CN106882395A - 飞机可浮式助降器 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种飞机可浮式助降器，包括支撑座、吊架、气囊、固定装置、牵引绳；所述吊架与气囊固定连接，支撑座的顶面用于置放吊架，吊架与支撑座之间还连接有牵引绳，还包括用于改变吊架与支撑座之间牵引绳长度的绕卷装置；所述吊架上还设置有飞机固定部，所述飞机固定部作为飞机在吊架上的支撑部件或吊挂部件，所述飞机固定部上还设置有固定装置，所述固定装置用于向飞机施加作用力，所述作用力的方向与飞机的前进方向相反。本助降器提供了一种新的飞机降落方案，该方案可用于固定翼飞机降落，使得固定翼飞机降落时不再依赖于传统的长距离地面跑道。

Description

飞机可浮式助降器

技术领域

本发明涉及飞行器械技术领域，特别是涉及一种飞机可浮式助降器。

背景技术

现有的固定翼飞机在起飞和降落时，均需要借助于跑道滑行，因此形成当今飞机机场概念。特别是近年来，当越来越来多的小型无人机问世后，迫切需要一种新的固定翼飞机起降方案，以使得飞机起降脱离对传统地面机场的依赖性，以便于形成移动机场的新概念或使得现有机场的起降能力更强。

发明内容

针对上述提出的需要一种新的固定翼飞机起降方案，以使得飞机起降脱离对传统地面机场的依赖性，以便于形成移动机场的新概念或使得现有机场的起降能力更强的问题，本发明提供了一种飞机可浮式助降器，本助降器提供了一种新的飞机降落方案，该方案可用于固定翼飞机降落，使得固定翼飞机降落时不再依赖于传统的长距离地面跑道。

本发明提供的飞机可浮式助降器通过以下技术要点来解决问题：飞机可浮式助降器，包括支撑座、吊架、气囊、固定装置、牵引绳；

所述吊架与气囊固定连接，支撑座的顶面用于置放吊架，吊架与支撑座之间还连接有牵引绳，还包括用于改变吊架与支撑座之间牵引绳长度的绕卷装置；

所述吊架上还设置有飞机固定部，所述飞机固定部作为飞机在吊架上的支撑部件或吊挂部件，所述飞机固定部上还设置有固定装置，所述固定装置用于向飞机施加作用力，所述作用力的方向与飞机的前进方向相反。

具体的，以上气囊用于容置轻质气体，以在气囊膨胀时，气囊在空气中所受的浮力能够用于平衡自身、吊架、停留在飞机固定部上飞机的重力；以上支撑座用于将吊架固定至特定位置，在吊架置放于支撑座上时，所述牵引绳可作为支撑座与吊架之间的连接件，牵引绳的牵引动力来源于绕卷装置，以使得吊架在支撑座上具有良好的位置稳定性；以上飞机固定部作为飞机停留在本助降器上时的支撑部件或吊挂部件，由于固定翼飞机在降落时还具有较大的水平速度，本助降器中，可通过飞机与吊架之间具有沿着飞机飞行方向的相互作用力后，绕卷装置释放对牵引绳的牵引，飞机带动气囊及吊架向前运动，如上所述，此时飞机的重力由气囊的浮力平衡，而飞机水平方向的速度会主要因为气囊运动的阻力、气囊运动的阻力与牵引绳的拉力所慢慢降低，当飞机在空间中的水平速度为零或小到一定程度时，可通过所述绕卷装置回收牵引绳，在牵引绳的拉力下，将固定有飞机的吊架牵引至支撑座上，实现对飞机的回收。

综上，本方案提供的助降器，固定翼飞机在降落时水平方向速度可在空中慢慢降低，同时，由于吊架与支撑座之间设置有牵引绳，故只要气囊中气体产生的浮力能够达到一定程度，便能有效的避免飞机在降落过程中发生触地的风险。即本案不仅提供了一种可靠性高、装置成本低的用于飞机降落的装置，同时本装置可使得飞机在降落时不再需要设置于特定设备或地面上的跑道，即提供了一种全新的固定翼飞机降落方案，消除了固定翼飞机对跑道的依赖性，便于使得现有机场具有更强的飞机降落能力，同时还可作为移动机场方案。

