Кабина экипажа и аэроплан, содержащий такую кабину экипажа
Изобретения относятся к области авиации, более конкретно к аэроплану и транспортному самолету. Аэроплан имеет полый фюзеляж (2), кабину экипажа, частично заходящую в отверстие (5), выполненное в передней верхней части фюзеляжа (2). Кабина неподвижно соединена с фюзеляжем при помощи средств (12-16) неподвижного соединения, причем кабина (1) экипажа содержит герметичную стенку (6), герметично закрывающую упомянутый участок, и систему наддува для наддува упомянутого участка. Стенка (6) выполнена плоской и содержит детали (7) соединения, предназначенные для размещения деталей (15) крепления упомянутого участка на фюзеляже. Технический результат заключается в создании аэроплана с кабиной экипажа, выполненной в виде автономного модуля. 2 н. и 10 з.п. ф-лы, 3 ил.
Настоящее изобретение касается кабины экипажа самолета и самолета, содержащего такую кабину экипажа. В частности, изобретение относится к транспортному самолету, предназначенному для транспортировки объемного и/или тяжелого специального груза, в частности компонентов, предназначенных для сборки летательных аппаратов, таких как крылья самолета, а также промышленных станков, целых вертолетов, гуманитарной помощи и т.д.
Известны транспортные самолеты, предназначенные для перевозки габаритных грузов, таких как секции фюзеляжа или компоненты космической станции. Такой самолет, например «Белуга», обеспечивает перевозку грузов из различных мест производства авиационного предприятия к месту окончательной сборки для изготовления там самолета в завершенном виде.
Несмотря на то, что такой самолет может быть производным от уже существующего самолета, проектирование транспортного самолета требует новых исследований и разработок с целью изготовления грузового самолета большой грузоподъемности. В частности, полезный объем для перевозки груза следует существенно увеличить, сохраняя при этом аэродинамические характеристики и путевую устойчивую, необходимые для грузового самолета.
Эти исследования и разработки требуют от изготовителя мобилизации значительных сил с точки зрения технических средств, квалифицированного персонала и материальных средств.
В частности, особенно технически сложными и дорогостоящими являются разработка носовой части и интегрирование в нее систем авиаэлектроники.
Преимуществом будет иметь в распоряжении транспортный самолет, располагающий грузоподъемностью, превышающей грузоподъемность известных грузовых самолетов, в силу возрастающих потребностей в быстрой доставке техники и/или компонентов больших размеров при невысокой стоимости перевозки.
Кроме того, на многомоторном самолете, двигатели которого расположены под крыльями или над крыльями, фюзеляж делится на три отдельные части. Первая часть, находящаяся спереди, содержит кабину экипажа, различные отсеки и, наконец, носовую часть. В этой носовой части устанавливают радиолокационную станцию, антенну которого закрывают обтекателем. Фюзеляж содержит также центральную часть, которая выполняет функцию пассажирского салона или отсека для багажа или грузов и на которой крепят крылья. Наконец, он содержит заднюю часть конусной формы, как правило, моноблочную, на которой устанавливают горизонтальное и вертикальное оперения.
При этом, как правило, кабину экипажа отделяют от центральной части простой перегородкой, содержащей дверь для перекрывания доступа в эту кабину.
Наддув кабины экипажа обеспечивается системой, которая выполняет наддув остальной части самолета и, в частности, его центральной части.
Поэтому кабина экипажа не является независимым модулем.
Настоящее изобретение призвано предложить кабину экипажа, простую по конструкции и в изготовлении, экономичную, в которой наддув создается независимо от остальной части самолета и которая образует, таким образом, автономный модуль.
Другим объектом настоящего изобретения является самолет, простой по конструкции и недорогой, кабина экипажа которого является автономным модулем, частично заходящим в элементарный фюзеляж, и отличающийся большой грузоподъемностью.
Таким образом, настоящее изобретение позволяет, на основе переднего участка уже разработанного и внедренного в производство самолета, реализовать автономный модуль, который можно интегрировать в базовый фюзеляж через определенное число отдельных точек, чтобы получить грузовой самолет большой грузоподъемности.
В этой связи объектом изобретения является кабина экипажа, содержащая передний участок самолета.
Согласно изобретению эта кабина содержит герметичную стенку, герметично закрывающую этот участок, и систему наддува для наддува этого участка.
