專利名稱：具有最優(yōu)可用空間的飛行器以及用于最優(yōu)化飛行器可用空間的方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種具有可以被最優(yōu)化的可用內(nèi)部空間的飛行器， 尤其涉及飛機(jī)或宇宙飛行器，并且涉及一部分燃燒系統(tǒng)的使用以便 最優(yōu)化乘客或貨物的可用空間，以及涉及一種最優(yōu)化飛行器可用空 間的方法。
背景技術(shù)：
飛4亍器(尤其飛沖幾和宇宙飛行器)包括形成外殼的才幾身，才幾槍^立于該外殼中用于容納乘客和/或貨物(chargement)以及燃并牛搶。機(jī)艙的空間被限制，然而，出于節(jié)省成本的原因，在不增大飛 行器的質(zhì)量、制造成本以及燃料消耗情況下，力圖增大該空間。還可以只用于短途或中途飛4于。在這種情況下，燃并牛艙沒有完全裝 滿。該空出的空間是無用空間，因?yàn)楫?dāng)短距離或中距離飛4亍時(shí)，沒 有使用該空出的空間，那么該空出的空間可以用于運(yùn)輸附加的乘客 或貨物，這能夠增大飛機(jī)的盈利性。在目前的飛機(jī)中，煤油類型的燃料通常存儲(chǔ)在機(jī)翼中或機(jī)身 中。該燃料在它的任何使用溫度和使用壓力下都是液化形態(tài)。對于將來的飛機(jī)和目前的宇宙飛行器，燃料以氫或曱烷為基 礎(chǔ)，由于它們的密度小于碳?xì)浠衔锏拿芏?，因此?yīng)該存儲(chǔ)在大的 燃坤牛艙中。用于宇宙飛4亍器的助燃劑典型地是液態(tài)氧，液態(tài)氧也需 要大的燃料舦。此外，所用燃料艙是球形或圓柱形以便支撐燃料或 低溫助燃劑(液化氫、液化甲烷或液化氧)的壓力。在已知類型火箭中，容納燃料和助燃劑的燃料艙形成火箭的一 層，當(dāng)該燃料艙空了的時(shí)候，該層被拋棄。在進(jìn)入軌道的火箭中僅 設(shè)置有幾個(gè)小燃料艙，以便允許火箭保持在軌道中并且操縱火箭的定向控制。已知關(guān)于宇宙飛4亍器的專利US5350138和US6206328，其中， 燃料艙在飛行器機(jī)身的外部，并且當(dāng)飛行器在軌道上時(shí)燃料艙在燃 料消耗完以后用作飛行器的原有機(jī)艙的擴(kuò)展部分。為此，在原有機(jī) 艙和外部燃料搶的內(nèi)部之間i殳置有通道。然而，該燃料艙不是直接 可用作與存儲(chǔ)燃料不同的生活或存儲(chǔ)的附加空間；而是需要布置。 此外，宇宙飛行器應(yīng)該在軌道中。另夕卜，該燃料艙不能用于客機(jī)或 貨機(jī)，客機(jī)或貨機(jī)的燃料艙通常位于機(jī)身中。已知;也，在飛才幾中可以取下或添加燃4牛艙，以^更變更飛才幾的等 級(jí)并且以便將飛機(jī)用于中途或遠(yuǎn)途飛行。因此，為了將飛機(jī)用于短 途或中途飛行而取下燃料艙能夠增大飛機(jī)中的可用空間。然而，這 個(gè)變更只適用于貨才幾的空間而不適用于乘客的空間。此外，在飛4亍 時(shí)不能增大可用空間，因此，在長途飛行的情況下不能增大空間。因此，本發(fā)明的目的是提供一種飛機(jī)，當(dāng)推進(jìn)劑的燃燒階段完 成以后，該飛^L用于容納乘客和/或貨物的可用空間可以快速增大， 尤其對于宇宙飛行器以及停在地面或飛行中的客機(jī)和貨機(jī)。

發(fā)明內(nèi)容
通過一種飛行器來達(dá)到上述目的，其中，當(dāng)燃料艙沒有被使用 時(shí)，可以進(jìn)入一部分燃并牛艙中，因此在完全4呆留了一致的外部結(jié)構(gòu) 的情況下增大了飛行器中的可用空間。該容積的增大可以發(fā)生在飛 行期間當(dāng)容納在燃料艙中的燃料已經(jīng)消耗完的時(shí)候，因此增大了乘 客的舒適度和可用空間，或者該容積的增大可以發(fā)生在飛行器停在 地面期間當(dāng)燃料艙沒有被完全使用時(shí)，以便增大乘客的數(shù)量和/或裝 載貨物的容積。
在宇宙飛行器的情況下，本發(fā)明能夠完全利用同樣尺寸的飛行 器布置出用于乘務(wù)員、乘客、貨物、動(dòng)物、植物和科學(xué)實(shí)驗(yàn)的附加 空間。因此，飛行器的質(zhì)量相對于它的可用容積減小，所以飛4亍器 4吏用更少的燃料來飛4亍，飛4亍器的制造成本也更少，因此，相對于 具有相似可用空間的大尺寸飛行器需要更少的設(shè)備。
在飛機(jī)的情況下，如果在地面已經(jīng)實(shí)現(xiàn)了可用容積的增大，本 發(fā)明能夠增大乘客的數(shù)量或者機(jī)載貨物的空間，如果在飛行期間發(fā) 生可用空間的增大，在長途飛行的情況下本發(fā)明能夠提高乘客的舒適度。