更进一步的技术方案为：

作为一种不需要对传统固定翼飞机进行结构改造，就能使得其能够方便使用本助降器的方案，所述飞机固定部为固定于吊架底部的悬吊板，所述悬吊板作为飞机在吊架上的支撑部件，所述固定装置包括阻尼器及锁定装置，所述阻尼器用于飞机与悬吊板两者具有相对运动时消耗飞机的动能，所述锁定装置用于锁定飞机在悬吊板上的位置。本方案中，可将吊架设置为框架状，飞机由吊架的一侧进入吊架并停留至悬吊板上，此时，由于飞机还具有较快的水平速度而吊架、悬吊板、气囊静止，为利于飞机的安全性，将固定装置设置为包括阻尼器及锁定装置，以上阻尼器用于在飞机与悬吊板速度差较大时吸收飞机的部分动能，以在飞机与本助降器之间的相互作用力过大对飞机造成伤害，当飞机与悬吊板的速度差小到一定程度时，可通过所述锁定装置将飞机固定于悬吊板上，避免飞机在降落过程中发生坠机事故。本方案中，以上阻尼器可采用弹簧阻尼器、气压阻尼器等，以上锁定装置可采用起落架夹紧装置或机轮夹紧装置。如采用安装在悬吊板上的气压阻尼器，以上气压阻尼器可采用一个气压缸，飞机在降落至悬吊板上后，飞机压缩气压阻尼器，即飞机向气压缸施加一个推力，飞机在减速时悬吊板加速，当飞机与悬吊板的速度差为零或小到一定程度时，通过夹块夹住飞机的起落架，同时释放气压缸内的高压气体，这样，便可将飞机安全的固定在悬吊板上。

为方便飞机进入吊架，还包括前置跑道，在吊架置放于支撑座上后，所述前置跑道的上表面与悬吊板的上表面齐平。

为使得本助降器在运输过程中，能够被收纳到更小的体积或根据飞机的大小，选择是否采用前置跑道引导飞机运动至悬吊板上，所述前置跑道与支撑座相连，且连接方式为以下方式中的任意一种：

前置跑道通过铰接装置与支撑座相连；

前置跑道通过伸缩装置与支撑座相连。

为便于引导飞机能够停留在悬吊板上的指定位置，所述前置跑道的上表面和悬吊板的上表面上均设置有跑道槽。以上跑道槽作为限定或引导飞机机轮运动的路线。

为便于根据气囊当前时刻的浮力和所需降落的飞机重量，方便的向气囊中补充气体的方案，还包括用于为气囊进行充气的充气装置。

作为充气装置的具体实现形式，所述充气装置包括气压罐、气管、截断阀及泵，所述气压罐固定于吊架上，所述泵设置在气压罐与气囊之间，所述泵用于将气囊中的气体抽取至气压罐中，所述气管作为气体由气压罐进入气囊及气体由气囊进入气压罐的气体流通管，所述截断阀用于控制气管的通断状态。具体的，可设置为：所述充气装置包括气压罐、进气管及出气管，所述气压罐固定于吊架上，所述进气管的一端与气囊相连，进气管的另一端与气压罐相连；

所述出气管的一端与气囊相连，出气管的另一端与气压罐相连；

进气管及出气管上均串联有截断阀；

所述进气管上还串联有泵，所述泵由于将气囊中的气体抽取至压力罐中。

本方案中，气压罐用于容置高压气体，将气压罐设置在吊架上，可使得气压罐与气囊具有特定的位置关系，不仅可简化结构，同时利于结构的安全性，同时可时刻对气囊进行充、放气；以上出气管用于高压气体进入气囊，以上泵用于将气囊中的气体由进气管送至气压罐中，以上充气装置可使得轻质气体能够被合理利用。

