專利名稱：空運(yùn)貨物的燃料高效性的運(yùn)輸方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明的領(lǐng)域是用于運(yùn)輸模塊化集裝箱的貨物飛機(jī)。
背景技術(shù)：
縱觀整個(gè)航空歷史，存在一種動(dòng)力使得空中運(yùn)輸更快、更有效并且更有成本效益。與這一目的相關(guān)的基本參數(shù)包括空氣動(dòng)力學(xué)、發(fā)動(dòng)機(jī)效率以及結(jié)構(gòu)重量。因?yàn)轱w機(jī)最普遍 的使用是運(yùn)輸乘客，所以這些參數(shù)以昂貴并且提供較差空氣動(dòng)力和燃料效率為代價(jià)被優(yōu) 化，用來(lái)提供安全、高速的行駛。例如，乘客航線使用噴氣式發(fā)動(dòng)機(jī)，噴氣式發(fā)動(dòng)機(jī)提供比推 進(jìn)器更高的動(dòng)力并且在更高高度必然地高效，從而能夠在40，000英尺以上運(yùn)轉(zhuǎn)。然而，噴 氣式發(fā)動(dòng)機(jī)不像活塞式發(fā)動(dòng)機(jī)或者渦輪推進(jìn)器一樣具有燃料高效性。因?yàn)槟軌蜻\(yùn)輸基本貨 物的飛機(jī)機(jī)型已經(jīng)典型地設(shè)計(jì)為首先作為乘用飛機(jī)，所以空運(yùn)貨物系統(tǒng)仍然是昂貴的并且 不方便的。對(duì)于空運(yùn)貨物系統(tǒng)的另一重要考慮是在飛行前增加到飛機(jī)上的顯著貨物重量。飛 機(jī)重量的增加消極地影響燃料經(jīng)濟(jì)性。此外，所增加重量相對(duì)于飛機(jī)的重心(CG)的位置對(duì) 于它的飛行準(zhǔn)備是至關(guān)重要的。每個(gè)飛機(jī)具有一個(gè)預(yù)定的可接受CG范圍，該可接受CG范 圍必須被保持以便提供飛行中飛機(jī)的穩(wěn)定性以及控制性。大部分飛機(jī)具有一個(gè)小的可接受 CG范圍，通常是飛機(jī)機(jī)翼平均氣動(dòng)弦(MAC)的大約20%-30%。因此，將貨物集裝箱裝載并 放置到飛機(jī)上對(duì)于它的飛行準(zhǔn)備是重要的。不利地是，通常難以準(zhǔn)確確定貨物集裝箱的位 置，因?yàn)樗鼈兊湫偷鼐哂幸环N較大范圍的形狀、尺寸以及重量。飛機(jī)不能參與聯(lián)合運(yùn)輸集裝箱貨物系統(tǒng)已經(jīng)是國(guó)際貿(mào)易的缺點(diǎn)。日益增加的商業(yè) 以及通信全球化已經(jīng)導(dǎo)致比由傳統(tǒng)船舶所能夠提供的更快的國(guó)際運(yùn)輸?shù)母笮枨蟆?br>
發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明涉及一種由飛機(jī)運(yùn)輸貨物到達(dá)所希望地點(diǎn)的燃料高效性的方法。因?yàn)槭?用在此披露的方法的飛機(jī)被設(shè)計(jì)為主要用于運(yùn)輸貨物而不是乘客，所以該飛機(jī)不需要受到 乘客航線要求的相同安全以及速度需要的限制。例如，該飛機(jī)可以是一種貨物無(wú)人駕駛飛 機(jī)。貨物無(wú)人駕駛飛機(jī)可以在艙內(nèi)無(wú)駕駛員的情況下起飛、飛行以及著陸，并且可替代地 可以由一種遠(yuǎn)程定位指令中心來(lái)控制，該遠(yuǎn)程定位指令中心能夠通過(guò)已知的全球衛(wèi)星定位 (GPS)系統(tǒng)跟蹤以及監(jiān)控該貨物無(wú)人駕駛飛機(jī)的路徑。因?yàn)樵撠浳餆o(wú)人駕駛飛機(jī)不需要艙內(nèi)的駕駛員或者工作人員，所以飛行時(shí)間不再 由于考慮避免飛行員以及工作人員的疲勞而被限制。因此，貨物無(wú)人駕駛飛機(jī)可以在更加 燃料高效性的低速下并且在更低高度下飛行較長(zhǎng)距離。因?yàn)椴辉訇P(guān)注速度，所以該貨物無(wú) 人駕駛飛機(jī)可以利用更加燃料高效性的發(fā)動(dòng)機(jī)，例如活塞式發(fā)動(dòng)機(jī)或者渦輪推進(jìn)器，并且 在顯著低于噴氣式發(fā)動(dòng)機(jī)航線所需高度的高度飛行?