CN101693468A - 不要登机梯的水陆两用大飞机 - Google Patents

Abstract

一种不要登机梯的水陆两用大飞机。它的机身扁平长方形，纵剖面为机翼剖面，故飞行中机身产生升力，飞行效率可提高30～40％；机身只一层，客舱在前，货舱在后；机翼从机身上边向二侧悬挑；喷气发动机安装在机身后部上方并靠近尾翼。因起落架可垂直升降，其安装在机身内的起落架舱又采用前后滑动舱门，故扁平机身可以贴地停放，乘客上下飞机不要登机梯，紧急逃生也不要充气滑梯，若做货运机则货物进出更方便；因机身扁平，滑翔性能和地效作用较好，本飞机还可以在宽阔的水面上起飞、降落和巡航飞行，水陆两用；当高空飞行途中发动机停车时，可以滑翔就近寻找在宽阔的海面、湖面和江面上紧急降落保乘客安全；因机身只一层、总装配和调试可贴地进行，无立体分层作业，有利减少制造成本和时间；全机机长、翼展和机高都比同等规模的现有飞机小25～30％，可减少制造厂、维修厂、机库和机场的占地和投资。虽然本飞机水陆两用，但航空公司照样可以像对现有飞机一样地经营管理。

Description

不要登机梯的水陆两用大飞机

所属技术领域：

本发明涉及一种不要传统登机梯上下的水陆两用大飞机，尤其是其扁平长方形机身除可以产生升力外，地效作用也较强，因此它是一种既可以在飞机场平稳起飞和降落，又可以在宽阔水面上平稳起飞和降落的大飞机。

背景技术：

目前，公知的150座以上的大飞机的机身都是细长的圆柱状，根据空气动力学，这样的飞机飞行时机身是不产生升力的，机身只是一个装人载物的容器，飞行中飞机的重量全靠机身两侧的机翼产生升力来托举，因此机翼面积大，悬挑长，飞行效率也较低。另外由于机身横剖面为圆形，客舱在上，货舱在下，且货舱上大下小不好使用，客舱地板距地高度因其下有货舱和起落架而较高，所以乘客上下飞机不得不采用登机梯，紧急情况下乘客逃生要靠充气滑梯。像特大型空客A-380客机的机身剖面分三层，最下层是货舱，二层客舱位于货舱上方，加上起落架高度，二层客舱地板距地分别是6.2米和9.0米，相当人们在第三层楼和第四层楼上，不但上下飞机不方便，紧急情况下乘客靠充气滑梯逃生也较困难。现有飞机由于机身细长，不但客舱像长廊，使用不方便，空姐服务距离长，而且主起落架不得不安装在机翼根部，这样飞机停放在地面时，飞机的全部重量要经过机翼根部传至主起落架后再传至地面，传力路径复杂，不但翼根弯矩大，而且为了包住主起落架的支柱，翼根下面不得不外鼓，减少了机翼升力。另外由于机翼和机身呈瘦十字相交，不但机身长，翼展大，而且机身也高，占地面积大，(例如空客A-380飞机的尺寸机身长72.7米、翼展98.8米、尾翼高24.3米，)相应制造厂、维修厂、机库和机场的土地和投资都较大。现有飞机相交处的起落架舱结构复杂，外突机身的起落架舱鼓包很大，增加了飞行阻力。现有飞机起飞和降落时的地效作用相对较小，进场速度较大，所以滑跑距离较长。再由于机身圆柱状，一般也不好在水面降落，只能在飞机场起飞和降落，在紧急情况下水上迫降损失也大。例如2009年1月15日美国航空公司一架空客A-320客机从机场起飞不久二个发动机都遭到飞鸟撞击，幸好驾驶员技术熟练而果断迫降在哈德孙河的水面上，才免于机毁人亡，被世界公认为哈德孙河奇迹。虽然155人无人死亡，但是机上还是有87人受伤，飞机损害严重，除水淹飞机外，二个发动机都掉到河里去了。

发明内容

为了克服上述现有大飞机存在的这些缺点，本发明提供了一种改进型大飞机，该飞机不但机身产生升力，提高了飞行效率、乘客上下飞机也不要登机梯、而且这种飞机既可以像现有飞机在飞机场起飞和降落，还可以在宽阔的海面、湖面和江面上起飞和降落，这样不但提高了使用范围，而且增加了飞行安全性。

本发明解决其技术问题所采用的技术方案构思如下：

将现有飞机细长的机身从中截断成二段，再将这二段机身平放在一起，还将现有飞机机身横剖面中客舱以下的货舱也取消，然后再将机身纵剖面做成飞机机翼剖面形状，这样长条形机身就变成为扁平长方形状；驾驶舱突出机身是为了使驾驶员前方和二侧方向视线好；机翼安装在翼型剖面机身上高出客舱使用空间的机翼安装中心体二侧；宽机身后部安装双垂尾支撑平尾。这样客舱就不再像长廊，而像会议厅，机身在飞行中会产生升力，提高了飞行效率，空姐服务距离也减少。现有飞机客舱和货舱在不同的高度层，客舱和货舱的面积比是固定不变的。而本发明飞机客舱和货舱同在一层，即使目前世界上最大的空客A380特大客机的(五级布局555个座位，一级布局840个经济座位)也可以一层就安排完，而且客舱和货舱的面积比可以根据客户的市场需求而改变。至于飞机在万米高空大气压力小，客舱需要充气加压至0.8个大气压来确保乘客呼吸舒适性后的飞机结构强度和刚度，则可以通过在扁平机身内加设立柱和斜撑杆来解决，因为这种八角形机身骨架的受力结构能够近似传统飞机的圆形横断面的骨架。

