CN103723284A - 三维机场 - Google Patents

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Abstract

本发明提出了一个三维机场。在三维机场内，飞机交错停在至少两个停机表面上，相邻飞机的机翼部分重合。

Description

三维机场
本申请要求申请号为61/713,475、申请日为2012年10月12日的美国专利申请的优先权。
技术领域
本发明涉及航空领域，更确切地说，涉及机场停机坪的设计。
背景技术
一个机场至少包括一个可以停靠多架飞机的航站楼。图1A是一个常规航站楼10的鸟瞰图，该航站楼10停靠着三架飞机30A-30C。航站楼由一个安全门12和三个登机口16A-16C组成。三架飞机30A-30C停在各自指定的机位A1-C1，并且停靠在各自的登机桥14A-14C边上。这些登机桥14A-14C分别与航站楼10的登机口16A-16C耦合。航站楼10的长度L大致相当于其单边停机容量（即在航站楼的一边可以停靠的飞机数量）剩以机位宽度W。图1B是三架停靠着的飞机30A-30C的前视图。这些飞机30A－30C停在一个常规机场的停机坪上。注意到，常规机场是二维机场，即三架飞机30A-30C都停在同一停机表面（例如地面16）上。为保证安全，机位宽度W应比飞机翼展宽些。由于飞机翼展较宽，机位宽度W一般较大。相应的，一个乘客需要从安全门走较长的距离L到达飞机（如30C）。此外，由于单个航站楼10的停机容量有限，一个大机场需要修建许多航站楼。
发明内容
本发明的主要目的减少乘客在机场航站楼登机时的步行距离。
本发明的另一目的是增加机场航站楼的停机容量。
本发明的另一目的是减少机场内航站楼的数量。
本发明的另一目的是减少机场的建筑费用。
本发明的另一目的是增加机库中的飞机容量。
本发明的另一目的是增加航空母舰中的飞机容量。
为了实现上述目的，本发明提出了一种三维机场。在三维机场内，飞机交错停在至少两个停机表面上—第一停机表面和第二停机表面：第一停机表面通常为地面，而第二停机表面为一高架停机结构的上表面。通过使相邻停靠飞机的机翼部分重合,飞机的停靠距离可以变近。在一实施例中，高架停机结构是固定的，其上表面通过一斜坡与地面相连。在另一实施例中，高架停机结构是可移动的。当该机位没有用来停机时，可以将该可移动的高架停机结构从该机位移开，从而使该机位有平坦的表面，以便用于飞机滑行或其他用途。该可移动的高架停机结构可以在垂直或水平方向移开。
相应地，本发明提出一种三维机场，其特征在于包括：一第一停机表面(16或86)，至少第一架飞机(80C)停在该第一停机表面上；一高于该第一停机表面的第二停机表面(18或88)，至少第二架飞机(80B)停在该第二停机表面上；该第二架飞机的机翼(42B)与该第一架飞机的机翼(42C) 至少部份重合。
附图说明
图1A是在常规（二维）机场中停靠了三架飞机航站楼的鸟瞰图；图1B是其前视图（以往技术）。
图2A是在一三维机场中停靠了三架飞机航站楼的鸟瞰图；图2B是其前视图。
图3是在一三维机场中停靠了五架飞机航站楼的鸟瞰图。
图4A－图4C是第一类高架停机结构的截面图；图4A－图4C还展示了将一架飞机移入/移出该高架停机结构的三种方法。
图5A是在第二类高架停机结构的前视图；图5B是其截面图。
图6A－图6C展示了第一种在该第二类高架停机结构停机的方法，这些图是飞机的前视图。
图7A－图7C展示了第二种在该第二类高架停机结构停机的方法，这些图是飞机的截面图。
图8A和8B是分别对应图7A和7C中停机步骤时飞机的鸟瞰图。
图9A－图9C展示了第三种在该第二类高架停机结构停机的方法，这些图是飞机的截面图。