；钊桨l(fā)動(dòng)機(jī)或者渦輪推進(jìn)發(fā)動(dòng)機(jī)的 使用又允許有可能利用可再生燃料，例如生物柴油，該生物柴油是不適合于噴氣式發(fā)動(dòng)機(jī) 使用的。因此，該貨物無(wú)人駕駛飛機(jī)可以被設(shè)計(jì)為在無(wú)需容納工作人員以及乘客的情況下具有高效的飛行軌跡。此外，該無(wú)人駕駛飛機(jī)可以裝備有評(píng)估不同天氣型態(tài)的能力，以利用這些天氣型 態(tài)調(diào)整飛行所要求的發(fā)動(dòng)機(jī)輸出，由此提供更大的燃料高效性。相應(yīng)地，該無(wú)人駕駛飛機(jī)可 以裝備有多個(gè)傳感器，這些傳感器能夠確定風(fēng)向、風(fēng)力以及風(fēng)速并且相應(yīng)地調(diào)整發(fā)動(dòng)機(jī)的 輸出。如果這些傳感器檢測(cè)到有利風(fēng)力狀況，那么可以減小或者關(guān)閉該發(fā)動(dòng)機(jī)的輸出，以便 能夠使貨物無(wú)人駕駛飛機(jī)滑行。當(dāng)這些傳感器不再檢測(cè)到該有利風(fēng)力狀況時(shí)，該發(fā)動(dòng)機(jī)可 以在飛行中恢復(fù)它的正常運(yùn)行模式來(lái)驅(qū)動(dòng)該貨物無(wú)人駕駛飛機(jī)。有利風(fēng)力狀況的示例包括 一種上升流或者升力以及具有大致與行駛或者它的最終目的地相同方向以及速度的風(fēng)。滑 行飛機(jī)已知利用向上升起的空氣而不是發(fā)動(dòng)機(jī)來(lái)進(jìn)行飛行并且一些滑行飛機(jī)配備有多個(gè) 發(fā)動(dòng)機(jī)，這些發(fā) 動(dòng)機(jī)可以在不存在支撐高翔飛行的狀況下啟動(dòng)。然而，這種飛行的方法依賴 于飛機(jī)內(nèi)的駕駛員的存在并且因此尚未用于運(yùn)輸貨物用途的無(wú)人駕駛飛機(jī)中。適合于使用所披露的方法的貨物無(wú)人駕駛飛機(jī)以最小化結(jié)構(gòu)需求來(lái)構(gòu)造，它包括 前機(jī)身、機(jī)尾、連接該前機(jī)身到該機(jī)尾上的梁架結(jié)構(gòu)以及附連到該梁架結(jié)構(gòu)上的機(jī)翼。適合 于使用該方法的貨物無(wú)人駕駛飛機(jī)還披露在共同所有的美國(guó)專利NO. 7，261，257中，該專 利在此如完全展示一樣通過(guò)引用合并于此。該梁架結(jié)構(gòu)被設(shè)計(jì)為盡可能輕并且這些貨物集 裝箱被設(shè)計(jì)以用來(lái)為該梁架結(jié)構(gòu)提供增加的強(qiáng)度，以便承受飛行中施加在該飛機(jī)上的各種 力。額外的重量節(jié)省由本文披露的多個(gè)方法提供。按照一個(gè)實(shí)施方式，提供了一種由飛機(jī)運(yùn)輸貨物到達(dá)所希望地點(diǎn)的燃料高效性的 方法。該方法包括確定能夠以單個(gè)集裝箱運(yùn)輸?shù)呢浳锏闹亓?；基于所確定的貨物重量，選擇 具有足夠載重容量的集裝箱來(lái)支撐該貨物；并且用該貨物填充所選擇的集裝箱。然后，基于被填充集裝箱的重量將被填充集裝箱裝載到飛機(jī)梁架上相對(duì)于該飛機(jī) 的CG的一個(gè)位置，以保持在該飛機(jī)的可接受CG范圍內(nèi)。具有較大重量的被填充集裝箱被 放置在該飛機(jī)CG處或者CG附近的梁架上并且具有較小重量的被填充集裝箱被放置在遠(yuǎn)離 該飛機(jī)CG處。一旦該飛機(jī)被完全地裝載，當(dāng)被裝載到該飛機(jī)梁架上時(shí)，這些被填充集裝箱 為該梁架提供強(qiáng)度以及剛度，以便在飛行中承受彎曲載荷以及扭轉(zhuǎn)載荷。在該實(shí)施方式的第一方面，該方法進(jìn)一步包括通過(guò)改變這些集裝箱在該梁架上放 置的位置來(lái)調(diào)整載重飛機(jī)的CG。在該實(shí)施方式的第二方面，該方法進(jìn)一步包括對(duì)每個(gè)集裝箱提供定制的單獨(dú)的環(huán) 境控制。在該實(shí)施方式的第三方面，該方法的環(huán)境控制包括溫度控制以及壓力控制。