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申请/专利权人：空中客车简化股份公司

摘要：本发明涉及一种飞行器的机身和用于组装机身的方法及飞行器。在一种飞行器机身中，该飞行器机身包括机身蒙皮和支撑飞行器的地板的横梁构件，其特征在于，该机身包括多功能子结构，该多功能子结构在这些横梁构件中的至少一个横梁构件的下沉部分中被固定至所述横梁构件。该多功能子结构包括：空气分配系统的至少一个管道，该至少一个管道在所述至少一个横梁构件处具有大体上矩形截面、并且具有所述管道的大体上竖直的侧壁；座椅固定轨道或加强型材，该座椅固定轨道或加强型材被固定在该多功能子结构的所述管道的第一侧壁上，以及；另一座椅固定轨道或加强型材，该另一座椅固定轨道或加强型材被固定在该多功能子结构的所述管道的、与该第一侧壁相反的第二侧壁上。

主权项：1.一种飞行器的机身，该飞行器的机身包括机身蒙皮12和支撑该飞行器的地板40的横梁构件30，其特征在于，该机身包括多功能子结构200，该多功能子结构在这些横梁构件30中的至少一个横梁构件的下沉部分33中被固定至所述横梁构件30，并且在于，所述多功能子结构包括：-空气分配系统的至少一个管道20，该至少一个管道在所述至少一个横梁构件30处具有大体上矩形截面、并且具有所述管道20的大体上竖直的侧壁；-座椅固定轨道21或加强型材22，该座椅固定轨道或加强型材被固定在该多功能子结构200的所述管道20的第一侧壁上，以及；-另一座椅固定轨道21或加强型材22，该另一座椅固定轨道或加强型材被固定在该多功能子结构200的所述管道20的、与该第一侧壁相反的第二侧壁上，其中，所述座椅固定轨道或加强型材和所述另一座椅固定轨道或加强型材被定位并布置成支撑地板面板，并且其中，所述座椅固定轨道或加强型材被固定至其上的所述管道的所述第一侧壁包括纵向延伸的中间翼片，通过所述中间翼片，所述座椅固定轨道或加强型材被固定至所述管道的所述第一侧壁。

全文数据：一种飞行器的机身和用于组装机身的方法及飞行器本发明涉及飞行器机身结构工程的领域。具体地，本发明涉及一种机身和一种飞行器，该机身和该飞行器包括多功能子结构，该多功能子结构包括与机身的舱室地板支撑结构和或与座椅固定轨道组合的空气分配系统的管道。在飞行器中，尤其是在飞机中，乘客地板的结构由置于机身的横梁构件与框架之间的连杆支撑。这些连杆限定大体上三角形截面区域，该三角形截面区域形成在乘客地板、机身的框架、以及地板杆件之间。这个所谓的“三角形”区域中可用的空间的体积相当小并且难以进入，但其仍然被用于不影响乘客舱室的美观或使货仓混乱地安排飞行器的操作所需的多个部件和系统。典型地在“三角形”区域中发现例如用于空调系统的空气的管线、电网络线束、水管道、和灭火器等的部件。减小的可用体积和安排这么多元件的需求尤其是在这些部件的安装期间在增加生产率的背景下和在维护操作期间带来若干问题。机身结构中这些不同系统的安装要求单独组装所述系统的这些不同部件典型地提供单一的系统功能。例如，飞行器中的舱室空气一般通过玻璃纤维和酚醛树脂复合制成的刚性管系分配，该管系由连接套筒互连。这个具有相对较大的截面的管系具有非常轻质的和易碎的结构，这使其装配在安装时间方面变得尤其棘手和昂贵。由于对进入这个区域和在其中操作的人而言保持可用的空间被减小，在三角形区域中执行维护或维修操作被证明是困难的。这些操作因而变得冗长和昂贵，并且对于执行这些操作的人来说是枯燥的。因此，在尤其易碎和庞大的空调管线上采取动作是棘手的，并且此外，这个大的管系使安装和触及在三角形区域中的其他系统及其可维护性更困难。