用于安装在机舱内的防爆装置和安装有该防爆装置的飞机的制作方法

1.本发明涉及飞机、特别是民用飞机结构设计领域。具体地，本发明涉及一种应用于飞机的防爆装置，用于应对飞机在飞行过程中紧急处理爆炸物等危险品，提高飞行安全。


背景技术：

2.现代大型民用客机在飞行中均位于较高的巡航高度，对于乘客所在的客舱采用了增压客舱的设计。由于客舱内空间狭小、且为增压密闭空间，若客舱内发现爆炸物会对飞行安全构成极大威胁。
3.目前对于客舱内部防爆的处理方法主要有两种，一种是采用防爆袋或其他类似包容性的处理方式，但这种方式对于狭小的客舱来说存在应急处理上的局限性，以及爆炸危害的不可预测性；另外一种方式是将可能存在的爆炸冲击力引向机体以外，这种方式会导致客舱泄压，对于乘客以及飞机安全存在较大的威胁。因此一种能将爆炸物对乘客、飞机安全威胁将至最低的防爆处理装置，能极大提高飞机在客舱中发生爆炸后的生存概率。
4.cn113353237a中公开了一种对飞机上危险品的处置方法和处置舱结构。该处置舱是一个密封结构，位于飞机地板和飞机机腹蒙皮之间。处置舱的上口盖位于飞机地板上，处置舱的底部位于飞机机腹蒙皮上。在处置舱的底部飞机机腹蒙皮内侧设有爆破索。将带上飞机的危险品存放在该处置舱内隔离存放。需要将危险品抛离飞机时，起爆爆破索，将处置舱的底部的机腹蒙皮切割形成处置舱的抛物口，危险品从处置舱的抛物口脱离飞机，避免了危险。
5.该发明的结构形式主要存在以下缺陷：
6.1)该装置的口盖位于地板上方，可能占用客舱空间；
7.2)该方案中未在蒙皮上设计对应的出口以及出口口盖，该装置排出爆炸物需要将飞机蒙皮破坏；
8.3)该方案需要提供额外的起爆装置；
9.4)该装置因爆炸物所产生的爆炸破坏力无法判断，因此若判断错误未起爆爆破索，则飞机结构可能将将承受较大风险；
10.5)该装置是将爆炸物抛出飞机机体以外，可能会对地面人、建筑等造成破坏。
11.cn109780956b中公开了一种聚能泄压民机客舱定向防爆装置，包括圆柱形罐主体、前端锥形聚能泄压面板、后端面边缘加强面板、两个安装底座和三沟槽式入口口盖。圆柱形罐主体内部用于放置可疑物品和爆炸物，前端面聚能泄压面板为内凹式圆锥形面板，与圆柱形罐主体共轴固连；后端面边缘加强面板主体为环状，与圆柱形罐主体共轴固连；两个安装底座大小一致，互相平行，顶端与圆柱形罐主体固连；三沟槽式入口口盖为内三层式圆柱体结构，安装底座与飞机地板座椅槽相连，防爆装置利用圆锥形面板将爆炸后的冲击波进行聚能定向，将爆炸后产生的冲击波和能量释放到客舱外部。该定向装置安装在飞机滑轨之上，对应选择的地板位置为客舱地板以上的机身壁板。
12.该发明的结构形式以及实施形式与本方案专利明显不同，主要在以下几点：
13.1)该发明所指的防爆装置未与机身壁板固连；
14.2)该发明所指的防爆装置安装在地板滑轨之上，选择客舱地板以上的机身壁板最为最小风险炸弹位置；
15.3)该发明中未对飞机壁板等冲击位置做相应冲击优化设计，将破坏大范围的飞机结构；
16.4)该发明装置的工作原理中需冲破机身壁板结构，壁板结构被破坏后将造成飞机内部迅速泄压，对乘客和飞机的安全将造成极大影响；
17.5)该发明所指防爆装置在不同当量爆炸物的爆炸后均会使得爆炸物产生的气流、冲击力等影响到客舱内部，可能会造成毒气等泄露到客舱内，影响到乘客安全。