在該實(shí)施方式的第四方面，通過(guò)包含在該集裝箱內(nèi)的熱格以及從該飛機(jī)到該熱格 的電連接來(lái)提供該溫度控制。在該實(shí)施方式的第五方面，通過(guò)從該飛機(jī)發(fā)動(dòng)機(jī)輸送排放空氣到該集裝箱內(nèi)來(lái)提 供該溫度控制。在該實(shí)施方式的第六方面，通過(guò)調(diào)整從該飛機(jī)發(fā)動(dòng)機(jī)輸送到該集裝箱內(nèi)的排放空 氣的輸入以及從該集裝箱出口的空氣的輸出來(lái)提供壓力控制。在該實(shí)施方式的第七方面，該方法進(jìn)一步包括在將被填充集裝箱裝載到該飛機(jī)梁 架上的步驟之前，將具有近似相同總重量的被填充集裝箱聯(lián)接到一起。在該實(shí)施方式的第八方面，該方法進(jìn)一步包括可拆開地安裝這些集裝箱到該飛機(jī)的梁架上。在該實(shí)施方式的第九方面，該方法進(jìn)一步包括將鄰近的集裝箱可拆開地附連到一 起。在該實(shí)施方式的第十方面，該方法進(jìn)一步包括確定相對(duì)于飛行中的該貨物無(wú)人駕 駛飛機(jī)的行駛方向的風(fēng)力狀況并且基于所確定的風(fēng)向和風(fēng)速調(diào)整該貨物無(wú)人駕駛飛機(jī)的 發(fā)動(dòng)機(jī)輸出。在確定有利風(fēng)力狀況存在的情況下，減小該貨物無(wú)人駕駛飛機(jī)的發(fā)動(dòng)機(jī)輸出。 在確定有利風(fēng)力狀況不存在的情況下，恢復(fù)該貨物無(wú)人駕駛飛機(jī)的發(fā)動(dòng)機(jī)輸出。在該實(shí)施方式的第十一方面，該有利風(fēng)力狀況是上升流或者升力。
在該實(shí)施方式的第十二方面，該有利風(fēng)力狀況是這樣一種風(fēng)，即它具有與飛行中 的該貨物無(wú)人駕駛飛機(jī)的行駛方向基本相同的方向。在該實(shí)施方式的第十三方面，該有利風(fēng)力狀況是這樣一種風(fēng)，即它具有基本朝向 最終目的地的方向。按照另一實(shí)施方式，提供了一種用于飛行貨物無(wú)人駕駛飛機(jī)的燃料高效性的方 法。該方法包括確定相對(duì)于該貨物無(wú)人駕駛飛機(jī)行駛方向的風(fēng)力狀況；基于所確定的風(fēng)向 和風(fēng)速調(diào)整該貨物無(wú)人駕駛飛機(jī)的發(fā)動(dòng)機(jī)輸出；在確定有利風(fēng)力狀況存在的情況下，減小 該貨物無(wú)人駕駛飛機(jī)的發(fā)動(dòng)機(jī)輸出；以及在確定有利風(fēng)力狀況不存在的情況下，恢復(fù)該貨 物無(wú)人駕駛飛機(jī)的發(fā)動(dòng)機(jī)輸出。在該實(shí)施方式的第一方面，該有利風(fēng)力狀況是上升流或者升力。在該實(shí)施方式的第二方面，該有利風(fēng)力狀況是這樣一種風(fēng)，即它具有與飛行中的 該貨物無(wú)人駕駛飛機(jī)的行駛方向基本相同的方向。在該實(shí)施方式的第三方面，該有利風(fēng)力狀況是這樣一種風(fēng)，即它具有基本朝向最 終目的地的方向。相應(yīng)地，本發(fā)明的一個(gè)目的是提供一種改進(jìn)的貨物飛機(jī)。在下文中將展示其他以 及進(jìn)一步的目的和優(yōu)點(diǎn)。


圖1是流程圖，該流程圖展示了由飛機(jī)運(yùn)輸貨物到達(dá)所希望地點(diǎn)的燃料高效性方 法的示例性步驟。圖2是貨物集裝箱的透視圖，該貨物集裝箱被用來(lái)運(yùn)輸液體或者其他高壓貨物。圖3是貨物集裝箱的組合的透視圖，這些貨物集裝箱可以適配到限定的貨物區(qū)域 內(nèi)。圖4是貨物無(wú)人駕駛飛機(jī)的實(shí)施方式的透視圖。圖5是為了使圖4的飛機(jī)更清晰而剖開多個(gè)部分的局部透視圖。圖6是帶有管道系統(tǒng)的貨物無(wú)人駕駛飛機(jī)的實(shí)施方式的透視圖。圖7是在圖6的貨物無(wú)人駕駛飛機(jī)中描述的管道系統(tǒng)的透視圖。圖8展示了在飛行中作用在飛機(jī)上的各種力并示出該飛機(jī)的CG的近似位置。圖9是部分裝載的飛機(jī)的局部側(cè)視截面示圖，該部分裝載的飛機(jī)具有裝載到該飛 機(jī)梁架上的具有不同重量的多個(gè)集裝箱。
