專利名稱：比空氣輕的航空器的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種這樣類型的航空器，它具有一充以比空氣輕的氣體的外殼(下文中稱之為“比空氣輕的航空器”)；以及，一對可縮回的著陸起落架裝置，它兩布置成沿航空器的縱向延伸的中心垂直平面的兩側(cè)上間隔開。尤其是(但不排外地)，本發(fā)明涉及諸如非剛性飛艇之類的飛艇。
背景技術(shù)：
呈飛艇形式的已知的比空氣輕的航空器在外殼的底部具有輪子，以便于飛艇著陸和起飛。當用來著陸和起飛時，這樣的輪子處于下降的位置，但當飛艇在飛行中為減小阻力，輪子可縮回。還有人提出提供一種比空氣輕的航空器，它呈一混合式航空器的形式，它組合了飛機、比空氣輕的飛艇和氣墊飛行器的諸多特征，并具有沿側(cè)向間隔、沿縱向延伸的氣墊起落架單元。這些起落架單元將外殼支承在氣墊上，它們通常由所謂的“圍裙”圍界，但在使用中被設(shè)計成不縮回的。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明尋求提供一種裝配有可縮回的氣墊起落架裝置的比空氣輕的航空器。
根據(jù)本發(fā)明，提供一種比空氣輕的航空器，它具有一充氣的外殼；以及，一對在外殼底部上的間隔開的起落架裝置，它兩布置成沿外殼的縱向延伸的中心垂直平面的相對側(cè)上，其特點在于各起落架裝置包括一氣墊單元，它包括袋形的圍裙裝置；供應(yīng)空氣到袋形圍裙裝置和從袋形圍裙裝置移去空氣的裝置；以及，可操作的致動裝置，它在用來包含一個或多個氣墊的操作結(jié)構(gòu)和一非操作的結(jié)構(gòu)之間移動袋形圍裙裝置。較佳地，當在其操作結(jié)構(gòu)時，兩個氣墊單元的袋形圍裙裝置充氣并從外殼的底部向下延伸，以形成向下敞開的其中形成氣墊的空氣凹腔，而在其非操作結(jié)構(gòu)時它們定位在更靠近外殼的底部。
通過在非操作結(jié)構(gòu)時將袋式圍裙裝置更靠近外殼的底部，氣墊單元朝向外殼底部拉出或陷塌，由此，提供帶有流線型形狀的比空氣輕的航空器。
較佳地，各氣墊單元的袋式圍裙裝置包括第一和第二袋式圍裙，它們沿氣墊單元的相對側(cè)延伸，并設(shè)置有接合和脫開的連接裝置，而在袋式圍裙裝置的非操作結(jié)構(gòu)狀態(tài)下，操作致動裝置來將連接裝置連接在一起。而在袋式圍裙裝置移動到其操作結(jié)構(gòu)狀態(tài)時，操作致動裝置來脫開連接裝置。在其最簡單的形式中，連接裝置包括一拉鏈緊固件或諸如此類的連接；以及，致動裝置，它移動一滑動件部分，以便接合或脫開第一和第二袋式圍裙上的多排的齒。除了沿縱向延伸和間隔開的袋式圍裙之外，各袋式圍裙裝置可包括在袋式圍裙之間延伸的沿縱向間隔開的橫向圍裙，并為袋式圍裙提供至少一個空氣凹腔。
較佳地，各袋式圍裙包括一固定在外殼底部的可充氣和放氣的氣囊裝置。袋式裝置供應(yīng)和去除空氣的裝置旨在袋式圍裙裝置操作結(jié)構(gòu)狀態(tài)下完全地充滿氣囊裝置，同時，將空氣輸送到空氣凹腔內(nèi)以形成氣墊。由于在傳統(tǒng)的氣墊飛艇設(shè)計中，輸送到充氣氣囊裝置內(nèi)的空氣可能例如通過在氣囊裝置的內(nèi)邊緣上的諸孔逃逸到空氣凹腔內(nèi)。當袋式圍裙裝置移動到其非操作結(jié)構(gòu)狀態(tài)時，氣囊裝置至少部分地泄氣，而致動裝置工作，以將至少部分地泄氣的氣囊裝置拉回到一起并連接在一起。當連接在一起時，被連接在一起的至少部分地泄氣的氣囊裝置所包圍的空間可用空氣部分地充灌或充氣，以穩(wěn)定氣墊單元。在此“陷塌”狀態(tài)下，由氣囊裝置提供的外部包容(outside envelope)的位置比在操作位置時的氣囊裝置更靠近外殼(hull)。
