KR102067573B1 - 장비와 항공기 동체 사이에 배열하기 위한 진동 필터 기구 및 이러한 기구를 장착한 좌석 - Google Patents

장비와 항공기 동체 사이에 배열하기 위한 진동 필터 기구 및 이러한 기구를 장착한 좌석 Download PDF

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에어버스 헬리콥터스 도이칠란트 게엠베하
에어버스 헬리콥터스
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Abstract

본 발명은, 항공기의 동체와 상기 항공기의 장비(2) 사이의 계면에 배열하기 위한 진동 필터 기구(1)로서, 상기 필터 기구(1)는 한 쌍의 필터 부재(3 및 4)를 포함하고, 상기 필터 부재들 각각은 먼저 상기 동체에 연결될 제1 구조물(5)에 고정되고 이어서 상기 장비(2)의 제2 구조물(6)에 각각 고정되고, 각각의 필터 부재(3 및 4)는 회전 운동을 1 자유도로 하는 제1 선회식 연결부를 통해 상기 제1 구조물(5)에 고정되고, 회전 운동을 1 자유도로 하는 제2 선회식 연결부를 통해 상기 제2 구조물(6)에 고정되고, 상기 필터 기구(1)는 상기 필터 부재(3 및 4)들 중 적어도 하나와 상기 제1 구조물(5) 사이가 상대 회전 운동하는 동안 변형되기에 적합한 탄성 복원 수단(7)을 포함하고, 상기 탄성 복원 수단(7)은 상기 필터 부재(3 및 4)들 중 적어도 하나와 상기 제1 구조물(5) 사이가 상기 상대 회전 운동하는 것에 대항하는 복원력을 발생시키기에 적합한 미리 결정된 강성을 나타내는, 상기 진동 필터 기구(1)에 관한 것이다.

Description

장비와 항공기 동체 사이에 배열하기 위한 진동 필터 기구 및 이러한 기구를 장착한 좌석{A VIBRATION FILTER MECHANISM FOR ARRANGING BETWEEN A PIECE OF EQUIPMENT AND AN AIRCRAFT FUSELAGE, AND A SEAT FITTED WITH SUCH A MECHANISM}
관련 출원에 대한 상호 참조
본 출원은 전체 내용이 본 명세서에 병합된 2017년 4월 28일자로 출원된 FR 17 70436의 이익을 주장한다.
기술 분야
본 발명은 일반적으로 항공기 및 특히 회전익 항공기의 동체로부터 상기 동체에 고정된 장비로 전달되는 동적 힘을 필터링하기 위한 진동 방지 기구의 분야에 관한 것이다.
회전익 항공기에서, 동체는 양력 및 가능하게는 또한 추진력을 제공하는 주 회전자의 회전 주파수 및 회전자의 블레이드의 개수의 함수로서 많은 주파수에서 여기(excitation)된다. 원칙적으로, 진동 필터 기구는 주어진 주파수, 즉 회전자의 상기 회전 주파수에 회전자의 블레이드의 개수를 곱한 것과 동일한 주파수에 대해서 설계된다.
보다 정확히는, 본 발명에서 아이디어는 관성 효과에 의해 동적 힘(여기 상태)을 상쇄하도록 장비에 이동 질량체의 움직임을 고정 결합시키는 것이다.
이러한 필터 기구는 또한 특히 이러한 항공기에서 승무원 또는 승객의 멤버를 지지하기에 적합한 좌석의 형태일 수 있는 장비에 전달되는 진동을 적어도 하나의 방향으로 작용해서 필터링하여 허용 가능한 안락함을 제공한다. 이러한 상황 하에서, 진동 필터 기구는 바람직하게는 이러한 항공기의 바닥에 대해 수직인 고도 방향의 축을 따라 배향된 진동을 필터링하도록 배열된다.
일반적으로, 장비에 전달되는 진동을 필터링하기에 적합하게 이러한 기구를 만드는 것은 알려져 있다. 이러한 유형의 기구는 특히 다음 문헌, 즉 US 4 718 719, US 4 311 213, WO 2014/058401 및 DE 10 2008 052 424에 설명되어 있거나, 또는 실제로는 본 출원인에 의한 문헌 FR 2 951 700 및 EP 1 719 700에 설명되어 있다. 이 문헌에서 설명된 바와 같이, 이동하는 항공기에 의해 발생되는 진동은 특히 중요하고, 일반적으로 저 진폭 및 고 주파수이고, 예를 들어, 10 헤르쯔(Hz) 내지 25 Hz 정도이다.
이러한 진동은 장비의 피로 수명에, 및 또한 장비에서 이러한 레벨의 저 진폭 및 고 주파수를 정기적으로 받는 사람들의 안락함에 또는 실제로는 건강에 문제시 된다.
문헌 FR 2 951 700 및 EP 1 719 700에 설명된 바와 같은 진동 필터 기구는 고도 방향의 축을 따라 배향된 이러한 진동을 필터링하는데 특히 효과적이지만, 그럼에도 불구하고 이 진동 필터 기구는 제작하는 것이 복잡하다. 구체적으로, 이러한 기구는 많은 수의 상호 이산 부품을 포함한다. 따라서, 이러한 필터 기구를 제조할 때, 작업자는 이들 부품들 각각을 개별적으로 식별하고 추가적인 체결 부재들을 사용하여 이들 부품을 서로 조립해야 한다.
또한, 이러한 기구들 각각은 2개의 필터 부재를 포함하고, 각각의 필터 부재는 먼저 항공기의 동체에 연결된 제1 구조물에 고정되고 이어서 장비에 고정된 제2 구조물에 고정된다. 이들 기구는 또한 두 개의 필터 부재로 조립된 추가적인 탄성 복원 수단을 더 포함한다. 탄성 복원 수단은 미리 결정된 강성을 나타내며, 제1 구조물에 대해 적어도 하나의 필터 부재가 회전 시 상대 운동에 대항하는 복원력을 발생시킬 수 있다.