图1展示了飞行器的三角形区域的结构，作为等距视图示出了机身的局部视图，该机身的结构对应于目前在役的飞行器的机身的典型结构。以简化的方式呈现了机身的结构并且示出了框架10、机身蒙皮12、以及支撑横梁构件11的加强杆件13，该横梁构件支撑地板未示出。在这个结构中，圆形截面的空调管道15被安排在所谓的“三角形”区域内，该区域形成在框架10与机身蒙皮12之间、加强杆件13与横梁构件11之间。其他系统未在这个情况下示出。如今，新型机身设计的目标之一是它们可以在减小的时间内考虑到速率的提高并且以简化的方式组装，同时允许优化所占据体积和结构的总质量。正是这个背景引发了在飞行器的设计中使用多功能子结构的思想，从而使得可以减少将被安装在机身的结构中的单独部件的总数。国际申请WO2016079226描述了用于在可以固定电导体的结构中形成空气循环通道的管道。专利FR0958371描述了可以传输电力的复合材料结构性元件，例如机身或地板。然而，在这些解决方案中，所获得的优点仅是电气功能与空气管系的组合，而不改善安装这个管系的问题，由于电连接的问题，安装这个管系的问题是更为复杂的。如果这些解决方案使得可以减少用于在飞行器中安装确定的系统的部件的数量，则在机身中的安装和安排这些部件并不在体积增加和用于安装和或维护所述部件的操作的容易性方面提供显著的优点。因此，本发明的目的是简化和减少组装飞行器机身的时间，并且优化其安排，以便主要在三角形区域中获取自由空间体，并且方便与其相关的维护和维修操作。本发明的另一个目的是减少组装机身所需的零件的标记的数量，并且降低与其组装相关的劳动力成本和可能的维修和维护成本。为此，本发明提出一种机身，该机身以优化的方式装配，并且包括多功能子结构，使得可以将空气分配系统的管道与结构性和或功能性部件结合。更具体地，本发明提出一种飞行器的机身，该飞行器的机身包括机身蒙皮和支撑该飞行器的地板的横梁构件，其特征在于，该机身包括多功能子结构，该多功能子结构在这些横梁构件中的至少一个横梁构件的下沉部分中被固定至所述横梁构件，并且在于，所述多功能子结构包括：-空气分配系统的至少一个管道，该至少一个管道在所述至少一个横梁构件处具有大体上矩形截面、并且具有所述管道的大体上竖直的侧壁；-座椅固定轨道或加强件，该座椅固定轨道或加强件被固定在该多功能子结构的所述管道的第一侧壁上，以及；-座椅固定轨道或加强件，该座椅固定轨道或加强件被固定在该多功能子结构的所述管道的、与该第一侧壁相反的第二侧壁上。事实上，当从圆形截面变为略大的等效的矩形类型的截面时，可以保持流体流动的相等性能相同的压降和相同的流速。因此，可以以根据本发明的大体上矩形截面的管道替代圆形截面的传统管道并且贯穿飞行器分配空气。大体上矩形截面的管道在各纵向边缘上组装有座椅固定轨道和地板支撑加强型材。可替代地，所述管道可以在各纵向边缘上组装有多个座椅固定轨道或多个地板支撑加强型材。大体上矩形截面的管道与其他结构性和或功能性部件的组装允许获得多功能子结构，该多功能子结构允许同时组装加强件、座椅轨道、以及空气分配系统的管线。此外，安排在横梁构件与地板之间的多功能子结构允许从乘客舱室进入空气分配管道，并且允许其维修或维护而不需要进入三角形区域。本发明的机身还可以包括单独或呈任何技术可操作的组合来考虑的以下特征中的全部或一些特征。-该地板覆盖该多功能子结构中的全部或一些，所述地板支承在该这些座椅固定轨道上和或支承在该这些加强型材上。-该横梁构件的下沉部分的上部面被定位在所述横梁构件的非下沉部分所限定的水平面之下高度DH处，考虑到该多功能子结构的高度，该高度适合于接纳结合该管道的所述子结构，该子结构的区段的表面满足该空气分配系统的需要。