(57)【要約】  主要デッキ（２）と下方デッキ（５、６）とを有する民間旅客機において、少なくとも１つの客室（１６、１６’）もが、下方デッキに提供される。機体の直径は、約ワイドボディー旅客機の直径であり、エネルギー吸収変形構造物（２２、２３、２４）が、下方デッキ客室の下に配置される。本発明は、肩翼構造に従って旅客機機体上に翼（７）を配置し、脚収納部が底部縦通材桁（９）の位置決めにより規定される特定の距離だけ互いに距離を置くように、着陸装置（１０）を機体の外側に配置することを提案する。これにより、主要デッキの下に設けられた下方デッキの容量を、積載物に最適に利用できる。また、脚収納部の間の通路を有効な幅にしたことにより、下方デッキエリアを相互接続することができる。【選択図】図３
2008505790.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
主要デッキと、下方デッキと、約ワイドボディー旅客機の直径の機体とを有する民間旅客機であって、少なくとも１つの客室が前記下方デッキに提供され、エネルギー吸収変形構造物が前記下方デッキの客室の下に配置され、翼が肩翼構造に従って前記旅客機機体に配置され、脚収納部が底部縦通材桁の位置決めにより規定される距離だけ互いに距離を置くように着陸装置が前記機体上の外側に配置される、民間旅客機。
【請求項２】
機内持ち込み手荷物庫を設けるのに十分な高さＨが残るように翼中心部の下面が前記主要デッキの上に配置され、前記脚収納部が、機体直径即ち機体幅Ｄの４０乃至６０％に達する距離Ｂだけ距離を置いている底部縦通材桁の外側に配置されることを特徴とする請求項１に記載の民間旅客機。
【請求項３】
階段、通路、機内台所、トイレ又は一般的なサービスエリアの形での下方デッキ基盤エリアが、前記底部縦通材桁により形成される廊下に位置されることを特徴とする請求項１又は２に記載の民間旅客機。
【請求項４】
客室が、前方下方デッキエリア及び／又は後方下方デッキエリアに、前記旅客機の長手方向に、配置されることを特徴とする請求項１乃至３のいずれか１項に記載の民間旅客機。
【請求項５】
前記下方デッキの客室は、前記主要デッキ及び前記下方デッキの剪断部、縦方向の支柱及び強化された縦通材桁により、安全セルの形状になされ、前記下方デッキの客室は、前記変形構造物と機能的に接続されることを特徴とする請求項１乃至４のいずれか１項に記載の民間旅客機。
【請求項６】
前記変形構造物は、空気力学的に形成された外側複合シェルからなり、その内部には、エネルギー吸収要素が入っていることを特徴とする請求項１乃至５のいずれか１項に記載の民間旅客機。
【請求項７】
前記機体上の外側に配置された前記変形構造物の前記エネルギー吸収要素は、内側において前記下方デッキの前記縦通材桁まで続いていることを特徴とする請求項１乃至６のいずれか１項に記載の民間旅客機。
【請求項８】
前記エネルギー吸収要素は、畳まれた支柱の骨組みの形状になされることを特徴とする請求項１乃至７のいずれか１項に記載の民間旅客機。
【請求項９】
前記エネルギー吸収要素は、管状複合構造物の形状になされることを特徴とする請求項１乃至８のいずれか１項に記載の民間旅客機。
【請求項１０】
前記エネルギー吸収要素は、エネルギー吸収フォームコアを備えることを特徴とする請求項１乃至９のいずれか１項に記載の民間旅客機。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、民間旅客機に関する。特に、本発明は、主要デッキと、下方デッキと、約ワイドボディー旅客機の直径の機体とを有し、少なくとも１つの客室が下方デッキに提供され、エネルギー吸収変形構造物が下方デッキの客室の下に配置された民間旅客機に関する。
【背景技術】
【０００２】
