CN106064667A - 具有改进型底舱结构的飞机 - Google Patents

Abstract

本发明涉及飞机，其具有乘客用客舱(34)和在客舱之下的底舱(30)，底舱沿所述飞机的纵向轴线延伸，其特征在于，底舱(30)具有两个系统组合件，两个系统组合件沿着与飞机的纵向轴线平行的两条线路分布，两个系统组合件适于执行飞机飞行所需的功能，两条系统组合件线路分别布置在底舱的两个侧面区域(Z1,Z2)中，两个侧面区域彼此横向隔开并围绕自由中央区域(E1)，自由中央区域沿飞机的纵向轴线(X)延伸。因此，这种布置从底舱去除所有技术区域，这便于内部布置和技术维护。

Description

具有改进型底舱结构的飞机

技术领域

本发明涉及飞机，其具有客舱和位于客舱之下的底舱，客舱用于乘客，底舱接纳能够执行飞机运行所需功能的系统。

背景技术

大部分商用飞机具有一个接纳驾驶舱的前端、一个后端以及两者之间的中部。位于机身的增压区中的该中部具有乘客用的客舱和位于客舱之下的底舱。

通常，底舱或货舱既内装用于运输货物的集装箱，又内装履行不同功能所需的不同系统，例如电气、电子和航空电子系统(总配电箱和相关部件、航空电子计算机等)，气动系统，尤其是机身不同增压区的空调和通风系统(用于使乘客舒适和用于设备的运行)，以及液压系统，尤其是餐饮处和洗手间的给水系统，以及这些场所的废水回收系统。

公知地，这些系统或者其中至少某些系统分布在底舱中，分布在布置于不同的专用技术区域的设备中，所述专用技术区域即：

-前部主要电气和电子技术区域，其既位于前端，也位于中部，

-附加中央电气和电子技术区域，当飞机机翼在中央区域连接于机身时，附加中央电气和电子技术区域位于中部的所述中央区域，

-气动技术区域，其位于附加中央电气和电子技术区域之后，

-附加后部电气和电子技术区域，其位于中部的后部区域，

-液压技术区域，其位于后端的后部和前部附加电气和电子技术区域之后。

应当指出，不同技术区域的空间分布原理也适用于机翼进行不同定位的飞机。因此，这些技术区域的定位可以变化。

不同的电气、电子、气动和液压系统分别在前述专用区域的设备中的安装，致使安装布置很复杂。

实际上，这种集成必须考虑到：

-一方面是安装的限制条件，其难以甚至不可能在同一部位物理地集成性质和形状不同的物件，以及

-另一方面是安全的限制条件，其需要通过使两个相同的系统尽可能彼此远离地安装来成对地布置至少某些系统。

此外，由于这些限制条件，系统之间的功能性连接(电气、气动、液压连接)在其长度及其复杂性方面不是最佳化。

发明内容

本发明旨在提出一种新型的飞机内部结构，其可简化前述系统的集成。

因此，本发明旨在提出一种飞机，其具有乘客用的客舱(34)和在客舱之下的底舱，底舱沿所述飞机的纵向轴线延伸，其特征在于，底舱包括两个系统组合件，两个系统组合件沿着与飞机的纵向轴线平行的两条线路分布，两个系统组合件适于执行飞机飞行所需的功能，两条系统组合件线路分别布置在底舱的两个侧面区域中，两个侧面区域彼此横向隔开并围绕自由中央区域，自由中央区域沿飞机的纵向轴线延伸，底舱具有分别布置在两个侧面区域中的设备架，两个系统组合件中的系统容纳在设备架中。

不同的系统按照两个系统组合件分布，获得简化的底舱结构，两个系统组合件接纳在设备架中并分别分布在位于一个自由中央区域(自由中央区域尤其被保留用于接纳多个货物集装箱，多个货物集装箱沿飞机的纵向轴线一个接着一个排齐)两侧的两个不同侧面区域中。

