用于货运飞机的可拆卸货舱底板系统和方法与流程

本发明涉及用于货运飞机的模块化货舱底板系统，尤其涉及允许或包括在货运飞机中形成货舱底板的可拆卸且可更换的货舱底板分段的设计。这些区段可连接到货舱的轨道系统，推进到期望位置，并固定到位以形成货舱底板的固定区段。多个区段可连接在一起以形成所期的尺寸的货舱底板，该底板可沿轨道系统的大致长度延伸到整个长度。

背景技术：

1、可再生的能源仍然是逐年递增的重要能源。虽然存在多种形式的可再生能源，自2007年以来风能每年已平均增长约19％。近些年来全球对更多风能需求的增长已经促进包含开发更大型、性能更好的风力涡轮机在内的风力涡轮机技术的巨大进步。性能更好的风力涡轮机至少有时可意味着更大型的风力涡轮机，因为通常具有更大转子直径的风力涡轮机可获得更多的风能。由于风力涡轮机持续在性能和效率上得以改善，越来越多的风力发电场不仅在陆地上而且在海上都变得可行。这些场所可以是已有的场所和新兴的场所，在现有的场所中，老旧风力涡轮机需要由性能更好的、更具有效率的风力涡轮机来替代。

2、允许复兴老旧场所和开发新场所的限制因素是将风力涡轮机和相关的设备运输至所述场所。由于现有空运工具和路运设施的陆地限制，风力涡轮机的叶片难以长距离运输。陆地运输传统需要在现有的基础设施上进行货车或铁路运输。两者均受到隧道和桥梁的高度和宽度的限制。公路运输则在巷道宽度、道路曲率以及需要穿过会有另外许可和物流要求的城市地区等其他复杂方面具有附加的复杂性。如果并非大量运输，船舶的海上运输同样受限。例如，由于水中和周围地区内的各种障碍物等(例如，沙洲、珊瑚礁)以及能处理此类大型结构的船舶的可用性，零件的运送可能会受到船舶对海上位置的可抵达能力的限制。

3、不论陆上或是海上，尤其是在风力涡轮机的尺寸增大的情况，用于运输此类设备的公路车辆或船舶选择变得越来越有限。因此，运送受到能处理此类大型结构的车辆和船舶可用性的限制。非常大长度(目前，一些为90米、100米长，甚至更长)的风力涡轮机叶片使得通过火车、货车或船舶进行的传统运输非常困难且非常复杂。不幸的是，其解决方案并非是将运输载具变得更长和/或更大这么简单。随着载具被制备得更长和/或更大，各种复杂性呈现而出，包含但不限于：载具的载荷平衡、被运输设备的载荷平衡、前两者相对彼此的载荷平衡、装卸、和载具的可操作性、以及其他的对本领域技术人员显而易见的复杂性。

4、此外，不论陆上或是海上，零件的运送会很慢，并且受到所述场所的可抵达能力的严重限制。无论被开发的场所是否老旧或新兴，所述场所通常会偏远，并且由此并不接近于适于的运输基础设施。所述场所也许会远离适于的公路和铁路(或货物也许会通过其他方式来运输)，以允许用于在所述场所建造风力涡轮机和/或用于开发场所的其他设备的货运的方便交付。新兴场所常常在没有任何现有运输基础设施的地区，因此需要新建工程和专用设备。最后，运输物流成本高的令人望而却步，导致在全球范围内进一步推进风能的使用成为现实的和标志性的障碍。

5、现有的货运飞机，包括一些有史以来飞行过的最大型的飞机，都无法运输超大型的货物，即使这些货物在所有尺寸上都小于飞机本身。这种限制往往是由于货运飞机，甚至是那些专门为货运飞机目的构建的货运飞机，没有充分利用其整体尺寸作为货舱容积造成的。这种限制有很多原因，其中之一与飞机在没有超长跑道的情况起飞和降落的能力有关。更大和更重的飞机在起飞期间需要更多的能量来加速，在着陆时也需要更多的能量来减速。因此，传统的解决方案包括增加飞机升力面提供的升力，以允许飞机以较慢的速度离地，反之，允许飞机以较慢的速度接近跑道(同时在必要时仍能中止和爬升)。本领域的技术人员将认识到，在试图最大限度地增加被使用的货舱容积时的其他挑战，类似地，他们也将意识到，通常最大限度地增加货舱容积的使用并非可期的。