图10A－图10C展示了第四种在该第二类高架停机结构停机的方法，这些图是飞机的截面图。
图11A－图11C展示了第五种在该第二类高架停机结构停机的方法，这些图是飞机的截面图。
注意到，这些附图仅是概要图，它们不按比例绘图。为了显眼和方便起见，图中的部分尺寸和结构可能做了放大或缩小。在不同实施例中，相同的符号一般表示对应或类似的结构。
具体实施方式
图2A－图2B为一个三维机场的航站楼20。它由安全门22和三个登机口26A-26C组成。三架飞机40A-40C停在各自指定的机位A2-C2，并停靠在各自的登机桥24A-24C边上。 这些登机桥24A-24C分别与航站楼20的登机口26A-26C结合（图2A）。与常规机场不同，飞机40A-40C并非停在同一停机表面上，而是停在至少两个停机表面上：第一停机表面16和第二停机表面18（图2B）。第一停机表面16通常为地面，第二停机表面18为一高架停机结构19的上表面。停在第一停机表面16的飞机（如40A和40C）称之为第一层飞机，停在第二停机表面18的飞机（如40B）称之为第二层飞机。这些飞机40A-40C交错停靠，即飞机40B的机翼42B与飞机40C的机翼42C至少部分重合。此重合可以将机位B2的宽度Wx降低到小于飞机40B的翼展。在相同的停机容量时（如图1A－图1B和图2A－图2B均为三架飞机），三维机场中航站楼20的长度Lx会比常规航站楼10的长度显著缩短。因此，乘客登机可以步行较短的距离。
在图2A中，所有的登机口24A-24C都位于同一楼层。其实，登机口24A-24C也可以位于两个楼层：第一登机楼层和第二登机楼层：其中第二登机楼层位于第一登机楼层的上方。第二层飞机（如40B）的登机口（如26B）位于第二登机楼层，第一层飞机（如40A和40C）的登机口（如26A和26C）位于第一登机楼层。因此，所有飞机（如40A－40C）的登机桥都比较平坦，易于登机和离机。
图3为另一个三维机场的航站楼20x。该航站楼的长度L与图1A中航站楼的长度相等，但它可以停靠5架飞机40A-40E。这些飞机分别停在指定的机位A3-E3，且停靠在各自的登机桥24A-24E边上。通过交错地停靠这些飞机（如图2B），该航站楼20x的停机容量几乎是常规航站楼10的两倍（5比3）。对于相同的停机容量，三维机场需要较少的航站楼，故建筑成本较低。而且，由常规机场改建为三维机场相对容易，仅需要增加部分高架停机结构，故改建成本也较低。
图4A－图4C展示了第一类高架停机结构19。该高架停机结构19是固定的，且最好固定在地面16上。该高架停机结构19含有一斜坡17，该斜坡17将第一停机表面16和第二停机表面18连接。该斜坡17的斜度(相对于地面16)最好小于45度，这样便于飞机40移入/移出高架停机结构19。
图4A－图4C还展示了将飞机40移入/移出高架停机结构19的三种方法。在图4A中，飞机40通过自身动力移入/移出高架停机结构19。在图4B－图4C中，飞机40通过外力协助移动。图4B中的外力来自一台牵引车或拖拉机50。牵引车或拖拉机50还可以将飞机40移出高架停机结构19。图4C中的外力来自一缆车系统，它包含至少一缆车60，一滑轮62和一电动机64。缆车系统更容易控制飞机，尤其是当将飞机40移出高架停机结构19时。在图4C的实施例中，缆车60位于高架停机结构19外部，它还可以位于高架停机结构19内部。缆车的具体实现可以借鉴旧金山市的缆车系统（cable car）。
