CN102358430A - 舰载机捕捉拦阻装置 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种舰载机捕捉拦阻装置，包括舰载机降落区域、舰载机拦阻装置、控制器以及舰载机捕捉装置；舰载机拦阻装置包括两套以上的拦阻体系，该拦阻体系包括拦阻钩、拦阻索以及缓冲装置；拦阻钩与舰载机起落架的扭力臂铰接，而拦阻索的一端与其中一组缓冲装置连接，另一端则依次绕过一组升降滑轮后与另一组缓冲装置连接；该组升降滑轮中的两相邻升降滑轮之间设置有一组弹射器；所述舰载机捕捉装置包括传感器；控制器根据传感器所反馈的信息，自动地控制弹射器的动作。该装置能保证舰载机在飞行时的空气动力不受拦阻钩的影响，降低舰载机着舰时拦阻钩跳起、振动现象的发生，提高舰载机着舰成功率，简化拦阻系统结构及减小其重量。

Description

舰载机捕捉拦阻装置

技术领域

本发明涉及一种舰载机捕捉拦阻装置，属于舰载机辅助安全着舰的拦阻系统。

背景技术

现代喷气式舰载机着舰速度越来越大，如果不经过拦阻，飞机着舰后至少要滑行上千米才能停止，而一般航空母舰的飞行甲板长度只有200~300米，因此航空母舰上必须配备拦阻装置，它主要由拦阻机、拦阻索、拦阻网等组成。舰载机在其尾部安装有一个可以收放的拦阻钩，航空母舰甲板上铺放着3-4道拦阻索，在甲板下安装有拦阻机，拦阻机与拦阻索相连。当飞机着舰时将阻拦钩放下，使其钩上拦阻索，拦阻索再带动拦阻机内部的柱塞运动，使得液压缸中的流体流向蓄液筒，从而将飞机着陆时的动能消耗掉，实现飞机的着舰。

美国海军备有4道拦阻索，第一道设在距斜甲板尾端55米处，然后每隔14米设一道，由弓形弹簧张起，高出飞行甲板30-50cm。当舰载机降落时，拦阻钩放下，其位置比起落架还低，着舰点在1、2道拦阻索之间为好，这就要求飞行员有很高的操纵技术。美国航母的MK-73型拦阻索缓冲器可使30吨重的舰载机以71.36m/s的速度着舰后滑跑91.5米停止。

对于现有的舰载机拦阻技术有其不足之处：

(a)舰载机方面：

由于拦阻钩是安装在舰载机尾部，无法收入机身内部，因此对舰载机在空中飞行时的空气动力有较大的影响。此外，拦阻钩放下时与飞行甲板平面的夹角不能太大，对于拦阻钩的外形及长度有较为严格的要求。在舰载机着舰时，拦阻钩撞击甲板会有跳起和振动现象的发生，这对于拦阻钩顺利钩上拦阻索有极为不利的影响。

(b)航空母舰方面:

拦阻机是固定于甲板之下的，拦阻索的初始位置无法移动，对于舰载机驾驶员的着舰技术要求较高。若着舰太前，飞机拦阻钩钩住拦阻索的机率降低；若着舰太后，则有碰上航空母舰舰尾的危险。此外，拦阻索需要若干个导向滑轮用于引导拦阻索的方向，拦阻机在拦阻时需要提供极为巨大的拦阻力，导致拦阻系统结构复杂，重量很大。

发明内容

本发明针对现有技术的不足，提供一种舰载机捕捉拦阻装置，该装置能保证舰载机在飞行时的空气动力不受拦阻钩的影响，降低舰载机着舰时拦阻钩跳起、振动现象的发生，提高舰载机着舰成功率，简化拦阻系统结构及减小其重量。

为实现以上的技术目的，本发明将采取以下的技术方案：

一种舰载机捕捉拦阻装置，包括舰载机降落区域、舰载机拦阻装置、控制器以及舰载机捕捉装置；所述舰载机拦阻装置包括两套以上的拦阻体系，每一套拦阻体系包括拦阻钩、拦阻索以及安装于舰载机降落区域的缓冲装置；拦阻钩与舰载机起落架的扭力臂铰接，而拦阻索的一端与其中一组缓冲装置连接，另一端则依次绕过一组升降滑轮后与另一组缓冲装置连接，两组缓冲装置在各升降滑轮连线的同侧设置；该组升降滑轮中的两相邻升降滑轮之间设置有一组用于弹起拦阻索的弹射器，弹射器固定安装在舰载机降落区域，且弹射器的弹射板位于拦阻索的下方；所述舰载机捕捉装置包括用于检测舰载机在舰载机降落区域位置的传感器；控制器根据传感器所反馈的信息，自动地控制弹射器的动作。

