CN106828961A - 航母舰载机智能导航势能转移可控拦阻软着舰系统 - Google Patents

航母舰载机智能导航势能转移可控拦阻软着舰系统 Download PDF

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Abstract

本发明公开了航母舰载机智能导航势能转移可控拦阻软着舰系统,它包括舰机甲板降落专用区、导入式上坡平台、拦阻车平台、舰机新型尾钩组合体、拦阻主索自动升索装置、台、车自动分离器、拦阻车平台定位槽及平衡防护罩、拦阻车的可控卸载装置、拦阻保险付索自动升索装置、拦阻车运行轨道、智能导航控制装置和拦阻车越位缓冲阻拦器;在智能化导航下降落;采用滑翔式慢速精准着舰;着舰后的自动纠偏上坡;前轮入槽定位后带来的自动升索;后轮登车后的瞬时台、车的自动分离;分离过程中保险付索自动上索;栏阻上索后的自动告知及势能转移;舰机与栏阻车运行中的匀称延时可控制动卸载;舰机与栏阻车卸载后返程归位;舰机下坡后的专用牵引车将舰机移机定位。

Description

航母舰载机智能导航势能转移可控拦阻软着舰系统
技术领域
本发明涉及航母舰载机智能导航势能转移可控拦阻软着舰系统。
背景技术
一、前言:目前世界航母舰载机着离舰领域技术程度的现状及存在的重大安全隐患
众所周知:目前世界上在十多个国家中共有大、中、小型各类现役航母20多艘,而美国一家就拥有11艘,且经历百年来的持继发展并经几次重大的技术升级和更替后全部实现了功能强大的核动力。在对舰机的离舰方式上也都采用了蒸汽弹射器。特别是2013年10月下水的超大型10万吨级“福特”号航母上更装备了现代科技含量更高的电磁弹射器使航母的作战能力上得到进一步的提升。
除美、法两国拥有舰载机的弹射器外,其它国家如:俄罗斯、印度、西班牙、意大利、泰国、巴西等国及我国的“辽宁”号航母上都因缺乏这项专门的技术及科技实力的支撑暂只能采用普通的滑跃方式起飞,故综合作战能力受到极大的限制。而在舰载机的着舰方面,由于受到舰机着舰过程中重量加速度产生的巨大势能,而降落航母甲板距离又过短这一现实原因的制约,近几十年来各国不约而同的都采用在舰机尾部装置活动尾钩,通过尾钩钩住横卧在甲板上的拦阻索,利用高强度的拦阻钢索拉力强行拽停舰机的方式,这种方式简单、直接,但可靠性差。强拽停机不但造成舰机的强度受损,缩短舰机使用寿命,更由于着舰过程中存在各种复杂的不确定性因素影响极易产生舰机与拦阻索的“脱钩”现象,俯冲而下惯性势能十分巨大的舰机因速度、角度等原因接触不到甲板或接触甲板后又因种种原因无法上钩后,飞行员只能选择飞机重新加大动力再次升空复飞后进行二次着舰。由于此时有限的甲板距离更短,再次升空的初速偏小,飞行员驾驶由着舰模式瞬间又紧急转入复飞升空模式,舰载机处于一种十分危险的境地,心理压力高度紧张的飞行员操作稍有不慎,即有可能坠入前方的大海中,即使飞行员果断的启用弹射座驾后也因升空高度大低,降落伞来不及张开而造成机毁人亡的惨局。为尽量避免这种现象的发生机率,各航母国大都采用带动力增速降落的方法,但这种无奈之举更为舰机的顺利上钩增加了挑战性和不确定性。由于着舰作业的方式细节牵涉到舰机安全的特殊性,因此也成为各航母国密而不宣的航母重大核心关健技术之一。
据有关资料显示:单就美国一家几十年来就有800余架舰载机在着舰过程中遭遇事故而损毁,600多名训练有素的优秀飞行员不幸丧生,在发展航母的初期就有每平均二天就摔落一架舰机的记录。由于着舰作业中事故频发,飞行员安全风险极高,军事专家们一致认为这一职业的风险竟然高于宇航员的五倍,是普通陆基飞行员的20倍。而在媒体的报道中常常将这种高危作业比喻为“刀尖上的舞蹈”。为尽可能的减少这种事故的发生率,培训出合格的舰载机飞行员就成为各国航母各项任务中的重中之重。
美国在上世纪中期,原苏联在上世纪七十年代都开设了专门的舰载机飞行员培训中心,我国在“辽宁”号引进不久也加紧开设了专门的舰载机飞行员训练基地,并从陆基飞行员队伍中择优选拔再经3年左右,几千次的强化着·离舰科目的严格训练,其成绩综合考核合格后颁证才能正式从事这一高危岗位,而他们之间的淘汰率达到30%,2012年后我国海军航空兵部队也启用并开展了自主培训舰载机专业飞行员的模式截止到2016年底我国共自主培训专业飞行员35人。我们从资料的介绍中可见各国对航母舰载机飞行员的选拔、训练的严格程度,但在目前现行的着舰装备既安全技术保障条件下,仅仅依靠两、三道简单的拦阻索这单一方式就期待对培训后的每一名飞行员在今后大批量、高频次的每次着舰过程都能规避这种高危风险而绝不失手几乎难以完成,这对价值不菲的现代舰机(以美国F-18大黄蜂舰机为例:它的单机价值约为1.8亿美金,而更为先进的F22更达到2亿多美金)及宝贵的飞行员生命来说,现行这种押宝式的方式既不科学、更不合理。去年我国一级飞行员年仅29岁的张超烈士在模拟着舰训练中不幸遇难牺牲的事例使我们进一步感受到现行这种仅仅单一依靠拦阻索的着舰方式的危险性有了更为清醒的认识:我国的航母是我海军近年来由近海走向深蓝的一项全新的事业;一味照搬国外的做法单纯依靠对飞行员进行严格训练,而不是从源头上解决问题的做法显然还远远不够,我们应将更多的精力、智力进行整合,创新出彻底解决这一问题的有效方法,从根本上破解长期以来困绕舰机安全的世界性现实难题。
舰载机的着舰相对于离舰来说,具有的挑战性可能更大,就目前来说:离舰方式除了普通的滑跃方式(需要较长的跑道及受到起飞重量的严格限制)外还有蒸汽与电磁弹射,而本文作者经多年努力探研出的“势能弹射”方式因其原理可靠,结构简单、高效实用,成本低廉亦可作为一种新型实用的选择方案(已获得国家专利)而在着舰方面,(包括美国)都还在选用这种单一的着舰方式更能说明要解决上述问题的难度所在。虽然各航母国都投入了大量的精力、财力做了大量的研究工作,但基于它的特殊性,到目前为止仍没有取得突破性的进展。
简析航母舰载机降落过程中由于舰机自身重量大,以我国J-15型舰载机为例:它的自身重量为17.5吨,满载油料,挂满航弹后达到33吨,返航降落时重量也达到30吨左右,俯冲而下降落过程中较高的航速其重量加速度产生的惯性势能十分巨大,而航母结构上短距离的降落区域不足百米而实际的高效拦阻距离为60米左右如此短距离内如何在保障飞机绝对安全并迅速而有效的将这种巨大的势能瞬时消化,殆尽成为一个难于解决的矛盾,因此也成为几十年来摆在世人面前一道难以逾越的障碍。具体在3·5秒的瞬间,50-60米短距离内实现一次性的安全着舰(不允许着舰失败再进行二次复飞)成为实现上述目标的关键。实践证明:依靠舰机自身来消化这种巨大的势能既不安全也不现实。而现有单纯依靠拦阻索单一方式又存在上述重大的安全隐患及弊端且已到了非改不可的地步,它的出路究竟在哪里,