또한, 이러한 탄성 복원 수단은 문헌 EP 1 719 700에 설명된 스프링 블레이드(41)들로 구성되거나 또는 문헌 FR 2 951 700에 설명된 비틀림 샤프트(24)들로 구성될 수 있다.
따라서, 이렇게 많은 수의 부품을 함께 체결하는 것은 이러한 필터 기구를 복잡하게 만들고, 조립하는 것을 성가시게 하고 고비용이 되게 한다.
또한, 많은 수의 상이한 부품 및 이들이 포함하는 추가적인 체결 부재들이 제공되면, 이러한 필터 기구는 매우 무거우며, 일반적으로 이러한 필터 기구가 결합될 수 있는 복수의 장비를 갖는 항공기의 탑재 중량을 크게 증가시킨다.
그 결과, 이러한 필터 기구는 저 진폭 및 고 주파수의 진동을 받는 장비의 안락함 및 수명을 향상시킬 수 있지만, 그럼에도 불구하고, 이러한 필터 기구가 배열된 항공기의 비행 성능을 상당히 저하시킨다.
따라서, 본 발명의 목적은 전술한 한계를 극복할 수 있는 필터 기구를 제안하는 것이다. 이러한 필터 기구는 제한된 수의 부품을 가지므로 결과적으로 장비에 간단히 조립될 수 있다. 그리하여, 본 발명의 필터 기구는 저렴하게 생산될 수 있다.
또한, 본 발명의 다른 목적은 진동 필터 기구가 장착된 항공기의 비행 성능을 저하시키지 않도록 이러한 유형의 진동 필터 기구의 중량과 크기를 제한하는 것이다.
따라서, 본 발명은, 항공기의 동체와 상기 항공기의 장비 사이의 계면에 배열하기 위한 진동 필터 기구로서, 상기 필터 기구는 한 쌍의 필터 부재를 포함하고, 각각의 필터 부재는 먼저 상기 동체에 연결될 제1 구조물에 고정되고 이어서 상기 장비의 제2 구조물에 각각 고정되고, 각각의 필터 부재는 회전 운동을 1 자유도로 하는 제1 선회식 연결부를 통해 상기 제1 구조물에 고정되고, 회전 운동을 1 자유도로 하는 제2 선회식 연결부를 통해 상기 제2 구조물에 고정되며, 상기 필터 기구는 상기 필터 부재들 중 적어도 하나와 상기 제1 구조물 사이가 상대 회전 운동하는 동안 변형되기에 적합한 탄성 복원 수단을 포함하고, 상기 탄성 복원 수단은 상기 필터 부재(들)와 상기 제1 구조물 사이가 상대 회전 운동하는 것에 대항하는 복원력을 생성하기에 적합한 미리 결정된 강성을 제공하는, 상기 진동 필터 기구를 제공한다.
이러한 기구는 상기 필터 부재들이 상기 탄성 복원 수단과 협력하여 탄성 변형 가능한 일체형 유닛을 형성한다는 점에서 주목할 만하다.
다시 말해, 본 발명에서는, 상기 필터 부재들 및 상기 탄성 복원 수단은 탄성 변형 가능한 단일의 일체형 부재의 형태로 배열된다. 따라서 상기 항공기가 동작하는 동안 상기 동체와 상기 장비 사이의 진동은 상기 일체형 유닛이 탄성 변형되는 것에 의해 필터링된다.
그 결과, 상기 일체형 유닛은 상기 필터 부재들을 상기 탄성 복원 수단에 체결하기 위한 체결 부재를 전혀 포함하지 않는다. 따라서, 이러한 필터 기구는 조립하는 것이 더 간단하고, 또한 중량이 더 가볍다.
상기 일체형 유닛은 특히 단일 재료로 만들어진 블록으로부터 재료를 제거하는 가공/절단 방법에 의해 얻어진 부품에 의해 형성될 수 있다. 상기 일체형 유닛은 또한 액체 또는 페이스트 재료를 몰드에 몰딩하거나 또는 주입하는 방법을 사용하여 만들어질 수 있다. 이러한 일체형 유닛은 또한 특히 보다 통상적인 방법으로 제조하는 것이 특히 복잡한 형상을 갖는 일체형 부품을 생산하는 역할을 하는 적층식 제조 방법 또는 3차원 인쇄에 의해 만들어질 수 있다.
유리하게는, 상기 탄성 복원 수단은, H 형상을 형성하도록 함께 연결되고 서로 평행하게 배열된 4개의 수직 안전판(fin)의 그룹을 포함할 수 있으며, 상기 4개의 수직 안전판 각각은 근위 단부 및 원위 단부를 갖고, 각각의 수직 안전판은 상기 필터 부재(들)와 상기 제1 구조물 사이가 상대 회전 운동하는 동안 상기 근위 단부와 상기 원위 단부 사이에서 적어도 굽힘(bending) 변형 및 비틀림(twisting) 변형되기에 적합하고, 상기 4개의 수직 안전판은 각각의 근위 단부를 통해 서로 고정되어 접합 구역(junction zone)을 형성한다.
다시 말해, 상기 접합 구역에서 함께 연결된 상기 4개의 수직 안전판은 상기 2개의 필터 부재를 직접 서로 고정하는 역할을 한다. 이들 2개의 필터 부재는 상기 원위 단부와 상기 근위 단부 사이에서 변형되는 상기 4개의 수직 안전판에 의해 상기 제1 구조물에 대해 회전 운동하는 데 적합하다.
유리하게는, 상기 4개의 수직 안전판에 의해 형성된 상기 H 형상은 각각의 필터 부재와 상기 제1 구조물 사이의 상기 제1 선회식 연결부들의 2개의 회전축에 의해 각각 형성된 평면과 평행한 평면에 배열될 수 있다.