图5A－图5B展示了第二类高架停机结构89。该高架停机结构89是可移动的。与图2A－图2B相似，三架飞机80A-80C停在各自指定的机位A4-C4，这些机位包括至少两个停机表面：第一停机表面86和第二停机表面88。第一停机表面86通常为地面，而第二停机表面88位于高架停机结构89的上表面。飞机80A-80C交错地停靠，即飞机80B的机翼82B与飞机80C的机翼82C至少部分重合。
可移动停机结构89具有两种模式：停机模式和非停机模式。在停机模式时（即飞机80B停在机位B4），高架停机结构89的第二停机表面88支撑着飞机80B。在非停机模式时（即在机位B4上没有停靠飞机），可以将高架停机结构89从机位B4中移开，使其具有平坦的表面，以便用于飞机滑行或其他用途。图5A－图5B用虚线来表示可移动停机结构89的侧墙85、87，以说明它在必要时能被移开。由于可移动停机结构89不使用倾斜表面来连接停机表面86和88， 因此更节约停机坪。以下的图6A－图11C展示了多种将飞机停到该可移动停机结构89上的方法。其中，图6A－图9C中的高架停机结构89可以垂直移动；图10A－图11C中的高架停机结构89可以水平移动。
图6A－图6C展示了第一种飞机停靠方法。可移动停机结构89含有一个固定升降机84x（如油压千斤顶），它可以调整飞机80B的位置（高度）。在非停机模式时（图6A），升降机84x的上表面88与第一停机表面86处在同一平面，以便用于飞机滑行或其他用途。在停机模式时，即当飞机80B停在升降机84x上时（图6B），升降机84x伸展并冒出第一停机表面86，直到将飞机80B上升到指定高度。这时，伸展的升降机84x就是高架停机结构89，其上表面88就是第二停机表面。之后，另一架飞机80C停靠在相邻的机位C4，其表面是第一停机表面86（图6C）。由于飞机80B高于飞机80C，其机翼82B与飞机80C的机翼82C至少部分重合。采用这种停靠方法，飞机（如80B）先进后出。
图7A－图7C和图8A－图8B展示了第二种飞机停靠方法。其可移动停机结构89含有另一个固定升降机84y（如油压千斤顶），该升降机84y比图6A－图6C中的升降机84x长，它由停靠的位置x2延伸到稍后的位置x1（参见图8A）。图7A（截面图）和图8A（鸟瞰图）为第一个步骤，飞机80C（虚线）停在机位C4，飞机80B将要停到机位B4。此时，升降机84y缩回，其上表面88与第一停机表面86在同一平面。飞机80B此时停在比位置x2稍后的位置x1，使其机翼82B与飞机80C的机翼82C不致相撞。由于位置x1是升降机84y的开始位置，升降机84y要比图6A－图6C中的升降机84x长。图7B为第二个步骤（截面图，飞机80C在图7B－图7C中没有显示），升降机84y将飞机80B上升到指定高度。这时，伸展的升降机84y就是高架停机结构89。图7C（截面图）和图8B（鸟瞰图）为第三个步骤，飞机80B在升降机84y的上表面88上滑行到位置x2。由于飞机80B高于飞机80C，其机翼82B与飞机80C的机翼82C（图8B）至少部分重合。采用这种停靠方法，飞机（如80B）先进先出。
图9A－图9C展示了第三种飞机停靠方法。其可移动高架停机结构89含有第一固定升降机84a（如第一油压千斤顶）和第二固定升降机84b（如第二油压千斤顶）。第一升降机84a位于位置x1，第二升降机84b位于位置x2。与图7A-7C相似，首先，即将停靠的飞机80B位于位置x1，两个升降机84a和84b都缩回，它们的上表面88x和88与第一停机表面86在同一平面（图9A）。然后，第一升降机84a伸展并将飞机80B上升到指定高度，第二升降机84b也伸展到同样的高度，其上表面88与第一升降机84a的上表面88x处于同一高度（图9B，此图未显示飞机80C）。最后，飞机80B滑行到位置x2上（图9C），其机翼82B与飞机80C的机翼82C至少部分重合。此时，第一个升降机84a可以缩回，其表面可以用于飞机滑行或其他用途。采用这种停靠方法，飞机（如80B）先进先出。
