CN102826231B - 一种舰载机斜坡下滑起飞平台及应用航母和实现方法 - Google Patents

Abstract

一种舰载机斜坡下滑起飞平台及应用航母和实现方法，涉及海军武器领域，解决舰载机采用滑跃式起飞存在技术不足，包括有一条斜坡曲面跑道，在斜坡曲面跑道的坡顶端连接有支架载板，在支架载板的底部设有翻转驱动机构；在支架载板上设有在舰载机起跑前用于与舰载机的尾钩配合钩挂的击发式舰载机尾钩固定装置；所述的支架载板还连接有升降平台。利用舰载机自身重力和斜坡曲面跑道落差，使舰载机在起飞过程中在自身发动机推力的加速基础上又增加了重力加速，达到了节省燃料、缩短起飞距离、增加载荷、提高作战半径和作战力的目的，在日常运营的效费比上，优于已有起飞方式。

Description

一种舰载机斜坡下滑起飞平台及应用航母和实现方法

技术领域

本发明涉及海军武器领域，尤其是涉及一种航空母舰的舰载机加速起飞平台。 

背景技术

目前，公知的航空母舰上，固定翼舰载机起飞方式主要有两种：一种是采用蒸汽弹射装置使固定翼舰载机从甲板上起飞的弹射起飞方式，对舰载机自身的推重比要求不高且具有很高的效率。缺点是：1、效费比高，2、制造难度大，3、体积巨大占用甲板下有限的空间，4、对舰载机结构尤其是前起落架强度要求高；另一种是采用滑跃式起飞方式，即通过加强舰载机自身动力实现起飞阶段的加速度，这种方式需要在航母甲板前部舰艏位置设置10～15度  向上翘起的滑翘来增加升力，同时，在舰载机起飞过程中，需要航母以约50km/h的速度迎风航行，来达到增速的目的。虽然采用滑跃式起飞方式和装置的航母对舰体结构和设备及舰载机前起落架强度要求不高，具有较低的准入门槛，但缺点是：1、要求舰载机要有较高的推重比（舰载机发动机推力和自身重量之比）。2、由于航母甲板限制了起飞跑道的长度，制约了舰载机的有效载荷，限制了舰载机的航程和弹药数量，作战力弱，起飞推重比较低的固定翼预警机变得更加困难。 

发明内容

本发明的目的主要在于解决舰载机采用滑跃式起飞存在技术不足，而提出一种舰载机斜坡下滑起飞平台及应用航母和实现方法。 

为解决本发明提出的技术问题，采用的技术方案为：一种舰载机斜坡下滑起飞平台，其特征在于：包括有一条斜坡曲面跑道，在斜坡曲面跑道的坡顶端通过支架载板连接轴连接有支架载板，在支架载板的底部设有用于顶升支架载板以支架载板连接轴为支点旋转，使支架载板翻起与斜坡曲面跑道平滑对接的翻转驱动机构；在支架载板上设有在舰载机起跑前用于与舰载机的尾钩配合钩挂的击发式舰载机尾钩固定装置；所述的支架载板还连接有用于阻挡舰载机尾焰气流，对舰载机施加反作用推力的折叠结构尾焰导流板；在支架载板后端位置设有升降平台。 

所述的斜坡曲面跑道的坡顶端与坡底端落差为20±3m。 

所述的支架载板处于水状态时嵌入在一个与其吻合的板槽内；所述的翻转驱动机构为连接在板槽与支架载板间的载板液压顶杆组。 

所述的尾焰导流板正面上设有悬挂支架，悬挂支架上设有椭圆轴；所述的支架载板底部两侧设有导向槽，导向槽的尾端连接有圆形槽，悬挂支架上的椭圆轴置于导向槽中，在尾焰导流板的前端与支架载板之间设有驱动尾焰导流板向尾部推进，当椭圆轴移入圆形槽中之后，尾焰导流板尾端向上翻转的一组翻板液压杆。 