此外，可以提高乘客舒適度的事實(shí)能夠提高票價(jià)，因此還能夠 增大商務(wù)旅行情況下飛行器的盈利性。
在由液化氫或甲烷推進(jìn)飛行器的情況下，燃料艙可以沿飛行器
的縱向方向設(shè)置在乘客座艙的兩側(cè)。此外，在由"干凈(propre)" 的燃料和助燃劑(氬、氧化亞氮和氧)推進(jìn)飛行器的情況下，燃料 搶對于乘客直接可用，無需使燃料艙的壁與乘客隔離。在基于碳?xì)浠衔锏娜剂系那闆r下，設(shè)置可變形薄膜以便容納 燃料并且使燃料艙的壁與燃料隔離。因此，需要折疊空的薄膜以便 可以4吏用燃料艙作為生活和存儲(chǔ)的附加空間。
因此，在直到現(xiàn)在仍然只提供很窄機(jī)艙的宇宙飛行器的情況 下，根據(jù)本發(fā)明，在燃料消耗完以后布置燃料艙內(nèi)部可以增大機(jī)艙。
本發(fā)明尤其應(yīng)用于固體或液體燃料或助燃劑類型(氧、氫、氧 化亞氮、煤油、曱烷、橡月交和塑料)的燃料搶。
本發(fā)明可以用于具有亞軌道軌跡的火箭，以便為了使乘客可以
利用失重(pesanteur r6duite )的效果，向乘客提供足夠的空間。在 軌道和星際飛行的情況下，當(dāng)起飛后容納在燃料艙中的燃料消耗完 以后，乘務(wù)員將會(huì)享有更大的工作和休息空間。
換言之，設(shè)置從乘客座搶通向燃料艙內(nèi)部的出入裝置、用于向 外部疏散乘客或貨物的通向外部的出入裝置、燃料艙排空裝置以及 為了將燃料艙用作乘客或存儲(chǔ)貨物的空間而布置燃料艙內(nèi)部的裝置。
這些布置裝置例如可以是在起飛前布置的情況下用于固定附 加座椅的裝置、用于形成睡椅的可充氣裝置、用于覆蓋容室的光禿 壁的內(nèi)襯(garnitures )。
因此，本發(fā)明主要涉及一種飛行器，包括機(jī)身，所述機(jī)身包括 用于容納人和/或貨物的機(jī)艙以及推進(jìn)系統(tǒng)，所述推進(jìn)系統(tǒng)包括至少 一個(gè)燃料艙或燃燒室，其中，所述推進(jìn)系統(tǒng)的一部分用作所述才幾艙 的擴(kuò)展部分以便容納人和/或貨物，所述推進(jìn)系統(tǒng)的 一部分與所述機(jī) 搶相鄰并且通過隔^反隔開。所述推進(jìn)系統(tǒng)可以有利地包括至少兩個(gè)燃沖+搶， 一個(gè)是可變才炎 燃料艙， 一個(gè)是普通燃料搶，所述機(jī)艙的擴(kuò)展部分包括所述可變換
燃料艙。
因此有利地，在所述可變換燃料搶的出口設(shè)置有過濾器，以便 濾除所述可變換燃料艙中的乘客和/或貨物所攜帶的污染物，避免損 壞發(fā)動(dòng)才幾。
在另一個(gè)實(shí)施例中，所述可變換燃料搶包括軟袋，用于容納 燃料或助燃劑；容室，用于容納所述袋， 一旦所述袋被折疊起來， 所述容室形成所述4幾艙的擴(kuò)展部分。因此才幾艙的擴(kuò)展部分不纟皮燃泮牛 或助燃劑污染，例如飛行器被煤油推進(jìn)的情況。此外，任何來自乘 客或貨物的污染物都不可能進(jìn)入產(chǎn)生推進(jìn)力的區(qū)域。
有利地，加固所述隔板以1更經(jīng)得住所述袋中的燃料施加的壓力。
還可以設(shè)置蜘蟲朱網(wǎng)形狀的柔軟加固元件包圍所述袋。
才艮據(jù)本發(fā)明，所述可變換燃料艙可以包括至少一個(gè)形成在所 述才幾身上的搶口 ，所述艙口用于乘客登才幾和下沖幾和/或貨物的裝載； 至少一個(gè)緊急疏散出口；與所述機(jī)艙連通的連通艙口；以及用于排 空剩余燃料的排空裝置。因此機(jī)搶擴(kuò)展部分形成具有完整部分的機(jī) 搶，與原始才幾艙一才羊安全。
在可變換燃料艙包括袋的情況下，在所述可變換燃料艙和所述 機(jī)艙之間的所述連通艙口的外圍包括肩，所述肩在容納在薄膜中的 燃料或助燃劑施加的力下，沿著從所述燃料搶向所述機(jī)艙的方向抵 靠所述隔斧反。
10有利地，所述可變換燃料艙包括地板，乘客可以在所述地板上 行走或者貨物可以存放在所述地板上。預(yù)安裝地板，使可變換燃料 艙的布置更快更容易。
所述可變換燃^l"搶可以包4舌用于固定布置元件和/或可充氣布 置裝置的固定裝置，當(dāng)所述可變換燃料艙變換為可居住的擴(kuò)展部分 時(shí)，所述可充氣布置裝置被充氣，并且/或者包括隱藏在所述可變換 燃料艙的壁中的布置元件。
優(yōu)選地，可充氣裝修裝置包括用于可變換燃料艙的壁的內(nèi)襯。
才艮據(jù)本發(fā)明的飛4亍器可以包括空氣循環(huán)分配系統(tǒng)，所述空氣循 環(huán)分配系統(tǒng)位于所述機(jī)艙和所述機(jī)艙擴(kuò)展部分之間。例如所述空氣 循環(huán)分配系統(tǒng)包括^f立于所述才幾艙擴(kuò)展部分一側(cè)的充氣管。