Под «передним участком аэроплана» следует понимать усеченную переднюю часть, не содержащую ни радиолокационной станции, ни обтекателя антенны РЛС. Тем не менее этот участок полностью оборудуют всеми средствами, необходимыми для обеспечения полета самолета и, в частности, электрической системой управления полетом, содержащей вычислительные устройства. Он содержит также все средства жизнеобеспечения.
Каждый из различных частных вариантов выполнения этой кабины экипажа отличается своими преимуществами, и они могут применяться в самых разных технических комбинациях:
- стенка является по существу плоской и содержит детали соединения, предназначенные для установки деталей крепления участка на фюзеляже. Кроме того, участок содержит детали соединения спереди на усеченной части. Эти детали соединения являются, например, проушинами, содержащими отверстие,
- система наддува содержит, по меньшей мере, один регулятор давления, соединенный с блоком управления, разгрузочный клапан, приводимый в действие двигателем, принимающим сигналы от блока управления,
- она содержит электрическую систему управления полетом, содержащую вычислительные устройства, соединенные с выходами, выполненными на стенке, при этом упомянутые выходы предназначены для размещения соединений с органами управления самолетом, такими как сервоприводы,
- эти выходы выполнены с возможностью размещения в них электрических соединений или оптических волокон,
- стенка содержит элемент доступа внутрь участка, причем элемент доступа является герметичным, когда он находится в закрытом положении,
- кабина содержит половые панели, каждая из которых содержит, по меньшей мере, один монтажный рельс для оборудования кабины. Эти половые панели ограничивают верхнюю часть отсека авиаэлектроники, в котором устанавливают средства электроники и информатики, обеспечивающие управление различными органами самолета и, в частности, сервоприводами самолета. Эти половые панели позволяют также устанавливать внутреннее оборудование кабины, такое как кресла, буфет (“galleys”), туалет и т.д.
Предпочтительно монтажный рельс выполняют из материала, отвечающего критериям механической прочности и коррозионной стойкости, соответствующим применению в области авиации. Например, речь идет о титане или алюминиевом сплаве.
Объектом настоящего изобретения является также аэроплан, содержащий полый фюзеляж, по меньшей мере, в своей передней части.
Согласно изобретению этот летательный аппарат содержит описанную выше кабину экипажа, частично заходящую в отверстие, выполненное в передней верхней части фюзеляжа. Эту кабину экипажа неподвижно соединяют с этим фюзеляжем при помощи средств неподвижного соединения.
Предпочтительно это отверстие имеет форму, обеспечивающую аэродинамическую непрерывность между фюзеляжем и частично заходящей в него кабиной экипажа, чтобы избежать попадания воздуха в фюзеляж.
Действительно, получаемый, таким образом, обтекатель этой части обеспечивает прохождение воздушного потока, не создавая завихрений на стыке между фюзеляжем и кабиной экипажа, поскольку упомянутые завихрения иначе могут способствовать проникновению воздуха внутрь фюзеляжа.
Предпочтительно фюзеляж содержит, по меньшей мере, две поперечные балки, установленные соответственно в передней части и в задней части участка. Средства неподвижного соединения содержат детали крепления участка к этим балкам и, по меньшей мере, четыре наклонные усилительные тяги, попарно соединенные в боковом направлении одним из своих концов с передней частью и с задней частью участка, и другим своим концом с упомянутыми балками при помощи шарового соединения.
Наконец, объектом изобретения является транспортный самолет. Согласно изобретению этот самолет является описанным выше аэропланом, при этом его фюзеляж имеет внутренний полезный объем, с продольным размером больше 35 м и высотой больше 8 м.
Далее следует более подробное описание изобретения со ссылками на прилагаемые чертежи, на которых:
Фиг.1 - частичный вид передней части фюзеляжа аэроплана согласно варианту выполнения изобретения, при этом кабина экипажа заходит в этот фюзеляж и неподвижно с ним соединена;
Фиг.2 - вид в перспективе аэроплана согласно варианту выполнения изобретения, при этом фюзеляж этого аэроплана показан в частичном разрезе;
Фиг.3 - схематичный вид в перспективе самолета, показанного на фиг.1.
На фиг.1 показана кабина 1 экипажа согласно частному варианту выполнения изобретения, заходящая в отверстие, выполненное в передней верхней части фюзеляжа 2 самолета. Эта кабина 1 экипажа содержит передний участок аэроплана лобовым стеклом 3.