各袋式圍裙方便地可具有一懸掛的幕墻型圍裙。


現(xiàn)將借助于舉例具體地參照諸附圖來描述本發(fā)明的實施例，在諸附圖中圖1至4是根據(jù)本發(fā)明的比空氣輕的航空器的正視、后視、側(cè)視和仰視示意圖；圖5-7是諸示意圖，示出示于圖1至4中的航空器的氣墊單元從一操作位置移動到一非操作位置的三個位置；圖8是示出氣墊單元的另一變化設(shè)計的示意圖；以及圖9示意地示出空氣如何供應(yīng)到氣墊單元的氣囊裝置中的一個氣囊的內(nèi)部中或從中取出。
具體實施例方式
圖1至4示出一根據(jù)本發(fā)明的比空氣輕的航空器1。該航空器呈一壓力穩(wěn)定的形式，較佳地是非剛性形式，其外殼2沿其大部分長度具有一平的大致呈橢圓形的橫截面。外殼2由兩個縱向延伸的側(cè)邊的圓形突出部3和4形成，并由加強的片材例如一種高強度層合織物制成。外殼內(nèi)比空氣輕的氣體是方便的氦。
形成外殼的片材切割成精確的平的形狀，它們粘結(jié)在一起以形成外殼的精確弧形。當圓形突出部用氦氣充灌時，形成一沿其長度呈拱形的穩(wěn)壓的外殼。兩個側(cè)邊的圓形突出部3和4實際上連接在一起，或靠近一起定位在外殼的底部，并沿外殼的長度形成一中心的縱向的凹陷表面或凹陷9。充氣的外殼是平的形式，并具有一基本的空氣動力學形狀，它能對航空器提供空氣動力學的上升力。一般地來說，采用上述設(shè)計，航空器的大約四分之一至二分之一的上升力通過其上升力體的形狀根據(jù)空氣動力學的原理提供，而航空器的大約二分之一至四分之三的上升力由外殼氣體(例如，氦氣)的浮力提供。在縱向截面中，外殼通常在頂側(cè)比底側(cè)具有更大的突出度。
航空器1的底部分別包括一定位在凹陷9內(nèi)的沿縱向延伸的吊艙或有效載荷模塊10以及在外殼圓形突出部3和4上的氣墊起落架單元11和12。借助于沿外殼的長度上的大致平的底部，至少在這些起落架單元所在的外殼的中心部分的平的底部，因此便于這些起落架單元的定位。各起落架單元通常包括一柔性外圍裙，它由固定在外殼2的底部上的間隔的充氣的袋式圍裙形成，并沿各單元的相對側(cè)包括氣囊裝置5、5’。氣囊裝置5、5’之間的空間被三個縱沿向間隔開的柔性橫圍裙6分隔而形成兩個氣腔7、7’。各個氣囊裝置5、5’沿其長度具有互相接合的連接裝置20、20’，它們呈拉鏈型緊固件的接合齒的形式。連接裝置在一端處通過拉鏈型緊固件的一滑動件(未示出)而連接，致動裝置(未示出)沿起落架單元的長度移動拉鏈型緊固件，以將連接裝置拉在一起，并互鎖和連接在一起?；瑒蛹苿臃祷氐狡湓嘉恢煤?，連接裝置20、20’彼此脫開。因此，氣囊裝置5、5’可被“拉扣”在一起，或根據(jù)需要“拉開拉鏈”。
在使用中，氣囊5、5’在處于操作結(jié)構(gòu)時不連接或“拉扣”在一起，并予以充氣?？諝夤?yīng)到空氣凹腔7、7’，在著陸、起飛和跑道滑行過程中，為支承航空器而提供氣墊。供應(yīng)到充氣氣囊裝置5、5’的空氣可允許從氣囊裝置的內(nèi)邊緣直接逃逸到空氣凹腔7、7’內(nèi)，以提供氣墊?；蛘?，此外，空氣可獨立地供應(yīng)到空氣凹腔內(nèi)。起落架單元的其中一個的操作結(jié)構(gòu)示意地圖示在圖5中。