所述飛行器可以是客才幾或貨片幾。
因此，所述可變換燃料艙和所述普通燃料艙沿著所述飛行器的 纟從向方向4立于戶斤述才幾搶的兩4則。
飛行器的燃料艙可以用于容納液化氫或液化氧或者煤油。在容 納煤油的情況下，所述可變換燃料艙和所述普通燃料艙部分地位于 機(jī)翼中，部分地位于飛行器的側(cè)壁中，所述可變換燃料艙設(shè)置在所 述飛4亍器的側(cè)壁中。
所述飛行器還可以是宇宙飛行器。
因此，所述推進(jìn)系統(tǒng)的可用部分是所述燃燒室，通過封閉狹道， 所述燃燒室沿著宇宙飛行器的發(fā)射方向設(shè)置在所述駕駛艙的后面。有利地，因此設(shè)置薄膜，當(dāng)所述燃燒室變換為機(jī)艙擴(kuò)展部分時(shí)， 所述薄膜用于覆蓋所述燃燒室的壁，以便將乘客與燃燒室的壁板和 燃燒殘?jiān)綦x。所述薄膜可以通過充氣源展開。
才艮據(jù)本發(fā)明的宇宙飛4于器可以通過液化氧化亞氮和橡月交
(HTPB: 丁羥膠)來推進(jìn)。
本發(fā)明還涉及將設(shè)置在飛行器內(nèi)部的 一部分燃燒系統(tǒng)用作用 于-容_納,_禾口,/_或貨凈勿的枳—i搶凌廣,展部。
本發(fā)明還涉及一種具有至少兩個(gè)燃料艙的飛行器的機(jī)艙擴(kuò)展 方法，該方法包括在所述飛機(jī)起飛之前將燃料艙中的一個(gè)變換為地 面上的可居住區(qū)域的步驟。在該步驟期間，在所述燃坤牛艙中固定有 具有座椅的平臺(tái)。
本發(fā)明還涉及一種將飛行器機(jī)艙擴(kuò)展到所述飛行器的推進(jìn)系 統(tǒng)的 一部分中的一幾艙擴(kuò)展方法，該方法包4舌用于在飛4亍時(shí)變4奐所述 推進(jìn)系統(tǒng)的 一 部分的步驟。
當(dāng)飛行器的推進(jìn)系統(tǒng)包括至少兩個(gè)燃料艙時(shí)，所述方法可以包 二括以下步-銀
a) 當(dāng)所述燃料艙中的一個(gè)幾乎空了的時(shí)候，將其排空，
b) 安置布置元件。
在一個(gè)實(shí)施例中，在步驟a)和步驟b)之間所述方法包括袋 的折疊步驟，所述袋曾容納過燃料。
本發(fā)明還涉及一種飛行器的機(jī)搶擴(kuò)展方法，其中，所述推進(jìn)系 統(tǒng)包4舌燃:曉室，所述方法包4舌以下步驟
12a，)封閉狹道，以1"更將所述燃燒室與所述飛^f亍器的外部環(huán)境隔 離，
b，)在所述燃燒室中設(shè)置大氣。
在步驟a，)和步驟b，)之間所述方法包括薄膜展開步驟，以便 覆蓋所述燃燒室的內(nèi)部，在所述薄膜的內(nèi)部^L置大氣。
附圖i兌明
通過以下的描述和附圖，將會(huì)更好地理解本發(fā)明，其中


圖1是根據(jù)本發(fā)明飛機(jī)的一部分的透視圖2A和2B是在未布置狀態(tài)和布置狀態(tài)下才艮據(jù)本發(fā)明的可變 換燃料艙的橫向剖面圖3是根據(jù)本發(fā)明的飛機(jī)的一個(gè)變型實(shí)施例的透視圖4A和4B是當(dāng)可居住空間被限制在駕駛艙以及當(dāng)可居住空 間擴(kuò)展到燃料艙中時(shí)，根據(jù)本發(fā)明的宇宙飛行器的內(nèi)部示意圖5A和5B是適用于圖4A和4B中燃料搶的隔板的正視圖和 橫向剖面圖6是適用于圖4A和4B中燃料艙的加固裝置的正視圖7是適用于根據(jù)本發(fā)明飛行器的空氣循環(huán)分配系統(tǒng)的縱向剖 面圖8是才艮據(jù)本發(fā)明的另一個(gè)實(shí)施例的縱向剖面圖。
1具體實(shí)施例方式
相同的標(biāo)號(hào)用于不同的實(shí)施例，以1"更表示具有同樣功能的元件。
通過本發(fā)明中的燃料艙，可以了解到燃料和/或液體或固體或氣 體助燃劑(例如煤油或氧化亞氮、液化曱烷或液化氧氣)的存儲(chǔ)位置。
在圖1中，可以看到才艮據(jù)本發(fā)明飛行器的第一個(gè)實(shí)施例，該飛
行器包括機(jī)身2，在該機(jī)身中設(shè)置有用于乘客的座艙或機(jī)艙4以及 至少兩個(gè)燃并牛搶6， 8。
第一燃料艙6將會(huì)被稱為可變換燃料艙，第二燃料艙8將會(huì)被 稱為普通燃料艙。
在該實(shí)施例中，飛行器是包括由液化氬推進(jìn)的推進(jìn)系統(tǒng)的飛 機(jī)，并且更普通地是由"干凈(propre)"燃料推進(jìn)的飛機(jī)。在本發(fā) 明中，通過干凈燃并+或助燃劑，了解到在燃津?；蛑紕┫秬完以后 沒有任何殘余，并且對于人沒有毒，如液化氧、氧化亞氮或液化氫。
