柔性起飞降落的活动翼大飞机的制作方法
【技术领域】
[0001]本发明涉及一种“柔性起飞降落的活动翼大飞机”，(为了描述简便明了，本说明书简称其为“本发明飞机”)。这种飞机突破了传统大飞机的总体气动设计布局，其机翼不是固定安装在机身上，而是相对飞机机身机翼可以移动和翻转，从而使飞机在起飞和降落时实现机身迎角较小而机翼迎角却很大情况下，飞机就可以得到足够大的升力来满足飞机起降的要求。因为飞机起飞时机身迎角较小，所以乘客感到很舒适。加之采用柔性的气动起落架，飞机降落触地的瞬间和滑跑过程可以实现实际的“软着陆”，所以乘客更感到舒适。这样本发明飞机不但较大改善了乘客的起降时的舒适度，还减少了起降时对飞机整体结构的冲击和震动，从而可以延长民航飞机的使用年限，一举多得。本发明技术是属于航空工业制造技术领域。
【背景技术】
[0002]现有民航飞机机身都是圆柱形，即使目前最大和最先进空客A380客机，其机身还是圆柱形，只是要搭载500多乘客，客舱采用了二层客舱。但是就其飞机的总体气动设计而言基本没有什么大的突破。根据空气动力学原理，其圆柱形机身在空中飞行时，机身不产生任何升力，只是装人载物的容器，全机重量全靠机翼产生的升力来抬举，因此效率低下。针对空客A380客机所存在的缺点，本发明人在2009年完成的发明“不要登机梯的水陆两用大飞机”(专利号:ZL200910060955.5)，将传统民航飞机细长圆柱形机身做成扁平长方形状，再将机身纵剖面做成机翼剖面形状，这样机身在空中飞行时机身就可以产生升力，所以飞行效率可以提高30-40%。因机身宽一倍，所以起落架不在机翼根部，而安装在机身中部两侧，消除了现有飞机下方外鼓的主起落架舱;另外，将机身尾部的尖细段兼作水平尾翼，解决了平整机身底板后部擦地的问题。因为机身底板平整，且发动机安装在尖细机身后部上方，机翼也在机身上方，所以该飞机可以水陆两用更安全。此发明技术出现已经过去6年了，现在又发现该飞机虽然比现有传统民航飞机技术进步较大，但是飞机起飞和降落时与现有民航飞机基本一样，飞机的机翼都是固定安装在机身上方或下方，即所谓固定翼飞机。因为机翼是固定安装机身上，当飞机在机场起飞加速滑跑时，因为起飞速度较小，机翼产生的离地升力不够，所以不得不采用加大机身和机翼的迎角起飞来增大离地的升力。通常起飞迎角达到10-12度之多，客舱倾斜很厉害，所以起飞时很多乘客感到不舒服。另外当飞机降落时为了防止着陆时冲击过大，机身和机翼迎角只能3度左右，虽然客舱倾斜不是很厉害，但迎角小升力也小又导致进场速度较大和滑跑距离远，造成主起落架刚刚触地那瞬间冲击力大和滑跑过程中需要不断地气刹主起落架的轮胎，不仅轮胎磨损厉害，飞机客舱震动也较大，很多乘客感觉有一点“硬着陆”而很不舒服。不仅如此，在飞机降落时若驾驶员操控欠妥，导致进场速度较大或降落点选择偏后，这样飞机发生冲出机场跑道的事故也时有发生。
【发明内容】