所述的拦阻体系为两套，该两套拦阻体系平行地设置于舰载机降落区域。

所述的一组缓冲装置为一个缓冲器；一组弹射器为两个间隔设置的弹射器，且弹射器靠近升降滑轮设置。

所述弹射器包括下支撑板、作动筒、连接板以及弹射板；所述下支撑板安装在舰载机降落区域上所开设的凹槽的槽底；所述作动筒包括作动筒外筒以及与该作动筒外筒的内壁相配合的作动筒活塞杆，所述作动筒外筒分别通过第一连接板、第二连接板对应地与下支撑板和弹射板铰接，而作动筒活塞杆则分别通过第三连接板、第四连接板对应地与下支撑板和弹射板铰接；另外，所述弹射板配置有维持弹射板水平的弹射板同步机构，所述作动筒外筒通过导管与高压蒸汽锅炉连接，所述导管上安装有控制阀门，控制器根据传感器所反馈的信息，自动地连通/截断控制阀门；所述控制阀门连通时，弹射器处于展开状态，所述控制阀门闭合时，弹射器处于折叠状态，且弹射器处于折叠状态时，弹射板的上表面与舰载机降落区域表面平齐。

所述弹射板同步机构与弹射板组成铰链四杆机构。

所述拦阻索为6绳股聚乙烯纤维捻成。

根据以上的技术方案，可以实现以下的有益效果：

1、拦阻钩安装于舰载机起落架上，在舰载机飞行时可以随着起落架一起收入机身内，消除了拦阻钩所引起的空气动力学方面的干扰；

2、舰载机拦阻钩长度较小，着舰与飞行甲板碰撞时拦阻钩跳起及振动现象较轻微；

3、将传感器安装于舰载机降落区域上，使得舰载机的着舰位置要求降低，提高了舰载机着舰成功率；

4、将弹射器安装于舰载机降落区域上，在计算机的控制下将高压蒸汽冲入坐动筒内，可以将拦阻索在极短时间内弹起离地，增加了拦阻钩钩中拦阻索的几率；

5、通过拦阻钩与拦阻索的连接，整个拦阻系统与舰载机一起运动， 省略了拦阻机的使用，使得拦阻系统结构更为简洁，重量大大降低。

附图说明

图1是本发明所述舰载机捕捉拦阻装置的结构示意图。

图2是图1中不包括舰载机的捕捉拦阻装置的结构示意图。

图3是本发明所述舰载机起落架的结构示意图。

图4是本发明所述弹射器的结构示意图。

图中标号名称：1、可滑动可控运动降落区，2、舰载机，3、起落架，4、拦阻钩，5、拦阻索，6、传感器，7、弹射器，8、升降滑轮，9、缓冲器，10、起落架支柱，11、起落架支柱，12、起落架机轮，13、上扭力臂，14、下扭力臂，15、作动筒外筒，16、作动筒活塞杆，17、导管，18、下支撑板，19、弹射板，20、弹射板同步机构，21、连接板。

具体实施方式

附图非限制性地公开了本发明所涉及优选实施例的结构示意图；以下将结合附图详细地说明本发明的技术方案。

如图1至4所示，本发明所述的舰载机捕捉拦阻装置，包括舰载机降落区域、舰载机拦阻装置、控制器以及舰载机捕捉装置；该舰载机降落区域为可滑动可控运动降落区；所述舰载机拦阻装置包括两套以上的拦阻体系，附图中所示的拦阻体系为两套，该两套拦阻体系平行地设置于舰载机降落区域；每一套拦阻体系包括拦阻钩、拦阻索以及安装于舰载机降落区域的缓冲装置；拦阻钩与舰载机起落架的扭力臂铰接，而拦阻索的一端与其中一组缓冲装置连接，另一端则依次绕过一组升降滑轮后与另一组缓冲装置连接，两组缓冲装置在各升降滑轮连线的同侧设置；该组升降滑轮中的两相邻升降滑轮之间设置有一组用于弹起拦阻索的弹射器，弹射器固定安装在舰载机降落区域，且弹射器的弹射板位于拦阻索的下方；所述舰载机捕捉装置包括用于检测舰载机在舰载机降落区域位置的传感器；控制器根据传感器所反馈的信息，自动地控制弹射器的动作。附图中所示的一组缓冲装置为一个缓冲器；一组弹射器为两个间隔设置的弹射器，且弹射器靠近升降滑轮设置。如图4所示，所述弹射器包括下支撑板、作动筒、连接板以及弹射板；所述下支撑板安装在舰载机降落区域上所开设的凹槽的槽底；所述作动筒包括作动筒外筒以及与该作动筒外筒的内壁相配合的作动筒活塞杆，所述作动筒外筒分别通过第一连接板、第二连接板对应地与下支撑板和弹射板铰接，而作动筒活塞杆则分别通过第三连接板、第四连接板对应地与下支撑板和弹射板铰接；另外，所述弹射板配置有维持弹射板水平的弹射板同步机构，下支撑板同样也配置有维持其水平的支撑板同步机构；所述作动筒外筒通过导管与高压蒸汽锅炉连接，所述导管上安装有控制阀门，控制器根据传感器所反馈的信息，自动地连通/截断控制阀门；所述控制阀门连通时，弹射器处于展开状态，所述控制阀门闭合时，弹射器处于折叠状态，且弹射器处于折叠状态时，弹射板的上表面与舰载机降落区域表面平齐。所述弹射板同步机构与弹射板组成铰链四杆机构；而支撑板同步机构与下支撑板组成铰链四杆机构。所述拦阻索为6绳股聚乙烯纤维捻成。

