CN106064668A - 具有简化的标准横截面的飞机 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种飞机，其具有机身，机身包括具有不变几何形状的横截面的中部(16)且具有地板(32)，其特征在于，地板具有两个地板侧面部分(32b，32c)，这两个地板侧面部分分别固定于机身的两个相对的侧边缘(B1，B2)且围绕地板中央部分(32a)，这两个地板侧面部分固定于该地板中央部分，地板侧面部分之一(32b)固定于地板中央部分(32a)，以便在机身内压力改变的情况下，允许在两个部分(32a，32b)之间进行相对的侧向移动。因此，横截面在机身增压时均匀变形，地板不参与保持机身的形状。

Description

具有简化的标准横截面的飞机

技术领域

本发明涉及一种包括具有不变几何形状的横截面的中部的飞机。

背景技术

通常，飞机具有机身，机身相继由以下沿飞机的纵向轴线布置的构件形成，即一个前端、一个具有不变横截面(称为“标准横截面”)的中部、和一个后端。

在大部分商用飞机上，中部的横截面具有复杂形状，其尤其是旨在使内部空间的乘坐舒适性最佳化，以便在经济舱接纳尽可能多的乘客，在头等舱提供更大的乘坐舒适的空间。

在某些商用飞机上，所述复杂形状是四叶形形状。

为避免在具有标准横截面的内部增压时不均匀地发生变形，机身的四叶形形状由一个结构性地板保持，该结构性地板连接机身的两个相对的边缘并抵消机身增压时传送到机身的作用力(“工作”地板)。

鉴于上述情况，值得注意的是提出飞机标准横截面的简化构造。

发明目的

因此，本发明的目的在于一种飞机，其具有机身，机身包括具有不变几何形状的横截面的中部且具有地板，其特征在于，地板具有两个地板侧面部分，这两个地板侧面部分分别固定于机身的两个相对的侧边缘且围绕中央部分，这两个地板侧面部分固定于地板中央部分，地板侧面部分之一固定于地板中央部分，以便在机身内压力改变的情况下，允许在两个部分之间进行相对的侧向移动。

具有不变几何形状的横截面在机身增压时保持稳定(即其均匀变形)，因而地板不需要“工作”，即其不参与保持机身的形状。此外，在地板部分之间具有横向运动自由度，以便在增压作用下机身直径增大时，中部无机械荷载。

根据其它可行的特征，单独地或以彼此组合的方式：

－机身具有沿着飞机的纵向轴线相继布置的前端、具有不变几何形状的横截面的中部、和后端，前端和后端每个都具有渐开线形横截面；

－中部具有圆形横截面；

－对于沿飞机的纵向轴线布置的每个地板侧面部分来说，飞机具有多个在每个地板侧面部分与机身之间延伸的作用力传输元件，每个作用力传输元件从固定于地板中央部分的一个地板侧面部分的一个端部，倾斜延伸至机身的位于地板侧面部分之下的、相对于所述地板侧面部分的该端部形成的伸出部分缩进的下边缘；

－飞机在每个地板侧面部分之上具有多排乘客座位，每排乘客座位安装在与地板平行的纵向延伸的同一个管上，管本身由单个支座固定于相应的地板侧面部分；

－每排乘客座位的单个支座固定在固定于地板中央部分的地板侧面部分的该端部处，以便由位于地板之下的作用力传输元件转递通过所述支座的垂直作用力；

－中部留出用于接纳乘客座位；

－飞机具有电缆束和供气排气管道，电缆束和供气排气管道集装在地板侧面部分中，以便在飞机的中部中纵向延伸。

附图说明

在下面参照附图所作的仅仅作为非限制性实施例给出的说明中，本发明的其他特征和优点将显示出来，附图如下：

－图1是根据本发明的一实施方式的飞机的总立体示意图；

－图2是图1所示飞机的横截面的示意图；

－图3是图2的缩小简化示意图；

－图4是图2所示货舱的局部立体示意图；

－图5是图2的缩小示意图；

－图6是纵向剖切俯视示意图，示出图1所示飞机的内部布置；

－图7是图6所示后端内部的局部立体示意图；

－图8和9分别是根据本发明的一实施方式的新的飞机构型和普通飞机构型的正视示意图；

－图10是图1所示飞机的后视立体示意图；

－图11是正视示意图，示出图9所示新的飞机构型的一个整体组件。

具体实施方式

图1以立体图示出飞机10，其具有沿飞机的纵向轴线X布置的以下构件：前端12、后端14以及在前端和后端之间的机身中部16。飞机也具有中央机翼(voilure)18，中央机翼上安装两个发动机20和22。