因本发明飞机的机身扁平，机身宽度约为现有同等座位数飞机的二倍，而且机身内空间较高，因此主起落架不需要安装在机翼根部，而是主起落架舱和前起落架舱都直接安装在机身内，这样飞机的全部重量可以通过起落架直接传至地面，传力路径简捷，不仅有利减轻飞机结构重量，而且不破坏机身和机翼根部横剖面的标准形状，因此有利提高飞机的升力和升阻比。

将发动机安装在扁平矩形机身的后部的上方或吊挂在平尾的下方，由于机身扁平、其下方又无货舱、起落架又安装在机身内，若再将起落架的收放方式由现有的旋转收放方式改为垂直伸缩收放，起落架舱的舱门也由传统的上下翻转改为前后滑动舱门，则本发明飞机的机身底板可以贴地停放，这样乘客进出飞机就可以像人们进出公共汽车一样方便快捷，紧急情况下乘客逃生也不要充气滑梯。

也正是由于机身扁平，不是现有飞机的圆柱形，因此本发明飞机在空中的滑翔性能会比现有飞机较好，有利减少飞机的进场速度，不仅可以在飞机场平稳起飞和降落，相对现有飞机其滑跑距离还可以缩短。同理，本发明飞机靠近水面飞行的地效作用也将会比现有的水上飞机较好，所以本发明飞机也可以做成水上飞机在宽阔的水面上平稳起飞和降落。若是本发明飞机遇到上述美国航空公司相同的那次飞机遭遇撞鸟的事故，则本飞机由于惯性速度使机身产生的升力和机翼产生的的升力共同托举无动力的飞机，可以在空中边滑翔边寻找宽阔的海面、江面或湖面，然后再操纵飞机小角度、轻擦水面而平稳降落在水面上，不但机上全部乘客和机组人员可以无一受伤，而且飞机也不会丝毫受损。现有水上飞机的机身也是圆柱形，而本发明飞机机身扁平，地效作用更好，所以本发明飞机将比现有水上飞机的飞行性能更好。

从制造和安装的角度看，空客A380特大客机要竖向立体三层进行。但本发明飞机客舱和货舱同层而且只有一层，机身横剖面是四跨单元同一层，制造和安装都在一层进行，加之起落架是竖向垂直伸缩收放，所以总装配可以贴地进行，这样就给安装和调试带来极大的方便，所以制造成本和制造周期都将有所减少。

总之，本发明飞机的有益效果是在同等荷载(同等座位数或同等货载)，同等航程条件下，估计本发明相对现有飞机的空中飞行效率将可以提高30～40％，当本发明飞机在水面4～12米上巡航飞行时，其飞行效率约可以提高40～45％；制造成本和制造周期都有所减少；机身贴地停放使人员和货物进出更方便，紧急疏散更快捷安全，而且使用范围广，既可在飞机场起飞降落，也可以在水面上起飞降落，海边城市建航空港，可以不建或少建飞机场，从而节约大量土地。