现有舰载机“智能导航·势能转移·可控拦阻车安全软着舰系统”由多个相对独立又集中统一的多个不同任务功能组成。
1、解析现行舰机:LSO人·人,天·舰互动方式存在的问题与不足。
目前航母舰机LSO(着舰协助)大至过程中以美国为例:(我国“辽宁”号航母舰机的着舰方式、战位布置、着舰设置及操作特点上基本与美国一致)。
当指挥中心下达指令准予舰机降落着舰后由6-8人组成的:LSO小组人员各就各位,准备相应的工作:甲板侧面大屏幕显示出舰机降落过程中多角度的画面及关键数据,着舰区域的状态,开启控制面板和通讯,闭路电视监控和菲涅尔透镜光学助降系统,一名LSO领航员则手控电话站立在降落区甲板中央充当座标,在舰机降落着舰前的十几秒钟内不断提醒飞行员修正高度、角度、速度的偏差,协助飞机着舰并降于甲板上的正确位置后成功钩住拦阻索。另一名LSO观测人员则紧盯飞机的飞行状态,当飞机偏差较大无法正常降落或降落后各种原因产生“脱钩”时立即扣动手中的板机让助降系统打出着舰失败须立即再次复飞的红灯,指示飞行员再次升空二次着舰。
从上述舰载机着舰作业大至过程的资料介绍中不难发现这套LSO操作流程中存在着明显的缺陷如:大屏幕电视显示的是从舰面拍摄到的多角度画面,它对飞行员事后的飞行分析,总结有一定的益处,而对飞行员降落操作当时的目标指示,飞行偏差的纠正没有实际的帮助,而站立在甲板跑道中央的LSO领航员的指示又因天·舰位置的反差,气候条件的变化、视角盲区的产生和着舰的瞬间飞行员所要兼故的事项大多等原因形成着舰故障。因此这种依靠人·人,天·舰之间的导航产生不准确和引起的误操作也就在所难免。而专司观测飞行状态及上钩情况的观测人员在发现难于上钩或发生“脱钩”之后才能扣动手中的板机,告知飞行员着舰失败须立即复飞再次升空,但留给飞行员的反应时间及驶出甲板的距离则更短,待升空的舰机危机风险进一步增加。
夜航着舰,相对于白天来说,高速的舰机在漆黑的环境中降落着舰其危险性更高,据有关资料介绍美国航母上的F-18大黄蜂舰机飞行员着舰时的感受:在降落过程中漆黑的环境中全凭白天的记忆与经验驾驶高速俯冲而下的舰机当时除了恐怖还是恐怖。从上述有关资料的介绍中我们可以大至了解到目前航母着舰方面因特殊的作业环境下,它所能提供的安全保障及LSO技术成熟的程度。
发明内容
针对上述背景技术中存在的问题,经本人数年深入研究:一个利用舰机“智能导航·势能转移·可控拦阻软着舰系统”小发明不失为能有效解决上述难题的好方法,它的具体工作原理,运行特点如下:
一、新型智能导航系统的设置目标构成与作用:
新型智能导航系统的设置及目标构成上将分二个阶段进行,初期阶段将在舰机降落的专用轮道的尾端部分正前方设置一个用于无线电电传装置的十字桅杆(见图)该桅杆主要用于有形座标的标识,它是世界航母装置上首创有利于舰机观测和操作着舰目标的有形座标标识(这是新型智能化软着舰系统结构带来的设置条件)。它的两侧长度、高度与舰机机翼宽度一致,高度与驾驶座驾视线齐平,并在其桅杆上设置有光电显示装置,白天桅杆作为明显的方向座标,夜航着舰时与跑道,舰机势能转移拦阻车,上坡平台,着舰降落点区域组成一条指示明确,径谓分明的发光LED灯带表面体的降落方位立体轮廓,为夜航着舰创造一个比白天更好的视觉条件。
第二阶段将在桅杆的中心位置装置通过研制的雷达(激光)电传互动靶标发射器,在每架舰机的前部相应部分装置该电传信号的互动接收器,并与控制中心相联组成一个三方智能化目标对接信号互动平台。舰机在着舰前将接收到控制中心发出的降落区域海况、风速、风向、可见度、舰速等相关重要信息提示及计算机根据着舰作业中诸单元推算的最佳方案,指导应有的速度、高度、角度实时数据显示告知飞行员,降落到一定距离内桅杆靶标标识雷达(激光)系统将自动接通并在舰机操纵液晶显示屏上发出十字对接图案,指导舰机的手动或自动重叠对接,如出现偏差,智能系统会及时报告并警示提醒飞行员及时纠正,对落点位置机载雷达会提前向飞行员精确报告测距,着舰挂索后会自动在舰机操纵台,桅杆发射台及控制中心同时亮出成功着舰上索的绿灯(该项指标已在本方案中已有解决措施)该二期目标实现后将使得人·机智能互动将更替现行的人·人,天·舰之间的差距互动,与势能转移,可控拦阻配套后将成为我国航母每一个架次中的可靠安全技术保障。而不是现行的仅仅依靠飞行员个人的飞行经验。而通过上述目标的实现及完善,这套智能互动系统将为今后舰机的自动着舰及无人机和大型预警机等特殊机型的着·离舰提供前瞻性的研究及技术支撑。要求达到上述目标的构成和实现从研发难度上可能不会太大,这是因为现在在普通的家用轿车中的倒车可视器中其中部分功能亦已实现,而我国神舟火箭系列与天宫试验室(大空试验站)的对接工艺已为我国成熟的技术,其结构原理亦可借鉴和移植(由于设及到舰机和控制中心的电控总成,上述目标任务的研制将由电传系统业务部门负责落实)。
:二、舰机势能转移的实现方法及结构运行特点:
如上所述:如何在保障着舰舰机绝对安全状态下一次性的在短暂的瞬间和几十米的短距离内将它所携带的巨大势能匀称,可控的消化殆尽实现软着舰目的,本解决方案中将采用如下步骤及相应的技术措施:
(1)着舰舰机经智能化导航系统的引领下,将在甲板指定的精确落点上着舰后,由于巨大的贯性驱动下将快速经过一个由人工设置的由宽逐渐变窄的过渡上坡平台(见图),该上坡平台两侧由内置钢板,外包橡胶层组成,而由宽逐渐变窄的结构墙则可在舰机落点前后方向稍有偏差时仍能顺利的驶(导)入舰机轮进入定向槽内并登上该平台。在该平台中段设置的三组定位槽(见图)和甲板轮轨组成舰机和拦阻车保持方向及标准轨迹的往返作业场。当降落的舰机快速驶离降落点后,经过过渡上坡平台(高度约1·1.2m左右),其势能得到一个消耗与减缓的过程,更重要的是:此后的舰机将进入一个由人工设置可精准控制方向、速度,进行舰机势能转移,卸载及可控拦阻的安全软着舰的控制区,这为下一步的作业展开创造了条件。