Кабина экипажа неподвижно соединена с фюзеляжем 2 при помощи средств 4 неподвижного соединения. Отверстие 5 имеет форму, предпочтительно обеспечивающую аэродинамическую непрерывность между фюзеляжем 2 и частично заходящей в него кабиной 1 экипажа, чтобы избежать попадания воздуха в фюзеляж.
Эта кабина 1 содержит герметичную стенку 6, герметично закрывающую этот участок, и систему наддува для наддува в этом участке. Предпочтительно эта стенка 6 является по существу плоской и содержит детали 7 соединения, такие как проушины, предназначенные для крепления кабины 1 на фюзеляже 2 при помощи деталей крепления.
Стенка 6 содержит элемент доступа внутрь участка, причем этот элемент доступа является герметичным, когда он находится в закрытом положении. Этот элемент доступа является, например, дверью.
Эту стенку выполняют из материала, отвечающего критериям механической прочности и коррозионной стойкости, соответствующим применению в области авиации. Действительно, эта стенка должна выдерживать механические напряжения, связанные с наддувом кабины 1 экипажа и с отсутствием наддува полезного грузового объема фюзеляжа самолета.
Материал для выполнения стенки выбирают из группы, в которую входят дюраль, сталь, алюминиевые сплавы и другие сплавы.
Предпочтительно система наддува кабины экипажа содержит два цифровых регулятора давления, которые являются независимыми и идентичными. Каждый из них соединен с блоком управления, содержащим вычислительное устройство, обеспечивающее автоматическое регулирование давления в кабине экипажа. Один блок управления и его регулятор образуют резервную схему, в то время как другой комплект является активной схемой наддува.
Разумеется, это регулирование пилот может производить также вручную.
Система содержит разгрузочный клапан, приводимый в действие двигателем. Сигнал, указывающий на открытое или закрытое положение этого клапана, направляется на блок управления активной схемы. Двигатель выполнен с возможностью приема сигналов изменения состояния клапана от блока управления.
Наконец, эта система наддува содержит, по меньшей мере, один предохранительный пневматический клапан, позволяющий избегать чрезмерных перепадов давления.
Кабина 1 экипажа оборудована электрической системой управления полетом, которая предпочтительно позволяет отказаться от сложных соединений при помощи механических связей (тросы и/или тяги, качалки, направляющие ролики и т.д.) между кабиной экипажа и рулями во время интегрирования кабины экипажа в фюзеляж.
Электрическая система управления полетом содержит вычислительные устройства, соединенные с выходами, выполненными на упомянутой стенке. Эти выходы предназначены для размещения соединений с органами управления самолетом, такими как сервоприводы.
Эти выходы выполнены с возможностью размещения электрических соединений или оптических волокон. Оптические волокна могут быть одномодовыми или многомодовыми и позволяют передавать сигналы на большое расстояние внутри самолета, обеспечивая при этом электрическую помехоустойчивость. В альтернативном варианте речь может идти о проводной связи типа локальной сети «Этернет».
Самолет содержит полый фюзеляж 2, с которым соединены крылья 8, двигатели 9 и тормоза. Передняя часть этого фюзеляжа не содержит кабины экипажа, а представляет собой полый корпус. Весь корпус самолета тоже может быть полым и в этом случае содержит только необходимые элементы усиления, такие как балки 10 и элементы пола.
В носовой части 11 этого фюзеляжа размещают радиолокационную станцию, антенну которой закрывают обтекателем, пропускающим радиолокационные волны.
Фюзеляж 2 содержит две пары полубалок 12, 13, 14, каждая из которых установлена в передней части и в задней части участка. Каждую полубалку 12, 13, 14 устанавливают сбоку участка. Он содержит также усилительную балку, установленную сзади двух полубалок 14, установленных в задней части переднего участка.
Средства неподвижного соединения содержат детали 15 крепления участка к этим полубалкам и для каждой полубалки - наклонную усилительную тягу 16, соединенную сбоку одним из своих концов с участком и другим своим концом с этими полубалками при помощи шарового соединения 17. Деталями 15 крепления являются, например, заклепки.
Эти средства содержат также тягу 18, блокирующую движение участка вперед и назад, причем эта тяга соединена одним из своих концов с задней верхней частью участка и своим вторым концом - с усилительной балкой.
