用于飛行器的機頭部分和相關聯的飛行器的制造方法
【專利摘要】根據本發(fā)明的用于飛行器（12）的機頭部分（10），包括：沿縱向軸線（A-A'）延伸的界定機頭錐體（38）的外殼（14），所述外殼（14）界定窗口（22）；以及相對于所述縱向軸線（A-A'）橫向延伸的封閉所述窗口（22）的玻璃（28）。所述機頭部分包括定位在所述外殼（14）中所述玻璃（28）后面處的光學傳感器（70），特別是攝像機。所述外殼（14）限定了凹部（20），被所述玻璃（28）覆蓋的所述窗口（22）至少部分定位在所述凹部（20）中。
【專利說明】用于飛行器的機頭部分和相關聯的飛行器
【技術領域】
[0001]本發(fā)明涉及用于飛行器的機頭部分，其包括:
[0002]-沿縱向軸線延伸的界定機頭錐體的外殼，所述外殼界定窗口；
[0003]-相對于所述縱向軸線橫向延伸的封閉所述窗口的玻璃；
[0004]-定位在所述外殼中所述玻璃后面處的光學傳感器，特別是攝像機。
【背景技術】
[0005]該機頭部分被設計為安裝在飛行器上，其包括觀察組件，所述觀察組件具有至少一個光學測量傳感器，例如紅外攝像機。在飛機的情況中，傳感器例如定位在駕駛艙的擋風玻璃的上游從而便于所述飛行器的領航。
[0006]攝像機能夠觀察飛行器周圍或下方的地勢，特別是當透過駕駛艙的擋風玻璃的能見度不令人滿意時或當飛行器在夜晚航行時。
[0007]為此，攝像機定位在飛行器的機頭部分中，面向相對于飛行器的軸線軸向地顯現的窗口中的玻璃。攝像機容納在相對于運輸工具的機頭錐體突出的特殊的帽材(capstrip)中，從而具有飛行器的前面和下方充足的視場。
[0008]該系統(tǒng)稱為加強的視覺系統(tǒng)。
[0009]當機頭部分的曲率相對較小時，有必要提供在該機頭部分上方顯著突出的帽材，以便具有用于觀察組件的特別是向下的充分的觀察角度。
[0010]然而，該突出的帽材并不完全令人滿意。事實上，在某些情況中，帽材可能導致對機頭部分的氣動性能的破壞。特別地，邊界層的分離發(fā)生在帽材上緣的下游，這對飛機的阻力以及對固定在機頭部分區(qū)域上的測定風速的探測器的運行具有不利的影響。
[0011]此外，當飛行器穿過冰凍條件時，突出的帽材的存在在某些情況中導致冰在機身上的累積。這特別是在當加強的觀察系統(tǒng)的電加熱系統(tǒng)不工作時的情況中發(fā)生。
[0012]此外，突出的帽材的存在增加了存在于駕駛艙中的噪音。

【發(fā)明內容】

[0013]因此，本發(fā)明的一個目標是獲得飛行器的機頭部分，該機頭部分具有協(xié)助飛行的光學傳感器，并且該飛行器的正常性能不被破壞。
[0014]為此，本發(fā)明涉及一種上述類型的機頭部分，其特點是，所述外殼限定了凹部，被玻璃覆蓋的所述窗口至少部分定位在所述凹部中。
[0015]單獨考慮或根據技術上可能的所有組合，根據本發(fā)明的結構可以包括一個或多個下述特征:
[0016]-所述凹部在機頭錐體中軸向地延伸；
[0017]-所述窗口定位在所述凹部的后面；
[0018]-所述凹部在下面由大體上平坦的下板界定；
[0019]-所述凹部在側面由大體上豎直延伸的兩個側壁界定；[0020]-所述窗口由上緣界定，在所述窗口的與所述上緣相鄰的平面和所述外殼的后面區(qū)域的與所述上緣相鄰的平面之間形成的角度小于35° ;
[0021]-被所述玻璃覆蓋的所述窗口部分突出到所述凹部的外側；
[0022]-被所述玻璃覆蓋的所述窗口完全包含于所述凹部中，而未突出超過(protrudingbeyond)所述凹部；
[0023]-所述凹部形成于所述機頭錐體的上表面中；
[0024]-所述機頭部分限定了位于所述機頭錐體上方且被設計為通向駕駛艙的主要開口，所述機頭部分包括覆蓋所述主要開口的擋風玻璃，并且所述窗口有利地定位在所述主要開口的下方；
[0025]-所述凹部具有向前會聚形狀的前緣，所述向前會聚形狀的前緣有利地是大體上三角形形狀的前緣。
[0026]本發(fā)明還涉及一種飛行器，其特點是，所述飛行器包括如上所限定的機頭部分。
【專利附圖】

【附圖說明】
[0027]基于閱讀僅作為示例提供的下述描述以及參照附圖，將對本發(fā)明更好的理解，其中:
[0028]-圖1是根據本發(fā)明的第一種飛行器的機頭部分的3/4前視立體圖；
