CN206050096U - 飞机与轨道车接驳式起降系统 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了飞机与轨道车接驳式起降系统，涉及飞行器技术领域。系统包括设置于飞机上的第一接驳系统和设置于轨道车上的第二接驳系统。第一接驳系统包括锁定器。第二接驳系统包括活动基座和设置于活动基座上的锁定钩。锁定钩在飞机降落在活动基座上时锁定锁定器，在飞机起飞时释放锁定器。飞机起飞时，轨道车带动飞机加速到起飞速度，释放飞机。飞机降落时，轨道车与飞机速度同步时，飞机降落在轨道车上并被其锁定，轨道车减速行驶直至停止。本实用新型省去飞机的起落架，大大减轻了飞机的重量，另外，在飞机与轨道车接驳后，在飞机与轨道车之间建立通道，当轨道车加速或减速到预定速度后，乘客登机或下机，大大节约了乘客登机或下机的时间。

Description

飞机与轨道车接驳式起降系统

技术领域

本实用新型涉及飞行器技术领域，尤其涉及飞机与轨道车接驳式起降系统。

背景技术

固定翼飞机普遍需要依靠起落架滑行起飞、滑行降落，由于要承载飞机着陆时巨大的冲击力和刹车时的摩擦力，起落架要设计得异常坚固，而且要使用需频繁维护的液压驱动系统，导致起落架系统的重量居高不下，限制了飞机的运营经济性。起落架(包括前起和主起)的重量约占飞机起飞重量的3～5％，双通道宽体客机的起落架重达7吨之多，加上为之服务的液压等系统，可达到10吨。在一个飞行周期中，起落架仅在起飞和降落时使用两次，飞行中却是无用的负重。取消起落架，不仅可以为飞机减轻重量，还可以减少或取消液压驱动系统，进而提升飞机的经济性。研究表明，无起落架系统可以使飞机油耗节省10～20％。

除了重量因素外，有起落架起降方式使跑道较长(可达到数千米)，候机楼面积庞大，上下飞机有时还需要接驳车，乘客为了登上飞机要走很长的距离，不可避免地会耽误时间。比如在北京首都机场T3航站楼，从到达机场到登上飞机之间的距离最长要有5.1公里，最短也有2.8公里。而与之相比，北京火车南站从候车厅到上火车仅需要0.5公里。可以看出，虽然飞机飞行速度快，但上下客过程中却浪费了不少不必要的时间。为了取消起落架，2012年空中客车公司曾提出了一种小型飞机与滑车接驳的起落系统，该系统中小型飞机无起落架，小型飞机着陆时，小型飞机先降落在同步行驶的滑车上，由滑车带动小型飞机减速至停止；小型飞机起飞时，由滑车带动小型飞机滑行到起飞速度，然后施放起飞。滑车式起落系统虽然可以解决没有起落架起降的问题，但飞机在机场中的滑行方式，上下客方式仍和传统有起落架方式一致，并不能节省乘客疏散时间。

实用新型内容

本实用新型的目的是提供一种可在飞机起飞或降落的过程中并行上下客/货的轨道接驳式起降方案。在轨道车内设乘客车厢，在飞机机场内设置客货通道，飞机与轨道车对接后滑行时可实现同步上下客，从而节省乘客的登机下机时间。这种技术方案不仅能实现为飞机减重、提高起飞效率，提高机场集散效率，从而解决乘客所最关心的票价偏高和登机时间过长等问题。

根据本实用新型的一个方面，提供了一种飞机与轨道车接驳式起降系统，包括：设置于飞机上的第一接驳系统和设置于轨道车上的第二接驳系统；所述第一接驳系统包括锁定器，所述第二接驳系统包括活动基座和设置于所述活动基座上的锁定钩；所述锁定钩在飞机降落在所述活动基座上时锁定所述锁定器，在飞机起飞时释放所述锁定器。

进一步，所述的飞机与轨道车接驳式起降系统，其中，所述活动基座包括俯仰底座和设置于所述俯仰底座之上的平移底座；所述俯仰底座第一端铰接所述轨道车车顶，第二端连接俯仰驱动装置，所述俯仰底座在所述俯仰驱动装置的驱动作用下以第一端为支点进行俯仰方向的转动；所述俯仰底座上设置有平移滑轨，所述平移底座咬合于所述平移滑轨并在平移驱动装置的驱动作用下沿着所述平移滑轨进行移动。