底舱的以前专用于接纳不同系统(例如电气和电子区域、气动和液压区域)的、并分散在彼此隔开(例如在纵向上)的不同部位的局部技术区域或隔舱，予以去除。

这些专用的和分散的技术区域现在被每个都纵向(平行于飞机的纵向轴线)延伸的两个侧面区域代替，侧面区域集中至少某些，例如大部分的系统，所述系统是适于执行飞机飞行所需功能的并且以前位于前述分散技术区域的系统。

在两个平行的侧面区域或侧面空间集中布置系统，可使与系统连接的功能性连接件(例如电气、气动和液压连接件)以及系统之间或至少其中某些系统之间的连接件的布置合理化。

根据可单独地或以彼此组合的方式具有的其它特征：

-底舱在每个侧面区域中具有一个侧面空间，侧面空间位于有关的侧面区域的设备架与相对机身的壁之间，底舱在每个侧面区域具有一连接件组，连接件组在纵向上沿有关的系统组合件线路在所述侧面区域的侧面空间中延伸，每个连接件组具有分路，分路用于连接于所述系统；

-每个设备架具有面对着自由中央区域的前端面和面对着侧面空间的后端面；

-平行的两条系统组合件线路每个都从底舱的一端延伸至另一端；

-平行的两条系统组合件线路每个都在位于飞机的机翼处的一部分底舱处局部地中断；

-平行的两条系统组合件线路从底舱的一端连续地延伸至另一端；

-每个侧面区域具有多个设备架，设备架沿有关的系统组合件线路彼此对齐，以形成设备架线路；

-至少某些设备架是相同的；

-每个设备架具有一个前端面，前端面面对着自由中央区域并在横截面上朝自由中央区域的方向倾斜，以便前端面的上端比所述前端面的缩进的下端更接近所述自由中央区域

-每个设备架具有一个上端面和一个下端面，上端面和下端面两者均邻接于设备架的前端面，并且成形成尽可能分别靠近底舱的顶板和机身的邻接壁；

-每个设备架在横截面上具有总体的梯形形状；

-自由中央区域在侧面由两条系统组合件线路限定，在上部由底舱的顶板限定，在下部由与顶板平行的地板限定；

-自由中央区域在横截面上具有多边形形状，多边形形状由两个梯形接合形成，两个梯形通过它们各自底边连接；

-底舱接纳货物集装箱，货物集装箱在横截面上的总体的形状对应于自由中央区域的总体的多边形形状；

-飞机具有前端、后端和位于两者之间的中部，中部具有乘客用的客舱和在客舱之下的底舱，中部具有在其全部长度上几何形状不变的横截面。

附图说明

通过阅读下文参照附图仅作为非限制性实施例给出的说明，本发明的其它特征和优越性将得以显现，附图中：

－图1是根据本发明的一实施方式的飞机的总示意性视图；

－图2是图1所示飞机的横截面的示意性视图；

－图3是图2所示货舱的局部立体示意性视图；

－图4是总示意性视图，示出图2和3所示的设备架的双线路结构。

具体实施方式

图1示出飞机10，其具有前端12、后端14和位于两者之间的机身中部16。机身中部是飞机在纵向尺寸上沿纵向轴线X具有非渐开线形横截面的一个区域，而前端和后端是沿轴线X具有渐开线形横截面的区域(这些区域的横截面的几何形状沿轴线X进行变化)。飞机还具有中央机翼18，在中央机翼上安装发动机，图中仅示出一个发动机20。

图2示出机身的中部16的横截面，在该实施方式中，机身中部16在其整个长度上具有不变的几何形状，例如为圆形。因此，在该实施例中，称为“飞机标准截面”的机身中部16总体呈圆柱形。图上示出机身主结构的一个骨架22，显然，机身沿轴线X具有一系列类似的骨架，骨架彼此平行并且相互之间以公知的方式连在一起。

