CN115806041A - 包括机身和具有外部部分和内部部分的机翼的飞行器 - Google Patents

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CN115806041A
CN115806041A CN202211117113.0A CN202211117113A CN115806041A CN 115806041 A CN115806041 A CN 115806041A CN 202211117113 A CN202211117113 A CN 202211117113A CN 115806041 A CN115806041 A CN 115806041A
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A·布斯
J·拉维恩
A·福贝斯
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Airbus SAS
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Abstract

本发明涉及一种飞行器，包括机身(32)、定位于机身(32)的两侧的第一机翼(34.1)和第二机翼(34.2)，其特征在于，每个机翼(34.1、34.2)包括连接到机身(32)的内部部分(48.1、48.2)以及延伸内部部分(48.1、48.2)的外部部分(50.1、50.2)，每个内部部分(48.1、48.2)的端部(56.2)连接到机身(32)，端部的高度大于机身的高度的一半，并且在大于或等于将机身(32)的前尖部(42.1)和后尖部(42.2)分隔开的距离的一半的长度上延伸。

Description

包括机身和具有外部部分和内部部分的机翼的飞行器
技术领域
本申请涉及一种飞行器，其包括机身和机翼，每个机翼具有外部部分以及位于机身和外部部分之间的扩大的内部部分。
背景技术
根据图1中可见的第一实施例，飞行器10包括机身12、定位于机身12两侧的机翼14以及连接到机翼14的推进器组件16。机身12包括驾驶舱位于其中的前尖部18.1、支撑尾翼20的后尖部18.2以及定位于前尖部18.1和后尖部18.2之间的大体圆筒形的多个部段22。部段22中的一个具有中央翼盒，其允许将机翼14连接到机身12。机翼14连接到机身的相同且单一部段22.1并且仅连接到该部段22.1的下部部分。每个机翼14呈箱形并且包括至少一个燃料箱24，该燃料箱几乎在机翼14的整个长度上延伸。
该第一实施例允许使用完全掌握的装配技术。此外，机身12的圆筒形形状适应机场的现有基础设施。
根据该第一实施例，每个机翼14均具有掠形，当位于机翼中的燃料箱24中的燃料水平在运行时变化时，该掠形对飞行器10的重心CG的位置及其稳定性产生不可忽略的影响。
根据第二实施例，飞行器具有飞翼轮廓。该第二实施例允许将容器定位为靠近重心。然而，这种飞翼轮廓不适用于机场的现有结构并需要对现有的装配线进行彻底改造。
发明内容
本发明的目的是弥补现有技术的全部或部分缺点。
为此，本发明的主题是一种飞行器，包括机身、定位于机身的两侧的第一机翼和第二机翼，机身具有纵向轴线和机身高度，机身包括前尖部、后尖部以及定位于前尖部和后尖部之间的至少一个部段。
根据本发明，每个机翼均包括内部部分和外部部分，使得每个内部部分连接对应的外部部分和机身，每个内部部分均包括通过第一连接件连接到对应的外部部分的第一端以及通过第二连接件连接到机身的第二端；每个内部部件在第二端的高度处具有大于机身高度的一半的高度，每个内部部分的第二端在大于或等于将前尖部和后尖部分隔开的距离的一半的长度上延伸。
该解决方案允许能够将飞行器的能量存储装置，特别是燃料箱，借助其高度而靠近内部部分中的重心定位，同时保留现有飞行器的机身的大量部件(前尖部和后尖部、没有中央翼盒的部段)并通过实施现有技术已知的装配方法将其进行装配。