附图说明

下面结合附图和实施例对本发明进一步说明。

图1是本发明飞机(二跨客舱)的机舱平面布置图。

图2是图1的B-B纵剖视图。

图3是图1的A-A纵剖视图。

图4是图1的C-C横剖视放大图。

图5是本发明飞机(二跨客舱)外形俯视图。

图6是本发明飞机(二跨客舱)的外形侧视图。

图7是本发明飞机(二跨客舱)的外形前视图。

图8是图1的D-D横剖视图。

图9是本发明飞机(三跨客舱)的D-D横剖视图。

图10是本发明飞机(四跨客舱、与空客A-380同等级)的D-D横剖视图。

图11是本发明飞机(三跨客舱)的客舱横骨架立面放大图。

图12是本发明飞机(四跨机舱、与空客A-380同等级)实施例的平面布置图。

图13是本发明飞机(四跨机舱、与空客A-380同等级)实施例的外形侧视图。

图14至图17是本发明飞机从机场贴地停放到起飞的过程图。

图18至图21是本发明飞机做水上飞机运行时所需要安装的垂直升降螺旋桨装置的结构图。

图22至图26是本发明飞机从水面停放到水面巡航飞行时的过程图。

图27至图34是本发明飞机(二跨客舱)从停放航空港到从航空港起飞的过程图。

图35是本发明货运飞机实施例(水陆两用型)的机舱平面布置图。

图36是图35的G-G纵剖视图。

图37是图35的H-H纵剖视图。

图38是本发明大型货运飞机(八字尾翼、仅陆用型)实施例的机舱平面布置图。

图39是图38的K--K纵剖视图。

图40是图38的K’--K’纵剖视图。

图41是图38的K”--K”纵剖视图。

图42是图43的M--M剖视图。

图43是本发明飞机四跨客舱(与空客A380同等级、八字尾翼、客舱和货舱面积对半、水陆两用型)的机舱平面图。

图44是图43的N--N剖视图。

图45是本发明飞机四跨客舱(与空客A380同等级、仅陆用型)的横剖面图。

图46至图48是本发明四跨客舱飞机(与空客A380同等级、水陆两用型)与现有空客A380飞机的外形尺寸对比图。

图49、图50是本发明四跨客舱飞机(与空客A380同等级、水陆两用型)与现有空客A380飞机的机身部分的前视迎风面积对比放大图。

图51是本发明飞机(三跨客舱)带U形槽的客舱横骨架立面放大图。

图52是U形槽的构造放大图。

图53是本发明飞机(三跨客舱)事故紧急陆降的横剖视图。

图中1.驾驶舱，2.电子仪表舱，3.前起落架舱，4.前起落架，5.客舱门，6.客舱，7.机身，8.机翼，9.主起落架，10.主起落架舱，11.卫生间，12.配餐室，13.货舱门，14.燃油发动机，15.螺旋桨，16.机身尾，17.换向套，18.转轴，19.螺旋桨舱，20.固定齿轮箱，21.货舱，22.座椅，23.立柱，24.斜撑杆，25.楼梯，26.机房，27.仪器仪表盘，28.导航雷达舱，29.行李舱，30.喷气发动机，31.垂尾，32.平尾，33.前后滑动舱门，34.机翼安装中心体，35.八字型尾翼，36.客舱窗，37.机顶客舱门，38.机顶安全门，39.客舱横骨架，40.副翼，41.机身骨架，42.六角形轴，43.孔，44.液压作用筒，45.锥齿轮，46.螺栓，47.活套锥齿轮，48.轴，49.活动齿轮箱，50.活塞，51.防水轴套，52.航空港，53.屋顶支柱，54.码头，55.挡雨棚，56.水面，57.安装底座，58.垂直升降螺旋桨装置，59.吊物孔，60.八字尾翼，61.货舱开闭缝，62.联轴器，63.U形槽，64.托板，65.卡槽，66.条形气垫。

具体实施方式

在图1所示客机(相当空客A-320系列)实施例中，机身(7)的平面长宽比以2.0～4.5∶1为宜，驾驶舱(1)突出机身(7)使驾驶员视线好，机身(7)前部布置了机房(26)、电子仪表舱(2)和前起落架舱(3)。机身(7)中部为客舱(6)，其内设过道后就安排座椅(22)，客舱(6)后面安排卫生间(11)和配餐室(12)。在客舱(6)的全飞机重心的偏后处的二侧安排主起落架舱(10)，其内安放主起落架(9)，客舱(6)二侧开客舱门(5)。机身(7)后部则布置货舱(21)和可以绕转轴(18)转动的机身尾(16)，货舱(21)内最后面的二端分别安装一台垂直升降螺旋桨装置(58)，这个装置主要用于本发明飞机当水上飞机停放在水面上时，用来操纵飞机的靠岸、离岸和转向(详见图27至图34)。因为机身(7)纵剖面是机翼剖面形状，机身(7)又比较宽，且面积比机翼面积还大，因此本发明飞机在发动机(30)的推动下向前飞行时，机身(7)就会产生比机翼还大的升力。而现有飞机机身都是圆筒型不能产生升力，这样综合分析，在相同座位数和相同航程条件下，本发明飞机可以比现有民航飞机提高飞行效率约30～40％，即可以节约燃油30～40％，也减少了对大气层的污染。

在图2中，可以看出本发明飞机机身(7)纵剖面是机翼剖面形状，图中的前起落架(4)和主起落架(9)的收放方式和现有飞机不同，现有飞机是采用旋转方式收放起落架，而本发明因为机身(7)空间较高大，可以采用垂直伸缩的起落架，加上本发明机身(7)扁平，客舱(6)下方无货舱，而且喷气式发动机(30)不是吊挂在机翼下方，而是安装在机身(7)后部的顶面上，所以机身(7)可以贴地停放。为了贴地停放，起落架舱的舱门不能采用现有飞机那种竖向翻转方式，而是采用前后滑动舱门(33)。货舱(21)内靠机身尾(16)的二端各安装一台垂直升降螺旋桨装置(58)。图中所有起落架舱的前后滑动舱门(33)都打开，起落架都压缩至机身贴地停放的高度，客舱(6)已经为乘客上飞机做好了准备。

在图3中，可以看出本发明飞机机身(7)在机身纵向中心线处的纵剖面也是机翼剖面形状，机身(7)最前面是驾驶舱(1)，其内设有仪器仪表盘(27)和导航雷达舱(28)。紧靠驾驶舱(1)是机房(26)，其二侧是电子仪表舱(2)。图中楼梯(25)是当本发明做水上飞机停靠航空港(52)时供乘客进出客舱(6)时所用，因为当水上飞机使用时客舱(6)二侧的客舱门(5)外有约0.4～1.0米深的水，客舱门(5)是不能打开的；因为客舱(6)是按万米高空要承受舱内外0.5～0.6个大气压的结构强度和刚度来设计和制造的，所以客舱门(5)和客舱窗(36)都不会渗漏水。在座椅(22)上方设有行李舱(29)。客舱(6)的最后面安排了配餐室(12)和卫生间(11)，其位置和客舱(6)内的环形走道，既有利空姐对乘客的服务，也方便乘客的使用。机身(7)前面的圆弧外墙是机翼型的前部要求所致，而配餐室(12)及卫生间(11)的后圆弧墙是因为要承受0.5～0.6个大气压的外胀力的特殊要求而这样做的。因为本发明飞机要在机场贴地停放，以便乘客能不要登机梯，像上下公共汽车一样方便快捷上下飞机；另外本发明飞机当水上飞机用时还要停放在水面上，因此发动机(30)不能像现有飞机那样吊挂在机翼下方，而是安装在机身(7)后部的上方。机身尾(16)可以在货舱(21)的后面绕转轴(18)旋转，当本发明飞机在机场起飞和降落时，它可以上翻起平尾的作用，同时减少机身尾(16)擦地的危险，有利增加起飞向前冲的迎角；当本发明飞机在水面上起飞和降落时，它也可以上翻，在水流作用下有利机身(7)后部向下，而其前部却同时向上形成起飞时向前冲出水面的迎角。图中乘客在陆陆续续走进客舱(6)。

