СПОСОБЫ И СИСТЕМЫ ДЛЯ ВСТРАИВАНИЯ ПЕРЕХОДНЫХ ОБЪЕДИНИТЕЛЬНЫХ ПЛАТ ДЛЯ ОБЛЕГЧЕНИЯ РАЗДЕЛЕНИЯ ПРОВОДОВ

УРОВЕНЬ ТЕХНИКИ

Настоящее изобретение относится в общем к разделению сигналов в сложных системах, например для устранения электромагнитных помех, а конкретнее, к способам и системам для встраивания переходных объединительных плат для облегчения разделения проводов.

Физическое разделение проводов сложно осуществить в очень заполненных областях, таких, которые могут быть внутри самолета. Эту проблему, связанную с необходимостью физического разделения проводов, усложняет ограниченность конструкции и/или компоновка оборудования, располагаемого физически поблизости от устройств сопряжения проводки оборудования.

Применение распределительных щитов и/или сложных жгутов проводов использовалось в прошлом для пространственного встраивания проводки в самолет. В некоторых ограниченных пространствах, где имеются пространственные ограничения, даже минимальное разделение проводов является труднодостижимым и в некоторых случаях оно не достигается. Области, в которых невозможно достичь минимального разделения проводов, общем случае вообще не рассматриваются в качестве предполагаемых мест размещения оборудования.

Включение распределительных щитков и/или исключение мест из списка предполагаемых мест размещения оборудования ввиду пространственных ограничений, являются нежелательными решениями, особенно в случае новых проектов воздушных летательных аппаратов, в которых проектные цели в отношении объема, веса и стоимости являются особенно требовательными.

РАСКРЫТИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

Одним из аспектов настоящего изобретения является способ взаимного соединения электронного оборудования внутри воздушного летательного аппарата. Этот способ включает установку многомерной объединительной платы внутри воздушного летательного аппарата, при этом данная объединительная плата включает смонтированные на ней соединители. Соединители соединены друг с другом посредством по меньшей мере электрического проводника, оптического волновода, пневматической и/или гидравлической линии, образованных внутри объединительной платы. Проводники бортовой проводки прикрепляют к первой части указанных соединителей, имеющихся на объединительной плате. Соединители оборудования прикрепляют к соответствующим соединителям на объединительной плате.

Другим аспектом настоящего изобретения является многомерная объединительная плата, содержащая композитные слои, а также гибкие схемные слои, содержащие электрические проводники, и при этом гибкие схемные слои расположены между композитными слоями, а на объединительной плате прикрепляют соединители. Соединители содержат контакты, выполненные с возможностью взаимодействия с конкретными контактами электрических проводников, при этом первая часть соединителей выполнена с возможностью прикрепления к ответным соединителям бортовой проводки, а вторая часть соединителей выполнена с возможностью прикрепления к ответным соединителям электронного оборудования, которое предполагается устанавливать на воздушном летательном аппарате.

Еще одним аспектом настоящего изобретения является способ прокладки проводников внутри воздушного летательного аппарата. Этот способ включает установку оборудования в объемных областях, определенных по меньшей мере одним структурным элементом и стенками воздушного летательного аппарата, он также предусматривает установку объединительной платы, которая проходит сквозь по меньшей мере часть указанных объемных областей, данная объединительная плата включает соединители, при этом оборудование подсоединяют к первым соединителям на объединительной плате, а бортовой проводку воздушного летательного аппарата подсоединяют ко вторым соединителям на объединительной плате.

Еще в одном аспекте, имеется воздушный летательный аппарат, содержащий объемные области, определенные по меньшей мере одним структурным элементом и стенками воздушного летательного аппарата, а также элементы электронного оборудования, размещенные в указанных объемных областях, и, кроме того объединительную плату, размещенную внутри по меньшей мере одной из объемных областей. Объединительная плата выполнена с возможностью формирования электрических взаимосоединений бортовой проводки воздушного летательного аппарата с контактами, связанными с электрическими разъемами электронного оборудования, установленного на воздушном летательном аппарате.

