專利名稱：飛機機頭結構和具有該飛機機頭結構的飛機的制作方法
技術領域：
本發(fā)明涉及一種設有機頭起落架艙的飛機機頭結構和設有這種結構的飛機。
背景技術：
飛機具有機頭起落架，該機頭起落架在收起時容納在起落架艙中。該機頭起落架艙通常部分地或完全位于飛機駕駛艙地板下方。在傳統(tǒng)布局中，機頭起落架艙繞一開口形成固定至飛機機身的箱子，起落架在著陸構型中可以從起落架艙降下，并且在飛行構型中收起到起落架艙中?；顒娱T在飛行構型中關閉該開口，并且當起落架降下時向下打開。這種機頭起落架艙的壁通過框架被加強，首先是為了承受通過起落架傳遞的載荷，其次是為了形成壓力屏障(pressure barrier)。這是必須的,這是因為機頭起落架艙的壁在起落架艙內(nèi)經(jīng)受飛行高度處的主導大氣壓力，而在起落架艙外經(jīng)受加壓區(qū)域中飛機內(nèi)的主導壓力。文獻WO 2008/006956公開了一種飛機機頭起落架艙，其具有部分地形成飛機加壓空間的地板的上面。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明試圖提供一種飛機機頭結構，對于基本這種類型的機頭起落架艙在質(zhì)量方面顯著優(yōu)化。為此，本發(fā)明的一個主題是飛機機頭結構，其包括機身、用于加壓空間的地板和在與所述空間相反一側布置在所述地板下方的機頭起落架艙，并且包括形成壓力屏障的壁，該結構的特征在于，所述壓力屏障壁包括至少兩個側面板，所述側面板通過抗載荷部件機械地固定至所述地板。由于該布局，側面板起到雙重功能，S卩，用作壓力屏障，并且將由機頭起落架的軸和控制機頭起落架的支柱施加至側面板的大量載荷傳遞至地板。這些載荷在沒有除了抗載荷部件之外的中間構件的情況下直接傳遞至地板，并且從地板經(jīng)由機身框架傳遞至機身的壁，所述地板固定至機身框架。根據(jù)本發(fā)明的一個可能的特征，所述壓力屏障壁包括至少一個上面板，所述上面板與所述地板相鄰并且在所述側面板之間延伸。所述上面板并不吸收由起落架施加并且由地板抵抗的大量載荷:因此其被設計成僅用作壓力屏障并且承受與起落架輪胎的爆裂相關的沖擊。根據(jù)本發(fā)明另一個可能的特征，所述地板包括用于加強所述上面板的橫梁。因此，所述地板橫梁既具有加強機身框架和地板自身的剛度的一般功能，又具有將來自機頭起落架的載荷傳遞至機身并且加強壓力屏障上面板的功能。根據(jù)本發(fā)明另一個可能的特征，所述地板包括在所述橫梁之間的抗載荷腹板，所述腹板在所述側面板與所述機身之間延伸。與所述橫梁類似，這些地板抗剪腹板有助于抵抗通過起落架傳遞的載荷。優(yōu)選地，所述腹板每個都包括機械地固定至所述側面板中的一個的凸緣，由此提供這些腹板與側面板之間的簡單連接。根據(jù)本發(fā)明另一個可能的特征，所述壓力屏障壁包括在所述側面板之間的后面板，所述后面板在所述上面板與所述機身之間延伸。該后面板具有與上面板相同的壓力屏障功能，但程度小于上面板，有助于起落架艙的剛度。可以因此對其進行設計。根據(jù)本發(fā)明另一個可能的特征，所述側面板包括加強立柱，并且所述抗載荷部件是每個都分別固定至所述加強立柱中的一個和所述地板的橫梁中的一個的構件。因此可以尤其簡單且容易地設計用于將載荷從側面板傳遞至地板的裝置。