机身中部16分成乘客用的上部的客舱(客舱包括配有乘客座位的机舱，其为简化起见未被示出)和底舱或仪器舱。底舱30尤其位于客舱34的地板32之下。底舱30包括底舱地板36，底舱地板布置在横截面的最低部分中并平行于地板32。地板32作为底舱的顶板并在中部16的整个长度上延伸(沿图1所示的轴线X)。底舱地板36具有水平部分36a，水平部分36a被两个沿着机身的邻接壁的上升轮廓的对称的倾斜的地板侧面部分36b、36c围绕。

地板32具有中央部分32a，中央部分32a被两个旁侧部分32b、32c围绕。

如图2所示，两个设备架M1、M2安装在分别位于两个地板旁侧部分32b、32c之下的两个侧面区域Z1、Z2中。侧面区域Z1、Z2在纵向上从底舱的位于前端处的一端延伸直至在机翼18与机身连接处的中部16的中央区域16a(图1)。在这个由于中央区域16a所造成的中断部分之后，侧面区域Z1、Z2继续在纵向上延伸直至底舱的位于后端14处的相对一端(图1)。

两个侧面区域Z1、Z2彼此横向隔开并且围绕纵向延伸的自由中央区域E1，自由中央区域E1用于尤其接纳沿飞机的纵向轴线布置的多个货物集装箱，例如图2所示的集装箱40。

设备架M1和M2彼此面对着布置在自由中央区域E1的两侧。

每个设备架在横截面上具有例如总的梯形形状。设备架M1(或M2)的总的梯形形状一方面由彼此平行的两个大端面M12、M13(或M22、M23)、另一方面由相向倾斜的并与大端面邻接的两个小端面M14、M15(或M24、M25)形成。为了下面说明的需要，彼此平行的大端面M12、M13(或M22、M23)分别称为前端面和后端面。前端面M12(或M22)是设备架的面对着自由中央区域E1的端面，而设备架的后端面M13(或M23)是相反的端面，相对于自由中央区域E1位于设备架的后面并面对着相对机身的壁。

设备架M1、M2每个都具有其各自的前端面M12、M22，前端面面对着自由中央区域E1并且朝该自由中央区域的方向倾斜，以使前端面的各自的上端M121、M221比所述前端面的缩进的下端M122、M222更接近所述自由中央区域。

各个设备架M1、M2的侧端面M14(上端面)、M15(下端面)、M24(上端面)、M25(下端面)成形成尽可能分别地靠近地板旁侧部分32b和32c以及底舱30中机身的下邻接壁。因此，设备架在横截面上的外形至少部分地几乎贴合具有三角形横截面的每个区域Z1、Z2的外形。

如图3所示，多个设备架M1(或M2)每个都面对着自由中央区域E1并列布置(沿飞机的纵向轴线X看，即沿与轴线X平行的同一线路，这些设备架一前一后地布置)在侧面区域Z1(或Z2)中，并且沿一条与轴线X平行的线路延伸。同一设备架线路中的设备架彼此邻接地布置，从而例如在布置的整个长度上形成一个平行六面体。因此，两条线路的设备架彼此间平行地布置在自由中央区域E1的两侧。每个设备架M1、M2通过其前端面M12、M22的上端部和下端部分别地固定至位于上面的地板旁侧部分的自由端和位于地板旁侧部分之下的机身的下边缘，同时相对于由与中央部分32a连接的所述旁侧部分的端部形成的伸出部分缩进。