具體實(shí)施例方式圖1是流程圖，該流程圖展示了由飛機(jī)運(yùn)輸貨物到達(dá)所希望地點(diǎn)的方法100的示 例性步驟。如在步驟110中展示的，確定了能夠以單個(gè)集裝箱運(yùn)輸?shù)呢浳锏闹亓俊Ｒ驗(yàn)檫@ 些集裝箱可能具有多種不同標(biāo)準(zhǔn)尺寸，所以有待運(yùn)輸?shù)呢浳锏闹亓繉⑷Q于將被用于運(yùn)輸 它的所希望的集裝箱的尺寸。例如，聯(lián)合空運(yùn)集裝箱可能具有多種標(biāo)準(zhǔn)長(zhǎng)度，例如20、40、 45,48以及53英尺，并且集裝箱的容量典型地由二十英尺的等價(jià)單元來(lái)衡量。因?yàn)檫@些集 裝箱可能具有較寬的尺寸范圍，所以關(guān)于是否以及如何將貨物分配在任何數(shù)目的集裝箱中是具有靈活性的。在步驟112，一旦確定了該貨物的總重量，則具有適當(dāng)?shù)淖畲筝d重容量以及環(huán)境控 制的集裝箱被選擇。因?yàn)檫@些集裝箱被定制為容納一系列最大載重容量，所以每個(gè)集裝箱 的強(qiáng)度以及重量將取決于該集裝箱將要容納的最大載重容量。具有較大載重容量的集裝箱 具有更高的結(jié)構(gòu)強(qiáng)度以支撐該貨物載荷并且因此將比具有較小載重容量的集裝箱更重。按 照貨物的重量調(diào)整這些集裝箱的重量的能力提供了減小飛行中裝載飛機(jī)的總重量的顯著 優(yōu)點(diǎn)。這進(jìn)而提供飛機(jī)的更大燃料效率以及更低的運(yùn)轉(zhuǎn)成本。這些集裝箱還可提供可選擇的環(huán)境控制，這些環(huán)境控制可以是特定類型的貨物所 需要的。因?yàn)樵擄w機(jī)可能將在延長(zhǎng)時(shí)段以及較高高度飛行，所以機(jī)載的貨物可能將經(jīng)歷溫 度以及壓力上顯著的變化。這種環(huán)境變化對(duì)于特定類型的貨物是有害的，例如存活的動(dòng)物、 食品以及特定的化學(xué)品以及液體。因此，這些集裝箱可以裝備有針對(duì)該集裝箱承載的貨物 的類型選擇并且定制的環(huán)境控制器。圖2描繪了集裝箱200的一個(gè)實(shí)施方式，該集裝箱200可以用于運(yùn)輸需要更高增 壓的液體或者其他貨物。集裝箱200 —般包括圓角的內(nèi)容器205以及外支撐梁210，該外支 撐梁被特別設(shè)計(jì)為幫助承載并且傳輸正常結(jié)構(gòu)載荷。圓角內(nèi)容器205被成型并被布置為保 持該貨物并且維持所需要的壓力。然后，在步驟114，按照集裝箱規(guī)范使用貨物來(lái)填充被選擇的集裝箱。該集裝箱規(guī) 范可提供關(guān)于如何適當(dāng)填充該集裝箱的指令，例如最大載重容量、該集裝箱內(nèi)的貨物的適 當(dāng)重量分配以及該集裝箱必須被填充的所要求的容積。典型地在貨物的起始點(diǎn)實(shí)施步驟112到114。因此，一旦這些集裝箱填充有貨物， 則它們可被運(yùn)送到組裝設(shè)施處，在這里這些集裝箱被檢測(cè)并且裝載到飛機(jī)上。一旦被填充 的集裝箱到達(dá)該組裝設(shè)施，它可以被檢查并且檢測(cè)以核實(shí)它的飛行準(zhǔn)備(步驟116)。被填 充的集裝箱可以經(jīng)受一個(gè)振動(dòng)測(cè)試，以確定該集裝箱是否被適當(dāng)?shù)匮b載。可以實(shí)施一個(gè)壓 力測(cè)試，以核實(shí)該集裝箱不會(huì)在結(jié)構(gòu)上危及安全?？梢詫?shí)施一個(gè)載荷承載測(cè)試，以核實(shí)該集 裝箱具有最小結(jié)構(gòu)整體性。被填充的集裝箱還可以受到χ-射線檢測(cè)，以確定它們是否包含 任何違禁品或者其他非法產(chǎn)品。如果該集裝箱未通過(guò)檢查以及測(cè)試階段(步驟116)，那么 可以在組裝設(shè)施處調(diào)整該集裝箱或者該集裝箱被返回到它原來(lái)填充的地方(步驟118)。如果這些集裝箱通過(guò)檢查以及測(cè)試階段(步驟116)，那么這些集裝箱可被獨(dú)立 地裝載到該飛機(jī)上或者它們可被以組的形式聯(lián)接在一起，從而形成更大的貨物單元(步驟 120)。