優(yōu)選地，所述飛機機頭結構包括在所述加強立柱中的兩個的端部之間橫向地延伸用于加強所述后面板的橫梁。這些橫梁既可以在側面板沒有固定至地板的區(qū)域中增大起落架艙的剛度，又能以其壓力屏障功能增強后面板。根據(jù)本發(fā)明另一個可能的特征，所述抗載荷部件是角撐架。根據(jù)本發(fā)明又一個可能的特征，所述上面板包括用于與所述側面板連接的縱緣，所述縱緣每個都夾持在所述側面板中的一個與所述抗載荷部件之間。因此所述抗載荷部件也有助于在側面板與上面板相交處獲得有效的壓力屏障。本發(fā)明的另一主題是一種飛機，其設有飛機機頭結構，該飛機機頭結構包括單獨或組合考慮的一個或多個上述特征。優(yōu)選地，當所述飛機包括設有機艙地板的機艙和設有所述地板(所述機頭起落架艙位于該地板下方)的駕駛艙時，駕駛艙地板位于比機艙地板低的高度。由于通過上述飛機機頭結構活動的機頭起落架艙布局的緊湊性，駕駛艙的地板可以降低到僅必須用于容納機頭起落架的高度，并且如果適當，則可降低到飛機(假設處于水平位置)的機艙地板高度以下。駕駛艙地板如此降低的一個顯著優(yōu)點在于，對于基本相同的駕駛艙容積，可以減小飛機頭錐的外表面面積，并且因此減小其阻力。


本發(fā)明的其他特征和優(yōu)點從以下參照附圖僅以示例方式給出的一個實施例的說明而變得明顯，其中:圖1是具有根據(jù)本發(fā)明的機構的飛機機頭段的部分切除了的部分側視圖；圖2是根據(jù)本發(fā)明的飛機機頭段結構在圖1中I1-1I處得到的部分剖視圖；圖3是圖1和2的飛機機頭段結構部分切除的透視圖；和圖4是圖2所示的飛機機頭段結構的部件之間機械連接細節(jié)的正視圖。
具體實施例方式參照圖1至3，飛機機頭結構包括機身的機頭段1，其具有在X、Y、Z軸正交參照系中的中央軸線XX’，其中軸Y-Y’連接飛機的翼尖(未示出)。機頭段I包括固定至橫向機身機構框架3的外壁或外皮2，所述橫向機身機構框架彼此基本平行并且垂直于XZ平面。機頭段I在其前端包括鼻部4，該鼻部容納例如雷達的電子設備(未示出)。在鼻部4后面，機頭段I被平行于XY平面的地板5分為兩個艙室。
位于地板5上方的艙室6是飛機駕駛艙，而位于地板5下方的艙室7容納起落架艙8 (為了附圖清楚起見，未示出起落架)。艙室6通過位于地板10上方并且用于容納乘客或貨物的艙室或機艙9向后延伸。艙室7通過地板10下方用于容納貨物、行李、航空電子設備等的貨艙11向后延伸。起落架艙8在頂部由上面板或頂板12界定，在前部由橫向艙壁13界定，側面由側面板Hg和14d界定，并且在后部首先由在上面板12的后邊緣與機身框架16之間斜向下(沿著軸線ZZ’ )延伸的后面板15界定，其次由在后面板15的后邊緣與機頭段I的壁2之間延伸的機身框架16的下部界定。在所示示例中，機身框架16標志著駕駛艙6與機艙或艙室9之間借助艙壁(未示出)分開，但該劃分艙壁也可以剛好位于機身框架16的前面或后面。圖中所示的機頭段所屬飛機的內(nèi)部容積包括:加壓區(qū)域，其主要包括駕駛艙(艙室6)、容納乘客或貨物的艙室9、貨艙11和位于起落架艙側面板23兩側的側面容積32 ;和非加壓區(qū)域，其經(jīng)受飛機飛行高度處的主導大氣壓力，并且包括飛機的鼻部4的內(nèi)部容積和起落架艙8的內(nèi)部容積。