(2)舰机的前轮(导向轮)率先从中间定位槽中进入与之相联接的势能转移,可控拦阻车平台上,当快速进入后必将将它所携带的势能量迅速的转移给驮着它的拦阻车上并推动它一同前进,如果此时该拦阻车随舰机前轮前行,那么当后轮登上过渡平台后就有落于拦阻车前空置后留出空档上的危险,为防止这类现象的发生,本方案在过渡上坡平台与拦阻车结合部设计了一套只有当整个舰机(它的前、后轮)都登上拦阻平台上才自动分离的机构——(活动栓扣)它的作用是:在前轮经过时活动栓扣的扣板紧紧栓扣住拦阻车使过渡平台与拦阻车形成一体,而后轮刚驶入拦阻车上时,前轮碾压住动作杆,带动联动机构与过渡平台自动分离,并同时带动二次保险拦阻索的自动悬升,以防万一的“脱索”后的再次保险上钩。
经过自动分离后拦阻车独自驮着舰机一道前行,舰机尾钩经过与自动升起的拦阻索接触并经拦阻索弹簧组件缓冲处理后将舰机大部分的势能全部转移到拦阻车上,此时的拦阻车与舰机形成一个势能释放的组合体并完成势能的匀称分配,消耗与可控殆尽过程。
这个舰机快速登上驮着它的拦阻车并通过拦阻作业将势能迅速转移给拦阻车上的过程,在理论上与牛顿阐明的第一,第二运动力学定律概念相吻合(既定性英文称:Newton sfirstlaw定义:力是一个物体对另一个物体的作用,它使受力物体改变运动状态)。而在接下来的模拟试验中,当“舰机”快速登上与它同等重量(或重量偏轻,但其自身结构上具有制动阻力相当时),由于势能的迅速转移,并在势能总量不变但势能携带体增重叠加后,它的运动速度比之在登上拦阻车之前的单体舰机运动速度递减了约一半,这是因为舰机通过拦阻后它与拦阻车融为一体,势能锐减,而势能体确增大的缘故。这个动态下的模拟试验结果表明:通过拦阻车方式进行舰机势能迅速转移并安全进行可控卸载的可行性和可靠性。而在人们的日常生活中,这种势能的转移过程简单程度十分类似于人们(特别是小孩子)在快速的奔跑过程中迅速的登上携带的滑板车—人体的重量加快速奔跑形成的势能被迅速转移到滑板车上。
(3)舰机尾钩与拦阻索之间合理高效的结合其重要性不言而喻,而在一次性软着舰拦阻方式中的作用更成为软着舰作业成败的关键。为使舰机尾钩与拦阻索在这一新型软着舰方式中能够做到万无一失,经深入的研究,反复对比并模拟试验后新方案中将对现行的尾钩结构和横卧放在甲板上的拦阻索方式进行重大的技术创新和改造,具体表现为:
一是:在现行尾钩结构上增设一只便携式尾钩轮(见图)尾钩轮为铝制轻便结构,橡胶实心轮胎。当舰机着舰前放下尾钩后,尾钩轮将随尾钩一同在甲板上前行,这不但使尾钩具有避震的作用,又避免尾钩在甲板上高速拖拽过程中产生火花,形成安全隐患并损坏钩尖,更为重要的是这种尾钩平行设计在与拦阻索技改配套后将形成一个更为合理、高效可靠的新型上钩组合。
二是:在现行的尾钩内侧弯钩部分(钩索受力部分)加工钻制一个小孔,(见图)并在小孔内安装一只小型受力传感器,当尾钩成功钩住拦阻索后,拦阻索挤压传感器触头,传感器受压后接通信号电源,以亮绿灯的方式在舰机的操纵台,控制中心及智能桅杆靶标发射点向三方告知上索成功。
三是:在尾钩外弯钩部分的两侧加装一对上索擒索叉(见图)它的作用是该上索擒索叉的擒索位置前于尾钩部分。在尾钩还没有接触到拦阻索或拦阻索位置发生偏移等情况下,先于将拦阻索擒获并收于尾钩上钩部分内以避免万一的“脱索”现象的产生。
四是:当万一的“脱索”现象的产生后,由于还有接下来的二次备用保险付索早于主体拦阻索之前自动升索等待及设置在舰机轮胎定位槽底部的缓冲器和拦阻车专用轨道底部的弹簧缓冲器它们的作用不同于被动的拦阻网,拦阻网即使成功网住舰机,舰机与飞行员仍会受损而拦阻车上通过组合式多重阻档后,仍能进行卸载作业并进行可靠的回位等多重保险,以确保一次性着舰作业的万无一失。
(4)在这项舰机势能转移,可控拦阻软着舰系统中为配合尾钩与拦阻索每一次的上钩作业的可靠性,在拦阻索布置上将现行横卧在甲板上被动上钩将改变为拦阻索悬空在甲板一定高度后主动上钩的方式。它的结构与技术措施为:在拦阻车平台舰机前轮经过的定位槽内特定位置上设置一个埋入式弹簧开关触点,并在平台下层的空间布置有电路开关及电路延时器(运行中将它的延时调整为所需的2·3秒后自动断电)和强力型电磁吸盘及吸盘动作后带动托起拦阻索的起索器(见图)当舰机前轮驶上拦阻车后该定位槽位置时前轮胎碾压埋入式弹簧触头接通电路强力电磁吸盘动作带动托索器自动将横卧在甲板上的拦阻索托起到一定高度(高度可调整)并延时2·3秒后当尾钩上索后断电自动缩回到平台下面不影响接下来的回位作业。
由于托起的高度(经试验后再调整确定它的最佳接触高度)拦阻索将在可控速度、方向、角度、高度精准的位置上与尾钩结合上钩。上钩后的拦阻索在设置的弹簧缓冲器的缓冲后将 舰机上的势能全部迅速的转移到驮着并联接为一体的拦阻车上,拦阻车将在可控匀称的驮程中将舰机的势能消耗、殆尽。
拦阻车上的拦阻索作用只是在舰机与拦阻车进行结合融为一体的一个轻微接触工具,而非真正意义上的强行拦阻——当舰机与拦阻车迅速结合后,舰机所携带的势能90%以上将在行进过程中有效的可控释放掉,而不是钩·索两者之间相互激烈的抵触,瞬时冲击造成的互损。因此这也是衡量舰机硬着舰与软着舰方式的根本除别。这种工作机理上的除别还十分类似于一个高压气球的瞬时爆破,而后者的作用既有于在这个气球增压过程中设置了一个泄压阀,通过对它压力的延时排放达到安全运行的目的。这种新型可控拦阻卸载与现行单一拦阻索停机距离方式相比较:单一拦阻索的强拽(也就是说它的主体势能量消耗的距离为5-15m之间),而可控性拦阻方式的动能消耗殆尽整个过程将可控距离设计调整为30·50m之间。它的作用时间也由现行的2·3秒,延长为10-20秒之间是现行强拽停机时间与距离的多倍,这种可控性,延时性,长距离下的势能殆尽过程,将对舰机的结构保护及软着舰目标的实现奠定了扎实的基础。由于结构简单、高效,它的单次作业间隙时间预计将由现行的4分钟间距缩短到2分钟左右;这为高频次,大批量的战时安全着舰创造了优越条件。
(5)新型着舰钩·索组合系统的分析与对比
由于采用“智能导航系统的精确引导,降落舰机势能的有效转移及可靠性拦阻延时可控的作业,使得舰机在今后的着舰作业中一次性安全软着舰将成为现实并由此产生出重大的变化。
一是:飞行员在今后的着舰作业中再也不用在聚精会神操纵飞机着舰过程中又提心掉胆的防备“脱钩”、“断索”等故障及事故造成的严重后果了。因此,从一次性的着舰安全角度考虑将采用关闭动力系统进行滑翔式慢速降落,相对于带动力随时准备升空的高速降落方式,滑翔无动力降落方式它的航速要慢得多,然而产生的机载势能携带量也就要小得多。因此更有利于延时精准的制导下将舰机降落在正确的落点上,而且也有利于减少舰机中的机·索互相产生的冲击载量和新型钩·索组合的顺利上钩。