在图4中，本发明飞机贴地停放，客舱(6)的底面距地约0.2米，客舱(6)的地板高于地面也就约0.32～0.36米，因此乘客可以不要登机梯，就像上下公共汽车一样方便快捷地上下飞机。扁平客舱(6)的结构骨架是由立柱(23)分为左右对称的二跨完全相同的客舱单元，其内座椅(22)、行李舱(29)和走道的安排完全一样。因为客舱(6)要承受0.5～0.6个大气压的外胀力，除客舱横骨架(39)的二侧做成圆弧墙外，沿扁平客舱(6)的纵向中心线还设置一排立柱(23)来减少客舱横骨架(39)的结构跨度。另外，为了进一步减少结构跨度，改善结构受力，减少结构弯矩达到减轻机身(7)结构重量，利用座椅(22)下方和行李舱(29)内的空间高度，在立柱(23)的二侧和客舱横骨架(39)二侧圆弧墙的上下二端增设斜撑杆(24)。参见图1，若在设计时使图4所示客舱(6)的客舱横骨架(39)沿纵向排列的间距等于座椅(22)的纵向排列间距，且座椅(22)就安排在客舱横骨架(39)中心线的二边，这样安装座椅(22)并不影响乘客乘坐的舒适性，人们在客舱(6)内是看不见隐藏在座椅(22)下方和行李舱(29)内的斜撑杆(24)，因此客舱内的景观仍然像现有民航飞机一样美观；而客舱(6)二侧的边座却没有现有飞机因向内倾斜的圆弧墙而感到的碰头感；另外现有飞机因向内倾斜的圆弧墙而使行李舱(29)内的空间小而只能放小行李箱，本飞机行李舱(29)宽大，方便乘客放足够大的行李箱。

在图5中，是本发明飞机的外形俯视图，机身(7)的上表面前部设有二个机顶客舱门(37)，供本发明飞机平时做水上飞机停靠航空港(52)时供乘客进出客舱(6)用，而靠发动机(30)还有二个机顶安全门(38)，它们是本发明飞机做水上飞机时做乘客紧急逃生用。

在图6中，是本发明飞机在机场停放和准备起飞时的外形侧视图，此时前起落架(4)和主起落架(9)都伸长使机身(7)的离地达到技术高度。机翼(8)安装在机身(7)的中部上方的机翼安装中心体(34)上。图中还表示了客舱门(5)、客舱窗(36)和货舱门(13)的位置，是乘客在机场进出本飞机客舱(6)和货舱(21)的交通门。

在图7中，是本发明飞机的外形前视图。由于机身(7)较宽，前起落架(4)和主起落架(9)不必安装在机翼(8)的根部。

在图8、图9、和图10中，分别表示了本发明飞机二跨、三跨和四跨客舱(6)在主起落架(9)位置处的横剖视情况。由于机身(7)扁平较宽和较高，使主起落架舱(10)直接安放在客舱(6)内就可以满足主起落架(9)与前起落架(4)稳定支撑飞机的功能。主起落架(9)安装在主起落架舱(10)内，而且其顶端与机翼安装中心体(34)相连，机身(7)内也与机翼安装中心体(34)紧紧相连，因此机翼安装中心体(34)起了加强机身(7)整体结构强度和刚度的双重作用。机翼安装中心体(34)二侧安装机翼(8)。由于客舱(6)空间较高，使主起落架舱(10)完全不会突出机身(7)，因此不会破坏机身(7)作为升力体的的标准形体，也即不会减少机身(7)在飞行中产生的升力。图中主起落架(9)处于垂直伸长的最大位置，也就是本发明飞机处于机场停放或准备起飞时的状态。从图中可以看出，飞机的全部重量是通过主起落架(9)直接传至地面，传力路径简捷，有利在满足机身(7)的结构强度和刚度情况下减少飞机结构重量的要求。

