達到(540/400)×147＝198磅(90千克)。
雖然圖4和圖5示出了所述框架結構的一種具體布局，但其它布局也可能適合。例如，地板高度的部件可以位于地板表面之下，考慮到任何飛機系統會設在該區域，以便減少對主地板上人員通行的障礙。另外，代替設有地板水平梁，決定于接近地板下面艙的程度、可供使用的空間和有關飛機的結構。框架結構可設計成完全的圓形以便效率更高地利用構形。
雖然上面實施例說明的框架結構的部件13、14是空心盒形節，但也可以改為其它形狀，例如圓形。
權利要求
1.一種安裝在飛機內或用于安裝在飛機內的貨物攔障，所述的貨物攔障包括一個周邊框架結構和一張貨物限制網，所述框架結構在飛機內固定于飛機內部結構的固定點，所述網固定于所述框架結構的固定點，所述框架結構和網在使用中形成橫過飛機內部空間的攔障以限制飛機內貨物的縱向移動。
2.根據權利要求1的貨物攔障，其特征為所述框架結構包括多個分開的節，所述各節互相連接起來形成框架結構。
3.根據權利要求1或2的貨物攔障，其特征為所述內部空間是機身上表面與飛機艙板之間形成的空間。
4.根據權利要求3的貨物攔障，其特征為所述框架結構在形狀上制造成在固定點的位置與機身和艙板形成緊配合并與所述網結合形成隔煙攔障。
5.根據權利要求4的貨物攔障，其特征為所述框架結構在使用中與機身和地板之間形成密封，在所述框架結構與所述壁、頂、地板之間沒有間隙。
6.根據權利要求3的貨物攔障，其特征為所述框架結構在形狀上制造成能在固定點位置與機身的上表面形成緊配合，并延伸到上層艙的地板之下。
7.根據上述權利要求中任一項的貨物攔障，其特征為所述網包含金屬纜索或塑料纖維纜索。
8.根據上述權利要求中任一項的貨物攔障，其特征為設有固定在所述框架結構與飛機固定點之間的拉帶，使所述攔障能從所述固定點縱向位移。
9.根據上述權利要求中任一項的貨物攔障，其特征為所述框架結構由多個空心的節構成。
10.根據上述權利要求中任一項的貨物攔障，其特征為所述網至少有一部分與所述框架結構的固定連接是可以迅速解開的。
11.與前面參照附圖4和附圖5說明的基本一樣的貨物攔障。
全文摘要
安裝在飛機(2)內或用于安裝在飛機(2)內的貨物攔障(9)，包括一個剛性材料的周邊框架結構(10)和一張貨物限制網(11)，所述框架結構(10)在飛機(2)內固定于飛機內部結構上的固定點，所述網(11)固定于所述框架結構(10)上的固定點(12)。所述框架結構(10)和網(11)在使用中形成橫過飛機(2)內部空間的攔障以限制飛機(2)內貨物的縱向移動。
文檔編號B64D9/00GK1620384SQ02818370
公開日2005年5月25日 申請日期2002年9月5日 優先權日2001年9月21日
發明者戴維·阿克曼, 斯蒂芬·R·卡登, 約翰·W·斯達塔普 申請人:阿姆瑟夫布里德波特有限公司