專利名稱：張弦充氣膜雜交結(jié)構(gòu)懸浮式空中機場的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明屬于機場工程技術(shù)領(lǐng)域，特別是涉及一種張弦充氣膜雜交結(jié)構(gòu)懸浮式空中機場。
背景技術(shù)：
在現(xiàn)代生活中，機場發(fā)揮著越來越重要的作用。隨著我國低空空域的開放，私人小型商務(wù)飛機擁有極大的潛在市場。然而我國機場同國外相比，數(shù)量少，私營少，單體規(guī)模大，航班架次多，從而導致私人小型商務(wù)飛機的起降時間受限，因此無法充分體現(xiàn)私人小型商務(wù)飛機靈活、高效、快捷的特點。為此，人們提出了空中機場的概念，在已有相關(guān)報道中，空中機場被描述為空中的航空母艦，是一種依靠核動力驅(qū)動的巨型飛行器，其巨大的機身平臺可作為飛機的停機坪，空中機場繞地球不停飛行，到達目的地附近，其上的飛機將飛離空中機場而駛往相應(yīng)地面機場。然而，該設(shè)想仍存在諸多缺陷，雖然節(jié)省了單架次飛機的航油消耗，但是受地面機場跑道起降飛機架次容量和空中交通流量限制，無法解決目前飛機起降準點率低的問題。而這一問題，隨著私人小型商務(wù)飛機的日益增多將逐漸加劇。興建私有機場或許能解決此問題，但其建設(shè)、維護和管理成本將會大大超出私人小型商務(wù)飛機的采購成本，經(jīng)濟上不合理。因而，如何結(jié)合私人小型商務(wù)飛機的機型和使用特點，設(shè)計一套全新的空中機場系統(tǒng)，充分發(fā)揮低空空域開放后空中立體交通優(yōu)勢，就成為我國民航事業(yè)進一步發(fā)展所面臨的重要問題。
發(fā)明內(nèi)容
為了解決上述問題，本發(fā)明的目的在于提供一種能夠縮短私人小型商務(wù)飛機起降等候時間、緩解現(xiàn)有機場交通流量壓力、體現(xiàn)私人飛機使用靈活起降自由特點的張弦充氣膜雜交結(jié)構(gòu)懸浮式空中機場。為了達到上述目的，本發(fā)明提供的張弦充氣膜雜交結(jié)構(gòu)懸浮式空中機場包括結(jié)構(gòu)部分、懸浮部分、運輸部分和供氣供電部分；所述的結(jié)構(gòu)部分包括多榀張弦桁架、多根橫向撐桿、多塊道面板和多根穩(wěn)定索；每榀張弦桁架包括上弦桁架、多根豎向撐桿和下弦索，其中上弦桁架由多根木桿通過螺栓球節(jié)點連接而形成；豎向撐桿為木桿，多根豎向撐桿的上端相隔距離安裝在上弦桁架的多個下弦節(jié)點上；下弦索為鋼拉索，兩端分別與上弦桁架的兩端部節(jié)點相連，并且中部與多根豎向撐桿的下端相接；橫向撐桿為木桿，多根橫向撐桿相隔距離連接在相鄰上弦桁架上的相應(yīng)上弦節(jié)點間；道面板為矩形輕質(zhì)高強復(fù)合板，多塊道面板水平連接在相鄰上弦桁架的上端之間，由此構(gòu)成空中機場道面；穩(wěn)定索為鋼拉索，一端連接在上弦桁架的端部節(jié)點上，另一端連接在地面建筑的頂端；所述的懸浮部分包括多 個上部球形氣囊、多根氣囊拉索和多個下部氣囊；其中上部球形氣囊和下部氣囊由高強膜制成，內(nèi)部充滿密度小于空氣的氣體,每個上部球形氣囊通過至少一根氣囊拉索連接在一個上弦桁架端部的上弦節(jié)點上；多個下部氣囊分別設(shè)置在由上弦桁架、相鄰兩根豎向撐桿和下弦索所圍成的多個區(qū)域內(nèi)；所述的運輸部分包括多個登機廊橋、多個空中乘客運送站、多條索道拉索、多個乘客運送箱和多個地面乘客運送站；其中多個登機廊橋和多個空中乘客運送站設(shè)置在空中機場道面上，登機廊橋為可伸縮結(jié)構(gòu)，其一端能在飛機?？客戤吅笈c機身登機口對接，另一端與空中乘客運送站連接；空中乘客運送站通過索道拉索與位于地面建筑頂端的地面乘客運送站相連接，并且每根索道拉索上設(shè)有若干個乘客運送箱；供氣供電部分包括安裝在空中乘客運送站內(nèi)的發(fā)電機和充氣機，其中發(fā)電機用于驅(qū)動登機廊橋和充氣機工作；充氣機同上部球形氣囊和下部氣囊通過充氣管道相連接。所述的張弦充氣膜雜交結(jié)構(gòu)懸浮式空中機場還包括安保部分，所述的安保部分為多臺無線可視對講機，分別設(shè)置在空中乘客運送站和地面乘客運送站內(nèi)，用于兩處之間的通訊。所述的一個上部球形氣囊上連接有3根氣囊拉索。
