CN105109694B - 一种防坠飞机及防坠操控方法 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及一种防坠飞机及防坠操控方法，包括通过活动锁扣相连接的机身和机座，所述机身包括驾驶舱、客舱和尾翼，所述机座包括货仓、燃油箱、起落装置、动力装置和机翼，所述尾翼也通过活动锁扣连接在机身尾端，所述客舱顶部设置有带机身飞升的螺旋桨防坠系统，所述客舱底部设置有防坠反冲装置，还包括设置在驾驶舱的控制系统，当飞机在空中发生事故时，该控制系统解开活动锁扣抛掉机座和尾翼，并控制螺旋桨防坠系统和防坠反冲装置运转使机身安全降落。本装置能够保证飞机在发生严重事故时能安全着落，具有广泛的应用前景。

Description

一种防坠飞机及防坠操控方法
技术领域
本发明涉及一种防坠飞机及防坠操控方法。
背景技术
作为20世纪最伟大的发明之一：飞机的发明让人类实现了千百年来人们“飞”的梦想。然而飞机对人类的影响也是一把双刃剑，飞机失事造成空难事故时有发生。其中2009年6月的法航447航班在机身完整的情况下高速坠入大西洋，机上228人全部遇难；2010年4月10日波兰总统卡钦斯基乘坐的图－１５４专机在从华沙飞往俄罗斯斯摩棱斯克市途中，在斯摩棱斯克“北方”军用机场附近降落时失事，共有９６人在飞机失事中遇难；2014年3月8日马来西亚航空MH370航班在从吉隆坡飞往北京途中失联，造成机上200多人失踪。无论是何种原因造成了如此惨烈的空难事故，都让人感到无比震惊和恐惧。据有关资料显示：全世界每年死于空难的约1000人，仅2014年上半年全球就发生了4起民航空难事故，造成了七百多人的死亡及失踪。
当每一次重大空难事故发生，人们纷纷质疑，为何不给客机装上降落伞呢？
这种质疑最后还因高空环境，跳伞需要技术等原因，以不可能，不现实被否定。
然而人类在避免飞机发生事故及飞机事故发生时，如何保住人的生命安全，进行了各种的探索。
其中为民航客机整机配备大型降落伞。这种做法用在小型飞机上已获得成功，但用在大型客机上还未实现，其中一个重要原因是飞机太大、太重。为了让大型商业客机，例如可以搭载大约500名乘客的波音747安全着陆，需要使用21个降落伞，每个降落伞的尺寸相当于一个足球场。这种做法显然不可行。为了减少降落伞伞盖数量，一种方式是在发生紧急情况时抛弃飞机的所有重型组件，例如机翼和发动机，降落伞只负责拯救客舱。以减少降落伞所需承受的重量。然而这种系统非常复杂而笨重，需要采用多个安全装置以防止降落伞无法展开的情况。但在客机发生紧急情况时，还是无法排除降落伞不能顺利展开的情况发生。
此外，降落伞的展开要有一定的空间高度和一定的时间，而飞机失事大多都在起飞时和降落时，这时飞机的高度都很低，一旦事故发生，没等降落伞打开，飞机早就坠地了。因此采用降落伞的办法理论上可行，但不切实际。
发明内容
本发明针对上述现有技术存在的问题做出改进，即本发明所要解决的技术问题是提供一种防坠飞机及防坠操控方法，能够保证飞机在发生严重事故时能安全着落，具有广泛的应用前景。
为了解决上述技术问题，本发明的一种技术方案是：一种防坠飞机，包括通过活动锁扣相连接的机身和机座，所述机身包括驾驶舱、客舱和尾翼，所述机座包括货仓、燃油箱、起落装置、动力装置和机翼，所述尾翼也通过活动锁扣连接在机身尾端，所述客舱顶部设置有带机身飞升的螺旋桨防坠系统，所述客舱底部设置有防坠反冲装置，还包括设置在驾驶舱的控制系统，当飞机在空中发生事故时，该控制系统解开活动锁扣抛掉机座和尾翼，并控制螺旋桨防坠系统和防坠反冲装置运转使机身安全降落。
进一步的，所述客舱顶部设置有可自动弹开的顶盖，该顶盖将螺旋桨防坠系统覆盖。