18.cn106197184b为一种民机客舱便携式定向防爆装置，包括球形罐主体和加强边缘面板；加强边缘面板焊接固定在球形罐主体开口处，且加强边缘面板上有锁紧扣，能够与民机客舱最小风险炸弹位置处的锁槽配合。所述球形罐主体内层为金属波纹面板、中间层为多空泡沫铝夹层、外层为金属壳体。
19.该发明的结构形式以及实施形式与本方案专利明显不同，主要在以下几点：
20.1)该发明的形式为球形罐主体，且只有一个开口，无其他的连接结构；
21.2)该发明所指的防爆装置未与机身壁板等固连；
22.3)该发明中未对飞机壁板等冲击位置做相应冲击优化设计，将破坏大范围的飞机结构；
23.4)该发明装置的工作原理中需冲破机身本体结构，飞机结构被破坏后将造成飞机内部迅速泄压，对乘客和飞机的安全将造成极大影响；
24.5)该发明所指防爆装置在不同当量爆炸物的爆炸后均会使得爆炸物产生的气流、冲击力等影响到客舱内部，可能会造成毒气等泄露到客舱内，影响到乘客安全。
25.6)该发明在爆炸物放入球形罐体内，再去安装球形罐体时，爆炸物会在罐体内发生翻转、碰撞，这增加了在安装的过程中的风险。
26.cn108057194a为一种飞机客舱专用防爆阻燃箱，包括箱体和箱盖，箱体和箱盖均由三层结构组成，且外层为聚碳酸酯层、中间层为陶瓷纤维棉层以及内层为含钼不锈钢层；箱盖上表面中心设置有提手，箱盖上表面位于所述提手的两侧分别设置有排气口和注水口；注水口上设置有铝合金盖，注水口下端，注水管延伸至箱盖内部，箱盖上表面位于提手的一侧设置有观察窗，箱体内底部设置有含设置有注水管钼不锈钢挡板。
27.该专利的结构形式以及实施形式与本方案专利明显不同，主要包括：
28.1)该专利的整体为一个较为封闭的防爆阻燃箱，爆炸产生的冲击力将全部由防爆阻燃箱来承受，当爆炸物当量较大时，该专利的结构如果强度不够，爆炸物产生的冲击力仍将在客舱内造成破坏，对乘客以及飞机的安全都有很大影响；
29.2)该专利所指的防爆阻燃箱无固定安装或放置位置；
30.3)该专利的防爆阻燃箱额外设置了排气口和注水口，在爆炸过程中有额外的外部接口，增加了额外的操作。
31.cn101419042b为用于民航客机的防爆箱，包括箱体，所述箱体外壁为芳纶帘线覆胶帘布，覆胶帘布为两层或两层以上，不同帘布之间的帘线交叉设置。箱体为上端开口下端封闭的矩形柱状，其柱形四角成圆弧倒角，其箱体外侧壁和箱体底面之间的连接处也成弧
形倒角，外壁设置了排气孔。
32.专利所公开的技术方案存在缺陷如下：：
33.1)该装置整体为一个较为封闭的防爆箱，爆炸产生的冲击力将全部由防爆箱来承受，当爆炸物当量较大时，该专利的结构如果强度不够，爆炸物产生的冲击力仍将在客舱内造成破坏，对乘客以及飞机的安全都有很大影响；
34.2)该防爆箱无固定安装或放置位置；
35.3)该防爆箱额外设置了排气口，在爆炸过程中有额外的外部接口。
36.us7461453b1为用于民航客机的货仓内设置一个密闭区间，用于承受爆炸，包括防爆衬里，连接螺栓等。
37.该专利所公开的技术方案存在缺陷如下：
38.该装置整体为一个较为封闭的防爆箱，爆炸产生的冲击力将全部由防爆箱来承受，当爆炸物当量较大时，该专利的结构如果强度不够，爆炸物产生的冲击力仍将在货舱和客舱内造成破坏，对乘客以及飞机的安全都有很大影响。
39.us20080223857a1为一种防爆容器装置，可用于飞机上的集装箱，包括防爆材料制成的容器和位于容器内的防爆材料。也可用于运输火药等危险材料的运输装置。
