一种飞机的浮力系统及飞机.pdf

一种飞机(1)的浮力系统(10)，该浮力系统(10)设有至少一个可充气浮体(15)。浮力系统(10)具有至少一个充气机(25)和插在所述充气机(25)和浮体(15)之间的至少一个致动器(30)，所述致动器(30)具有气缸(35)和部分地容纳在所述气缸(35)中的杆(40)。该杆(40)固定到活塞(50)上以形成在气缸(35)内并与充气机(25)流体连通的第一室(61)和在所述杆(40)内并与所述浮体(15)流体连通的第二室(62)，以及所述活塞(50)具有使第一室(61)和第二室(62)流体连通的通道(63)，所述展开装置(20)具有用于关闭所述通道(63)的关闭器(70)。

权利要求书
1.  一种飞机(1)的浮力系统(10)，所述浮力系统(10)设有至少一个可充气浮体(15)，其中所述浮力系统(10)包括至少一个展开装置(20)，所述展开装置(20)包括充气机(25)和插在所述充气机(25)和浮体(15)之间的至少一个致动器(30)，所述致动器(30)具有气缸(35)和固定到浮体(15)的杆(40)，所述杆(40)部分地插在所述气缸(35)中并可相对于所述气缸(35)滑动，所述杆(40)固定到活塞(50)，所述活塞(50)与所述气缸(35)协作以形成在所述气缸(35)内的第一室(61)并与所述杆(40)协作以形成在所述杆(40)内的第二室(62)，所述第一室(61)与所述充气机(25)流体流动连通，而所述第二室(62)与所述浮体(15)流体流动连通，所述活塞(50)具有使所述第一室(61)和所述第二室(62)流体流动连通的通道(63)，所述展开装置(20)具有关闭器(70)，所述关闭器(70)用于在所述致动器(30)的缩回位置上关闭所述通道(63)使得供给所述第一室(61)的气体通过所述杆(40)平移地移动致使所述致动器(30)延伸，并用于在所述平移地移动之后在所述致动器(30)的延伸位置不关闭所述通道(63)，以使所述气体能够对所述浮体(15)充气。

2.  如权利要求1所述的浮力系统，其特征在于，所述关闭器(70)包括在所述气缸(35)内延伸的指状件(71)，当所述致动器(30)缩回时，所述指状件(71)伸入所述通道(63)。

3.  如权利要求2所述的浮力系统，其特征在于，所述指状件(71)固定到所述气缸(35)的端壁(37)。

4.  如权利要求1所述的浮力系统，其特征在于，所述致动器(30)包括抵接件以限制所述杆(40)可从所述气缸(35)伸出的程度。

5.  如权利要求1所述的浮力系统，其特征在于，所述展开系统(20)包括固定到所述浮体(15)以至少限制所述浮体(15)相对于所述致动器(30)的自由移动的至少一条带子(80)。

6.  如权利要求5所述的浮力系统，其特征在于，至少一条带子(80)在所述气缸(35)和所述浮体(15)的外封套(16)之间延伸。

7.  如权利要求1所述的浮力系统，其特征在于，所述展开装置(20)包括固定到浮体(15)的至少一个挡板(85)以至少限制水进入面对所述浮体(15)的客舱(4)。

8.  如权利要求1所述的浮力系统，其特征在于，所述杆(40)包括细长部分(41)，所述细长部分(41)可滑动地容纳在所述气缸(35)中，接着所述细长部分(41)的是穿过中空浮体(15)中心的倾斜部分(42)。

9.  如权利要求1所述的浮力系统，其特征在于，所述展开装置(20)包括延伸装置，所述延伸装置用于延伸致动器(30)以致使所述杆(40)由于浮体(15)充气而相对于所述气缸(35)平移地移动。