进一步的，所述螺旋桨防坠系统包括长条形基座，所述基座的两端分别设置有第一螺旋桨和第二螺旋桨，所述第一螺旋桨和第二螺旋桨分别位于基座中线的两侧，所述基座的中部设置有通过液压驱使转动的转轴，该转轴上设置有呈Z形的支撑杆，该支撑杆两端均为伸缩杆，所述支撑杆的两端部分别设置有第三螺旋桨和第四螺旋桨，所述支撑杆未启动时与基座中线相平行，以使第一、第三螺旋桨并排布置，第二、第四螺旋桨并排布置；所述四个螺旋桨均包括升降液压缸、设置在液压缸上的同轴电机和通过电机驱使转动的传动轴，所述传动轴侧壁上部设置有一个固定螺旋桨叶和铰接有至少一个活动螺旋桨叶，所述固定螺旋桨叶未启动时朝向基座中心平行布置，活动螺旋桨叶与固定螺旋桨叶重叠放置，所述传动轴的侧壁上设置有与活动螺旋桨叶数量相等的卡槽，该卡槽末端设置有弹簧插销，所述活动螺旋桨叶上设置有固定孔，以使传动轴带动活动螺旋桨叶沿卡槽转动至卡槽末端时，弹簧插销插入固定孔将活动螺旋桨叶固定。
进一步的，所述反冲装置为若干个反推火箭或气垫装置。
进一步的，还包括设置在机身内的液压系统和独立蓄电池，所述机身尾部还设置有水上推进器。
进一步的，所述活动锁扣包括与液压系统相连接的拉杆、若干个铰接在机身底部内侧壁上的挂钩、若干个设置在机座顶部内侧的挂杆，所述挂钩与挂杆数量相等，所述挂杆挂在挂钩上，所述挂钩上设置有推杆，所述拉杆上间隔设置有与挂钩数量相等的套环，所述推杆远离挂钩的一端穿过相对应的套环，所述挂杆包括固定在机座上的凸轴和套设在凸轴上转筒 ，当液压系统驱使拉杆横移时，拉杆带动挂钩沿其铰接轴心转动，挂杆从挂钩脱离。
进一步的，所述活动锁扣包括箍带、爆炸螺栓和无污染导爆索，用以机身、机座和尾翼的另一种脱离方式
进一步的，所述基座也通过活动锁扣固定在机身顶部。
为了解决上述技术问题，本发明的另一种技术方案是：一种防坠飞机的防坠操控方法，该方法采用如上所述的防坠飞机，按以下步骤进行：当飞机发生严重故障时，驾驶员启动控制系统，松开活动锁扣，弹开顶盖，同时甩掉机座和尾翼；第一、第二螺旋桨向上升起，螺旋桨叶迅速转动；支撑杆转动90°与基座呈直角，支撑杆两端分别向外伸长至预设长度，第三、第四螺旋桨向上升起，螺旋桨叶迅速转动；四个螺旋桨同时转动所产生的向上的升力，让机身缓慢平稳降落；当机身即将着陆时，机身底部的防坠反冲装置开始工作，进一步降低机身下降速度，确保机身安全着陆。
进一步的，通过控制四个螺旋桨的转速以保证机身的平衡。
与现有技术相比， 本发明具有以下有益效果：
1、结构简单，易于操作，没有整体降落伞的结构那么复杂笨重；
2、占用空间小，容易放置，不用整体降落伞所需占用较大的空间；
3、应急启动速度快，从拉动开关到第一、第二螺旋桨起转，最多不超过5—15秒钟；而整体降落伞的打开，需要较长的时间；
4、使用可靠，有开必行；而整体降落伞，由于结构复杂，在关键时能否顺利打开还是个未知数；
5、能在低空应急迅速开启使用，而整体降落伞在低空没有用武之地，未等降落伞打开，飞机早已坠地了。
下面结合附图和具体实施方式对本发明做进一步详细的说明。
附图说明
图1为本发明实施例中正常状态的构造示意主视图。
图2为本发明实施例中正常状态的构造示意侧视图。
图3为本发明实施例中甩掉机座和尾翼后状态的构造示意俯视图。
图4为本发明实施例中螺旋桨展开状态的构造示意侧视图。
图5为本发明实施例中螺旋桨展开状态的构造示意俯视图。
图6为本发明实施例中螺旋桨的构造示意图。
图7为本发明实施例中螺旋桨的爆炸立体图。
图8为本发明实施例中一种活动锁扣的构造示意图。