二是:新型着舰方式的改变将由现行的粗放型着舰方式改变为精准型着舰后,它的定位槽的设置确保了它的每一个架次中的运行轨迹的固定标准化。因为现行的着舰方式没有人为的干预设置,即使是同一个飞行员驾驶同一架舰机,它每次降落点及运行轨迹亦不相同,为保障舰机的上钩,因此只能选择在甲板上以中央为大致基准,拦阻索横卧的长度达到约10m左右。而新型钩索装置它横卧、悬升的长度为1·5m左右,悬升高度约:0.25m左右,舰机在定位槽方向控制下,精确的上钩点方位它的十·一误差的精确程度为:2cm之内,这在现行的着舰方式中是不可想象的,这是因为采用了精准的定位措施所至。这也为拦阻索精准检查及精准位置的防护提供了条件。
三是:现行的着舰方式中是以尾钩从甲板上拾索后才形成“上钩”的,而这个过程中由于舰机轮胎对拦阻索的碾压、冲撞、极易产生钢索的反弹和蹦跳而“脱钩”,新型钩·索组合采用的是托举起拦阻索到一定高度而尾钩又因平行托轮的设置变得在运行中高度一致且平稳,尾钩与拦阻索呈标准的十字结构后,加上上述措施形成的较慢的上钩速度及尾钩上的擒索双叉的位置前移擒索处理及多重保障,这些综合条件的具备与形成,基本接近于普通火车的相互对接了,据此分析它的可靠性将获得充分的保障。
三、势能转移拦阻车的可控卸载方法:
经拦阻车上的钩.索结合完成舰机的拦阻后舰机所携带的势能被迅速转移到驮着它的拦阻车上,而这个由单体舰机产生的势能量被消耗锐减后它形成新的势能体自身重量确得到叠加,在这种情况下,如采用可调式液压或机械制动都可达到可控状态下的制动效果。
由于拦阻车在专用的轮式跑道上完成舰机的着舰作业,而当舰机势能消耗殆尽后需要一个将舰机送回到降落点的回位作业,因此在拦阻车上设置有一套动力回位系统(内含:电动机、减速机、齿轮、链条传输带等 (见图),该设置将在运行的传动中会产生较大的机械传动阻力,只需将电动机与减速机之间的联接对轮稍加改造,设置一个可供方便调节松紧程度的单向抱闸装置并通过试验中对“抱闸”位置的调节后即可实行在30-50m跑道范围内的全程可控制动。在这个不同型号、重量级别舰机势能体的殆尽过程中将采用不同制动级别措施来处理,它的工作机理有如发动机的档位选择。
本发明要解决的技术方案是:航母舰载机智能导航势能转移可控拦阻软着舰系统包括舰机甲板降落专用区、导入式上坡平台、拦阻车平台、舰机新型尾钩组合、拦阻主索自动升索装置、台、车自动分离器、拦阻车平台定位槽及平衡防护罩、拦阻车的可控卸载装置、拦阻车运行轨道、拦阻车越位缓冲阻拦器和智能导航控制装置;所述导入式上坡平台由导入式上坡段,导档墙,舰机轮胎导入定位槽入口,自动分离器活动扣板组成;所述舰机新型尾钩组合体包括能将拦阻主索上钩的尾钩,所述尾钩的尾部设置有便携式平行尾钩轮,尾钩的内钩钩索部分设置有尾钩上索告知受压传感器,尾钩的两侧的擒索双叉两侧安装板上设置有擒索定位双叉、定位双叉拾索弹簧板;所述拦阻主索自动升索装置包括拦阻主索,所述拦阻主索通过拦阻付索与主索联接卡点与拦阻付索相连,设置在拦阻主索下方的升索托盘与升索增程杆相连,升索增程杆的支点与强力型电磁吸盘的吸附板相连,设置在拦阻平台的定位槽内的定位槽上索弹簧触头与电路延时器及强力型电磁吸盘串联相通;所述台、车自动分离器由舰机的前轮驱动动力、动作秆、动作杆轴、动作杆隐槽、钢绳转向轮、钢绳、钢绳分支锁扣、锥型活动栓回位弹簧、锥形活动栓、锥形活动栓燕尾槽、拦阻车边沿扣槽及设置在上波平台部分的活动扣板组成;所述车平台定位槽及平衡防护罩由左置定位槽、中置定位槽、右置定位槽、舰机越位缓冲器、舰机平衡防护罩组成;所述拦阻车的可控卸载装置包括电动机,电动机通过可调式抱闸对轮与减速机、及传动链轮、传动链条相连,并由传动链条带动拦阻车平台运动;所述拦阻保险付索自动升索装置由舰机前轮、动作杆、动作杆轴、动作杆隐形槽、钢绳转向轮、钢绳、钢绳分支锁扣、分支钢绳、升索主动齿轮、升索主动齿轮钢绳调节螺丝、升索架、拦阻付索、升索架主轴、升索架托板、升索架活动插捎、拦阻付索与主索联接卡点、升索从动齿轮组成;在拦阻车平台上的中置定位槽前部设置有动作杆隐槽,动作杆隐槽中的动作杆轴上设置有动作杆,在中置定位槽底部反面,钢绳的一端与动作杆下端相连,钢绳的另一端通过钢绳转向轮、钢绳分支锁后一分支从锥形栓回位弹簧中间穿过后通过钢绳卡点连接锥形活动栓,钢绳分支锁中的另一分支连接分支钢绳,分支钢绳与升索主动齿轮内的绳槽、升索主动齿轮调节螺丝相连,升索主动齿轮与升索从动齿轮啮合,升索从动齿轮连接升索架。
进一步地,所述智能导航控制装置由信号靶标桅杆、固定雷达对接互动靶标、成功上索告知信号、舰机轮廓显视灯杆、舰机机载雷达互动靶标组成。
进一步地,拦阻车越位缓冲阻拦器由橡胶碰头、活动缓冲架和缓冲弹簧组件组成。
本发明的有益效果是:1、在智能化导航下降落;2、采用滑翔式慢速精准着舰;3、着舰后的自动纠偏上坡;4、前轮入槽定位后带来的自动升索;5、后轮登车后的瞬时台、车的自动分离;6、分离过程同时进行的保险付索自动上索;7、栏阻上索后的自动告知及势能转移;8、舰机与栏阻车运行中的匀称延时可控制动卸载;9、舰机与栏阻车卸载后返程归位;10、舰机下坡后的专用牵引车将舰机移机定位。
附图说明
图1为发是的作业主视图,
图2为发明的位置变化主视图,
图3为图1的俯视图,
图4为图1的D-D剖视图,
图5为发明的舰机越位缓冲器放大图,
图6为图3的A-A剖视图,
图7为本发明的台、车自动分离器及拦阻保险付索自动升索装置结构示意图,
图8为图7的俯视图,
图9为图7的Q-Q剖视放大图,
图10为图7的Y-Y放大图,
图11为图7的X-X放大图,
图12为图11的Z-Z放大图,
图13为图3的A-A拦阻车部分剖视图,
图14为13的N-N剖视图,
图15为发明的舰机新型尾钩组合体的结构图。