40.该专利申请所公开的技术方案存在缺陷如下：
41.该装置整体为一个较为封闭的防爆箱，爆炸产生的冲击力将全部由防爆箱来承受，当爆炸物当量较大时，该专利的结构如果强度不够，爆炸物产生的冲击力仍将在货舱和客舱内造成破坏，对乘客以及飞机的安全都有很大影响。


技术实现要素：

42.本发明中，提供一种防爆装置，其在较小的爆炸物当量情况下，能够由结构承受爆炸的冲击力，当爆炸物的当量较大时，能够将爆炸产生的冲击力释放到飞机以外，不会对飞机结构以及内部环境产生较大影响
43.为此，本发明提供了一种用于安装在机舱内的防爆装置，
44.所述防爆装置包括：
45.主体部分，所述主体部分限定用于容纳爆炸物的内腔，且包括用于取放爆炸物的入口和用于将所述内腔中的爆炸物排出所述机舱的出口；
46.入口口盖，所述入口口盖安装于所述入口处，用以打开和关闭所述入口，当所述入口口盖关闭时，所述内腔在所述入口处相对于所述机舱密封；
47.出口口盖，所述出口口盖安装于所述出口处，以使得当所述出口口盖被移除时，所述内腔与所述机舱的外部连通，
48.所述入口口盖和所述出口口盖安装成以使得：
49.当被放置于所述内腔中的爆炸物的爆炸冲击力未达到预定阈值时，所述入口口盖能保持关闭所述入口，且所述出口口盖能保持完整，以保持所述内腔相对于所述机舱的外部密封，并且
50.当被放置于所述内腔中的爆炸物的爆炸冲击力达到预定阈值或以上时，所述出口口盖被破坏和移除，而所述入口口盖仍保持关闭所述入口。
51.根据本发明的防爆装置的优选实施例，在所述入口口盖与所述主体部分之间设置
有入口密封件。
52.根据本发明的防爆装置的优选实施例，所述入口密封件是环形密封件。
53.根据本发明的防爆装置的优选实施例，在所述出口口盖与所述主体部分之间设置有出口密封件。
54.根据本发明的防爆装置的优选实施例，所述出口密封件是环形密封件。
55.根据本发明的防爆装置的优选实施例，在所述出口处设置有出口法兰，所述出口法兰被紧固到所述主体部分。
56.根据本发明的防爆装置的优选实施例，所述出口口盖通过沿其周缘布设的紧固件紧固到所述出口法兰。
57.本发明还提供了一种飞机，所述飞机中固定安装有根据前述优选实施例所述的防爆装置。
58.根据本发明的飞机的优选实施例，所述飞机的机舱中设有机舱地板，所述防爆装置安装在所述机舱地板的下方。
59.根据本发明的飞机的优选实施例，所述防爆装置的出口口盖构成所述飞机蒙皮的一部分。
60.本防爆装置利用前端端头与口盖的设计，将防爆装置与机身壁板固连，通过密封件以及密封胶的作用，形成了飞机内部、防爆腔体内部、飞机外部攻击三个相互隔离的腔体。具体地，将本发明的防爆装置的优势总结如下：
61.该装置利用机身壁板上口盖的设计，使得当爆炸物的当量较低或未爆炸时，口盖以及防爆装置不发生破坏，飞机依然保持流畅的气动外形，当爆炸物的当量超过特定的“阀值”后，爆炸产生的冲击力将冲破口盖，将爆炸的冲击力释放到飞机以外，避免对飞机结构产生更大破坏，将爆炸的影响降至最低。通过这种设计可以在符合防爆的要求下，额外可以满足爆炸物差异化的处置方式。
62.本技术在爆炸发生的过程中，无额外的操作。
63.该防爆装置通过装置本身以及与机身连接间的密封设计，使得无论口盖是否被破坏，飞机客货舱内不会发生泄压，始终保持气压恒定，最大限度的保证乘客和飞机的安全。