所述的發(fā)電機為遠程遙控式。所述的多個空中乘客運送站設(shè)置在空中機場道面的兩側(cè)部位，以供來自不同方向降落的飛機上下乘客使用。本發(fā)明提供的張弦充氣膜雜交結(jié)構(gòu)懸浮式空中機場是一種全新的空中機場概念，其將傳統(tǒng)張弦結(jié)構(gòu)和充氣膜結(jié)構(gòu)雜交，由此形成新型的大跨度懸浮式空間結(jié)構(gòu)，利用空氣浮力提供上升力，同時利用連接在其與已有地面建筑頂部之間的穩(wěn)定索提供下拉力，從而保證懸浮式空中機場在空中的平衡穩(wěn)定，再利用空中索道技術(shù)實現(xiàn)乘客運輸。其具有如下優(yōu)點1)能源需求小本機場利用空氣浮力升空，只需根據(jù)實際情況給氣囊充氣，因此僅需很少量的電力即可維持結(jié)構(gòu)長期處于懸浮狀態(tài)。2)機場設(shè)置在城市上空，不占用城市空間。
3)由于專供私人小型飛機起降，起降時間靈活，同時縮短了機場和城市之間的距離。4)私人小型飛機載重量輕、起降滑行距離短、乘客數(shù)量少，對懸浮力、跑道長度和索道運輸要求低，因此利用張弦充氣膜雜交結(jié)構(gòu)安全可靠。5)用途多樣可作為城市景觀、旅游景點和小型軍用飛機備降平臺等。6)施工方便在地面拼裝結(jié)束后充氣即可升空。7)檢修維護方便日常檢修時，維修人員可乘坐索道上到空中機場道面上進行實地檢修，如果需要大修，則可放掉部分氣囊內(nèi)空氣，機場平臺下降至安全高度后再采取相應(yīng)大修措施。8)充分發(fā)揮材料性能懸浮式空中機場的結(jié)構(gòu)部分采用木結(jié)構(gòu)，充分發(fā)揮了木結(jié)構(gòu)自重輕、抗拉壓能力強的材料性能特點，從而利用空氣浮力實現(xiàn)低能耗懸浮。
圖I為無飛機降落的正常狀況下本發(fā)明提供的張弦充氣膜雜交結(jié)構(gòu)懸浮式空中機場結(jié)構(gòu)側(cè)視圖。圖2為有飛機降落的工作狀況下本發(fā)明提供的張弦充氣膜雜交結(jié)構(gòu)懸浮式空中機場結(jié)構(gòu)側(cè)視圖。圖3為檢修狀況下本發(fā)明提供的張弦充氣膜雜交結(jié)構(gòu)懸浮式空中機場結(jié)構(gòu)側(cè)視圖。圖4為本發(fā)明提供的張弦充氣膜雜交結(jié)構(gòu)懸浮式空中機場結(jié)構(gòu)正視圖(含道面板、不含空中乘客運送站和索道拉索)。
圖5為本發(fā)明提供的張弦充氣膜雜交結(jié)構(gòu)懸浮式空中機場的結(jié)構(gòu)正視圖(含空中乘客運送站和索道拉索)。
具體實施例方式下面結(jié)合附圖和具體實施例對本發(fā)明提供的張弦充氣膜雜交結(jié)構(gòu)懸浮式空中機場進行詳細說明。如圖I-圖5所示，本發(fā)明提供的張弦充氣膜雜交結(jié)構(gòu)懸浮式空中機場包括所述的張弦充氣膜雜交結(jié)構(gòu)懸浮式空中機場包括結(jié)構(gòu)部分、懸浮部分、運輸部分和供氣供電部分；所述的結(jié)構(gòu)部分包括多榀張弦桁架、多根橫向撐桿9、多塊道面板10和多根穩(wěn)定索11 ；每榀張弦桁架包括上弦桁架6、多根豎向撐桿7和下弦索8，其中上弦桁架6由多根木桿通過螺栓球節(jié)點連接而形成；豎向撐桿7為木桿，多根豎向撐桿7的上端相隔距離安裝在上弦桁架6的多個下弦節(jié)點上；下弦索8為鋼拉索，兩端分別與上弦桁架6的兩端部節(jié)點相連，