[0029]-圖2是沿圖1的機頭部分的中間豎直平面的部分示意性剖視圖；
[0030]-圖3是形成在圖1的機頭部分中的凹部的細節(jié)視圖；
[0031]-圖4是定位在圖3的凹部后面的窗口和定位在該窗口后面的傳感器的沿水平平面的剖視圖；
[0032]-圖5是圖2中示出的機頭部分的對稱平面V的剖視圖；
[0033]-圖6是類似于圖5的視圖；
[0034]-圖7是根據本發(fā)明的第二種飛行器的機頭部分的類似于圖1的視圖；
[0035]-圖8是圖7的機頭部分的類似于圖2的視圖；
[0036]-圖9是圖7的機頭部分的類似于圖5的視圖；
【具體實施方式】
[0037]后文中，詞語“水平的”和“豎直的”相對于飛行器(當飛行器在地面上時)的縱向軸線來理解。詞語“前面”和“后面”相對于飛行器一貫的定向及其飛行過程中的航行方向來理解。
[0038]根據本發(fā)明的第一種飛行器12的機頭部分10由圖1和2說明。
[0039]飛行器12例如是飛機，特別是旨在攜帶乘客和/或貨物的民用飛機?？商娲?，飛行器12是隨后所描述的軍用飛機或無人駕駛飛機。
[0040]機頭部分10被安裝在飛行器12的機身(未示出)的前面，機身支撐飛行器12的機
翼和/或引擎。
[0041]機頭部分10包括外部的外殼14,該外殼14限定了被設計為通往(emerge into)飛行器的駕駛艙18的主要開口 16。根據本發(fā)明，外殼14在主要開口 16的前面還界定了凹部20以及至少部分地定位于凹部20中的窗口 22。[0042]機頭部分10另外包括覆蓋主要開口 16的擋風玻璃24和封閉窗口 22的玻璃28。根據本發(fā)明，機頭部分包括穿過窗口 22的二次觀察構件30。
[0043]參照圖4，觀察組件30包括并排定位的多個光學傳感器70 (該示例中為4個)，每個傳感器70感應的波段能夠從一個傳感器70到下一個改變，以便覆蓋更寬的光譜(夜晚視覺、頭燈視覺、煙霧視覺等)。
[0044]在已知的方式中，當飛行器12在地面上時，外殼14沿水平軸線A-A’延伸。其具有朝向前面的大致錐形的形狀。其界定了朝向后面的限定駕駛艙18的內部容積32以及朝向前面的用于儲存飛行器12的功能設備的空間34。
[0045]外殼14限定了位于主要開口 16后面的后面部分36和位于主要開口 16的前面并且形成機頭錐體38的前面部分。
[0046]后面部分36具有比機頭錐體38的橫截面更大的橫截面。
[0047]主要開口 16形成在后面部分36中。有利地，主要開口 16具有彎曲的形狀，例如C形的形狀。固定至外殼14且被設計為支撐擋風玻璃24的多個支柱(posts)40穿過該主要開口。
[0048]有利地，擋風玻璃24由多個在可見域中(例如，對于包含在400nm和800nm之間的波長)的透明的面板42形成。面板42完全封閉主要開口 16，同時允許飛行器12的駕駛員觀察位于飛行器12的前面和側面周圍的空間。它們例如由玻璃或樹脂玻璃制成。
[0049]根據本發(fā)明，凹部20定位在主要開口 16的下方，有利地定位在其前面。凹部20在機頭錐體38中軸向地延伸。其在機頭錐體38的上表面中形成。
[0050]凹部20在下面由大體上平坦的板50界定。凹部20在側面由大體上垂直延伸的側壁52界定。其在后面由窗口 22以及由封閉該窗口 22的玻璃28界定。
[0051]凹部20的寬度L (圖3)取決于包含于觀察組件30中的傳感器70的數量以及它們的布置。該寬度L被確定為使得飛行器的機頭部分不會在傳感器的視場中構成障礙。該視場通過每個傳感器70的視角椎的聯合在圖4中的俯視圖中圖示出。在圖4中說明的示例中，四個傳感器70并排定位以形成觀察組件30。
[0052]板50由外殼14的大體上平坦的部分形成。其在圖5和6中可見的平面Pl中大體上從窗口 22的下緣60延伸至在圖5中由點P代表的前緣60A。
[0053]點P在幾何上通過機頭部分的外殼14與傳感器70的視線錐體的交叉來確定。在圖5中，視線錐體由射線Dl和D2界定。傳感器70的光軸C位于由射線D1-D2形成的角度的平分線上。
[0054]軸線C相對于水平平面H傾斜角度a i，在這里是幾度，以便于通過傳感器70對地面的觀察。