64.本方案所指装置与立柱、横梁连接，与机身壁板固连，选择客舱地板以下，地板、立柱、机身壁板所包围的区域作为最小风险炸弹位置，配合最小风险炸弹位置使用。
65.本方案在爆炸发生的过程中，无排气口，无外部接口。
66.本技术的入口口盖位于地板以下，对应位置的地板面板则设置成为快卸口盖，具体地，本技术的防爆装置与立柱、横梁连接，与机身壁板固连，选择客舱地板以下，地板、立柱、机身壁板所包围的区域作为最小风险炸弹位置，配合最小风险炸弹位置使用。
67.本技术的防爆装置与机身壁板通过前端接头固连在一起。
68.本技术在机身壁板上设计有开口，结构为筒状腔体，同时在相应位置设计有口盖，不会对较多的飞机结构产生影响。
69.本技术的装置中利用爆炸物本身的冲击力来破坏对应口盖，将爆炸的冲击力释放到飞机以外；具体地，本技术的防爆装置在较小的爆炸物当量情况下，能够由结构承受爆炸的冲击力，当爆炸物的当量较大时，能够将爆炸产生的冲击力释放到飞机以外，不会对飞机结构以及内部环境产生较大影响。
70.本技术利用爆炸物本身爆炸产生的冲击力来破坏对应口盖，若冲击力不够则口盖不用被破坏。
71.本技术将爆炸物置于固定腔体内，若爆炸则直接将爆炸的冲击力释放到高空，不会对地面人、建筑等造成较大威胁。
72.本技术能够将飞机内部环境与外部环境隔离开来，即使机身壁板对应口盖被破坏，也能避免飞机内部发生泄压，最大限度保护乘客、飞机安全。
73.本技术能够隔绝飞机内部环境与防爆装置腔体内部环境，无论机身壁板口盖是否被破坏，爆炸产生的气体等均不会泄露到飞机内部。
74.本技术在爆炸物放置进筒状腔体的后续操作中，爆炸物不会发生翻转、碰撞。
附图说明
75.本文件包括附图，以提供对各种实施例的进一步理解。附图纳入于本说明书中并且构成本说明书的部分。附图示出了本文所描述的各种实施例，并且与文字描述一起用来解释要求保护的主题的原理和操作。
76.参考以上目的，本发明的技术特征在下文中清楚地描述，并且其优点从以下参考附图的详细描述中显而易见，附图以示例方式示出了本发明的优选实施例，而不限制本发明的范围。
77.图1中示出了根据本发明的防爆装置的一种优选而非限制性实施例的立体分解示意图。
78.图2示出了图1中所示的防爆装置的出口处的剖视图，其示出了出口口盖和出口法兰的联接关系。
79.图3示出了图1中所示的防爆装置在飞机机舱中的一种优选而非限制性的安装方式。
80.图4从另一角度示出了图3中所示的防爆装置在飞机机舱中的安装方式的局部放大示意图。
81.附图标记列表
82.100 防爆装置
83.110 主体部分
84.111 入口
85.112 出口
86.120 入口口盖
87.130 出口口盖
88.140 入口密封件
89.150 出口密封件
90.160 出口法兰
91.200 机舱地板
92.300 飞机蒙皮
93.400 飞机长桁
具体实施方式
94.现在将详细地描述本发明的实施方式，这些实施方式的示例被显示在附图中并在下文中被描述。
95.尽管本发明将与示例性实施例相结合进行描述，但是应当意识到，本说明书并非旨在将本发明限制为所例示的那些实施例。相反，本发明旨在不但覆盖这些示例性实施例，而且还覆盖可以被包括在本发明的精神和范围之内的各种选择形式、修改形式、等效形式及其他实施例。