在所示的实施方式中，设备架是完全相同的并且每个都占据相同的侧向体积。根据一未示出的实施例，设备架在形状和体积上可以彼此不同。

应当指出，地板在这里(图3)示出为三个不同地板部分：中央部分32a，其厚度小于围绕中央部分的旁侧部分32b、32c，中央部分在相对的两端被固定至旁侧部分。中央部分32a的两个自由端之一通过彼此互补嵌接的固定件固定至两个地板旁侧部分之一的一自由端，以便能够在机身的压力作用下进行横向移动。特别是，彼此互补的固定件之间的配合一方面在中央部分32a与旁侧部分32c之间形成铰接件31，另一方面在中央部分32a与旁侧部分32b之间形成连接件40。连接件40的特性允许两个连接的部分32a、32b之间的可能的横向移动(在地板32的平面中，即这里是在一个水平平面中)。连接件是例如由一个轴实施的滑动连接件，轴可在一个长方形孔内滑动。在具有圆形横截面的机身受压变形时，这种布置很有用。在机身压力的作用下，彼此连接的旁侧部分32c和中央部分32a总体与另一个旁侧部分32b分开，这允许不对中央部分32a施加机械牵拉荷载。

地板中央部分32a例如沿机身中部16的纵向轴线分成多个纵向地板区段，每个纵向地板区段的长度都小于机身中部的总长度。这些纵向地板区段一旦布置就位就形成一个连续的地板中央部分。应当指出，地板旁侧部分32b、32c本身每个都可实施成一个单体长形组件，其长度等于或小于中部16的长度。

根据图2的视图，自由中央区域E1具有多边形形状，多边形形状例如由两个梯形T1、T2接合形成，两个梯形通过各自底边沿虚线所示的虚拟线路连接。该区域或空间的外形沿着地板32的下端面的型面、设备架M1、M2的前端面的型面、底舱地板的倾斜的侧面部分36b、36c的型面、以及水平的中央部分36a的型面。

因此，底舱30接纳货物集装箱，例如集装箱40，货物集装箱在横截面上的总体的形状对应于自由中央区域E1的总体的多边形形状，以便占据所有可能的可用空间。

如图3所示，每个设备架(例如设备架M2)的前端面具有两个平行的长形的构件l1、l2，例如连杆，两个构件围绕一个中央板p。构件l1、l2每个都经由它们的相对的端部M121、M122、M221、M222铰接安装在上纵杆b1和下纵杆b2上，端部M121、M122、M221、M222用公知技术分别固定至地板32的下端面和底舱30中机身的下壁(因此，设备架的前端面具有上和下两个铰接件)。设备架的下端部M122和M222经由公知类型的铰接件(支座、榫和轴)进行铰接。设备架M121和M221的上端被铰接，以使铰接件可打开，以便使设备架向下枢转，如图4所示。例如，用于设备架的上铰接件的榫成形成钩状或弹簧钩状，以便根据需要打开和闭合榫。

设备架可向下翻转(如图3所示，设备架之一M2处于从其容置座取出的位置，并支承在中央部分36a上)，以便进行各种操作，且尤其是进入位于设备架后面的侧面区域Z2的侧面空间。

在工作位置(非翻转位置)，构件l1、l2在地板旁侧部分32b、32c与机身的下边缘之间，起倾斜作用力传输元件的作用。

因此，安装在地板旁侧部分与底舱30中机身的下部之间的设备架，能支承所述地板旁侧部分，所述地板旁侧部分经由其结构性支柱支承在这些设备架上。

一方面是设备架M1组和另一方面是设备架M2组的每个设备架都能够容纳能执行飞机飞行所需功能的系统。换句话说，所谓系统，指的是其作用是确保飞机正常飞行的除与飞机结构和与客舱有关的功能之外的所有功能。这里，仅考虑集成在飞机增压机身中的系统。在这些系统中，有电气系统(例如总配电箱及其相关部件)和/或电子系统(例如各种计算机)、空气调节和通风系统、配水和废水回收系统以及航空电子系统。

这些系统以前在货舱中分散在局部专用技术区域中(例如：气动区域、液压区域等等)，这些区域现在均予以去除(前和后电气技术区域、中央区域的空气技术区域以及后部区域的水技术区域)。这些区域具有的设备确保飞机正常飞行所需的所有功能。

