CN117529592A - 机场结构及其建造 - Google Patents

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CN117529592A
CN117529592A CN202280043097.7A CN202280043097A CN117529592A CN 117529592 A CN117529592 A CN 117529592A CN 202280043097 A CN202280043097 A CN 202280043097A CN 117529592 A CN117529592 A CN 117529592A
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A·F-N·吴-桑德胡
A·琼斯
H·S·桑德胡
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Abstract

一种用于机场结构的升降结构,包括:直立的管状框架,其包括位于基环上方的上环并且上环由柱支撑在基环上;平台,其位于管状框架内;以及升降机构,其布置成在基环和上环之间升高和降低平台。柱彼此间隔开以提供侧开口,用于当平台处于降低位置时将飞机装载到平台上并从平台卸载飞机。当平台处于升高位置时,平台为飞机提供起飞和降落垫。机场结构包括升降结构和额外的元件。

Description

机场结构及其建造
背景技术
本公开涉及一种机场结构和用于机场结构的升降结构及其建造。
目前的交通系统越来越堵塞和污染,市中心和城镇地区经常挤满了传统动力的公共交通、送货卡车(卡车)和私人车辆。这些条件对经济和环境是有害的,特别是在颗粒物污染和气候变化方面。
这些问题可以通过使用小型、短程、垂直起降飞机在一定程度上得到缓解,该些飞机可以是有人驾驶或无人驾驶的(“无人机”),并且其也可以用于人员和货物运输。这类飞机可以是电动的,或者包括结合了不同能源的混合动力系统,因此比传统的化石燃料飞机更“环保”。这类飞机也可以在乡镇和城市以外的环境(例如在灾害应急管理(DisasterEmergency Management)中的人道主义援助和军事应用中)找到用途。
这类飞机的飞行将需要由航空当局在受控空域进行有效和安全地管理。此外,飞机将需要地面基础设施,以用于起飞和降落、乘客和货物处理、充电/加油等等。本公开旨在以高效、灵活、稳健和成本效益好的方式解决这一基础设施需求。
此外,基础设施部门越来越重视可持续性和低环境影响。
在这种背景下,优选是与景观合作,而不是改变它。
发明内容
根据本公开的一方面,提供了一种用于机场结构的升降结构,包括:直立的管状框架,其包括位于基环上方的上环并且上环由柱支撑在基环上;平台,其位于管状框架内;以及升降机构,其布置成在基环和上环之间升高和降低平台,其中:柱彼此间隔开以提供侧开口,以用于在平台处于降低位置时将飞机装载到平台上并从平台卸载飞机;并且当平台处于升高位置时,平台为飞机提供起飞和降落垫。
这里所用的“机场结构”(或在美国英语中:“机场(airdrome)”)是指进行飞行操作的结构或装置,包括飞机的启程(即起飞)和抵达(即降落)以及乘客和/或货物的装载和卸载。该结构可以(也可以不)另外布置成容纳飞机储存空间、飞机维护设施、飞机加油/充电设施、乘客空间(例如乘客等候室)和空中交通控制设施。
升降结构形成机场结构的核心组件。在运行期间,升降结构的平台能够实现飞机的装载、卸载、起飞和降落。如下文所述,在投入运营服务之前,升降结构及其平台在机场结构本身的建造中也发挥着关键作用。
升降结构可以包括位于基环内并连接到基环的基座支撑横向构件,升降机构位于平台下方并由基座支撑横向构件支撑。
平台可以包括分离的第一和第二平台部件;并且升降机构可以布置成在一种操作模式中彼此独立地升高和降低第一和第二平台部件。
升降机构可以布置成在另一种操作模式中一起升高和降低第一和第二平台部件。
升降机构可以包括位于平台下方的至少一个链环升降机(chain link lift)。
升降结构可以包括:导轨,其在基环和上环之间延伸,平台可移动地连接到导轨,升降机构布置成沿着基环和上环之间的导轨升高和降低平台。
根据本公开的另一方面,提供了一种机场结构,包括:如本文以上所述的升降结构;多个锚固构件,其位于升降结构周围的地面上;多个径向延伸的稳定构件,每个稳定构件包括连接到上环的第一端和连接到锚固构件中相应的一个锚固构件的第二端;以及多个包层段,其由稳定构件支撑,每个包层段跨越相邻的一对稳定构件之间的间隙并在上环和所述相邻的一对稳定构件的第二端之间延伸,从而限定机场结构的覆盖内部体积。
内部体积(即内部空间)可以被分割或分区,以容纳(host)有助于机场结构整体作用的多个功能(capacity)。
每个包层段可以包括织物材料。
织物材料可以包括PVC涂层聚酯。
基环、平台、导轨、上环、柱和稳定构件中的一个或多个可以包括铝合金或钢。
机场结构可包括吊架结构,其用于容纳至少一架飞机并位于侧开口附近,用于在平台处于下降位置时将飞机装载到平台上并从平台卸载飞机。
吊架结构可以包括吊架结构屋顶构件和直立的吊架结构柱,吊架结构屋顶构件连接到上环,直立的吊架结构柱连接到吊架结构屋顶部件和锚固构件中对应的一个锚固构件。
锚固构件可以配置为高度可调节的,以便将稳定构件的第二端定位在距地面基准(ground datum)彼此相同的高度处。
根据本公开的另一方面,提供了一种建造本文以上所述机场结构的方法,所述方法包括:在地面上提供基环;在基环内提供升降机构;将平台附接到升降机构,使得平台位于升降机构的上方;在平台上提供上环;将柱的第一端枢转地连接到上环,使得柱围绕上环彼此间隔开并且从上环朝向地面径向延伸;将稳定构件的第一端枢转地连接到上环,使得稳定构件围绕上环彼此间隔开并且从上环朝向地面径向延伸;启动升降机构,以升高平台,从而升高位于平台上的上环,从而将枢转地连接的柱拉(draw)至基本垂直的状态,并将枢转地连接的稳定构件拉至相对于地面倾斜的状态;将柱的第一端和稳定构件的第一端与上环锁定成固定关系;将柱的第二端连接到基环,从而与基环成固定关系;在地面上提供锚固构件,并将稳定构件的第二端连接到对应的锚固构件以与对应的锚固构件成固定关系;以及将包层段附接到稳定构件。
特别是由于高度可调节平台的提供和配置,升降结构基本上是自架设结构,这还使得能够架设机场结构的其他部分。也就是说,消除了对起重机或其他重型起重设备的需要。因此,该平台具有双重功能:首先,它能够建造机场结构;其次,它用作一个用于装载、卸载、起飞和降落的在役(in-service)飞机处理平台。这种双重功能方面使机场结构在其建造和操作方面非常高效。
建造机场结构的方法可以包括调整一个或多个锚固构件的高度,以便将稳定构件的第二端定位在距地面基准彼此相同的高度处。
建造机场结构的方法可以包括:在启动升降机构以升高平台之前,将导轨的第一端连接到基环,使得导轨从基环向上延伸并且围绕基环和平台彼此间隔开;以及将导轨连接到平台以允许调整平台相对于导轨的高度。
建造机场结构的方法可以包括:在启动升降机构以升高平台之后,将导轨的第二端连接到上环,从而与上环成固定关系。
建造机场结构的方法可以包括从多个分离的组成部件组装基环、平台、导轨、上环、柱和稳定构件中的一个或多个。
根据本公开的另一方面,提供了一种用于上文所述的升降结构的部件组合(kit),包括:一组环段,其配置为连接在一起以形成基环;一组环段,其配置为连接在一起以形成上环;多组柱段,每组柱段中的段配置为连接在一起以形成一个柱,每组柱段中的一个段配置为连接到基环,而每组柱段中的另一个段配置为连接到上环;一组平台段,其配置为连接在一起以形成平台;以及升降机构,其配置为连接到平台。