10.  一种设有机身的飞机(1)，其特征在于，所述飞机(1)包括如权利要求1所述的浮力系统(10)，所述气缸固定到所述机身(2)。

说明书一种飞机的浮力系统及飞机
相关申请的交叉引用本申请要求2013年10月16日提交的FR 13 02395的权益，其全部内容以参见的方式纳入本文。
技术领域
本发明涉及飞机的浮力系统，并涉及具有这种浮力系统的飞机。
在这种情况下，本发明涉及使飞机能够降落在水上并在水上稳定的浮力系统的技术领域，且尤其是使其可用于旋翼式飞机。
背景技术
这种浮力系统有助于提供飞机降落在水上后的浮力和稳定性。例如由于迫降在水上(水上迫降)，可使用浮力系统，以使乘客能够撤离飞机。执行跨海域运送乘客任务的所有飞机原则上都应设有这种浮力系统。
认证法规还规定飞机必须能够降落在水上并在使用其浮力系统时能够在水上保持稳定。对于认证法规中限定的水面状态和风力水平，应确保稳定性。
这些水面状态称为“海况”且它们用于任何液体表面。术语“降落在水上”因此涵盖飞机“降落”在任何自由水面上，例如无论在海上还是在湖上。
浮力系统可包括浮体，该浮体例如或者通过飞行员和/或飞机副驾驶员，抑或通过自动触发，尤其是通过使用一个或多个浸入式传感器展开。浮体可包括例如可通过爆炸或电展开装置充气的袋。
例如，文献EP 0 193 265B1公开了具有固定到起落架的可充气浮力袋的浮力系统。
文献US 2003/0057322也公开了附连到起落架的浮力系统。
浮力系统还可包括不可充气的结构浮体。
因此，浮力系统已知的是设有固定到飞机机身的浮体。
文献JP 61-171699和文献US 2003/057322公开了附连到直升机滑架的浮 力系统。
文献US 3 467 343描述了具有用压缩空气充气的竖立浮体的浮力系统。浮体设有通过液压致动器操作的轮。
文献JP 2010 064697(Nat Univ Yokohama)描述了具有机身和两个浮体的飞机。弹性装置用于使浮体向外移动。
文献US 2 271 065(Dornier Jr Claudius)描述了具有在降落在水上之前离开机身的两个可缩回浮体的飞机。
已知的还有文献US 3 321 158和US 3 240 449。
发明内容
本发明的目的因此是提供一种在降落到水上之后具有良好稳定性的飞机。
具体地说，本发明旨在提供包括至少一个可充气浮体、例如两个布置在飞机机身各侧上的浮体的浮力系统。这种机身从前端向后端纵向延伸并从右翼向左翼横向延伸。
浮力系统包括至少一个展开装置，该至少一个展开装置包括充气机以及插在充气机和浮体之间的至少一个致动器。致动器具有气缸和固定到浮体的杆，该杆部分地插在气缸中并可相对于气缸滑动。此外，杆固定到活塞，活塞与气缸协作以形成在气缸内的第一室并与杆协作以形成在杆内的第二室，第一室与充气机流体流动连通，而第二室与浮体流体流动连通。在这种情况下，活塞具有使第一室与第二室流体流动连通的通道，展开装置具有关闭器，该关闭器用于在致动器的缩回位置关闭通道使得供给第一室的气体通过杆平移移动致使致动器延伸，并用于在所述平移移动之后在致动器的延伸位置不关闭通道，以使气体能够给浮体充气。
浮力系统可包括每个浮体一个这种类型的展开装置。或许，充气机可共用于所有展开装置。
因此，每个浮体可固定到至少一个致动器的杆。然而，展开装置可包括用于展开单个浮体的多个致动器。
在该上下文中，浮体不充气并例如储存在可关闭或对外打开的飞机机舱中。每个致动器接着处于缩回位置，在该缩回位置，其关闭器关闭致动器活塞 中的通道。
当降落在水上时，机舱可在适当的地方打开。
在操作的第一阶段期间，充气机将气体输送到致动器，且更具体地说，输送到其第一室。
这种充气机可以是例如将空气输送到至少一个致动器的常规充气机。可使用任何类型的充气机。充气机可通过常规触发装置控制，该触发装置可以是自动或手动的。
虽然致动器的通道和活塞关闭，但存在于第一室中的压力由于来自充气机的气体的到达而增加，且因此致使致动器的杆相对于气缸平移移动。致动器的长度增加，从而使浮体移离飞机的机身。
在操作的第二阶段期间，关闭器打开活塞中的通道。由充气机产生的气体接着从第一室漏出，以便通过连续通过活塞和致动器的杆给浮体充气。
该浮力系统因此使浮体能够被充气并使浮体能够离开飞机的机身。通过移动浮体离开机身，浮力系统提高了飞机在水上的稳定性。
由于相对于常规飞机的恒定稳定性，本发明因而有助于减轻重量。