在機頭段I中，加壓與非加壓區(qū)域之間的分隔是通過一定數(shù)量的艙壁或面板實現(xiàn)的，所述艙壁或面板設計成形成壓力屏障并且包括:優(yōu)選平面狀的橫向上艙壁17,其中地板5上方將加壓的駕駛艙6或艙室與未加壓的鼻部4內(nèi)部的空間分開；優(yōu)選平面狀的橫向下艙壁13，其不僅在起落架艙8前部封閉起落架艙，而且連接至艙壁17和機頭段1，以實現(xiàn)鼻部4內(nèi)的空間與在起落架艙8的側面板14d和14g兩側的艙室7內(nèi)的空間之間的壓力密封分隔；起落架艙8的上面板或頂板12，其是平面狀的并且位于地板5下方且抵靠地板5 ；該上面板12以壓力密封方式首先在側面連接至側面板14d和14g，其次在前部連接至橫向艙壁13和17 ；起落架艙8的側面板14d和14g，其是平面狀的并且具有大致多邊形的總體形狀；這些側面板14d和14g每個都以壓力密封方式沿前邊緣連接至橫向艙壁13，沿上邊緣連接至上面板12，沿傾斜的第一后邊緣連接至后面板15，沿位于橫向機身框架16的平面中的第二后邊緣連接至該機身框架16的下部，并且連接至界定一開口的加強機身框架或箱狀段18，起落架穿過該開口，并且機身2的橫向框架3在起落架艙8的區(qū)域中連接至該開口 ；和起落架艙的后面板15，其以壓力密封方式連接至上面板12，沿其第一后邊緣連接至側面板14d和14g，并且連接至機身框架16的下部。這些面板和艙壁通過聯(lián)接部件聯(lián)接在一起，所述聯(lián)接部件附加在所連接的面板中的一個或另一上，或形成其的一部分，如下文參照上面板12與側面板14d、14g之間的連接所說明的那樣。橫向上艙壁17、橫向下艙壁13、上面板12、側面板14d和14g以及后面板15優(yōu)選地由金屬或復合材料制成。結果，在艙壁13和17后部圍繞起落架艙8的機身2內(nèi)的空間形成飛機加壓區(qū)域的一部分，并且內(nèi)部容積處于大氣壓力下的起落架艙8構成該加壓區(qū)域內(nèi)的被包圍部分。
尤其在著陸期間，大量載荷由起落架經(jīng)由軸承21和軸承20傳遞至側面板14d和Hg，所述軸承21承載鉸接安裝腿部(未示出)的軸，所述腿部支撐起落架的輪子，并且所述軸承20承載鉸接安裝支柱(未示出)的軸，所述支柱控制起落架(未示出)的落下和收起。而且，側面板14d和14g還經(jīng)受由壓力引起的載荷。為了能吸收這些載荷，側面板14d和14g在起落架艙8的外側上通過立柱23被加強，所述立柱由金屬或復合材料制成，并且固定至所述側面板14d和14g，所述立柱例如在側面板14d和14g垂直于地板5的示例中沿著軸線ZZ’彼此平行地延伸。立柱23優(yōu)選地具有T字形、C字形、I字形或一些其他形狀的輪廓，其主凸緣通過固定裝置(未示出)固定至面板14d和14g,或者直接合并到面板14d和14g中。與上面板12相適應，立柱23不會延伸超過側面板14d和14g的總高度。其上端23a未達到側面板14d和14g的上端，因而留下一平條部，上面板12抵靠該平條部被固定，如下所述。立柱23在其下端根據(jù)其是否與起落架艙8的開口對準而固定至加強框架或箱狀段18，或固定至橫向機身框架3中的一個。地板5傳統(tǒng)地包括橫梁24，所述橫梁由金屬或復合材料制成，具有在機身2兩側上橫向延伸的IPN或UPN輪廓，并且其各自的相應端部固定至橫向機身框架3。由于橫梁24錨固至橫向機身框架3，因此橫梁24以本來已知的方式有助于飛機機頭段I的剛性。