民間旅客機の経済的実現可能性に関して、積載物を収容するために利用可能な機体容量をできるだけ多くするように設計する、即ち、機体の中に不要な空洞を防止することが重要である。例えば、最新のワイドボディー旅客機において、主要デッキの下の貨物スペースが、旅客の荷物を輸送するのに必要な分より大きい場合、ある特定の問題が生じる。この場合、追加の貨物輸送コンテナに十分な容量が利用可能であるが、より経済的である旅客の輸送と比較して、収益が減る。
【０００３】
特に機体の平均直径が５ｍを超えるワイドボディー旅客機においては、大体機体の断面の中心にある非常に幅広い主要デッキの下に、それに対応する大きさの下方デッキが提供されている。このような形状により、例えば、貨物スペースの床の一部が低くされて、中央通路を形成する場合、下方デッキへのアクセスが確保される。人が利用できる下方デッキは、周知であり、例えば、ＤＥ４４  １６  ５０６  Ｃ２に記載されている。
【０００４】
ＤＥ４３  １３  ５９２  Ｃ２によると、エネルギー吸収構造要素が下方機体シェルの下に配置されることによって、墜落の場合に衝撃力を低減することにより旅客を保護するため、旅客を、下方デッキに収容することができる。この公報は、従来の低翼民間旅客機について記載しており、ここでは、翼トーションボックスと着陸装置用のスペースが必要なために、下方デッキの利用が、著しく制限される。このような例において、下方デッキは、連続的に成立しない、即ち、翼及び着陸装置の前方と後方とに位置された旅客領域は、相互接続しない。
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
本発明は、約ワイドボディー旅客機の直径の機体と旅客が使用するように設計された主要デッキとを有する民間旅客機でできるだけ最長の安全な下方デッキ客室を提案することを目的とする。
【０００６】
本発明によると、この目的は、請求項１に開示された特徴により、果たすことができる。
【０００７】
本発明は、実質的に、肩翼構造に従ってワイドボディー旅客機の翼を設け、着陸装置が特定の距離だけ中心面から距離を置くように、着陸装置を機体上の外側に配置することを提案している。これにより、主要デッキの下に設けられた下方デッキの最大容量を、積載物に利用できる。更に、下方デッキにおける乗客エリアを相互接続するのに、大きくて有用な幅を有する通路を実現することができる。
【０００８】
低翼構造と比較して、肩翼構造により、下方デッキにおける貨物輸送コンテナ用のスペースと乗客用のスペースとの間の比率をよりバランスよくすることができ、特に、旅客機機体をより短くすることができる。上述したように、低翼旅客機に提供される翼中心部と内部の脚収納部を排除することにより、肩翼旅客機の下方デッキ領域のスペースがより有効になる。これは、機体をかなり短くすることができることにより、旅客機全体の重量が軽くなることを意味している。旅客機機体の直径が５ｍより長いという幾何学的な関係により、肩翼構造では、管状の機体の上に翼を流線型に配置することができ、これにより、翼は殆ど抵抗を発生させない。この場合、翼トーションボックスは、主要デッキの客室の上部を貫通するが、翼の上側は、機体の上から僅かに突出しているだけである。問題となっている形状に関して、これは、機内持ち込み手荷物庫の連続した列を設けるのに十分に空いた高さを、翼領域内の主要デッキの客室に確保できることを意味する。翼の上側が機体の上から僅かに突出しているだけであるため、殆ど抵抗を発生させない比較的小さい翼／機体フェアリングを実現することができる。本発明の一例としての実施形態によると、基盤エリア（例：階段、調理室、通路）に十分な機室幅が、下方デッキにおいて、底部縦通材桁により形成される脚収納部の壁の間に確保できるのにちょうど良い程度に、主要な着陸装置が、機体上の外側に搭載されており、外側にカーブした着陸装置フェアリングは、ほんの少しの空力抵抗しか発生させない。
【０００９】
肩翼構造により、低翼旅客機では翼と着陸装置に占められていた大部分の下方デッキのスペースを、積載物の収容に利用することができる。上述したように、ここで話題にしている種類の旅客機において、かなり多くの乗客を輸送することができる。これは、座席の数と直接関係する創業コストを低減する試みによい影響を与える。