一种应用所述起飞平台的航空母舰，其特征在于：包括有甲板和设于甲板上的舰岛体，所述的斜坡曲面跑道的坡底端与甲板平滑过渡，斜坡曲面跑道的坡顶端连接在舰岛体上。 

一种应用所述起飞平台的航空母舰，其特征在于：包括有甲板和设于甲板上的前舰岛体和后舰岛体，所述的斜坡曲面跑道的坡底端与甲板平滑过渡，斜坡曲面跑道的坡顶端连接在前舰岛体上；所述的前舰岛体上包含有驾驶、指挥及气象舱室；所述的后舰岛体设有雷达天线及航母常规动力发动机所需的烟筒。 

一种应用所述起飞平台的实现舰载机加速起飞的方法，其特征在于所述方法包括有如下步骤： 

1）、通过升降平台将舰载机升起后移动到支架载板上；

2）、在舰载机的尾钩与击发式舰载机尾钩固定装置钩挂后，翻转驱动机构驱动支架载板翻转，使之与斜坡曲面跑道平滑对接；

3）、尾焰导流板向后退出，并向上翻转，在舰载机开机后阻挡舰载机尾焰气流，对舰载机施加反作用推力；

4）、在舰载机发动机推力满足起飞条件后，击发式舰载机尾钩固定装置释放舰载机的尾钩，舰载机沿斜坡曲面跑道以斜坡下滑方式起飞。

本发明的起飞平台同样适用于直通式甲板的两栖攻击舰或直升机航母。 

本发明的有益效果是：1、利用舰载机自身重力和斜坡曲面跑道落差，使舰载机在起飞过程中在自身发动机推力的加速基础上又增加了重力加速，达到了节省燃料、缩短起飞距离、增加载荷、提高作战半径和作战力的目的，在日常运营的效费比上，优于已有起飞方式；2、间接增加了航空母舰上的跑道的长度和航空母舰甲板下的内部空间。将本发明提出的起飞平台和航空母舰舰岛集成为一体，可有效地利用舰岛体顶部及前部的空间，把平面的跑道向空间延展，消除了舰岛体对跑道长度的限制，斜坡曲面跑道下方变成了一个可以利用的封闭空间，减小了舰岛体的体积和雷达反射面积；3、和弹射起飞航空母舰相比，省出了一条弹射器等装置所占甲板下约500立方米的巨大空间，减轻了航空母舰自身重量，提高了有效载荷，避免了舰载机飞行员在弹射过程中所承受巨大的过载。4、本发明型作为一种辅助方式，使舰载机可同时拥有多种起飞方式供灵活选择，利于提高战时抗战损能力。5、现有舰载机应用本发明不用做任何改装，降低了技术实现难度。6、克服了原有左舷的起飞跑道和降落跑道重叠的问题，即在有舰载机降落左舷的起飞跑道封闭时，所述装置的跑道仍可正常使用，解决了舰载机起降重叠的瓶颈问题，增加了舰载机起降效率。7、所述装置结构简单，现有航空母舰可通过改装即可实施。 

附图说明

图1为发明的起飞平台使用状态参考图Ａ； 

图2为发明的起飞平台使用状态参考图Ｂ；

图3为发明的起飞平台使用状态参考图Ｃ；

图4为发明的起飞平台使用状态参考图Ｄ；

图5为发明的起飞平台的立体结构示意图；

图６为发明的起飞平台的左视结构示意图；

图7为发明的起飞平台的俯视结构示意图；

图8为发明的工作原理图；

图９为本发明的尾焰导流板工作状态图a；

图10为本发明的尾焰导流板工作状态图b；

图11为本发明的尾焰导流板工作状态图c；

图12为本发明为单舰塔航空母舰时的立体结构示意图；

图13为图12的主视图；

图14为本发明为双舰塔航空母舰时的立体结构示意图；

图15为本发明的理论数据对比表；

图16为本发明的起飞平台应用于直通式甲板的两栖攻击舰或直升机航母时的结构示意图。

具体实施方式

以下结合附图和本发明优选的具体实施例，对本发明的结构作进一步地说明。 

参照图1～11中所示，本发明提出的一种舰载机斜坡下滑起飞平台的整体结构包括有一条斜坡曲面跑道18，在斜坡曲面跑道18的坡顶端连接有支架载板3，支架载板3的底部设有翻转驱动机构9，在支架载板3上设有在击发式舰载机尾钩固定装置6，支架载板3还连接有用于阻挡舰载机1尾焰气流，对舰载机1施加反作用推力的折叠结构尾焰导流板10；在支架载板3后端位置设有升降平台2。 