在图中,1、舰机甲板降落专用区 2、导入式上坡平台 2.1、导入式上坡段 2.2、导档墙 2.3、舰机轮胎导入定位槽入口 2.4、自动分离器活动扣板 3、拦阻车平台 4、舰机新型尾钩组合体 4.1、现有舰机尾钩 4.2、新增便携式平行尾钩轮 4.3、新增受压传感器4.4、新增擒索定位双叉 4.5、定位双叉拾索弹簧板 4.6、擒索双叉两侧安装板 5、拦阻主索自动升索装置 5.1、拦阻主索 5.2、升索托盘 5.3、拦阻索缓冲弹簧组件 5.4、定位槽上索弹簧触头 5.5、电路延时器 5.6、强力型电磁吸盘 5.7、升索增程杆 5.8、拦阻索转向轮5.9、拦阻车承重架 5.10、拦阻车轮胎 6、台、车自动分离器 6.1、前轮驱动动力 6.2、动作秆 6.3、动作杆轴 6.4、动作杆隐槽 6.5、钢绳转向轮 6.6、钢绳 6.7、钢绳分支锁扣 6.8、锥型活动栓回位弹簧 6.9、锥形活动栓 6.10、锥形活动栓燕尾槽 6.11、拦阻车边沿扣槽6.12、钢绳卡点 7、拦阻车平台定位槽及平衡防护罩 7.1、左置定位槽 7.2、中置定位槽7.3、右置定位槽 7.4、舰机越位缓冲器 7.5、舰机平衡防护罩 8、拦阻车的可控卸载装置8.1、电动机 8.2、减速机 8.3、可调试抱闸对轮 8.4、传动链轮 8.5、传动链条 8.6、到位自动断电器 9、拦阻保险付索自动升索装置 9.1、分支钢绳 9.2、升索主动齿轮 9.3、升索主动齿轮钢绳调节螺丝 9.4、升索架 9.5、拦阻付索 9.6、升索架主轴 9.7、升索架托板 9.8、升索架活动插捎 9.9、拦阻付索与主索联接卡点 9.10、升索从动齿轮 10、拦阻车运行轨道11、智能导航控制装置 11.1、信号靶标桅杆 11.2、固定雷达激光对接互动靶标 11.3、成功上索告知信号 11.4、舰机轮廓显视灯杆 11.5、舰机机载雷达互动靶标 12、拦阻车越位缓冲阻拦器 12.1、橡胶碰头 12.2、活动缓冲架 12.3、缓冲弹簧组件。
具体实施方式
如图所示,所述航母舰载机智能导航可控拦阻软着舰系统包括舰机甲板降落专用区、导入式上坡平台、拦阻车平台、舰机新型尾钩组合、拦阻主索自动升索装置、台、车自动分离器、拦阻车平台定位槽及平衡防护罩、拦阻车的可控卸载装置、拦阻车运行轨道、拦阻车越位缓冲阻拦器和智能导航控制装置。
所述舰机甲板降落专用区1(如图1、2、3所示,设置有白天或夜晚利于舰机着舰作业的明显标识和夜视莹光涂装及:LED灯带轮廓装置)。
所述导入式上坡平台2由导入式上坡段2.1、导档墙2.2(由宽变窄的钢制橡胶制)、舰机导入定位槽入口2.3、自动分离器活动扣板2.4(上坡平台部分)组成(如图1到3所示)。它的结构作用为:舰机在着舰作业中无论是白天或夜晚都能在智能化导航引领下,经滑翔慢速降落在专用降落区段后(15-20m)如在方位、角度、前、后位置稍有偏差的情况下仍能通过由宽逐渐变窄的外侧钢制橡胶制导档墙 的引导自动纠偏,正轨登上拦阻车平台。
所述拦阻车平台3由拦阻车平台3上的舰机新型尾钩组合体4、拦阻主索自动升索装置5、上坡平台与拦阻车的自动分离器6、拦阻车定位槽及防护罩7、拦阻车可控卸载回位装置8、拦阻保险付索自动升索装置9、拦阻车运行轨道10、智能导航有形部分11、拦阻车越位缓冲阻档器12等组成(它的各功能部件的所在的装置位置不同)。
所述舰机新型尾钩组合体4由现有舰机尾钩4.1(如图15所示)、新增便携式平行尾钩轮4.2、新增尾钩上索告知受压传感器4.3、新增擒索定位双叉4.4、定位双叉拾索弹簧板4.5、擒索双叉两侧安装板4.6、拦阻主索5.1组成。它的结构作用为:在现有舰机尾钩结构上通过新增4.2、4.3、4.4部件后在运行中,其新增部分随尾钩一同提前放下,舰机降落着舰后尾钩由于平行尾钩轮的增设使尾钩在高速的拖拽过程中能始终保持平行稳定的状态,避免了现行尾钩在舰机着舰碾压后轮胎冲撞拦阻索时产生颤动带动尾钩蹦跳造成脱钩的现象,当舰机后轮登上拦阻车平台后,尾钩在中置定位槽内与自动升起悬空等待的拦阻索相遇,而此时在结构位置上的擒索定位双叉4.4先于尾钩将不同高度或悬升位置稍有偏差的拦阻主索5.1经过弹簧板的收纳,处理将它送入到尾钩的受钩部分,为尾钩的顺利上索起到一个保险作用。尾钩成功上索后,拦阻索在尾钩的底部安装的受力传感器4.3触头受压下接通舰机,电控指挥中心及智能桅杆以亮绿灯的形式告知三方上索成功。
所述拦阻主索自动升索装置5由拦阻主索5. 1、升索托盘5.2、拦阻索缓冲弹簧组件5.3、定位槽上索弹簧触头5.4、电路延时器5.5、强力型电磁吸盘5.6、升索增程杆5.7、拦阻索转向轮5.8、拦阻车承重架5.9、拦阻车轮胎5.10等组成(如图13所示)。它的结构作用为:当舰机的前轮登坡、定位、入槽后在拦阻车平台的特定部位处设置有定位槽内上索弹簧触头5.4。当前轮碾压触头受压后,接通电路延时器5.5(事先将该延时器延时间距调至2-3秒)和该电路串通的强力型电磁吸盘5.6,通电后电磁吸盘动作,带动升索增程杆5.7的增程(因电磁吸收盘吸力大但吸程有限)升索托盘5.2的联动将横卧在拦阻车平台上的拦阻主索5.1悬空升起,准备与前来会合的尾钩上索组合,完成舰机的拦阻作业。舰机尾钩上索后将势能通过拦阻索迅速转移到拦阻车上,而拦阻主索5.1受势能冲击后经拦阻索5.3缓冲弹簧组件的缓冲处理带动拦阻车驮着舰机经与上坡平台的自动分离后进行可控延时卸载,电路延时器5.4在工作约3秒后自动断电,由于自重的原因,5.2、5.6、5.7自动落入原有待机位置完成它的自动升索过程,并为下一轮的作业做好准备。
所述台、车自动分离器6由舰机的前轮驱动动力6.1、动作秆6.2、动作杆轴6.3、动作杆隐槽6.4、钢绳转向轮6.5、钢绳6.6、钢绳分支锁扣6.7、锥型活动栓回位弹簧6.8、锥形活动栓6.9、锥形活动栓燕尾槽6.10、拦阻车边沿扣槽6.11、钢绳卡点6.12及设置在上坡平台2部分的活动扣板2.4共同组成(如图7到13所示)。它的结构作用为:当舰机前轮碾压动作杆6.2后,动作杆前倾联动钢绳转向轮6.5将钢绳6.6,钢绳分支锁扣6.7,锥形活动栓回位弹簧6.8将锥形活动栓燕尾槽6.10中的锥形活动栓6.9抽出,由于一头大一头小的锥形栓抽出位置的变化将紧紧栓扣拦阻车边沿扣槽6.11内的2,活动扣板2.4中间部分顶起,拦阻车在势能的牵引下驮着舰机前行并实现功能的自动分离。当自动分离后的动作杆6.2在锥形活动栓回位弹簧6.8的回位作用下将自动分离器的联动机构恢复到原有位置,待着舰作业完成回位时重新将活动扣板2.4扣住拦阻车使它们又连成一体,以进行舰机的回位及下坡后由专用移送车牵引移至指令位置,而着舰作业区则准备下一轮的作业。
