CN103693202B - 一种直升机回收系统 - Google Patents

Abstract

一种直升机回收系统，包括伞舱、转接装置和控制模块，伞舱与直升机螺旋桨主轴通过转接装置固连，并位于旋翼的上方；其中伞舱包括伞舱盖、降落伞包、弹射器、伞舱底板；伞舱盖为圆形或者流线型；伞舱盖为半圆形或者流线型的球壳，并扣合在伞舱底板上；降落伞包叠放在伞舱盖和伞舱底板形成的伞舱腔内部；弹射器置于伞舱腔内部，并固定安装在伞舱底板的中心，弹射器的分离部分固定连接于伞舱盖上；控制模块装载于直升机上，用于控制直升机回收系统的启动。该系统用于直升机在发生意外时减缓直升机的落地速度，增加降落时间，便于地面人员疏散，达到减少直升机撞击地面时的损伤。

Description

一种直升机回收系统

技术领域

本发明属于空间光学遥感器回收着陆技术领域，涉及一种可为直升机提供安全缓降作用的直升机的回收系统。

背景技术

在正常操控条件下，直升机可以通过调整自身姿态和螺旋桨速度来实现安全着陆，但对于一些特殊情况，例如飞机在飞行过程中突然丧失动力或者发生故障等紧急情况，一架造价不菲的直升机及其机上存储重要信息及光学遥感器就此坠毁，不但造成金钱的巨大损失，同时也丢失了具有重要价值的光学遥感器监测数据，且会对地面人员的安全造成严重的危险。

针对以上情况，目前现有的保护措施采用在直升机上增加降落伞装置，达到安全缓降的目的，但其设计存在以下几方面的不足：

（1）其降落伞采用火箭筒爆破后将伞弹出，其火箭筒置于伞包的容置盒外，且容置盒和火箭筒的整体形状破坏了直升机飞行时的空气动力学特性，同时，火箭筒的控制线外漏会造成直升机旋翼的卷绕，增加了直升机飞行时的安全隐患；

（2）该安全装置的控制引线直接接入驾驶室，只适合于有人直升机，并不适合于无人直升机。

（3）该安全装置不存在报警装置，直升机一旦发生意外坠落，将会威胁地面人员安全。

发明内容

本发明解决的技术问题是：克服现有技术的不足，提供了一种直升机回收系统，解决直升机在失控等紧急情况下的缓慢降落问题。

本发明的技术方案是：一种直升机回收系统，包括伞舱、转接装置和控制模块；伞舱与直升机螺旋桨主轴通过转接装置固定连接，并位于旋翼的上方；所述的伞舱包括伞舱盖、降落伞包、弹射器、伞舱底板；伞舱盖为圆形或者流线型；伞舱盖为半圆形或者流线型的球壳，并扣合在伞舱底板上；降落伞包叠放在伞舱盖和伞舱底板形成的伞舱腔内部；弹射器置于伞舱腔内部，并固定安装在伞舱底板的中心；弹射器的分离部分固定连接于伞舱盖上；所述控制模块装载于直升机上，用于控制直升机回收系统的启动。

所述的控制模块包括无线接收装置、发动机测速传感器、蜂鸣报警器、控制器；其中发动机测速传感器安装于直升机发动机转速输出端，无线接收装置、蜂鸣报警器、控制器根据直升机配平需要安装在直升机上；无线接收装置用于接收地面发送的回收系统启动指令，发动机测速传感器用于检测发动机转速，控制器用于控制回收系统启动，同时控制蜂鸣报警器发出报警声。

所述的降落包内的弹射器，可将降落伞包内的主伞拉出，完成倒拉伞开伞过程，且主伞为方形降落伞。

本发明与现有技术相比的优点在于：

（1）系统用于在直升机失控或者发动机停转等应急情况下，实现直升机的开伞，增加直升机的落地时间，减少系统的落地速度，同时具有蜂鸣报警功能，为地面人群争取较为充足的避险时间；