并且中部與多根豎向撐桿7的下端相接；橫向撐桿9為木桿,多根橫向撐桿9相隔距尚連接在相鄰上弦桁架6上的相應(yīng)上弦節(jié)點間；道面板10為矩形輕質(zhì)高強復(fù)合板，多塊道面板10水平連接在相鄰上弦桁架6的上端之間，由此構(gòu)成空中機場道面；穩(wěn)定索11為鋼拉索，一端連接在上弦桁架6的端部節(jié)點上，另一端連接在地面建筑I的頂端；所述的懸浮部分包括多個上部球形氣囊13、多根氣囊拉索14和多個下部氣囊15 ;其中上部球形氣囊13和下部氣囊15由高強膜制成，內(nèi)部充滿密度小于空氣的氣體,每個上部球形氣囊13通過至少一根氣囊拉索14連接在一個上弦桁架6端部的上弦節(jié)點上；多個下部氣囊15分別設(shè)置在由上弦桁架6、相鄰兩根豎向撐桿7和下弦索8所圍成的多個區(qū)域內(nèi)；所述的運輸部分包括多個登機廊橋16、多個空中乘客運送站17、多條索道拉索18、多個乘客運送箱19和多個地面乘客運送站20 ;其中多個登機廊橋16和多個空中乘客運送站17設(shè)置在空中機場道面上，登機廊橋16為可伸縮結(jié)構(gòu)，其一端能在飛機?？客戤吅笈c機身登機口對接，另一端與空中乘客運送站17連接；空中乘客運送站17通過索道拉索18與位于地面建筑I頂端的地面乘客運送站20相連接，并且每根索道拉索18上設(shè)有若干個乘客運送箱19 ;供氣供電部分包括安裝在空中乘客運送站17內(nèi)的發(fā)電機和充氣機，其中發(fā)電機用于驅(qū)動登機廊橋16和充氣機工作；充氣機同上部球形氣囊13和下部氣囊15通過充氣管道相連接。所述的張弦充氣膜雜交結(jié)構(gòu)懸浮式空中機場還包括安保部分，所述的安保部分為多臺無線可視對講機，分別設(shè)置在空中乘客運送站17和地面乘客運送站20內(nèi)，用于兩處之間的通訊。所述的一個上部球形氣囊13上連接有3根氣囊拉索14。 所述的發(fā)電機為遠程遙控式。所述的多個空中乘客運送站17設(shè)置在空中機場道面的兩側(cè)部位，以供來自不同方向降落的飛機上下乘客使用?，F(xiàn)將本發(fā)明提供的張弦充氣膜雜交結(jié)構(gòu)懸浮式空中機場運行方式闡述如下私人小型商務(wù)飛機2在降落前，本空中機場的穩(wěn)定索11內(nèi)部存在預(yù)應(yīng)力，因此處于如圖I所示的張拉狀態(tài)。私人小型商務(wù)飛機2降落后，空中機場將下移一小段距離，但此時小型商務(wù)飛機2的自重同穩(wěn)定索11內(nèi)力的減少相平衡，由此結(jié)構(gòu)仍處于穩(wěn)定狀態(tài)，此時狀態(tài)如圖2所示。如果空中機場需要大修，可放掉部分氣囊13，15內(nèi)的空氣，這時空中機場將下降至如圖3所示的安全高度，然后再采取相應(yīng)的大修措施，大修結(jié)束后控制發(fā)電機給充氣機通電，為 氣囊13，15充氣，空中機場再次上升至設(shè)計高度，即可恢復(fù)正常通航能力。
權(quán)利要求
1.一種張弦充氣膜雜交結(jié)構(gòu)懸浮式空中機場,其特征在于所述的張弦充氣膜雜交結(jié)構(gòu)懸浮式空中機場包括結(jié)構(gòu)部分、懸浮部分、運輸部分和供氣供電部分；所述的結(jié)構(gòu)部分包括多榀張弦桁架、多根橫向撐桿(9)、多塊道面板(10)和多根穩(wěn)定索(11);每榀張弦桁架包括上弦桁架(6)、多根豎向撐桿(7)和下弦索(8)，其中上弦桁架(6)由多根木桿通過螺栓球節(jié)點連接而形成；豎向撐桿⑵為木桿，多根豎向撐桿(7)的上端相隔距離安裝在上弦桁架(6)的多個下弦節(jié)點上；下弦索(8)為鋼拉索，兩端分別與上弦桁架(6)的兩端部節(jié)點相連，并且中部與多根豎向撐桿(7)的下端相接；橫向撐桿(9)為木