6、设计用于装载明显超大有效载荷的货运飞机一般都具有专门用于装载和固定超大有效载荷的货舱布置(例如尺寸、形状、安装的硬件)，这可能导致放弃传统的平货舱底板而更高效地利用可用货舱容积的设计。然而，缺乏传统的平货舱底板会明显地限制货运飞机承载更多传统有效载荷的能力，这些有效载荷原本可通过使用外部设备(如叉车)滚动到货舱，随后使用网或捆绑带等传统方法固定到底板，从而装载到传统的有底板的货舱中。此外，由于缺乏传统的宽阔的平底板，缺乏传统平货舱底板使得人类和机器环绕在货舱中的导航会更加困难。

7、因此，有必要开发既能与各种货物有效载荷结合使用，又能提供更加传统的平底板的优点的多功能货舱底板。

技术实现思路

1、本发明的某些示例包括一个系统，该系统包括货运飞机，该货运飞机具有至少一条布置到货运飞机的内部货舱中的轨道(至少在本
技术实现要素：
部分和本发明的其他部分中有时称为轨道，尽管其可以是多于一条轨道)。内部货舱具有位于货运飞机的前机身端的前舱部分和位于货运飞机的后机身端的后舱部分，轨道沿前舱部分的长度和后舱部分的长度纵向延伸。该系统还包括至少一个货舱底板分段(至少在本发明内容部分和本发明的其他部分中有时称为货舱底板分段，尽管其可以是多个区段)。货舱底板分段构造成可拆卸地连接到轨道，当连接到轨道时，货舱底板分段能在第一构型和第二构型之间转换，在第一构型中，货舱底板分段能沿轨道的长度移位，在第二构型中，货舱底板分段相对于沿轨道的长度的位置牢固固定。另外地，当货舱底板分段相对于沿轨道长度的位置牢固固定时，货舱底板分段构造成限定货运飞机货舱的货舱底板的一部分。

2、在某些示例性实施例中，至少一个货舱底板分段可包括多个货舱底板分段，多个货舱底板分段中的每个区段都构造成可拆卸地连接到轨道，与多个货舱底板分段中的另一货舱底板分段相邻。此外，每个区段都相对于沿轨道长度的相邻位置牢固固定，以限定出货舱地板的连续部分。多个货舱底板分段中的每个区段都可构造成连接到多个货舱底板分段中的相邻货舱底板分段。至少在某些情况下，货舱底板分段包括跨过货舱底板分段的至少一部分长度的接合区域。接合区域可构造成在第二构型中接触轨道，而移位器可构造成在第一构型中接触轨道，从而能使货舱底板分段沿轨道移位。例如，移位器可以是一个或多个轮子和/或滑板。移位器可构造成将货舱底板分段可拆卸地固定到轨道。货舱底板分段的接合区域在第一构型中可与轨道间隔开，并被构造成在第二构型中沿轨道推进。

3、系统可包括转换机构，该转换机构被构造成使货舱底板分段在第一构型和第二构型之间切换，在至少某些情况，转换机构可由货舱底板分段运载或与货舱底板分段集成到一起。转换机构可构造成相对于轨道升高和降低接合区域，转换机构可构造成通过升高和降低货舱底板分段来升高和降低接合区域。在某些实施例中，转换机构和移位器可操作地接合到一起，以使转换机构通过移位器向轨道施加力来升高和降低货舱底板分段。

4、该系统的实施例可包括具有固位机构的货舱底板分段，该固位机构被构造成通过在货舱底板分段和货运飞机的轨道或其他(多个)结构件中的至少一个之间形成几何干涉，将货舱底板分段相对于沿轨道长度的位置牢固固定。该几何干涉可构造成防止货舱底板分段相对于轨道移动。固位机构可包括锁定体，该锁定体构造成穿过与货运飞机的轨道或其他结构件相关联的开口，以产生几何干涉。几何干涉可以是一个部件之间的一种布置，由此任何一个部件都不能不会使自身和/或另一个部件实质性变形或损坏地相对于另一个部件沿一个或多个方向移动。