聯(lián)接這些集裝箱形成更大的貨物單元可以允許將這些集裝箱更快地裝載到飛機(jī)上并 且減小了著陸飛機(jī)的待料時(shí)間。這些集裝箱可以按照它們各自的總重量被聯(lián)接在一起—— 較重集裝箱聯(lián)接其他較重集裝箱以形成較重的貨物單元并且較輕集裝箱聯(lián)接其他較輕集裝箱以形成較輕的貨物單元。此外，在給定重量范圍內(nèi)的不同尺寸的貨物集裝箱可以任何數(shù)目的布置聯(lián)接在一起。圖3展示了貨物集裝箱70a_d的不同設(shè)置，該貨物集裝箱70a_d 可以適配到給定的貨物區(qū)域80內(nèi)。每個(gè)貨物單元可由多個(gè)單獨(dú)貨物單元限定，這些單獨(dú)貨物單元具有在預(yù)定重量范 圍內(nèi)的重量。例如，較重重量貨物單元的重量范圍可以是近似30000磅至40000磅，對(duì)于中 等重量貨物單元可以是近似20000磅至29999磅，并且對(duì)于較輕重量貨物單元可以是近似 10000磅至19999磅?？蔀椴煌浳飭卧峁└蠡蛘吒〉闹亓糠秶脑隽?，這取決于這 些集裝箱以及飛機(jī)容量的大小。返回到圖1，然后，這些貨物單元相對(duì)于飛機(jī)的重心(CG)被安排并且被安裝到該 飛機(jī)上(步驟122)。關(guān)于可以使用所披露方法的飛機(jī)的類型，圖4以及圖5展示了特別適 合于使用該方法的無(wú)人駕駛飛機(jī)。該無(wú)人駕駛飛機(jī)一般包括前機(jī)身40、機(jī)尾42、連接該前機(jī)身40到機(jī)尾42上的梁 架結(jié)構(gòu)30以及附連到梁架結(jié)構(gòu)30上的機(jī)翼50。前機(jī)身40被展示為沒(méi)有駕駛室的無(wú)人駕 駛飛機(jī)。因?yàn)榇嬖诤教祜w機(jī)雷達(dá)地形測(cè)繪任務(wù)，所以已經(jīng)有可能在無(wú)人類干涉的情況下擴(kuò) 展商業(yè)飛行。貨物無(wú)人駕駛飛機(jī)可以在不靠慮工作人員時(shí)間以及乘客疲勞的情況下低速飛 行很長(zhǎng)距離。因此，該飛機(jī)能夠被設(shè)計(jì)為在未容納工作人員以及乘客情況下具有高效飛行 軌跡。梁架結(jié)構(gòu)30的細(xì)節(jié)在圖5中被更好地展示。如前所述，這些貨物集裝箱為梁架結(jié) 構(gòu)30提供了強(qiáng)度。梁架結(jié)構(gòu)30被設(shè)計(jì)為盡可能的輕。就這一點(diǎn)而論，當(dāng)空載時(shí)，梁架結(jié)構(gòu) 30能夠支撐飛機(jī)的起飛載荷、飛行載荷以及著陸載荷。此外，即便當(dāng)滿載時(shí)，梁架結(jié)構(gòu)30必 須足夠支撐著陸時(shí)其上的壓力載荷。然而，當(dāng)剛性貨物集裝箱或者多個(gè)此類集裝箱在飛機(jī) 中的適當(dāng)位置時(shí)，梁架結(jié)構(gòu)30不需要完全承受飛行、著陸以及起飛中的彎曲載荷以及扭轉(zhuǎn) 載荷。所需要的額外的剛性由這些貨物集裝箱供給。為此，這些集裝箱被構(gòu)造為具有足夠 的結(jié)構(gòu)以及剛度并且被牢固地安裝到梁架結(jié)構(gòu)30上，這樣由梁架結(jié)構(gòu)30承受的彎曲力以 及扭轉(zhuǎn)力被施加到牢固安裝的集裝箱或者多個(gè)集裝箱上。梁架結(jié)構(gòu)30包括地板32，該地板可以包括滾軸和/或抗摩擦裝置以便于貨物集裝 箱沿地板32的表面的縱向運(yùn)動(dòng)。限制凸緣33沿地板32的每個(gè)縱向側(cè)延伸。除地板32之 夕卜，梁架結(jié)構(gòu)30還包括I-型梁架34，其中隔離壁36、38被沿梁架結(jié)構(gòu)30周期性地定位并 且被固定到地板32以及I-型梁架上。梁架結(jié)構(gòu)30成為一種剛性結(jié)構(gòu)，該剛性結(jié)構(gòu)當(dāng)空載 飛行時(shí)，優(yōu)選地足夠支撐該飛機(jī)，而當(dāng)載重飛行時(shí)不能支撐該飛機(jī)。拐角元件64還可以被 提供來(lái)增加梁架結(jié)構(gòu)30的結(jié)構(gòu)剛度并且保持可選的前裙板(fairing panel) 66以及68。