桿，多根橫向撐桿(9)相隔距離連接在相鄰上弦桁架(6)上的相應(yīng)上弦節(jié)點間；道面板(10)為矩形輕質(zhì)高強復(fù)合板，多塊道面板(10)水平連接在相鄰上弦桁架(6)的上端之間，由此構(gòu)成空中機場道面；穩(wěn)定索(11)為鋼拉索，一端連接在上弦桁架￠)的端部節(jié)點上，另一端連接在地面建筑(I)的頂端；所述的懸浮部分包括多個上部球形氣囊(13)、多根氣囊拉索(14)和多個下部氣囊(15);其中上部球形氣囊(13)和下部氣囊(15)由高強膜制成，內(nèi)部充滿密度小于空氣的氣體，每個上部球形氣囊(13)通過至少一根氣囊拉索(14)連接在一個上弦桁架(6)端部的上弦節(jié)點上；多個下部氣囊(15)分別設(shè)置在由上弦桁架￠)、相鄰兩根豎向撐桿(7)和下弦索(8)所圍成的多個區(qū)域內(nèi)；所述的運輸部分包括多個登機廊橋(16)、多個空中乘客運送站(17)、多條索道拉索(18)、多個乘客運送箱(19)和多個地面乘客運送站(20);其中多個登機廊橋(16)和多個空中乘客運送站(17)設(shè)置在空中機場道面上，登機廊橋(16)為可伸縮結(jié)構(gòu)，其一端能在飛機?？客戤吅笈c機身登機口對接，另一端與空中乘客運送站(17)連接；空中乘客運送站(17)通過索道拉索(18)與位于地面建筑(I)頂端的地面乘客運送站(20)相連接，并且每根索道拉索(18)上設(shè)有若干個乘客運送箱(19);供氣供電部分包括安裝在空中乘客運送站(17)內(nèi)的發(fā)電機和充氣機，其中發(fā)電機用于驅(qū)動登機廊橋(16)和充氣機工作；充氣機同上部球形氣囊(13)和下部氣囊(15)通過充氣管道相連接。
2.根據(jù)權(quán)利要求I所述的張弦充氣膜雜交結(jié)構(gòu)懸浮式空中機場，其特征在于所述的張弦充氣膜雜交結(jié)構(gòu)懸浮式空中機場還包括安保部分，所述的安保部分為多臺無線可視對講機，分別設(shè)置在空中乘客運送站(17)和地面乘客運送站(20)內(nèi)，用于兩處之間的通訊。
3.根據(jù)權(quán)利要求I所述的張弦充氣膜雜交結(jié)構(gòu)懸浮式空中機場，其特征在于所述的一個上部球形氣囊(13)上連接有3根氣囊拉索(14)。
4.根據(jù)權(quán)利要求I所述的張弦充氣膜雜交結(jié)構(gòu)懸浮式空中機場，其特征在于所述的發(fā)電機為遠程遙控式。
5.根據(jù)權(quán)利要求I所述的張弦充氣膜雜交結(jié)構(gòu)懸浮式空中機場，其特征在于所述的多個空中乘客運送站(17)設(shè)置在空中機場道面的兩側(cè)部位，以供來自不同方向降落的飛機上下乘客使用。
全文摘要
一種張弦充氣膜雜交結(jié)構(gòu)懸浮式空中機場。包括結(jié)構(gòu)部分、懸浮部分、運輸部分、供氣供電部分和安保部分，其中，結(jié)構(gòu)部分包括上弦桁架、豎向撐桿、下弦索、橫向撐桿、道面板、穩(wěn)定索；懸浮部分包括上部球形氣囊、氣囊拉索和下部氣囊；運輸部分包括登機廊橋、空中乘客運送站、索道拉索、乘客運送箱、地面乘客運送站；供氣供電部分包括發(fā)電機、充氣機、充氣管道和電線；安保部分為無線可視對講機。本發(fā)明提供的張弦充氣膜雜交結(jié)構(gòu)懸浮式空中機場，結(jié)構(gòu)部分為張弦木結(jié)構(gòu)，懸浮部分為充氣膜結(jié)構(gòu)，在地面組裝后利用空氣浮力升空，可為小型商務(wù)客機提供起降平臺和上下乘客服務(wù)，減少了客機起降等待時間，充分利用了城市低空空域。
文檔編號E01C9/00GK102704714SQ201210179320
公開日2012年10月3日 申請日期2012年6月4日 優(yōu)先權(quán)日2012年6月4日
發(fā)明者劉國光, 武志瑋 申請人:中國民航大學