具体的，以上方案中气管包括进气管和出气管，在泵允许反转的情况下，以上气管设置为采用一根管道即可，即该管道同时起到进气管和出气管的作用，截断阀及泵设置在管道上或管道端部均可；在泵不允许反转的情况下，以上气管也可设置为在一根主管道上设置旁路，旁路上设置一个截断阀，将相对于旁路呈并联关系的主管道上的管段上设置泵及截断阀，主管道的两端分别与气囊及气压罐连接亦可实现上述发明目的。

作为另外一种充气装置实现方案，所述充气装置包括气压罐、气管、截断阀及泵，所述气压罐及泵均固定于支撑座上，所述泵设置在气压罐与气囊之间，所述泵用于将气囊中的气体抽取至气压罐中，所述气管作为气体由气压罐进入气囊及气体由气囊进入气压罐的气体流通管，所述截断阀用于控制气管的通断状态，所述气管上还串联有快速接头。本方案中，相当于可将重量较大的气压罐和泵均设置在支撑座上，当吊架在飞机的冲击下与支撑座脱离时，本助降器上需要加速的部分及需要被浮力吊起的部分重量均较轻，这样，在一定程度上可削弱对气囊起吊能力的要求和对减速的飞机的冲击。以上快速接头用于实现需要对气囊进行充、放气时，快速连接气压罐与气囊，在吊架需要飞离时，断开气管。作为本领域技术人员，本方案气管管路的设置方式可参考上一方案提供的管路设置方式，区别就仅在于需要在管路上串联快速接头及设置更多的截断阀，以在快速接头呈脱开状态时，避免气体由任意的快速接头处外流。

作为一种便于实现的助降器一体化方案，所述绕卷装置为安装于支撑座上或吊架上的卷扬机。

以上提供了一种采用支承形式将飞机固定于吊架上的方案，然而在飞机较重较大时，需要悬吊板具有足够的刚度和强度，故在现有材料下，必然需要将悬吊板设置得较重，这样，不仅加大了对气囊的能力要求，同时不利于减小飞机与悬吊板之间的速度差，作为一种轻质化方案，所述飞机固定部为设置于吊架上的挂架，所述挂架作为飞机在吊架上的吊挂部件，所述固定装置包括阻尼器及锁定装置，所述阻尼器用于飞机与挂架两者具有相对运动时消耗飞机的动能，所述锁定装置用于锁定飞机在挂架上的位置；

所述挂架为其上设置有开口槽的条状结构，且所述开口槽的开口端为V形槽，所述V形槽的宽度最大点位于开口槽的开口位置。本方案中，可在飞机的顶部设置一个悬挂架，以上V形槽的结构限定便于引导悬挂架嵌入开口槽中，当悬挂架嵌入开口槽后端后，可通过悬挂架将飞机悬挂于挂架上，相比于悬吊板，挂架所需的宽度更小，这样，可有效减小气囊下部悬吊物件的重量。

为使得本助降器能为从不同方向飞来的飞机提供降落服务，还包括旋转台，所述支撑座固定于旋转台上，所述旋转台用于驱动支撑座转动。

本发明具有以下有益效果：

本方案提供的助降器，固定翼飞机在降落时水平方向速度可在空中慢慢降低，同时，由于吊架与支撑座之间设置有牵引绳，故只要气囊中气体产生的浮力能够达到一定程度，便能有效的避免飞机在降落过程中发生触地的风险。即本案不仅提供了一种可靠性高、装置成本低的用于飞机降落的装置，同时本装置可使得飞机在降落时不再需要设置于特定设备或地面上的跑道，即提供了一种全新的固定翼飞机降落方案，消除了固定翼飞机对跑道的依赖性，便于使得现有机场具有更强的飞机降落能力，同时还可作为移动机场方案。

