防撞性油箱和方法技术

描述的是一用于航空应用、具有高能量吸收的局部变形结构（１），所述结构大体上为封闭和刚性的，其特征在于，所述大体上封闭的结构的至少一个壁（３）包括至少一个排放阀（８），当大体上封闭的结构（１）内存在的压力超过一预定值时，该排放阀（８）可被打开。在一尤其有利的应用中，本发明专利技术用于连接于一直升飞机油箱，通过变形，能使副地板吸收任何冲击地面期间的能量。本发明专利技术对限制由飞行器机身爆炸导致的损坏也是有利的。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】
本专利技术涉及结构上尤其是航空结构上的被动安全性领域。更尤其是，本专利技术涉及一种用于定翼式飞行器或旋翼式飞行器、具有新的能量吸收特性的副地板结构，以及涉及一种用于提高飞行器在冲击情况下的被动安全性的新方法。
技术介绍
通常来说，对直升飞机和飞行器的航空结构的冲击安全的研究起源于从六十年代和70年代以来进行的一系列观测和统计分析。这个研究第一次证明了这样的优点倘若采取措施来避免已认识清楚的灾难性事故，如起火、大的悬浮重物穿透客舱、强烈的加速度作用于乘客以及板和其他结构零件侵入乘客舱，飞行器尤其是直升飞机在地面上的冲击后果可以被限制。这些事故的日益准确的认识使讨论详细的军用和民用规范成为可能，这对与直升飞机的下一代和未来几代有关的设计原则有重大的影响。这些规范能明确定义问题的性质，以及清楚地说明达到的目标。如果要满足″防撞性″(冲击安全，或者更一般的说，被动安全性)的要求，研究和发展必须在范围上拓宽且变得更详细，被动安全性标准本身必须逐步改善，并且在设计原则上必须有一根本改变。例如，只有当在初步设计阶段分析被动安全性规范时，直升飞机结构才可以有满意的坠落行为。举例来说，一直升飞机的总的能量吸收不只是通过充分利用下列提供的贡献获得的，按照顺序，手动装置、机身的下部(″副地板″)、带有支撑的座和带有传输支撑结构的屋顶。这是因为单独考虑的这些部件的满意的坠落行为对确保作为整体考虑的结构的满意的行为是不够的；研究和优化所有元件组合起来的行为也是必需的。同时考虑现象的不同方面的必然性导致了新式样体系的认识。结构和工艺的复杂化以及有效容积和负荷容量的降低使得设计过程更加困难，由于设计过程的附加费用，抗冲击(″抗坠落″)的直升飞机结构的准备导致成本的增加。另一方面，保护乘客安全的需要具有根本的重要性；所以，探求有效且有用的有关能量吸收以及可提高具有最低的重量增加和成本增加的安全等级的结构布置和解决方案总是必需的。然而，很明显，不可能保证乘客在每种事故中都能幸存，因而必须对冲击的种类予以注意，冲击定义为″潜在幸存的坠落″、其中传递给乘客的应力的程度和持续时间不超出人体忍受力的极限。对冲击中人类能够承受的加速度已经进行了研究，结果表明人可以经得起最多45g的水平加速度，但是仅仅是一非常短的时间。如果加速度作用在垂直方向上，这些值明显减小；在这种情况下，忍受力极限在0.04秒变成大约17g，在0.2秒下降到5g。为了确保人类的幸存，所有这些数据对结构的设计都非常重要，这些结构在冲击中能够仅仅传递人类能经得起的那些应力。因而，要实现的目的是设计和生产能够变形的结构，变形的程度和方式可限制飞行器的乘客遭受的加速度的程度，同时确保幸存舱的的保护。通过其控制和设计好的变形，这些结构必须能够吸收能量。它们也最好为必须设置在飞行器或直升飞机的机身的下部，因为，大多数情况下是下部冲击地面。在甚至在冲击地面之后增加幸存可能性的安全的其他方面中，最重要的无疑是防火和防爆，以及降低由这些现象引起的影响。在坠落的情况下，火或爆炸发生的原因本质上是安装在飞行器上的燃料系统的存在。基本要求无疑是燃料的容积。为此，燃料系统的油箱和管路必须是坚固但可变形的；以及它们必须远离可能起火的系统或元件安装。本标准要求油箱全比例或降低比例，或者其部分通过下落法测试没有显示任何泄漏。各标准规定了这个测试的主要特征，换句话说，坠落高度、油箱的充填度、飞行器围绕油箱的所有装配或结构的存在。例如，一些标准规定了油箱的完全装满和20m的坠落高度；其他标准要求80％充填和15.2m的坠落高度。在目前技术状况下，这些标准只适用于军用领域；在民用领域，满足有关防火的安全要求的直升飞机是不为人所知的。