本发明的舰载机斜坡下滑起飞平台的工作过程如下： 

如图１中所示，舰载机1滑行至升降平台2上的规定位置，升降平台2是一个运载舰载机1的升降电梯；如图２中所示，由升降平台2将舰载机1提升至处于水平状态的支架载板3一致的高度；如图３中所示，再移动舰载机1至支架载板3上的规定位置，舰载机1放下原降落用的舰载机尾钩5，舰载机尾钩5钩住支架载板3上面处于升起状态的击发式尾钩固定装置6使舰载机1处于稳定状态；如图4中所示，启动支架载板3底部的翻转驱动机构9，翻转驱动机构9驱动支架载板3尾端向上跷起，使得支架载板3与斜坡曲面跑道18的顶端斜度一致，也即是支架载板3与斜坡曲面跑道18平滑过滑，在具体实施过程中，支架载板3的水平夹角可为36左右度，此后，从支架载板3的底面平行向后移出尾焰导流板10至规定位置，尾焰导流板10尾端向上跷起，与支架载板3形成75～85度的夹角，遮挡住舰载机发动机尾喷口，舰载机1开机，尾焰导流板10阻挡舰载机1尾焰气流，起到导流的作用，同时还可以对舰载机1施加反作用推力。当满足起飞条件时，击发式尾钩固定装置6释放舰载机尾钩5，舰载机1脱离稳定状态，舰载机1在自身重量所产生的重力和发动机推力的作用下，由支架载板3向斜坡曲面跑道18方向开始滑跑，并实现加速，同时收起舰载机尾钩5，当舰载机1达到起飞速度时离舰飞行。

本发明提出的舰载机斜坡下滑起飞平台的各部件具体结构如下： 

图1及图９至图13中所示，斜坡曲面跑道18的坡顶端与坡底端落差为20±3m。支架载板3通过支架载板连接轴4活动连接，支架载板连接轴4作为支架载板3尾端上向翻转时的支点，保证支架载板3能翻起与斜坡曲面跑道18平滑对接，支架载板3处于水状态时嵌入在一个与其吻合的板槽31内，支架载板3置于板槽31内时，支架载板3处于水平状态，舰载机1从升降平台2移动至支架载板3的行程中不会形成台阶，方便舰载机1的移动；所述的翻转驱动机构9为连接在板槽31与支架载板3间的载板液压顶杆组，也即是由多根液压杆并排构成。

而尾焰导流板10与支架载板3的具体结构为：尾焰导流板10表面由耐高温材料制成，尾焰导流板10正面上设有悬挂支架101，悬挂支架101上设有椭圆轴102；所述的支架载板3底部两侧设有导向槽14，导向槽14的尾端连接有圆形槽16，悬挂支架101上的椭圆轴102置于导向槽14中，在尾焰导流板10的前端与支架载板3之间设有驱动尾焰导流板10向尾部与支架载板3平行推进的一组翻板液压杆12，翻板液压杆12通过连接导向轴11与尾焰导流板10的前端活动连接，翻板液压杆12顶升，尾焰导流板10向后（图10中的右侧）退出，且退出过程中，尾焰导流板10保持与支架载板3相平行，退出过程椭圆轴102在导向槽14中同步向后移动，当椭圆轴102移至圆形槽16中之后，椭圆轴102可作翻转活动，在椭圆轴102移至圆形槽16中之后，翻板液压杆12继续顶升，椭圆轴102受限，停止后退，尾焰导流板10则以椭圆轴102为支点翻转，则尾焰导流板10尾端向上翻转跷起，遮挡在舰载机发动机尾喷口后侧位置。为了提升尾焰导流板10向后退出稳定性，能稳定保护与支架载板3相平行状态退出，支架载板3底部两侧还设有与连接导向轴11配合的滑槽103，滑槽103的尾端还设有在尾焰导流板10翻转时供连接导向轴11滑出的滑槽缺口17。 