機(jī)尾42被附連到梁架結(jié)構(gòu)30的另一末端。機(jī)尾42包括橫向延伸的水平穩(wěn)定器 44，其中兩個(gè)垂直穩(wěn)定器46位于水平穩(wěn)定器44的外端。機(jī)尾42可以關(guān)聯(lián)于該梁架作為一 個(gè)單元被移除，以便提供到梁架結(jié)構(gòu)30的通道。 機(jī)翼50在結(jié)構(gòu)上也是關(guān)聯(lián)于梁架結(jié)構(gòu)30的。這些機(jī)翼50以及梁架結(jié)構(gòu)30可以 包含燃料箱。起落裝置52被提供在機(jī)翼50的下方；并且前起落裝置54被提供在梁架結(jié)構(gòu) 30的下方。機(jī)翼50可以關(guān)聯(lián)于該梁架作為一個(gè)單元被移除。 圖1實(shí)施方式中的發(fā)動(dòng)機(jī)56被直接安裝于梁架結(jié)構(gòu)30。發(fā)動(dòng)機(jī)56可以相對(duì)梁架 結(jié)構(gòu)30安裝于任意位置，只要飛機(jī)CG保持在飛行可接受的范圍內(nèi)。發(fā)動(dòng)機(jī)56可以均關(guān)聯(lián)于該梁架作為一個(gè)單元被移除?？梢栽诹杭芙Y(jié)構(gòu)30上提供多個(gè)固定件。這些固定件可以是螺栓連接的或者以其 他方式保持在地板32上。此外，優(yōu)選地提供了增量的調(diào)整，以便能夠?qū)⑦@些固定件附接到 該集裝箱或者這些集裝箱上，同時(shí)適應(yīng)集裝箱的長(zhǎng)度以及位置的變化。這種增量的調(diào)整可 以由地板32中的附連孔的樣式提供，以便一旦該集裝箱或者這些集裝箱在適當(dāng)?shù)奈恢?，則 允許橫向或者縱向再次定位這些固定件。這些固定件可沿地板32的整個(gè)長(zhǎng)度或者在反應(yīng) 標(biāo)準(zhǔn)集裝箱大小的增量位置處被定位或者是可定位的。
該飛機(jī)可以進(jìn)一步包括一個(gè)管道系統(tǒng)，該管道系統(tǒng)為這些集裝箱提供了定制的環(huán) 境控制。圖6以及圖7展示了包括管道系統(tǒng)600的飛機(jī)，該管道系統(tǒng)被布置為經(jīng)由集裝箱 連接線路610為單獨(dú)的集裝箱提供定制的環(huán)境控制。連接線路610可被用來(lái)調(diào)整每個(gè)集裝 箱內(nèi)的溫度以及壓力。例如，連接線路610可通過(guò)從發(fā)動(dòng)機(jī)提供排放空氣來(lái)提供壓力以及 溫度控制。也可以由向多個(gè)加熱元件供電的電連接提供熱控制，這些加熱元件可由這些集 裝箱自身提供。這些貨物集裝箱按照它們的重量被安排在該飛機(jī)的梁架上，以便提供適當(dāng)?shù)闹亓?分布來(lái)保持飛機(jī)的CG在飛行的可接受范圍內(nèi)。圖8展示了飛機(jī)的CG的近似位置。一般地， 改變CG超出該可接受的范圍，例如太向前，將使得該飛機(jī)表現(xiàn)的好像頭部過(guò)重，而太向后， 將使得該飛機(jī)表現(xiàn)的好像尾部過(guò)重。圖8還展示了在飛行中作用在飛機(jī)上的不同的力。牽 引阻力800是施加在飛機(jī)上的反向于它的行駛方向上的力并且由該飛機(jī)的外側(cè)幾何形狀 導(dǎo)致。驅(qū)動(dòng)力802由發(fā)動(dòng)機(jī)提供，這還導(dǎo)致一個(gè)力臂，該力臂取決于驅(qū)動(dòng)力中心的位置。向 上力或者升力804由該機(jī)翼的空氣動(dòng)力學(xué)中心(AC)提供，而相應(yīng)的向下力806由該飛機(jī)的 總重量施加。如能夠被展示的，飛機(jī)的飛行效率可以通過(guò)降低飛機(jī)運(yùn)載的重量(這反過(guò)來(lái) 降低了施加在飛機(jī)上的向下的力)而增加。圖9展示了部分裝載的飛機(jī)900的局部側(cè)視截面圖，它包括飛機(jī)梁架910、機(jī)翼 920以及裝載到梁架910頂上的多個(gè)集裝箱930、932、934(每個(gè)具有不同的重量)。