-该管道具有根据在该机身中的纵向位置而变化的高度，并且其中，这些横梁构件的下沉部分为若干梁所共有，以便在所述管道的给定长度下适应所述管道的最大高度。-该多功能子结构包括至少一个座椅固定轨道，并且在该多功能子结构中，所述轨道被固定至其上的该管道的侧壁包括纵向延伸中间翼片。所述中间翼片允许该座椅固定轨道被固定至该管道的所述壁。-该多功能子结构进一步包括至少一个纵向加强件，该至少一个纵向加强件被固定至该管道的上部面。-该多功能子结构具有的宽度大体上等于该加强型材的位置与从该机身蒙皮开始在该机身的纵向轴线的方向上的第一个座椅固定轨道之间的所期望的距离，该加强型材用于沿所述机身蒙皮支撑地板面板的外边缘。-该管道在所述管道的壁中结合了具有电气功能和或电导体的半成品。-该管道由树脂浸渍的电绝缘纤维生产。-该座椅固定轨道和或该加强型材由复合材料生产，和或由金属合金生产。-该多功能子结构是通过挤拉成型和或粘合和或包覆模制技术预组装的。本发明还涉及一种用于组装机身的方法，该方法包括使用预组装的多功能子结构。在执行模式中，该多功能子结构在放置覆盖所述子结构的地板面板之前被组装在这些横梁构件上。本发明和涉及一种飞行器，该飞行器包括本发明的机身的至少一个区段。参考下面的附图描述了本发明。这些仅以就本发明而言指示性和非限制性的方式来呈现。这些附图描绘了：图1：作为等距视图的机身的局部视图，该机身包括根据传统安装在三角形区域中的横梁构件下方的空气分配系统的管道。图2：作为等距视图的机身的局部视图，该机身包括根据本发明的多功能子结构。图3：组装在乘客地板与横梁构件之间的多功能子结构的截面示意图。图4：多功能子结构的部件的示意性等距视图；其中详细视图a为分解视图，并且详细视图b为组装视图。对于说明书的其余部分，纵向轴线X被限定为机身的主轴线，总体上是飞行中的飞机的纵向轴线。同样地，横向轴线Y被限定成垂直于纵向轴线，实际上平行于飞机舱室的地板的平面。最终，竖直轴线Z完成参考系统。图2示出根据本发明的机身区段部分的等距视图，其中，为了清楚展示起见，以简化的形式仅示出了结构的主要元件。该图描绘了机身100，该机身包括框架10、机身蒙皮12、以及支撑横梁构件30并且支承在机身的框架的下部部分图中不可见的区域上的加强杆件13。机身100包括多功能子结构200，该多功能子结构结合了矩形截面的空气分配系统的管道20。所述管道20包括在内部侧壁上的、用于固定乘客座椅的结构的轨道21以及在外部侧壁上的、用于支撑地板面板40的加强型材22。多功能子结构200被定位在横梁构件30上方，更具体地在位于横梁构件的链接至机身的框架10的一个末端处的、高度为DH的下沉部分33中，尤其是在杆件13与框架10之间的三角形区域上方。横梁构件30在下沉部分33中的下沉主要涉及所述横梁构件的下沉的表面，以便允许管道20所期望的高度。在图2中所示的实施例中，横梁构件的上表面也下沉，以便维持横梁构件相对于非下沉部分大体上恒定的截面。应当观察到的是，矩形截面管道20的宽度大体上由如下距离确定的，该距离是用于舱室在所讨论的机身壁这侧的乘客座椅的最后的轨道与舱室同样在所讨论的机身壁这侧的地板的外部侧边缘之间分开的距离。管道的这个宽度因此为获得所述管道的为提供期望的流速所必要的截面而确定了管道的高度，并因此确定下沉33的值DH。应注意的是管道20的截面一般不是恒定的，这取决于在同一飞机的机身的轴线X中的位置，并且因此应注意到的是，所述管道的高度可以从一个框架到另一个框架变化，并且DH值也可能变化。