專利名稱：保護飛行器組件免受飛行物體撞擊的設(shè)備和方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種用來保護飛行器組件免受飛行物體撞擊的設(shè)備和方法。
背景技術(shù)：
眾所周知，諸如發(fā)動機組件這種實質(zhì)上維持飛行器的組件必須被保護免 受來自諸如鳥這樣的飛行的鈍的物體的撞擊和可能的吸入所造成的損壞。
更具體地說，特種飛行器資質(zhì)管理規(guī)則要求在由于鳥的撞擊造成發(fā)動 機組件損壞的情況下，飛行器應(yīng)當(dāng)能夠保持飛行足夠遠(yuǎn)的距離以到達著陸點。
因此，飛行器經(jīng)過資質(zhì)測試來確保發(fā)動機組件能夠在經(jīng)受鳥的撞擊后保 持給定程度的效率。
為了保護發(fā)動機組件免受損壞并滿足資質(zhì)測試的需求，建議使用發(fā)動機 組件保護設(shè)備，所述發(fā)動機組件保護設(shè)備大致上包含圍繞在發(fā)動機組件周圍 并且裝配至安裝發(fā)動機組件的固定支撐元件的尖頂形保護罩。
為了抵擋與鳥的撞擊并由此至少部分地防止發(fā)動機組件受到損壞，所述 保護罩一定是特別厚的，因而也是重的。
由于極大地增加了飛行器的整體重量，從而削弱了飛機的性能并提高了 成本，所以這樣的保護罩是無法令人滿意的。
這樣就需要在降低保護罩重量的同時確保該保護罩能夠起到如發(fā)動機 組件資質(zhì)測試所證明那樣的充分保護，能夠維持飛行器在遭受鳥撞擊的情況 下飛行預(yù)定長度的時間，并符合資質(zhì)規(guī)定。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的一個目的是提供一種簡單并且低成本的保護設(shè)備，該保護設(shè)備 被設(shè)計成滿足與前述公知保護設(shè)備相關(guān)的上述需求。
根據(jù)本發(fā)明，提供一種用來保護飛行器組件免受與飛行物體撞擊的設(shè) 備，其特征在于-主要構(gòu)件，其圍繞軸線旋轉(zhuǎn)并遭受與飛行物體的撞擊；
-轉(zhuǎn)向裝置，其按一定角度連接至主要構(gòu)件，并同樣遭受與所述飛行物 體的撞擊，并被設(shè)計成在所述飛行物體撞擊到所述主要構(gòu)件的情況下，降低 所述飛行物體的軸向動量并相對于所述軸線將飛行物體沿徑向轉(zhuǎn)向。
根據(jù)本發(fā)明，也提供一種用來保護飛行器組件免受飛行物體撞擊的方
法，該飛行物體在軸向上運動，其特征在于包含如下步驟
在圍繞所述軸線旋轉(zhuǎn)的至少一個構(gòu)件與飛行物體之間產(chǎn)生撞擊，從而減 小所述飛行物體沿所述軸線的動量，并相對于所述軸線使所述飛行物體沿徑 向轉(zhuǎn)向。


結(jié)合實例和附圖來說明本發(fā)明的一項優(yōu)選但并非限制性的實施例。 圖1示出根據(jù)本發(fā)明的保護設(shè)備的后視圖； 圖2示出圖1中的細(xì)節(jié)； 圖3示出圖1中進一步的細(xì)節(jié)； 圖4至9示出鳥撞擊圖1中設(shè)備的連續(xù)階段透視圖； 圖10和11分別示出圖1中設(shè)備與鳥撞擊后的側(cè)視圖和前視圖； 圖12至17示出了申請人為了評價根據(jù)本發(fā)明的保護設(shè)備的性能而采用 的對比保護設(shè)備與鳥撞擊的連續(xù)階段透視圖18和19分別示出對比保護設(shè)備與鳥撞擊后的側(cè)視圖和前視圖。