同样地，由于相对于常规飞机的相同大小的浮体，本发明能够在更不利的海况条件下获得令人满意的稳定性。
作为例示，通过移动浮体离开机身等于300毫米(mm)的距离，飞机的稳定性程度可乘以大于1的系数、例如等于2的系数。
浮力系统还可包括下列特征中的一个或多个。
因此，浮力系统的关闭器可包括在展开装置的气缸中延伸的指状件，当致动器缩回时，指状件伸入通道。
在操作的第一阶段期间，活塞沿指状件滑动。当活塞离开指状件时，活塞中的通道不再关闭且其使致动器的第一和第二室流体流动连通。关闭器因此是相对简单的机械装置。
例如，指状件固定到气缸的端壁。气缸的端壁和活塞接着沿纵向方向形成致动器的第一室。可理解，指状件在气缸内纵向延伸的长度比气缸的长度短，以使活塞能够与指状件分开。
此外，致动器可选地包括抵接件以限制杆可以从气缸伸出的程度。
而且，展开系统可包括固定到浮体以至少限制浮体相对于致动器的自由移动的至少一条带子。
该展开装置可包括连接到浮体顶部的顶带和连接到浮体底部的底带，例如，以防止浮体相对于致动器旋转。
可选地，至少一条带子延伸在致动器的气缸和浮体的外封套之间。
在另一可替代实施例中，带子延伸在浮体的封套和飞机的机身之间。
在另一变型中，致动器的杆包括细长部分，该细长部分可滑动地容纳在气缸中，紧接着细长部分的是穿过中空浮体中心的倾斜部分。
浮体可以是气球，气球中心是空的以穿过杆的倾斜部分。该变型尤其能避免使用带子来防止浮体相对于机身移动。然而，应可理解，致动器的长度必须达到最大以移动浮体离开机身。
此外，展开装置包括固定到浮体的至少一个挡板以至少限制水进入面对浮体的客舱。在浮体展开后，挡板接着在水和客舱之间伸展。
例如，固定到机身或固定到展开装置的致动器上的挡板可在浮体和飞机机身之间伸展。
展开装置可包括在浮体已被充气之后延伸致动器以致使其杆相对于气缸平移移动的装置。
例如，浮体接着在三个阶段中展开。在操作的第一阶段期间，致动器部分地延伸以使浮体能够被充气，且接着在操作的第二阶段期间，浮体被充气。最后，在操作的第三阶段期间，致动器完全延伸。
因此，操作的前两个阶段能发生飞行中。由于致动器的长度在操作的第二阶段结束时并不是其最大值，因此施加在浮力系统上的力在与水接触时受到限制。一旦在水上，就开始第三阶段以提高飞机在水上的稳定性。
延伸装置可包括充气机，第三阶段是从第一室中阈压力达到时开始的。
例如，延伸装置还可包括专用装置，诸如用来移动杆的电动机。
或者，浮体可在两个阶段中展开，包括浮体被充气的阶段以及随后的完全延伸阶段。
除了浮力系统外，本发明还提供了具有机身和这种浮力系统的飞机。展开装置的致动器的气缸然后固定到机身。
附图说明
本发明及其优点从举例说明和参照附图给出的实施例的下列描述的上下文更详细地显现出来。
图1是本发明飞机的剖视图，具有未展开浮体；
图2和3是示出本发明的致动器的剖视图；
图4是解释本发明的致动器如何延伸的示意图；
图5是本发明飞机的剖视图，具有正在展开的浮体；
图6是本发明飞机的剖视图，具有展开的浮体；
图7是设有倾斜杆的本发明飞机的剖视图；以及
图8是本发明飞机的视图，设有固定到已展开浮体上的挡板。
在一幅以上附图中存在的元件在各附图中赋予相同附图标记。
具体实施方式
应该注意到，三个相互垂直方向X、Y和Z在某些附图中示出，即，第一方向X、第二方向Y和第三方向Z。
图1示出了本发明的飞机1。
飞机包括从前端2'纵向延伸到后端的机身2。机身2还从左翼2”横向延伸到右翼，并从底部向上延伸到顶部。
底部常规地设有起落架，而顶部可携带提供升力和实际推进力的旋翼。底部可包括具体地通过客舱地板和机身外壳形成的下面部分。
飞机1设有本发明的浮力系统10以能够降落在水上。
这种浮力系统设有至少一个浮体，例如设有至少两个布置在飞机的机身2各侧上的浮体15。因此，第一浮体布置在飞机的左翼旁，而第二浮体布置在飞机的右翼旁。
浮体可以是成对的。在这种情况下，成对的浮体可对称地布置在处于稳定位置的飞机的中间对称平面的各侧上。例如，飞机可具有一对浮体15。
浮体是可充气浮体。除了在水上降落阶段期间，每个浮体可折叠在飞机的机舱3中，机舱3在飞行中可通过盖子5或等同物关闭。接着，浮体可包括由 外封套形成的可充气袋。
参照图2，每个浮体通过用于展开浮力系统的展开系统20充气。
这种展开系统20设有与充气机25和浮体15连通的至少一个致动器30。展开装置还包括用于控制充气机25的自动或手动触发装置100。