参照图12和图13中所示，应用有上述舰载机斜坡下滑起飞平台的航空母舰，括有甲板7和设于甲板7上的舰岛体8，斜坡曲面跑道18的坡底端与甲板7平滑过渡，方向和航空母舰上的右舷跑道一致，并与中线对齐，并和右舷跑道连接成一个完整的跑道，舰载机1实现由支架载板3到斜坡曲面跑道18底端的加速，到达斜坡曲面跑道18底端与甲板7衔接处后，再由发动机推力沿着与航空母舰舰艏跑道继续加速，达到起飞速度后离舰飞起。航空母舰舰艏可以是上翘的滑翘，如果航母上有弹射起飞装置，航空母舰舰艏也可以是水平的；斜坡曲面跑道18的坡顶端连接在舰岛体8上，上述舰载机斜坡下滑起飞平台与舰岛体8集成为一个整体的舰岛。舰岛体8保留已有舰岛功能，如舰岛体8包括多层的驾驶、指挥、降落等各种舱室和右侧向上突起的各种天线机座和烟筒等组成，如采用核动力可省略烟筒这一装置以减小体积，舰岛体8和斜坡曲面跑道18上部十字交叉状连接，左右是悬空的，右侧伸出的宽度大于左侧，天线机座、烟筒等距离斜坡曲面跑道18的宽度因舰载机的翼展而定。本发明所称的舰载机1可以是舰载战斗机，也可以是舰载预警机1’，或舰载空中加油机等舰载固定翼飞机。 

以排水量约为6万吨的常规动力滑跃式起飞的航空母舰为例，吃水深度约为10米，甲板7的长度约为305米，宽约为78米。上述斜坡下滑起飞平台安装在甲板7的右舷适当的位置上，最前端距舰艏110米，斜坡曲面跑道18高度为20米，还可保留原有滑跃起飞跑道及装置。 

参照图14中所示，为了舰载机1在起飞时不影响舰岛体8上的天线工作，本实施方案：还可以将现有航空母舰的舰岛体一分为二为前舰岛体8和后舰岛体8’。其中前舰岛体8置于航空母舰甲板7的右舷中部，主要集成有前述的飞行平台、双层或多层的驾驶、指挥及气象舱室和部分设备天线等；后舰岛体8’置于航空母舰的右舷后方，主要是由舰载机降落的控制室、多种雷达天线及航母常规动力发动机所需的烟筒等组成（如采用核动力可省略烟筒这一装置以减小体积），是航空母舰的最高部分，也是雷达等电子侦测设备视野的需要。 

参照图16中所示，本发明的起飞平台还可以应用于直通式甲板的两栖攻击舰或直升机航母。 

如图8和图15所示，在舰载机1滑跑起飞初期，也可以根据舰载机1推力决定何时开加力（发动机满负荷运行），即在此过程可根据舰载机1的推重比（即推力和自身重量加自身载荷之比）大小决定何时开全加力，可以有多种动力配置方案，本例列举三种方案：如图8和图15中的分段图和表格所示。第一种是在舰载机1开始脱离击发式舰载机尾钩固定装置6的同时，图8所示的第一段开全加力；第二种是在斜坡曲面跑道18中段，图8所示的第二段开全加力；第三种是在斜坡曲面跑道18末端，图8中所示的第三段开全加力，上述动力配置方案均可使相应推力的舰载机实现顺利离舰起飞。 

根据牛顿第二定律原理和相关数学公式计算，本发明所达到的加速效果，如理论数据对比表图15所示，在跑道水平长度相同的情况下，不同推重比的舰载机1全程开加力，速度平均增加约25/km/h，加速效果和舰载机1发动机推重比成反比，推重比由1.15到0.6等几种情况下，相当于把跑道延长了35-55米。舰载机发动机推重比较高时，舰载机可以在滑行至斜坡曲面跑道18底端即和甲板连接处前，保持最低功率的着车状态，就可实现23m/s即约83km/h速度，然后再开全加力直至离舰起飞，以达到节省燃料的目的，这一点在日常高密度的舰载机起降训练时会节省大量的成本。 