推進(jìn)系統(tǒng)包括至少兩個(gè)燃料搶。
在由液化氪推進(jìn)的飛機(jī)的情況下，將燃料艙沿機(jī)身2的縱向方 向X設(shè)置在乘客座艙4的兩側(cè)。事實(shí)上，該低溫燃料的密度小于基 于碳?xì)浠衔锏娜剂系拿芏?，該低溫燃料?yīng)該容納在密封增壓燃料 艙中以便理想化飛機(jī)的總體性能。低溫燃料的小密度需要大燃料 搶，比用于煤油的燃料艙大。從結(jié)構(gòu)方面來看，低溫推進(jìn)劑或氧化 亞氮的高壓也需要高效的燃料艙。在高壓下用于容納大容積的最有 利形狀是球形和圓柱形。包含氫或曱烷的飛機(jī)燃料搶設(shè)置在機(jī)身
14中，而非設(shè)置在4幾翼中。此外，對于隔熱，J求形或圓柱形燃沖+艙更 有效，因?yàn)槿剂吓摰拿娣e相對于它的容積減小。
機(jī)艙4通過壁板10與可變換燃料搶6隔開。
可變換燃^牛搶6通過由才幾身2的一部分形成的外圍壁9來徑向限定。
根據(jù)本發(fā)明，在該壁板9上設(shè)置至少一個(gè)通向外部的出入口裝 置12，典型地是搶口。
該艙口 12可以是小尺寸以便允許乘客登機(jī)或下機(jī)，或者該艙 口可以是大尺寸以便允許裝載或卸載貨物，或者允許安置和取下具 有座椅的整個(gè)平臺(tái)以便增大飛機(jī)的座位容量。在所示實(shí)施例中，艙 口 12是大尺寸并且包括更小尺寸的艙口。
燃料密封裝置(未示出)設(shè)置在艙口 12處，以Y更避免艙口 12 和機(jī)身2之間的任何燃料泄露。
在小尺寸艙口的情況下，艙口在燃料艙上的撞擊被減小。相反 地，在大尺寸艙口的情況下，艙口適合減小燃料艙的機(jī)械強(qiáng)度上的撞擊。
還設(shè)置至少一個(gè)可變換燃料搶6的排空裝置14，以便完全排空 殘留有燃料的燃料艙。該排空裝置.14例如是連接可變換燃料艙6 的內(nèi)部和普通燃并十艙8的內(nèi)部的閥門，或者是連4妻可變換燃#+搶6 的內(nèi)部禾口外部環(huán)境的閥門。
在用作附加機(jī)艙的可變換燃料艙6的情況下，設(shè)置緊急疏散裝 置16，該緊急疏散裝置分布在限定可變換燃料艙的整個(gè)機(jī)身上，以 便允許飛機(jī)上乘客的加速疏散。諸如上述的用于艙口 12的密封裝置還設(shè)置在這些疏散門16處。這些密封裝置具有更簡單的結(jié)構(gòu)，
因?yàn)檫@些出入裝置16具有特殊用途，并且在緊急疏散門的每次使
用以后可以更換密封裝置。
這些緊急疏散裝置包括疏散滑梯和/或已知類型的裝置以便快 速可靠地疏散乘客。
在所示例子中，這些疏散門的數(shù)量為3個(gè)，在緊急情況下艙口 12也作為緊急出口 。然而，緊急疏散裝置的使用被限制在特殊情況， 它們的結(jié)構(gòu)沒有艙口 12的結(jié)構(gòu)復(fù)雜，艙口可以在每次飛行時(shí)使用。
根據(jù)本發(fā)明，尤其在可變換燃料艙用作附加機(jī)艙的情況下，在 將機(jī)艙4和可變換燃料艙6隔開的壁板10上設(shè)置出入搶口 18。因 此，當(dāng)可變換燃料艙6空了的時(shí)候，乘客可以借用該搶口 18來進(jìn) 入可變換燃料艙形成的附加空間。
有利地，在可變換燃料搶6的燃料出口的閥門處沿發(fā)動(dòng)機(jī)的方 向設(shè)置過濾器20 ，以便濾除由可變換燃料艙6用作存儲(chǔ)和生活空間 所帶來的所有污染物，，即使該空間十分干凈也不能取下過濾器。
有利地，還設(shè)置用于存放貨物或者乘客移動(dòng)的地板24。事實(shí)上， 飛機(jī)的燃料艙是無平面底部的管狀。地板24預(yù)安裝在可變換燃料 艙6中，將可變換燃料艙6的內(nèi)部空間劃分為上下兩個(gè)空間，在這 兩個(gè)空間之間i殳置用于燃;汁流動(dòng)的連通裝置。
可變換燃料艙6還包括用于將可變換燃料搶布置為生活或存儲(chǔ) 空間的裝置。
尤其在地面的時(shí)候可變換燃料艙6變換為附加機(jī)艙的情況下， 即，當(dāng)飛機(jī)用于短途飛行時(shí)，可變換燃料艙6不被用作燃料艙，因此可變換燃料艙6的內(nèi)部包括允許安裝附加座椅的裝置，例如座椅 4皮安裝在平臺(tái)上(未示出)，該平臺(tái)通過大尺寸艙口 12直接運(yùn)入飛 才幾中并且固定在地板24上。
在飛機(jī)長途飛行的情況下，可變換燃料艙在開始飛行時(shí)裝滿燃 料，然后可變換燃料艙中的燃料將會(huì)首先用完，隨后由普通燃料艙 8來供給燃料。當(dāng)可變換燃料艙6空了的時(shí)候，在飛行時(shí)它可以變 4奐為乘客的附力o生活空間，例如用于乘客睡覺的i也方。