具體實施例方式
參見圖1至11,標(biāo)記1代表飛行器組件(未示出)的撞擊保護設(shè)備，例 如具有軸和外殼的發(fā)動機。
設(shè)備1有利地包含繞軸線A旋轉(zhuǎn)并且遭受鳥9 (僅在圖4至9中示出) 撞擊的保護罩2和轉(zhuǎn)向裝置8,該轉(zhuǎn)向裝置8同樣遭受碰撞保護罩的鳥9的 撞擊，并被設(shè)計成減少鳥9沿軸線A的動量，并將鳥9相對于軸線A沿徑 向轉(zhuǎn)向。
更具體地說，保護罩2是尖頂形的，以限定用來容納發(fā)動機的腔5，如 圖所示，該保護罩固定到發(fā)動機的軸上，并沿與圍繞軸線A的軸相同的方向轉(zhuǎn)動。
4保護罩2包含遭受鳥9撞擊的表面3,該表面在使用中面向飛行器外部， 在表面3的相對面，表面6支撐轉(zhuǎn)向裝置8。
轉(zhuǎn)向裝置8包含許多從保護罩2的表面6沿與軸線A交叉的方向伸出的 肋條4,實施例中是9條。
更具體地說，每個肋條4包含固定于保護罩2的表面6的端部10以及 與端部IO相對的端部11。
每個肋條4包含壁12和13(僅在圖2中示出)，壁12和13在公共邊緣 15與各自的邊緣17、 16之間延伸。
邊緣15、 16、 17是彎曲的，因而壁12、 13同樣是彎曲的。
邊緣15、 16、 17的彎曲使得每個肋條4具有沿保護罩2旋轉(zhuǎn)方向的凹 面形狀。如圖2至3中所示，每個肋條4的沿其彎曲延伸方向的橫截面具有 L型截面，因而壁12、 13在肋條4橫截面上的每一點都是相互垂直的。
邊緣15、 16之間的距離、邊緣15、 17之間的距離、壁13、 12的寬度 以及每條肋條4的尺寸從端部IO到端部11是減小的。
壁12、 13的厚度可最大化地降低鳥9沿軸線A的動量以及徑向偏差， 同時又并未超過保護罩2的給定總重量。
每個肋條4都是從各自的端部11沿保護罩2的旋轉(zhuǎn)方向扭曲的。
換句話說，沿保護罩2和肋條4的旋轉(zhuǎn)方向，每個肋條4的端部10在 角度上都在相同肋條4的端部11的前面。
肋條4在腔5內(nèi)成角度地均勻間距排列。
換句話說，肋條4布置在腔5內(nèi)部，使得相鄰肋條4的端部10、 11和 對應(yīng)點相對于軸線A來說具有相同的角向距離。 每個肋條4與相鄰的肋條4均被空腔14分開。 每個腔14的尺寸從兩個相鄰肋條4的端部10到端部11是減小的。 肋條4和保護罩2優(yōu)選由復(fù)合材料制成。
圖12至19示出了沒有轉(zhuǎn)向裝置8的保護設(shè)備25，申請人利用該保護設(shè) 備在數(shù)值上進行模擬以通過參照對比來證明轉(zhuǎn)向裝置8和肋條4的效果。 非常簡短地說，設(shè)備25由容納發(fā)動機并圍繞軸線B旋轉(zhuǎn)的保護罩26限定。
除了不具有轉(zhuǎn)向裝置8或肋條4外，保護罩26與保護罩2是相同的。 在與保護罩2相撞時，鳥9 (圖4至9)沖破保護罩2的表面3。
5沖擊造成保護罩2損壞(圖4至9),由此使保護罩2變形并在表面3 上形成開口 18。
在沖擊之后，保護罩2的材料的部件20 (圖10和11 )相對于開口 18 升起。
在沖破保護罩2時(圖8至11 ),鳥9通過正與其移動軌跡交叉的肋條 4而沿徑向相對于軸線A轉(zhuǎn)向。
由于所討論的肋條4圍繞軸線A旋轉(zhuǎn)，所以鳥9沿軸線A的動量被顯 著的減小，并且鳥9自身也在垂直于軸線A的平面上被轉(zhuǎn)向，從而減少發(fā)動 機上的沖擊。