Claims (7)

1.一种舰载机斜坡下滑起飞平台，包括有一条斜坡曲面跑道（18）和设有在舰载机（1）起跑前用于与舰载机尾钩（5）配合钩挂的击发式舰载机尾钩固定装置（6）；其特征在于：在斜坡曲面跑道（18）的坡顶端通过支架载板连接轴（4）连接有支架载板（3），在支架载板（3）的底部设有用于顶升支架载板（3）以支架载板连接轴（4）为支点旋转，使支架载板（3）翻起与斜坡曲面跑道（18）平滑对接的翻转驱动机构（9）；所述的击发式舰载机尾钩固定装置（6）设在支架载板（3）上；所述的支架载板（3）还连接有用于阻挡舰载机（1）尾焰气流，对舰载机（1）施加反作用推力的折叠结构尾焰导流板（10）；在支架载板（3）后端位置设有供舰载机升降的升降平台（2）。

2.根据权利要求１所述的一种舰载机斜坡下滑起飞平台，其特征在于：所述的斜坡曲面跑道（18）的坡顶端与坡底端落差为20±3m。

3.根据权利要求１所述的一种舰载机斜坡下滑起飞平台，其特征在于：所述的支架载板（3）处于水平状态时嵌入在一个与其吻合的板槽（31）内；所述的翻转驱动机构（9）为连接在板槽（31）与支架载板（3）间的载板液压顶杆组。

4.根据权利要求１所述的一种舰载机斜坡下滑起飞平台，其特征在于：所述的尾焰导流板（10）正面上设有悬挂支架（101），悬挂支架（101）上设有椭圆轴（102）；所述的支架载板（3）底部两侧设有导向槽（14），导向槽（14）的尾端连接有圆形槽（16），悬挂支架（101）上的椭圆轴（102）置于导向槽（14）中，在尾焰导流板（10）的前端与支架载板（3）之间设有驱动尾焰导流板（10）向尾部推进，当椭圆轴（102）移入圆形槽（16）中之后，尾焰导流板（10）尾端向上翻转的一组翻板液压杆（12）。

5.一种应用权利要求１～４任一项所述起飞平台的航空母舰，其特征在于：包括有甲板（7）和设于甲板（7）上的舰岛体（8），所述的斜坡曲面跑道（18）的坡底端与甲板（7）平滑过渡，斜坡曲面跑道（18）的坡顶端连接在舰岛体（8）上。

6.一种应用权利要求１～４任一项所述起飞平台的航空母舰，其特征在于：包括有甲板（7）和设于甲板（7）上的前舰岛体（8）和后舰岛体（8’），所述的斜坡曲面跑道（18）的坡底端与甲板（7）平滑过渡，斜坡曲面跑道（18）的坡顶端连接在前舰岛体（8）上；所述的前舰岛体（8）上包含有驾驶、指挥及气象舱室；所述的后舰岛体（8’）设有雷达天线及航母常规动力发动机所需的烟筒。

7.一种应用权利要求１～４任一项所述起飞平台的实现舰载机加速起飞的方法，其特征在于所述方法包括有如下步骤： 1）、通过升降平台（2）将舰载机（1）升起后移动到支架载板（3）上； 2）、在舰载机（1）的尾钩（5）与击发式舰载机尾钩固定装置（6）钩挂后，翻转驱动机构（9）驱动支架载板（3）翻转，使之与斜坡曲面跑道（18）平滑对接； 3）、尾焰导流板（10）向后退出，并向上翻转，在舰载机（1）开机后阻挡舰载机（1）尾焰气流，对舰载机（1）施加反作用推力； 4）、在舰载机（1）发动机推力满足起飞条件后，击发式舰载机尾钩固定装置（6）释放舰载机（1）的尾钩（5），舰载机（1）沿斜坡曲面跑道（18）以斜坡下滑方式起飞。