如在圖 9中可以看到的，梁架910上的集裝箱930、932、934的安排是相對(duì)于飛機(jī)的重心950而作 的，其中最重的集裝箱332近似位于飛機(jī)的CG 350處并且最輕的集裝箱330位于遠(yuǎn)離飛機(jī) 的CG。一般地，貨物集裝箱越重，它越接近飛機(jī)的CG并且貨物集裝箱越輕，它離飛機(jī)的CG 越遠(yuǎn)。這些貨物集裝箱相對(duì)于飛機(jī)的CG在梁架結(jié)構(gòu)上的布置的另一原因是，這些貨物 集裝箱本身對(duì)該梁架結(jié)構(gòu)提供所需要的強(qiáng)度。該梁架結(jié)構(gòu)被設(shè)計(jì)為盡可能的輕。這樣，當(dāng) 空載時(shí)，該梁架結(jié)構(gòu)是能夠支撐飛機(jī)的起飛載荷、飛行載荷以及降落載荷的。此外，即便當(dāng) 滿載時(shí)，該梁架結(jié)構(gòu)必須足以支撐著陸時(shí)的壓力載荷。然而，當(dāng)剛性貨物集裝箱或者多個(gè)此 類集裝箱在飛機(jī)中處于適當(dāng)位置時(shí)，該梁架結(jié)構(gòu)不需要完全承受飛行、著陸以及起飛中的 彎曲載荷以及扭轉(zhuǎn)載荷。所需要的額外的剛性由這些剛性貨物集裝箱供給。為此，這些集 裝箱被構(gòu)造為具有足夠的結(jié)構(gòu)性以及剛性并且被牢固地安裝到該梁架結(jié)構(gòu)上，這樣由梁架 結(jié)構(gòu)30承受的彎曲力以及扭轉(zhuǎn)力被施加到牢固安裝的集裝箱或者多個(gè)集裝箱上。在大多數(shù)飛機(jī)中，彎曲力以及扭轉(zhuǎn)力在CG處或者CG附近是最大的，從而需要有待 增加到該梁架上的更大的結(jié)構(gòu)強(qiáng)度。因?yàn)檩^重的集裝箱將必須具有比較輕集裝箱更加強(qiáng)化 的結(jié)構(gòu)，所以在飛機(jī)的CG處放置較重的集裝箱也將提供該飛機(jī)梁架所需要的結(jié)構(gòu)強(qiáng)度，以承受施加其上的彎曲力以及扭轉(zhuǎn)力。
因此，已經(jīng)披露了改進(jìn)的貨物飛機(jī)。雖然已經(jīng)展示并且說(shuō)明了本發(fā)明的實(shí)施方式 以及應(yīng)用，但是對(duì)于所屬領(lǐng)域的技術(shù)人員來(lái)說(shuō)，可顯而易見(jiàn)到不背離本發(fā)明想法的很多更 多的修改。因此，本發(fā)明只被限制在所附權(quán)利要求的精神下。
權(quán)利要求
一種由飛機(jī)運(yùn)輸貨物到達(dá)所希望地點(diǎn)的燃料高效性的方法，該飛機(jī)具有前機(jī)身、機(jī)尾、機(jī)翼以及連接該前機(jī)身與該機(jī)尾的梁架結(jié)構(gòu)，該飛機(jī)具有飛行可接受的重心即CG范圍，該方法包括確定能夠以單個(gè)集裝箱運(yùn)輸?shù)呢浳锏闹亓?；基于所述貨物的所確定重量，選擇具有足夠載重容量的集裝箱來(lái)支撐該貨物；用該貨物填充所選擇的集裝箱；基于被填充集裝箱的重量將被填充集裝箱相對(duì)于該飛機(jī)的CG裝載到飛機(jī)梁架上的一個(gè)位置，以保持該飛機(jī)CG在飛行的可接受范圍內(nèi)；其中，具有較大重量的被填充集裝箱被放置在該飛機(jī)的CG處或者CG附近的所述梁架上；其中，具有較小總重量的被填充集裝箱被放置在遠(yuǎn)離該飛機(jī)的CG處；并且其中，當(dāng)被裝載到該飛機(jī)梁架上時(shí)，被填充集裝箱為該飛機(jī)梁架提供強(qiáng)度以及剛度，以便在飛行中承受彎曲載荷以及扭轉(zhuǎn)載荷。
2.如權(quán)利要求1所述的方法，其進(jìn)一步包括，通過(guò)改變所述集裝箱在該梁架上放置的 位置來(lái)調(diào)整載重飛機(jī)的CG。
3.如權(quán)利要求1所述的方法，其進(jìn)一步包括，對(duì)每個(gè)所述集裝箱提供定制的單獨(dú)的環(huán) 境控制。
4.如權(quán)利要求3所述的方法，其中，該環(huán)境控制包括溫度控制以及壓力控制。
5.如權(quán)利要求4所述的方法，其中，溫度控制通過(guò)包含在該集裝箱內(nèi)的熱格以及從該 飛機(jī)到該熱格的電連接提供。
6.如權(quán)利要求4所述的方法，其中，溫度控制通過(guò)從飛機(jī)發(fā)動(dòng)機(jī)向該集裝箱內(nèi)輸送排 放空氣來(lái)提供。