可變換燃料艙6的布置可以通過另外存儲(chǔ)在飛機(jī)中的元件來實(shí) 現(xiàn)，當(dāng)可變換燃料艙空了的時(shí)候，在可變換燃料搶中進(jìn)行布置和安 裝。然而，這個(gè)解決方案是相對受約束的，因?yàn)樵摻鉀Q方案需要布 置元件的運(yùn)輸和固定。此外，這些元件占用4艮大的可用空間，不利 于本發(fā)明。在該例子中，固定支架類型的快速固定裝置25和布置 元件設(shè)置在可變換燃料搶6的地板24和壁板上，這能夠減少可變 換燃料艙6的變換時(shí)間。
特別有利地，如圖2A和2B所示，可以4吏用可充氣布置元件 26，例如用于可變換燃料艙6的內(nèi)壁板的內(nèi)襯、座椅和/或床。因此， 這些元件集成在可變換燃料艙6的壁板中以及地板24中，并且當(dāng) 可變換燃料艙空了的時(shí)候展開。這些布置元件具有以下優(yōu)點(diǎn)
-它們4艮輕；
-在放氣狀態(tài)下，這些布置元件幾乎不占空間，在可變換燃料 艙中提供最大的燃料存儲(chǔ)空間；
-它們可以快速展開和快速放氣，使可變換燃料艙快速且容易 ;也變4灸為生活空間和燃沖+艙。
17在圖2A中，可充氣布置元件祐J改氣，在圖2B中，可充氣元 件展開。
根據(jù)本發(fā)明的增大空間的例子將會(huì)在下面給出。
可變換燃津+搶6可以容納150m3的液化氫，這對應(yīng)于大約10 噸的質(zhì)量。對于飛機(jī)進(jìn)行短途飛行的情況，不使用可變換燃料艙的 這個(gè)空間，在地面時(shí)，為了容納附加的乘客，布置可變換燃料艙， 例如借助諸如上述的座椅平臺(tái)。此外，在使用平臺(tái)的情況下，限制 每個(gè)乘客平均200kg和3m3。因此，可以增加50名乘客，這對應(yīng)于 通?？梢赃\(yùn)輸500名乘客的飛機(jī)提高10%的運(yùn)輸能力。因此飛機(jī)的 盈利性有效地增大。
現(xiàn)在將會(huì)描述飛行時(shí)可變換燃料搶6的變換操作。
兩個(gè)燃料搶6， 8裝滿燃料，并且乘客位于才幾艙4中。
飛機(jī)起飛，并且消耗容納在可變換燃料艙6中的燃料。
在飛行一定的時(shí)間后，起初容納在可變換燃料艙6中的所有燃 料幾乎用完。因此由燃料艙8供給燃料。
因此，可變換燃料搶6由裝置14排空。
然后，布置可變換燃料艙6的內(nèi)部以便容納乘客。該布置可以 通過充氣自動(dòng)執(zhí)行，或者通過此外存放在飛機(jī)中的設(shè)備的安裝來手
動(dòng)執(zhí)行。
因此，可變換燃料艙6形成乘客可以使用的附加機(jī)艙。對于燃料艙的變換，需要做的是取下設(shè)備或者對設(shè)備充氣并且
密封地封閉機(jī)艙和可變換燃料搶6之間的連通門。
在圖3中，可以看到才艮據(jù)本發(fā)明飛才幾的變型實(shí)施例，其中，燃 料艙8.1, 8.2， 6.1, 6.2設(shè)置在機(jī)翼50中，并且部分位于才幾身2內(nèi) 部的飛枳j側(cè)壁。在才幾身內(nèi)部的部分6.1， 6.2可以變換為如上述的附 力o可用空間。
可以設(shè)置兩個(gè)燃料艙6, 8都是可變換的，根據(jù)需要在兩個(gè)燃 料艙中選擇要變換的燃料艙。
在圖4A和4B中，可以看到本發(fā)明的第二個(gè)實(shí)施例，該實(shí)施 例適用于宇宙飛行器，但是，也可以用于客機(jī)和貨機(jī)。
在所描述的實(shí)施例中，宇宙飛行器包括混合式推進(jìn)裝置，該混 合式推進(jìn)裝置使用由液化氧化亞氮形成的助燃劑和橡膠燃料 (HTPB:丁羥膠)。
助燃劑艙正好設(shè)置在駕駛艙4的后面。燃料燃燒室沒有示出。
根據(jù)本發(fā)明，可變換燃料艙6是由密封薄膜30形成的軟袋29， 以便容納燃料并且使燃料與設(shè)置在容室31中的外部環(huán)境隔離。
該袋30覆蓋容室31的內(nèi)壁。當(dāng)袋29空了的時(shí)候，袋被折疊 起來，例如清空袋的內(nèi)部以便如圖4B所示的釋放容室的內(nèi)部空間。
液化氧化亞氮可以常溫存儲(chǔ)，因此所用薄膜30無需具有特別 的絕緣特征。
然而，由于薄膜30在20。C的溫度下遭受4艮大的壓力，有利地， 機(jī)械地加固薄膜。
19在第一個(gè)實(shí)施例中，容室31的壁提供充分的機(jī)械特性來抵抗 該壓力。