根据另一特征，每个机身部段均包括机身结构和附接至机身结构上的气动机身蒙皮，每个外部部分均包括机翼外部部分结构以及附接在机翼外部部分结构上的机翼外部部分气动蒙皮。此外，每个内部包括至少一个机翼内部部分结构，其确保相应的外部部分的机翼外部部分结构与机身结构之间的力传递；以及机翼内部部分气动蒙皮，其确保对应的外部部分的机翼外部部分气动蒙皮与机身的气动蒙皮之间的连续性。
根据另一特征，对于每个内部部分，第一端具有第一长度，第二端具有为第一端的第一长度的至少两倍的第二长度，第一端和第二端分隔开小于第二长度的距离。
根据另一特征，飞行器包括能量存储装置，能量存储装置中的至少一个定位在内部部分中的每个的内部。
根据另一特征，内部部分的机翼内部部分结构的至少一部分形成穿过机身并在机身的两侧延伸的单件。
根据另一特征，每个内部部分的机翼内部部分结构包括面板，该面板定位于平行于纵向和水平轴线或相对于水平面略微倾斜的平面中，该平面在每个内部部分的第一端和第二端之间延伸。
根据另一特征，每个内部部分的机翼内部部分结构包括定位在竖直平面中的多个纵梁，至少两个纵梁分隔开的距离从第一端朝第二端增大。
根据另一特征，对于每个机翼，第一连接件包括与机翼外部部分结构固定连接并定位在外部部分的第一端的高度处的第一板、与机翼内部部分结构固定连接并定位在内部部分的第一端的高度处的第二板、以及将第一板和第二板保持彼此压靠的多个连接元件。
根据另一特征，每个内部部分均包括至少一个圆筒形的燃料箱，其沿机身定位并且具有平行于纵向轴线的旋转轴线。
根据另一特征，每个燃料箱的容量大于5m3。
根据另一特征，能量存储装置由内部部分的机翼内部部分结构支撑并且定位成使得其在侧向或朝飞行器的后方倾斜的情况下或在对机身着陆的情况下不产生影响。
根据另一特征，内部部分中的至少一个包括至少一个冷却装置，冷却装置包括：至少一个热交换器，其定位于机翼内部部分气动蒙皮的内部；至少一个上游管道，其连接到热交换器并经由至少一个第一开口开放，该至少一个第一开口朝前方定向、定位于机翼内部部分气动蒙皮之外并位于内部部分的下方；以及至少一个下游管道，其连接到热交换器并通过至少一个第二开口开放，该至少一个第二开口朝后方定向、定位于机翼内部部分气动蒙皮之外并位于内部部分的上方。
附图说明
其他特征和优点将从以下参考附图对本发明的描述中变得明显，这些描述仅以举例的方式给出，其中：
-图1是说明现有技术的实施例的飞行器的俯视图，
-图2是说明本发明实施例的飞行器的透视图，
-图3是图2中可见的飞行器的侧视图，
-图4是图2中可见的飞行器的前视图，
-图5是图2中可见的飞行器的俯视图，
-图6是说明本发明的实施例的飞行器的不同部分的示意图，
-图7是图2中可见的飞行器的透视图，其示出了飞行器在其装配之前的一半，位于飞行器的该一半中的元件示出为透视可见，
-图8是被构造用于第一载客容量的飞行器第一半部以及构造用于第二容量的飞行器第二半部的示意图，
-图9是飞行器的透视图，其以透视的方式示出了说明本发明的实施例的飞行器的设备的设置，
-图10是描绘本发明的实施例的飞行器的透视图，其中机翼的蒙皮和机身的一半为透明的，以及
-图11是描绘本发明的实施例的飞行器的俯视图，其中机翼的蒙皮和机身的一半为透明的。
具体实施方式
根据图1至图5中可见的实施例，飞行器30包括机身32、定位于机身32的两侧的第一机翼34.1和第二机翼34.2以及连接到机身32或连接到第一机翼34.1和第二机翼34.2的推进器组件36。根据图1至图5中可见的构造，飞行器30包括连接到第一机翼34.1和第二机翼34.2的四个推进器组件36。根据图11中可见的另一构造，飞行器30包括连接到机身32的两个推进器组件36。
根据一实施例，每个推进器组件36包括推进器马达38，其是电动的或依靠氢气运行的。
当然，本发明不限于涉及推进器组件36的数量、其位置或机动化类型的这些构造。
无论实施例如何，飞行器30都包括多个能量存储装置40，例如油罐、氢气罐或电池。同一飞行器可以提供不同性质的能量存储装置40，例如氢罐和电池。