在橫梁24之間固定有抗剪腹板25，所述抗剪腹板在上面板12的區(qū)域中在上面板12的相鄰邊緣與機身2的壁之間延伸。如圖4較詳細地示出，在側面板14d和14g的側面上，抗剪腹板25包括成直角的凸緣26。最后，在遮蓋上面板12的區(qū)域中，地板5包括由金屬或復合材料制成的加強桿27，所述加強桿與橫梁24 —起有助于加強經(jīng)受加壓載荷的上面板12。加強桿27 (未示出其整體)從橫向艙壁17延伸至機身框架16。加強桿穩(wěn)定地板，并且當面板17經(jīng)受加壓時為面板17提供保持力。其他加強桿27 (圖中未示出)在起落架艙8的每一側上延伸。上面板12通過其上表面借助固定裝置(未示出)固定至橫梁24，所述固定裝置通常在壓力密封區(qū)域中使用。橫梁24具有三種功能:抵抗機身I加壓載荷，穩(wěn)定并加強起落架艙頂板12，和支撐供行走的駕駛艙6地板。為了以壓力密封方式連接上面板和側面板，上面板12具有成直角的側緣28，該側緣通過傳統(tǒng)固定裝置固定抵靠側面板14d和14g的外表面的平條部，所述平條部在所述側面板的上端與立柱23的上端之間延伸。作為替代方案，上面板12可以是平的，并且縱緣可以由角撐架類型的附加聯(lián)接部件構成，或者，側面板可以包括用于將其固定至平坦上面板12的側緣。側緣28和抗剪腹板25的凸緣26通過由金屬或復合材料制成的撐架形抗載荷構件29保持夾持抵靠在側面板14d和14g的外表面上。構件29每個都借助傳統(tǒng)固定裝置(未示出)通過其凸緣中的一個29a固定至立柱23中的一個的凸緣，并且通過其凸緣中的另一個29b固定至橫梁24中的一個的凸緣。為此，腹板25具有狹槽(圖中不可見)，撐架形構件29可以穿過該狹槽。最后，起落架艙8的后面板15可以由橫梁30被類似地加強，所述橫梁30由金屬或復合材料制成，并且專用于起落架艙8。橫梁30平行于地板5的橫梁(并且平行于XY平面)，并且通過傳統(tǒng)固定裝置(未示出)在其端部處固定至兩個立柱23的相應端部。橫梁30和對應的立柱23因而形成龍門架，所述龍門架錨固至機身框架18并且在側面包圍側面板14d和14g以及后面板15。由于上述飛機機頭段結構，由起落架施加至側面板14d和14g的全部載荷都傳遞至地板5，并且在此處由飛機機身的壁2抵抗。上述飛機機頭段結構優(yōu)化了質(zhì)量，這是因為載荷從起落架的這種傳遞是使用最少數(shù)量的構件實現(xiàn)的，并且僅一個子組件，即地板，抵靠通過起落架傳遞的載荷以及由加壓產(chǎn)生的載荷。最后，由于通過用地板5疊蓋起落架艙8所獲得的緊湊性，與傳統(tǒng)構造中的地板位置相比，所述地板5可以降低(沿著軸線ZZ’)，在所述傳統(tǒng)構造中，駕駛艙地板和機頭起落架艙是獨立的。如圖1所示，地板5可以位于機艙或艙室9的地板10的高度以下，而不像同樣類型的現(xiàn)有技術飛機那樣駕駛艙和機艙或乘客或貨物艙室處于相同高度(而非如在非常大的運輸機的情況下處于不同高度)。作為地板5降低的結果，對于基本相同的駕駛艙容積，飛機的機頭段I的表面面積可以減小，如圖1所示:點劃線畫出的輪廓31示出了如果地板5延續(xù)機艙地板10延伸，機頭段I的外表面將會是什么樣。機頭段I的表面面積的減小導致阻力減小，并且因此飛機油耗減小。外表面面積減小還導致質(zhì)量減小。
權利要求