根據(jù)本發(fā)明的設(shè)備1的有效性與對比設(shè)備25的比較在下面表C中示出。
更具體地說，表C中示出由鳥9在保護罩2后面的假想平狀目標(biāo)上所釋 放的作用力的百分比減小量。為了簡便，在對比設(shè)備上假定一個參照力100。
方案被排放的力 (Force discharged )變化
用作對比的設(shè)備25歸，O參照
根據(jù)本發(fā)明的設(shè)備17.8-92%
表c
在沖擊時，肋條4同樣會使鳥9肢體分裂(圖8和9)。 申請人:也同樣觀察到材料部件20 (圖10和11 )并未完全與開口 18分離。
相反，部件20的端部邊緣保持與保護罩2的表面3連接，以免被甩到 發(fā)動機上。
如圖12至17所示，由鳥9的沖擊造成的設(shè)備25的損壞，特別是在保
護罩26的表面上形成開口 30。
如圖18和19所示，不像設(shè)備l，鳥9在設(shè)備25上的沖擊可能會導(dǎo)致鳥
撞擊發(fā)動機，并導(dǎo)致保護罩26的部件31從開口 30處分離。
這是由于在鳥9與保護罩26撞擊時，鳥9未被徑向轉(zhuǎn)向，因此保留下
相當(dāng)大的軸向動量，即使在鳥與保護罩26撞擊后。
這一殘留的軸向動量足以形成開口 30以及使部件31分離。
根據(jù)本發(fā)明的設(shè)備1和方法的優(yōu)點會通過前述說明更加清晰。
特別地，設(shè)備l的總重量較輕，在鳥9與表面3撞擊的情況下阻止或最小化對發(fā)動機造成的損壞。更具體地說，對于損壞的控制足夠使得發(fā)動機確 保飛行器能夠抵達著陸點。
實際上，發(fā)動機受到與鳥9的移動軌跡交叉的肋條4的繞軸線A的旋轉(zhuǎn) 的保護；肋條4相對于軸線A沿徑向使鳥9轉(zhuǎn)向，較大地降低了鳥9沿軸線 A的動量。
肋條4的額外重量小于通過增厚保護罩2的結(jié)構(gòu)而產(chǎn)生的重量，并可實 現(xiàn)相同的沖擊減小效果。
由此，可符合資質(zhì)規(guī)定，同時降低保護罩2的額外重量，并且不會損壞 飛行器的性能，也不會增加消耗。
使鳥9徑向轉(zhuǎn)向也極大地減小發(fā)動機吸入鳥9的風(fēng)險。
申請人也觀察到， 一旦相對于軸線A沿徑向轉(zhuǎn)向，鳥9保留下比沖擊到 沒有轉(zhuǎn)向設(shè)備8的設(shè)備25時更大量的動能。
因而，在設(shè)備1上排放的力比在設(shè)備25上排放的力要小，這樣就可以 降低設(shè)備l的設(shè)計載荷和重量，同時仍然能夠確保發(fā)動機所需的保護力度。
最后，在受到?jīng)_擊的情況下，部件20仍然至少部分地連接至設(shè)備1的 保護罩2的其他部分，因此就可以防止保護罩2的部件的高速分離所造成的 對發(fā)動機的進一步損壞。
顯然地，可對這里所描述的保護設(shè)備l和方法做出改變，并不背離隨后 權(quán)利要求所定義的范圍。
特別地，為了達到更好分布地加強保護罩2，肋條4的數(shù)量可以給定的 因數(shù)增加，也可以相同的因數(shù)降低每個肋條4的重量。
為了簡化結(jié)構(gòu)，肋條4不必扭曲，或甚至是相對于圖1中所示的相反方 式扭曲(也就是，端部11可以沿保護罩2的旋轉(zhuǎn)方向在角度上位于端部10 之前)。采用這種配置，設(shè)備1同樣保持一定有效程度，盡管不是最優(yōu)的， 但同樣遠(yuǎn)優(yōu)于對比設(shè)備25的效果，這可通過權(quán)利要求9中所述方法的有效 性中看出。