根据图5中可见的实施例，机身32包括其中定位驾驶舱的前尖部42.1、支撑尾翼44的后尖部42.2、以及定位在前尖部42.1和后尖部42.2之间的大致圆筒形的至少一个部段46。机身32包括纵向轴线A32，其在前尖部42.1和后尖部42.2之间延伸，每个部段46均与纵向轴线A32基本同轴。
对于后文描述而言，纵向方向平行于纵向轴线A32。横向平面是垂直于纵向轴线的平面。中间平面PM对应于穿过纵向轴线A32的竖直平面。长度对应于沿与纵向平行的方向测量的尺寸。高度对应于沿竖直方向测量的尺寸。
通常，机身32包括对应于机身32的子组件的多个部段46，这些子组件彼此独立地制造、并被端对端地设置并装配以形成机身32。
根据一实施例，每个部段46均包括机身结构以及附接至机身结构上的机身气动蒙皮。该机身结构包括设置在横向平面中的框架以及连接框架并平行于纵向方向的纵梁。
机身32通过使用现有技术已知的装配方法制造。
根据一种构造，尾翼44是T形尾翼并且包括定位在中间平面PM中的方向舵以及定位在方向舵的上端部的高度处的水平稳定表面。当然，本发明不限于尾翼44的这种构造。
根据一实施例，每个机翼34.1、34.2均包括连接到机身32的内部部件48.1、48.2以及延伸内部部分48.1、48.2的外部部分50.1、50.2。因此，对于每个机翼34.1、34.2，内部部分48.1、48.2连接对应的外部部分50.1、50.2和机身32。
每个外部部分50.1、50.2均具有朝机身32定向的第一端52.1以及第二端52.2。
根据图7中可见的实施例，每个外部部分50.1、50.2均包括机翼外部部分结构54以及附接至机翼外部部分结构54上的机翼外部部分气动蒙皮55。根据一种构造，每个外部部分50.1、50.2的机翼外部部分结构54包括在每个外部部分50.1、50.2的几乎整个长度上延伸的前纵梁54.1和后纵梁54.2以及连接前纵梁54.1和后纵梁54.2的肋部54.3。
外部部分50.1、50.2通过使用现有技术已知的装配方法制造。
对于现有技术，外部部分50.1、50.2的第一端52.1的长度基本上等于现有技术的机翼的长度。
根据一实施例，外部部分50.1、50.2并不集成有燃料箱。在这种情况下，外部部分50.1、50.2具有比现有技术的飞行器的机翼小的高度。该实施例允许简化外部部分50.1、50.2的制造并降低其成本。然而，为了增加飞行器的航程，外部部分50.1、50.2可以各自包括至少一个燃料箱，和现有技术一样。
当然，本发明不限于外部部分50.1、50.2的该实施例。
根据本发明的一个特征，每个内部部分48.1、48.2均包括通过第一连接件58.1连接到对应的外部部分50.1、50.2的第一端56.1以及通过第二连接件58.2连接到机身32的第二端56.2。第二端56.2的第二长度L2为第一端56.1的第一长度L1的至少两倍。将第一端56.1和第二端56.2分隔开的距离小于第二端56.2的第二长度L2。内部部分48.1、48.2在第二端56.2的高度处具有大于机身的高度H32的一半的高度H48。
第一端56.1和第二端56.2分隔开小于第二长度L2的距离。
根据一种设置，第二端56.2在大于或等于分开前尖部42.1和后尖部42.2的距离的一半的长度上延伸。因此，每个内部部分48.1、48.2在大长度上连接到多个部段46的机身结构，这允许更好地分布应力。
每个内部部分48.1、48.2包括至少一个机翼内部部分结构60，其确保在外部部分50.1、50.2的机翼外部部分结构54和机身32的机身结构之间的力传递；以及机翼内部部分气动蒙皮62，其确保外部部分50.1、50.2的机翼外部部分气动蒙皮55和机身32的气动蒙皮之间的连续性。
根据一实施例，第二连接件58.2包括多个锚定点(锚固点)66，这些锚定点分布在机身32的长度上并且定位在每个部段46的机身结构的高度处，具体地，分布在机身结构的框架的高度处。