进一步，所述的飞机与轨道车接驳式起降系统，其中，所述锁定钩设置于平移底座上，所述锁定钩常态下收缩在设置于所述平移底座的锁定钩舱内，在飞机降落在活动基座上后，在伸缩机构的驱动作用下伸出锁定钩舱与所述锁定器相互锁定。

进一步，所述的飞机与轨道车接驳式起降系统，其中，当飞机与轨道车对接时，所述俯仰底座在所述俯仰驱动装置的驱动作用下形成为与飞机机腹相匹配的斜坡状。

进一步，所述的飞机与轨道车接驳式起降系统，其中，所述平移底座与飞机接触的一面设置有柔性材质的缓冲层，用于吸收飞机对所述平移底座的冲击力。

进一步，所述的飞机与轨道车接驳式起降系统，其中，所述第二接驳系统包括控制器，通过有线或无线通信网络与所述俯仰驱动装置、平移驱动装置、伸缩机构信号连接，用于控制所述俯仰驱动装置、平移驱动装置、伸缩机构进行运作。

进一步，所述的飞机与轨道车接驳式起降系统，其中，所述第一接驳系统包括光学瞄准装置；所述第二接驳系统包括光学对准标记；所述光学瞄准装置通过对所述光学对准标记的测量获得所述飞机与所述轨道车之间的相对位置。

进一步，所述的飞机与轨道车接驳式起降系统，其中，所述第一接驳系统包括激光发射器；所述第二接驳系统包括激光接收器。所述激光接收器通过接收所述激光发射器发射的信号测定所述飞机与所述轨道车之间的相对位置。

进一步，所述的飞机与轨道车接驳式起降系统，其中，所述缓冲层中设置有压力传感器，用于采集缓冲层收到的压力数据，并将所述压力数据发送至所述控制器；所述控制器，还用于当判断到所述压力数据到达预定范围时，向驱动所述锁定钩的伸缩机构发出伸出信号。

进一步，所述的飞机与轨道车接驳式起降系统，其中，所述飞机的机腹设置有机门，所述轨道车的车顶设置有顶车门，当所述第一接驳系统与所述第二接驳系统相互锁定时，所述机门与所述顶车门相对。

进一步，所述的飞机与轨道车接驳式起降系统，其中，所述飞机的机舱内设置与所述机门相连通的第一通道；所述轨道车的车厢内设置有与所述顶车门相连通的第二通道；所述活动基座内设置有与机门和顶车门相连通的第三通道。

进一步，所述的飞机与轨道车接驳式起降系统，其中，所述轨道车包括设置于两侧车壁的多个侧车门，用于乘客和/或货物进出。

进一步，所述的飞机与轨道车接驳式起降系统，其中，所述第一接驳系统设置于所述飞机的机腹的中部位置。所述第二接驳系统设置于所述轨道车顶部的中部位置。

附图说明

图1是本实用新型飞机与轨道车接驳式起降系统的结构关系示意图；

图2是本实用新型飞机与轨道车接驳式起降系统中活动基座2的结构关系示意图；

图3是本实用新型飞机与轨道车接驳式起降系统中的定位部件结构示意图；

图4是本实用新型飞机与轨道车接驳式起降系统中第二接驳系统的部件信号连接关系示意图；

图5是本实用新型飞机与轨道车接驳式起降系统中飞机与轨道车被锁定的状态下结构关系示意图。

具体实施方式

为使本实用新型的目的、技术方案和优点更加清楚明了，下面结合具体实施方式并参照附图，对本实用新型进一步详细说明。应该理解，这些描述只是示例性的，而并非要限制本实用新型的范围。此外，在以下说明中，省略了对公知结构和技术的描述，以避免不必要地混淆本实用新型的概念。

图1是本实用新型飞机与轨道车接驳式起降系统的结构关系示意图。

如图1所示，飞机与轨道车接驳式起降系统，包括：设置于飞机上的第一接驳系统和设置于轨道车上的第二接驳系统。飞机为有技术中的商用大型客机，去掉起落架。轨道车可以采用现有技术中的列车或磁悬浮列车。