따라서, 상기 H 형상의 중심 부분에 의해 형성된 상기 접합 구역은, 상기 장비의 전방 구역과 후방 구역 사이에서 연장되는 방향에 대응하는 길이 방향으로 연장된다. 또한, 이러한 접합 구역은 상기 장비의 좌측 측방향 구역과 우측 측방향 구역 사이에서 연장되는 방향에 대응하는 횡방향에 실질적으로 수직으로 배향된다.
실제로, 상기 4개의 각각의 수직 안전판은 동일한 길이일 수 있다.
이러한 방식으로, 상기 접합 구역은 상기 기구의 전후 방향 대칭 평면에 배열되고, 동일한 필터 부재에 고정된 각 쌍의 수직 안전판들은 상기 전후 방향 대칭 평면에 대해 대칭으로 변형될 수 있다.
본 발명의 유리한 실시예에서, 상기 4개의 수직 안전판 각각은 특히 정사각형, 직사각형, 각기둥형, I 형, H 형 및 타원형 및 원형 형상을 포함하는 그룹으로부터 선택된 형상을 갖는 각각의 단면을 가질 수 있다.
상기 수직 안전판들의 단면을 위해 이러한 형상을 선택하는 것은, 특히, 상기 수직 안전판들의 단면의 단면 2차 모멘트(second moment of area)를 적응시키는 역할을 하며, 여기서, 재료의 강도 분야에서, 단면 2차 모멘트(또는 "관성")는 단면 형상의 특성인 크기이고 축 또는 지점에 대해 한정된다. 이러한 단면 2차 모멘트는 비틀림 응력 및 굽힘 응력을 받을 때 빔의 강도와 변형을 계산할 수 있게 한다. 따라서, 상기 수직 안전판들의 단면을 위해 이러한 형상을 선택하는 것은 상기 필터 부재(들)와 상기 제1 구조물 사이가 상대 회전 운동하는 동안 상기 수직 안전판들이 변형될 수 있는 능력을 적응시킬 수 있게 한다.
유리하게는, 상기 4개의 수직 안전판은 동일한 형상을 갖는 각각의 단면을 가질 수 있다.
따라서, 상기 4개의 수직 안전판은 동일한 단면 2차 모멘트를 가질 수 있고, 또한 상기 수직 안전판들이 동일한 길이를 갖는 한, 유사한 방식으로 변형될 수 있다.
실제로, 각각의 필터 부재는 2개의 브랜치(branch) 및 상기 2개의 브랜치를 함께 연결하는 적어도 하나의 크로스빔(crossbeam)을 가질 수 있고, 상기 2개의 브랜치는 또한 상기 2개의 상호 대향하는 수직 안전판들에 의해 함께 연결되어 상기 4개의 수직 안전판의 그룹의 일부를 형성하고, 상기 2개의 대향하는 수직 안전판은 상기 접합 구역의 양측의 공통 축들에 배열된다.
다시 말해, 각 필터 부재는 상기 2개의 브랜치 사이에 배열된 큰 관통 오리피스(through orifice)를 가질 수 있다. 또한, 이러한 배열은 이러한 방식으로 형성된 상기 필터 기구의 중량을 필요 없이 증가시키는 것을 피하는 역할을 한다. 그 결과, 상기 2개의 대향하는 수직 안전판의 원위 단부들은 상기 2개의 브랜치와 협력하고 상기 크로스빔(들)에 대해 실질적으로 평행하게 배열될 수 있다.
본 발명의 유리한 실시예에서, 각각의 크로스빔은 적어도 하나의 리세스(recess)를 포함할 수 있고, 각각의 필터 부재는 상기 리세스(들)에 끼워진 적어도 하나의 관성 질량체를 포함할 수 있다.
다시 말해, 보조 관성 질량체가 추가되고 상기 보조 관성 질량체는, 상기 진동 필터 기구의 주파수 범위가, 상기 기구가 관련된 장비의 기능으로서 또는 실제로는 이러한 장비가 배열된 상기 항공기의 기능으로서 흡수되어야 하는 진동의 범위에 정합될 수 있는 방식으로 각각의 필터 부재에 고정될 수 있다. 구체적으로, 상기 관성 질량체의 질량을 수정함으로써, 이러한 필터 기구의 진동 흡수 거동을 수정할 수 있다.
이러한 관성 질량체는 특히 상기 리세스 내에 서로 적층된 하나 이상의 금속 블레이드의 형태일 수 있다. 구체적으로, 금속 블레이드들을 필터 부재에 추가하거나 또는 이 필터 부재로부터 금속 블레이드들을 제거함으로써, 상기 시스템의 공진 주파수는 상기 항공기에 정합되거나 또는 이러한 필터 기구가 장착된 장비의 유형에 정합될 수 있다.
또한, 이러한 금속 블레이드들은 상기 크로스빔(들)에 배열된 상보적인 형상의 관통 구멍들을 통과하는 볼트에 의해 고정될 수 있다.
이러한 금속 블레이드들은 유리하게는 강철 또는 주철과 같은 고밀도 재료로 제조될 수 있는 반면, 상기 필터 부재는 유리하게는 예를 들어 알루미늄으로 제조될 수 있다.
또한, 상기 항공기의 유형, 필터링될 진동의 방향, 및/또는 흡수될 진동의 진폭 또는 진동수 범위에 따라, 상기 필터 기구는 다양한 특정 형태일 수 있다.
따라서, 본 발명의 제1 실시예에서, 상기 제1 필터 부재의 2개의 브랜치와 상기 제2 필터 부재의 2개의 브랜치는 동일한 길이일 수 있다.
다시 말해, 상기 필터 부재들은 유사할 수 있고, 이들을 함께 연결하는 상기 접합 구역에 대해 대칭적으로 배열될 수 있다.
따라서, 본 발명의 제2 실시예에서, 상기 제1 필터 부재의 2개의 브랜치와 상기 제2 필터 부재의 2개의 브랜치는 상이한 길이일 수 있다.