根据图7中可见的构造，第一连接件58.1包括第一板64.1，其与机翼外部部分结构54固定连接(成一体)，并定位于外部部分50.1、50.2的第一端52.1的高度处、处于大致竖直且平行于纵向方向的平面中；第二板64.2，其与机翼内部部分结构60固定连接(成一体)，并定位在内部部分48.1、48.2的第一端56.1的高度处、位于大致竖直并且平行于纵向方向的平面中；以及多个连接元件，例如螺栓，其保持第一板64.1和第二板64.2压靠彼此。
当然，本发明不限于第一连接件58.1的该实施例。其他解决方案是可以构想的。
根据图7中可见的第一实施例，机翼内部部分结构60包括定位在在每个内部部分48.1、48.2的第一端56.1和第二端56.2之间延伸的竖直平面中的多个纵梁68，至少两个纵梁68分隔开的距离自第一端56.1朝向第二端56.2增大。根据一种构造，纵梁68具有连接到第二板64.2的第一端以及通过连接元件(例如螺栓)连接到机身结构并且更具体地连接到机身32的框架的第二端。
根据在图10和11中可见的第二实施例，机翼内部部分结构60包括面板70，其定位在平行于纵向轴线A32且水平的或相对于在每个内部部分48.1、48.2的第一端56.1和第二端56.2之间延伸的水平面略微倾斜的平面中。根据一种构造，面板70由肋网加强。此外，机翼内部部分结构60可以包括连杆72，其具有在内部部分48.1、48.2的第一端56.1的高度处连接到面板70的第一端以及在距面板70一定距离的锚定点66处连接到机身结构，例如连接至框架中的一个的第二端。
根据一种构造，内部部分48.1、48.2的面板70形成单一且相同的部件，其穿过机身32并在机身的两侧延伸。
因此，对于某些实施例，结构可以穿过机身32并在机身的两侧延伸，以便至少部分地形成内部部分48.1、48.2的机翼内部部分结构60。
根据一种构造，第二连接件58.2被构造为能够在发生事故时优先断开，使得内部部分48.1、48.2从机身32被拆离下来以提高乘客的安全性。
当然，本发明不限于用于机翼内部部分结构60以及内部部分48.1、48.2的第一连接件58.1和第二连接件58.2的这些实施例。
每个机翼内部部分气动蒙皮62在机身32的高度处的高度明显大于其在外部部分50.1、50.2的高度处的高度。因此，内部部分48.1、48.2的机翼内部部分气动蒙皮62在靠近机身处在机身32的两侧提供两个大体积，其中可以存储飞行器30的元件或设备。
根据一实施例，每个内部部分48.1、48.2包括至少一个能量存储装置40，其定位在机翼内部部分气动蒙皮62中。
根据一种构造，能量存储装置40包括至少一个燃料箱74、至少一个电池76或至少一个燃料电池78中的至少一个元件。
根据图6中可见的构造，每个内部部分48.1、48.2包括构造成储存氢的燃料箱74。该燃料箱74是圆筒形的、沿着机身32定位(同时与机身相邻)并且具有平行于纵向轴线A32的旋转轴线A74。当然，本发明不限于燃料箱74的这种几何形状。
根据图7和图9中可见的另一构造，每个内部部分48.1、48.2包括沿机身32定位的燃料箱74以及沿机身32定位并相对于燃料箱朝后方偏移的燃料电池78。如前所述，燃料箱74是圆筒形的、被构造成储存氢并且定位成使得其旋转轴线A74平行于纵向轴线A32。
根据图9中可见的另一构造，每个内部部分48.1、48.2包括沿机身32定位的燃料箱74以及与机身32分离的燃料电池78，燃料箱74定位在机身32和燃料电池78之间。
根据图11中可见的另一构造，每个内部部分48.1、48.2包括多个圆筒形的燃料箱74、74'，其构造为储存氢、沿着机身32一个接一个地定位以使得其旋转轴线A74平行于纵向轴线A32。作为指示，燃料箱74、74'具有大于或等于5m3的容量。
无论采用何种构造，能量存储装置40都在靠近机身32处定位在机翼34.1、34.2的内部部分48.1、48.2中，这些机翼具有轻微掠形，这往往会限制对飞行器的重心CG位置及其稳定性的影响，特别是当燃料箱74、74'中的燃料的水平在运行期间发生变化时。