Одним из аспектов изобретения является способ взаимного соединения оборудования, имеющегося на воздушном летательном аппарате. Этот способ включает установку многомерной объединительной платы внутри воздушного летательного аппарата, при этом названная объединительная плата включает соединители, смонтированные на ней; указанные соединители взаимно соединяются при помощи по меньшей мере одной линии внутри объединительной платы, сформированной в виде: электрических проводников, оптических волноводов, пневматических или гидравлических линий; при этом проводку воздушного летательного аппарата прикрепляют к первым соединителям на объединительной плате, а соединители оборудования прикрепляют к соответствующим соединителям на объединительной плате.

По желанию установка многомерной объединительной платы внутри воздушного летательного аппарата может включать установку многомерной объединительной платы через отсеки воздушного летательного аппарата.

В одном варианте установка многомерной объединительной платы сквозь отсеки воздушного летательного аппарата включает по меньшей мере одно пропускание объединительной платы сквозь сквозные элементы, разделяющие отсеки, с последующим пропусканием объединительной платы вокруг зубчатых траверс, разделяющих отсеки.

В качестве одной альтернативы, установка многомерной объединительной платы внутри воздушного летательного аппарата включает вывод устройства сопряжения проводки электронного оборудования, связанных с электронным оборудованием воздушного летательного аппарата, в соседние отсеки для их подключения к бортовой проводке воздушного летательного аппарата.

В качестве варианта, установка многомерной объединительной платы внутри воздушного летательного аппарата включает установку объединительной платы, которая повторяет контур внешней стенки воздушного летательного аппарата.

В другом варианте установка объединительной платы, которая повторяет контур внешней стенки воздушного летательного аппарата, включает установку объединительной платы, повторяющей контур внешней стенки воздушного летательного аппарата, идя от тыльной части пассажирской секции вниз через пол в грузовой отсек воздушного летательного аппарата.

В другом варианте, установка многомерной объединительной платы внутри воздушного летательного аппарата включает установку объединительной платы, которая обеспечивает системное разделение по меньшей мере одной позиции электронного оборудования от бортовой проводки воздушного летательного аппарата и электронного оборудования.

Еще один аспект представляемого раскрытия сущности изобретения связан с многомерной объединительной платой, которая включает композитные слои;

гибкие схемные слои, содержащих электрические проводники, причем гибкие схемные слои размещены между композитными слоями; при этом к объединительной плате прикреплены соединители. Соединители включают контакты, выполненные с возможностью взаимодействия с конкретными контактами электрических проводников, при этом одна часть соединителей выполнена с возможностью прикрепления к ответным соединителям бортовой проводки, а вторая часть соединителей выполнена с возможностью прикрепления к ответным соединителям электронного оборудования, которое должно устанавливаться на воздушном летательном аппарате.

В качестве варианта композитные слои и гибкие схемные слои могут иметь трехмерную форму.

В одном варианте объединительная плата выполнена с возможностью установки через отсеки воздушного летательного аппарата.

В еще одном альтернативном варианте объединительная плата выполнена с возможностью вывода устройств сопряжения проводки электронного оборудования, связанных с электронным оборудованием воздушного летательного аппарата, в соседние отсеки воздушного летательного аппарата для их подключения к бортовой проводке.

В качестве дополнительного варианта объединительная плата выполнена с возможностью установки по контуру внешней стенки корпуса воздушного летательного аппарата.

В другом варианте объединительная плата, отслеживает контур внешней стенки воздушного летательного аппарата от тыльной части пассажирской секции вниз через пол в грузовой отсек воздушного летательного аппарата.

В ином альтернативном варианте объединительная плата выполнена с возможностью установки в по меньшей мере одной объемной области, частично ограниченных по меньшей мере одному из измерений структуры для размещения объединительной платы, при этом причиной ограничений является объем оборудования, размещенного внутри структуры.

Еще один аспект представляемого раскрытия сущности изобретения связан с способом прокладки проводки внутри воздушного летательного аппарата. Данный способ включает установку оборудования в объемных областях, при этом данные объемные области определены по меньшей мере одним из структурных элементов и стенками воздушного летательного аппарата; он также предусматривает установку объединительной платы, которая проходит сквозь по меньшей мере через часть объемных областей, при этом указанная объединительная плата включает соединители, соединяющие элементы оборудования с первыми соединителями на объединительной плате, а бортовая проводка воздушного летательного аппарата подсоединяется ко вторым соединителям на объединительной плате.