5、在某些实施例中，至少一条轨道包括沿货舱长度大致彼此平行延伸的第一轨道和第二轨道，货舱长度包括前舱部分的长度和后舱部分的长度。

6、货舱底板分段可包括固定区域和至少一个可旋转地接合到固定区域的横向端部分段。另外地或替代地，货舱底板分段可构造成沿轨道牢固固定在一个或多个预定位置，货舱底板分段可限定有横向端部，其尺寸和形状被设计为在一个或多个预定位置与货舱的内表面相对应。

7、在某些实施例中，系统包括机头货门，其被构造成打开货运飞机前端的一部分，以使当机头货门打开时，布置到前舱部分中的轨道的末端从外部环境是可及的。货舱底板分段可构造成当机头货门打开并装载到货舱中时，至少部分连接到轨道的末端，以使得在装载后货舱底板分段完全连接到轨道。货舱底板分段可构造成支撑货物重量，并将由货舱底板分段支撑的至少大部分货物重量传至轨道。在某些实施例中，货舱底板分段可包括构造成例如通过构造成在第二构型中接触轨道的位于中间的接合区域将货舱底板分段的横向端部处的有效载荷传至轨道的一个或多个横向支撑梁。

8、至少在某些实施例中，货运飞机包括布置在前舱部分和后舱部分之间的拐折舱部分。拐折舱部分限定了货运飞机的后机身端开始相对于货运飞机的纵向-横向平面升高的位置，以使后舱部分的最靠后末端布置成高出货运飞机的纵向-横向平面。在一些这样的实施例中，轨道可从前舱部分起延伸经过拐折舱部分，并进入后舱部分。

9、至少一个货舱底板分段包括多个货舱底板分段，多个货舱底板分段中的每个区段均被构造成可拆卸地连接到与多个货舱底板分段中的另一货舱底板分段相邻的至少一条轨道。每个区段都还可相对于沿至少一条轨道的长度的相邻位置牢固固定，以限定货舱底板的连续区段，该连续区段从前舱部分起延伸穿过拐折舱部分，并进入后舱部分。在一些这样的实施例中，底板的连续区段限定了后舱部分中的后部区域，该后部区域延伸至前舱部分中的前部区域上方。在某些实施例中，轨道包括拐折部，以使在拐折部后方的至少一部分轨道与由前舱部分的内底部接触表面限定的平面之间的竖向距离大于在拐折部前方的至少一部分轨道与由前舱部分的内底部接触表面限定的平面之间的竖向距离。

10、至少在某些实施例中，轨道的拐折部布置到后舱部分中，以使大部分拐折部与布置到前舱部分中的、大致平行于货运飞机的纵向-横向平面的轨道的部分成一定角度。轨道可沿货舱的内底部接触表面从前舱部分连续延伸到后舱部分。在某些实施例中，轨道还可用作货运飞机的主结构梁。至少在某些情况，轨道可包括至少两条大致相互平行布置的轨道。

11、系统还可包括地面货物装载结构。地面货物装载结构可包括具有末端的至少一条轨道，该终端被构造成当飞机货舱中的至少一条轨道的末端通过货舱门的开口外露时与飞机货舱中的至少一条轨道的末端相邻定位。另外，当货物装载结构和货运飞机的对应轨道的末端彼此相邻定位时，货舱底板分段构造成通过轨道在货运飞机和地面货物装载结构之间移位。货舱底板分段还可构造成在连接到地面货物装载结构的轨道时装载有效载荷的至少一部分，并随后协助将有效载荷装载到货舱中。例如，可通过将(多个)货舱底板分段沿轨道从地面货物装载结构平移并进入货舱来实现这一点。在某些情况，货舱底板分段可包括一个或多个固定装置，该固定装置构造成将有效载荷的至少一部分固定到货舱底板分段。