96.为了便于解释和精确定义本发明的技术方案，术语“上”、“下”、“内”和“外”用于参考在附图中所示的示例性实施例的特征的位置来对这些特征进行描述。
97.本发明为一种民用飞机客舱内定向爆破的安全防爆装置，该装置的主体部分为一个筒状防爆腔体，一端包含一个口盖，另一端通过连接结构与飞机机身壁板连接，同时该防爆腔体又通过与飞机横梁、立柱连接进行固定。该防爆装置用于飞机飞行时，客舱内在紧急情况下的安全防爆。当飞机客舱内发现爆炸物或疑似爆炸物时，将其放入防爆装置内，若爆炸物当量较小时，整个爆炸产生的冲击力将由防爆装置以及飞机机身壁板来承受，不会破坏防爆装置以及飞机结构；当爆炸物的当量超过一定的范围后，爆炸产生的冲击力将冲破飞机壁板上位于防爆装置端口处的口盖，将冲击力释放到飞机外部，同时利用防爆装置本身与机身的密封连接作用，保证飞机客货舱内不发生泄压，对乘客以及飞机安全的影响降至最低。
98.本防爆装置结合25.795(c)条款的最小风险炸弹位置使用，在飞机上选择客舱地板以下，立柱、地板、机身壁板所包围的区域来安装该装置，该区域上方的地板设计成快卸形式来配合该防爆装置的使用。
99.附图中示出了一种飞机的机舱，在该飞机中固定安装有根据本发明的防爆装置100。优选地，飞机的机舱中设有机舱地板200，防爆装置100因而可安装在机舱地板200的下方。
100.参见附图，本发明的防爆装置100用于安装在机舱内。整个防爆装置100包括主体部分110、入口口盖120、出口口盖130。此外，在图中所示的优选实施例中，本发明的防爆装置100还可包括入口密封件140和出口密封件150。
101.主体部分110限定用于容纳爆炸物的内腔，且包括用于取放爆炸物的入口111和用于将内腔中的爆炸物排出机舱的出口112。在图中所示的优选实施例中，主体部分110可限定筒状腔体。
102.入口口盖120安装于入口111处，用以打开和关闭入口111。换言之，入口口盖120处对应的是爆炸物放入主体部分110内的入口。当入口口盖120关闭时，内腔在入口111处相对于机舱密封。优选地，可在入口口盖120与主体部分110之间设置有入口密封件140。更优选地，入口密封件140可以是环形密封件。
103.出口口盖130安装于出口112处，以使得当出口口盖130被移除时，内腔与机舱的外部连通。优选地，可在出口口盖130与主体部分110之间设置有出口密封件150。更优选地，出口密封件150可以是环形密封件。因此，在优选的实施例中，在主体部分110的筒状腔体与前段端头之间同样包含一个环形密封件，三者之间以紧固件通过各自圆环带部位上的通孔进行连接。
104.在附图中所示的优选实施例中，在出口112处可设置有出口法兰160，出口法兰160被紧固到主体部分110。
105.在设置出口法兰160的情形中，出口口盖130可优选地通过沿其周缘布设的紧固件紧固到出口法兰160。
106.出口口盖130可仅通过紧固件连接在前端端头的曲面部位上，前端端头的曲面部位与机身蒙皮相连，在有长桁的位置，前端端头的曲面部位、蒙皮、长桁三者之间通过紧固件连接在一起。上述所有紧固件的连接均需采用紧固件湿安装，来起到密封作用。
107.在优选的实施例中，飞机机身壁板结构包含蒙皮300、长桁400等，同时配合防爆装置在壁板上开有开口，同时增加一个出口口盖130。也就是说，出口口盖130可优选地构成所述飞机蒙皮的一部分。
108.根据本发明的构思，入口口盖120和出口口盖130安装成以使得：