В качестве дополнительного варианта, установка объединительной платы включает установку такой объединительной платы, которая обеспечивает разделение между по меньшей мере двумя сигналами, связанными с оборудованием и бортовой проводкой воздушного летательного аппарата.

В одном варианте установка объединительной платы подразумевает установку объединительной платы, которая включает композитные слои и гибкие схемные слои, образующих трехмерную структуру.

Еще один аспект представляемого раскрытия сущности изобретения относится к воздушному летательному аппарату, содержащем по меньшей мере одна объемная область, определенная по меньшей мере одним из структурных элементов и стенками воздушного летательного аппарата, а также элементы электронного оборудования, размещенные в объемных областях, и, кроме того, объединительная плата, размещенная внутри по меньшей мере одной из указанных объемных областей. Объединительная плата выполнена с возможностью формирования электрических взаимосоединений бортовой проводки воздушного летательного аппарата с контактами, связанными с электрическими разъемами электронного оборудования, установленного на воздушном летательном аппарате.

В качестве дополнительного варианта объединительная плата выполнена с возможностью обеспечения разделения между по меньшей мере двумя сигналами, связанными с электронным оборудованием и бортовой проводкой воздушного летательного аппарата.

Еще в одном варианте объединительная плата выполнена с возможностью установки по контуру по меньшей мере одного структурного элемента стенки воздушного летательного аппарата.

Свойства, функции и преимущества, которые были обсуждены, могут быть достигнуты независимо в различных реализациях изобретения, либо они могут быть объединены в ряде других последующих реализации, будущие детали которых могут быть видны как ссылки на последующее описание и чертежи.

КРАТКОЕ ОПИСАНИЕ ЧЕРТЕЖЕЙ

Фиг.1 представляет собой блок-схему методики производства и обслуживания воздушного летательного аппарата.

Фиг.2 представляет собой скелетную схему воздушного летательного аппарата.

Фиг.3 представляет собой иллюстрацию примера установки оборудования на воздушном летательном аппарате вдоль внешней стенки воздушного летательного аппарата.

320-40-слойная электрическая объединительная плата;390-принудительное охлаждение воздуха

Фиг.4 представляет собой иллюстрацию трехмерной объединительной платы того типа, который может быть использован в примере размещения оборудования, показанном на фиг.3.

Фиг.5 представляет собой изображение трехмерной объединительной платы по фиг.4 в разобранном виде.

ОСУЩЕСТВЛЕНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

В различных реализациях объединительные платы используются в общем случае для формирования дву- или трехмерных структур, предназначенных для упрощения сопряжения между проводкой транспортного средства и сменным линейным оборудованием. В таких реализациях объединительные платы используются в рамках двух или трех измерений для переноса устройств сопряжения проводки в направлении от пространственно стесненных областей, в которых установлено линейное заменяемое оборудование, в области, которые являются менее загруженными, возможно по той причине, что в них невозможно установить линейное заменяемое оборудование либо распределительные щиты, облегчая таким переносом интегрирование проводки внутри транспортного средства, - таких, как бортовая проводка воздушного летательного аппарата. Подобные реализации особенно полезны там, где пространственные ограничения помешали бы в противном случае установке оборудования, либо там, где является желательным снизить трудоемкость процесса сборки. Когда устройства сопряжения проводки оборудования будут перенесены посредством объединительных плат от оборудования и/или структур в не загроможденные области, то будет проще удовлетворить требования по разделению проводов.

В одной реализации технические эффекты использования способов и систем, описанных здесь, а также на компьютерно-читаемых носителях, включают одно из: (а) установку многомерной объединительной платы внутри воздушного летательного аппарата, эта объединительная плата содержит смонтированные на ней соединители, при этом контакты, связанные с соединителями, взаимосоединены электрическими проводниками, сформированными внутри объединительной платы, (b) прикрепление бортовой проводки к первой части соединителей на объединительной плате, и (с) прикрепление электрических соединительных разъемов к соответствующим разъемам на объединительной плате.

Используемый здесь элемент или шаг, указываемый в единственном числе необходимо понимать как не исключающий возможность нескольких элементов или шагов, если только такое исключение не указывается явным образом. Кроме того, ссылки на «реализацию» данного изобретения или на «примерную реализацию» не должны интерпретироваться как исключающие существование других реализации, которые также включают цитируемые характеристики.