所述拦阻车平台定位槽及平衡防护7由左置定位槽7.1、中置定位槽7.2、右置定位槽7.3、舰机越位缓冲器7.4、舰机平衡防护罩7.5组成(如图5、13所示)。它的结构作用为:7.1、7.2、7.3三组定位槽分别对应于舰机的左、中、右三组轮胎,舰机通过上坡后自动纠偏正位,入槽后着舰的拦阻,势能的转移及可控卸载作业都在这个人工设置的通道中进行。为防止主、付两道拦阻索在平台上的“万一脱索”设置在三组定位槽的底部有三组舰机越位缓冲器7.4将发挥临时作用将舰机势能经缓冲器缓冲后传递给拦阻车带动它同样进行可控卸载作业,这种可预见的情况发生的机率极低,在整体设计中只作为一个万一发生后的多重保险措施予以设置。由于采用了人工干预设置,使得在着舰作业中的每一架次中拦阻车的入槽定位及拦阻车自身运动的定位成为严格意义上的着舰运行轨迹的标准化,加上拦阻车平台的自身高度(约1-1.2m)与甲板形成了一个水平差,因此产生出这种着舰方式的另一个特征;如充分利用这个特征将为高效合理的利用宝贵的甲板面积创造出优越的条件,具体做法是:将着舰作业区整体设置在尽可能靠航母舰舷边的一侧并设立一条(10)4×50m的窄长专用作业区,所有的舰机着舰都在这个专用作业区内进行,由于着舰在拦阻车上,拦阻车与甲板又形成一个安全高度差,这使得着舰舰机与甲板上停置或活动的舰机机翼在相互重叠情况下而互不产生影响。因此与现行所有航母以甲板设为作业区中间利用,两边空置相比,既可空置出大量的甲板面积将作为备用区并在这个备用区内予计,可多搭载十余架舰机。
要达到上述目标在舰机采用滑翔慢速着舰中,特别是登坡驶上拦阻车平台后,舰机的部分机翼将凌空于海面,舰舷侧向强劲的横向风对拦阻车平台上舰机平衡稳定性产生的影响不可小觑,为保障舰机着舰过程中的绝对安全,在拦阻车定位槽中舰机轮胎活动区段内加装舰机轮胎平衡防护罩7.5,当装置后,在定位槽中活动的轮胎只允许在间隙中前、后运动,限制它的左右及上、下活动使舰机始终具于高度平衡的运行状态,运行安全得到保障。
所述拦阻车的可控卸载装置8由电动机8.1、减速机8.2、可调试抱闸对轮8.3、传动链轮8.4、传动链条8.5、到位自动断电器8.6等组成(如图3、13、14所示)。它的结构作用为:当舰机登上拦阻车经自动分离,拦阻上索,势能转移后,舰机与拦阻车将组合成一个新的势能共同体,势能的释放作用会推动这个共同体的前进,此时当舰机通过拦阻索将势能迅速转移给拦阻车后,拦阻车如果自重过大,行走困难,势能对它的一次性冲击输入量就大,然而达不到软着舰的效果。
试验表明其正确的方法是:当舰机通过拦阻后少量的势能量接触到轻便的拦阻车时拦阻车在这种轻微的接触中就能与舰机融为一体并迅速的随舰机一道快速的在专用作业轨道中释放中前进,并在前进过程中再进行可控,延时性的制动卸载作业,避免一次性的“强拉硬拽”冲击达到软着舰的目的。因此,这种轻便型具有活动功能的拦阻车结构,采用延时性,长距离的可控释放方法为舰机软着舰从工作机理上提供了保障。在拦阻车可控制动中采用液压或机械制动的方法都能达到制动卸载的目的。因为当舰机通过拦阻卸载后由专用牵引车移机定位和进行下一轮着舰的准备工作,因此就有一个回位作业的过程,当进行该项回位作业时,启动电动机8.1、减速机8.2、可调试抱闸对轮8.3、传动链轮8.4、传动链条8.5,驱动拦阻车轮胎在专用作业道中运动回位,到达特定位置后,到位自动断电器8.6断电后与活动扣板2.4扣住拦阻车完成舰机与拦阻车的回位环节。因为拦阻车驮着舰机在前进的过程中各机械之间运转,传动中本身就会产生一个较大的运行阻力,能对拦阻车起到一个制动作用,因此,只需对电动机与减速机之间的传动对轮稍做改造,加装一个可供对对轮调节松紧程度的“抱闸”,通过“抱闸”调节对轮的松紧程度后既可有效的对拦阻车进行自动的可控制动,完成势能延时下的卸载作业。
所述拦阻保险付索自动升索装置9由前轮驱动动力6.1、动作杆6.2,动作杆轴6.3,动作杆隐形槽6.4,钢绳转向轮6.5、钢绳6.6、钢绳分支锁扣6.7、分支钢绳9.1、升索主动齿轮9.2、升索主动齿轮钢绳调节螺丝9.3、升索架9.4、拦阻付索9.5、升索架主轴9.6、升索架托板9.7、升索架活动插捎9.8、拦阻付索与主索联接卡点9.9、升索从动齿轮9.10组成(如图7到14所示)。它的结构作用为:利用前轮驱动动力6.1通过碾压动作杆6.2后形成的联动机构再带动台、车自动分离器6将拦阻车与上坡平台分离。同时通过钢绳分支锁扣6.7带动分支钢绳9.1、升索主动齿轮9.2通过齿轮啮合带动升索从动齿轮9.10将升索架9.4及升索管内的拦阻付索9.5升起,升索主动齿轮钢绳调节螺丝9.3的作用是通过调节分支钢绳9.1的合理长度使升索架9.4,托起拦阻付索9.5处于垂直的工作状态,升索架托板9.7是当托架平行而前轮对它的碾压后,避免它的变形,而升索架活动插捎9.8的作用是当舰机正面经过时,活动插捎处于闭合状态,舰机可安全通过,而舰机着舰作业完成后前轮又从退回的反向碾压升索架使它回归到闭合状态完成它的付索(保险索)的自动升索过程。拦阻付索9.5联接拦阻主索与主索联接卡9.9,当拦阻主索5.1万一“脱钩”后,将由拦阻付索9.5担负上钩的组合作业,拦阻付索9.5上钩后将通过拦阻付索与主索联接卡点9.9,使主索系统的拦阻索缓冲弹簧组件5.3的串联缓冲后将势能转移到拦阻车上再进行卸载作业。
它的整个软着舰作业特点及功能顺序为:1、在智能化导航下降落;2、采用滑翔式慢速精准着舰;3、着舰后的自动纠偏上坡;4、前轮入槽定位后带来的自动升索;5、后轮登车后的瞬时台·车的自动分离;6、分离过程同时进行的保险付索自动上索;7、拦阻上索后的自动告知及势能转移;8、舰机与拦阻车运行中的匀称延时可控制动卸载;9、舰机与拦阻车卸载后返程归位;10、舰机下坡后的专用牵引车将舰机移机定位等10个具体作业步骤,并依顺序进行(它的功能作用可由不同结构形式予以实现,但功能及顺序不可更替)。
所述拦阻车运行轨道10由两条平行的不等边角铁与纵向轨道钢底板相连焊接而成,不等边角铁窄向与轨道钢板焊接成型,宽向朝上用于对拦阻车轮胎的导向作用并采用在甲板一定间距之间加工,钻孔、攻丝用螺杆将两条纵向的轨道在甲板上固定,与甲板平等轨道同样采用这种活动连接的还有上坡平台及附属结构(如图1、3所示),其目的是在复杂的战时紧急情况下对它的快速拆除与重新恢复,并在上坡平台,定位槽专用运行轨道等有轮胎活动的地方都铺上一层橡胶皮带(如图5所示),以利于舰机及拦阻车在运行中的减震降噪,并在整个着舰系统的各处的轮廊部分都设置LED灯带布置在夜航着舰中开启,以营造良好的夜航视觉条件,并在智能化引导下实现安全可靠的一次性“软着舰”。