第一接驳系统包括锁定器1，设置于飞机的机腹。第二接驳系统包括活动基座2和锁定钩3；其中，活动基座2设置于轨道车的车顶，锁定钩3设置于所述活动基座2与飞机接触的一侧。活动基座2可以实现俯仰、左右水平移动，以贴合飞机机腹。锁定钩3在飞机降落在所述活动基座2上时锁定所述锁定器1，在飞机起飞时释放所述锁定器1。

为了取消起落架，2012年空中客车公司曾提出了一种小型飞机与滑车接驳的起落系统，该系统中小型飞机无起落架，小型飞机着陆时，小型飞机先降落在同步行驶的滑车上，由滑车带动小型飞机减速至停止；小型飞机起飞时，由滑车带动小型飞机滑行到起飞速度，然后施放起飞。本实用新型中保持飞机和轨道车实现在一定范围内的相同速度的速度控制系统可以采用2012年空中客车公司所提出的方案中的速度控制系统。

图2是本实用新型飞机与轨道车接驳式起降系统中活动基座2的结构关系示意图。

如图2所示，活动基座2包括俯仰底座21和设置于所述俯仰底座21之上的平移底座22；俯仰底座21第一端铰接轨道车的车顶，第二端连接俯仰驱动装置23。俯仰底座21在俯仰驱动装置23的驱动作用下以第一端为支点进行俯仰方向的转动(附图2中的箭头方向为俯仰方向)。俯仰驱动装置23采用伸缩式液压作动器，当俯仰驱动装置23伸长时，推动俯仰底座21的第二端抬起，当俯仰驱动装置23收缩时，推动俯仰底座21的第二端落下。当飞机与轨道车对接时，俯仰底座21在俯仰驱动装置23的驱动作用下形成为与飞机机腹相匹配的斜坡状。当飞机与轨道车分离后，俯仰底座21在俯仰驱动装置23的驱动作用下回复水平状态。当飞机与轨道车分离后，俯仰底座21在俯仰驱动装置23的驱动作用下回复水平状态。

俯仰底座21上设置两条或多条平行的平移滑轨，平移底座22置于导轨上，平移底座22连接有平移驱动装置，平移驱动装置也采用伸缩式液压作动器，平移底座22在平移驱动装置的驱动作用下沿着所述平移滑轨进行移动。

锁定钩3设置于平移底座22上，所述锁定钩3常态下收缩在设置于所述平移底座22的锁定钩3舱内，在飞机降落在活动基座2上后，在伸缩机构的驱动作用下伸出锁定钩3舱与所述锁定器1相互锁定。

在本实用新型的一个优选实施例中，平移底座22上所述平移底座22与飞机接触的一面设置有柔性材质的缓冲层24，用于吸收飞机对所述平移底座22的冲击力。

图3是本实用新型飞机与轨道车接驳式起降系统中的定位部件结构示意图。

飞机与轨道车接驳，其中一个关键的技术问题是如何实现飞机与轨道车的相互定位。本实用新型中采用了光学定位结合激光定位的定位部件。

如图3所示，第一接驳系统包括光学瞄准装置7和激光发射器5，第二接驳系统包括光学对准标记8和激光接收器6；光学瞄准装置7通过对所述光学对准标记8的测量获得所述飞机与所述轨道车之间的相对位置。激光接收器6通过接收激光发射器5发射的信号测定飞机与轨道车之间的相对位置。光学瞄准装置7和光学对准标记8用于飞机和轨道车在接驳时的粗对准，主要用在飞机降落初始阶段，飞机主动调整姿态和方向，以靠近活动基座2；激光接收器6和激光发射器5用于飞机和轨道车在接驳时的精确对准，主要用在飞机和活动基座2相互靠近到一定程度时，此时的飞机姿态速度相对稳定，通过激光接收器6和激光发射器5能够精确调整活动基座2的姿态，以实现精准对接。

图4是本实用新型飞机与轨道车接驳式起降系统中第二接驳系统的部件信号连接关系示意图。

如图4所示，第二接驳系统还包括控制器，通过有线或无线通信网络分别与俯仰驱动装置23、平移驱动装置、伸缩机构信号连接，用于控制所述俯仰驱动装置23、平移驱动装置、伸缩机构进行运作。控制器还通过有线或无线通信网络连接激光接收器6。

缓冲层24中设置有压力传感器25，用于采集缓冲层24收到的压力数据，并将所述压力数据发送至所述控制器；控制器，还用于当判断到所述压力数据到达预定范围时，向驱动所述锁定钩3的伸缩机构发出伸出信号。