该部件组合可包括多组导轨段,每组导轨段的段配置为连接在一起以形成一个导轨,每组导轨段中的一个段配置为连接到基环,每个导轨配置为连接到平台。
根据本公开的另一方面,提供了一种用于上述机场结构的部件组合,包括:用于上述升降结构的部件组合;多个锚固构件;多组稳定构件段,每组稳定构件段的段配置为连接在一起以形成一个稳定构件,每组稳定构件段中的至少一个段配置为连接到上环且每组稳定构件段中的另一个段配置为连接到锚固构件中对应的一个锚固构件;以及多个包层段。
因此,本发明的机场结构使用了一种设计理念,该设计理念包括重量轻、作为包含的(例如扁平包装)部件组合出现的可快速展开的结构,该结构可以用最少的人员和设备来建造和拆卸。部件是预设计的/预构造的/预制的,用于包括在结构中,其是模块化的和可扩展的。
在其储存(扁平包装)状态下,机场结构具有在一组传统运输容器中运输的能力(通过陆地、海上或空中)。这提供了地理上可重复使用的“弹出式”基础设施,其可以位于农村、城镇或城市位置,也可以位于地面层或建筑顶部。作为可扩展、可适应的结构构架和足迹(foot print),其具有与其角色和其所处环境的需求相匹配的转换能力。
作为起降点,机场结构的运行灵活性能够确保都市空中交通(Urban AirMobility,UAM)空中走廊得到安全和有效的着陆区的补充,这将满足社会和工业对未来都市航空的需求;无论是否有需要由于人口聚集变化、都市环境的扩大、工业重新安置或人道主义援助而进行重新部署。
在本公开的另一个方面中,提供了一种用于支撑一项基础设施的支脚(foot),所述支脚包括:
平台,其具有第一部分、第二部分以及所述第一部分和所述第二部分之间的中心部分;
第一基座,其配置为经由至少第一四个杆支撑所述平台的第一部分,每个所述第一四个杆在所述第一基座和所述第一部分之间延伸到独立地单独可调节的程度(extent);
第二基座,其配置为经由至少第二四个杆支撑所述平台的第二部分,每个所述第二四个杆在所述第二基座和所述第二部分之间延伸到独立地可调节的程度;
第一对腿部,其从所述平台的第一部分向上突出;
第二对腿部,其从所述平台的第二部分向上突出;
梁,其具有第一端和第二端,其中所述第一端由所述第一对腿部支撑,且所述第二端由所述第二对腿部支撑;
其中:
调节所述第一四个杆在所述第一基座和所述第一部分之间延伸的程度以及调节所述第二四个杆在第二基座和所述第二部分之间延伸的程度,使得能够当所述第一基座不水平时以及当所述第二基座既不水平又不平行于所述第一基座时,调节所述平台为水平的。
所述第一对腿部包括第一范围的用于在第一多个垂直位置支撑所述梁的附接位置,并且所述第二对腿部包括第二范围的用于在对应于所述第一多个垂直位置的第二多个垂直位置处支撑所述梁的附接位置,使得可以通过选择所述第一多个垂直位置中的一个和所述第二多个垂直位置中对应的的一个来选择所述梁的高度,并且使得所述梁平行于所述平台。
这允许快速部署支脚,以便在一系列环境中快速建造基础设施,而无需改变景观(landscape)、承担打桩操作或灌浇混凝土。
以这种方式,支脚可能特别适合非永久性结构或快速部署的结构(例如在灾区)。
可替选地,支脚可以称为地形可调节基础(foundation)。
支脚的一个特定应用可以是用于支撑配置为用作垂直起飞和降落飞机的机场的结构。
第一对腿部可以包括第一腿部和第二腿部,其中第一腿部与第二腿部相互平行。第二对腿部可以包括第三腿部和第四腿部,其中第三腿部和所述第四腿部相互平行。
第一对腿部可以平行于第二对腿部。
第一对腿部可以从平台的完全在由连接第一四个杆的第一边界限定的第一区域内的第一部分向上突出;并且第二对腿部可以从平台的完全在由连接第二四个杆的第二边界限定的第二区域内的第二部分向上突出。
第一四个杆可以相对于第一基座对称地设置,而第二四个杆可以相对第二基座对称地设置。
第一对腿部可以相对于第一基座对称地设置,第二对腿部可以相对第二基座对称地设置。
以这种方式,可以增加支脚的稳定性。
第一基座的下表面和第二基座的下表面各自包括具有超过摩擦阈值的摩擦系数的材料。
以这种方式,减少了支脚侧向滑动的风险。
在本公开的另一方面中,提供了一种包括一对支脚的组件,其中每个支脚与本公开的支脚一致。该组件进一步包括:
连接轴,其在第一支脚的梁和第二支脚的梁之间延伸:
其中,通过调节第一支脚的第一四个杆和第二四个杆,以及通过调节第二支脚的第一四个杆和第二四个杆,第一支脚的平台和第二支脚的平台相互平行,并且
其中,通过适当地选择用于所述第一支脚的第一范围和第二范围的附接位置,以及通过适当地选择用于所述第二支脚的第一和第二范围的附接位置,梁被水平地支撑。
以这种方式,当两个支脚的每个放置在单独倾斜的表面上时,组件可以保持水平。
通过进一步调节第一四个杆在第一基座和第一部分之间延伸的程度以及通过进一步调节第二四个杆在第二基座和第二部分之间延伸的程度,可以实现精细调节以实现梁的水平度。
以这种方式,不仅仅对于单个支脚,而且对于具有一个以上支脚的整个组件,可以增加水平度的预期。
在本公开的另一方面中,提供了一种结构,该结构包括如已经描述的多对支脚和多个连接轴,其中多对支脚中的每对支脚通过多个连接轴中的一个连接轴连接到每个相邻的一对支脚。
以这种方式,具有水平地板的建筑可以在不平坦的地面上快速建造。
在本公开的另一方面中,提供了一种具有含有N条边的多边形平面图形状的结构,其包括根据本公开的N个支脚和N个连接轴。
所有N个连接轴可以位于第一水平面中。
该结构的地板可以被支撑在第一水平面中。
该结构可以还包括多个屋顶构件,其中多个支脚中的每个的梁支撑屋顶构件,并且多个屋顶部件朝向该结构的中心区域径向延伸。
该结构的中心区域可以包括环形部分,用于垂直起飞和降落飞机的平台位于该环形部分内。
本文描述的任何装置、系统或结构特征都可以被提供为方法特征,反之亦然。此外,应当理解,本公开在此仅仅通过示例的方式进行描述,并且可以在权利要求的范围内对细节进行修改。此外,本领域技术人员将理解,本文描述和定义的各种特征的特定组合可以独立地实施和/或供应和/或使用。特别地,本领域技术人员将理解,关于本文的特定方面所描述的任何特征也可以以任何合适的组合应用于本文所述的另一方面。
本公开的其他方面
本公开的其他方面在以下编号的条款(clauses)中列出:
1.一种用于支撑一件基础设施(10)的支脚(100),所述支脚(100)包括:
平台(200),其具有第一部分(210)、第二部分(220)以及在所述第一部分(210)和所述第二部分(220)之间的中心部分(230);
第一基座(300),其配置为经由至少第一四个杆(310、320、330、340)支撑所述平台(200)的所述第一部分(210),每个所述第一四个杆(310、320、330、340)在所述第一基座(300)和所述第一部分(210)之间延伸到独立地单独可调节的程度;
第二基座(400),其配置为经由至少第二四个杆(410、420、430、440)支撑所述平台(200)的所述第二部分(220),每个所述第二四个杆(410、420、430、440)在所述第二基座(400)和所述第二部分(220)之间延伸到独立地可调节的程度;
第一对腿部(510、520),其从所述平台(200)的所述第一部分(210)向上突出;
第二对腿部(530、540),其从所述平台(200)的所述第二部分(220)向上突出;
梁(600),其具有第一端和第二端,其中所述第一端由所述第一对腿部(510、520)支撑,并且所述第二端由所述第二对腿部(530、540)支撑;
其中:
调节所述第一四个杆(310、320、330、340)在所述第一基座(300)和所述第一部分(210)之间延伸的程度以及调节所述第二四个杆(410、420、430、440)在所述第二基座(400)和所述第二部分(220)之间延伸的程度,使得能够当所述第一基座(300)不水平时并且当所述第二基座(400)既不水平也不与所述第一基座(300)平行时,调节所述平台(200)为水平的;
所述第一对腿部(510、520)包括用于在第一多个垂直位置支撑所述梁(600)的第一范围的附接位置(550),并且所述第二对腿部(530、540)包括用于在对应于所述第一多个垂直位置的第二多个垂直位置处支撑所述梁(600)的第二范围的附接位置(550),可以通过选择一个所述第一多个垂直位置和对应的一个所述第二多个垂直位置来选择所述梁(600)的高度,并且使得所述梁(600)平行于所述平台(200)。
2.根据条款1所述的支脚,其中:
所述第一对腿部包括第一腿部和第二腿部,其中所述第一腿部和所述第二腿部相互平行;
所述第二对腿部包括第三腿部和第四腿部,其中所述第三腿部与所述第四腿部相互平行。
3.根据条款1或条款2所述的支脚,其中:
所述第一对腿部平行于所述第二对腿部。
4.根据前述任一条款所述的支脚,其中:
所述第一对腿部从所述平台的完全在由连接所述第一四个杆的第一边界限定的第一区域内的第一部分向上突出;和
所述第二对腿部从所述平台的完全在由连接所述第二四个杆的第二边界限定的第二区域内的第二部分向上突出。
5.根据前述任一条款所述的支脚,其中所述第一四个杆相对于所述第一基座对称地设置,并且所述第二四个杆相对于所述第二基座对称地设置。
6.根据前述任一条款所述的支脚,其中所述第一对腿部相对于所述第一基座对称地设置,并且所述第二对腿部相对于所述第二基座对称地设置。
7.根据前述任一条款所述的支脚,其中,所述第一基座(300)的下表面和所述第二基座(400)的下表面各自包括具有超过摩擦阈值的摩擦系数的材料。
8.一种包括一对支脚的组件,其中,所述一对支脚中的每个支脚与前述任一条款一致,所述组件还包括:
连接轴,其在第一支脚的梁和第二支脚的梁之间延伸:
其中,通过调节所述第一支脚的第一四个杆和第二四个杆,以及通过调节所述第二支脚的第一四个杆和第一四个第二四个杆,所述第一支脚的平台和所述第二支脚的平台相互平行,并且
其中,通过适当的选择用于所述第一支脚的第一和第二范围的附接位置,以及通过适当的选择用于所述第二支脚的第一和第二范围的附接位置,梁被水平地支撑。
9.根据条款8所述的组件,其中,通过进一步调节第一四个杆在第一基座和第一部分之间延伸的程度以及通过进一步调节第二四个杆在第二基座和第二部分之间延伸的程度,可以实现精细调节以实现梁的水平性。
10.一种结构,包括根据条款1至7中任一项所述的支脚的多对支脚和多个连接轴,其中所述多对支脚中的每对支脚通过所述多个连接轴中的一个连接轴连接到每个相邻的一对支脚。
11.一种结构,具有含有N条边的多边形平面图形状,所述结构包括N个根据条款1至7中任一项所述的支脚和N个连接轴。
12.根据条款11所述的结构,其中所有所述N个连接轴位于第一水平面中。
13.根据条款12所述的结构,其中所述结构的地板支撑在所述第一水平面中。
14.根据条款11至13中任一项所述的结构,还包括多个屋顶构件,其中,多个支脚中的每个的梁支撑所述屋顶构件,并且所述多个屋顶构件朝向所述结构的中心区域径向延伸。
15.根据条款14所述的结构,其中,所述结构的中心区域包括环形部分,用于垂直起飞和降落飞机的平台位于所述环形部分内。
附图说明
图1和图2显示了根据本公开的机场结构。
图3a-c和图4显示了机场结构的某些组成部件的部分。
图5至图7显示了机场结构的建造顺序。
图8和图9涉及设置在机场结构上的包层。
图10和图11显示了机场结构的窗户特征。
图12和图13涉及机场结构的升降装置。
图14显示了机场结构的地面支撑特征。
图15显示了机场结构的窗户特征的另一种配置。
图16显示了根据本公开的支脚的第一实施例。
图17显示了带有压载部分的图16的支脚。
图18从不同的角度显示了图16的支脚。
图19显示了图16的支脚放置在不平地面上时的截面图。
图20显示了图16的支脚放置在不平地面上时的截面图,地面的水平低于图19所示的水平。
图21显示了利用图16的支脚的建筑的侧视图,特别地是垂直起飞和降落车辆的机场。
图22显示了图21的建筑的平面图。
具体实施方式
机场结构
参考图1,根据本公开的机场结构10或装置具有浅的截锥体的形式。机场结构10包括平台12,该平台12布置为在机场结构10内部的地面和机场结构10的上部区域或顶部之间(根据图1所示平台12的位置)升高和降低。关于离开的飞机,平台12作用是将飞机从地面水平移动到机场结构10的顶部,并为飞机提供起飞垫。关于抵达的飞机,平台12提供降落垫,并用于将飞机从机场结构10的顶部移动到地面水平。
如图2所示,平台12是形成机场结构10的中心核心组件的升降结构14的一个元件。如将在本文解释的,升降结构14及其平台12能够建造机场结构10本身,以及当机场结构10使用时处理飞机的移动。
升降结构14包括直立的管状框架,该直立的管状框架包括直接位于位于地面上的下环或基环18上方的上环16。上环16通过多个基本垂直的升降结构柱20支撑在基环18上,该多个基本垂直的升降结构柱20围绕上环16和基环18的圆周彼此间隔开。在该示例中,升降结构包括八个升降结构柱20。在该示例中,升降结构柱20包括钢。在该示例中,上环16和基环18包括钢。
平台12是盘形的并且位于管状框架内并且横向地或水平地延伸,即在基本上垂直于管状框架的纵向轴线或垂直轴线的方向上延伸。平台12的直径或跨度(span)略小于基环18和上环16的直径或跨度。在该示例中,平台12包括铝合金。平台12可移动地连接到导轨22(图2中未示出),导轨22在基环18和上环16之间延伸,并且导轨22围绕其圆周间隔开。在该示例中,升降结构14包括四个导轨22。在该示例中,导轨22包括钢。
升降装置24(在图2中不可见)设置在平台12下方(即,在平台12和下面的地面之间),并布置为在基环18和上环16之间升高和降低平台12。在该示例中,升降装置24支撑在撑架板26(图2中不可见)上,撑架板26布置在基环18的圆周内。此外,在该示例中,撑架板26本身支撑在地基基础横梁28(在图2中不可见)上或地基基础横梁28之间,地基基础横梁延伸穿过基环18的直径并与之连接。在该示例中,基础横梁28包括钢。
升降结构柱20和导轨22的间隔配置为例如提供升降结构14的侧开口30,用于在平台12处于降低位置时将飞机装载到平台12上并且从平台12卸载飞机,即,例如位于基环18的区域中。当平台12处于升高位置时,即,例如使得位于上环16的区域中时,平台12为飞机提供起飞和降落垫。因此,平台12也可以被称为最后进场起飞(Final Approach and Take-Off,FATO)或“FATO”平台。因此,平台12配置为满足相关的航空法规。在这方面,平台12包括适当的标记物、导航照明和设备,以及防滑、耐用和耐腐蚀的表面材料。
仍参考图2,机场结构10还包括Y形外伸支架(outrigger)或稳定梁32,其为升降结构14提供增强的横向稳定性,并形成机场结构10的附加结构。在该示例中,机场结构10包括六个稳定梁32。在该示例中,稳定梁32包括钢。如图所示,Y形稳定梁32向下并向外倾斜,远离升降结构14。每个Y形稳定梁32的两个内端固定地连接到上环16,特别是在上环16与各自的两个升降结构柱固定地连接的相同部分处。每个Y形稳定梁32的外端固定地连接到与地面接触的对应的锚固构件34。包括所述外端的梁32的外部向下弯曲,即梁32的侧面轮廓平面变化,以比梁32的中间部分以更大角度从地面倾斜。