【００１０】
本発明の更なる例としての実施形態及び追加の効果は、請求項２乃至１０に開示されている。その他の詳細及び利点は、以下の本発明の一例としての実施形態の説明において、議論される。
【００１１】
一例としての実施形態によると、縦通材桁は、それらがおよそ機体直径の４０乃至６０％に相当する距離だけ互いに距離を置くように、横方向に位置される。これに対して、ここで話題にしている大きさの最新の低翼ワイドボディー旅客機の底部桁は、遥かに短い距離だけ、即ち、およそ脚収納部の幅だけ、互いに距離を置いているため、下方デッキが、これらの脚収納部の領域においては、利用できなくなっている。
【００１２】
墜落の場合に下方デッキの乗客を保護するために、本発明は、特別な安全技術対策の相互作用によって、墜落エネルギーを最適に吸収するか又は逃がすことを提案している。下方デッキ客室は、構造補強により、安全セルの形状に実現され、いわゆる「クランプルゾーン」として機能する変形構造物が、機体シェル上の下方デッキ客室の下に配置される。墜落の場合、この安全に関する考え方により、下方デッキ客室が、衝撃の間に上及び下からかかる圧力から保護される。衝撃が起こったとき、変形構造物は、例えば、規定のバックリング特性を有する畳まれた要素のような、対応するエネルギー吸収材料により、エネルギーを吸収する。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１３】
以下、本発明を、図１乃至図３を参照してより詳細に説明する。
【００１４】
図１は、水平方向及び垂直方向の断面図（図１．１及び図１．２）及び機体の断面図（図１．３及び図１．４）の形での従来の低翼ワイドボディー旅客機を示す。主要な客室４は、実質的に、主要デッキ２と上方機体シェル３とにより形成される。前方下方デッキ５と、後方下方デッキ６と、翼トーションボックス中心部７と、脚格納部８とが、主要デッキ２の下に設けられている。これらの脚格納部の間にある底部縦通材桁９は、大きい脚格納部８用の切欠部によって弱くなった機体１を強化する。底部縦通材桁９と着陸装置１０とは、非常に多くのスペースを必要とするため、後方下方デッキ６をこの領域において前方に伸ばすことができない。実際の用途では、翼中心部７に必要な下方デッキの長さＬ１と、脚収納部８に占められる長さＬ２との合計の長さがかなりのものになる。下方デッキのこの領域は、積載物には使用できないため、設計エンジニアは、それに対応する長さの機体１を作成することを余儀なくされる。このようななで肩の旅客機の機体は、比較的長く、非常に大きい表面積を有する。
【００１５】
図１．１は、垂直面に沿った機体１の一部の長手方向の断面図を示す。上述した部品に加えて、この図は、また、旅客座席１１と標準貨物輸送コンテナ１２の配置も示している。
【００１６】
図１．２は、水平面に沿った対応する断面図を示す。この図によると、大きい脚収納部８と底部縦通材桁９とにより、後方下方デッキ６を前方に伸ばせなくなっている。また、翼中心部７により、前方下方デッキ５を後方に伸ばせなくなっている。
【００１７】
図１．３の機体の断面図は、主要デッキ２における２本の通路の配列の座席１１と、座席の上に搭載された機内持ち込み手荷物庫即ち荷物庫１３とを示している。主要デッキ２の下には、コンテナ１２、又は、下方中央通路１５のあるアクセス可能な下方デッキ基盤エリア１４が設けられている。基盤エリア１４は、例えば、トイレ、乗務員休憩エリア又は機内台所からなるが、客室は含まない。図１．３は、また、墜落の場合に乗客を保護するためのいかなる機体構造物をも、下方デッキ５、６の下に殆ど提供されていないことを示している。
【００１８】