在本实用新型的一个实施方式中，轨道车上还设置有能量回收装置，在飞机降落过程中，将飞机减速时的动能转化为电能，并将回收的电能存储于超级电容内，在飞机起飞过程中，将存储于超级电容内的电能转化为动能驱动轨道车。

在本实用新型的另一个实施方式中，轨道车还设置有安装高性能减速系统，由于轨道车没有重量限制，因此不必担心高性能减速系统会增加轨道车的重量，飞机发动机上的反推装置可因此取消，从而为飞机进一步减重。

以下为本实用新型的一个优选实施例中，飞机与轨道车的对接过程。

降落过程：

飞机在降落时，先由机场导航系统引导到机场降落轨道上空，并逐渐减速到着陆速度。与飞机减速的同时，轨道车启动，并逐渐加速到飞机着陆速度，当轨道车与飞机具有相对恒定的距离时，飞机上的光学瞄准装置7启动，通过对轨道车上的光学对准标记8的测量，测定飞机与轨道车之间的相对位置，飞机根据得到的相对位置调整飞机自身的姿态和速度，使飞机到达轨道车上方的接驳位置。当飞机与轨道车之间的相对位置到达接驳位置时，设置于飞机上的激光发射器5启动，发出激光信号，活动基座2上的激光接收器6接收激光信号并根据激光信号测定轨道车与飞机的相对位置，并将相对位置实时发送给轨道车上的控制器。轨道车上的控制器根据激光接收器6所发送的相对位置，动态地向俯仰驱动装置23、平移驱动装置发出控制信号，以调节俯仰底座21的俯仰角度和平移底座22的左右位置。当控制器根据激光接收器6所发送的相对位置确认活动底座与飞机到达预定相对位置时，控制器通过通信天线4向飞机发送下降信号，飞机通过通信天线4接收到所述下降信号后，飞机驾驶系统控制飞机高度下降，与缓冲层24接触。当缓冲层24内的压力传感器25检测到压力数据达到锁定钩3触发阈值时，控制器向与锁定钩3连接的伸缩机构发送伸出信号，伸缩机构驱动锁定钩3弹出锁定钩3舱，插入设置于飞机机腹的锁定器1，从而实现锁定飞机。在锁定钩3与锁定器1相互锁定后，控制器控制活动基座2调整俯仰角度和水平位置，以回到原位，飞机和轨道车在降落过程中的对接至此完成。之后，飞机发动机熄火，轨道车带动飞机减速至停止。

起飞过程：

飞机的锁定器1与轨道车的锁定钩3在起飞过程中的初始状态为相互锁定的状态。轨道车带动飞机向起飞轨道上滑行，当到达起飞速度时，飞机发动机启动，飞机通过通信天线4向轨道车的控制器发出起飞指令，轨道车的控制器根据起飞指令对活动基座2进行调整，以到达起飞时的俯仰角度。当达到俯仰角度后，飞机向锁定器1发送解锁指令，飞机脱离活动基座2，轨道车的控制器根据控制锁定钩3回到锁定钩3舱内，飞机和轨道车在起飞过程中的对接至此完成。之后，飞机发动机加大油门，飞机爬升实现起飞。

图5是本实用新型飞机与轨道车接驳式起降系统中飞机与轨道车被锁定的状态下结构关系示意图。

如图5所示，飞机的机腹设置有机门，轨道车的车顶设置有顶车门，第一接驳系统设置于飞机的机腹的中部位置。当第一接驳系统中的锁定器与第二接驳系统中的锁定钩相互锁定时，机门与顶车门相对。

飞机的机舱内设置与机门相连通的第一通道100；轨道车的车厢内设置有与顶车门相连通的第二通道200；活动基座内设置有与机门和顶车门相连通的第三通道300。轨道车包括设置于两侧车壁的多个侧车门，用于乘客和/或货物进出。当飞机与轨道车锁定时，乘客可从飞机中下到轨道车中，或从轨道车上转移到飞机中，因此与此方案相对应的飞机场不需要廊桥，能节省乘客的登机或下机时间,提高上下飞机的效率。