机场结构10还包括用于容纳进入和离开平台12的飞机的吊架结构36。吊架结构36包括多个直立的吊架结构柱38,其固定连接到多个吊架结构屋顶构件40,一些吊架结构屋顶部件40的端部固定地连接到升降结构14的上环16。吊架结构的外部区域(即在图2意义上的右手侧)包括飞机进入/离开机场结构10的入口/出口。
再次参考图1,机场结构10还包括外部覆盖物或包层,其连接到Y形稳定梁32并限定机场结构10的覆盖内部体积。包层包括多个包层段42,每个段跨越相邻的一对Y形稳定梁之间的空间。在该示例中,包层段42包括织物材料,更具体地说是PVC涂层聚酯。
在该示例中:机场结构10在上环16处具有约7.3m的高度,并且上环16具有约17.4m的直径;平台12具有大约17m的直径;每个Y形稳定梁32具有大约12m的长度。
机场结构10最适合垂直起降(vertical take-off and landing,VTOL)飞机。也就是说,可以垂直悬停、起飞和降落的飞机。这种飞机包括各种飞机,包括旋翼飞机(即直升机)和其他具有动力旋翼(powered rotors)的飞机(如旋翼机、旋翼直升机(cyclocopter)和倾转旋翼机)。还包括可以以其他模式(例如短起飞和降落(short take-off andlanding,STOL)或短起飞与垂直降落(short take-off and vertical landing,STOVL))运行的VTOL飞机,以及轻于空气的飞机(lighter-than-air aircraft)。飞机可以是有人驾驶或无人驾驶的(“遥控飞机”或无人机(UAV))。飞机可以运载乘客或货物或两者。在一些应用中,飞机可以运载人道主义援助物资或军事装备(如武器)。飞机可以由电力、化石燃料或它们的组合提供动力。
机场结构10或装置(installation)可以包括其自身的电力供应,例如通过风力、太阳能或水力,或可替代地可以依赖外部供应(例如来自机场结构10所在的电网(mainsgrid))。无论供应源是什么,机场结构10或装置都可以布置为存储电力,例如使用电池。如果需要,可以将多余的储存电力馈送到电网。电能可用于对使用机场结构10的电动飞机进行再充电。此外,机场结构10可以包括用于化石燃料或氢气的储存设施,以便能够使用这些燃料为飞机补充燃料。
组装
机场结构10由其组成部件构成,这些部件最初包装在集装箱(例如标准尺寸的船运集装箱)中,以方便地部署到机场结构10将建立的地点。升降结构14的组成部件的一些示例如图3a-3c所示,特别是上环16和基环18(参见图3a)、升降结构柱20(参见图3b)和Y形稳定梁32(参见图3c)。如图所示,在该示例中,这些组成部件中的每个以及机场结构10的一些或全部其他组成部件包括配置为连接或接合在一起以形成这些部件的多个离散的段或元件。在该示例中,每个元件具有大约两米的长度。
现在将特别参考图4至图6描述机场结构10的建造或组装。
参考图4,机场结构10的组成部件的元件取自其集装箱,并布置在建造现场的地面上。然后将一些组成部件的元件连接在一起,以形成单独的组成部件(并非所有组成部件都在图4中示出)。因此,在该示例中,相关的元件连接在一起以首先形成基环16、升降结构柱20、基础横梁28、Y形稳定梁32、吊架结构柱38和吊架结构屋顶构件40。此外,吊架结构柱38的端部铰接地或可枢转地连接到吊架结构屋顶构件40对应的端部,以便预组装吊架结构36。
基础横梁28放置在基环18圆周内侧的地面上,并且它们的端部附接到基环18对应的部分。撑架板26安装在基础横梁28上或基础横梁28之间。升降装置24安装在撑架板26上。
参考图5和图6,平台12的每个段(图中仅显示了其外圆周)位于升降装置24(未显示)上方并附接到升降装置24。平台12的段在附接到升降装置24之前或之后连接在一起。因此,平台12定位并略微地支撑在基环18的水平之上。
组装导轨22的元件,并且将导轨22提升到直立位置,并且其下端固定地附接到基环18。或者,导轨22的元件可以一个在另一个的顶部上连接,例如从基环18在垂直方向上向上建造导轨22。优选地,临时稳定支柱44附接到导轨22的外表面,以便在组装期间提供额外的横向稳定。因此,导轨22从基环18垂直延伸并围绕或环绕平台12。优选地,平台12的外边缘包括径向延伸的突起,突起被容纳在导轨22的内表面中提供的通道中,从而使平台12与导轨22接合并防止平台12相对于导轨22的旋转运动,这本身提供了改进的横向稳定性。
上环16的段定位在平台12上并且连接在一起以形成上环16。由于上环16的直径略微地大于平台12的直径,因此至少一个临时横向构件可以附接到上环16(例如在上环16相对的部分之间延伸),以便将上环16支撑在平台12上。或者,可以通过将临时内边缘(lip)部件附接到上环16来实现相同的支撑效果,使得内边缘的下侧搁置(rest)在平台12的径向外部上。
在上环16组装并搁置在平台12上的情况下,升降结构柱20围绕上环16的圆周以彼此间隔开的关系布置,从而从上环径向突出。升降结构柱20的内端铰接地或可枢转地连接到上环16,而升降结构柱20的外端搁置在地面上。因此,升降结构柱20从上环16向下倾斜至地面(如图5中升降结构柱的虚线所示)。
以类似的方式,Y形稳定梁32(图5中未示出)围绕上环16的圆周以彼此间隔布置,以便从上环16径向突出。每个Y形稳定梁32的内端在上环16与对应的两个升降结构柱铰接或可枢转地连接的相同部分处铰接地或可枢转地连接到上环16,而每个Y形稳定梁32的外端搁置在地面上。因此,Y形稳定梁32从上环16向下倾斜至地面。
预组装的吊架结构36(图5中未显示)的吊架结构屋顶构件40的自由端铰接地或可枢转地连接到上环16。此外,吊架结构柱38(其被回顾为铰接地或可枢转地连接到对应的吊架结构屋顶构件40的另一端)径向向外延伸,从而与吊架结构屋顶构件40大致成直线)。因此,吊架结构屋顶构件40和吊架结构柱38从上环16向下倾斜至地面。
启动升降装置24,以垂直向上升高平台12,从而升高搁置在平台12上的上环16。直立导轨22用于引导平台12向上运动。当上环16与平台12一起上升时,可枢转地连接的升降结构柱20在与上环16的平面垂直的平面内自由旋转。因此,升降结构柱20被向上和向内拉动,它们相对于地面的倾斜度逐渐增加,直到它们达到基本垂直的状态。优选地,升降结构柱20的外端配备有脚轮(castor wheel),以便于它们在地面上向内行进。
以类似的方式,在平台12和上环16的向上运动期间,Y形稳定梁32(其长度大于升降结构柱20)也被向上和向内拉动,在该示例中,它们相对于地面的倾斜度也逐渐增加,直到它们达到约45度的倾斜角。优选地,Y形稳定梁32的外端配备有脚轮,以便于它们在地面上向内行进。
同样以类似的方式,在平台12和上环16的向上运动期间,吊架结构屋顶构件40和吊架结构柱38被向上和向内拉动,它们相对于地面的倾斜度也逐渐增加。吊架结构柱38的倾斜度可以在平台12上升期间(或之后)手动调节,以便设置吊架结构屋顶构件40相对于地面的期望的最终倾斜度。例如,吊架结构柱38可以设置为大约90度的倾斜度(即基本垂直),吊架结构屋顶构件40可以设置为零度的倾斜度(即基本水平)。优选地,吊架结构柱38的外端配备有脚轮,以便于它们在地面上向内行进。
升降装置24被停用,以便停止平台12的向上运动。因此,平台12用于将上环16、吊架结构柱38、Y形稳定梁32和吊架结构36升高就位。