图2以横截面图示出机身中部16，其在全部长度(纵向轴线X)上具有不变的几何形状(非渐开线形)，这里，例如横截面呈圆形。因此，称为“飞机的标准横截面”的整个机身中部16本身呈圆柱形。前端12和后端14本身每个都具有渐开线形横截面，即其横截面沿纵向轴线X变化。

附图上示出机身主结构的骨架24，显然，机身沿纵向轴线X具有一系列类似的骨架，这些骨架彼此平行并且相互间以公知的方式固连在一起。

机身中部16具有由地板32彼此分隔开的上舱28和下舱30。上舱28具有配有乘客座位的座舱，而下舱30是一个底舱或货舱。底舱30具有底舱地板36，该底舱地板布置在横截面的最低部分并且平行于地板32。地板32替代用于底舱的顶板并且在中部16的整个长度上延伸(沿图1所示飞机的纵向轴线X)。底舱地板36具有水平部分36a，该水平部分被两个对称的倾斜地板部分36b、36c围绕，这两个对称的倾斜地板部分循随沿着机身邻接壁上升的型廓。

地板32具有中央部分32a，该中央部分被两个侧面部分32b、32c围绕，这两个侧面部分的每个都例如在中部16的整个长度上形成一个整体组件。

中央部分32a是一个配有纵向管道的中空箱体，纵向管道确保结构加固。

左边地板侧面部分32b和右边地板侧面部分32c分别固定在面对着机身的两个相对的内侧边缘B1、B2上。边缘B1、B2配有固定件，固定件与侧面部分32b、32c的相应的互补固定件配合，用以以公知的方式形成分别的铰接件31、33。固定件的彼此固接操作例如手动进行。

地板中央部分32a沿机身中部的纵向轴线分成多个纵向地板区段，每个地板部分的长度都小于机身中部的全长。纵向地板区段一旦布置好就形成一个连续的地板中央部分。如图2所示，每个中央地板区段32a在其两个相对的端部都具有固定件，固定件与两个地板侧面部分32b、32c的相应自由端部配有的互补固定件进行接合。彼此互补的固定件之间的配合，一方面在中央部分区段32a与侧面部分32c之间形成一个铰接件38，另一方面在中央部分区段32a与侧面部分32b之间形成一个连接件40。连接件40能够允许在两个连接部分32a、32b之间进行横向移动(在地板的平面上，即这里是在一个水平平面上)。连接件是一个例如由一个轴实施的滑动连接件，其可在一个长方形孔内滑动。在具有圆形横截面的机身如图3上不同的箭头所示受压变形时，这种布置很有效。在机身增压的作用下(机身内径向箭头)，彼此连接的侧面部分32c和中央部分32a整个与另一个侧面部分32b分开，这可不对中央部分32a施加机械张拉载荷。

如图2所示，每个地板侧面部分32b、32c形成一个箱体，该箱体被分成多个平行的中空隔间，沿飞机的纵向轴线(垂直于附图)延伸并分隔开。隔间32b1-32b8和32c1-32c8每个都接纳电缆束、供气排气管道，电缆束和供气排气管道连接于飞机的不同系统和设备，例如与电网连接的控制或动力部件和系统(总配电箱、航空电子仪器设备架、空气或水控制设备架)。

机身中部16在每个地板侧面部分32b、32c之下具有多个设备架，这多个设备架沿飞机的纵向轴线并列布置。

这些设备架沿两条平行线路在一个纵向延伸的自由中央空间E1两侧分布在底舱30中，自由中央空间用于接纳尤其是多个货物集装箱。

图2示意地示出两个面对着的由中央空间E1彼此分隔开的设备架M1和M2，设备架沿着纵向排列遮住布置在图2后景中的其他例如相同的其它设备架(相同的接纳空间和相同的体积)。