在图11中，以三跨客舱(6)为例来说明本发明飞机(二跨、四跨与三跨大同小异)客舱横骨架(39)的结构特征，三跨相当于把三个现有空客A320飞机的机身横剖面(单通道、二侧各安装3个座位，这是最经济实用的布局)平放并联接在一起，然后把其客舱下的货舱去掉。现有民航飞机巡航飞行在一万多米的高空时，空气稀薄，大气压只有0.2～0.3个大气压(即0.2～0.3atm)，若客舱内也是这种气压，人们就会呼吸困难而危及生命。为了满足人们的舒适要求，客舱(6)内至少要达到0.8atm，这就需要用机械设备向客舱(6)内充气。这样客舱(6)的结构就必须要承受内外0.5～0.6个大气压差的外胀力，即客舱(6)外壳要承受5～6吨/平方米的压力，这就是为什么现有飞机的机身横断面要做成圆形的主要原因。但也就是因为现有飞机的机身横断面做成圆形又带来现有飞机不可避免的上述很多缺点，因此现有民用飞机要在性能上有较大的提高，就必须对其结构布局进行较大的突破和改进。

本发明飞机扁平的客舱(6)外壳结构能否承受5～6吨/平方米的向外压力是本发明飞机成败的关键。为此，首先客舱横骨架(39)二侧面不能做成平面，而要做成外凸的圆弧面，与现有飞机的客舱相似，因为客舱(6)二侧的平直段尺寸都一样，因此客舱(6)二侧圆弧墙面开客舱门(5)、客舱窗(36)的做法可以和现有飞机完全一样。然后在客舱横骨架(39)内加设立柱(23)，减少扁平客舱(6)的横向跨度，光加设立柱(23)还不够，立柱(23)上下二侧都要加设斜撑杆(24)。斜撑杆(24)长度投影约是客舱横骨架(39)中每一跨的跨度的1/3(约1.2～1.3米)，而斜撑杆(24)高度在立柱(23)下方约为座椅(22)下的净空高(约0.3～0.35米)，立柱(23)上方的斜撑杆(24)高度不超过行李舱(29)内部的净高。这样客舱(6)的每一跨的结构可以看成是八角形结构，这种八角形结构的受力情况比矩形结构好多了，虽然还是比圆形结构差一些，但是近似于圆形结构了，加之客舱(6)上方的机翼安装中心体(34)把三跨紧紧联结在一起，这就大大加强了客舱横骨架(39)整体的结构强度和刚度。机身(7)纵剖面形状是机翼剖面形状，其前面本来就是圆弧形，只要再把与货舱(21)共有的客舱(6)的后面墙也做成圆弧面墙，那么由这样的客舱横骨架(39)和机身骨架(41)纵向的构件组合而成的客舱(6)就能够承受5～6吨/平方米的向外的压力。

在图12和图13所示本发明客机(四跨机舱、与空客A-380同等级)实施例中，表示了机身(7)的平面布置和外形侧立面。图中客舱(6)按四跨布置，800多个座位(22)一层即可全部安排完。四跨客舱单元四条纵向通道与几条直通客舱门(5)的横向通道形成便捷循环安全的交通线路。由于飞机重量特大，设置四个主起落架(9)；由于机身(7)扁平较宽，四个主起落架(9)，可以一字排开，这样本发明飞机在起飞和降落时，这四个主起落架(9)可以同时不受力或同时受力，受力均匀；四个主起落架(9)型号完全一样(空客A-380飞机的主起落架，一种安装在机身下，另一种安装在翼根下，高度不一样，所以要二种型号的主起落架)。由于客舱(6)只有一层，货舱(21)又和客舱(6)同一层，起落架压缩后又能贴地停放，这对总装配和各系统的调试都带来很多的方便，有利缩短制造周期和减少各种制造成本。

图14至图17是本发明飞机从机场贴地停放到起飞的过程图。

在图14中，主起落架(9)压缩至使机身底板距地面只有0.2米左右，机身(7)贴地停放，不需要传统登机梯，乘客能像上下公共汽车一样上下本飞机，图中乘客正在步行进入飞机。

在图15中，乘客全部到齐，航班可以起航，前起落架(4)和主起落架(9)同时垂直伸长，机身(7)升起到技术高度，使本发明飞机进入准备起飞的状态。

在图16中，喷气发动机(30)已经发动喷气，而且在平尾(32)的作用下，前起落架(4)离地，本发明飞机在机场跑道上滑跑，处于正在起飞的状态。

在图17中，喷气发动机(30)持续喷气，而且在平尾(32)的作用下迎角进一步加大，前起落架(4)和主起落架(9)都离地，本发明飞机在机场跑道上处于腾飞的状态。

经过几分钟，前起落架(4)缩回到前起落架舱(3)内，主起落架(9)缩回到前起落架舱(10)内，然后前后滑动舱门(33)开始同时滑动关闭前起落架舱(3)和主起落架舱(10)，本发明飞机就进入巡航飞行状态。

图18至图21是垂直升降螺旋桨装置(58)的结构和动作原理图。当本发明飞机用来做水上飞机运行而停放在水面时，需要用垂直升降螺旋桨装置(58)来控制本发明飞机的停靠航空港、转向和离岸。