如果装配,则脚轮从升降结构柱20、Y形稳定梁32和吊架结构柱38移除。升降结构柱20、Y形稳定梁32和吊架结构屋顶构件40被锁定到位,以便从与上环16的可枢转关系转变为与上环的固定关系。锁定可以手动(例如通过螺栓连接)实现,或者自动(例如通过设置在与上环16的接口处的弹簧加载的锁定机构)实现。自锁机构通常存在于空间框架建造中,例如,建造的一般领域的技术人员将熟悉该自锁机构。类似地,吊架结构屋顶构件40相对于吊架结构柱38被锁定到位。
升降结构柱20的下端(即上述外端)固定地连接到基环18。以这种方式,升降结构柱20在上环16和基环18之间提供刚性的连接。以类似的方式,导轨22的上端刚性地连接到上环16,以便为直立的管状框架提供额外的结构刚性。
Y形稳定梁32的外端连接到它们设置在地面上的对应的锚固构件34,从而增强横向稳定性。锚固构件34可以在Y形稳定梁32向上和向内移动之前以预定位置被放置在地面上,或者可替代地根据梁32的外端的最终位置在所述移动之后被放置到位。
不再需要附接到导轨22的外表面的临时稳定支柱44,因此将其移除。在上环16因此牢固地固定到位的情况下,也不再需要临时横向构件(或临时内边缘部件)(图中未示出),因此将其从上环16移除。
参考图7,在该示例中,机场结构10包括设置在Y形稳定梁32之间的额外的外伸支架或稳定梁46。额外的稳定梁46包括钢。每个额外的稳定梁46的内端连接到上环16,而外端连接到对应的额外的支撑锚固构件34。因此,额外的稳定梁46以与Y形稳定梁32类似的方式向下和向外倾斜远离升降结构14。此外,额外的稳定梁46的侧面轮廓类似于Y形稳定梁32的侧面轮廓,包括向下弯曲的外部。额外的稳定梁46以与Y形稳定梁32相同的方式(即梁46铰接地或可枢转地附接到上环16)直立,通过平台12提升到升高的位置,并且一旦处于升高的位置则相对于上环16锁定到位。
同样如图7所示,在该示例中,机场结构10包括水平布置的支撑构件48,支撑构件48连接相邻成对的Y形稳定梁32和额外的稳定梁46。支撑构件48可以包括钢。如上所述,在梁32、46已经放置到位之后,支撑构件48连接到梁32、46。在该示例中,支撑构件48形成三个环,每个环围绕机场结构10周向地延伸,这些环位于机场结构10的上部区域、下部区域和中部区域。应当理解,支撑构件48为机场结构10提供额外的结构刚度。
接下来参考图8,Y形稳定梁32和额外的稳定梁46为通常覆盖机场结构10的包层段42提供了支撑方式。更具体地,每个Y形稳定梁32和额外的稳定梁46在横截面上是I形的,并且双变幅轨道50或细长通道设置在梁46的凸缘部分的顶部上。每个变幅轨道50配置为容纳一个包层段42的边缘,该边缘包括用于将该边缘保持在变幅轨道50内的加厚的保持器部分42a。
包层段42的安装如图9所示。在安装过程中,平台12升高到上环16。如上所述,每个包层段42包括PVC涂层聚酯材料。平台12上的两个人员P1、P4将材料条带(即一个包层段42)的相对边缘的保持器部分42a进给到设置在相邻的额外的稳定梁46上的变幅轨道50的上端中。包层段42的端部由地面上的另外两名人员P2、P3向外和向下拉动,例如使用附接到条带端部的绞盘(winch)和电缆(cable)。因此,包层段42被拉动穿过变幅轨道50,从而从上环16延伸到梁46在地面处的外端,从而跨越两个相邻的梁46之间的间隙。
每个包层段42优选地被保持在张力下,以防止下垂。张力可以由包层段42的外端/下端的加重部分提供。也可以通过将包层段42定位成使得它们覆盖在支撑构件48上,使得支撑构件48抵抗包层段的向下运动来防止下垂。
所有包层段42都以这种方式安装(一些在相邻成对的额外的稳定梁对46之间(如图9所示),且另一些在相邻额外的稳定梁46和Y形稳定梁32之间),使得包层通常从其顶部到其底部覆盖机场结构10。因此,Y形稳定梁32和额外的稳定梁46用作支撑包层段42的结构屋顶构件,以及为升降结构14提供增强的横向稳定性。
在该示例中,包层段42是不透明的,以防止阳光穿过包层段42进入机场结构10的内部。参考图10,在由Y形稳定梁32的内端和上环16形成的三角形开口中,提供了透明的PVC窗口板52,以允许阳光进入机场结构10。
参考图11,透明的PVC窗口板54也围绕升降结构14设置,板54附接到升降结构柱20并在基环18和上环16之间延伸。这些PVC窗口板54允许从机场结构10内部的位置观看平台12及其上的任何飞机。板54的帘部分54a允许通过升降结构14的上述侧开口30进入,用于在平台12上装载和卸载飞机。
应当理解,上述组装步骤中的一些步骤可以以不同的顺序执行。例如,如上所述,每个升降结构柱20的内端、Y形稳定梁32、额外的稳定梁46和预组装吊架结构36的吊架结构屋顶构件40都铰接地或可枢转地连接到上环16。然后启动升降装置24,以升高平台12,从而垂直向上升高搁置在平台12上的上环16,从而升高升降结构柱20、Y形稳定梁32、额外的稳定梁46、以及吊架结构屋顶构件40和吊架结构柱38,然后将它们全部相对于上环16锁定到位,以便提供刚性结构。
在可替代的组装过程中,只有升降结构柱20铰接地或可枢转地连接到上环16,升高到适当位置,并且随后锁定为与上环16的固定连接。如上文所述,升降结构柱20的下端然后也固定地连接到基环18。以这种方式,升降结构14被竖立以形成刚性的、独立的结构,其中上环16固定在顶部的空间中。然后降低平台12,并且将一个或多个Y形稳定梁32、额外的稳定梁46和预组装吊架结构36的吊架结构屋顶构件40的内端搁置在平台12上,并且例如使用链条或绳索等临时地附接到平台12。然后将平台12升高到上环16,并且将Y形稳定梁32、额外的稳定梁46和吊架结构屋顶构件40的内端从平台12释放并固定地连接(锁定)到上环16。应当理解,平台12可以用于同时或顺序地将所有这些结构元件从地面移动到上环16。
特征细节
现在将更详细地讨论机场结构10的某些特征。
参考图12,基环18可以通过多个基环支撑板56(图中沿着基环18的部分仅显示了一个基环支撑板56)牢固地支撑在地面上。每个基环支撑板56包括直立的扶壁构件56a,该扶壁构件56a形成用于容纳和支撑一部分基环18的通道。这部分基环18包括用于与对应的一个直立的升降结构柱20连接的直立突起18a,如上文所述。基环支撑板56有效地增加了基环18的“足迹(footprint)”的面积,从而将升降结构14的负载(重量)分散在地面上。如上文所述,升降装置24支撑上覆(overlying)平台(图12中未示出),其自身由位于基础横梁28上或之间的下层(underlying)撑架板26支撑。该下层结构为升降装置24和平台12提供了牢固的支撑底部。
还参考图13,升降装置24本身包括至少一个升降机构和包括电源的相关辅助设备。升降机构可以电动或液压操作或它们的组合。升降机构优选地是紧凑的,以便最小化平台12下方所需的空间。合适的升降机构包括剪式升降机、伸缩式升降机和链环升降机。优选地,多个升降机构设置在平台12下方的战略位置处,以便将提升力分散在平台12的下表面上。多个升降机构可以布置为使用齿轮箱和驱动轴同步。该示例包括多个链环(chainlink)升降机58,如图13所示。链环升降机是一种多个连接的链环从水平储存壳体向外和向上展开以形成刚性垂直的柱的升降机。合适的链环升降机的示例是Serapid(法国)生产的链环升降机,其被描述为使用刚性链技术专门设计用于重载垂直运动的机电伸缩致动器。
图14显示了两个锚固构件34,它们支撑着机场结构10外围的Y形稳定梁32。在该示例中,锚固构件34配置为搁置在地面上,而不是沉入地面,从而避免了挖掘传统地基的需要。每个锚固构件34包括压载单元(例如包括混凝土块或充水集装箱),以便提供足够的重量来抵抗相对于地面的移动。