如此分布的设备架分别集中布置两组电气和/或电子系统、和/或空气调节与通风系统、和/或配水与废水回收系统、和/或航空电子系统。这些系统以前大部分在地板之下的下舱中分散在专用技术区域(空气调节区域、液压设备区域、电气设备区域等等)中。

如图2所示，两个设备架M1、M2安装在分别位于地板侧面部分32b、32c之下的两个侧面区域Z1、Z2中。

侧面区域Z1、Z2从货舱的一端部纵向延伸至中部16的中央区域16a(图1)，然后，在这种因为区域16a而中断之后，恢复纵向延伸，直到货舱的位于后端14处的相对的一端部，在该中央区域处机翼18连接至机身。

每个设备架沿着横截面例如具有总体梯形形状。设备架M1(或M2)的总体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)是设备架的面对着中央空间E1的端面，而后端面M13(或M23)是相对于中央空间位于设备架后面的相对端面。

设备架M1、M2每个都具有其各自的前端面M12、M22，前端面面对着中央空间E1且朝该中央空间的方向倾斜，以使前端面的各自的上端部M121、M221比所述前端面的缩进的下端部M122、M222更接近所述中央空间。

相应设备架M1、M2的侧端面M14(上端面)、M15(下端面)、M24(上端面)、M25(下端面)构型成尽可能分别靠近地板侧面部分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廓形至少部分地几乎完全贴合具有三角形横截面的每个区域Z1、Z2的廓形。

每个设备架M1、M2由其正面M12、M22的上端部和下端部分别固定于位于上面的地板侧面部分的自由端部和位于地板侧面部分之下的机身的下边缘，相对于与中央部分32a连接的所述侧面部分的端部形成的伸出部分缩进。

如图4所示，每个设备架(例如设备架M2)的前端面具有两个平行的细长件l1、l2，例如连杆，这两个平行的细长件围绕一个中央板p。细长件l1、l2每个都由用公知技术分别固定于地板32的下端面和机身的下壁的相对端部M121、M122、M221、M222，铰接安装在上和下纵杆b1和b2上。设备架的下端部M122和M222由公知类型的铰接件(叉形接头(chape)、榫和轴)进行铰接。设备架M121和M221的上端部本身铰接成铰接件可打开，以使设备架向下枢转，如图4所示。例如，用于设备架的上铰接件的榫构型成钩状或弹簧钩状，以便能根据需要打开和闭合。

设备架可向下翻转(如图4上可见，设备架之一M2处于与其座腔分离的位置，支承在中央部分36a上)，以便进行各种操作，尤其是进入侧面区域Z2的位于设备架后面的空间。

在工作位置(非翻转位置)，构件l1、l2在地板侧面部分32b、32c与机身下边缘之间，起倾斜作用力传输元件的作用。因此，设备架能由其结构性支柱支承地板侧面部分。

如图2所示，中央空间E1具有多边形形状，该多边形形状由两个由其各自的底边接合的梯形连接而成。该空间的廓形遵循地板中央部分32a的下端面的廓形、设备架M1、M2的前端面的廓形、底舱地板的侧面倾斜部分36b、36c的廓形、以及中央水平部分36a的廓形。

因此，底舱30接纳货物集装箱，其在横向截面上的总体形状相应于中央空间E1的总体多边形形状，以便占据整个可用空间。

客舱28在每个地板侧面部分32b、32c之上具有多排彼此平行的乘客座位(图2示出布置在部分32b之上的仅一排R1和部分32c之上的仅一排R2，而多排在图4上部分可见)。每排或成套的乘客座位(例如数量为三个S1、S2、S3)全部安装在与地板32平行的纵向(水平)延伸的同一个管T上。大直径的管T由所有座位公用的单个支座48固定于相应的地板侧面部分32b、32c。管T也由一个侧面固定组件50固定于机身邻接壁，尤其是固定于主结构的骨架24之一。例如，涉及一种公知类型的固定组件，该固定组件本身例如在普通飞机上用于使座位固定于地板(座位导轨和专用座位固定件)。