（2）启动回收系统后，直升机着陆速度较低，可以减少撞击地面时直升机的损伤；

（3）该系统可以增加直升机的落地时间，从而为分析故障创造有利条件，便于对直升机的挽救；

（4）该系统主要是针对无人直升机设计，且既可根据无人直升机的工作情况，自动启动回收系统，也可由地面操作人员发动指令启动回收系统；此外，该系统也可以用于有人直升机；

（5）该回收系统充分考虑了直升机飞行时的空气动力学特性，将弹射器置于整个伞舱的中心位置，其控制线包含在内部，没有外漏部分，且整个伞舱盖采用圆形或者流线型并尽量靠近螺旋桨，不影响直升机的飞行，且增加了开伞的成功率。

附图说明

图1为本发明系统的位置示意图；

图2为本发明系统的伞舱组成及位置示意图；

图3为本发明控制模块组成示意图；

图4为本发明系统的工作过程示意图；

图5为开伞后直升机的降速度与落地时间的关系曲线；

图6为开伞后直升机的高度与落地时间的关系曲线。

具体实施方式

图1为本发明专利系统位置示意图，直升机的回收系统装置安装在直升机的旋翼头的上方。

图2为本发明专利的伞舱组成及位置示意图。本发明直升机回收系统，包括伞舱、转接装置5和控制模块，伞舱与直升机螺旋桨主轴6通过转接装置固连，并位于旋翼的上方；其中伞舱包括伞舱盖1、降落伞包2、弹射器3、伞舱底板4；伞舱盖1为圆形或者流线型；伞舱盖1为半圆形或者流线型的球壳，并扣合在伞舱底板4上；降落伞包2叠放在伞舱盖1和伞舱底板4形成的伞舱腔内部；弹射器3置于伞舱腔内部，并固定安装在伞舱底板4的中心，弹射器3的分离部分固定连接于伞舱盖1上；控制模块装载于直升机上，用于控制直升机回收系统的启动。所述的降落包内的弹射器，可将降落伞包内的主伞拉出，完成倒拉伞开伞过程，且主伞为方形降落伞。

图3为本发明专利的控制模块组成示意图，所述的控制模块包括无线接收装置、发动机测速传感器、蜂鸣报警器、控制器，控制模块的所有部件均安装于直升机上，其中，发动机测速传感器安装于发动机转速输出端，其余器件可由专业人员根据直升机配平需要安排位置；无线接收装置用于接收地面发送的回收系统启动指令，发动机测速传感器用于检测发动机转速以判断直升机是否工作异常，控制器用于控制回收系统启动，同时控制蜂鸣报警器发出报警声。控制直升机是否开启回收系统，有两种方式：地面遥控启动和自动触发启动两种方式。地面遥控方式，需要在控制模块上增加无线接收装置；而回收系统自动触发，则需要故障检测装置（发动机测速传感器）在检测到信号异常时，需要经过10ms的延时判断是否是需要启动回收系统，以防止回收系统的误启动。回收系统启动时，需要按照时序分别启动弹射器3和蜂鸣报警器等，确保降落伞的顺利开伞，增加直升机落地时间，确保地面人员有足够的避险时间。

图4为本发明专利的系统的回收工作过程示意图，其步骤如下：

1.直升机处于平飞或者悬停状态；

2.当控制器发出启动落地缓冲指令时，弹射器3将降落伞包2和伞舱盖1弹出，拉直降落伞的吊带；

3.降落伞包2倒拉出伞；

4.伞舱盖1脱离降落伞，降落伞在气流的作用下张开，完成降落伞启动工作。

图5为开伞后直升机的降速度与落地时间的关系曲线；假设系统的输入条件是直升机整系统重量约为45kg计算，按照在海平面附近位置，直升机在100米高处悬停状态下开始启动回收系统（其系统启动时的初速度为0m/s），经过大约5.5s左右，直升机最终稳降速度约为5-6m/s，若系统直接从100m高处自由落体，则直升机的触地速度为44.3m/s，明显大于采用回收系统时落地速度。