致动器30设有固定到机身2的气缸35。为此，气缸35可包括常规紧固件装置38。气缸35因此固定到机身2，例如在机舱3内。
气缸35是中空的。因此，气缸可通过一端闭合的气缸管36提供。气缸管36从由端壁37闭合的第一端向未闭合的第二端纵向延伸。气缸管还可具有连接到充气机25的开口39。
致动器30还具有相对于气缸35滑动的中空杆40。杆40部分地在气缸35内延伸且部分地在气缸35外延伸。因此，杆40可设有从存在于气缸35中的第一端部向存在于气缸35外的第二端部延伸的中空管。
杆40可相对于气缸35平移地移动以分别增加或减少致动器的长度来使浮体移离或移向机身2。抵接件(未示出)可用于限制致动器延伸的程度。例如，这种抵接件可包括与气缸的肩部协作的杆的肩部。
此外，杆40的第一端部固定到活塞50。该活塞50因此形成在气缸35内的第一室61的纵向端和在杆40内的第二室的纵向端。
相反，杆40的第二端部固定到浮体15的封套16。除了在在水上降落阶段期间，封套16是折叠的。应该注意到，杆包括使第二室62与浮体15的内部17连通的至少一个孔43。
因此，一旦第二室62通过每个孔43且可能通过管道系统与浮体流体流动连通，第一室61就通过开口39且可能通过管道系统与充气机流体流动连通。
此外，通道63纵向延伸穿过活塞50以使第一室61与第二室62流体连通。至少一个垫圈可插在气缸35和杆40之间以防止第一室61和第二室62之间的任何其它流体流动连通。
接着，展开装置包括用于关闭或打开通道63的关闭器70。这种关闭器可包括配合在通道63中的指状件71。
因此，致动器可包括从端壁37在气缸35内纵向延伸的指状件71。当致动器缩回时，指状件71配合在通道中以防止第一室61和第二室62之间的流 体连通。因此，当致动器至少部分地延伸时，指状件71不再配合在通道63中，从而允许第一室61和第二室62之间的流体连通。
在旨在展开浮体15的操作的第一阶段期间，充气机向致动器输送气体，该气体可例如是空气或惰性气体。气体通过开口39进入第一室61。由于活塞中的通道63被关闭器关闭，因此第一室内的气体压力增加。
藉由气体施加到活塞50上的这种压力致使杆沿箭头F1平移地移动。携带浮体的杆，且具体地说其第二端部携带浮体的杆然后从飞机的机身突出，如图4所示。
在操作的第一阶段结束时，指状件71不再插在通道63中，因此使操作的第二阶段能够被触发。
在操作的该第二阶段期间，如图3所示，由充气机产生的气体连续通过第一室61、通道63及随后有第二室62输送到浮体。该气体接着用于给浮体充气。
在操作的第二阶段结束时，浮体被充气，如图5所示。
可选地，在操作的第三阶段期间，如图6所示，充气机继续输送气体到致动器以致使致动器沿箭头F2的方向完全延伸。
充气机因此表示用于通过在浮体15充完气后致使杆40相对于气缸35平移地移动，延伸致动器30的延伸装置。
致动器的延伸接着发生在操作的第一阶段期间且还发生在操作的第三阶段期间。例如，操作的第一阶段发生在降落到水上之前，而操作的第三阶段可发生在降落到水上之后，以限制飞机停在水上时由水施加到致动器上的力。
此外，展开装置可包括用于限制浮体15相对于致动器移动的至少一条带子80(如图5和6所示)。
例如，展开装置具有分别固定到浮体的顶部和底部的顶带81和/底带82。术语“顶部”和“底部”应认为是关于重力方向的。
每条带子接着连接到致动器或到飞机的机身。
作为变型，或另外的，第一端部可以是杆的直部41，而第二端部可以是倾斜以穿过浮体中心的部分。
参见图7，杆接着穿过浮体，从而用于限制浮体的自由移动。
图8还示出了具有挡板85的展开装置。挡板85从浮体延伸到至少一个致 动器或延伸到飞机的机身。挡板可用于限制溅入飞机客舱的水量。
当然地，本发明可对其实施方式作出很多变化。尽管以上描述了几个实施例，但应该容易理解，穷尽地举出所有可能的实施例是不可设想的。设想用等同装置替代所述的任何装置而不超出本发明的范围是当然可能的。
具体地，浮力系统可包括至少一个展开装置。例如，该系统可具有设有充气机的单一展开装置，该充气机连接到用于展开并给所有浮体充气的多个致动器。或者，该系统可能是每个浮体一个展开装置，每个展开装置具有连接到至少一个致动器的至少一个充气机。
在水上降落结束之后，充气机可选择地抽出存在于浮体35中的空气以缩回该浮体。