12、本发明的另一示例性实施例是一种将货舱底板装载到货运飞机上的方法，该方法包括将至少一个货舱底板分段(同样，至少有时在本发明内容部分以及本发明的其他部分中称为货舱底板分段，尽管其可以是多个区段)可拆卸地连接到布置在货运飞机的内部货舱内的一条或多条轨道(类似地，至少有时在本发明内容部分以及本发明的其他部分中称为轨道，尽管其可以是多条轨道)。内部货舱具有位于货运飞机的前机身端的前舱部分和位于货运飞机的后机身端的后舱部分，轨道沿前舱部分的长度和后舱部分的长度纵向延伸。该方法还包括将货舱底板分段沿轨道移位，经过内部货舱的至少一部分到达沿轨道长度的期望位置，并将货舱底板分段牢固固定到期望位置，以限定货运飞机的货舱的货舱底板分段。

13、至少在某些情况，货舱底板分段包括多个货舱底板分段。在这种情况，该方法可还包括按序将多个货舱底板分段连接到轨道，并将多个货舱底板分段中的每个货舱底板分段移位到各自的期望位置。每个期望位置可以是彼此对应的相邻位置。该方法还可包括将多个货舱底板分段中的每个货舱底板分段牢固固定到各自期望位置，以限定货舱的货舱底板的连续部分。

14、该方法还可包括将多个货舱底板分段中的每个货舱底板分段连接到多个货舱底板分段中的相邻货舱底板分段。牢固固定货舱底板分段的动作可包括将轨道与货舱底板分段的接合区域接触。在这种情况，接合区域至少可跨过货舱底板分段的一部分长度。在一些这样的实施例中，当发生沿轨道平移货舱底板分段的动作时，接合区域可与轨道间隔开。在某些情况，将货舱底板分段可拆卸地固定到轨道的动作可包括将货舱底板分段的移位器接合到轨道。移位器能使货舱底板分段沿轨道推进。牢固固定货舱底板分段的动作可包括相对于轨道升高或降下接合区域。在某些实施例中，货舱底板分段的转换机构可使货舱底板分段在第一构型和第二构型之间切换，在第一构型中，货舱底板分段能沿轨道推进，在第二构型中，货舱底板分段沿轨道的移动受阻于接合区域。在某些实施例中，转换机构和移位器可操作地接合到一起，将货舱底板分段牢固固定到期望位置的动作还可包括通过移位器向轨道施加力。

15、在某些实施例中，牢固固定货舱底板分段还包括在货舱底板分段和轨道或货运飞机的其他(多个)结构件之间形成几何干涉。例如，形成几何干涉可包括穿过与轨道或货运飞机的其他(多个)结构件相关联的开口，将锁定体布置成与货舱底板分段接合。

16、在某些实施例中，将货舱底板分段可拆卸地连接到布置在货运飞机内部货舱中的轨道包括当地面支撑结构的(多条)轨道的末端邻近货运飞机的(多条)轨道的末端时，将货舱底板分段从地面货物装载结构的一条或多条轨道移位至货运飞机的(多条)轨道。在某些实施例中，在货舱底板分段从地面货物装载结构推进到货运飞机的货舱内之前，待装载到货运飞机上的有效载荷牢固固定到货舱底板分段。在某些情况，在有效载荷和货舱底板被装载到货舱内之后，该方法还可包括通过将货舱底板分段牢固固定到期望位置，将有效载荷固定到货舱中的位置。

17、该方法还可包括相对于货舱底板分段的固定区域旋转货舱底板分段的一个或多个横向端部分段。

18、在某些实施例中，轨道包括拐折部，以使拐折部后方的至少一部分轨道与由前舱部分的内底部接触表面限定的平面之间的竖向距离大于拐折部前方的至少一部分轨道与由前舱部分的内底部接触表面限定的平面之间的竖向距离。轨道的拐折部可布置到后舱部分中，以使大部分拐折部与布置到前舱部分的、大致平行于货运飞机的纵向-横向平面的轨道部分成一定角度。轨道可沿货舱的内底部接触表面从前舱部分连续延伸到后舱部分。在某些实施例中，轨道还可作为货运飞机的主结构梁。轨道可包括至少两条大致相互平行布置的轨道。