如圖5A和5B所示，尤其，在駕駛艙和可變換燃料艙6之間 設(shè)置隔板IO,該可變換燃料艙具有充分的機(jī)械特性來抵抗壓力，薄 膜30抵靠在壁板10上。與隔板10具有同樣特性的隔板IO，被設(shè)置 為限定燃料艙的另 一端。機(jī)身通常被設(shè)置為用于抵抗由外力帶來的壓力。
在圖5A和5B所示的例子中，當(dāng)燃料裝滿袋時(shí)，進(jìn)入可變換 燃料搶6內(nèi)部的通道由艙口 18封閉，該艙口的整個(gè)外圍包括肩34， 該搶口安裝在隔板10的通道中以便使肩34抵靠通道的邊緣，從而 形成平坦封閉的壁板來支撐薄膜30。
當(dāng)袋29空了的時(shí)4美，不再有力施加在艙口 18上，該艙口與薄 膜30同時(shí)收起。
在這個(gè)例子中，艙口 18與薄膜30連在一起。但是，如圖4B 所示，可以看到搶口 18通過合頁與隔才反10連在一起。
包含推進(jìn)劑的燃料搶設(shè)置在位于軌道上的飛行器中，以便使飛 行器脫離軌道。因此，這些燃料搶被裝滿且不能用于變換。而用于 脫離軌道的推進(jìn)劑燃料搶與用于發(fā)射的主要燃料搶是分開的，從而 當(dāng)主要燃料艙空了的時(shí)候能夠?qū)⒅饕剂吓撚糜谧儞Q。
在圖6中，可以看到另一個(gè)實(shí)施例，其中，加固裝置被實(shí)現(xiàn)為 專欠蜘蟲朱網(wǎng)38的形式，該加固裝置圍繞袋29,而不圍繞容室31。
如此的加固裝置可以和圖5A和5B中所示的隔才反結(jié)合4吏用。另外設(shè)置空氣儲(chǔ)存裝置40,以使 使空的容室形成附加可居住的空間。
為了布置該附加空間的內(nèi)部，使用預(yù)先安裝的設(shè)備，因此這些 設(shè)備被設(shè)置為用于支撐壓力。
在如第一個(gè)實(shí)施例中的沒有設(shè)置薄膜的情況下，預(yù)先安裝的設(shè) 備^皮設(shè)計(jì)為不纟皮液體燃料或助燃劑損壞，該燃料或助燃劑可以滲透 到保護(hù)板的后面。
非常有利地，還可以使用可充氣設(shè)備以便減輕撞擊并且避免其 中的人受傷，如與圖2A和2B相關(guān)的描述。
此外，可充氣設(shè)備的安置非?？?，這對于亞軌道宇宙飛行器的 情況尤其有利，對于高度為100km和160km之間的飛行，重力時(shí) 間(dur6e de la pesanteur )典型地將會(huì)是3至5分鐘。由于安裝時(shí) 間短， 一些可安裝設(shè)備不是有利地。
例如，如圖7所示，i殳置有空氣循環(huán)分配系統(tǒng)33,該系統(tǒng)還可 以包括充氣管以便將空氣從原始機(jī)艙4帶到附加機(jī)艙。
由于飛行器的內(nèi)部(1大氣壓)和外部(真空)之間的壓力差， 通過閥門32或者通過推進(jìn)系統(tǒng)的閥門，袋自然地排空，所述推進(jìn) 系統(tǒng)的閥門將助燃劑帶到燃燒室。
在可變換燃料艙6中還可以設(shè)置窗戶。
形成可變換燃并牛艙部分的容室還可以用作隔離艙(sas d，a^rage)，以1更實(shí)現(xiàn)在宇宙飛4亍器外面的活動(dòng)。為此，需要封閉枳^ 艙4和可變換燃料艙6之間的出入口 (艙口 18)、通過閥門或泵調(diào)
21節(jié)壓力以及打開通向外部的艙口 12。因此，該空間具有燃料艙和隔 離艙的雙重功能，這能夠減小飛行器的整體質(zhì)量。
現(xiàn)在，將會(huì)解釋可變換燃料艙的變換。
在宇宙飛行器發(fā)射以后，可變換燃料艙6排空；因此可變換燃 料艙可以變換為附加機(jī)艙。
為此，袋29 #1排空以^更排空所用殘余燃料或助燃劑。
然后折疊袋29,例如通過真空泵裝置或者空間中的自然真空來 創(chuàng)建袋29內(nèi)部的真空；因此，在容室31中通過確定壓力的空氣循 環(huán)分配系統(tǒng)創(chuàng)建適合居住的大氣壓。
因此，覆蓋有薄膜30的容室31的內(nèi)部空間可用于居住區(qū)域。
在圖8中，可以看到本發(fā)明的第三個(gè)實(shí)施例，該實(shí)施例適用于 火箭，該火箭包括帶有固體燃料和/或助燃劑的推進(jìn)系統(tǒng)，該推進(jìn)系 統(tǒng)具有燃燒室42,艙口 49設(shè)置在駕駛艙4旁邊的燃燒室42的底部 中以便允許從駕駛艙4進(jìn)入燃燒室的內(nèi)部。
燃料在燃燒室42中燃燒，并且通過狹道46和排氣管44排氣。 因此，通過艙口 49簡單地封閉可到達(dá)的狹道46,該燃燒室42可以
變換為乘務(wù)員的生活空間。