在图18中，螺旋桨(15)回缩至螺旋桨舱(19)内，此时前后滑动舱门(33)已经关闭螺旋桨舱(19)，就像关闭前起落架舱(3)和主起落架舱(10)一样，有利减少飞机飞行时的阻力。货舱(21)内安装在安装底座(57)的燃油发动机(14)用联轴器(62)和轴(48)带动锥齿轮(45)及二个活套锥齿轮(47)转动；这二个活套锥齿轮(47)的中心有六角孔与六角形轴(42)活动相套；安装在固定齿轮箱(20)内较小的液压作用筒(44)通过活塞(50)去推拉换向套(17)，使这二个活套锥齿轮(47)可以在六角形轴(42)同时上下移动，但只有一个活套锥齿轮(47)(图中是下面的活套锥齿轮)带动六角形轴(42)和安装在活动齿轮箱(49)内的二个锥齿轮(45)转动；锥齿轮(45)再通过轴(48)带动螺旋桨(15)转动。反之，安装在固定齿轮箱(20)中较大的液压作用筒(44)则通过活塞(50)与活动齿轮箱(49)外壳相连，并能使活动齿轮箱(49)相对用螺栓(46)紧固在机身骨架(41)的固定齿轮箱(20)而上下移动。

图19是活动齿轮箱(49)的E-E剖视图，反映锥齿轮(45)通过轴(48)带动螺旋桨(15)转动。

图20是固定齿轮箱(20)的F-F剖视图，燃油发动机(14)的轴(48)带动锥齿轮(45)及活套锥齿轮(47)转动，活套锥齿轮(47)中心有六角孔与六角形轴(42)相套。活塞(50)在液压作用筒(44)内。

在图21中，前后滑动舱门(33)向前滑动使螺旋桨舱(19)的下口打开，图中较大的液压作用筒(44)通过活塞(50)的向下伸长，将活动齿轮箱(49)连同六角形轴(42)及螺旋桨(15)伸出螺旋桨舱(19)外的水中，此时若燃油发动机(14)启动，则螺旋桨(15)就转动而推动水体流动，从而对停放在水面上的本发明飞机产生推动作用。当较小的液压作用筒(44)通过活塞(50)的向下伸长推换向套(17)向下运动，使上面的那个活套锥齿轮(47)与燃油发动机(14)的轴(48)带动的锥齿轮(45)接触，则螺旋桨(15)就反向转动而推动水体反向流动，从而对停放在水面上的本发明飞机产生反方向的推动作用。当螺旋桨(15)在水下转动时，驾驶员按程序要求操纵安装在货舱(21)后面两角处的二台垂直升降螺旋桨装置(58)，只要控制这二台固定齿轮箱(20)内较小的液压作用筒(44)内的活塞(50)有序上下运动，就可以控制本发明飞机在航空港水面上的前进、后退和左右转向。

图22至图26是本发明飞机从水面停放到水面巡航飞行时的过程图，此过程中前起落架舱(3)和主起落架舱(10)的前后滑动舱门(33)都处于关闭状态。

在图22中，航空港内的乘客有序进入客舱(6)。

在图23中，乘客全部进入客舱(6)后关闭机顶客舱门(37)，驾驶员按程序要求操纵安装在货舱(21)内二台垂直升降螺旋桨装置(58)，使本发明飞机离港和转向，然后静躺在水面上准备起飞。

在图24中，喷气发动机(30)开始喷气，驾驶员操纵机身尾(16)向上翻，本发明飞机在向前运动时，机身(7)前部上仰，本发明飞机将冲出水面。

在图25中，本发明飞机已经冲出水面，并靠喷气发动机(30)的推力和地效作用向前运动。

在图26中，本发明飞机在水面4～12米上空依靠喷气发动机(30)的推力和水面的地效作用而巡航飞行；因为有地效作用，这比本发明飞机在万米高空飞行要节约5～10％的航空燃油；另外因为水上飞机总是在水面4～12米上空飞行，乘客心理上感觉比万米高空飞行更安全；但前提是要天气好，能见度达到几公里以上，而且海面行驶的船只不多，因此特别适用于跨洋(太平洋、大西洋等)飞行的航班。当在海面飞行中途突然遭遇天气变坏，本发明飞机可以加大喷气发动机(30)的推力，平尾(32)上翻，使飞机很快爬升到万米以上高空进行与现有民航飞机一样的巡航飞行。

图27至图34是本发明飞机(二跨客舱)从停放航空港到从航空港起飞的过程图。

在图27中，是本发明飞机停靠在航空港(52)的码头(54)上，航空港内的乘客陆续通过机顶客舱门(37)进入客舱(6)；因为机顶客舱门(37)是朝天空开的，为了雨天雨水不进入客舱(6)，要求航空港(52)的挡雨棚(55)悬挑跨度大，所以码头(54)上要设支撑挡雨棚(55)的屋顶支柱(53)。

图28是本发明飞机在二台垂直升降螺旋桨装置(58)的推动下徐徐开进航空港时的俯视图。

图29是本发明飞机在二台垂直升降螺旋桨装置(58)关闭后，停靠在航空港(52)的码头(54)上的俯视图。

图30是本发明飞机开启二台垂直升降螺旋桨装置(58)离开在航空港一段距离时的俯视图。

图31和图32是本发明飞机离开航空港一段距离，二台垂直升降螺旋桨装置(58)中，右边一台往前推，左边一台往后拉，本发明飞机在水面上转向时的俯视图。

图33是本发明飞机在水面上已经转动到背向航空港(52)且准备起飞时的俯视图。

图34是喷气发动机(30)已经启动和喷气，本发明飞机在喷气发动机(30)的推动下从水面上向前起飞时的俯视图。

图35至图37是本发明飞机(水陆两用型)作为水陆两用货运机的实施例，这三个图是飞机停放在机场时的使用情景。

在图35中，大部分结构布置与水陆两用客运机相同，因为是货运机不装人，货舱(21)内不需要充气，所以货舱(21)的机身骨架(41)不要承受向外的压力，所以机身骨架(41)的货载较小，货舱(21)内不需要加设立柱(23)。但是驾驶舱(1)内为了驾驶员的呼吸，驾驶舱(1)的结构还是要考虑承受向外的压力。在机场使用时，打开二侧的货舱门(13)即可装卸货物；