每排乘客座位的单个支座固定于地板侧面部分32b、32c的一自由端部的固定件54(地板侧面部分的每个自由端部固定于地板中央部分32a)，以便由设备架的倾斜的作用力传输元件l1、l2转递通过支座的垂直作用力。作为实施变型，作用力传输元件l1、l2可不倾斜而是垂直布置，因此，设备架是垂直的且不朝中央空间的方向倾斜。应当指出，每个支座的后面布置一个支撑支座的斜连杆52，该斜连杆在支座与地板之间进行支撑。

如图5所示，表示乘客坐在其座位上的加速重量的垂直作用力F1至F3(沿轴线Z的作用力)取道的路径是直接的，因为其直接经支座48和设备架M2的结构性侧柱l1、l2，直至机身骨架24。因此，地板侧面部分32b、32c仅很少参与垂直作用力的传输。图5仅示出作用于座位排R2的作用力，但是，该作用力同样作用于座位排R1和设备架M1。

机身中部在位于乘客座位排R1、R2之上的上舱28中(图2)具有两组上部侧面贮存隔间60、62，这两组上部侧面贮存隔间布置在上部中央空闲空间E2的两侧并固定于机身(骨架)。每组上部侧面贮存隔间60、62沿飞机的纵向轴线一前一后地布置。每组隔间例如形成一个整体组件，其具有支承隔间的公用底座63，由一个叉形接头、榫和连接轴类型的固定组件64固定于机身。所有隔间公用的底座63是一个中空箱体，其在中部16的整个长度上延伸并且在分开或不分开的空腔中接纳电缆和各种电气、气动、液压连接件等等。接纳在底座63的中空箱体中的构件的布置和性质与地板侧面部分32b和32c的布置和性质相同，但是，与这些构件连接的设备和系统一般布置在上舱28的上部。还应当指出，底座63的中空箱体可用于接纳与接纳在位于下部的地板侧面部分32b、32c中的电缆具有相同作用的电缆(为了备用需要)。将作用相同的电缆分开布置在上舱28的上部与下部之间，减少相同电缆同时损坏的危险。

隔间在其上部由上连杆66进行固定，每个上连杆使机身的固定件68(例如金属接头)和隔间的固定件70相互连接。

进入每个隔间内部的活板门65在图2上示出处于开启位置。

因此，实现等静压安装(在横截面的平面上)，考虑到机身增压引起的机身变形和飞行期间的机械荷载。

图6示出飞机10的内部布置，且示出飞机的标准横截面(具有非渐开线形横截面的中部16)只装有乘客座位，用于从该横截面的一端部至另一端部接纳乘客(除高等舱以外的连续内部布置)。座位根据前面的说明按排R1、R2布置，但是，完全可考虑其他几何排列。仅布置两个对称侧开口O1、O2，用于接纳应急出口，以及局部改变座位排的布置及其沿纵向方向X的间隔。这些应急出口由机身壁板形成，小于机门，各包括一个舷窗。必要时，这些壁板解锁，推出到飞机外部，以释放出通道。

如图6所示，后端14接纳一个厨房间90，该厨房间具有接纳各种设备和装置例如供水点、微波炉、饮料贮存和分配设备的区域92，以及接纳一组乘客服务手推车的区域94。后端14具有渐开线形几何横截面，其从与标准横截面16的后端部连接的区域14a至包括其末端部14b的区域(最窄区域)变狭窄。区域92布置在后端部的最宽区域中，位于标准横截面附近。配有用于乘客和机组人员登机和下飞机的机门的侧开口O3、O4，布置在区域92与标准横截面16的后端部之间。区域94朝向横截面的宽度越来越小的后端的后部定位。

厨房间90在整个飞机上只有一个，从而可留出机身中部16用于接纳乘客。

为了允许扩大后端中的机舱布置的实用范围，后端的常用结构被改变：飞机的水平尾翼100(图7)通常横向定位在后端的两个相对侧面上，这里却安装于方向舵102的基部，位于方向舵与后端14连接的区域之上。