图中：1-机身，11-尾翼，12-基座，13-拉杆，14-挂钩，15-凸轴，16-转筒，17-推杆，18-套环，19-铰接轴心，2-机座，3-第一螺旋桨，31-传动轴，32-固定螺旋桨叶，33-活动螺旋桨叶，34-卡槽，35-固定孔，4-第二螺旋桨，5-第三螺旋桨，6-第四螺旋桨，7-转轴，8-支撑杆，81-伸缩杆，9-防坠反冲装置。
具体实施方式
实施例一：如图1~8所示，一种防坠飞机，包括通过活动锁扣相连接的机身1和机座2，所述机身1包括驾驶舱、客舱和尾翼11，所述机座2包括货仓、燃油箱、起落装置、动力装置和机翼，所述尾翼11也通过活动锁扣连接在机身尾端，所述客舱顶部设置有带机身飞升的螺旋桨防坠系统，所述客舱底部设置有防坠反冲装置9，还包括设置在驾驶舱的控制系统，当飞机在空中发生事故时，该控制系统解开活动锁扣抛掉机座2和尾翼11，并控制螺旋桨防坠系统和防坠反冲装置9运转使机身1安全降落。
本实施例中，所述客舱顶部设置有可自动弹开的顶盖，该顶盖将螺旋桨防坠系统覆盖。
本实施例中，所述螺旋桨防坠系统包括长条形基座12，所述基座12的两端分别设置有第一螺旋桨3和第二螺旋桨4，所述第一螺旋桨3和第二螺旋桨4分别位于基座12中线的两侧，所述基座12的中部设置有通过液压驱使转动的转轴7，该转轴7上设置有呈Z形的支撑杆8，该支撑杆8两端均为伸缩杆81，所述支撑杆8的两端部分别设置有第三螺旋桨5和第四螺旋桨6，所述支撑杆8未启动时与基座12中线相平行，以使第一、第三螺旋桨并排布置，第二、第四螺旋桨并排布置；所述四个螺旋桨均包括升降液压缸、设置在液压缸上的同轴电机和通过电机驱使转动的传动轴31，所述传动轴31侧壁上部设置有一个固定螺旋桨叶32和铰接有两个活动螺旋桨叶33，所述固定螺旋桨叶32未启动时朝向基座中心平行布置，活动螺旋桨叶33与固定螺旋桨叶32重叠放置，所述传动轴31的侧壁上设置有与活动螺旋桨叶数量相等的卡槽34，该卡槽末端设置有弹簧插销，所述活动螺旋桨叶上设置有固定孔35，以使传动轴31带动活动螺旋桨叶33沿卡槽转动至卡槽34末端时，弹簧插销插入固定孔35将活动螺旋桨叶固定。
本实施例中，所述反冲装置9为若干个反推火箭。
本实施例中，还包括设置在机身内的液压系统和独立蓄电池，液压系统为螺旋桨的转动和升降提供动力，控制活动锁扣的解锁，独立蓄电池为螺旋桨的转动和液压系统运行等独立供能，所述机身尾部还设置有水上推进器。当飞机降落水面螺旋桨防坠系统自动弹起时，水上推进器自动推动机身前进，以避免防坠系统重新掉落砸毁机身，同时能让机身在水面具有行进功能。当然，所述机身具有防水功能。
本实施例中，所述活动锁扣包括与液压系统相连接的拉杆13、若干个铰接在机身底部内侧壁上的挂钩14、若干个设置在机座顶部内侧的挂杆，所述挂钩14与挂杆数量相等，所述挂杆挂在挂钩14上，所述挂钩14上设置有推杆17，所述拉杆上间隔设置有与挂钩数量相等的套环18，所述推杆远离挂钩的一端穿过相对应的套环，所述挂杆包括固定在机座上的凸轴15和套设在凸轴上转筒16，当液压系统驱使拉杆横移时，拉杆带动挂钩沿其铰接轴心19转动，挂杆从挂钩脱离
本实施例中，所述基座12也通过活动锁扣固定在机身顶部。
本装置中，螺旋桨并排布置、螺旋桨叶折叠设计，都能大大的节省空间，设置在机身内的液压系统和独立蓄电池，保证了执行机构和能源机构不受飞机受损部件的影响，保证机身的防坠系统的独立运行。
本申请防坠飞机的防坠操控方法，按以下步骤进行：当飞机发生严重故障时，驾驶员启动控制系统，松开活动锁扣，弹开顶盖，同时甩掉机座和尾翼；第一、第二螺旋桨向上升起，螺旋桨叶迅速转动；支撑杆转动90°与基座呈直角，支撑杆两端分别向外伸长至预设长度，第三、第四螺旋桨向上升起，螺旋桨叶迅速转动；四个螺旋桨同时转动所产生的向上的升力，让机身缓慢平稳降落；当机身即将着陆时，机身底部的防坠反冲装置开始工作，进一步降低机身下降速度，确保机身安全着陆。
