用于攔截交通工具的能量吸收系統(tǒng)的制作方法
【專利說明】用于攔截交通工具的能量吸收系統(tǒng)
[0001]相關申請的交叉引用
[0002]本申請要求2013年7月31日遞交的、序列號為61/860，313的\名稱為“用于交通工具的攔截床”的美國臨時申請的權益，其全部內(nèi)容通過引用合并于此。
技術領域
[0003]本公開的實施方式大體上涉及用于減速交通工具的攔截系統(tǒng)，該交通工具諸如為不能在跑道的可利用長度上停止的飛行器。
【背景技術】
[0004]飛行器可能并且確實超過跑道的端部，增大了傷害乘客的可能性且增大了對飛行器的破壞或?qū)︼w行器造成嚴重損壞。該超過限度隨著飛行器以達80節(jié)的速度行進、在終止的起飛期間或在著陸過程中發(fā)生。為了使超過限度的危險最小化，聯(lián)邦航空局(FAA)通常要求在超出跑道的端部的長度中有一千英尺的安全區(qū)域。盡管該安全區(qū)域目前是FAA標準，但是遍及全國的許多跑道是在采用該標準之前建造的。這些跑道可能位于使得水、車道或其他障礙防止經(jīng)濟地遵守一千英尺的超過限度要求。
[0005]為了減輕超過限度情形的嚴重結(jié)果，包括現(xiàn)有的超出跑道的土壤表面的若干材料已被評估其使飛行器減速的能力。然而，土壤表面不是用于攔截移動的交通工具(即飛行器)的最佳方案，主要因為它們的特性是不可預知的。
[0006]已開發(fā)的另一系統(tǒng)是提供一種交通工具攔截系統(tǒng)或其他可壓縮系統(tǒng)，其包括被設置在跑道的端部處的材料或障礙，這將在飛行器輪脫離跑道的端部行進的壓力下、可預知地且可靠地壓潰(或以其他方式改型)。由可壓縮、低強度材料提供的阻力使飛行器減速且使其達在超過限度區(qū)域的限制內(nèi)的停止。交通工具攔截系統(tǒng)的特定示例被稱作工程材料攔截系統(tǒng)(Engineered Materials Arresting System) (EMAS)，且目前是 2005 年 9 月 30 日提出的FAA咨詢通告150/5220-22B “飛行器超過限度用工程材料攔截系統(tǒng)(EMAS) ”中說明的美國機場設計標準的一部分。EMAS和跑道安全區(qū)域計劃利用FAA規(guī)則5200.8和5200.9指導。
[0007]可壓縮(可改型)交通工具攔截系統(tǒng)還可以設置在跑道或人行道(或其他地方)中或設置在跑道或人行道(或其他地方)上，為了減速除了飛行器以外的交通工具或?qū)ο蟆Ｋ鼈兛梢杂糜诎踩赝Ｖ蛊?、火車、卡車、機動二輪車、拖拉機、助動車、自行車、船或可能獲得速度且失去控制、因而需要被安全停止的任何其他交通工具。
[0008]已被考慮認為用于攔截交通工具(特別地與攔截飛行器相關)的某些特定材料包括酚醛泡沫、蜂窩水泥(cellular cement)、發(fā)泡玻璃和化學結(jié)合的磷酸鹽類陶瓷(CBPC)。這些材料可以形成為在跑道的端部處的攔截器區(qū)域中的淺床。當交通工具進入攔截器區(qū)域時，該交通工具的輪將沉入被設計成產(chǎn)生增大拖拽負載的材料中。
[0009]然而，到目前為止已經(jīng)開發(fā)的某些材料可以被改進。例如，酚醛泡沫可能有缺點:其具有“回彈”性質(zhì)，導致某些能量在壓縮后返回。蜂窩水泥具有密度和壓縮強度特性，其可能隨著時間變化且歸因于其可變原料以及隨后水合過程的固有特性而難以在生產(chǎn)中維持。陶瓷特性被設定為在燒結(jié)過程期間的穩(wěn)定狀態(tài)。發(fā)泡玻璃可能難以控制均勻性。因而期望開發(fā)改進的用于交通工具攔截床的材料。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0010]這里所述的實施方式由此提供了單獨易碎的部件的芯，該單獨易碎的部件具有壓縮強度，使得由部件組裝成的系統(tǒng)吸收移動的交通工具的動能。該系統(tǒng)可以通過壓潰且通過吸收能量以防止對交通工具乘客造成嚴重傷害或死亡而有效地停止交通工具。換言之，部件應當由如下材料制成:該材料足夠強以吸收交通工具的能量且通過在沖擊時系統(tǒng)壓潰或變形的能力而幫助安全地停止交通工具，該材料還不如此強以致其使交通工具抵著障礙扭彎(crumple)。組裝的系統(tǒng)意圖使交通工具更慢地減速且與傳統(tǒng)剛性或非可壓潰的障礙相比提供更多的壓潰。