Говоря более подробно о чертежах, реализация раскрытия сущности данного изобретения может быть описана в контексте способа производства и обслуживания воздушного летательного аппарата 100, как это показано на фиг.1, и скелетной схемы воздушного летательного аппарата 200, которая показана на фиг.2. На предпроизводственной стадии способ производства и обслуживания воздушного летательного аппарата 100 может включать специфицирование и проектирование 102 воздушного летательного аппарата 200, а также получение материалов 104.

На стадии производства имеют место изготовление компонентов и узлов 106, а также интегрирование системы 108 воздушного летательного аппарата 200. После этого воздушный летательный аппарат 200 может пройти через этап сертифицирования и доставки 110 с целью ввода в эксплуатацию 112. При эксплуатации оператором, воздушный летательный аппарат 200 является объектом планового технического обслуживания и ремонта 114 (которое также может включать модификацию, реконфигурирование, восстановление и так далее).

Каждый из процессов способа производства и обслуживания воздушных летательных аппарата 100 может выполняться или реализоваться системным интегратором, третьей стороной и/или оператором (например, покупателем). Для целей данного описания системный интегратор может включать, без ограничений, любое количество изготовителей воздушных летательных аппаратов и предприятий-смежников, изготовляющих основные системы воздушного летательного аппарата; третья сторона может включать, например, без ограничений, любое количество продавцов, субподрядчиков и поставщиков; а оператором может быть авиалиния, лизинговая компания, военная организация, сервисная организация и т.д.

Как показано на фиг.2, воздушный летательный аппарат 200, который изготавливается согласно способу производства и обслуживания воздушного летательного аппарата 100, может включать корпус воздушного летательного аппарата 202 с системами 204, а также внутреннее пространство воздушного летательного аппарата 206. Примеры систем 204 включают по меньшей мере одну систему формирования тяги 208, электрическую систему 210, гидравлическую систему 212, а также систему формирования окружающей среды 214. Любое количество других систем может быть включено в данный пример. Хотя показан пример из области авиации, принципы, описанные в данном раскрытии сущности изобретения, могут быть применены и в других областях промышленности, - таких как автомобильная, а также распространены на другие виды транспортных средств.

Устройство и способы, описанные здесь, могут использоваться на протяжение по меньшей мере одной стадии реализации способа производства и обслуживания воздушного летательного аппарата 100. Например, ограничений, производство компонент или узлов компонент и подузлов 106 может реализоваться или выполняться способом, подобным производству компонент и узлов на стадии эксплуатации воздушного летательного аппарата 200.

Кроме того, по меньшей мере одна реализация устройства, реализация способов либо комбинаций названных объектов, может быть использована во время производства компонент и узлов 106, а также интеграции системы 108, например, но не ограничиваясь, применением в основном готовых узлов либо снижением себестоимости воздушного летательного аппарата 200. Аналогичным образом, по меньшей мере одно устройство, реализация способа либо комбинации названных объектов, могут быть использованы в то время, когда воздушный летательный аппарат 200 находится в эксплуатации, например, однако не ограничиваясь, для ремонта и техобслуживания 114, могут быть использованы во время процесса интеграции системы 108 и/или технического обслуживания и ремонта 114 для определения того, могут ли детали быть соединены и/или походят ли они друг к другу.

Для целей иллюстрации представляется также описание иных преимущественных реализации, оно не предназначено трактоваться как исчерпывающее или исключающее в отношении форм раскрываемых реализации. Многие модификации и вариации будут очевидными для лиц, имеющих обычную квалификацию в рассматриваемой области. Дальнейшие другие преимущественные реализации могут дать иные положительные результаты, по сравнению с другими реализациями. Описываемая реализация, либо реализации, выбраны и описываются с целью наилучшего объяснения принципов реализации и практического применения, а также для того, чтобы дать возможность третьим лицам, имеющим обычную специальную квалификацию, понять описание раскрытия сущности данного изобретения с точки зрения различных реализации с разными модификациями, которые подходят для конкретных рассматриваемых применений.