应当理解的是，本实用新型的上述具体实施方式仅仅用于示例性说明或解释本实用新型的原理，而不构成对本实用新型的限制。因此，在不偏离本实用新型的精神和范围的情况下所做的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本实用新型的保护范围之内。此外，本实用新型所附权利要求旨在涵盖落入所附权利要求范围和边界、或者这种范围和边界的等同形式内的全部变化和修改例。

Claims (13)

1.一种飞机与轨道车接驳式起降系统，包括：设置于飞机上的第一接驳系统和设置于轨道车上的第二接驳系统；

所述第一接驳系统包括锁定器，所述第二接驳系统包括活动基座和设置于所述活动基座上的锁定钩；

所述锁定钩在飞机降落在所述活动基座上时锁定所述锁定器，在飞机起飞时释放所述锁定器。

2.根据权利要求1所述的飞机与轨道车接驳式起降系统，其中，

所述活动基座包括俯仰底座和设置于所述俯仰底座之上的平移底座；

所述俯仰底座第一端铰接所述轨道车车顶，第二端连接俯仰驱动装置，所述俯仰底座在所述俯仰驱动装置的驱动作用下以第一端为支点进行俯仰方向的转动；

所述俯仰底座上设置有平移滑轨，所述平移底座咬合于所述平移滑轨并在平移驱动装置的驱动作用下沿着所述平移滑轨进行移动。

3.根据权利要求2所述的飞机与轨道车接驳式起降系统，其中，

所述锁定钩设置于平移底座上，所述锁定钩常态下收缩在设置于所述平移底座的锁定钩舱内，在飞机降落在活动基座上后，在伸缩机构的驱动作用下伸出锁定钩舱与所述锁定器相互锁定。

4.根据权利要求2所述的飞机与轨道车接驳式起降系统，其中，

当飞机与轨道车对接时，所述俯仰底座在所述俯仰驱动装置的驱动作用下形成为与飞机机腹相匹配的斜坡状。

5.根据权利要求3所述的飞机与轨道车接驳式起降系统，其中，

所述平移底座与飞机接触的一面设置有柔性材质的缓冲层，用于吸收飞机对所述平移底座的冲击力。

6.根据权利要求5所述的飞机与轨道车接驳式起降系统，其中，

所述第二接驳系统包括控制器，通过有线或无线通信网络与所述俯仰驱动装置、平移驱动装置、伸缩机构信号连接，用于控制所述俯仰驱动装置、平移驱动装置、伸缩机构进行运作。

7.根据权利要求1所述的飞机与轨道车接驳式起降系统，其中，

所述第一接驳系统包括光学瞄准装置；

所述第二接驳系统包括光学对准标记；

所述光学瞄准装置通过对所述光学对准标记的测量获得所述飞机与所述轨道车之间的相对位置。

8.根据权利要求1所述的飞机与轨道车接驳式起降系统，其中，

所述第一接驳系统包括激光发射器；

所述第二接驳系统包括激光接收器；

所述激光接收器通过接收所述激光发射器发射的信号测定所述飞机与所述轨道车之间的相对位置。

9.根据权利要求6所述的飞机与轨道车接驳式起降系统，其中，

所述缓冲层中设置有压力传感器，用于采集缓冲层收到的压力数据，并将所述压力数据发送至所述控制器；

所述控制器，还用于当判断到所述压力数据到达预定范围时，向驱动所述锁定钩的伸缩机构发出伸出信号。

10.根据权利要求1所述的飞机与轨道车接驳式起降系统，其中，

所述飞机的机腹设置有机门，所述轨道车的车顶设置有顶车门，当所述第一接驳系统与所述第二接驳系统相互锁定时，所述机门与所述顶车门相对。

11.根据权利要求10所述的飞机与轨道车接驳式起降系统，其中，

所述飞机的机舱内设置与所述机门相连通的第一通道；

所述轨道车的车厢内设置有与所述顶车门相连通的第二通道；

所述活动基座内设置有与机门和顶车门相连通的第三通道。

12.根据权利要求1-11任一项所述的飞机与轨道车接驳式起降系统，其中，所述轨道车包括设置于两侧车壁的多个侧车门，用于乘客和/或货物进出。

13.根据权利要求1-11任一项所述的飞机与轨道车接驳式起降系统，其中，

所述第一接驳系统设置于所述飞机的机腹的中部位置，

所述第二接驳系统设置于所述轨道车顶部的中部位置。