[0011]在一個特定實施方式中，部件可以是互鎖部件，其為改型的陶瓷或聚合或金屬填料元件，所述填料元件傳統(tǒng)地以其他方式在化學、石油化學和該工業(yè)(即，氣體至液體柱)中使用。盡管可以使用各種填料元件形狀，但是有本公開提供的填料元件可以改型成具有允許它們用于攔截交通工具的期望特性。
[0012]可以提供一種用于攔截交通工具的能量吸收系統(tǒng)，包括由具有如下特性的多個單獨部件形成的結(jié)構(gòu):(i)允許所述部件在與移動的交通工具沖擊時壓潰；和(ii)使在交通工具接合過程中不受限制的事項的影響最小化。
[0013]還可以提供一種用于使用多個部件以攔截交通工具的方法，包括:提供具有允許所述部件與其他部件緊密協(xié)作的形狀的多個部件；從多個部件形成芯，使得保持限制在交通工具沖擊時所述芯的集體運動；將部件的所述芯定位，以攔截交通工具。
【附圖說明】
[0014]圖1示出可以利用使得在交通工具攔截區(qū)域中呈現(xiàn)有用的改型的特性、幾何形狀以及尺寸制造的鞍狀填料部件的一個實施方式的立體圖。
[0015]圖2示出可以利用使得在交通工具攔截區(qū)域中呈現(xiàn)有用的特性、幾何形狀以及尺寸制造的具有脊的鞍狀部件的替代實施方式的立體圖。
[0016]圖3示出可以利用使得在交通工具攔截區(qū)域中呈現(xiàn)有用的特性、幾何形狀以及尺寸制造的具有缺口(scalloped)壁的鞍狀部件的另一實施方式的立體圖。
[0017]圖4示出可以利用使得在交通工具攔截區(qū)域中呈現(xiàn)有用的特性、幾何形狀以及尺寸制造的具有缺口壁和脊的鞍狀部件的另一實施方式的立體圖。
[0018]圖5A示出可以利用使得在交通工具攔截區(qū)域中呈現(xiàn)有用的特性、幾何形狀以及尺寸制造的球形狀部件的一個實施方式的立體圖。
[0019]圖5B示出可以利用使得在交通工具攔截區(qū)域中呈現(xiàn)有用的特性、幾何形狀以及尺寸制造的具有用于互鎖的突起的管狀部件的一個實施方式的立體圖。
[0020]圖6示出可以利用使得在交通工具攔截區(qū)域中呈現(xiàn)有用的特性、幾何形狀以及尺寸制造的球形狀部件的一個實施方式的立體圖。
[0021]圖7示出可以利用使得在交通工具攔截區(qū)域中呈現(xiàn)有用的特性、幾何形狀以及尺寸制造的格子或網(wǎng)格狀部件的一個實施方式的立體圖。
[0022]圖8示出可以利用使得在交通工具攔截區(qū)域中呈現(xiàn)有用的特性、幾何形狀以及尺寸制造的雪花狀部件的一個實施方式的立體圖。
[0023]圖9示出由已利用使得在交通工具攔截區(qū)域中呈現(xiàn)有用的特性、幾何形狀以及尺寸制造的多個鞍狀部件制造的復合芯的立體圖。鞍狀部件可以失去或使用粘接劑彼此粘附以進一步改善互鎖。
[0024]圖10示出由已利用使得在交通工具攔截區(qū)域中呈現(xiàn)有用的特性、幾何形狀以及尺寸制造的波狀脊部件的烤寬面條(lasagna)狀布置制造的復合芯的立體圖。
[0025]圖11示出由已利用使得在交通工具攔截區(qū)域中呈現(xiàn)有用的特性、幾何形狀以及尺寸制造的一系列面條狀部件制造的復合芯的立體圖。
[0026]圖12示出由已利用使得在交通工具攔截區(qū)域中呈現(xiàn)有用的特性、幾何形狀以及尺寸制造的S狀部件制造的復合芯的立體圖。
【具體實施方式】
[0027]本公開的實施方式提供了用于在交通工具攔截系統(tǒng)中使用的改進材料。已通過制造過程的改型實現(xiàn)了改進，包括成分、孔隙度變化以及密度變化。這些變化被調(diào)整成致使得部件或多個部件在沖擊時吸收能量，在沖擊時保持就位，不具有高異物碎片(F0D)風險，且該部件或多個部件易碎或者可靠地以其他方式壓潰。材料可以單獨地使用，或者材料可以設置于可以容易安裝的圍護系統(tǒng)(containment system)。
[0028]特定實施方式提供了包括獨立部件的芯的能量吸收系統(tǒng)，該獨立部件具有使它們在沖擊時壓潰的壓縮強度。部件可以是互鎖部件。如這里使用的術語