在图36中，将主起落架(9)和前起落架(4)压缩高度等于货运汽车的车厢板的高度时，就可以从货舱门(13)进出货。货舱(21)顶部开设的吊物孔(59)是本发明飞机作为水上飞机时才使用的，使用时需要打开前后滑动舱门(33)。

图37是的起落架升起，在机场上准备起飞的状态。

当本发明货运飞机在水面上装运货物时，这上面三个图应有下面一些变化：

在图35中，主起落架舱(10)和前起落架舱(3)都被前后滑动舱门(33)关闭；因为货舱(21)外面有一定深度的水，所以此时货舱(21)二侧的货舱门(13)不能打开；本发明飞机在航空港(52)水面上使用起重机装卸货物时，只要打开设在货舱(21)顶面的吊物孔(59)装卸货物即可。

在图36中，本发明飞机在航空港(52)水面上使用起重机装卸货物时，只要打开设在货舱(21)顶面的吊物孔(59)装卸货物即可。人员则从机身(7)上门开设的机顶客舱门(37)进出。

图38至突41是本发明飞机仅作为陆用大型货运机的实施例。

在图38中，因为载货重，需要安装4个主起落架(9)。为了使货舱(21)内部更宽敞，有利装卸货物，货舱(21)二侧各安装二个主起落架(9)，且纵向排列紧贴货舱(21)的二侧面。为了方便运输大型货物，货舱(21)的前、后二头都可以上翻，因此将货舱(21)分成三段，货舱(21)地板上设有二条货舱开闭缝(61)。

在图39中，为了将集装箱放进货舱(21)内，先用液压作用筒(44)顶起货舱(21)的后部，然后调节前起落架(4)和主起落架(9)的高度，使货舱(21)的地板与集装箱装载车的车箱板一样高，这样，集装箱就可以很方便进入货舱(21)内。

在图40中，为了使各种能够自己行走的装备车等设备很方便进出货舱(21)内，本发明飞机可以贴地停放；然后用液压作用筒(44)顶货舱(21)的前部和后部绕转轴(18)翻起，装备车进出后再使液压作用筒(44)缩回，货舱开闭缝(61)闭合，货舱(21)恢复原状。

在图41中，货物已经安放好，液压作用筒(44)缩回；货舱开闭缝(61)闭合；货舱(21)恢复原状；前起落架(4)和主起落架(9)的同时升起，本发明仅作为陆用的大型货运机进入准备起飞的状态。

图42～图44是本发明飞机(与空客A380同等级、八字尾翼、水陆两用型)作为水陆两用和客货两用运输机的另一种实施例，其特征是：客舱和货舱的面积比例可以根据客户的要求在制造订货时灵活改变，这样使航空公司经营更灵活，客运萧条时，可以多装货；货运少时，以客运为主；总之对减少飞机空载率有利。

在图42中，因为机身(7)较宽，可以安装像现代战斗机一样的八字形尾翼。

在图43中，机身(7)的平面布置，客舱和货舱的面积比例约各占一半，因为货舱(21)面积大了，所以开了4个货舱门(13)，有利提高装卸货物的速度。客舱(6)和货舱(21)之间的圆弧墙也往前移至主起落架舱(10)处。货舱(21)内无客舱的外胀力，可以只设少量立柱(23)来减少结构重量，也可以不设立柱(23)，方便装卸货物，由用户确定。

在图44中，客舱(6)和货舱(21)之间的圆弧墙位于主起落架舱(10)处，客舱(6)和货舱(21)的比例约各占一半，货舱(21)开了4个货舱门(13)，其他则和图12、图13所示本发明飞机一样。

在图45中，是本发明飞机(与空客A380同等级、仅陆用型)仅作为陆用、且与现有的民航飞机完全一样使用的大型客运机的实施例，喷气发动机(30)也像现有的民航飞机一样吊挂在机翼(8)下方；因为喷气发动机(30)下缘比机身(7)的底板还低，所以飞机不能贴地停放，只能像现有民航飞机一样高起落架停放，上下飞机也要登机梯。

图46、图47、图48是本发明大型飞机(与空客A380同等级、水陆两用型)与现有最先进的空客A-380飞机的外形尺寸对比图，从图中可以看出，本发明大型飞机的机长、翼展和机高均可以比空客A-380飞机减少约25～30％

图49、图50是本发明大型飞机(与空客A380同等级、水陆两用型)与现有最先进的空客A-380飞机的机身前视迎风面积放大对比图。从图中可以看出，本发明大型飞机的机身前视迎风面积比空客A-380飞机减少约10～13％，因此本发明大型飞机的飞行阻力比空客A-380飞机也要少约10～13％