이러한 상황 하에서, 상기 2개의 필터 부재는 상기 접합 구역에 대해 대칭적으로 배열되지 않는다. 이러한 배열은 특히, 상기 두 필터 부재 중 하나의 필터 부재의 브랜치들의 길이를 다른 것에 비해 증가시키고 힘을 필터 부재로부터 상기 장비로 전달하는 레버 아암(lever arm)을 증가시킴으로써 상기 필터 기구의 전체 중량을 감소시키는 역할을 할 수 있다.
본 발명은 또한 적어도 하나의 전술된 진동 필터 기구를 구비한 장비를 구성하는 좌석을 제공한다.
본 발명에 따르면, 상기 제1 구조물은 4개의 독립적인 다리부(foot)를 갖고, 각각의 다리부는 첫째 상기 동체의 바닥에 고정 연결을 통해 고정하기 위한 평면 베이스(plane base), 및 둘째 제1 회전 안내 수단을 포함하고, 상기 제1 회전 안내 수단은 각각의 필터 부재와 각각의 다리부의 공통 축 상의 2개의 구역 사이에서 회전 운동을 1 자유도로 하는 상기 제1 선회식 연결부의 전부 또는 일부를 형성하기에 적합하다. 본 명세서에서 "고정 연결"이라는 용어는 이동하는 자유도를 갖지 없는 임의의 연결 유형, 예를 들어, 용접, 볼트 결합 등을 포함하는 데 사용된다.
다시 말해, 상기 4개의 다리부는 상기 항공기의 동체의 바닥과 접촉하여 장착될 수 있고, 너트, 볼트 등과 같은 가역적인 체결 부재들에 의해 정지 상태로 유지될 수 있다. 더욱이, 상기 제1 회전 안내 수단은 사일런트블록(silentblock)들을 포함할 수 있고, 상기 사일런트블록은 고무와 같은 가요성 재료로 완전히 또는 부분적으로 구성되고, 상기 필터 부재들과 상기 제1 구조물 사이에, 특히 길이 방향 또는 횡방향을 따른, 즉 항공기의 바닥에 의해 형성된 평면에 실질적으로 놓여 있는 충격 및 진동을 흡수하는 역할을 한다.
이러한 제1 회전 안내 수단은 또한 낮은 마찰 계수를 갖는 재료로 제조된 링과 같은 베어링으로 제조되거나, 또는 실제로는 볼 베어링 또는 니들 베어링으로 제조될 수도 있다.
실제로, 상기 좌석의 제2 구조물은 2개의 L 형상의 브래킷 및 4개의 중간 연결 부품을 가질 수 있으며, 각각의 브래킷은 첫째 상기 좌석의 버킷(bucket)에 고정 연결에 의해 고정된 고도 방향의 직립부, 및 둘째 2개의 중간 연결 부품에 고정 연결에 의해 고정된 수평 스파(spar)를 포함하고, 상기 2개의 중간 연결 부품은 각각의 수평 스파의 전방 단부 및 각각의 수평 스파의 후방 단부에 각각 배열되고, 상기 2개의 중간 연결 부품은 이산 필터 부재들과 각각 협력하는 동일한 수평 스파에 고정되고, 각각의 중간 연결 부품은 각각의 수평 스파의 전방 단부 및 후방 단부와 각각의 필터 부재 사이에서 회전 운동을 1 자유도로 하는 상기 제2 선회식 연결부의 전부 또는 일부를 형성하기에 적합한 제2 회전 안내 수단을 포함한다.
그 결과, 상기 4개의 중간 연결 부품은 너트, 볼트 등과 같은 가역적 체결 부재들에 의해 상기 2개의 수평 스파에 대해 정지 상태로 유지될 수 있다. 또한, 상기 제2 회전 안내 수단은 앞서 언급한 바와 같이 상기 필터 부재들과 상기 제2 구조물 사이에서 특히 길이방향 또는 횡방향의 충격 및 진동을 흡수하는 역할을 하는 고무와 같은 가요성 재료로 완전히 또는 부분적으로 구성된 사일런트블록을 포함할 수 있다.
이러한 제2 회전 안내 수단은 또한 낮은 마찰 계수를 갖는 재료로 제조된 링과 같은 베어링으로 제조되거나, 또는 실제로는 볼 베어링 또는 니들 베어링으로 제조될 수도 있다.
본 발명의 유리한 실시예에서, 각각의 중간 연결 부품은 상기 4개의 독립적인 다리부에 대해 상기 필터 부재가 회전 운동하는 것을 제한하기에 적합한 받침(abutment) 수단을 포함할 수 있으며, 각 중간 연결 부품의 받침 수단은 각 다리부 내에 형성된 각각의 관통 오리피스와 협력한다.
따라서, 이러한 받침 수단은 각 다리부에 배열될 수 있으며, 예로서, 이들 받침 수단 각각은 각각 관통 오리피스를 통과하는 핀(pin)의 형태일 수 있다. 탄성적으로 변형되는 것에 의해, 이러한 받침 수단은 또한 상기 항공기에 사고가 발생하는 동안 운동 에너지의 일부를 흡수하는 역할을 할 수 있다.
본 발명 및 그 장점은 첨부된 도면을 참조하여 예시로서 주어진 실시예의 이하의 설명을 참조하면 보다 상세히 드러날 것이다.
- 도 1은 본 발명에 따른 제1 변형예에서 필터 기구가 장착된 장비의 일부 사시도이다;
- 도 2는 본 발명에 따른 제1 변형예에서 필터 기구가 장착된 장비의 저면도이다;
- 도 3은 본 발명에 따른 필터 기구의 부분 확대 저면도이다;
- 도 4 및 도 5는 본 발명에 따른 필터 기구를 구성하는 다양한 부품들 사이의 연결을 도시하는 사시도이다; 및
- 도 6은 본 발명에 따른 제2 변형예에서 필터 기구가 장착된 장비의 사시도이다.
둘 이상의 도면들에 존재하는 요소들 각각에는 각 도면에서 동일한 참조 번호가 주어진다.