图10A－图10C展示了第四种飞机停靠方法。其可移动停机结构98在非停机模式下可以在水平方向从机位B4移出，在停机模式下可以在水平方向移入机位B4。图10A为第一个步骤，将要停靠的飞机80B位于位置x1。位于x1的固定升降机84z（如油压千斤顶）此时缩回，其上表面88z与第一停机表面86在同一平面。图10B为第二个步骤，升降机84z伸展并将飞机80B上升到指定高度。可移动停机结构98被移至位置x2，其上表面88与升降机84z的上表面88z处于同一平面。图10C为第三个步骤，飞机80B滑行到可移动停机结构98的上表面88，自此由其支撑。此时，升降机84z缩回。由于飞机80B高于飞机80C，其机翼82B与飞机80C的机翼82C至少部分重合。采用这种停靠方法，飞机（如80B）先进先出。
图11A－图11C展示了第五种飞机停靠方法。该实施例使用移动升降机90。该移动升降机90包括升降机92（如油压千斤顶），行驶装置94（如驱动车轮）和导引装置96（如方向盘）。首先，移动升降机90用升降机92将飞机80B上升到指定高度（图11A），然后再将飞机80B移动到位置x2。由于飞机80B比飞机80C高，其机翼82B与飞机80C的机翼82C可以至少部分重合（图11B）。最后，与图10B相似，可移动停机结构98移动到飞机80B下方。在移动升降机90与飞机80B脱离后，飞机80B由可移动停机结构98支撑。对于熟悉本领域的技术人员来说，图11C中的步骤可以跳过，飞机80B在机位B4上可以始终由移动升降机90支撑。采用这种停靠方法，飞机（如80B）先进先出。
应该了解，在不远离本发明的精神和范围的前提下，可以对本发明的形式和细节进行改动，这并不妨碍它们应用本发明的精神。例如，高架停机结构可以不仅仅用在机场，也可以用在机库中。除此之外，高架停机结构还以用在航空母舰上。此时，第一停机表面是飞行甲板。因此，除了根据附加的权利要求书的精神，本发明不应受到任何限制。

Claims (10)

1.一种三维机场，其特征在于包括：
一第一停机表面(16或86)，至少第一架飞机(80C)停在该第一停机表面上；
一高于该第一停机表面的第二停机表面(18或88)，至少第二架飞机(80B)停在该第二停机表面上；
该第二架飞机的机翼(42B)与该第一架飞机的机翼(42C) 至少部份重合。
2.根据权利要求1所述的三维机场，其特征还在于包括：一包含第一和第二登机桥(24B、24C)的航站楼(20)；该第一停机表面位于该航站楼附近，且该第一架飞机(80C)停靠在该第一登机桥(24B)边上；该第二停机表面位于该航站楼附近，且该第二架飞机(80B)停靠在该第二登机桥(24C)边上。
3.根据权利要求1所述的三维机场，其特征还在于含有：一含有该第二停机表面的高架停机结构。
4.根据权利要求3所述的三维机场，其特征还在于：该高架停机结构是固定的。
5.根据权利要求4所述的三维机场，其特征还在于含有：一连接该第一和第二停机表面的斜坡。
6.根据权利要求5所述的三维机场，其特征还在于含有：一能协助该第二架飞机移动的外力。
7.根据权利要求3所述的三维机场，其特征还在于：该高架停机结构是可移动的。
8.根据权利要求7所述的三维机场，其特征还在于：该高架停机结构可在水平或垂直方向移动。
9.根据权利要求8所述的三维机场，其特征还在于：该高架停机结构含有升降机。
10.根据权利要求1所述的三维机场，其特征还在于：该机场是机库或航空母舰的一部分。
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