109.当被放置于内腔中的爆炸物的爆炸冲击力未达到预定阈值时，入口口盖120能保持关闭入口111，且出口口盖130能保持完整，以保持内腔相对于机舱的外部密封；
110.而当被放置于内腔中的爆炸物的爆炸冲击力达到预定阈值或以上时，出口口盖130被破坏和移除，而入口口盖120仍保持关闭入口111。
111.例如，本领域技术人员能够在本发明的启示下，将出口口盖130与主体部分110的连接部分设置成，在爆炸冲击力达到预定阈值以上时被破坏，而使得出口口盖130与主体部分110脱离，并且在在爆炸冲击力未达到预定阈值时被保持连接完好，以保持将出口口盖130固附至主体部分110。
112.这里要指出的是，具体爆炸冲击力的设定以及出口口盖130如何在该阈值上下被保持或破坏的具体连接构造是本领域技术人员能够根据实际需求在各种常见的现有机构中所选用的，在此不再赘述。
113.此外，本领域技术人员还能通过主动感测出口口盖130处所收到的冲击力来主动地相对于主体部分110释放或继续保持出口口盖130，也即可采用主动控制的方式，根据冲击力的大小来决定出口口盖130的动作方式。
114.当筒状腔体与前端端头装配完毕，入口口盖合上并固定后，两个环形密封件能够起到密封作用，隔绝飞机内部与筒状腔体内部的气流流动。优选地，前端端头的内径可与筒状腔体相同，一端通过圆环带部分与筒状腔体连接，另一端与机身壁板相连接，前端端头与壁板连接的部位为一个曲面结构，曲面与机身壁板蒙皮300的曲率相同，使得两者可以无间隙贴合。在装配过程中，曲面部分与壁板蒙皮间通过贴合面密封来起到密封作用。
115.连接固定结构中卡箍包绕在筒状腔体的外部，并通过连接件与连接接头接到横梁与立柱上，起到了固定防爆装置主体结构的作用。
116.整个防爆装置100位于机舱地板200以下，立柱、地板、机身壁板所包围的空间内。当客舱内发现爆炸物或疑似爆炸物时，操作人员打开防爆装置的入口口盖，然后将爆炸物或疑似爆炸物放入防爆装置内，最后合上入口口盖，将地板面板复位。
117.整个防爆装置通过密封件以及连接件的贴合面密封设计等实现了防爆腔体内部与飞机客货舱、飞机外部的空间隔离。当爆炸物未发生爆炸时，机舱内压强p1＝防爆装置的内腔内压强p2＞飞机外部压强p3，飞机内部气压未发生变化；当爆炸物的当量低于某一范围，且爆炸物在防爆装置的腔体内部爆炸时，机身壁板上的口盖未被冲破，防爆装置未被破
坏，爆炸产生的冲击力将由整个防爆装置本身来承受，此时p2＞p1＞p3，飞机内部气压依然无变化；当爆炸物的当量大于某一范围时，爆炸物爆炸后机身壁板上的口盖被冲破，此时爆炸产生的冲击力将被释放到飞机外部，而由于防爆装置的密封设计，使得飞机内部的气体并未产生泄漏，飞机内部的气压依然保持恒定，最终p1＞p2＝p3。因此通过该防爆装置的作用，爆炸物在装置内无论是否产生爆炸，都将保证飞机内部的气压恒定，不产生较大变化，保证乘客和飞机飞行安全。
118.以上已详细描述了本发明的较佳实施例，但应理解到，若需要，能修改实施例的方面来采用各种专利、申请和出版物的方面、特征和构思来提供另外的实施例。
119.考虑到上文的详细描述，能对实施例做出这些和其他变化。一般而言，在权利要求中，所用的术语不应被认为限制在说明书和权利要求中公开的具体实施例，而是应被理解为包括所有可能的实施例连同这些权利要求所享有的全部等同范围。