図１．４は、低翼旅客機の翼中心部７と、脚収納部８と、底部縦通材桁９とが、どのように下方デッキ領域の断面を殆ど全て埋めているかを示している。これは、これらのエリアには、積載物を収容できず、前方下方デッキ５と後方下方デッキ６とが、相互接続できないことを意味している。図１．４は、また、低翼旅客機が、着陸装置を収容する比較的大きな翼／機体フェアリング１７を必要とすることを示している。
【００１９】
図２は、民間旅客機の本発明の一例としての実施形態に係る肩翼構造を示し、ここで、下方デッキが、乗客エリアとして利用されている。民間旅客機の不可欠な部品は、図１を参照して上述したものと一致し、同じ符号で示されている。図２．１によると、主要デッキの客室４は、翼中心部７の下に機内持ち込み手荷物庫１３の連続した列を設けるのに十分に空いた高さＨを有している。翼が部分的に機体１と一体となっているため、比較的小さい翼／機体フェアリング１７しか必要なく、このフェアリングは、また、ほんの少しの空力抵抗しか発生させない。例えば、貨物輸送コンテナ１２、客室エリア１６、及び、脚収納部８、８’の間にある基盤エリア１４が、前方下方デッキ５に設けられている（図２．２参照）。これらのエリアは、後方下方デッキ６の別の下方デッキ客室エリア１６’と接続されている。廊下１８は、脚収納部８、８’と、機体１の後方部から力を前方に伝えることにより脚収納部８に必要な切欠部の領域において機体を強化する底部縦通材桁９、９’とにより、横方向に距離が制限されている。桁９と９’とは、好ましくは機体直径即ち機体幅（Ｄ）の４０乃至６０％に相当する距離Ｂだけ、互いに距離を置いている。本発明に係るこの形状により、廊下１８に、例えば、通路１５、階段１９又は機内台所２０のための十分なスペースができ、更に、着陸装置フェアリング２１及び２１’を、比較的小さく実現できる。この図によると、ここには窓がないので、廊下に乗客は収容されていない。エネルギー吸収変形構造物２２が、下方デッキ客室１６及び１６’の下の機体１上に配置されている。この変形構造物は、着陸装置フェアリング２１及び２１’と一体となっているため、空力抵抗が著しくは増えない。
【００２０】
図３は、肩翼構造に従って実現された本発明の一例としての実施形態に係る民間旅客機の機体の断面図を示す。本発明により提案された特性又は対策により、この旅客機の下方デッキエリア５及び６に客室１６、１６’が配置されている。客室１６、１６’は、強化された構造部品を有する安全セル（図において太線で囲まれている）の形状に設計され、また、ここには、機体シェル３上の外側、即ち、下方デッキ５及び６にある客室１６、１６’の下に配置された変形構造物２２が提供されている。この変形構造物の内側には、規定のエネルギー吸収特性を有する要素２４が入っている。図示している実施形態では、これらの要素は、機体１内の下方デッキ５及び６にまで伸びていてもよい。要素２４とクランプルゾーンとは、図において縦方向の網掛けで示されている。容易に分かるように、機体１の外側と内側の要素２４を有するクランプルゾーンは、軌道が有効に変形している。下方デッキ安全セル１６、１６’に施される保護は、縦方向の桁２５、２５’に配置されて機体シェル３と接続された剪断部２６により、更に高められる。これらの剪断部によって、主要デッキ桁２７の曲げ長さが短くなり、これにより、墜落の場合に主要デッキの粉砕が防止される。下方デッキの乗客も、頑丈な着陸装置フレームにより、衝撃の際に保護される。前方から見ると、着陸装置フェアリング２１及び２１’は、変形構造物のフェアリング２３と部分的に一列に並んでいることにより、好ましい抵抗が得られる。墜落の場合、対応する扉又は非常口を設置することにより、乗客は、下方デッキ客室１６及び１６’の領域に避難できる。水に不時着した場合、下方デッキの乗客は、階段１９を使用して主要デッキまで上ってから、主要デッキ客室４の扉から出る。
【００２１】