这些系统现在被集中，例如其中大部分集中在沿相面对的两条平行的设备架线路延伸的侧面区域Z1和Z2的设备架M1、M2组中。

如图2所示，设备架M1和M2(其形状适当)在侧面区域呈倾斜位置的布置能够在设备架的后端面与相对机身的壁之间形成相对减小的具有基本呈三角形横截面的侧面空间或辅助空间E2、E3。沿设备架线路延伸的该侧面空间接纳设备架中容置的系统运行所需的所有电气、气动和液压连接件50a-c(电缆、导管等等)。分路d1、d2、d3可使这些连接件连接于系统，和起系统设备架的输入/输出作用。分路d1、d2、d3或者具有电源作用(向系统设备架的部件供电)，或者具有传输作用。通风空气接口I1、I2布置在设备架的下侧端面与邻接的机身壁之间(图2)。

图4示出布置在底舱30中的系统的双线路结构：两条线路的设备架L1、L2尽可能彼此远离，所有电气、气动和液压连接件50a-c在设备架后面沿机身壁52在上述的侧面空间中延伸。设备架围绕用于接纳货物集装箱的自由中央区域E1，货物集装箱具有的优化的形状适合留出来的自由中央区域的形状。去除专用于底舱及其设备的技术舱能够回收利用归纳到布置于侧面空间中的设备架M1和M2中的贮存空间。因此，除去技术舱的底舱空间(该空间现在是均质的)可更好地进行布置，因而比现有技术中难以进入的、形状复杂的区域更易于进行配置。

这种结构相对于现有技术来说，缩短了连接至设备架的系统的连接件的长度，并简化了连接件的布置，因为仅需要与分路连接的纵向(直形)系统连接件组合件。由此可以减轻机载重量，提高结构紧凑性，降低成本。

由于设备架M1和M2例如是完全相同的，设备架的固定方式是相同的，这简化了设备架在底舱中的安装，并缩短整合时间。也便于使容纳在设备架中的系统连接于系统连接件。

设备架能使不同性质的系统(空气、水、电气)整合在标准化空间中，从而使设备架获得一定的使用灵活性。

还注意到简化了维护，因为仅由底舱即可接近系统，相对于非常狭小的传统技术舱来说，底舱提供很大的可用工作空间(图3)。工业化也得到简化。

底舱的新式布置允许取消直接连到飞机结构的大量构件。由此可以减轻机载重量，提高结构紧凑性，降低成本。

为备用需要而容纳相同的系统和设备的设备架M1和M2尤其沿纵向轴线错开，以便彼此不横向地面对面。因此，在发动机爆裂的情况下，两套相同系统和设备的损坏危险大为减少。此外，这种布置不使保持直形的系统连接件的布置复杂化。

应当指出，设备架之间的和因而容纳在设备架中的系统之间的间隔，已经提高了安全性，因为备用的系统和设备彼此远离(分隔)。

在上述结构中，所有构件在其形状上最佳化，以获得最佳整合和减小体积。

上述优越性一般应用于这样一种底舱，其中，系统(以前容纳在该空间的技术舱中)分布在设备架组中，设备架组布置于彼此由自由中央区域隔开的两个侧面区域中。底舱的这种总体结构可从该空间取消所有技术区域，例如旧时的体积大的技术舱：其始终不易于进入，且通常在给定的区域和在一定的长度上(沿飞机的纵向轴线)占据飞机的几乎整个宽度(横截面)。因此，便于进入和进行维护。设备架与相对机身的壁之间的侧面空间允许例如容纳系统连接件组合件(例如：电气、气动、液压连接件组合件等等)。

根据一未示出的实施例，设备架组合件的两条平行线路和因此系统组合件的两条平行线路从底舱的一端连续延伸至另一端，在机翼连接机身处不会像前述方式中那样被中断。这种布置可应用于其机翼在机身高位连接的飞机上。

根据一未示出的实施例，地板以不同的方式构成，因而不必由三个部分即两个旁侧部分和一个中央部分形成。

Claims (15)