有利地，可以使用薄膜48覆蓋燃燒室的內(nèi)表面，該薄膜有利 地將會(huì)從駕駛艙展開。因此，薄膜48由燃燒室產(chǎn)生的熱來保護(hù)。 該薄膜使乘務(wù)員與燃燒殘?jiān)綦x并且避免火箭機(jī)艙內(nèi)的大氣污染， 該薄膜通過連接薄膜48的內(nèi)部空間的空氣儲(chǔ)存裝置52展開。在薄 膜48的內(nèi)部同樣i殳置入口 (未示出)。此外，對于橡月交/氧化亞氮混合系統(tǒng)，助燃劑艙可以位于飛行器 中。對于固體推進(jìn)系統(tǒng)，燃料和助燃劑已經(jīng)在橡膠基質(zhì)的室中混合， 并且因此準(zhǔn)備好#皮4吏用。
由于可居住空間的增大，乘務(wù)員的舒適度得到很大改善，降低 了由小空間導(dǎo)致的不適感。
在有橡膠制燃燒室和氧化亞氮燃料艙的情況下，燃料搶還可以 用作機(jī)艙的擴(kuò)展部分。對于使用固體推進(jìn)劑的傳統(tǒng)火箭，沒有燃料 艙，推進(jìn)劑位于燃燒室中。
相對于在短途飛行的飛機(jī)中4吏用燃料艙中的 一 個(gè)來增大運(yùn)輸
能力，本發(fā)明具有以下優(yōu)點(diǎn)由于燃料搶和推進(jìn)系統(tǒng)的連接沒有更 改，因此允許更容易且快速的變換。并且集成的燃料艙結(jié)構(gòu)比可拆 卸燃料搶更有效，因此飛機(jī)更輕且消耗更少的燃料。
有利地，第二個(gè)實(shí)施例適用于燃料是煤油且希望將煤油與乘客 和貨物隔離的飛機(jī)。但是可以使用具有袋的燃料艙，該袋用于容納 液態(tài)氫或任何其它的"干凈"燃料，這尤其能夠減小艙口上的密封應(yīng)力。
2權(quán)利要求
1. 一種飛行器，包括機(jī)身(2)，所述機(jī)身包括用于容納人和/或貨物的機(jī)艙(4)以及推進(jìn)系統(tǒng)，所述推進(jìn)系統(tǒng)包括至少一個(gè)燃料艙(6)和/或燃燒室(42)，其中，所述推進(jìn)系統(tǒng)的一部分用作所述機(jī)艙(4)的擴(kuò)展部分以便容納人和/或貨物，所述推進(jìn)系統(tǒng)的一部分與所述機(jī)艙(4)相鄰并且通過隔板(10)隔開。
2. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的飛行器，其中，所述推進(jìn)系統(tǒng)包括至少 兩個(gè)燃并牛艙(6， 8， 6.1, 6.2, 8.1， 8.2), —個(gè)是可變換燃泮牛 搶(6, 6.1， 6.2)， 一個(gè)是普通燃料艙(8， 8.1， 8.2)，所述 機(jī)搶(4 )的擴(kuò)展部分包括所述可變換燃料艙(6, 6,1 ， 6.2 )。
3. 根據(jù)權(quán)利要求2所述的飛行器，其中，在所述可變換燃料艙(6， 6.1, 6.2)的出口設(shè)置有過濾器(20)，以便濾除所述可變換燃 料艙(6,6.1, 6.2)中的乘客和/或貨物所攜帶的污染物。
4. 根據(jù)權(quán)利要求2所述的飛行器，其中，所述可變換燃料艙(6， 6.1， 6.2)包括軟袋(29)，用于容納燃料或助燃劑；容室(31 )， 用于容納所述袋(29), —旦所述袋(29)被折疊起來，所述 容室(31)形成所述機(jī)艙的擴(kuò)展部分。
5. 根據(jù)上述權(quán)利要求中任一項(xiàng)所述的飛行器，其中，加固所述隔 板(10)以〗更經(jīng)得住所述袋中的燃料施加的壓力。
6. 根據(jù)權(quán)利要求4或5所述的飛行器，其中，蜘蛛網(wǎng)形狀的柔軟 加固元件(38)包圍所述袋。
7. 根據(jù)權(quán)利要求2至6中任一項(xiàng)所述的飛行器，其中，所述可變 換燃料搶包括至少一個(gè)形成在所述機(jī)身上的艙口 (12)，所 述艙口用于乘客登機(jī)和下機(jī)和/或貨物的裝載；至少 一 個(gè)緊急 疏散出口 (16);與所述才幾搶(4)連通的連通艙口 (18);以 及用于排空剩余燃料的排空裝置(14)。
8. 根據(jù)上述權(quán)利要求中任一項(xiàng)所述的飛行器，其中，在所述可變 換燃料艙(6， 6.1, 6.2 )和所述機(jī)艙(4 )之間的所述連通搶 口 (18)的外圍包括肩(34)，所述肩在容納在所述袋(29) 中的燃料施加的力下，沿著從所述燃料艙向所述機(jī)艙(4)的 方向抵靠所述隔板(10)。
9. 根據(jù)權(quán)利要求2至8中任一項(xiàng)所述的飛行器，其中，所述可變 才奐燃津+搶(6， 6.1， 6.2)包4舌;也4反(24 )，乘客可以在所述i也 板上行走并且/或者貨物可以存方文在所述地纟反上。