在飛行中，氣囊5、5’可至少部分地泄氣，然后，連接到或“拉扣”在一起(見圖6)，以便更靠近地拉到外殼2的底部。形成在連接一起的氣囊裝置5、5’內(nèi)的空間21可部分地充氣(見圖7)，以在其非操作的條件下穩(wěn)定氣墊起落架單元。在其非操作結(jié)構(gòu)中，起落架單元朝向外殼2的底部“弄平”，并比在其操作結(jié)構(gòu)時提供更流線型的外形。換句話說，氣墊起落架單元在航空器飛行時提供一更加有效的空氣動力學外表面，以便提供更少的阻力。
圖9示意地示出氣囊裝置5中的一個如何被充氣和泄氣。如圖所示，兩個凹腔40和41容納在外殼2內(nèi)，由此與外殼2密封，并與氣囊裝置5的內(nèi)部連通。通過風扇42和43的選擇性操作，它們分別由容納在凹腔40和41內(nèi)的逆向的100馬力電機驅(qū)動，空氣可泵送入和泵出氣囊裝置5。尤其在操作結(jié)構(gòu)狀態(tài)下，操作風扇42以將空氣從外面供應(yīng)到氣囊裝置5內(nèi)，以對氣囊裝置充氣。此時，可允許空氣通過凹腔41，經(jīng)風扇或閥門裝置(未示出)的可能的調(diào)節(jié)，進入到空氣凹腔7內(nèi)，以在空氣凹腔內(nèi)提供一氣墊。在非操作結(jié)構(gòu)狀態(tài)下，可操作一個或兩個風扇42、43來從氣囊裝置5中移出空氣，由此至少部分地泄氣。當兩個氣囊裝置5、5’連接或“拉扣”在一起時，連接在一起的氣囊裝置與外殼的底部之間的空間可部分地加壓，通過有選擇地使用風扇42和43加壓，以防止氣囊裝置翼動。
當氣囊裝置加壓時，空氣可從各個氣腔中快速地排出，以便施加抽吸力或向下保持力，將航空器向下保持在地面上而就位。該吸力可通過操作風扇42和43以使空氣從空氣凹腔泵送到各個氣囊裝置5、5’內(nèi)而形成。相對寬地間隔開的氣墊起落架單元11、12結(jié)合外殼2的低的高度(與其長度相比)，在著陸時給以航空器高度的穩(wěn)定性，可省卻精密的拴住系統(tǒng)(盡管除了吸下的氣墊起落架單元之外，可要求較小精密度的拴住系統(tǒng))。
在圖1至4中顯示出起落架單元11為其氣囊裝置加壓，而起落架單元12為其氣囊裝置減壓。尤其是，當然，兩個起落架單元11、12的氣囊裝置可以是同時加壓或同時減壓。
圖8示出起落架單元11和12經(jīng)如何布置而能為位于呈吊艙形式的有效載荷模塊(payload module)10內(nèi)的操作者提供良好的視線。各個起落架單元11和12可形成為低壓袋式圍裙50最靠近吊艙，而高壓袋式圍裙51最遠離吊艙。這能使袋式圍裙50比袋式圍裙51具有更低的外形，這樣，不阻礙從吊艙看出去的視線。
使用氣墊起落架單元11、12的特別的優(yōu)點在于航空器可著陸和從任何合理的平的表面起飛，包括未經(jīng)改造過的粗糙地面、濕地、沼澤地以及諸如海洋的水面。它不象具有輪子起落架的航空器那樣，要求一特別的跑道。此外，減小或消除了橫向風起落架阻力。在飛行中，通過縮回起落架單元，相當?shù)販p小了阻力。由于起落架單元11和12能開闊地隔開定位，所以在著陸和起飛過程中能提供航空器以穩(wěn)定性。
航空器的后端由兩個側(cè)邊的圓形突出部3和4的隔開的端部形成。發(fā)動機13和14分別安裝在圓形突出部3和4的尾部，這些發(fā)動機可設(shè)計來控制垂直的和水平的運動。附加的發(fā)動機15和16安裝在外殼的各側(cè)上，最好安裝成可旋轉(zhuǎn)的，以提供垂直的和水平的定向。使用定位的定向推力發(fā)動機，使垂直推力矢量通過重心和外殼的壓力的中心而作用，以能實現(xiàn)航空器的垂直著陸和起飛。
朝向外殼的后端，布置有四個斜向的穩(wěn)定翼17-20。