[0026] Фиг.3 представляет собой схему части воздушного летательного аппарата 300, отражающую пример установки оборудования вдоль внешней стенки 302, через отсеки 304, 306, 308 и 310 воздушного летательного аппарата 300. Различное оборудование воздушного летательного аппарата (обозначенное на фиг.3 как позиции от LRM #1 до LRM #8), иногда называемое «авионика» или «черные ящики», установлено в отсеке 306, в то время как многослойная объединительная плата 320 обеспечивает переход устройств 330 сопряжения проводки, связанных с каждым элементом оборудования воздушного летательного аппарата, в соседние отсеки 304 и 308 для сопряжения с бортовой проводкой 340, 342, 344 и 346. В данном описании под бортовой проводкой понимается любая совокупность электрических проводников (например, кабели электропитания и/или сигнальные провода), оптические волноводы, пневматические линии и/или гидравлические линии, используемые для взаимного соединения оборудования внутри воздушного летательного аппарата 300. Объединительная плата 320 может содержать любую комбинацию бортовой проводки.

В различных реализациях объединительная плата 320 может обеспечивать переход в соседние отсеки через сквозные корпусные элементы 350, 352, которые разделяют отсеки 304, 306, 308, или вокруг корпусных элементов нелинейной формы. В дополнительных реализациях объединительная плата 320 отслеживает контур внешней стенки 320, идя от тыльной части, например, верхнего загрузочного бункера вниз через пол 360 в грузовой отсек 370, как это показано на фиг.3. Посредством переноса устройств сопряжения проводки в соседние незанятые отсеки, соединительные разъемы 380 (только часть которых показана на фиг.3) непосредственно могут обеспечить требуемое системное разделение, необходимое для прямого подключения устройства сопряжения бортовой проводки 340, 342, 344 и 346. Аналогичные концепции установки могут быть применены к оборудованию, установленному между напольными траверсами и/или в любых иных объемных областях, которые частично ограничены объемом структур и/или оборудования. В реализациях, рассматриваемых в качестве примера, каждый соединитель 380 соответствует бортовой проводке, с которой он соединяется. Например, соединители 380 могут в общем случае включать электрические соединительные разъемы с по меньшей мере одним проводником, выполненным с возможностью передачи электропитания и/или сигналов от электрических проводников, находящихся внутри объединительной платы 320.

В качестве другого примера, фиг.3 иллюстрирует камеру 390 принудительной приточной вентиляции. В реализации, приводимой в качестве примера, камера 390 принудительной приточной вентиляции соединена с пневматической линией внутри объединительной платы 320. Как может быть понятно специалистам в данной области, описываемые реализации направлены на замену традиционных аппаратурных стоек, которые в типичном случае связаны с охладительным оборудованием. Одним из аспектов описываемых реализации является то, что объединительная плата 320 может быть преобразована таким образом, что будет иметь место ее совместимость с показанной камерой 390 принудительной приточной вентиляции либо с иной конфигурацией камеры принудительной приточной вентиляции. В данном описании под камерой 390 принудительной приточной вентиляции понимается «традиционная» охлаждающая камера принудительной приточной вентиляции и/или интеграция технических полостей внутри композитной структуры, предназначенной для пропускания охлаждающей среды через объединительную плату 320, что позволяет осуществлять подачу охлаждающего воздуха на различное оборудование воздушного летательного аппарата, выполненное с возможностью приема охлаждающего воздуха. В дополнение или альтернативно, подобно камере 390 принудительной приточной вентиляции, камера рабочей жидкости (не показана) может быть соединена с гидравлической линией внутри объединительной платы 320.

Фиг.3 также иллюстрирует оптический соединитель 384. В описываемой в качестве примера реализации, оптический соединитель 384 подсоединен к по меньшей мере одному оптическому волноводу (например стекловолокон ному) внутри объединительной платы 320. Кроме того, в некоторых реализациях оптический соединитель 384 включает оптоэлектрический преобразователь, выполнена с возможностью преобразования сигналов, передаваемых по оптическому волноводу (волноводам) внутри объединительной платы 320, в электрические сигналы, передаваемые через электрические проводники, связанные с оборудованием воздушного летательного аппарата, и наоборот.