変形構造物は、その外郭に関して、軽量及び低抵抗を達成するために、最新の翼／機体フェアリングと似たように実現されている。例えば、変形構造物は、空気力学的に形成された外側複合シェルからなり、その内部には、エネルギー吸収要素２４が入っている。これにより、墜落の場合に、クランプルゾーンの中の材料の変形により、高い重力荷重が吸収されるとともに、強化された下方デッキ客室が、安全セルとして機能する。主要デッキが下方デッキ上で粉砕されるのを防止するために、下方デッキ客室に提供された縦方向の支柱（上階の桁用）が、強化され、支柱は、下方デッキの窓からの眺めが過度に制限されないように例えば１つおきのフレーム毎に機体セル及びフレームとそれぞれ接続されている剪断壁を含んでいる。このように、上述した剪断壁が設計された場合、墜落の際の主要デッキの安定性が高められる程度に、主要デッキの床の桁の曲げ長さを短くすることができる。
【００２２】
エネルギー吸収要素２４は、例えば、畳まれた支柱の骨組み、エネルギー吸収フォームコア、又は、管状複合構造物の形状等の、異なる方法で実現してもよい。この場合における選択基準は、軽量及び高エネルギー吸収である。
【００２３】
図面は、略忠実な縮尺比で描かれており、機内持ち込み手荷物庫１３を設置するのに十分な、好ましくは２．２乃至２．４ｍの高さＨが、主要デッキ２の上に設けられているのを示している。上方翼中心部７は、機体１の上に少ししか突出していないため、翼／機体フェアリング１７を、比較的小さく、そして、殆ど抵抗がないように実現することができる。下方デッキエリアの断面図は、例えば、客室１６が前方下方デッキ５の左側に配置されているのを示している。変形構造物２２は、この客室の下に設けられている。着陸装置エリアと、距離Ｂだけ互いに距離を置いている底部縦通材桁９と９’との間に設けられた廊下１８とが、右側に示されている。着陸装置１０は、特定の距離だけ中心面から距離を置くように、機体３上の外側に配置されている。結果としてできた幅Ｂにより、階段１９、通路１５及びその他の基盤エリアをこの場所に収容することができ、ここで、幅Ｂは、機体幅（即ち機体直径）Ｄの４０乃至６０％であるのが好ましい。幅Ｂがもっと大きくとられた場合、着陸装置が更に外側に移動することにより、抵抗が大きくなってしまうし、この幅がより小さくとられた場合、有効スペースが制限され、着陸装置の軌道が狭くなり、好ましくない。廊下１８は、前方下方デッキエリア５と後方下方デッキエリア６の客室１６を相互接続している。これにより、低翼旅客機よりも自在性が高まる。低翼旅客機と比較して、翼中心部と着陸装置を除去することにより下方デッキに得られたスペースは、略全て、商業用に利用でき、即ち、機体容量が全て活用される。
【００２４】
更に、肩翼旅客機（但し、機体厚さに依存する）は、なで肩の旅客機よりも大きな空力的揚力を発生させることができる。これにより、翼をより短く、より軽くすることができる。また、肩翼旅客機の機体は、誘導路に約１ｍ近く配置することができるため、アクセス、保守及び待避が簡単になる。これにより、旅客機の寿命に対する営業及び保守の費用が低くなり、当然ながら、製造会社及び航空会社の市場機会によい影響が及ぶ。
【００２５】
なお、「備える」という用語は、その他の要素又はステップを排除するのではなく、また、「１つの」は、複数を排除するのではない。また、異なる実施形態に関連して説明される要素を組み合わせてもよい。
【００２６】
また、明細書又は請求の範囲における符号は、発明の範囲の限定と考えられないこととする。
【図面の簡単な説明】
【００２７】
【図１】機体の直径が５ｍを越える従来のなで肩民間旅客機の様々な概略断面図である。
【図２】民間旅客機の本発明に係る肩翼構造を示し、ここで、下方デッキが、客室として利用される。
【図３】本発明の一例としての実施形態に係る肩翼旅客機の機体の断面図である。
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【国際調査報告】
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2008505790.tif 000007
2008505790.tif 000008