锚固构件34配置为高度可调节的,以便在机场结构10被直立的位置处适应非水平地面。以这种方式,可以避免首先平整地面的需要。在该示例中,每个锚固构件34包括与Y形稳定梁32连接的上板结构62和位于地面上的下板结构64。上板结构62包括横向延伸的管状构件66,每个管状构件66配置为容纳伸缩杆(图14中未示出)的端部,用于将相邻两个锚固构件34的上板结构62连接在一起。
上板结构62和下板结构64通过直立支柱(在该示例中为T形构件68)彼此连接,该直立支柱的高度确定上板结构62和下板构件64之间的垂直距离,从而确定Y形稳定梁32距地面基准的高度。T形构件68的所需高度是通过对现场的地面进行测量而预先确定的。
因此,仍然参考图14,右侧的锚固构件34搁置于一部分地面上,该部分地面高于支撑左侧锚固构件34的那块地面。因此,T形构件68的高度被选择为使得左侧锚固构件34的上板结构62和下板结构64之间的垂直距离大于右侧锚固构件34的上板结构62和下板构件64之间的垂直距离。此外,每个锚固构件34的下板结构64配置为倾斜角度是可调节的,以适应下板结构64下方的倾斜地面。
以这种方式,Y形稳定梁32的下端被定位成使得位于同一水平面内,并因此彼此齐平。应当理解,在将Y形稳定梁32相对于上环16锁定之前,可以根据需要调节每个锚固构件34的位置,这如上文所述。在Y形稳定梁32的下端处于所需位置的情况下,相邻成对的横向延伸管状构件66可以使用可插入的伸缩杆连接在一起,从而在地面水平为机场结构10的结构提供额外的支撑。
集装箱存储
如上所述,机场结构10的组成部件最初被包装在集装箱(例如标准尺寸的船运集装箱)中,以方便地部署到机场结构10将建立的地点。为了最大限度地减少集装箱的数量和体积,组成部件优选地被分解成离散的段或元件,如已经描述的,这是包装机场结构10的高度节省空间的方式。
集装箱的内容物优选地布置成适合机场结构10的组装顺序,如以上本文所讨论的。例如,基环18和基础横梁28优选地设置在同一集装箱中,因为一旦基环18已经放置在地面上,基础横梁28则连接到基环18。
在一个示例中,机场结构10被包装在总共八个集装箱或集装箱组中,每个集装箱组包括多个单独的集装箱,如下所示:
集装箱/集装箱组1:包括其组成段的基环18;包括其组成段的上环16;撑架板26;包括它们的组成段的基础横梁28;以及升降机构。
集装箱/集装箱组2:包括其组成段的导轨22;以及包括它们的组成段和脚轮的升降结构柱20。
集装箱/集装箱组3:包括它们的组成段和脚轮的Y形稳定梁32;以及包括它们的组成段和脚轮的额外的稳定梁46。
集装箱/集装箱组4:包括它们的组成段的支撑构件48。
集装箱/集装箱组5:包括它们的组成段的吊架结构屋顶构件40;以及包括它们的组成段和脚轮的吊架结构柱38。
集装箱/集装箱组6:锚固构件34;以及伸缩杆。
集装箱/集装箱组7:包层段42(优选地折叠或卷起)及其变幅轨道50;以及透明的PVC窗口板52、54(优选地折叠或卷起)。
集装箱/集装箱组8:辅助设备。
优选地,集装箱包括起重设备,以便于从集装箱移除机场结构10的部件。集装箱还优选地包括轮子,使得人员可以更容易地将它们移动到需要组装部件的现场确切位置。
拆卸
如果不再需要,机场结构10可以被拆卸或或拆开并从现场移除。拆卸顺序基本上与组装顺序相反,如下所示。
平台12被升高到其上部位置。包层段42各自通过其支撑变幅轨道50向上和向内拉动,例如由人员使用位于平台12上的绞盘拉动。因此,包层段42从机场结构10被移除。透明的PVC窗口板52从Y形稳定梁32的内端处的三角形开口移除。透明的PVC窗口板54从升降结构14移除。
可插入的伸缩杆从锚固构件34的横向延伸的管状构件66移除。支撑构件48从相邻的成对的Y形稳定梁32和额外的稳定梁46分离并移除。Y形稳定梁32的下端与锚固构件34分离。
临时稳定支柱44被重新附接到导轨22的外表面。导轨22的上端与上环16分离。升降结构柱20的下端与基环18分离。
升降结构柱20、Y形稳定梁32、额外的稳定梁46和吊架结构屋顶构件40的内端被解锁,以便恢复它们与上环16的可枢转关系。脚轮附接到升降结构柱20、Y形稳定梁32和额外的稳定梁46的下端/外端。
可枢转地连接的升降结构柱20的下端向外移动(由人员手动地,或自动地(例如通过弹簧加载机构)),以便将它们置于非垂直状态。启动升降装置24以降低平台12。当上环16与平台12一起垂直下降时,升降结构柱20在与上环16的平面垂直的平面内自由旋转。因此,升降结构柱20被向下和向外推动,它们相对于地面的倾斜度逐渐减小。可枢转地连接的额外的稳定梁46和吊架结构屋顶构件40类似地被向下和向外推动。
停用升降装置24,以便停止平台12在基环18的区域处的向下运动。在平台12的该下降位置,升降结构柱20、Y形稳定梁32、额外的稳定梁46和吊架结构屋顶构件40从上环16向下倾斜至地面。
临时横向构件(或临时内边缘部件)重新附接到上环16,以便将上环16支撑在平台12上。升降结构柱20、Y形稳定梁32、额外的稳定梁46和吊架结构屋顶构件40的内端从上环16分离并移除。临时横向构件(或临时内边缘部件)从上环16移除,并且上环16的段彼此分离。上环16由此被拆开。
临时稳定支柱44从导轨22移除。导轨22从平台12分离,并且导轨22的元件彼此分离。导轨22由此被拆开。
平台12的段在从升降装置24拆卸之前或之后彼此分离。升降装置24从撑架板26移除。撑架板26从基础横梁28移除。基础横梁28的端部从基环18的对应部分拆卸。基环18的段彼此分离。基环18由此被拆卸。
吊架结构柱38的端部从吊架结构屋顶构件40的对应端部分离。相关元件彼此分离以拆卸升降结构柱20、Y形稳定梁32、额外的稳定梁46、吊架结构柱38和吊架结构屋顶构件40。
机场结构10的组成部件被放回到它们的集装箱中。集装箱被装载到车辆上并从现场运走。如果需要,可以在不同的地点再次组装机场结构10。
变型
现在将描述机场结构及其结构部件的一些变型。
在上述示例中,预组装平台12包括多个段或元件,以便于包装、运输和处理。一旦组装并集成到升降结构14中,平台12就成为单个件。然而,在另一个示例中,组装和集成的平台12包括两个或更多个分离的件或部件。也就是说,平台12是分割的、分段的或分区的。在这样的示例中,升降装置24配置为彼此独立地操作平台12的不同部件。因此,平台12的第一部件可以被启动以升高,同时平台12的第二部件可以被启动以降低。或者,平台12的第一和第二部件可以被启动以同时但以不同的速度升高或降低。同样在这样的示例中,平台12的第一部件和第二部件可以被启动,以便以相同的速度一起升高或降低,使得这两个部件表现得好像它们是单个平台12。以这种方式将平台12拆分成分离的部件有利地增加了在飞机搬运方面的灵活性。
在上述示例中,导轨22连接到基环18,以增强升降结构14及其平台12的横向稳定性。导轨22在与多个链环升降机58结合使用时特别有效,这些链环升降机58也形成上述示例的一部分,因为每个链环升降机58在平台12的一小部分上施加点载荷。然而,在包括不同的升降机构(例如剪式升降机,其中提升力可以施加在平台12的更大区域上)的示例中,导轨22可以被省略。此外,导轨22甚至可以从使用链环升降机58的示例中省略,这是因为平台12的尺寸和重量,和/或链环升降机58的数量和定位可以使得链环升降机58本身为平台12提供足够的横向稳定性。因此,应当理解,导轨22(当然还有可与导轨22结合使用的临时支柱44)是本公开的机场结构的可选特征。
虽然在上述示例中,机场结构10的一些结构元件包括钢,但在其他示例中,可以使用不同的材料。这些包括但不限于金属和金属合金(例如铝合金或钛合金)、塑料材料、复合材料(例如碳纤维)和木材或它们的任何组合。优选地,结构元件是轻质的、耐火的和耐腐蚀的。