根据一种设置，能量存储装置40由内部部分48.1、48.2的机翼内部部分结构60支撑，并且被定位成使得其在如下情况下不会受到影响：在朝侧向倾斜或朝飞行器的后方倾斜的情况下、或机身32着陆的情况下、或在起落架的轮缘或着陆轮胎爆裂情况下。
当然，本发明不限于能量存储装置40的这些构造。因此，为了增加机载燃料量，可以在机身32中，例如在后尖部42.2中设置燃料箱75'。
根据一实施例，内部部分48.1、48.2中的至少一个包括至少一个冷却装置80，其被构造为冷却诸如燃料电池78的设备。根据一种构造，冷却装置80包括至少一个热交换器80.1，其定位于机翼内部部分气动蒙皮62的内部；至少一个上游管道80.2，其连接到热交换器80.1并且通过至少一个第一开口80.3开放，所述至少一个第一开口朝前方定向，定位在机翼内部部分气动蒙皮62之外并且位于内部部分48.1、48.2的下方；以及至少一个下游管道80.4，其连接到热交换器80.1并通过至少一个第二开口80.5开放，所述至少一个第二开口朝后方定向，定位在机翼内部部分气动蒙皮62之外并且位于内部部分48.1、48.2的上方。
根据本发明获得的优点，第一和第二内部部分48.1、48.2提供两个大体积，其中可以分组大量设备。这种构造简化了这些设备的安装和维护，这是由于其被重新分组并且不散布在飞行器中。将设备重新分组的事实还允许通过限制不同设备间的连接件长度来减少机载质量。
根据另一优点，可以使用现有飞行器的机身的大量部件，例如前尖部和后尖部，例如没有中央机翼盒的部段，并通过使用现有技术已知的装配方法装配这些部件。因此，现有飞行器的装配线可以被广泛重复使用。
将机翼连接到多个部段的事实允许可以分布力恢复而不是将其集中在单个部段上。
根据另一优点，机翼34.1、34.2的外部部分50.1、50.2被简化，这是由于其不再集成燃料箱。相同地，其均可以在内部部分固定到机身32之前或之后装配到内部部分18.1、48.2。
最后，可以在相同的基础上为乘客设计不同容量的飞行器，如图8所示。因此，除了部段和内部部分48.1、48.2的数量之外，飞行器的所有其他部件是相同的并且无论飞行器容量如何都可以以相同的方法装配。

Claims (11)

1.一种飞行器，包括机身(32)以及定位于所述机身(32)的两侧的第一机翼(34.1)和第二机翼(34.2)，所述机身(32)具有纵向轴线(A32)和机身高度(H32)，所述机身(32)包括前尖部(42.1)、后尖部(42.2)以及定位于所述前尖部(42.1)和所述后尖部(42.2)之间的至少一个部段(46)，从而每个机翼(34.1、34.2)均包括内部部分(48.1、48.2)和外部部分(50.1、50.2)，从而使得每个内部部分(50.1、50.2)连接对应的外部部分(50.1、50.2)和机身(32)；
每个内部部分(48.1、48.2)均包括通过第一连接件(58.1)连接到相应的外部部分(50.1、50.2)的第一端(56.1)以及通过第二连接件(58.2)连接到所述机身(32)的第二端(56.2)，每个内部部分(48.1、48.2)在第二端(56.2)的高度处具有大于所述机身高度(H32)的一半的高度(H48)，每个内部部分(48.1、48.2)的第二端(56.2)在大于或等于所述前尖部(42.1)和所述后尖部(42.2)分隔开的距离的一半的长度上延伸；
其特征在于，每个内部部分(48.1、48.2)包括至少一个圆筒形的燃料箱(74、74')，所述燃料箱(74、74')沿着所述机身(32)定位并具有平行于所述纵向轴线(A32)的旋转轴线(A74)。
2.根据权利要求1所述的飞行器，其特征在于，机身的每个部段(46)均包括机身结构以及附接至所述机身结构上的机身气动蒙皮，每个外部部分(50.1、50.2)包括机翼外部部分结构(54)和附接至所述机翼外部部分结构(54)上的机翼外部部分气动蒙皮(55)；并且