从上文很清楚，一方面，有一高度地可变形的副地板结构可以吸收在冲击情况下的能量是所希望的，而另一方面，必须有一油箱(例如就一旋翼式飞行器来说，通常放在副地板面上)，为了避免高度危险的爆燃，该油箱不可变形。类似地，虽然航空运输被认为比地面运输(不论由公路还是铁路)要安全得多，但是，航空运输是非常易受恐怖分子攻击和冒险影响，恐怖分子可以在甲板上放置一爆炸装置，飞行器总是很高。至今，设计师追求的方法还是提供越来越硬和坚固的结构，其可以经得起在机身内尤其是在它的下部或货舱内故意或偶然引起的爆炸。然而，这种方法与提供吸收坠落或炸弹爆炸情况下产生的一些能量的可变形的结构的要求相抵触。而且，结构的硬化导致不可避免和不希望的重量增加，且任何情况下，其通常不足以提供对爆炸的充分保护。US5,451,015涉及一种带有一整体的油箱的航空复合结构，其能解决在冲击情况下的安全问题。US5,451,015解决了一个类似于本专利技术解决的问题，但是解决方案是完全不同的，因为，像已知解决方案，它要求结构的硬化。US4,426,050涉及油箱，其能够在冲击情况下提前被释放。在已知的其他解决方案中，如果飞行员预见潜在的坠落危险，燃料将被排出。
技术实现思路
按照如上所述的已有技术，本专利技术的主要目的是提供一典型的航空类型的结构，其可局部变形，具有高能量吸收，其还满足飞行器的被动安全性的要求。本专利技术的进一步的目的是提供一种提高典型的为航空类型的被动安全性设施的结构的方法，其具有新的和改善的能量吸收特性。本专利技术的进一步的目的是提供一种典型地用于飞行器的油箱，其具有创新的和改善的能量吸收特性。这些及其他目的是借助于依照本专利技术的结构和方法实现的，依照本专利技术的结构和方法分别具有权利要求1和11表明的特征。本专利技术的更多有益的特征在相应的从属权利要求中描述。所有的权利要求被认为是形成本说明书的不可分割的部分。本专利技术的基本原理在于在大体上封闭的航空结构的壁上，尤其是一油箱的壁上，适当地设计了排放阀的创造。对应所述油箱而言，这些阀在冲击情况下能使流体被释放，且能使流体被传送到适当的侧袋(或辅助油箱)中，由此使副地板满意地起到吸震器的作用，同时吸收传递给流体的一些冲击能。对应其内发生爆炸的机身而言，排放阀允许排出爆炸产生的能量以及避免爆炸引起机身本身的破损。这样，本专利技术以一与至今追求的完全不同和相反的原理工作，换句话说，其具有非常坚固的结构。相反地，本专利技术提供了大体上封闭的结构，其在压力增大超过某一程度的情况下，在预先确定的位置局部变形，以这种方法减少压力级。本专利技术可以方便的与传统系统相联系，比如安全阀，其通过切断发动机的供油并隔离油箱，可以帮助抑制任何火灾，或者至少限制其程度。在第一方面，本专利技术提供一尤其用于航空应用的大体上封闭的结构，其中，该结构的至少一个壁包括至少一个排放阀，当大体上封闭的结构内的压力超过一预定值时，排放阀可打开，该预定值至少为正常工作压力值的两倍(但是最好为三倍)。在另一个方面，本专利技术提供一种方法，用于提高一尤其用于航空应用的大体上封闭的结构的被动安全性，包括在结构的至少一个壁上提供至少一个排放阀的步骤，当大体上封闭的结构内的压力超过一预定值时，排放阀可打开，该预定值至少为正常工作压力值的两倍(但是最好为三倍)。本专利技术适用于用于航空应用的大体上封闭和大体上刚性的结构，例如油箱(方便的为直升飞机类型的)或机身。附图说明本专利技术将通过下列详细说明变得很清楚，这完全是提供例子而没有限制目的，参考直观的附图的附页来阅读，其中本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种用于航空应用、具有高能量吸收的局部变形结构（１），所述结构为大体上封闭和大体上刚性的，其特征在于：所述大体上封闭结构的至少一个壁（３）包括至少一个排放阀（８），当大体上封闭结构内存在的压力超过一预定值时，该排放阀（８）可以被打开。

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】...

【专利技术属性】
技术研发人员：马尔科安吉莱里，
申请(专利权)人：米兰综合工科大学，阿加斯塔股份公司，
类型：发明
国别省市：IT[意大利]