所述的可滑动可控运动降落区，包括降落区浮动板，所述拦阻钩安装在舰载机上，而拦阻索则安装在降落区浮动板的上表面，且拦阻索上安装有用于检测拦阻索受力情况的力传感器；所述降落区浮动板的下表面通过减震缓冲支撑装置支撑在飞行甲板上；所述减震缓冲支撑装置包括轮轴、设置在轮轴与降落区浮动板之间的减震缓冲装置以及安装在轮轴上的滚轮；所述轮轴与动力驱动装置的输出端连接，所述滚轮配置有刹车装置，该刹车装置包括刹车片、与刹车片连接的刹车伺服驱动装置以及刹车控制装置，所述刹车控制装置根据力传感器所反馈的信息，自动控制刹车伺服驱动装置的输出；所述动力驱动装置包括动力装置、用于检测轮轴和降落区浮动板在飞行甲板上位置的位移传感器以及运动控制装置，所述运动控制装置根据位移传感器以及力传感器所反馈的信息，结合舰载机着舰时的方位姿态角，自动控制动力装置的输出。所述飞行甲板上铺设有一组与滚轮配合使用的导轨；该组导轨中的每一条导轨的两端部均设置有限位锁。所述减震缓冲装置包括支撑弹簧以及支撑阻尼器；所述轮轴的两端附近的轴体上均安装有支撑悬架；所述支撑弹簧的一端与其中一个支撑悬架连接，另一端则与降落区浮动板的下表面连接；所述支撑阻尼器的一端与另一个支撑悬架连接，另一端则与降落区浮动板的下表面连接。

升降滑轮为“颈部”较长的滑轮，因此，可以使得拦阻索在弹射器的弹射作用下沿“颈部”向上移动，实现拦阻钩与拦阻索的扣接。传感器一共有三个，对应于舰载机三个轮子铺设在可滑动可控运动降落区。

附图中：拦阻钩以铰接形式安装于舰载机起落架扭力臂上，舰载机在空中飞行时可随起落架收入机身内，在着舰时可相对于起落架向后放下；还包括可滑动可控运动降落区，安装于航空母舰飞行甲板上，可沿舰载机航向前后移动，其上表面开有4个凹槽，凹槽内部装有用于弹起拦阻索的弹射器，弹射器在折叠压缩时保持与可滑动可控运动降落区上表面等高；还包括3个安装于凹槽后部的感应器，用于感应舰载机起落架在可滑动可控运动降落区的位置；还包括4个升降滑轮安装于凹槽两侧，4个缓冲器固定安装于升降滑轮的后侧；还包括拦阻索连接一端缓冲器后绕过升降滑轮旋转90°至与舰载机航向垂直，平铺于可滑动可控运动降落区上，刚好通过两个弹射器的弹射板然后绕到另一边的升降滑轮旋转90°连接于另一端的缓冲器。

当舰载机2满足正常着舰要求，以规定速度靠近航空母舰准备着舰时，航空母舰上的工作人员通过装设在航空母舰上的精确跟踪雷达，测得舰载机2在降落过程中的实际位置和运动情况，将这些测得的参数输入到计算机中，计算得出舰载机2正确的着舰位置。可滑动可控运动降落区1安装于航空母舰的飞行甲板上，通过舰上计算机的控制将可滑动可控运动降落区1的位置调节至舰载机2的正确着舰位置，以保证舰载机2的着舰位置始终位于可滑动可控运动降落区1的靠后端。