1.一種飛機機頭結構，其包括機身(I)、用于加壓空間(6)的地板(5)和在與所述加壓空間(6)相反一側布置在所述地板(5)下方的機頭起落架艙(8)，并且所述機頭起落架艙包括形成壓力屏障的壓力屏障壁，其特征在于，所述壓力屏障壁包括至少兩個側面板(14d，14g)，所述側面板通過抗載荷部件(29 )機械地固定至所述地板(5 )。
2.根據(jù)權利要求1所述的飛機機頭結構，其特征在于，所述壓力屏障壁包括至少一個上面板(12)，所述上面板與所述地板(5)相鄰并且在所述側面板(14d，14g)之間延伸。
3.根據(jù)權利要求2所述的飛機機頭結構，其特征在于，所述地板(5)包括用于加強所述上面板(12)的橫梁(24)。
4.根據(jù)權利要求3所述的飛機機頭結構，其特征在于，所述地板(5)包括在所述橫梁(24)之間的抗載荷腹板(25)，所述腹板在所述側面板(14d，14g)與所述機身(I)之間延伸。
5.根據(jù)權利要求4所述的飛機機頭結構，其特征在于，所述腹板(25)每個都包括固定至所述側面板(14d，14g)中的一個的凸緣(28)。
6.根據(jù)權利要求2至5中的任意一項所述的飛機機頭結構，其特征在于，所述壓力屏障壁包括在所述側面板(14d, 14g)之間的后面板(15)，所述后面板在所述上面板(12)與所述機身之間延伸。
7.根據(jù)權利要求6所述的飛機機頭結構，其特征在于，所述側面板(14d，14g)包括加強立柱(23)，并且所述抗載荷部件(29)是每個都分別固定至所述加強立柱(23)中的一個和所述地板(5)的橫梁(24)中的一個的構件。
8.根據(jù)權利要求7所述的飛機機頭結構，其特征在于，所述飛機機頭結構包括在所述加強立柱(23)中的兩個的端部之間橫向地延伸用于加強所述后面板(15)的橫梁(30)。
9.根據(jù)權利要求7所述的飛機機頭結構，其特征在于，所述抗載荷部件(29)是角撐架。
10.根據(jù)權利要求7所述的飛機機頭結構，其特征在于，所述上面板(12)包括用于與所述側面板連接的縱緣(28)，所述縱緣(28)每個都夾持在所述側面板(14d，14g)中的一個與所述抗載荷部件(29)之間。
11.一種飛機，其特征在于，所述飛機包括根據(jù)權利要求1至10中任意一項所述的飛機機頭結構。
12.根據(jù)權利要求11所述的飛機，其特征在于，所述飛機包括設有機艙地板(10)的機艙(9)和設有所述地板(5)的駕駛艙，所述地板(5)位于比所述機艙地板(10)低的高度。
全文摘要
本發(fā)明提供一種飛機機頭結構和具有該飛機機頭結構的飛機。該飛機機頭結構包括機身(1)、用于加壓空間(6)的地板(5)和在與所述加壓空間(6)相反一側布置在所述地板(5)下方的機頭起落架艙(8)。機頭起落架艙(8)包括形成壓力屏障的壓力屏障壁，所述壓力屏障壁包括至少兩個側面板(14d，14g)，所述側面板通過抗載荷部件機械地固定至所述地板(5)；上面板(12)，其與述地板(5)相鄰并且在側面板(14d，14g)之間延伸；和在所述上面板(12)與所述機身之間的后面板(15)。
文檔編號B64C25/10GK103158853SQ20121053152
公開日2013年6月19日 申請日期2012年12月11日 優(yōu)先權日2011年12月12日
發(fā)明者P·貝納代特, P·利埃旺, M·迪熱里, R·德拉艾 申請人:空中客車運營簡化股份公司