在使用中，當航空器著陸，空氣凹腔內(nèi)的空氣釋放，施加吸力而使航空器向下時，航空器下降將溫和地使有效載荷模塊10接近地面。模塊合適地具有一向下的斜坡(未示出)，以使有輪子的車輛駛?cè)牒婉偝鲈撚行лd荷模塊，其方式類似于滾裝集裝箱船泊或諸如此類的運輸工具。低的外殼高度(相對于長度)，結(jié)合由氣墊起落架單元提供的吸力，給予航空器以高度的地面穩(wěn)定性，并便于地面的操作。
該航空器設(shè)計成能長距離安全運輸大件的貨物。舉例來說，上述和圖示的航空器通常具有307m長度，77m高度和136m寬度。這樣一航空器具有2,000,000m3的外殼容積，航程范圍4,000海里，飛行高度達9,000英尺。航空器通常具有100KTAS的巡航速度，最大速度達110KTAS。有效載荷1,000,000kg，裝載空間為80m長，12m寬和8m高。也可構(gòu)造成較小的型式，例如，小到少于1噸的有效載荷。
權(quán)利要求
1.一種比空氣輕的航空器，它具有一充氣的外殼；以及，一對在外殼底部上的間隔開的起落架裝置，它兩被布置成在沿外殼的縱向延伸的中心垂直平面的相對側(cè)上，其特征在于，各起落架裝置包括一氣墊單元，它包括袋形的圍裙裝置；供應(yīng)空氣到該袋形圍裙裝置和從該袋形圍裙裝置移去空氣的裝置；以及，可操作的致動裝置，它在用來包含一個或多個氣墊的操作結(jié)構(gòu)和一非操作的結(jié)構(gòu)之間移動袋形圍裙裝置。
2.如權(quán)利要求1所述的航空器，其特征在于，當在其操作結(jié)構(gòu)時，兩個氣墊單元的袋形圍裙裝置被充氣并從外殼的底部向下延伸以形成向下敞開的其中形成氣墊的空氣凹腔，而在其非操作結(jié)構(gòu)時它們被定位成更靠近外殼的底部。
3.如權(quán)利要求1或2所述的航空器，其特征在于，各氣墊單元的袋式圍裙裝置包括第一和第二袋式圍裙，它們沿氣墊單元的相對側(cè)延伸，并設(shè)置有接合和脫開的連接裝置，而在袋式圍裙裝置的非操作結(jié)構(gòu)狀態(tài)下操作致動裝置以將連接裝置連接在一起，而在袋式圍裙裝置移動到其操作結(jié)構(gòu)狀態(tài)時操作致動裝置來脫開連接裝置。
4.如權(quán)利要求3所述的航空器，其特征在于，連接裝置包括一拉鏈型緊固件或諸如此類的連接，致動裝置移動一滑動件部分，以便接合或脫開第一和第二袋式圍裙上的多排齒。
5.如權(quán)利要求3或4所述的航空器，其特征在于，各袋式圍裙裝置包括一固定在外殼底部的可充氣和可泄氣的氣囊裝置。
6.如權(quán)利要求5所述的航空器，其特征在于，對袋式裝置供應(yīng)和去除空氣的所述裝置用來在袋式圍裙裝置操作結(jié)構(gòu)狀態(tài)下完全地充滿氣囊裝置，同時，將空氣輸送到空氣凹腔內(nèi)以形成氣墊。
7.如權(quán)利要求6所述的航空器，其特征在于，設(shè)置一裝置用來將供應(yīng)到氣囊裝置內(nèi)的空氣逃逸到空氣凹腔內(nèi)。
全文摘要
一種比空氣輕的航空器(1)具有一充氣的外殼(2)；以及，一對在外殼底部上的間隔開的起落架單元(11、12)，它兩布置成在沿外殼的縱向延伸的中心垂直平面的相對側(cè)上。各起落架單元(1 1、12)包括袋形的圍裙裝置(5－7、5’－7’)；供應(yīng)空氣到袋形圍裙裝置和從袋形圍裙裝置移去空氣的裝置；以及，可操作的致動裝置，它在用來包含一個或多個氣墊的操作結(jié)構(gòu)和一非操作的結(jié)構(gòu)之間移動袋形圍裙裝置。
文檔編號B64B1/00GK1599683SQ02824369
公開日2005年3月23日 申請日期2002年12月5日 優(yōu)先權(quán)日2001年12月5日
發(fā)明者J·R·姆恩克 申請人:先進技術(shù)集團有限公司