3개의 상호 직교하는 방향(X, Y 및 Z)이 도 1 내지 도 6에 도시되어 있다.
방향 "X"는, "길이"라는 용어가 이 길이 방향(X)으로 장비 및 필터 기구의 길이 방향 차원과 관련되는 한, 길이방향이라고 언급된다.
다른 방향(Y)은 횡방향이라고 언급된다. "폭"이란 용어는 이 횡방향으로 장치의 횡방향 차원과 관련된 것이다.
마지막으로, 제3 방향(Z)은 고도 방향이라고 언급되고, 설명된 구조물의 높이 차원에 대응한다. "두께"라는 용어는 이 고도 방향으로 장치의 고도 방향의 차원과 관련된다.
전술한 바와 같이, 본 발명은 항공기에 배열하기 위한 진동 필터 기구, 및 진동 필터 기구가 장착된 특히 좌석과 같은 항공기용 장비에 관한 것이다.
도 1에 도시된 바와 같이, 특히 비행기 또는 회전익 항공기와 같은 항공기의 동체에 의해 좌석(2)으로 전달되는 진동을 필터링하기 위해 제1 변형예에서 좌석(2)에는 필터 기구(1)가 장착될 수 있다.
또한, 이러한 좌석(2)은 항공기의 승객 또는 조종사를 위한 경반(pan) 및 등받이(back)로 작용하는 적어도 하나의 버킷(37)을 포함한다. 이러한 버킷(37)은 2개의 L 형상의 브래킷(29 및 30)에 조립되고 고정되고, 각 브래킷은 실질적으로 고도 방향(Z)을 따라 고도 방향으로 연장되는 각각의 직립부(35, 36), 및 실질적으로 길이 방향(X)을 따라 연장되는 각각의 수평 스파(38, 39)를 각각 갖는다.
이러한 좌석(2)에는, 제1 변형예에서, 한 쌍의 필터 부재(3, 4)를 포함하는 필터 기구(1)가 장착되고, 각각의 필터 부재는, 먼저 항공기의 동체에 연결하기 위한 제1 구조물(5)에 고정되고 이어서 2개의 브래킷(29 및 30)을 포함하는 좌석(2)의 제2 구조물(6)에 고정된다.
2개의 필터 부재(3 및 4) 각각은 회전 운동을 1 자유도로 하는 제1 선회식 연결부를 통해 제1 구조물(5)에 고정되고, 회전 운동을 1 자유도로 하는 제2 선회식 연결부를 통해 제2 구조물(6)에 각각 고정된다.
회전 운동을 1 자유도로 하는 각각의 제2 선회식 연결부는 2개의 브래킷(29 및 30)의 수평 스파(38 및 39)의 전방 단부(40, 41) 및 후방 단부(42, 43)에 각각 제공된다.
나아가, 이러한 필터 기구(1)는 또한 필터 부재(3 및 4)들 중 적어도 하나와 제1 구조물(5) 사이가 상대 회전 운동하는 동안 변형 가능한 탄성 복원 수단(7)을 더 갖는다. 따라서, 이러한 탄성 복원 수단(7)은 필터 부재(3 및 4)와 제1 구조물(5) 사이가 상대 회전 운동하는 것에 대항하는 복원력 또는 복원 토크를 발생시키도록 적응된 미리 결정된 강성을 제공한다.
본 발명에서, 필터 부재(3, 4)들은 탄성 복원 수단(7)과 협력하여, 제1 구조물(5)에 대해 필터 부재(들)(3 및 4)가 Y 방향(Y)과 평행한 축(14, 15)을 중심으로 회전 운동하는 동안 탄성 변형 가능한 일체형 유닛(8)을 형성한다.
도 2에 도시된 바와 같이 필터 기구(1)의 제1 변형예에서 각각의 필터 부재(3, 4)는 YZ 평면과 평행한 대칭 중간면(P)의 양측에 대칭적으로 배열될 수 있다. 나아가, 각각의 필터 부재(3, 4)는 길이 방향(X)에 대해 평행하게 배열된 2개의 브랜치(16, 18 및 17, 19), 및 이 2개의 브랜치(16, 18 및 17, 19)를 함께 연결하는 적어도 하나의 크로스빔(20, 21)을 갖고, 여기서 이 크로스빔(20, 21)은 횡방향(Y)과 평행하게 배열된다.
이러한 방식으로, 도 2의 필터 부재(3 및 4)들은 탄성 복원 수단(7)에 의해 함께 연결된 2개의 각각의 강성의 프레임을 형성한다. 따라서, 각각의 강성의 프레임은 탄성 복원 수단(7)의 근방에 배열된 제1 크로스빔(20, 21), 및 회전 축(14, 15)의 근방에 배열된 제2 크로스빔(20', 21')에 의해 함께 각각 연결된 2개의 브랜치(16, 17 및 17, 19)를 포함할 수 있다.
따라서, 주어진 필터 부재(3 또는 4)의 2개의 브랜치(16, 18 및 17, 19)들은 또한 대칭 중간면(P)에서 탄성 복원 수단(7)에 의해 함께 연결된다.
도시된 바와 같이, 탄성 복원 수단(7)은 H 형상을 형성하도록 함께 연결되고 서로 평행하게 배열된 4개의 수직 안전판(9, 10, 11 및 12)을 포함한다. 따라서, 각각의 수직 안전판(9, 10, 11, 12)은 근위 단부(9a, 10a, 11a, 12a)와 원위 단부(9b, 10b, 11b, 12b) 사이에서 횡방향(Y)과 평행한 방향으로 연장된다.
또한, 각각의 수직 안전판(9, 10, 11 및 12)은 제1 구조물(5)에 대해 필터 부재(들)(3 및 4)가 방향(Y)과 평행한 축(14, 15)을 중심으로 회전 운동하는 동안 그 근위 단부(9a, 10a, 11a, 및 12a)와 원위 단부(9b, 10b, 11b, 및 12b) 사이에 적어도 굽힘 변형 또는 비틀림 변형될 가능성을 제공한다.