[0055]前緣60A的確定以及因此板50的長度的確定取決于傳感器70在飛機上的安裝(特別是傳感器相對于水平平面H的傾斜角度α 1；例如4° )，以及傳感器70的視線錐體和該視線錐體的半角(例如12° )。
[0056]板50的長度通常大于其寬度，并且因此可以基于傳感器70的特征(安裝和視場)和機頭部分10的外殼14的曲率而顯著改變。
[0057]如圖3所說明地，凹部20的前緣60Α具有向前會聚的形狀，這里是偽三角形(pseudo-triangular)的形狀。該形狀由機頭部分10的外殼14和穿過玻璃22的底部和點P的平面之間的交叉的構造確定。
[0058]側壁52從板50大體上垂直地突出。其將該板連接至窗口 22的側緣62A、62B。它們大體上在該板的整個長度上延伸。
[0059]窗口 22在相對于豎直線傾斜的平面P2上相對于軸線A-A’大體上橫向地延伸。其位于主要開口 16的豎直下方和前面。
[0060]參照圖6，在由窗口 22限定的平面P2和水平平面H之間形成的角度β必須盡可能小以使氣動破壞最小但又足夠大以避免穿過玻璃22且被攝像機獲得的光的衍射的問題，該衍射將損害觀測的圖像的質量。
[0061]實際上，β例如是大約50°。
[0062]該傾斜還允許觀測組件30具有在前面和向下的自由的視場。
[0063]此外，根據本發(fā)明，由于窗口 22在凹部20中的定位，在窗口 22的上緣66處沿切向獲取的由窗口 22的平面Ρ2和外殼14的相鄰后面區(qū)域64的平面Ρ3形成的角度Y，在對應于穿過軸線Α-Α’的豎直平面的中間軸向平面上小于35°，優(yōu)選地小于30°。
[0064]該角度值Y在飛行器12在大量空氣中運動的過程中使氣動破壞最小。
[0065]窗口 22沿其平面Ρ2測定具有高度hi，該高度hi比在其邊緣62A、62B之間測定的寬度小。
[0066]玻璃28覆蓋窗口 22。該玻璃例如由對于紅外輻射或紫外輻射透明的材料制成，例如由光學性質與傳感器70的技術特征兼容的玻璃制成。其密封地封閉窗口 22。
[0067]玻璃28完全被包括在凹部20中。
[0068]參照圖2，觀察組件30包括四個光學傳感器70和連接至光學傳感器70的處理單元72，以顯示位于飛行器12前面的空間的特征圖像。
[0069]光學傳感器70被安裝在窗口 22的后面，例如與玻璃28接觸。
[0070]處理單元72能夠分析從傳感器70接收的信號以形成圖像，并且在駕駛艙18中顯示該圖像以使其對飛行器12的飛行員有用。該圖像例如被顯示在駕駛艙的屏幕上或頭頂上的觀察裝置上。
[0071]當飛行器12在飛行中時，在機頭部分10的外殼14中的、至少部分地容納窗口 22的凹部20的存在確保了特別在著陸階段的過程中通過使用光學傳感器70對位于該飛行器的前面和下方的空間的有效觀察。
[0072]此外，將窗口 22及其玻璃28至少部分地定位在凹部20中使在飛行器12上的氣動破壞最小。特別地，將窗口 22及其玻璃28塞入凹部20中大體上消除了與相對于機頭錐體38的上表面明顯突出的帽材發(fā)生的尾流分離。
[0073]因此，位于機頭部分10的區(qū)域中的氣動測量探測器(未示出)沒有被破壞并且恰當地運行。因此這能夠通過提供對位于飛行器12前面的地形的精確觀察提高飛行器12的駕駛條件，同時避免在飛行器12上的氣動破壞。此外，當加熱系統(tǒng)發(fā)生故障時，在冰凍條件下在窗口 22上形成的冰的數量減少。此外，在飛行器12的駕駛艙中的噪音減小。
[0074]根據本發(fā)明的第二種機頭部分110通過圖7至9圖示說明。
[0075]有別于圖1和2中示出的機頭部分10，窗口 22部分地包含在凹部20中，并且部分突出到凹部20的外側。
[0076]為此，外殼14的后面區(qū)域64形成沿飛行器的軸線縱向延伸并且相對于相鄰的側面區(qū)域突出的成型帽材112。在該示例中，帽材112具有向上定向的凸曲率。
[0077]有利地，窗口 22的表面的至少30%被定位于凹部中，例如50%。
[0078]機頭部分110的性能與機頭部分10也相似。但是，該機頭部分110特別地適合于具有小的直徑同時允許機頭部分110的前面部分和后面部分之間更加平緩過渡的斜率的機頭部分，這避免了任何分離的產生，盡管窗口 22部分突出。