虽然在上述示例中,机场结构10的包层段42包括PVC涂层聚酯,但在其他示例中,可以使用不同的材料。这些包括但不限于金属和金属合金(例如铝)、塑料材料、复合材料(例如碳纤维)和木材或它们的任何组合。优选地,包层段42是柔性的、轻质的、防水的、耐火的和耐腐蚀的。
虽然在上述示例中,锚固构件34搁置在地面上,但在其他示例中,为了支撑Y形稳定梁32,锚固构件34部分或完全地埋在地面中。
虽然在上述示例中,升降结构的上环16和基环18是圆形的,但在其他示例中,上环和基环是非圆形的(例如卵形、椭圆形或矩形(例如正方形))。
虽然在上述示例中,包层包括织物材料(特别是PVC涂层聚酯),但其他示例可以包括不同种类的包层。在一个示例中,安装轨道附接到Y形稳定梁32和/或额外的稳定梁46的上表面或下侧。点击(click-on)面板或屏幕然后被压入轨道,以覆盖机场结构10。与其他连接方式(如螺钉固定件)相比,点击方法劳动密集度较低,时间效率较高,其也不需要专业技能或工具。
虽然在上述示例中,稳定梁32是Y形的,但在其他示例中,梁具有其他形状。例如,稳定梁可以是细长的并且在平面图中通常是直的。此外,虽然在上述示例中,机场结构10包括额外的稳定梁46,但在其他示例中,这些额外的稳定梁46被省略。可以理解,机场结构10可以包括任何数量和形式的稳定梁,只要这些梁从升降结构(优选其上环)延伸到地面,既为了增强升降结构的横向稳定性,也为了提供用于支撑限定机场结构10的内部体积的外部包层的结构。稳定梁的截面可以是任何合适的形状,例如图8所示的经典工字梁(I-beam)横截面。
可以理解,在包括具有Y形以外形状的稳定梁的示例中,由于在上述示例中没有由Y形梁形成的三角形孔,透明的PVC窗口板将采用与图10所示的不同的形状。在这样的示例中,透明的PVC窗口板可以采用任何其他合适的形状。一个示例如图15所示,其中透明的PVC窗口板52’通常是从上环16径向延伸的细长的卵形。
虽然上述示例包括不透明的包层段42,以防止阳光穿过包层段42进入机场结构10的内部,但在其他示例中,包层段42可以是透明的或半透明的,以允许阳光穿过包层段42进入机场结构的内部。在这样的示例中,包层段42可以包括一种或多种上述的材料。在一些这样的示例中,透明或半透明包层段42与机场结构10的窗户结合使用,如上文所述。在其他这样的示例中,省略了窗户。
虽然上述示例包含包括用于飞机的入口/出口的吊架结构36,但在其他示例中,省略了吊架结构36。在一些这样的示例中,一个或多个包层段42配置为允许飞机进入和离开机场结构10的内部。例如,参考图1,包层段42a可配置为使用动力液压支柱等围绕上环16处的铰接点旋转,以向上升高包层段42,从而在机场结构10的一侧形成开口。
可以理解,已经关于其优选实施例描述了机场结构,并且在不脱离所附权利要求限定的范围的情况下可以以许多不同的方式进行修改。
地形可调节支脚的详细说明
图16显示了用于支撑一件基础设施(例如根据本公开的机场结构10)的支脚100。该支脚可以用来代替上述的锚固件34。支脚100可以应用于任一件基础设施,并且不限于在机场结构10中使用。
支脚100包括平台200,平台200具有第一部分210、第二部分220和位于第一部分210和第二部分230之间的中心部分230。第一部分210包括第一表面240,第二部分220包括第二表面250。
支脚100还包括第一基座300和第二基座400,第一基座300配置为支撑第一部分210,第二基座400配置为支撑平台的第二部分220。
支脚100至少包括第一四个杆310、320、330、340,其各自在第一基座300和第一部分210之间延伸。第一四个杆310、320、330、340各自包括配置为与相应的螺母一起使用的螺纹杆,以便于每个第一四个杆310、320、330、340的独立调节。独立调节意味着,每个第一杆的在第一基座300和第一部分210之间延伸的部分的长度可以不同于每个其他杆的等同长度。以这种方式,第一基座300可以与平台200不平行。因此,第一基座300可以搁置在斜坡上,但是第一部分210可以被调节为水平。
类似地,支脚100至少包括在第二基座400和第二部分220之间延伸的第二四个杆410、420、430、440。第二四个杆410、420、430、440各自包括与相应的螺母一起使用的螺纹杆,以便于每个第二四根杆410、420、430、440的独立调节。独立调节意味着,每个第二杆的在第二基座400和第一部分220之间延伸的部分的长度可以不同于每个其他第二杆的等同长度。以这种方式,第二基座400可以与平台200不平行并且与第一基座300不平行。因此,第一基座300可以搁置在斜坡上,但是第二部分220可以被调节为水平。
通过分别使用第一四个杆310、320、330、340和第二四个杆410、420、430、440来适当地调节第一基座300和第二基座400,即使当第一基座300和第二基座400搁置在斜坡上时,也可以将平台200调节为水平。
支脚100还包括从平台200的第一部分210向上突出的第一对腿部510、520和从平台200的第二部分220向上突出地第二对腿部530、540。
第一对和第二对腿部510、520、530、540的每个腿部可以包括主干570、底部580和在主干570和底部580之间延伸的支架590。每个底部580都平行于平台200。在所示的实施例中,每个腿部的底部580使用固定件585固定到平台上。
支脚100还包括具有第一端和第二端的梁600。第一端由第一对腿部510、520支撑,且第二端由第二对腿部530、540支撑。
第一对腿部510、520包括用于在第一多个垂直位置处支撑梁600的第一范围的附接位置550。第二对腿部530、540包括用于在对应于第一多个垂直位置的第二多个垂直位置处支撑梁600的第二范围的附接位置550。以这种方式,通过选择第一多个垂直位置中的一个和第二多个垂直位置中的相应一个,可以选择梁600的高度,以这样的方式,梁600平行于平台200。
在所示的配置中,第一范围的附接位置550和第二范围的附接位置550包括一系列等距离的孔。梁600包括一对孔,其对应于腿部510、520、530、540的附接位置550的一对孔。以这种方式,梁600可以根据所需的高度被定位并紧固到等距离的的孔中的一对孔。在需要进一步的、更精确的垂直调节的程度上,第一四个杆310、320、330、340和第二四个杆410、420、430、440可以平行地调节,以保持平台200的水平性,同时实现平台200的适度垂直调节。
附接位置550的孔和梁600中的孔可以通过螺栓或螺纹杆与对应的螺母进行连接。
支脚可以是钢、复合材料或任何其他合适的材料。第一基座300的下侧和第二基座400的下侧可以是具有超过摩擦阈值的摩擦系数的材料,以避免支脚100的横向运动。第一基座300的下侧的材料和第二基座400的下侧可以进一步适应微小的变形,以便补偿支撑第一基座300和第二基底400的表面中的微小起伏。
图17显示了图16的支脚100,其与第一和第二压载元件280、290一起部署。第一压载元件280由第一表面240支撑,第二压载元件290由第二表面250支撑。以这种方式,第一对腿部510、520和第二对腿部530、540都设置在第一和第二压载元件280、290之间。
第一表面240可以在远离中心部分230的方向上相对于第一基座300形成悬臂(cantilever)。第二表面250可以在远离中心部分230的方向上相对于第二基座400形成悬臂。
压载元件280、290可以是混凝土、钢或足够密度的任何其他材料,以减少支脚100移动的风险。
图18从不同的角度显示了图16的支脚。