Эти полубалки 12, 13, 14 и балка предпочтительно являются решетчатыми балками, обеспечивающими доступ к кабине экипажа.
Предпочтительно фюзеляж самолета содержит заднюю дверь с вертикальным размером больше 9 м, для доступа во внутренний объем аэроплана. Эта дверь на фиг.3 является дверью, которая содержит две панели 19, 20, выполненные с возможностью раздвигаться, обеспечивая свободный доступ во внутренний объем самолета, за счет ручного открывания или при помощи автоматизированного элемента управления, в случае необходимости, соединенного с кабиной экипажа.
1. Аэроплан, имеющий полый фюзеляж (2), по меньшей мере, в своей передней части, отличающийся тем, что содержит кабину экипажа, частично заходящую в отверстие (5), выполненное в передней верхней части упомянутого фюзеляжа (2), и неподвижно соединенную с упомянутым фюзеляжем при помощи средств (12-16) неподвижного соединения, причем кабина (1) экипажа содержит передний участок аэроплана, герметичную стенку (6), герметично закрывающую упомянутый участок, и систему наддува для наддува упомянутого участка, и упомянутая стенка (6) является, по существу, плоской и содержит детали (7) соединения, предназначенные для размещения деталей (15) крепления упомянутого участка на фюзеляже.
2. Аэроплан по п.1, отличающийся тем, что упомянутая система наддува содержит, по меньшей мере, один регулятор давления, соединенный с блоком управления, разгрузочный клапан, приводимый в действие двигателем, при этом упомянутый двигатель принимает сигналы от упомянутого блока управления.
3. Аэроплан по п.1 или 2, отличающийся тем, что содержит электрическую систему управления полетом, содержащую вычислительные устройства, эти вычислительные устройства соединены с выходами, выполненными на упомянутой стенке, при этом упомянутые выходы предназначены для размещения соединений с органами управления аэропланом, такими как сервоприводы.
4. Аэроплан по п.3, отличающийся тем, что упомянутые выходы выполнены с возможностью размещения в них электрических соединений или оптических волокон.
5. Аэроплан по п.1 или 2, отличающийся тем, что упомянутая стенка (6) содержит элемент доступа внутрь упомянутого участка, причем упомянутый элемент доступа является герметичным, когда он находится в закрытом положении.
6. Аэроплан по п.1 или 2, отличающийся тем, что упомянутое отверстие (5) имеет форму, позволяющую обеспечить аэродинамическую непрерывность между упомянутым фюзеляжем (2) и частично заходящей в него упомянутой кабиной (1) экипажа, чтобы избежать попадания воздуха в фюзеляж.
7. Аэроплан по п.6, отличающийся тем, что упомянутый фюзеляж содержит, по меньшей мере, две поперечные балки, установленные соответственно в передней части и в задней части упомянутого участка, при этом упомянутые средства неподвижного соединения содержат детали (15) крепления упомянутого участка к упомянутым балкам и, по меньшей мере, четыре наклонные усилительные тяги (16), попарно соединенные сбоку одним из своих концов с передней частью и с задней частью упомянутого участка (1) и другим своим концом с упомянутыми балками при помощи шарового соединения.
8. Аэроплан по п.7, отличающийся тем, что упомянутый фюзеляж (2) содержит балку, установленную сзади упомянутой балки, соединенной с задней частью упомянутого участка, при этом средства неподвижного соединения содержат тягу (18), блокирующую движение упомянутого участка вперед/назад, при этом упомянутая тяга (18) соединена с верхней частью упомянутого участка.
9. Аэроплан по п.1 или 2, отличающийся тем, что упомянутые балки (12-14) являются решетчатыми балками, обеспечивающими доступ к упомянутой кабине экипажа.
10. Аэроплан по п.1 или 2, отличающийся тем, что носовая часть (11) упомянутого фюзеляжа (2) содержит радиолокационную станцию.
11. Аэроплан по п.1 или 2, отличающийся тем, что упомянутый фюзеляж (2) содержит заднюю дверь (19, 20) с вертикальным размером больше 9 м для доступа во внутренний объем упомянутого аэроплана.
12. Транспортный самолет, отличающийся тем, что является аэропланом по п.1 или 2 и тем, что упомянутый фюзеляж имеет внутренний полезный объем с продольным размером больше 35 м и высотой больше 8 м.