7.如權(quán)利要求4所述的方法，其中，壓力控制通過(guò)調(diào)整從飛機(jī)發(fā)動(dòng)機(jī)輸送到該集裝箱 內(nèi)的排放空氣的輸入以及從該集裝箱出口的空氣的輸出來(lái)提供。
8.如權(quán)利要求1所述的方法，其進(jìn)一步包括，在將被填充的集裝箱裝載到該飛機(jī)梁架 上的步驟之前，將具有近似相同總重量的被填充集裝箱聯(lián)接到一起。
9.如權(quán)利要求1所述的方法，其進(jìn)一步包括，可拆開地安裝這些集裝箱到該飛機(jī)的所 述梁架上。
10.如權(quán)利要求9所述的方法，其進(jìn)一步包括，將鄰近的集裝箱可拆開地附連到一起。
11.如權(quán)利要求1所述的方法，其進(jìn)一步包括相對(duì)于飛行中的貨物無(wú)人駕駛飛機(jī)的行駛方向確定風(fēng)力狀況；基于所確定的風(fēng)力狀況調(diào)整該貨物無(wú)人駕駛飛機(jī)的發(fā)動(dòng)機(jī)輸出；在確定有利風(fēng)力狀況存在的情況下，減小該貨物無(wú)人駕駛飛機(jī)的發(fā)動(dòng)機(jī)輸出；在確定有利風(fēng)力狀況不存在的情況下，恢復(fù)該貨物無(wú)人駕駛飛機(jī)的發(fā)動(dòng)機(jī)輸出。
12.如權(quán)利要求11所述的方法，其中，該有利風(fēng)力狀況是上升流或者升力。
13.如權(quán)利要求11所述的方法，其中，該有利風(fēng)力狀況是這樣一種風(fēng)，即它具有與飛行 中的該貨物無(wú)人駕駛飛機(jī)的行駛方向基本相同的方向。
14.如權(quán)利要求11所述的方法，其中，該有利風(fēng)力狀況是這樣一種風(fēng)，即它具有基本朝 向最終目的地的方向。
15.一種用于飛行一架貨物無(wú)人駕駛飛機(jī)的燃料高效性的方法，該飛機(jī)具有前機(jī)身、機(jī) 尾、機(jī)翼以及連接該前機(jī)身以及該機(jī)尾的梁架結(jié)構(gòu)，該方法包括相對(duì)于該貨物無(wú)人駕駛飛機(jī)的行駛方向確定風(fēng)力狀況；基于所確定的風(fēng)力狀況調(diào)整該貨物無(wú)人駕駛飛機(jī)的發(fā)動(dòng)機(jī)輸出；在確定有利風(fēng)力狀況存在的情況下，減小該貨物無(wú)人駕駛飛機(jī)的發(fā)動(dòng)機(jī)輸出；以及在確定有利風(fēng)力狀況不存在的情況下，恢復(fù)該貨物無(wú)人駕駛飛機(jī)的發(fā)動(dòng)機(jī)輸出。
16.如權(quán)利要求15所述的方法，其中，該有利風(fēng)力狀況是上升流或者升力。
17.如權(quán)利要求15所述的方法，其中，該有利風(fēng)力狀況是這樣一種風(fēng)，即它具有與飛行 中的該貨物無(wú)人駕駛飛機(jī)的行駛方向基本相同的方向。
18.如權(quán)利要求15所述的方法，其中，該有利風(fēng)力狀況是這樣一種風(fēng)，即它具有基本朝 向最終目的地的方向。
全文摘要
一種由飛機(jī)運(yùn)輸貨物到達(dá)期望地點(diǎn)的燃料高效性的方法。該方法包括確定能夠以單個(gè)集裝箱運(yùn)輸?shù)呢浳锏闹亓浚换谒_定貨物的重量，選擇具有足夠載重容量的集裝箱來(lái)支撐該貨物；并且用該貨物填充所選擇的集裝箱。基于被填充集裝箱的重量將被填充集裝箱相對(duì)于該飛機(jī)的CG加載到飛機(jī)梁架上的一個(gè)位置，以保持處于該飛機(jī)的可接受CG范圍內(nèi)。具有較大重量的被填充集裝箱被放置在該飛機(jī)的CG處或CG附近的梁架上，而具有較小重量的被填充集裝箱被放置在遠(yuǎn)離該飛機(jī)的CG處。這些集裝箱對(duì)于該梁架提供了強(qiáng)度以及剛度，以便在飛行中承受彎曲載荷以及扭轉(zhuǎn)載荷。
文檔編號(hào)B64C1/22GK101848837SQ200880114513
公開日2010年9月29日 申請(qǐng)日期2008年10月7日 優(yōu)先權(quán)日2007年11月5日
發(fā)明者E·小埃洛 申請(qǐng)人:E·小埃洛