图51是本发明飞机(三跨客舱)带U形槽的客舱横骨架(39)的立面放大图。当飞机在高空飞行途中喷气发动机(30)都发生事故停车失去动力，或者起落架放不下来时，而附近又找不到宽阔的水面实施水面紧急降落，飞机紧急迫降地面就会机毁人亡。但若在客舱横骨架(39)的结构交点处增设U形槽(63)，其内安放条形气垫(66)，再遇到上述紧急情况，可以不放下起落架，打开飞机内压缩空气储气罐的阀门向条形气垫(66)充气，条形气垫(66)立即膨胀，自动冲开卡在U形槽(63)卡槽(65)内的托板(64)，飞机的外板(67)下方很快就形成几根条形气垫(66)，这些条形气垫(66)长度可以从前起落架舱(3)到机身尾(16)。这样本发明飞机可以选择平坦的田野紧急迫降，因为机身扁平，又有了这些条形气垫(66)，就可以大大缓冲地面对飞机的反冲击力，从而把事故对乘客的灾难减至最小。

图52是U形槽的构造放大图，平时放在U形槽(63)的卡槽(65)内的托板(64)托住条形气垫(66)不掉下来。虽然飞机增加了这些条形气垫(66)的重量，由于本发明飞机没有现有飞机的充气滑梯，估计这些条形气垫(66)的重量不会超过一般充气滑梯的重量，但是对乘客多了一种陆地迫降的安全保障，因此是值得的。

图53是本发明飞机(三跨客舱)事故紧急陆降的横剖视图，此时这些条形气垫(66)已经全部打开，可以缓冲地面对飞机的反冲击力，从而把事故对乘客的灾难减至最小。

Claims (7)

1.一种不要登机梯的水陆两用大飞机，它由机身、驾驶舱、机翼、尾翼、发动机、起落架和垂直升降螺旋桨装置有序组合而成，其特征是：驾驶舱从扁平长方形机身前部突出，机身各纵剖面是机翼剖面形状，机翼从机身的中顶部的机翼安装中心体向二侧悬挑，喷气发动机安装在长方形机身后部上方并靠尾翼，起落架全部安装在客舱内，垂直升降螺旋桨装置安装在靠机身后部的二角处。

2.根据权利要求1所述的一种不要登机梯的水陆两用大飞机，其特征是：机身平面呈纵向长的扁平长方形，驾驶舱从机身中前部突出，且机身各纵剖面都是机翼剖面形状，机身下部满足乘客舒适高度的空间做客舱，机身客舱以上的中顶部做机翼安装中心体，机身后部越来越低的空间做货舱和机身尾，机身尾可以绕货舱后边的转轴上下翻转，机身二侧为圆弧面，客舱内各扁平的客舱横骨架内由数根立柱分成几跨客舱单元，各立柱上下二端的二侧在行李舱和座椅下方的空间内分别对立柱加设斜撑杆，同时在机身二侧圆弧墙的相同部位空间也对客舱横骨架的圆弧段骨架加设斜撑杆，各跨客舱单元的斜撑杆水平投影长为1/3客舱单元跨度，客舱横骨架沿客舱纵向的排列间距与客舱内的座位纵向排列间距对齐，并使客舱内各排座位既对应客舱横骨架，又横跨所对应的斜撑杆而前后居中安装，机身上表面前方。

3.根据权利要求1所述的一种不要登机梯的水陆两用大飞机，其特征是：二个前起落架舱和若干个主起落架舱都安装在机身内，前起落架安装在前起落架舱内，主起落架安装在主起落架舱内，前起落架和主起落架都采用垂直伸缩起落架，前起落架舱和主起落架舱都安装前后滑动舱门。

4.根据权利要求1所述的一种不要登机梯的水陆两用大飞机，其特征是：一种垂直升降螺旋桨装置是由安装在货舱内的燃油发动机与安装在螺旋桨舱的固定齿轮箱和活动齿轮箱及螺旋桨有序连接而成，螺旋桨舱也安装有前后滑动舱门。

5.根据权利要求4所述的一种垂直升降螺旋桨装置，其特征是：固定齿轮箱中一大一小的液压作用筒分别固定在固定齿轮箱的外壳顶面，大的液压作用筒的活塞往下连接活动齿轮箱的顶面，小的液压作用筒的活塞连接换向套的顶面，换向套的双槽在上下各套一个活套锥齿轮，不论何时只有其中一个活套锥齿轮能与锥齿轮相合，该锥齿轮的轴穿过固定齿轮箱和机身骨架并通过联轴节与燃油发动机相连，二个活套锥齿轮和换向套的四层板又被来自活动齿轮箱的六角形轴从中穿过，该六角形轴还穿过固定齿轮箱的上下外壳直穿机身顶面的孔到机身上面。

6.根据权利要求3所述的一种垂直升降螺旋桨装置，其特征是：活动齿轮箱内二个锥齿轮垂直相连，其中竖向安装的锥齿轮的轴伸出活动齿轮箱与螺旋桨连接，水平的锥齿轮上方的六角形轴则穿过固定齿轮箱机壳穿过其内的二个活套锥齿轮中心的六角形孔，活动齿轮箱顶面又与大的液压作用筒的活塞连接。

7.根据权利要求1所述的一种不要登机梯的水陆两用大飞机，其特征是：客舱横骨架下边框在与立柱和二侧圆弧段骨架的交点处设带卡槽的U形槽，托板安装在卡槽内，条形气垫放在U形槽内，由托板托住。

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