每个内部部分(48.1、48.2)包括至少一个机翼内部部分结构(60)以及机翼内部部分气动蒙皮(62)，所述机翼内部部分结构(60)用于确保在对应的所述外部部分(50.1、50.2)的所述机翼外部部分结构(54)和所述机身结构之间的力的传递，所述机翼内部部分气动蒙皮(62)用于确保相应的所述外部部分(50.1、50.2)的所述机翼外部部分气动蒙皮(55)和所述机身的所述气动蒙皮之间的连续性。
3.根据权利要求1或2所述的飞行器，其特征在于，对于每个内部部分(48.1、48.2)，第一端(56.1)具有第一长度(L1)，第二端(56.2)具有第二长度(L2)，第二长度(L2)为第一端(56.1)的第一长度(L1)的至少两倍，第一端(56.1)和第二端(56.2)分隔开小于第二长度(L2)的距离。
4.根据前述权利要求中任一项所述的飞行器，其特征在于，所述飞行器包括能量存储装置(40)，所述能量存储装置(40)中的至少一个定位在所述内部部分(48.1、48.2)中的每一个的内部。
5.根据前述权利要求中任一项所述的飞行器，其特征在于，所述内部部分(48.1、48.2)的至少一个机翼内部部分结构(60)形成穿过所述机身(32)并延伸于所述机身(21)的两侧上的单件。
6.根据前述权利要求中任一项所述的飞行器，其特征在于，每个内部部分(48.1、48.2)的机翼内部部分结构(60)包括面板(70)，所述面板(70)定位在平行于纵向轴线(A32)且水平的或者相对于水平平面略微倾斜的平面中，该平面在每个内部部分(48.1、48.2)的第一端(56.1)和第二端(56.2)之间延伸。
7.根据权利要求1至4中任一项所述的飞行器，其特征在于，每个内部部分(48.1、48.2)的所述机翼内部部分结构(60)包括定位在竖直平面中的多个纵梁(68)，至少两个纵梁(68)间分隔开的距离从第一端(56.1)朝向第二端(56.2)增大。
8.根据前述权利要求中任一项所述的飞行器，其特征在于，对于每个机翼(34.1、34.2)，第一连接件(58.1)包括第一板(64.1)、第二板(64.2)以及多个连接元件，第一板(64.1)与所述机翼外部部分结构(54)固定连接并定位在所述外部部分(50.1、50.2)的第一端(56.1)的高度处，第二板(64.2)与所述机翼内部部分结构(60)固定连接并定位在所述内部部分(48.1、48.2)的第一端(56.1)的高度处，所述连接元件保持第一板(64.1)和第二板(64.2)压靠彼此。
9.根据前述权利要求中任一项所述的飞行器，其特征在于，每个燃料箱(74、74')具有大于5m3的容量。
10.根据前述权利要求中任一项所述的飞行器，其特征在于，所述能量存储装置(40)由所述内部部分(48.1、48.2)的机翼内部部分结构(60)支撑，并被定位成使得其在飞行器侧向倾斜或朝飞行器的后方倾斜的情况或在所述机身(32)着陆的情况下不会受到影响。
11.根据前述权利要求中任一项所述的飞行器，其特征在于，所述内部部分(48.1、48.2)中的至少一个包括至少一个冷却装置(80)，所述冷却装置(80)包括：
定位于所述机翼内部部分气动蒙皮(62)的内部的至少一个热交换器(80.1)；
至少一个上游管道(80.2)，所述上游管道(80.2)连接到所述热交换器(80.1)并通过至少一个第一开口(80.3)开放，所述至少一个第一开口朝前方定向、定位在所述机翼内部部分气动蒙皮(62)之外并位于所述内部部分(48.1、48.2)的下方；以及
至少一个下游管道(80.4)，所述下游管道(80.4)连接到所述热交换器(80.1)并通过至少一个第二开口(80.5)开放，所述至少一个第二开口朝后方定向、定位在所述机翼内部部分气动蒙皮(62)之外并位于所述内部部分(48.1、48.2)的上方。
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