本发明因此提出飞行器的机身的结构内的空气分配系统的管道的一种新型安排。这种新型安排归功于生产具有矩形截面的管道20允许其结合用于支撑地板和座椅的结构性功能而是可能的。就将管道20固定而言，消除或减小了对于额外支撑的需求，因此方便其在放置地板面板之前从横梁构件上方安装。然而，可以改变管道的形状和截面，以便允许其适应沿机身在轴线X方向可用的这些不同空间体积。管道20可以具有任何形状，从而允许所期望的空气分配系统的流体流速，并且允许在其侧壁上结合结构性和或功能性元件例如加强型材和或座椅固定轨道的能力。安装新型矩形截面管道20的时间因此被显著地减小，并且使得可以释放在机身的三角形区域中的自由空间体积。此外，机身的组装被优化，这是由于使用根据本发明的多功能子结构200使得可以通过单件来组装空气分配管道和结构性和或功能性部件例如座椅轨道和加强型材。图3示意性地描绘在乘客地板40与横梁构件30之间的多功能子结构200的详细视图。乘客地板被放置成使得地板的作用被转移到座椅固定轨道21上并且到加强型材22上，这两者对应地结合在管道20的侧壁中的每一个侧壁上。为此，多功能子结构200被定位在下沉部分33上，该下沉部分形成在横梁构件30的末端中，在所示出的实例中，该下沉部分形成在链接至机身的框架10的末端中。存在于横梁构件30中的这个下沉部分33使得可以获得所期望的管道截面，并且座椅固定轨道21的以及加强型材22的结合使得可以将来自乘客地板的作用通过座椅固定轨道21并且通过加强型材22转移至横梁构件30，从而为管道20提供所需要的一定结构刚性。下沉部分33的宽度使得其至少允许多功能子结构200的沿宽度方向的放置，该多功能子结构具有的宽度对应于与框架10相连结的加强型材与在从机身的框架10开始朝向在横向轴线Y中的舱室的中心放置的第一个座椅固定轨道之间的距离。多功能子结构200可以可选地在管道20与乘客地板40之间的界面处结合一个或多个加强型材，例如图2和图3中所示的示例性实施例的、在管道20的上部面上的T形型材50，从而使得可能提供由地板向管道传递的可能的作用的较小的支承区域，并且使管道的壁的形状稳定。图4以详细视图a示出了管道的分解视图，并且以详细视图b示出了组装好的多功能子结构200的视图。管道20具有旨在传输空气流体的矩形截面。管道区段的表面就其必须具有相同的空气力学性能而言至少对应于圆形截面的传统管道的等效的表面，即，在所述管道之间提供相等的空气流速性能。经常在管道20中使用近似250cm2的截面，但是实际上，取决于飞行器并且取决于在飞行器中的位置，该区段的表面可以大体上不同。矩形截面管道20的形状使得可以容易地将像座椅固定轨道21和加强型材22的结构性元件结合在其表面上。例如，在其表面上结合有座椅固定轨道的管道20的侧壁包括侧向中间翼片23，该侧向中间翼片允许将座椅固定轨道锚定，其轮廓如今是标准化的。此外，结合加强型材的侧壁有利地具有简单的平坦表面，使得可以通过粘合固定工字形的、U形的、或者H形的加强型材的翼片的面。选择管道20的高度以例如提供允许空气流体所期望的流速的截面，并且允许地板被放置在多功能子结构200的加强型材上。管道20的高度将因此略小于结合在管道的侧壁中的一个侧壁上的加强件22的高度。图5展示管道20的高度与被结合到所述管道中的加强型材22的高度的微小差别，这样使得地板搁置在加强件上而非搁置在管道20的上表面上。多功能子结构200被制造为结合了矩形截面管道20、座椅固定轨道21、以及加强型材22的预组装的子结构。还可能将每侧一个座椅固定轨道21、或每侧一个加强型材22结合到管道20中。