所述智能导航控制装置11由桅杆雷达(激光)靶标电控信号部分,电控中心着舰功能集成电路及舰机机载雷达(激光)靶标自动、手动引航对接三方互动反馈电路组成。它的有形部分初期由信号靶标桅杆11.1、固定雷达激光对接互动靶标11.2、成功上索告知信号11.3(绿灯)、舰机轮廓显视灯杆11.4、舰机机载雷达互动靶标11.5组成(如图1到4所示)。它的初期目标是:在拦阻车运行轨道10末端安装(见图)信号靶标桅杆11.1,这将在世界航母上首创着舰作业前方设置具有明显参照标识的设施。由于设置了明显的标识,飞行员在着舰过程中就可与参照标识相对照、清楚、明晰的判当出自己驾驶舰机在降落过程中的所具方位,高度,为舰机安全、准确降落创建出有利的条件,在着舰舰机上将收到机载雷达测距告知的甲板落点上的距离,高度提示,上索成功后在舰机上,电控中心及桅杆上将亮出绿灯,告知三方上索成功,它的二期目标将在桅杆的中心位置装置通过研制的雷达(激光)电传互动靶标发射器,在每架舰机的前部相应部分装置该电传信号的互动接收器,并与控制中心相联组成一个三方智能化目标对接信号互动平台。舰机在着舰前将接收到控制中心发出的降落区域海况、风速、风向、可见度、舰速等相关重要信息提示及计算机根据着舰作业中诸单元推算的最佳方案,指导应有的速度、高度、角度实时数据显示告知飞行员,降落到一定距离内桅杆靶标标识雷达(激光)系统将自动接通并在舰机操纵液晶显示屏上发出十字对接图案,指导舰机的手动或自动重叠对接,如出现偏差,智能系统会及时报告并警示提醒飞行员及时纠正,对落点位置机载雷达会提前向飞行员精确报告测距,着舰挂索后会自动在舰机操纵台,桅杆发射台及控制中心同时亮出成功着舰上索的绿灯(该项指标已在本方案中已有解决措施)该二期目标实现后将使得人•机智能互动将更替现行的人•人,天•舰之间的差距互动,与势能转移,可控栏阻配套后将成为我国航母每一个架次中的可靠安全技术保障。而不是现行的仅仅依靠飞行员个人的飞行经验。而通过上述目标的实现及完善,这套智能互动系统将为今后舰机的自动着舰及无人机等特殊机型的着•离舰提供前瞻性的研究及技术支撑。要求达到上述目标的构成和实现从研发难度上可能不会太大,这是因为现在在普通的家用轿车中的倒车可视器中其中部分功能亦已实现,而我国神舟火箭系列与天宫试验室(大空试验站)的对接工艺已为我国成熟的技术,其结构原理亦可借鉴和移植(由于设及到舰机和控制中心的电控总成,上述目标任务的研制将由电传系统业务部门负责落实)。
所述拦阻车越位缓冲阻拦器12由橡胶碰头12.1、活动缓冲架12.2、缓冲弹簧组件12.3等组成(如图1到3所示)。它的结构作用为:由12.1、12.2、12.3组成的缓冲器在拦阻车运行轨道中如果发生拦阻车卸载回位系统“万一”的失灵后,该越位缓冲器能将它的势能余量经过缓冲处理后安全的将它阻停。
五、新型软着舰系统与现行着舰方式的性能比较与展望
1、将实现舰机一次性的安全可靠软着舰目的
如上所述,由于新型软着舰系统创新了智能化导航,着舰并对舰机随带的势能量进行迅速而有效的转移及安全拦阻和可控卸载,航母舰机软着舰的目标将得到实现。
当通过研发和装备后,舰机飞行员在后继的一次性可控拦阻软着舰作业中由于设置的保障作用将在着舰过程中再也不用在现行着舰时又提心吊胆的随时防备万一的“脱钩”产生的高危风险及无奈的进行二次复飞再降作业了。而采用关闭动力后减速滑翔式着舰,这种减速滑翔式延时性的着舰不但给飞行员予留了充足的反应时间操控舰机实现精准的降落在相应的区域内创造了条件,而且势能量的减少带给舰机自身的结构及拦阻系统相互的冲击都要小得多,而软着舰系统设置的多重保险措施及结构优势将率先实现我国航母领域未来在一次性软着舰作业中对昂贵的舰载机和宝贵的飞行员生命将提供可靠的安全保障。
现行各国航母舰机着舰时通行采用的都是加速状态下钩住的是强行拽停它的拦阻索,带来的直接后果是给舰机结构强度、机载设备及飞行员身体健康(腰椎、颈椎、眼睛的红视等)严重损害及“脱钩·断索”等事故后产生的高危风险。而势能转移,可控拦阻着舰通过对一系列安全技术措施的创新与完善后舰机钩住的是具有势能转移特征,能进行可控下行走能力的整个拦阻车及舰机本身,实现的是软着舰所可亟需的速度可控制下的递减方式,而不是突然的拽停。“智能导航,势能转移,可控拦阻软着舰系统”是世界上第一款以“软着舰”为目的并实施的新型航母舰机着舰新方式。一样的舰机着舰作业,两种不同结构内容的着舰方式,所呈现的结果因此就截然不同。
2、将实现着舰训练科目高效、简单化
由于新型软着舰系统要求采用相对慢速的滑翔式一次性精准着舰导入定位后完成它的
台·车自动分离,自动升索上钩,二次保险索的自动升索,舰机的势能自动转移,及可控下的自动卸载,没有了二次复飞的需求,对它唯一的要求是:在智能导航、延时性滑翔慢降过程中实现在约20m长度的降落区域内实施着舰降落)这种智能引导机载对接延时节奏的操控作业特点将实现舰机着舰过程的操控简单化,相比较现行着舰作业中由于存在高危的风险,飞行员需要在模拟着·离舰环境下进行长期而反复的训练以积累经验,练就百步穿杨的本领,增加对风险程度的控制能力,这个过程长达3年左右,几千次着·离舰科目强化的训练,他们的训练量是陆基飞行员训练量的五倍以上,他们所有的训练内容都是围绕着·离舰为主题展开的,新型软舰着系统的研发装备后,将使得这种高危风险方式得到彻底的改观,并使着舰作业变得普通、高效并简单化:飞行员只需几天的专业训练,熟练环境与简单操作就能熟练的掌握着舰要领,因此将有充足的时间转入到殊如:空中格斗,对空·地目标的精确制导打击等战术科目的训练上,而不是象现行的着舰过程中无奈的将大量宝贵时间、精力,巨额的财力都耗费在舰机主旨任务之外的起·降辅助环节上。因此这种精准、高效、简单化的着舰操控方式使我国飞行员拥有相比其它国飞行员拥有多得多的战术侧重训练的保障时间,这对飞行员队伍的整体战术素质的提高无疑创造了优越的条件和扎实的基础,并由此节省出巨额的训练经费和有效的提高舰机使用寿命及战斗效能。
3、将实现航母整体综合作战能力的大幅提升
新型软着舰系统的研发装备后与现行的着·离舰方式相比较;我国与其它国家一样都是在滑跃起飞(需要较长的跑道并在起飞中受到严格的重量限制)和着舰作业中的航母甲板的纵向中央展开,大量的空置甲板又因安全因素而无法利用,椐军事专家们估算以“辽宁”号为例:它的排水量为67500吨,它的最大搭载舰机量为35架(J.15型折翼式舰机,其中还包括2架空警直升机),而美国排水量约为8万吨的尼米兹级航母采用了弹射器后,辅助甲板得到高效利用,它的搭机量为70架左右(内含机库及提升间的舰机)我国“辽宁”号比它的排水量少不了多少,但搭机量确存在成倍的差距。