[0003]为了克服上述现有民航飞机和现有相关专利技术的缺点，本发明提供了一种改进的柔性起飞降落的活动翼大飞机。这也是在对本人2009年发明的“不要登机梯的水陆两用大飞机”飞机总体气动设计技术基础上的再创新。传统民航飞机因为机翼是固定安装在机身上，使得飞机在起飞时采用滑跑到一定速度后，必须使机身头部上扬加大飞行迎角，即机身和机翼同时加大迎角到到10度左右，还将襟翼尽量向后向下延伸来增大起飞的升力。但是飞机降落时不能采取那么大的迎角获得最大升力来降落，因为这样大的迎角降落，飞机着陆瞬间地面对飞机的反冲作用太大，所以在飞机快着陆时，机身要放平一些，一般采用3度迎角着陆飞行，使飞机着陆瞬间地面对飞机的反冲作用是在一般乘客所能接受的程度之内。这样一来，着陆的飞行速度还是比较大，所以民航飞机着陆后，尽管对起落架的橡胶轮采取不断刹车，飞机还是要滑跑很长一段距离，鉴于这种情况，本发明首要增大飞机起降时的升力至关重要。为此本发明首先考虑在飞机起降时只容许增大飞机机翼的迎角达到10-12度，但是飞机机身的迎角却仍然保持在2-3度，这样飞机既可以可以获得最大升力，而坐在客舱内的乘客又会感觉舒适。当然这是矛盾的，矛盾的结果就是必须打破飞机传统设计，使机翼不能固定不动安装在机身上，而必须机翼相对机身其位置可以变化。传统飞机因为机身是圆柱形，这样改变几乎不可能，但是本发明人2009年的专利技术“不要登机梯的水陆两用大飞机”的机身扁平长方形，机身纵剖面客舱上部的机翼安装中心体的形状和位置刚好满足本发明的需要。于是将位于机翼安装中心体的机翼改为与其机身下方的客舱做成可以分离的形式，并且使机翼前面和后面既可以相对机身上下翻转，机翼又可以整体相对机身而前后移动，这样就可以根据飞行功能需要改变机翼相对机身的各种位置和角度。当飞机起飞和降落时使机翼整体后移一点距离，同时又让它可以向上整体翻转而离开客舱顶板一段距离。还要求机翼前部可以离开较多，而机翼后部离开较少，使机翼相对机身平面能形成0-9度的迎角变化。这样一来，当本飞机起降时，机身相对机场地面跑道采取3度迎角起降时，则机翼相对地面的迎角可以在3-12度之间变化，从而整机照样可以获得最大升力，既有利飞机起飞时尽快升空，也有利飞机降落时减少进场速度，缩短在机场降落滑跑的距离，减少飞机降落时冲出跑道的事故。同时由于机身无论是起飞还是降落，机身都是2-3度迎角，使客舱内的乘客都感到比较舒适。
[0004]仅仅改进机翼为活动机翼还不够，为了使乘客乘坐飞机感觉更舒服，还应该避免现有飞机降落着陆瞬间触地时那种有点“硬着陆”的现象。现有大型民航飞机的主起落架结构是:起落架立柱是刚性的，只有轮胎有一点弹性，所以飞机降落时全靠轮胎的弹性缓冲地面对飞机的反冲力，这种缓冲作用很有限，所以飞机降落时有部分乘客感觉很不舒服。为此本发明将所有起落架改成气动起落架，尤其是主起落架要改进，因为主起落架承担全机约90%荷载，
[0005]本发明解决此问题的技术方案如下:
[0006]在本发明飞机主起落架舱中，根据总荷载计算分摊在每个气动主起落架所需要承担的荷载重量，然后根据荷载计算确定每个气动主起落架的直径，再根据飞机起飞和停放地面所需要的伸缩高度确定采用几节活塞，活塞下方仍然安装轮胎。活塞缸体则固定在主起落架舱的上方结构部件上。当飞机要停放在机场地面时，打开气动主起落架最上方的排气口，几节活塞同时被压缩直至机身底板下方的条板架已经触地承担飞机全部重量为止，此时就可以同时关闭排气口，维持汽缸内保持一定的压力。而当飞机要起飞时，则打开进气口，高压空气进入汽缸，使几节活塞同时升高，直至被活塞环挡阻止不能再升高为止，此时气动主起落架的长度达到最大，这也就是飞机起飞时机身底板离地应该达到的设计高度。