现在，后端14是增压区域的一部分。

如图7所示，手推车104接纳在区域94的朝后延伸的一个或多个具有隔间的设备架(meuble)95中，位于水平尾翼100的两个对称部分100a、100b之下。后端14的位于尾翼的部分100b之下的在图7上不可见的区域(后景)，接纳其他厨房设备和/或手推车104。

飞机具有新的外部构型，其示于图8、10和11，其中：

－主起落架110安装在以公知的方式固定于机翼的流线型座腔(整流罩112)中；

－机翼18在不配有用于主起落架的座腔的飞机中部16的机身腹部16a处降低和连接；

－低机翼18是一个整体机翼，不像现有技术中那样分成三个部分；

－发动机20、22由以公知的方式分别位于翼片18a和18b上的未示出的支柱固定在飞机机翼之上(图10上，为清晰起见，发动机与机翼故意分开)。

作为比较，图9示出普通飞机构型150，其中：

－机翼152连接于中部的软机身腹部154，比图8所示的机翼高；

－发动机156、158固定在翼片(aile)160、162之下；

－主起落架164、166(仅示出轮子接触地面)接纳在未标示的座腔中，座腔位于软机身腹部154处；

－尾翼168横贯安装在飞机的后端上，不连接于方向舵170的基部。

如图11所示，围绕机翼18的模拟外壳可构成一个单个组件，该单个组件在最后集装阶段由下面布置在机身上，发动机20、22和起落架110及其座腔112安装在该机翼上。换句话说，机翼由机身下面安装就位，然后，发动机和起落架安装在机翼上。

应当指出，本发明实施方式的飞机的圆形横截面比现有技术的四叶形形状实施起来显得更简单，在内部增压(机身的均匀变形)作用下更稳定。

地板中央部分32a在一侧由一个连接件连接于两个地板侧面部分32b、32c之一，其中，两个确保连接的构件之一布置成具有横向运动自由度，地板中央部分在机身增压时不会被机械促动。

地板中央部分32a沿纵向方向分成纵向区段，以便简化安装，完成机舱配置。这种构型也可使操作人员更易于操作，在需要进行操作的部位去除一个区段，而不拆卸整个中央部分。因此，操作人员可保持站着，从而改善其操作条件。

此外，区段可在其厚度上，在纵向管道或槽腔内部，集装底舱30的整个或部分通风装置，和/或在有关区域发生火情的情况下确保灭火气体流通。

应当指出，圆形横截面使底舱(机舱下部空间)比现有技术中的四叶形形状释出更多的地方。

由于地板中央部分32a与现有技术相反不是“工作地板”，因此，该地板的厚度可不太厚，从而可增大货物集装箱的高度(其形状相应于中央空间E1的多边形形状，图2)。

底舱30的调整可取消现有技术中的专用技术区域，使所有系统或几乎所有系统集中布置在位于侧面区域Z1、Z2(下部三角形区域)中的设备架中。接纳在设备架中的系统所需的不同的电气、气动和液压连接件(未示出)在这些区域纵向延伸，例如在设备架与相对的机身邻接壁之间延伸。这些设备架例如都具有一种相同的外部构造、与地板侧面部分和机身骨架连接的相同连接方式，从而大大简化其安装和底舱的内部布置(双线路构造)。此外，每个设备架可用于任何系统：电气、气动和液压系统。

每个地板侧面部分32b、32c和每组上部侧面隔间60、62实施成其长度等于或小于飞机的标准横截面部分16的长度的单个组件，大大简化飞机的集装工序，从而大大缩短集装时间。

如图6所示，具有不变几何形状的横截面的机身中部16在其内部布置方面也得到简化，尽可能均匀地在舱中装满乘客座位，尽可能在该机身中部的前端部和后端部布置登机机门，以及将厨房间90布置在该机身中部之外(厨房间定位在后端14)。上述应急出口设计成不干扰内部布置。