4개의 수직 안전판(9, 10, 11 및 12)은 각각의 근위 단부(9a, 10a, 11a 및 12a)를 통해 대칭 중간면(P)에서 서로 고정된다. 따라서, 4개의 수직 안전판(9, 10, 11 및 12)은 대칭 중간면(P)에 대해 평행하게 배열된 적어도 하나의 단면을 갖는 접합 구역(13)을 형성한다.
4개의 수직 안전판(9, 10, 11, 및 12)의 각각의 원위 단부(9b, 10b, 11b, 및 12b)는 필터 부재(3 및 4)들의 브랜치(16, 18 및 17, 19)들에 고정되어, 필터 부재(3 및 4)들과 함께 변형 가능한 일체형 유닛(9)을 형성할 수 있다.
나아가, 근위 단부(9a, 10a, 11a, 12a)들은 2개의 필터 부재(3 및 4)들 사이의 접합 구역(13)에 고정된다. 따라서, 이 근위 단부(9a, 10a, 11a, 12a)들은 고도 방향(Z)을 따라 직선 병진 운동으로 이동하기에 적합하다. 그럼에도 불구하고, 2개의 강성의 프레임을 형성하는 필터 부재(3 및 4)들이 방향(Y)과 평행한 회전 축(14, 15)들을 중심으로 회전 운동을 하는 동안, 4개의 수직 안전판(9, 10, 11, 및 12)의 각각의 원위 단부(9b, 10b, 11b, 및 12b)는 회전 축(14, 15)들을 중심으로 원호 형상의 경로를 나타낸다.
그 결과, 4개의 수직 안전판(9, 10, 11, 및 12)의 각각의 근위 단부(9a, 10a, 11a, 및 12a)가 직선 궤적 운동을 하는 것과 각 원위 단부(9b, 10b, 11b, 및 12b)가 원형 궤적 운동을 하는 것 사이의 차이가, 4개의 수직 안전판(9, 10, 11, 12)이 탄성 변형하기에 적합한 비틀림 응력 및 굽힘 응력을 발생시키는 역할을 한다.
따라서, 이러한 비틀림 응력은 원위 단부(9b, 10b, 11b, 및 12b)들이 근위 단부(9a, 10a, 11a, 및 12a)에 대해 선회하는 회전 운동을 하는 것에 기인한다. 굽힘 응력은 원위 단부(9b, 10b, 11b, 및 12b)와 근위 단부(9a, 10a, 11a, 및 12a) 사이가 길이방향 축(X)과 평행한 축을 따라 상대 운동하는 것에 의해 발생된다.
나아가, 이러한 수직 안전판(9, 10, 11 및 12)은 유리하게는 동일한 길이를 갖고, 동일한 형상의 단면을 갖고, 이 형상은 특히 정사각형, 직사각형, 각기둥형, I 형, H 형, 타원형 및 둥근 형상을 포함하는 그룹으로부터 선택될 수 있다.
도 3에 도시된 바와 같이, 각각의 크로스빔(20 및 21)은 XY 평면에 대해 실질적으로 평행한 하부 면을 갖는다. 또한, 크로스빔(20 및 21)의 이러한 하부 면은 항공기의 바닥을 향하도록 배열되고, 또 크로스빔은 적어도 하나의 관성 질량체(25 및 26)가 볼트(도시되지 않음)와 같은 체결 수단에 의해 제 위치에 끼워져 유지될 수 있는 적어도 하나의 리세스(23 및 24)를 포함할 수 있다.
도 4 및 도 5에 도시된 바와 같이, 제1 구조물(5)은 4개의 독립적인 다리부(5a, 5b, 5c 및 5d)를 갖는다. 이에 따라, 각각의 다리부(5a, 5b, 5c, 및 5d)는 항공기의 동체의 바닥에 고정 연결을 통해 고정하기 위한 평면 베이스(27)를 갖는다.
나아가, 각 다리부(5a, 5b, 5c, 5d)는 각 필터 부재(3, 4)와 각 다리부(5a, 5b, 5c, 및 5d)의 공통 축 상의 2개의 구역 사이에서 회전 축(14, 15)들을 중심으로 회전 운동을 1 자유도로 하는 제1 선회식 연결부의 전부 또는 일부를 형성하기에 적합한 제1 회전 안내 수단(28)을 더 갖는다. 이에 따라, 이러한 제1 회전 안내 수단(28)은 4개의 독립적인 다리부(5a, 5b, 5c, 및 5d)에 대해 각각의 필터 부재(3 및 4)가 선회 가능한 제1 선회식 연결부들에 각각 대응하는 2개의 회전 축(14 및 15)과 동축으로 배열된다.
또한, 2개의 브래킷(29, 30)의 수평 스파(38, 39)들은 각각의 전방 단부(40, 41) 및 각각의 후방 단부(42, 43)를 통해 4개의 중간 연결 부품(31, 32, 33 및 34)에 고정된다.
각각의 중간 연결 부품(31, 32, 33 및 34)은 각각의 수평 스파(38, 39)의 전방 단부(40, 41) 및 후방 단부(42, 43)와 각각의 필터 부재(3 및 4) 사이에 회전 운동을 1 자유도로 하는 제2 선회식 연결부의 전부 또는 일부를 형성하기에 적합한 제2 회전 안내 수단(48)과 협력한다. 이러한 제2 회전 안내 수단(48)은 회전 운동을 1 자유도로 하는 제2 선회식 연결부에 대응하는 회전 축(49 및 50)을 중심으로 동축으로 배열된다.
또한, 이러한 회전 축(14, 15, 49 및 50)은 각각 횡방향(Y)에 대해 평행하게 배열된다.