本飞机降落触地瞬间，地面对飞机的冲击力最大，但由于起落架内充满压缩空气，这些压缩空气很有弹性，必然可以充分缓冲地面对飞机的冲击力。另外，由于几个气动主起落架的活塞缸体顶部是有联通管彼此相通的，所以几个气动主起落架可以自动调配压力而平衡，它们可以很快同时受力而且受力均匀。由于本发明气动主起落架的特殊结构而产生特殊的缓冲性能，就会使得坐在客舱内的乘客有感觉很舒服的体验。另外由于本飞机降落时机翼的迎角可以达到12度，相对现有民航飞机降落时机翼3度的迎角，本发明飞机机翼此时产生的阻力大很多倍，所以气动主起落架下方的轮胎在机场地面滑跑不需要气刹，也就不会产生轮胎与地面硬摩擦而在机场地面跑道上画出一道道黑色的刹车痕迹，既不破坏轮胎的使用期限，又使乘客不会有飞机降落滑跑刹车时那种震动难受的感觉。
[0007]当然，这种气动起落架体积较大，因此制造材料不能选钢质，可以选用高强铝合金，甚至可以考虑复合材料制造。以便减轻气动起落架体的总重量。
【附图说明】
[0008]下面结合附图和实施实例对本发明做进一步的说明。
[0009]图1是本发明飞机的机身纵剖面图。
[0010]图2是本发明飞机的机身平面布置图。
[0011]图3是本发明飞机的机身两侧经过前后起落架舱的2-2纵向剖面图。
[0012]图4本发明飞机的机翼向上翻起离开机身的示意图。
[0013]图5是本发明飞机的机身横剖面图。
[0014]图6是本发明飞机的气动主起落架局部与机翼相互关系的放大剖面图。
[0015]图7是本发明飞机的机翼向上翻转和起落架向下伸长准备起飞的状态图。
[0016]图8至图11是本发明飞机的气动主起落架结构图。
[0017]图12至图15是本发明飞机的气动前起落架结构图。
[0018]图16至图19是本发明飞机的条板架的结构和安装位置图。
[0019]图中，
[0020]1.驾驶舱，2.机身，3.气动前起落架，4.客舱，5.前起落架舱，6.活动翼，7.作用筒，
8.气动主起落架，9.联通管，10.铰座，11.摇杆，12.发动机，13.垂尾，14.机身尾，15.转轴，16.行李舱，17.条板架，18.立柱，19.主起落架舱，20.摇杆舱，21.加强撑杆，22.机身横骨架，23.电磁阀，24.进气口。25.排气口，26.安装圆盘，27.气动主起落架活塞缸体，28.活塞，29.活塞横挡，30.导管，31.导管孔，32.密封圈，33.环形盖板，34.提耳，35.橡胶轮，36.螺栓，37.起落架舱门，38.储气罐，39.橡胶条，40.汽缸,41.连杆，42.摇臂，43.顶架，
【具体实施方式】
[0021]在图1所示本发明飞机实例中，机身2的纵剖面是机翼剖面形状，所以它在空中飞行时，机身2能够产生升力。从图中还可以看出，此机身纵剖面除了机身后部的机身尾14可以绕转轴15转动而兼作水平尾翼外，机身2上方的顶架43后面、客舱4上方的活动翼6是处于紧贴客舱4顶板的位置，这样上述几个部件紧贴在一起，组成了一个完整的机翼剖面形状，图中还表示了飞机此时气动主起落架8和气动前起落架都压缩了，并且使整个飞机都通过条板架17支撑而停放在地面上。
[0022]在图2所示本发明飞机实例的平面图中，机身2平面是长方矩形，驾驶舱I安排在客舱4的最前部，本发明的气动前起落架3安装在前起落架舱5内，4个气动主起落架8安装在主起落架舱19内，并且其分别安装在客舱4的左