因此，留给乘客的区域尽可能长。

如图8、10和11所示，发动机20、22和起落架110及其座腔112布置在机翼上的飞机外部构造，可简化机身中部16的结构。

实际上，中央起落架布置在机身中(像现有技术中那样)的情况的存在，无论是在结构方面，还是在起落架工作所需设备的集装方面，都形成一个复杂区域(载重很大的非增压区域)。

此外，大部分飞机集装有专用于罩住起落架的流线型整流罩(图9上的软机身腹部152)。这种整流罩影响重量、成本和气动力特性。

起落架及其座腔布置在机翼上，该整流罩因而取消(图8、10和11)。

发动机布置在翼片之上，起落架不必集装在机身中，与图8和9进行比较可降低翼片。降低的机翼有损于上反角，相当平，因而使飞机与地面接近。

其次，起落架可比前部短(图9)，从而得到简化，且更轻。另外，飞机降落和起飞阶段的地面作用可得到确认(机翼增升作用增大)。

降低的翼片也可在末道工序由机身下面集装机翼，而不是在中央机翼外壳上集装每个半机翼。

这种布置可实施集装的(整体的)机翼主结构。

应当指出，发动机集装在翼片之上具有以下优点：

－显著缩短起落架的长度，

－可集装大型发动机，在飞机降落阶段、着陆或安全紧急水上降落时，其具有相关的作用，例如性能提高、噪音减少、附加声屏蔽作用，

－缩短疏散滑梯的长度(乃至在中等飞机上取消疏散滑梯)。

应当指出，移动接头和阀门展开系统，以公知的方式使用与具有传感器(发射和接收电磁信号)和靶(反射由发射器向接收器发送的信号)的系统连接的电动液压作动器，以使机翼增升构件的移动同步。

Claims (8)

1.一种飞机(10)，其具有机身，机身包括具有不变几何形状的横截面的中部(16)且具有地板(32)，其特征在于，地板具有两个地板侧面部分(32b，32c)，这两个地板侧面部分分别固定于机身的两个相对的侧边缘(B1，B2)且围绕地板中央部分(32a)，这两个地板侧面部分固定于该地板中央部分，地板侧面部分之一(32b)固定于地板中央部分(32a)，以便在机身内压力改变的情况下，允许在两个部分(32a，32b)之间进行相对的侧向移动。

2.根据权利要求1所述的飞机，其特征在于，机身具有沿飞机的纵向轴线(X)相继布置的前端(12)、具有不变几何形状的横截面的中部(16)、和后端(14)，前端和后端每个都具有渐开线形横截面。

3.根据权利要求1或2所述的飞机，其特征在于，中部(16)具有圆形横截面。

4.根据权利要求1至3中任一项所述的飞机，其特征在于，对于沿飞机的纵向轴线(X)布置的每个地板侧面部分(32b，32c)来说，所述飞机具有多个在每个地板侧面部分与机身之间延伸的作用力传输元件(l1，l2)，每个作用力传输元件(l1，l2)从固定于地板中央部分的一个地板侧面部分的一个端部，倾斜延伸至机身的位于该地板侧面部分之下的、相对于所述地板侧面部分的该端部形成的伸出部分缩进的下边缘。

5.根据权利要求1至4中任一项所述的飞机，其特征在于，所述飞机在每个地板侧面部分(32b，32c)之上具有多排乘客座位(R1，R2)，每排乘客座位安装在与地板平行的纵向延伸的同一个管(T)上，管本身由单个支座(48)固定于相应的地板侧面部分。

6.根据权利要求4和5所述的飞机，其特征在于，每排乘客座位的单个支座(48)固定在固定于地板中央部分(32a)的地板侧面部分(32b，32c)的该端部处，以便由位于地板之下的作用力传输元件(l1，l2)转递通过所述支座的垂直作用力。

7.根据权利要求1至6中任一项所述的飞机，其特征在于，中部(16)留出用于接纳乘客座位。

8.根据权利要求1至7中任一项所述的飞机，其特征在于，所述飞机具有电缆束和供气排气管道，电缆束和供气排气管道集装在地板侧面部分(32b，32c)中，以便在飞机的中部纵向延伸。