마지막으로 그리고 도 5에 도시된 바와 같이, 각각의 중간 연결 부품(31, 32, 33 및 34)은 4개의 독립적인 다리부(5a, 5b, 5c 및 5d)에 대해 필터 부재(3 및 4)가 회전 운동하는 것을 제한하기에 적합한 받침 수단(45)을 갖는다. 특히, 이러한 받침 수단(45)은 각각의 다리부(5a, 5b, 5c, 및 5d) 내에 배열된 관통 오리피스(46)와 협력하는 핀을 포함할 수 있다.
이러한 받침 수단(45)은 또한 큰 소성 변형력을 가져서, 항공기에 사고가 발생하는 동안 또는 보다 일반적으로 경착륙하는 동안 운동 에너지의 일부를 적어도 부분적으로 흡수할 수 있다.
도 6에 도시된 바와 같이, 제2 변형예의 필터 기구(101)는 또한 제1 필터 부재(103) 및 제2 필터 부재(104)를 포함할 수 있다. 이 변형예에서, 제1 필터 부재(103)는 크로스빔(120)에 의해 함께 연결된 2개의 브랜치(116 및 117)를 갖고, 제2 필터 부재(104)는 크로스빔(121)에 의해 함께 연결된 2개의 브랜치(118 및 119)를 갖는다.
제2 변형예의 필터 기구(101)에서, 제1 필터 부재(103)의 브랜치(116 및 117)는 제2 필터 부재(104)의 2개의 브랜치(118 및 119)보다 더 짧다.
그럼에도 불구하고, 제1 변형예에서와 같이, 이러한 필터 기구(101)는 또한 필터 부재(103 및 104)들 중 적어도 하나와 제1 구조물(105) 사이가 상대 회전 운동하는 동안 변형 가능한 탄성 복원 수단(107)을 갖는다.
또한, 필터 부재(103 및 104)들은 탄성 복원 수단(107)과 협력하여, 제1 구조물(105)에 대해 필터 부재(들)(103 및 104)가 회전 운동하는 동안 탄성 변형 가능한 일체형 유닛(108)을 형성한다.
따라서, 이러한 필터 기구(101)는 항공기용 좌석(102)에 장착되어, 항공기의 동체 바닥과 항공기의 승객 또는 조종사를 지지하기 위한 버킷 사이의 계면에 배열될 수 있다.
물론, 본 발명은 다양한 변형을 받을 수 있고 그에 따라 구현될 수 있다. 여러 실시예가 설명되었지만, 모든 가능한 실시예를 전부 다 언급하는 것은 생각할 수 없다는 것을 쉽게 이해할 수 있을 것이다. 물론 본 발명의 범위를 벗어나지 않고 설명된 임의의 수단을 동등한 수단으로 교체하는 것을 생각할 수 있다.

Claims (13)

  1. 항공기의 동체와 상기 항공기의 장비(2, 102) 사이의 계면에 배열하기 위한 진동 필터 기구(1, 101)로서, 상기 필터 기구(1, 101)는 한 쌍의 필터 부재(3, 103 및 4, 104)를 포함하고, 상기 필터 부재들 각각은 먼저 상기 동체에 연결될 제1 구조물(5, 105)에 고정되고 이어서 상기 장비(2, 102)의 제2 구조물(6, 106)에 각각 고정되고, 각각의 필터 부재(3, 103 및 4, 104)는 회전 운동을 1 자유도로 하는 제1 선회식 연결부를 통해 상기 제1 구조물(5, 105)에 고정되고, 회전 운동을 1 자유도로 하는 제2 선회식 연결부를 통해 상기 제2 구조물(6, 106)에 고정되고, 상기 필터 기구(1, 101)는 상기 필터 부재(3, 103 및 4, 104)들 중 적어도 하나와 상기 제1 구조물(5, 105) 사이가 상대 회전 운동하는 동안 변형되기에 적합한 탄성 복원 수단(7, 107)을 포함하고, 상기 탄성 복원 수단(7, 107)은 상기 필터 부재(들)(3, 103 및 4, 104)와 상기 제1 구조물(5, 105) 사이가 상대 회전 운동하는 것에 대항하는 복원력을 생성하기에 적합한 미리 결정된 강성을 나타내고, 상기 필터 부재(3, 103 및 4, 104)는 상기 탄성 복원 수단(7, 107)과 협력하여 탄성 변형 가능한 일체형 유닛(8, 108)을 형성하는 것을 특징으로 하는 진동 필터 기구.
  2. 제1 항에 있어서,
    상기 탄성 복원 수단(7, 107)은 H 형상을 형성하도록 함께 연결되어 서로 평행하게 배열된 4개의 수직 안전판(fin)(9, 10, 11 및 12)의 그룹을 포함하고, 각각의 상기 4개의 수직 안전판(9, 10, 11 및 12)은 근위 단부(9a, 10a, 11a, 및 12a) 및 원위 단부(9b, 10b, 11b, 및 12b)를 갖고, 각각의 수직 안전판(9, 10, 11 및 12)은 상기 필터 부재(들)(3, 103 및 4, 104)와 상기 제1 구조물(5, 105) 사이가 상대 회전 운동하는 동안, 상기 근위 단부(9a, 10a, 11a, 및 12a)와 상기 원위 단부(9b, 10b, 11b, 및 12b) 사이에 적어도 굽힘 변형 및 비틀림 변형되기에 적합하고, 상기 4개의 수직 안전판(9, 10, 11 및 12)은 각각의 근위 단부(9a, 10a, 11a 및 12a)를 통해 서로 고정되어 접합 구역(13)을 형성하는 것을 특징으로 하는 진동 필터 기구.
  3. 제2 항에 있어서,
    상기 4개의 수직 안전판(9, 10, 11, 및 12)에 의해 형성된 H 형상은 각각의 필터 부재(3, 103 및 4, 104)와 상기 제1 구조물(5, 105) 사이의 상기 제1 선회식 연결부들의 2개의 회전축(14 및 15)에 의해 각각 형성된 평면과 평행한 평면에 배열되는 것을 특징으로 하는 진동 필터 기구.
  4. 제2 항에 있어서,
    상기 4개의 수직 안전판(9, 10, 11 및 12)은 각각 동일한 길이인 것을 특징으로 하는 진동 필터 기구.