如我国“辽宁”既后继航母采用势能弹射器与新型软着舰系统的有机组合配套后,不但 能实现舰机的大批次的离舰弹射及与之相应的高效一次性安全着舰,使着·离舰作业的效率得到大幅的提升,实现高频次,大批量的起·降,而且搭机数量上能得到成倍的增加,这是因为两种新型着离·舰方式相互组合后,最大限度的能发挥其结构的优势,航母的甲板面积及内部空间都得到充分的利用所至。在离舰方面:我国在航母发展中今后一个相当长的时期内因科技实力方面的原因,都将采用常规动力,而非功能强大的核动力,因此既使我国成功的研制了电磁弹射器也可能因它需要巨大的电能产出做为使用支撑而难于应用,而且高强度、高饱和的电磁干绕难于消除,复杂的各航电系统将受到它的影响。
如果采用蒸汽弹射,美国在使用它近七十年来因时代的局限而产生的种种无法解决的弊端:高压锅炉产生的高温高压蒸汽将由船携带大量的油料来置换产生,运行中消耗巨额的成本将以亿元为单位来计算,而这随船携带的仓储将挤占航母近一半的空间,不但大大减少了机库的库容,还将形成无论是战时还是平时都潜在的危险源,复杂的热力设备及迷宫般的管网安装将破坏船体结构强度,而各工序中所产生的众多工种要求(资料中显示尼米兹级航母在2000多人的舰员配置中仅仅一个供舰机离舰的弹射系统竟占了五分之一之多)这种效率低下,辅肋人员众多的方式及汽缸活塞故障频发,昂贵的运行成本等难以解决的问题,就连财大气粗的美国军方也高调在改造它,当我们进入了以互联网为代表的二十一世纪后还对这种陈旧方式真有必要去克隆并使用它吗,从选项上就将产生一个代差。
在着舰方面:如上所述,新型软着舰系统采用智能化导航,精准化降落入槽定位,这使得今后在研发装备后的每一架次着舰过程中,都能形成固定而标准化的运行轨迹,这不但有利于舰机可靠的上钩拦阻,可控卸载而且为高效的利用甲板面积创造了良好的条件,如与势能弹射器的组合后,对航母的着·离舰作业形成高效的作业画分区,着·离的作业将在航母的两侧特定区域内进行互不影响,着·离作业的效率将得到大幅的提升。而甲板面积的有效利用及采用势能弹射方式航母内部空间机库的增设形成等共同作用,至此有望在“辽宁”号及后继同级别航母上将获得搭载舰机数量达到55-60架约新增一个舰航团(24架)的规模。因为航母搭载舰机数量的多少是衡量航母综合作战能力的主要体现,上述两种新型着·离航方式的高效组合后形成的结构优势将使得我国航母综合作战能力将得到大幅的提升及成倍的提高,而更为难能可贵的是上述目标的实现是在着·离舰高效,自动化作业后不产生大的费用及运行成本,不占用宝贵的航母空间,没有众多的辅肋人员参与,不须投入大的研制费用且采用最为简单而实用的结构下取得的。

Claims (3)

1.航母舰载机智能导航势能转移可控拦阻软着舰系统,其特征是:它包括舰机甲板降落专用区(1)、导入式上坡平台(2)、拦阻车平台(3)、舰机新型尾钩组合体(4)、拦阻主索自动升索装置(5)、台、车自动分离器(6)、拦阻车平台定位槽及平衡防护罩(7)、拦阻车的可控卸载装置(8)、拦阻保险付索自动升索装置(9)、拦阻车运行轨道(10)、智能导航控制装置(11)和拦阻车越位缓冲阻拦器(12);所述导入式上坡平台由导入式上坡段,导档墙,舰机轮胎导入定位槽入口,自动分离器活动扣板组成;所述舰机新型尾钩组合体包括能将拦阻主索上钩的尾钩,所述尾钩的尾部设置有便携式平行尾钩轮,尾钩的内钩钩索部分设置有尾钩上索告知受压传感器,尾钩的两侧的擒索双叉两侧安装板上设置有擒索定位双叉、定位双叉拾索弹簧板;所述拦阻主索自动升索装置包括拦阻主索,所述拦阻主索通过拦阻付索与主索联接卡点与拦阻付索相连,设置在拦阻主索下方的升索托盘与升索增程杆相连,升索增程杆的支点与强力型电磁吸盘的吸附板相连,设置在拦阻平台的定位槽内的定位槽上索弹簧触头与电路延时器及强力型电磁吸盘串联相通;所述台、车自动分离器由舰机的前轮驱动动力、动作杆、动作杆轴、动作杆隐槽、钢绳转向轮、钢绳、钢绳分支锁扣、锥型活动栓回位弹簧、锥形活动栓、锥形活动栓燕尾槽、拦阻车边沿扣槽及设置在上波平台部分的活动扣板组成;锥形活动栓回位弹簧(6.8)将锥形活动栓燕尾槽(6.10)中的锥形活动栓(6.9)抽出,由于一头大一头小的锥形栓抽出位置的变化将紧紧栓扣拦阻车边沿扣槽(6.11)将活动扣板(2.4)中间部分顶起,拦阻车在势能的牵引下驮着舰机前行并实现功能的自动分离,当自动分离后的动作杆(6.2)在锥形活动栓回位弹簧的回位作用下将自动分离器的联动机构恢复到原有位置,待着舰作业完成回位时重新将活动扣板(2.4)扣住拦阻车使它们又连成一体,前轮驱动动力(6.1)通过碾压动作杆(6.2)后形成的联动机构再带动台、车自动分离器(6)将拦阻车与上坡平台分离,同时通过钢绳分支锁扣(6.7)带动分支钢绳(9.1)、升索主动齿轮(9.2)通过齿轮啮合带动升索从动齿轮(9.10)将升索架(9.4)及升索管内的拦阻付索(9.5)升起,升索主动齿轮钢绳调节螺丝(9.3)的作用是通过调节分支钢绳的合理长度使升索架,托起拦阻付索处于垂直的工作状态,所述车平台定位槽及平衡防护罩由左置定位槽、中置定位槽、右置定位槽、舰机越位缓冲器、舰机平衡防护罩组成;所述拦阻车的可控卸载装置包括电动机,电动机通过可调式抱闸对轮与减速机、及传动链轮、传动链条相连,并由传动链条带动拦阻车平台运动;所述拦阻保险付索自动升索装置由舰机前轮、动作杆、动作杆轴、动作杆隐形槽、钢绳转向轮、钢绳、钢绳分支锁扣、分支钢绳、升索主动齿轮、升索主动齿轮钢绳调节螺丝、升索架、拦阻付索、升索架主轴、升索架托板、升索架活动插捎、拦阻付索与主索联接卡点、升索从动齿轮组成;在拦阻车平台上的中置定位槽前部设置有动作杆隐槽,动作杆隐槽中的动作杆轴上设置有动作杆,在中置定位槽底部反面,钢绳的一端与动作杆下端相连,钢绳的另一端通过钢绳转向轮、钢绳分支锁后一分支从锥形栓回位弹簧中间穿过后通过钢绳卡点连接锥形活动栓,钢绳分支锁中的另一分支连接分支钢绳,分支钢绳与升索主动齿轮、升索主动齿轮调节螺丝相连,升索主动齿轮与升索从动齿轮啮合,升索从动齿轮连接升索架。
2.根据权利要求1所述的航母舰载机智能导航势能转移可控拦阻软着舰系统,其特征是:所述智能导航控制装置由信号靶标桅杆(11.1)、固定雷达对接互动靶标(11.2)、成功上索告知信号(11.3)、舰机轮廓显视灯杆(11.4)、舰机机载雷达互动靶标(11.5)组成。
3.根据权利要求1所述的航母舰载机智能导航势能转移可控拦阻软着舰系统,其特征是:所述拦阻车越位缓冲阻拦器由橡胶碰头(12.1)、活动缓冲架(12.2)和缓冲弹簧组件(12.3)组成。
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