图6为开伞后直升机的高度与落地时间的关系曲线，其系统启动条件，与图5中的条件相同，当启动回收系统时，由于弹射器3降落伞包2弹出，此时直升机机体具有一定的与弹射器3弹射方向相反的逆向速度，在气流作用下，降落伞将打开并张满，张满后组合体将以大约6m/s的速度匀速下落，从图6可以看出，若直升机在100米空中开始启动回收系统，则其降落到地面所需时间约14～15s，留空时间明显超过自由落体的4～5s。

整个直升机回收系统的工作流程如下：

1）当无人直升机发生故障无法正常降落时，有两种启动回收系统的方式：

（1）地面遥控启动：人为判断直升机系统需要启动回收系统，可以通过地面遥控装置发送启动指令，控制模块中的无限接受装置接收到地面的启动指令，传输给控制模块中的控制器，直接启动回收系统；，可以通过控制模块发出控制指令，启动直升机回收系统开始工作，同时蜂鸣报警器进行报警；

（2）自动触发启动：发动机测速传感器检测到发动机转速异常时，需要经过10ms的延时判断是否是需要启动回收系统，以防止回收系统的误启动。如果经过10ms的延时，发动机转速仍然异常，则控制器直接启动回收系统，蜂鸣报警器进行报警。

2）在控制模块的控制器发出启动回收指令后，降落伞包2内的弹射器3可将降落伞包2内的主伞拉出，且主伞采用方形降落伞伞，该伞形满足直升机回收工况下的强度及安全要求，并且有利于节约机上空间，降低回收系统自重；主伞的拉出方式采用倒拉方式，增加了开伞的成功率。

3）弹射器3在降落伞包2弹出的同时，伞舱盖1脱离伞舱，降落伞在气流作用下张开，直升机缓慢下降，完成整个直升机回收工作过程。

本发明说明书中未作详细描述的内容属本领域技术人员的公知技术。

Claims (1)

1.一种直升机回收系统，其特征在于：包括伞舱、转接装置(5)和控制模块；伞舱与直升机螺旋桨主轴(6)通过转接装置(5)固定连接，并位于旋翼的上方；所述的伞舱包括伞舱盖(1)、降落伞包(2)、弹射器(3)、伞舱底板(4)；伞舱盖(1)为半圆形或者流线型的球壳，并扣合在伞舱底板(4)上；降落伞包(2)叠放在伞舱盖(1)和伞舱底板(4)形成的伞舱腔内部；弹射器(3)置于伞舱腔内部，并固定安装在伞舱底板(4)的中心；弹射器(3)的分离部分固定连接于伞舱盖(1)上；所述控制模块装载于直升机上，用于控制直升机回收系统的启动；所述的控制模块包括无线接收装置、发动机测速传感器、蜂鸣报警器和控制器；其中发动机测速传感器安装于直升机发动机转速输出端，无线接收装置、蜂鸣报警器和控制器根据直升机配平需要安装在直升机上；无线接收装置用于接收地面发送的回收系统启动指令，发动机测速传感器用于检测发动机转速，控制器用于控制回收系统启动，同时控制蜂鸣报警器发出报警声；所述的降落伞包(2)内的弹射器(3)，可将降落伞包(2)内的主伞拉出，完成倒拉伞开伞过程，且主伞为方形降落伞；当无人直升机发生故障无法正常降落时，有两种启动回收系统的方式：

地面遥控启动：人为判断直升机是否需要启动回收系统，通过地面遥控装置发送启动指令，控制模块中的无线接收装置接收到地面的启动指令，传输给控制模块中的控制器，直接启动回收系统，同时蜂鸣报警器进行报警；

自动触发启动：发动机测速传感器检测到发动机转速异常时，需要经过10ms的延时判断是否是需要启动回收系统，以防止回收系统的误启动，如果经过10ms的延时，发动机转速仍然异常，则控制器直接启动回收系统，蜂鸣报警器进行报警。