此外，在图示中示出为恒定的管道20的截面不一定是恒定的。在实施例中，取决于飞行器的需要，管道20可以结合其他结构性和或功能性元件。例如，可能在管道20的表面或芯部结合具有电气功能的半成品。图6展示这个实施例，该图描绘矩形截面管道20的透视图，该管道在其表面上结合了具有导电功能的半成品和加强型材22。管道20例如主要由树脂浸渍的玻璃纤维成产，该管道具有小的厚度，使得可以获得具有复杂形状的轻质管道，以便适应沿机身可用的这些不同空间和由机身的形状或受要在舱室的地板下遵循的路径所限制的曲线。管道20将因此具有除圆柱形之外的形状只要是必要的，这取决于安装在确定的空间中的特定需求。座椅固定轨道21和加强型材22总体上由热固性的或热塑性的复合材料生产，或由例如铝合金的金属生产。与这个这些座椅固定轨道21和或这个这些加强型材22相关联的管道20形成多功能子结构200，该多功能子构件可以通过挤拉成型技术制造。挤拉成型是被执行以便持续地生产由复合材制成的管件或型材的方法。当执行这个方法时，包装在盘卷中的纤维垫子或带状织物相继被浸渍以树脂，并通过穿过温度和压力调节模具而按需要成型。根据本发明的多功能子结构200还可以以连续的方式通过组合了制造和组装的自动化方法而制造。粘合或包覆模制技术因此可以被用于组装空气分配管道20、座椅固定轨道21、以及加强型材22。可以根据本发明设想若干种组装的替代方案。例如：-在第一步骤中，由金属合金以传统的方式挤出、机加工等制造多个座椅固定轨道21和多个加强型材22。随后，在第二步骤中，使用挤拉成型方法来生产管道，这是通过将座椅固定轨道和型材插入模具中以例如使得在三个元件之间即在管道、座椅固定轨道、以及加强型材之间或在管道和两个座椅固定轨道或两个加强型材之间具有紧密连接。当需要时，在挤拉成型方法期间还结合导电半成品。-在第一步骤中，制造多个座椅轨道和或多个加强型材。轨道或加强件可以由复合材料RTM注射、拉挤、编织等和或由金属合金生产。随后，在第二步骤中，使用挤拉成型方法来生产管道，这是通过将座椅固定轨道和型材插入模具中，以例如使得在三个元件之间具有紧密连接，或者插入管道和两个座椅固定轨道或两个加强型材。在所需要的地方，在挤拉成型方法期间还结合导电半成品。管道20当然可以结合其他结构性和或功能性元件，例如加强件50、局部加固零件、空气排放端口、用于传输舱室空气的管件区段连接件等。作为结果的多功能子结构可以在机身的全部或部分长度上被结合到飞行器机身100中。所提出的机身相比于目前在市场上的机身具有许多优点，例如：-减少组装机身结构的时间。-减少安装例如空气分配系统和低强度电气系统的系统的时间。-以矩形截面管道代替空气分配系统的圆形截面的传统管道，同时在所述管道之间保留保持相等性能的空气流动。-减小用于组装机身的单件的数量，尤其是从通过至少三个部件的组装变成通过离线预组装的单一子结构的组装。-移除结构与替代元件例如用于空气分配系统的支撑件、电缆等之间的界面。-减少组装机身结构的成本。-使新的空间体积可用用于指配其他系统，尤其是在机身的三角形区域中。-在机身的三角形区域中，或总体上在地板下方仍然存在用于执行系统维修和维护工作的更容易的入口。-将空气分配系统的管道定位在邻接舱室的区域，并且在移除地板面板后从舱室进入该区域以对其进行维修和维护操作容易进入。-使制造和组装子部件的操作自动化，这归功于通过挤拉成型制造多功能子结构。本发明可以具有其他实施例。例如，与针对地板使用加强杆件相独立地应用多功能子结构的安排。多功能子结构可以被安排在除横梁构件的末端之外的其他部分中，例如在两个座椅固定轨道之间，第二轨道是与第一轨道相类似地组装的、并且替代加强型材22。在另一个实施例中，有利地具有矩形截面的管道在其区段被认为是在横梁构件处时具有在两个横梁构件之间的形状和或截面的变化。具体地，这样的形状和或截面变化与空气分配开口沿管道的位置相对应或甚至与安装需要相对应以便避免与结构或其他系统干涉。