  5. 제2 항에 있어서,
    상기 4개의 수직 안전판(9, 10, 11 및 12) 각각은 정사각형, 직사각형, 각기둥형, I 형 및 H 형, 타원형 및 원형 형상을 포함하는 그룹으로부터 선택된 형상을 갖는 각각의 단면을 갖는 것을 특징으로 하는 진동 필터 기구.
  6. 제2 항에 있어서,
    상기 4개의 수직 안전판(9, 10, 11 및 12)은 동일한 형상을 갖는 각각의 단면을 갖는 것을 특징으로 하는 진동 필터 기구.
  7. 제2 항에 있어서,
    각각의 필터 부재(3, 103 및 4, 104)는 2개의 브랜치(branch)(16, 116, 18, 118 및 17, 117, 19, 119) 및 상기 2개의 브랜치(16, 116, 18, 118 및 17, 117, 19, 119)를 함께 연결하는 적어도 하나의 크로스빔(crossbeam)(20, 20', 120, 21, 21', 121)을 갖고, 상기 2개의 브랜치(16, 116, 18, 118 및 17, 117, 19, 119)는 또한 2개의 상호 대향하는 수직 안전판(9, 11 및 10, 12)에 의해 함께 연결되고, 4개의 수직 안전판(9, 10, 11 및 12)의 그룹의 일부를 형성하고, 상기 2개의 대향하는 수직 안전판(9, 11 및 10, 12)은 상기 접합 구역(13)의 양측의 공통 축 상에 배열되는 것을 특징으로 하는 진동 필터 기구.
  8. 제7 항에 있어서,
    상기 적어도 하나의 크로스빔(20, 120 및 21, 121)은 적어도 하나의 리세스(recess)(23 및 24)를 포함하고, 각각의 필터 부재(3, 103 및 4, 104)는 상기 적어도 하나의 리세스(23 및 24)에 끼워지는 적어도 하나의 관성 질량체(25 및 26)를 포함하는 것을 특징으로 하는 진동 필터 기구.
  9. 제7 항에 있어서,
    상기 한 쌍의 필터 부재(3, 4)는 제1 필터 부재(3) 및 제2 필터 부재(4)를 포함하고,
    상기 제1 필터 부재(3)의 2개의 브랜치(16, 17)는 상기 제 2 필터 부재(4)의 2개의 브랜치(18, 19)와 동일한 길이인 것을 특징으로 하는 진동 필터 기구.
  10. 제7 항에 있어서,
    상기 한 쌍의 필터 부재(103, 104)는 제1 필터 부재(103) 및 제2 필터 부재(104)를 포함하고,
    상기 제1 필터 부재(103)의 2개의 브랜치(116, 117)는 상기 제2 필터 부재(104)의 2개의 브랜치(118, 119)보다 짧은 길이를 갖는 것을 특징으로 하는 진동 필터 기구.
  11. 제1 항에 따른 적어도 하나의 기구(1, 101)가 제공된 장비(2, 102)를 구성하는 좌석으로서, 상기 제1 구조물(5, 105)은 4개의 독립적인 다리부(foot)(5a, 5b, 5c 및 5d)를 갖고, 각각의 다리부(5a, 5b, 5c 및 5d)는 첫째 상기 동체의 바닥에 고정 연결을 통해 고정하기 위한 제1 평면 베이스(27), 및 둘째 제1 회전 안내 수단(28)을 포함하고, 상기 제1 회전 안내 수단은 각각의 필터 부재(3, 103 및 4, 104)와 각각의 다리부(5a, 5b, 5c 및 5d)의 공통 축 상의 2개의 구역 사이에서 회전 운동을 1 자유도로 하는 상기 제1 선회식 연결부의 전부 또는 일부를 형성하기에 적합한 것을 특징으로 하는 좌석.
  12. 제11 항에 있어서,
    상기 좌석의 제2 구조물(6, 106)은 2개의 L 형상의 브래킷(29 및 30) 및 4개의 중간 연결 부품(31, 32, 33 및 34)을 갖고, 각각의 브래킷(29 및 30)은 첫째 상기 좌석의 버킷(37)에 고정 연결에 의해 고정된 고도 방향의 직립부(35, 36), 및 둘째 2개의 중간 연결 부품(31, 33 및 32, 34)에 고정 연결에 의해 고정된 수평 스파(spar)(38, 39)를 포함하고, 상기 2개의 중간 연결 부품은 각각의 수평 스파(38, 39)의 전방 단부(40, 41)에 및 각각의 수평 스파(38, 39)의 후방 단부(42, 43)에 각각 배열되고, 상기 2개의 중간 연결 부품(31 및 33, 32 및 34)은 이산 필터 부재(3, 103 및 4, 104)들과 각각 협력하는 동일한 수평 스파(38, 39)에 고정되고, 각각의 중간 연결 부품(31, 32, 33 및 34)은 각각의 수평 스파(38, 39)의 전방 단부(40, 41) 및 후방 단부(42, 43)와 각각의 필터 부재(3, 103 및 4, 104) 사이에서 회전 운동을 1 자유도로 하는 상기 제2 선회식 연결부의 전부 또는 일부를 형성하기에 적합한 제2 회전 안내 수단(48)과 협력하는 것을 특징으로 하는 좌석.
  13. 제12 항에 있어서,
    각각의 중간 연결 부품(31, 32, 33 및 34)은 상기 4개의 독립적인 다리부(5a, 5b, 5c 및 5d)에 대해 상기 필터 부재(3, 103 및 4, 104)가 회전 운동하는 것을 제한하기에 적합한 받침 수단(45)을 포함하고, 각각의 중간 연결 부품(31, 32, 33 및 34)의 받침 수단(45)은 각 다리부(5a, 5b, 5c, 및 5d) 내에 형성된 각각의 관통 오리피스(46)와 협력하는 것을 특징으로 하는 좌석.
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