本实施例中，通过控制四个螺旋桨的转速以保证机身的平衡。
以上所述仅为本发明的较佳实施例，凡依本发明申请专利范围所做的均等变化与修饰，皆应属本发明的涵盖范围。

Claims (8)

1.一种防坠飞机，其特征在于：包括通过活动锁扣相连接的机身和机座，所述机身包括驾驶舱、客舱和尾翼，所述机座包括货仓、燃油箱、起落装置、动力装置和机翼，所述尾翼也通过活动锁扣连接在机身尾端，所述客舱顶部设置有带机身飞升的螺旋桨防坠系统，所述客舱底部设置有防坠反冲装置，还包括设置在驾驶舱的控制系统，当飞机在空中发生事故时，该控制系统解开活动锁扣抛掉机座和尾翼，并控制螺旋桨防坠系统和防坠反冲装置运转使机身安全降落；所述客舱顶部设置有可自动弹开的顶盖，该顶盖将螺旋桨防坠系统覆盖；所述螺旋桨防坠系统包括长条形基座，所述基座的两端分别设置有第一螺旋桨和第二螺旋桨，所述第一螺旋桨和第二螺旋桨分别位于基座中线的两侧，所述基座的中部设置有通过液压驱使转动的转轴，该转轴上设置有呈Z形的支撑杆，该支撑杆两端均为伸缩杆，所述支撑杆的两端部分别设置有第三螺旋桨和第四螺旋桨，所述支撑杆未启动时与基座中线相平行，以使第一、第三螺旋桨并排布置，第二、第四螺旋桨并排布置；所述四个螺旋桨均包括升降液压缸、设置在液压缸上的同轴电机和通过电机驱使转动的传动轴，所述传动轴侧壁上部设置有一个固定螺旋桨叶和铰接有至少一个活动螺旋桨叶，所述固定螺旋桨叶未启动时朝向基座中心平行布置，活动螺旋桨叶与固定螺旋桨叶重叠放置，所述传动轴的侧壁上设置有与活动螺旋桨叶数量相等的卡槽，该卡槽末端设置有弹簧插销，所述活动螺旋桨叶上设置有固定孔，以使传动轴带动活动螺旋桨叶沿卡槽转动至卡槽末端时，弹簧插销插入固定孔将活动螺旋桨叶固定。
2.根据权利要求1所述的防坠飞机，其特征在于：所述反冲装置为若干个反推火箭或气垫装置。
3.根据权利要求1或2所述的防坠飞机，其特征在于：还包括设置在机身内的液压系统和独立蓄电池，所述机身尾部还设置有水上推进器。
4.根据权利要求3所述的防坠飞机，其特征在于：所述活动锁扣包括与液压系统相连接的拉杆、若干个铰接在机身底部内侧壁上的挂钩、若干个设置在机座顶部内侧的挂杆，所述挂钩与挂杆数量相等，所述挂杆挂在挂钩上，所述挂钩上设置有推杆，所述拉杆上间隔设置有与挂钩数量相等的套环，所述推杆远离挂钩的一端穿过相对应的套环，所述挂杆包括固定在机座上的凸轴和套设在凸轴上转筒 ，当液压系统驱使拉杆横移时，拉杆带动挂钩沿其铰接轴心转动，挂杆从挂钩脱离。
5.根据权利要求3所述的防坠飞机，其特征在于：所述活动锁扣包括箍带、爆炸螺栓和无污染导爆索。
6.根据权利要求3所述的防坠飞机，其特征在于：所述基座也通过活动锁扣固定在机身顶部。
7.一种防坠飞机的防坠操控方法，该方法采用如权利要求3所述的防坠飞机，其特征在于，按以下步骤进行：当飞机发生严重故障时，驾驶员启动控制系统，松开活动锁扣，弹开顶盖，同时甩掉机座和尾翼；第一、第二螺旋桨向上升起，螺旋桨叶迅速转动；支撑杆转动90°与基座呈直角，支撑杆两端分别向外伸长至预设长度，第三、第四螺旋桨向上升起，螺旋桨叶迅速转动；四个螺旋桨同时转动所产生的向上的升力，让机身缓慢平稳降落；当机身即将着陆时，机身底部的防坠反冲装置开始工作，进一步降低机身下降速度，确保机身安全着陆。
8.根据权利要求7所述的防坠飞机的防坠操控方法，其特征在于：通过控制四个螺旋桨的转速以保证机身的平衡。
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