拦阻钩4的安装示意图如附图3所示，舰载机2即将着舰时，放下起落架及拦阻钩4，拦阻钩4头部位置比起落架还低，当舰载机2顺利在可滑动可控运动降落区1上滑跑时，拦阻钩4在可滑动可控运动降落区1上拖地前进，当起落架机轮12压过可滑动可控运动降落区1上表面的传感器6时，传感器6输出一个信号至航空母舰的中心计算机，中心计算机控制航空母舰锅炉上的阀门打开，高压蒸汽通过导管17冲入弹射器7的作动筒中。弹射器7示意图如附图4所示，作动筒外筒15和作动筒活塞16受到高压蒸汽冲击向相反方向运动，推动4块连接板21的转动，同步机构20是一个4连杆机构，能够保证弹射板19一直处于水平状态，弹射板19竖直向上弹起，带动拦阻索5向上弹起。

由航空母舰的中心计算机控制响应时间，此时拦阻索5位于起落架机轮12与拦阻钩4中间且处于被弹至空中状态，舰载机2继续向前滑行，拦阻钩4撞上拦阻索5后继续滑行，拉力的作用使得拦阻钩4头部翘起，拦阻索5抬高，通过升降滑轮8连接至缓冲器9，缓冲器9提供缓冲作用避免舰载机2速度过大拉断拦阻索5。整个捕捉系统安装于可滑动可控运动降落区1上，捕捉拦阻系统将由舰载机2带动一起向前运动。航空母舰工作人员启动可滑动可控运动降落区1下方的刹车系统进行制动，以保证舰载机2带动着捕捉拦阻装置在预定的行程内速度下降为零，实现成功着舰。

Claims (6)

1.一种舰载机捕捉拦阻装置，包括舰载机降落区域以及舰载机拦阻装置，其特征在于：还包括控制器以及舰载机捕捉装置；所述舰载机拦阻装置包括两套以上的拦阻体系，每一套拦阻体系包括拦阻钩、拦阻索以及安装于舰载机降落区域的缓冲装置；拦阻钩与舰载机起落架的扭力臂铰接，而拦阻索的一端与其中一组缓冲装置连接，另一端则依次绕过一组升降滑轮后与另一组缓冲装置连接，两组缓冲装置在各升降滑轮连线的同侧设置；该组升降滑轮中的两相邻升降滑轮之间设置有一组用于弹起拦阻索的弹射器，弹射器固定安装在舰载机降落区域，且弹射器的弹射板位于拦阻索的下方；所述舰载机捕捉装置包括用于检测舰载机在舰载机降落区域位置的传感器；控制器根据传感器所反馈的信息，自动地控制弹射器的动作。

2.根据权利要求1所述的舰载机捕捉拦阻装置，其特征在于：所述的拦阻体系为两套，该两套拦阻体系平行地设置于舰载机降落区域。

3.根据权利要求1所述的舰载机捕捉拦阻装置，其特征在于：所述的一组缓冲装置为一个缓冲器；一组弹射器为两个间隔设置的弹射器，且弹射器靠近升降滑轮设置。

4.根据权利要求1所述的舰载机捕捉拦阻装置，其特征在于：所述弹射器包括下支撑板、作动筒、连接板以及弹射板；所述下支撑板安装在舰载机降落区域上所开设的凹槽的槽底；所述作动筒包括作动筒外筒以及与该作动筒外筒的内壁相配合的作动筒活塞杆，所述作动筒外筒分别通过第一连接板、第二连接板对应地与下支撑板和弹射板铰接，而作动筒活塞杆则分别通过第三连接板、第四连接板对应地与下支撑板和弹射板铰接；另外，所述弹射板配置有维持弹射板水平的弹射板同步机构，所述作动筒外筒通过导管与高压蒸汽锅炉连接，所述导管上安装有控制阀门，控制器根据传感器所反馈的信息，自动地连通/截断控制阀门；所述控制阀门连通时，弹射器处于展开状态，所述控制阀门闭合时，弹射器处于折叠状态，且弹射器处于折叠状态时，弹射板的上表面与舰载机降落区域表面平齐。

5.根据权利要求4所述的舰载机捕捉拦阻装置，其特征在于：所述弹射板同步机构与弹射板组成铰链四杆机构。

6.根据权利要求1所述的舰载机捕捉拦阻装置，其特征在于：所述拦阻索为6绳股聚乙烯纤维捻成。

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