Фиг.4 представляет собой иллюстрацию трехмерной объединительной платы 400, которая может быть использована в приложении, подобном тому, которое описано в связи с рисунком 3. Фиг.5 представляет собой изображение трехмерной объединительной платы 400 в разобранном виде. Как на нем показано, объединительная плата 400 включает в себя соединители 410 (эквивалент соединителей 380, показанных на фиг.3), содержащих связанные с ними контакты, которые в комбинации с электрическими проводниками внутри объединительной платы 400 взаимно соединяют различное оборудование воздушного летательного аппарата внутри его части, например оборудование, аналогичное позициям от LRM#1 до LRM#8. Хотя ниже описываются электрические проводники и соединители, подразумевается, что описанная система может включать любую комбинацию электрических соединителей, оптических волноводов, пневматических и гидравлических линий и соответствующих соединителей.

Как показано на фиг.5, объединительная плата 400 включает соединители 410, как уже ранее говорилось, и слои из композитного материала 420. Такие слои композитного материала 420 включают по меньшей мере один слой композитного материала пропитанный связующим веществом, стекловолоконный слой или пористый композитный слой 420. Объединительная плата 400 кроме того включает гибкие схемные слои 430 и через соответствующие отверстия 440 обеспечивает возможность монтажа соединителей 410 (и контактов, связанных с соединителями 410) и доступа к электрическим соединениям. При формировании объединительной платы 400 может быть использована прессованная форма 450. При использовании внутри воздушного летательного аппарата объединительные платы в общем случае обеспечивают двумерную методику упрощения сопряжения между бортовой проводкой и линейным заменяемым оборудованием посредством переноса устройств сопряжения проводки из частично ограниченных пространственных областей в те области, которые менее загружены, что облегчает интеграцию проводки внутри воздушного летательного аппарата.

Используемые в настоящее время распределительные щиты образуют рабочую объемную область, в которой коммутируемые вручную провода, дополнительные разъемы и сращивание проводов используются для обеспечения разделения проводов и интегрирования бортовой проводки с проводкой, идущей от бортового оборудования. Многомерные объединительные платы 320 и 400, описываемые здесь, реализуют те же функции внутри объединительной платы через использование технологических процессов, в которых применение разъемов, проводов и их сращивания более не требуются. В реализации, используемой в качестве примера, объединительная плата 320 включает 40-ка слойную электрическую проводку объединительной платы. Пропускание в объединительной плате является таковым, что выводы контактов каждого соединителя уже выполнены с возможностью облегчения встраивания в самолет. Альтернативно, объединительная плата 320 может включать любое количество слоев, что обеспечивает возможность функционирования объединительной платы 320 описанным здесь способом.

Многомерные объединительные платы, такие как объединительные платы 320 и 400, обеспечивают возможность размещения оборудования в областях, которые ранее не поддерживали интегрирование бортовой проводки самолета. Таким образом, авиастроительные предприятия могут достигнуть большей плотности упаковки оборудования благодаря физическому переносу устройств сопряжения проводки в ранее неиспользуемое пространство, применяя по меньшей мере одну объединительную плату описанного здесь типа. Объединительные платы 320 и 400 также устраняют издержки в отношении веса, стоимости и дополнительным расходом пространства, связанными с распределительными щитками, одновременно снижая трудозатраты, связанные с формированием сложных жгутов проводки и установкой распределительных щитов. За счет устранения дополнительных сращиваний проводов, разъемов и сегментов проводки, связанных с распределительными щитами, также повышается общая надежность системы.

В то время как описываемые здесь реализации описываются в контексте авиастроения, эти реализации не должны толковаться столь ограниченным образом, ибо подобные реализации могут практиковаться в применениях, несвязанных с авиастроением, включая, но не ограничиваясь, наземные транспортные средства, морские транспортные средства, космические транспортные средства и другие сложные системы, которые включают заменяемые компоненты, соединяемые между собой проводкой.

Это письменное описание использует примеры для раскрытия различных реализации, состав которых позволяет любому специалисту в данной области наилучшим образом осуществить на практике эти реализации, включая изготовление и использование любых устройств или систем, а также применить описанные способы. Патентоспособный предметный охват определяется пунктами формулы изобретения, он может включать иные примеры реализации, которые могут встретиться в практике специалистов в данной области. Такие иные примеры реализации должны рассматриваться как входящие в заявляемый предметный охват, если в них используются структурные элементы, которые не отличаются от описанных в случае буквального толкования языка заявки, либо если они включают эквивалентные структурные элементы, имеющие несущественные отличия от описанных в случае буквального толкования языка заявки.