1.飞机，其具有乘客用的客舱(34)和在客舱之下的底舱(30)，底舱沿所述飞机的纵向轴线延伸，

其特征在于，底舱(30)包括两个系统组合件，两个系统组合件沿着与飞机的纵向轴线平行的两条系统组合件线路分布，两个系统组合件适于执行飞机运行所需的功能，两条系统组合件线路分别布置在底舱的两个侧面区域(Z1,Z2)中，两个侧面区域彼此横向隔开并围绕自由中央区域(E1)，自由中央区域沿飞机的纵向轴线(X)延伸，底舱具有分别布置在两个侧面区域(Z1,Z2)中的设备架(M1,M2)，两个系统组合件中的系统容纳在设备架中。

2.根据权利要求1所述的飞机，其特征在于，底舱在每个侧面区域中具有一个侧面空间，侧面空间位于有关的侧面区域的设备架与相对机身的壁之间，底舱在每个侧面区域具有一连接件组(50a-c)，连接件组在纵向上沿有关的系统组合件线路在所述侧面区域(Z1,Z2)的侧面空间中延伸，每个连接件组具有分路，分路用于连接于所述系统。

3.根据权利要求2所述的飞机，其特征在于，每个设备架(M1,M2)具有面对着自由中央区域(E1)的前端面(M12,M22)和面对着侧面空间的后端面。

4.根据权利要求1至3中任一项所述的飞机，其特征在于，平行的两条系统组合件线路每个都从底舱(30)的一端延伸至另一端。

5.根据权利要求4所述的飞机，其特征在于，平行的两条系统组合件线路每个都在位于飞机的机翼(18)处的一部分底舱(30)处局部地中断。

6.根据权利要求4所述的飞机，其特征在于，平行的两条系统组合件线路从底舱(30)的一端连续地延伸至另一端。

7.根据权利要求1至6中任一项所述的飞机，其特征在于，每个侧面区域具有多个设备架，设备架沿有关的系统组合件线路彼此对齐，以形成设备架线路。

8.根据权利要求1至7中任一项所述的飞机，其特征在于，至少某些设备架(M1,M2)是相同的。

9.根据权利要求1至8中任一项所述的飞机，其特征在于，每个设备架(M1,M2)具有一个前端面(M12,M22)，前端面面对着自由中央区域(E1)，并在横截面上朝自由中央区域的方向倾斜，以便前端面的上端(M121,M221)比所述前端面的缩进的下端(M122,M222)更接近所述自由中央区域。

10.根据权利要求9所述的飞机，其特征在于，每个设备架(M1,M2)具有一个上端面(M14,M24)和一个下端面(M15,M25)，上端面和下端面两者均邻接于设备架的前端面，并且成形成尽可能分别靠近底舱(30)的顶板(32)和机身的邻接壁。

11.根据权利要求10所述的飞机，其特征在于，每个设备架(M1,M2)在横截面上具有总体的梯形形状。

12.根据权利要求1至11中任一项所述的飞机，其特征在于，自由中央区域(E1)在侧面由两条系统组合件线路限定，在上部由底舱的顶板(32)限定，在下部由与顶板平行的地板(36)限定。

13.根据权利要求9或10以及根据权利要求12所述的飞机，其特征在于，自由中央区域(E1)在横截面上具有多边形形状，多边形形状由两个梯形(T1,T2)接合形成，两个梯形通过它们各自底边连接。

14.根据权利要求13所述的飞机，其特征在于，底舱(30)接纳货物集装箱(40)，货物集装箱在横截面上的总体的形状对应于自由中央区域(E1)的总体的多边形形状。

15.根据权利要求1至14中任一项所述的飞机，其特征在于，飞机具有前端(12)、后端(14)和位于前端与后端两者之间的中部(16)，中部具有乘客用的客舱(34)和在客舱之下的底舱(30)，中部(16)具有在其全部长度上几何形状不变的横截面。