权利要求：1.一种飞行器的机身，该飞行器的机身包括机身蒙皮12和支撑该飞行器的地板40的横梁构件30，其特征在于，该机身包括多功能子结构200，该多功能子结构在这些横梁构件30中的至少一个横梁构件的下沉部分33中被固定至所述横梁构件30，并且在于，所述多功能子结构包括：-空气分配系统的至少一个管道20，该至少一个管道在所述至少一个横梁构件30处具有大体上矩形截面、并且具有所述管道20的大体上竖直的侧壁；-座椅固定轨道21或加强件，该座椅固定轨道或加强件被固定在该多功能子结构200的所述管道20的第一侧壁上，以及；-座椅固定轨道21或加强件22，该座椅固定轨道或加强件被固定在该多功能子结构200的所述管道20的、与该第一侧壁相反的第二侧壁上。2.根据权利要求1所述的机身，其中，该地板40覆盖该多功能子结构200中的全部或一些，所述地板支承在该这些座椅固定轨道21上和或支承在该这些加强型材22上。3.根据前述权利要求之一所述的机身，其中，该横梁构件30的下沉部分33的上部面被定位在所述横梁构件的非下沉部分所限定的水平面之下高度DH处，考虑到该多功能子结构200的高度，该高度适合于接纳结合了该管道20的所述子结构，该子结构的区段的表面满足该空气分配系统的需要。4.根据权利要求3所述的机身，其中，该管道20具有根据在该机身中的纵向位置而变化的高度，并且其中，这些横梁构件30的下沉部分33为若干梁所共有，以便在所述管道20的给定长度下适应所述管道20的最大高度。5.根据权利要求1至4之一所述的机身，其中，该多功能子结构200包括至少一个座椅固定轨道21，并且在该多功能子结构中，所述轨道被固定至其上的该管道20的侧壁包括纵向延伸中间翼片23，通过该中间翼片，该座椅固定轨道21被固定至该管道20的所述壁。6.根据权利要求1至5之一所述的机身，其中，该多功能子结构200进一步包括至少一个纵向加强件50，该至少一个纵向加强件被固定至该管道20的上部面或被结合在其中。7.根据权利要求1至6之一所述的机身，其中，该多功能子结构200具有的宽度大体上等于该加强型材22的位置与从该机身蒙皮12开始在该机身的纵向轴线的方向上的第一个座椅固定轨道之间的所期望的距离，该加强型材用于沿所述机身蒙皮支撑地板面板的外边缘。8.根据权利要求1至7之一所述的机身，其中，该管道20在所述管道的壁中结合了具有电气功能和或电导体的半成品。9.根据权利要求1至8之一所述的机身，其中，该管道20由树脂浸渍的电绝缘纤维生产。10.根据权利要求1至9之一所述的机身，其中，该座椅固定轨道21和或该加强型材由复合材料生产，和或由金属合金生产。11.根据权利要求1至10之一所述的机身，其中，该多功能子结构200是通过挤拉成型和或粘合和或包覆模制技术预组装的。12.一种用于组装根据权利要求1至11之一所述的机身的方法，该方法包括使用多功能子结构200。13.根据权利要求12所述的用于组装机身的方法，其中，该多功能子结构200在放置覆盖所述子结构的地板面板之前被组装在这些横梁构件30上。14.一种飞行器，该飞行器包括根据权利要求1至11之一所述的机身的至少一个区段。

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