[發明專利]一種民機用供水系統水箱設計方法及民機用供水系統水箱

有效

• 申請號: 202011618656.1
• 申請日: 2020-12-30
• 公開（公告）號: CN112977868B
• 公開（公告）日: 2023-04-14
• 發明（設計）人: 沈波濤;劉進;樊曉君;胡家倩
• 申請（專利權）人: 航宇救生裝備有限公司
• 主分類號: B64F5/00
• 分類號: B64F5/00;B64D47/00
• 代理公司: 中國航空專利中心 11008
• 代理人: 張昕

1.一種民機用供水系統水箱設計方法，其特征在于，包括：

步驟1，根據民機的結構特征和功能需求確定水箱的形狀；

步驟2，根據民機飛行運行特征的強度需求確定所述水箱的主體結構；其中，所述水箱在民機運行過程中與強度要求相關的承壓和承力包括：正承壓載荷、沖擊和墜撞、震動；

步驟3，根據民機對維護性和安全性需求確定水箱的維護口位置和水箱內膽的結構和材料；

步驟4，根據水箱與供水系統中各設備的連接要求確定水箱的接口功能和接口數量；

步驟5，根據民機使用的環保要求，確定水箱所有零部件材料，從而形成民機用供水系統水箱的整體設計方案。

2.根據權利要求1所述的民機用供水系統水箱設計方法，其特征在于，所述步驟1包括：

根據民機艙體分為客艙和貨倉兩部分的結構特征，以及基于滿足民機貨倉內安裝空間和最大化水箱體積的需要，將所述水箱的形狀確定為：以軸向設置于機體方向的中部圓柱筒，以及設置于中部圓柱筒兩端、且與所述中部圓柱筒一體化結構的端部半球體。

3.根據權利要求2所述的民機用供水系統水箱設計方法，其特征在于，所述步驟2包括：

步驟21，當水箱承受正承壓載荷時，所述水箱受力為沿圓周法向由內均勻向外的方向，根據步驟1中所確定的水箱形狀，為增強水箱整體結構的承壓要求，在所述中部圓柱筒上部的中間增設一層防止水箱發生彈性變形的結構層，所述結構層為蜂窩材料的中間層；

步驟22，基于水箱在民機貨倉中的安裝方式，通過對水箱承受沖擊和墜撞時的受力特點分析和力傳遞性特點，在水箱的中部圓柱筒的筒壁兩端與艙體連接的位置設置兩個環繞在筒壁周向上的“U”型環狀體，并采用配合使用的鋼帶通過“U”型環狀體將水箱與機身進行四點固定；

步驟23，基于水箱在民機貨倉中的安裝方式，通過對水箱承受震動時的受力特點分析，在所述中部圓柱筒下部的中間增設一層防止水箱發生彈性變形的結構層，所述結構層為蜂窩材料的中間層；安裝方式采用步驟22中在水箱的中部圓柱筒的筒壁兩端與艙體連接的位置設置兩個環繞在筒壁周向上的“U”型環狀體，并采用配合使用的鋼帶通過“U”型環狀體將水箱與機身進行四點固定。

4.根據權利要求3所述的民機用供水系統水箱設計方法，其特征在于，通過所述步驟2得到的水箱的主體結構特征：

所述主體結構為內層、中間層和外層三層結構，其中，所述內層和外層采用具有預設厚度的復合材料，中間層采用具有預設厚度的蜂窩材料；并且水箱的中部圓柱筒的筒壁兩端分別設置兩個環繞在筒壁周向上的“U”型環狀體和配合使用的安裝部件。

5.根據權利要求4所述的民機用供水系統水箱設計方法，其特征在于，所述步驟3包括：

步驟31，基于步驟2中所確定的水箱的內層和外層采用復合材料的結構特征，在水箱內層的內表面增設一層具有預設厚度的薄膜內膽，且所述薄膜內膽采用抗沖擊材料；

步驟32，將所述水箱的維護口設置于中部圓柱筒的上部，且所述維護口與水箱的上部連接口為共用結構。

6.根據權利要求5所述的民機用供水系統水箱設計方法，其特征在于，所述步驟4中所確定的水箱的接口包括：下部連接口，以及與所述步驟32中維護口設置為共用結構的上部連接口；

其中，所述上部連接口通過總承和蓋板，將所述上部連接口分為：增壓空氣輸入接口、防止清水溢流接口、探測水箱水位的傳感器接口和探測水箱壓力的傳感器接口；

所述下部連接口通過機身結構上的過渡件連接到水箱排水勤務接口、提供乘客使用的清水接口。

7.根據權利要求6所述的民機用供水系統水箱設計方法，其特征在于，所述步驟5包括：

根據民機使用中對輕質量的要求，所述水箱的材料選用復合材料和塑料件；根據民機使用中對防污染的要求，水箱總體結構中與介質水和氣有直接接觸的內膽、上部連接口、下部連接口采用食品級塑料，水箱內層中的增強層和纏繞層、外層采用滿足環保要求的碳纖維，中間層采用滿足環保要求的蜂窩材料，機身連接塊采用滿足環保要求的塑料。

8.一種民機用供水系統水箱，其特征在于，采用如權利要求1～7中任一項所述的民機用供水系統水箱設計方法得出的民機用供水系統水箱；

所述民機用供水系統水箱的總體結構包括：外層(1)、中間層(2)、內層(3)、上部內層連接塊(4)、上部外層連接塊(5)、下部外層連接塊(6)、下部內層連接塊(7)和機身連接塊(8)；

所述外層(1)和內層(3)形成所述水箱的整體形狀為：中部圓柱筒，以及設置于中部圓柱筒兩端、且與所述中部圓柱筒一體化結構的端部半球體；所述水箱以中部圓柱筒的軸向水平放置于飛機貨艙中，通過設置于中部圓柱筒筒壁兩端的機身連接塊(8)采用環形箍將水箱固定在飛機艙壁上；所述機身連接塊(8)包括設置在中間圓柱筒的筒壁兩端、且環繞在筒壁周向上的兩個“U”型環狀體；

所述水箱以中部圓柱筒與飛機艙壁連接的上部和下部區域中，外層(1)和內層(3)之間形成有用于增強結構強度的中間層(2)，且中部圓柱筒的上部設置有由上部內層連接塊(4)和上部外層連接塊(5)形成的上部連接塊，下部設置有由下部外層連接塊(6)和下部內層連接塊(7)形成的下部連接塊。