图19显示了图16的支脚在不平地面上的现场的侧视图。可以看出,第一基座300在第一斜面上,第二基座400在不同于第一斜面的第二斜面上。以这种方式,第一基座300和第二基座400都不是水平的,但平台200是水平的。
图20显示了与图19完全相同的部件,但第一基座300位于第三斜面上,第二基座400位于不同于第三斜面的第四斜面上。以这种方式,第一基座300和第二基座400都不是水平的,但平台200是水平的。此外,可以看出,虽然图19实施例中所示的地面水平高于图20实施例中所示的地面水平,但平台200在每种情况下的高度都与另一图中另一只支脚的平台200一致。这意味着,当图19和图20所示的支脚部署在单个建筑中时,地板水平面(与梁600的高度一致)在一个支脚和另一个支脚之间是水平的。
图21和图22分别以侧视图和平面图显示了部署本公开的支脚100的建筑10。所谈论的建筑10是一个用于垂直起降车辆的机场,也称为垂直起降机场(vertiport)。垂直起降机场10包括具有圆形周边的最后进场起飞区12(Final Approach and Takeoff area,FATO),该最后进场起飞区被由本公开的支脚100限定的外环和在FATO 12的周边处的内环界定的环形封闭的空间包围。该环形空间可以由屋顶结构41覆盖。
因此,本公开的支脚100可以用于支撑不平地面上的结构,不仅横跨建筑物的区域,而且横跨每个单独支脚的区域。尽管它被部署在不平坦的地面上,这反过来使结构的水平地板成为可能。在这种水平结构的基础上,可以提供用于垂直起飞和降落飞机的水平平台。此外,不需要穿透地面。此外,支脚和结构的性质使得组装可以是快速的且拆卸可以是容易可行和快速的,在部署建筑之前直接将地面恢复到其原始状态。

Claims (21)

1.一种用于机场结构的升降结构,包括:
直立的管状框架,其包括上环,所述上环位于基环上方并且通过柱支撑在所述基环上;
平台,其位于所述管状框架内;以及
升降机构,其布置成在所述基环和所述上环之间升高和降低所述平台,
其中:
所述柱彼此间隔开以提供侧开口,所述侧开口用于在所述平台处于降低位置时将飞机装载到所述平台上并从所述平台卸载飞机;并且
当所述平台处于升高位置时,所述平台为飞机提供起飞和降落垫。
2.根据权利要求1所述的升降结构,包括:基座支撑横向构件,其位于所述基环内并连接到所述基环,所述升降机构位于所述平台下方并由所述基座支撑横向构件支撑。
3.根据权利要求1或2所述的升降结构,其中:
所述平台包括分离的第一平台部件和第二平台部件;并且
所述升降机构布置成在一种操作模式中彼此独立地升高和降低所述第一平台部件和第二平台部件。
4.根据权利要求3所述的升降结构,其中,所述升降机构布置成在另一种操作模式中一起升高和降低所述第一平台部件和第二平台部件。
5.根据权利要求1至4中任一项所述的升降结构,其中,所述升降机构包括位于所述平台下方的至少一个链环升降机。
6.根据权利要求1至5中任一项所述的升降结构,包括:导轨,其在所述基环和所述上环之间延伸,所述平台可移动地连接到所述导轨,所述升降机构布置成沿着所述基环和所述上环之间的所述导轨升高和降低所述平台。
7.一种机场结构,包括:
根据权利要求1至6中任一项所述的升降结构;
多个锚固构件,其位于所述升降结构周围的地面上;
多个径向延伸的稳定构件,每个所述稳定构件包括连接到所述上环的第一端和连接到对应的一个锚固构件的第二端;以及
多个包层段,其由所述稳定构件支撑,每个包层段跨越相邻的一对稳定构件之间的间隙并在所述上环和所述相邻的一对稳定构件的第二端之间延伸,从而限定所述机场结构的覆盖内部体积。
8.根据权利要求7所述的机场结构,其中,每个包层段包括织物材料。
9.根据权利要求8所述的机场结构,其中所述织物材料包括PVC涂层聚酯。
10.根据权利要求7至9中任一项所述的机场结构,其中,所述基环、所述平台、所述导轨、所述上环、所述柱和所述稳定构件中的一个或多个包括铝合金或钢。
11.根据权利要求7至10中任一项所述的机场结构,包括:吊架结构,其用于容纳至少一架飞机并位于与所述侧开口相邻,以用于在所述平台处于下降位置时将飞机装载到所述平台上并从所述平台卸载飞机。
12.根据权利要求11所述的机场结构,其中,所述吊架结构包括吊架结构屋顶构件和直立的吊架结构柱,所述吊架结构屋顶构件连接到所述上环,所述直立的吊架结构柱连接到所述吊架结构屋顶部件和各自的一个锚固构件。
13.根据权利要求7至12中任一项所述的机场结构,其中,所述锚固构件配置为高度可调的,以便将所述稳定构件的第二端定位在距地面基准彼此相同的高度处。
14.一种建造根据权利要求7至13中任一项所述的机场结构的方法,所述方法包括:
在地面上提供所述基环;
在所述基环内提供所述升降机构;
将所述平台附接到所述升降机构,使得所述平台位于所述升降机构的上方;
在所述平台上提供所述上环;
将所述柱的第一端可枢转地连接到所述上环,使得所述柱围绕所述上环彼此间隔开并且从所述上环朝向地面径向延伸;
将所述稳定构件的第一端可枢转地连接到所述上环,使得所述稳定构件围绕所述上环彼此间隔开并且从所述上环朝向地面径向延伸;
启动所述升降机构,以升高所述平台,从而升高位于所述平台上的所述上环,从而将枢转地连接的所述柱拉至基本垂直的状态,并将枢转地连接的稳定构件拉至相对于地面倾斜的状态;
将所述柱的第一端和所述稳定构件的第一端与所述上环锁定为固定关系;
将所述柱的第二端连接到所述基环,从而与所述基环成固定关系;
在地面上提供所述锚固构件,并将所述稳定构件的第二端连接到对应的锚固构件以与所述对应的锚固构件成固定关系;以及
将所述包层段附接到所述稳定构件。
15.根据权利要求14所述的建造机场结构的方法,所述方法包括:调整一个或多个所述锚固构件的高度,以便将所述稳定构件的第二端定位在距地面基准彼此相同的高度处。
16.根据权利要求14或15所述的建造机场结构的方法,所述方法包括:
在启动所述升降机构以升高所述平台之前,将所述导轨的第一端连接到所述基环,使得所述导轨从所述基环向上延伸并且围绕所述基环和所述平台彼此间隔开;以及
将所述导轨连接到所述平台以允许调整所述平台相对于所述导轨的高度。
17.根据权利要求16所述的建造机场结构的方法,所述方法包括:
在启动所述升降机构以升高所述平台之后,将所述导轨的第二端连接到所述上环,从而与所述上环成固定关系。
18.根据权利要求14至17中任一项所述的建造机场结构的方法,所述方法包括:从多个分离的组成部件中组装所述基环、所述平台、所述导轨、所述上环、所述柱和所述稳定构件中的一个或多个。
19.一种用于根据权利要求1至6中任一项所述的升降结构的部件组合,包括:
一组环段,其配置为连接在一起以形成所述基环;
一组环段,其配置为连接在一起以形成所述上环;
多组柱段,每组柱段中的段配置为连接在一起以形成一个柱,每组柱段中的一个段配置为连接到所述基环,而每组柱段中的另一个段配置为连接到所述上环;
一组平台段,其配置为连接在一起以形成所述平台;以及
升降机构,其配置为连接到所述平台。
20.根据权利要求19所述的用于根据权利要求6所述的升降结构的部件组合,包括:多组导轨段,每组导轨段中的段配置为连接在一起以形成一个导轨,每组导轨段中的一个段配置为连接到所述基环,每个所述导轨配置为连接到所述平台。
21.一种用于根据权利要求7至13中任一项所述的机场结构的部件组合,包括:
根据权利要求19或20所述的部件组合;
多个锚固构件;
多组稳定构件段,每组稳定构件段中的段配置为连接在一起以形成一个稳定构件,每组稳定构件段中的至少一个段配置为连接到所述上环且每组稳定构件段中的另一个段配置为连接到对应的一个锚固构件;以及
多个包层段。
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