[0079]可替代地，觀察組件30包括四個以外的多個傳感器和/或與示例所說明的布置不同布置的傳感器，或可以僅僅具有單個傳感器。特別地，對于特定的傳感器布置，窗口 22的側緣62A和62B要長于該窗口的下緣60和上緣66。
[0080]可替代地，窗口 22定位在機頭錐體38的下方、與開口 16相反的側面上、機頭部分IOUlO的下表面中。
[0081]在另一替代方案中，飛行器12是無人駕駛飛機，而且沒有通往駕駛艙18的主要開口 16，并且觀察組件30獲得的圖像被遠程地記錄或傳送至地面站。
[0082]根據又一替代方案，玻璃28不是與觀察組件30分離的元件，而是被集成在該組件中。
[0083]更加普遍地，每個傳感器70通過集成或施加在玻璃28上或者通過遠離玻璃28地定位而被定位在玻璃8的后面。
[0084]從上述描述和圖6可得知，在由窗口 22限定的平面P2和板50的平面Pl之間形成的角度Θ是非零的，并且有利地大于10°。
[0085]類似地，窗口 22的平面P2和外殼14的相鄰后面部分64的平面P3形成的角度Y是非零的，并且有利地大于10°。
【權利要求】
1.用于飛行器(12)的機頭部分(10;110)，其包括: -沿縱向軸線(A-A’)延伸的界定機頭錐體(38)的外殼(14)，所述外殼(14)界定窗口(22)； -相對于所述縱向軸線(A-A’)橫向延伸的封閉所述窗口(22)的玻璃(28)； -定位在所述外殼(14)中所述玻璃(28)后面處的光學傳感器(70)，特別是攝像機； 其特征在于，所述外殼(14)限定了凹部(20)，被所述玻璃(28)覆蓋的所述窗口(22)至少部分定位在所述凹部(20)中。
2.根據權利要求1所述的機頭部分(10;110)，其特征在于，所述凹部(20)在所述機頭錐體(38)中軸向地延伸。
3.根據權利要求1或2所述的機頭部分(10;110)，其特征在于，所述窗口(22)定位在所述凹部(20)的后部。
4.根據權利要求3所述的機頭部分(10;110)，其特征在于，所述凹部(20)在后面由所述窗口(22)以及封閉所述窗口(22)的平面(28)界定。
5.根據前述權利要求中的任一項所述的機頭部分(10;110)，其特征在于，所述凹部(20)在下面由大體上平坦的下板(50)界定。
6.根據權利要求5所述的機頭部分(10;110)，其特征在于，所述凹部(20)在側面由大體上豎直延伸的兩個側壁(52)界定。
7.根據前述權利要求中的任一項所述的機頭部分(110)，其特征在于，所述窗口(22)由上緣(66)界定，在中間軸向面上，所述窗口(22)的與所述上緣(66)相鄰的平面(P2)和所述外殼(14)的后面區(qū)域(64)的與所述上緣(66)相鄰的平面(P3)之間形成的角度(、)小于35°。
8.根據前述權利要求中的任一項所述的機頭部分(10)，其特征在于，被所述玻璃(28)覆蓋的所述窗口(22)部分突出到所述凹部(20)外側。
9.根據權利要求1至7中的任一項所述的機頭部分(10;110)，其特征在于，被所述玻璃(28 )覆蓋的所述窗口( 22 )完全包含于所述凹部(20 )中，而未突出超過所述凹部(20 )。
10.根據前述權利要求中的任一項所述的機頭部分(10;110)，其特征在于，所述凹部(20)形成在所述機頭錐體(38)的上表面中。
11.根據前述權利要求中的任一項所述的機頭部分(10;110)，其特征在于，所述機頭部分(10 ；110)限定了位于所述機頭錐體上方且被設計為通向駕駛艙(18)的主要開口(16)，所述機頭部分(10 ; 110)包括覆蓋所述主要開口( 16)的擋風玻璃(24)，并且所述窗口(22)有利地定位在所述主要開口(16)下方。
12.根據前述權利要求中的任一項所述的機頭部分(10;110)，其特征在于，所述凹部(20)具有向前會聚形狀的前緣(60A)，所述向前會聚形狀的前緣(60A)有利地是大體上三角形形狀的前緣。
13.一種飛行器(12)，其特征在于，所述飛行器(12)包括根據前述權利要求中的任一項所述的機頭部分(10 ;110)。
【文檔編號】B64D47/08GK103708021SQ201310464850
【公開日】2014年4月9日 申請日期:2013年10月8日 優(yōu)先權日:2012年10月5日
【發(fā)明者】法比恩·布法安尼斯, 伯努瓦·德·瑪伽文列, 奧利維爾·卡夫亞爾, 茲德涅克·約翰 申請人:達索航空公司