最后，肋條4可以被葉片所代替。
權(quán)利要求
1、一種用來保護飛行器組件免受與飛行物體(9)撞擊的設(shè)備(1)，其特征在于，包含-主要構(gòu)件(2)，其圍繞軸線(A)旋轉(zhuǎn)并遭受與飛行物體的撞擊；以及-轉(zhuǎn)向裝置(8)，其成角度地連接至所述主要構(gòu)件(2)，并同樣遭受與所述飛行物體(9)的撞擊，并被設(shè)計成在所述主要構(gòu)件(2)與所述飛行物體(9)撞擊的情況下，減小所述飛行物體(9)的軸向動量并相對于所述軸線(A)將所述飛行物體(9)沿徑向轉(zhuǎn)向。
2、 如權(quán)利要求l中所述的設(shè)備，其特征在于，所述主要構(gòu)件(2)包含 經(jīng)受與所述飛行物體(9)撞擊的第一表面(3);和與所述第一表面(3)相 對并且整體地支撐所述轉(zhuǎn)向裝置(8)的第二表面(6)。
3、 如權(quán)利要求l中所述的設(shè)備，其特征在于，所述轉(zhuǎn)向裝置(8)包含 至少一條與所述軸線(A)交叉延伸的肋條(4)。
4、 如權(quán)利要求3中所述的設(shè)備，其特征在于，所述肋條(4)是彎曲的， 并且其彎曲方向與所述主要構(gòu)件(2)圍繞所述軸線(A)的旋轉(zhuǎn)方向相同， 與肋條的徑向內(nèi)端(11)相對于所述軸線(A)的方向相同。
5、 如權(quán)利要求3中所述的設(shè)備，其特征在于，所述肋條(4)的尺寸從 連接于所述主要構(gòu)件(2)的第一端部(10)到相反于所述第一端部(10) 的自由第二端部(11)是減小的。
6、 如權(quán)利要求3中所述的設(shè)備，其特征在于，所述肋條(4)包含相互 垂直的第一壁和第二壁(12， 13)。
7、 如權(quán)利要求3中所述的設(shè)備，其特征在于，所述轉(zhuǎn)向裝置(8)包含 至少兩條相對于所述軸線(A)成角度地均勻間隔的所述肋條(4)。
8、 一種包含如權(quán)利要求1所述的碰撞保護設(shè)備(1 )的飛行器組件。
9、 一種用于保護飛行器組件免受與具有沿軸線(A)運動的部件的飛行 物體(9)撞擊的方法，其特征在于，包含如下步驟在圍繞所述軸線(A)旋轉(zhuǎn)的至少一個構(gòu)件(2, 4)與所述飛行物體(9) 之間產(chǎn)生撞擊，從而減小所述飛行物體(9)沿所述軸線(A)的動量，并且 使所述飛行物體(9)相對于所述軸線(A)沿徑向轉(zhuǎn)向。
全文摘要
一種用來保護飛行器組件免受來自飛行物體(9)撞擊的設(shè)備(1)，該設(shè)備包含圍繞軸線(A)旋轉(zhuǎn)并遭受飛行物體撞擊的主要構(gòu)件(2)；按一定角度連接至主要構(gòu)件(2)上的轉(zhuǎn)向裝置(8)，該轉(zhuǎn)向裝置同樣遭受飛行物體(9)的撞擊，并被設(shè)計成在飛行物體(9)撞擊到主要構(gòu)件(2)的情況下，降低由飛行物體(9)造成的軸向沖擊并相對于所述軸線(A)將飛行物體(9)沿徑向轉(zhuǎn)向。
文檔編號B64D45/00GK101468720SQ20081017567
公開日2009年7月1日 申請日期2008年7月9日 優(yōu)先權(quán)日2007年7月9日
發(fā)明者馬科·安吉勒里 申請人:阿古斯塔公司