10. 根據(jù)權(quán)利要求2至9中任一項(xiàng)所述的飛行器，其中，所述可變 換燃料搶(6, 6.1， 6.2)包括用于固定布置元件和/或可充氣 布置裝置(26)的固定裝置(25)，當(dāng)所述可變換燃料艙(6, 6.1, 6.2)變換為可居住的擴(kuò)展部分時(shí)，所述可充氣布置裝置 一皮充氣，并且/或者所述可變換燃料艙包括隱藏在所述可變換 燃泮十搶(6,6.1, 6.2)的壁中的布置元件。
11. 根據(jù)權(quán)利要求1至10中任一項(xiàng)所述的飛行器，其中，在所述 才幾搶和所述才幾搶擴(kuò)展部分之間:沒置有空氣循環(huán)分配系統(tǒng)(33 )。
12. 根據(jù)權(quán)利要求11所述的飛行器，其中，所述空氣循環(huán)分配系 統(tǒng)(33)包括位于所述機(jī)艙擴(kuò)展部分一側(cè)的充氣管。
13. 根據(jù)權(quán)利要求1至12中任一項(xiàng)所述的飛行器是飛機(jī)。
14. 根據(jù)權(quán)利要求13所述的飛行器，其中，所述可變換燃料艙(6) 和所述普通燃料艙(8)沿著所述飛行器的縱向方向(X)位 于所述才幾搶的兩側(cè)。
15. 根據(jù)權(quán)利要求13所述的飛行器，其中，所述可變換燃料嫩6.1， 6.2)和所述普通燃料搶(8.1, 8.2)部分地位于4幾翼中，并且 部分地位于飛行器的側(cè)壁中，所述可變換燃料艙(6.1， 6.2) i殳置在所述飛4亍器的側(cè)壁中。
16. 根據(jù)權(quán)利要求1至12中任一項(xiàng)所述的飛行器是宇宙飛行器。
17. 根據(jù)權(quán)利要求16所述的飛行器，其中，所述推進(jìn)系統(tǒng)的可用 部分是所述燃燒室(42),通過封閉狹道(46),所述燃燒室沿 著所述宇宙飛行器的發(fā)射方向設(shè)置在所述機(jī)艙(4)的后面。
18. 根據(jù)權(quán)利要求17所述的飛行器，包括薄膜(48),當(dāng)所述燃燒 室變換為機(jī)艙擴(kuò)展部分時(shí)，所述薄膜用于覆蓋所述燃燒室(42 )的壁。
19. 根據(jù)權(quán)利要求18所述的飛行器，其中，所述薄膜(48)通過 充氣源(52)展開。
20 一種具有至少兩個(gè)燃料艙的飛行器的機(jī)艙擴(kuò)展方法，所訴方法包括在所訴飛機(jī)起飛之前將燃津+艙中的一個(gè)變換為地面上的 可居住區(qū)域的步驟。
21.才艮據(jù)權(quán)利要求20所述的擴(kuò)展方法，其中，在所述步驟期間， 在所述燃料艙中固定有具有座椅的平臺(tái)。
22. —種將飛行器的機(jī)艙擴(kuò)展到所述飛行器的推進(jìn)系統(tǒng)的一部分 中的機(jī)艙擴(kuò)展方法，包括用于在飛行時(shí)變換所述推進(jìn)系統(tǒng)的一 部分的步驟。
23. 根據(jù)權(quán)利要求22所述的飛行器的機(jī)艙擴(kuò)展方法，其中，所述 推進(jìn)系統(tǒng)包括至少兩個(gè)燃并+艙，包括以下步駛《a) 當(dāng)所述燃料艙中的一個(gè)幾乎空了的時(shí)候，將其排空，b) 安置所述布置元件。
24. 才艮據(jù)權(quán)利要求23所述的飛行器的才幾艙擴(kuò)展方法，所述方法在 步驟a)和步驟b)之間包括袋的折疊步驟，所述袋曾容納過 燃料或助燃劑。
25. 根據(jù)權(quán)利要求22所述的飛行器的機(jī)艙擴(kuò)展方法，其中，所述 推進(jìn)系統(tǒng)包括燃燒室，所述方法包括以下步驟a，)封閉狹道，以便將所述燃燒室與所述飛行器的外部環(huán)境 隔離，b，)在所述燃燒室中設(shè)置大氣。
26. 根據(jù)權(quán)利要求25所述的飛行器的機(jī)艙擴(kuò)展方法，所述方法在 步驟a，)和步驟b，)之間包括薄膜展開步驟，以便覆蓋所述 燃燒室的內(nèi)部，在所述薄膜的內(nèi)部設(shè)置大氣。
全文摘要
本發(fā)明主要涉及一種飛行器，該飛行器包括機(jī)身(2)，該機(jī)身包括用于容納人和/或貨物的機(jī)艙(4)以及推進(jìn)系統(tǒng)，所述推進(jìn)系統(tǒng)包括至少一個(gè)燃料艙(6)和/或燃燒室，其中，推進(jìn)系統(tǒng)的一部分用作所述機(jī)艙(4)的擴(kuò)展部分以便容納人和/或貨物，所述推進(jìn)系統(tǒng)的一部分與機(jī)艙(4)相鄰并且通過隔板(10)隔開。
文檔編號(hào)B64G1/22GK101506034SQ200780030706
公開日2009年8月12日 申請日期2007年8月16日 優(yōu)先權(quán)日2006年8月18日
發(fā)明者加勒特·史密斯 申請人:空中客車公司