附图说明

图1是本发明所述的飞机可浮式助降器一个具体实施例的主视图，本图反映飞机完成了整个降落过程后本助降器各部件之间的位置和连接关系；

图2是图1所示沿着A-A视口所得的俯视图；

图3是本发明所述的飞机可浮式助降器一个具体实施例的侧视图，本图反映飞机完成了整个降落过程后本助降器各部件之间的位置和连接关系；

图4是本发明所述的飞机可浮式助降器一个具体实施例的主视图，本图反映飞机在降落过程中本助降器各部件之间的位置和连接关系；

图5是本发明所述的飞机可浮式助降器一个具体实施例的侧视图，本图反映飞机在降落过程中本助降器各部件之间的位置和连接关系。

图中的附图标记依次为：1、前置跑道，2、支撑座，3、吊架，4、气囊，5、固定装置，6、悬吊板，7、牵引绳，8、跑道槽，9、绕卷装置。

具体实施方式

下面结合实施例对本发明作进一步的详细说明，但是本发明的结构不仅限于以下实施例。

实施例1：

如图1至图5所示，飞机可浮式助降器，包括支撑座2、吊架3、气囊4、固定装置5、牵引绳7；

所述吊架3与气囊4固定连接，支撑座2的顶面用于置放吊架3，吊架3与支撑座2之间还连接有牵引绳7，还包括用于改变吊架3与支撑座2之间牵引绳7长度的绕卷装置9；

所述吊架3上还设置有飞机固定部，所述飞机固定部作为飞机在吊架3上的支撑部件或吊挂部件，所述飞机固定部上还设置有固定装置5，所述固定装置5用于向飞机施加作用力，所述作用力的方向与飞机的前进方向相反。

具体的，以上气囊4用于容置轻质气体，以在气囊4膨胀时，气囊4在空气中所受的浮力能够用于平衡自身、吊架3、停留在飞机固定部上飞机的重力；以上支撑座2用于将吊架3固定至特定位置，在吊架3置放于支撑座2上时，所述牵引绳7可作为支撑座2与吊架3之间的连接件，牵引绳7的牵引动力来源于绕卷装置9，以使得吊架3在支撑座2上具有良好的位置稳定性；以上飞机固定部作为飞机停留在本助降器上时的支撑部件或吊挂部件，由于固定翼飞机在降落时还具有较大的水平速度，本助降器中，可通过飞机与吊架3之间具有沿着飞机飞行方向的相互作用力后，绕卷装置9释放对牵引绳7的牵引，飞机带动气囊4及吊架3向前运动，如上所述，此时飞机的重力由气囊4的浮力平衡，而飞机水平方向的速度会主要因为气囊4运动的阻力、气囊4运动的阻力与牵引绳7的拉力所慢慢降低，当飞机在空间中的水平速度为零或小到一定程度时，可通过所述绕卷装置9回收牵引绳7，在牵引绳7的拉力下，将固定有飞机的吊架3牵引至支撑座2上，实现对飞机的回收。

综上，本方案提供的助降器，固定翼飞机在降落时水平方向速度可在空中慢慢降低，同时，由于吊架3与支撑座2之间设置有牵引绳7，故只要气囊4中气体产生的浮力能够达到一定程度，便能有效的避免飞机在降落过程中发生触地的风险。即本案不仅提供了一种可靠性高、装置成本低的用于飞机降落的装置，同时本装置可使得飞机在降落时不再需要设置于特定设备或地面上的跑道，即提供了一种全新的固定翼飞机降落方案，消除了固定翼飞机对跑道的依赖性，便于使得现有机场具有更强的飞机降落能力，同时还可作为移动机场方案。

实施例2：

如图1至图5所示，本实施例在实施例1的基础上作进一步限定：作为一种不需要对传统固定翼飞机进行结构改造，就能使得其能够方便使用本助降器的方案，所述飞机固定部为固定于吊架3底部的悬吊板6，所述悬吊板6作为飞机在吊架3上的支撑部件，所述固定装置5包括阻尼器及锁定装置，所述阻尼器用于飞机与悬吊板6两者具有相对运动时消耗飞机的动能，所述锁定装置用于锁定飞机在悬吊板6上的位置。本方案中，可将吊架3设置为框架状，飞机由吊架3的一侧进入吊架3并停留至悬吊板6上，此时，由于飞机还具有较快的水平速度而吊架3、悬吊板6、气囊4静止，为利于飞机的安全性，将固定装置5设置为包括阻尼器及锁定装置，以上阻尼器用于在飞机与悬吊板6速度差较大时吸收飞机的部分动能，以在飞机与本助降器之间的相互作用力过大对飞机造成伤害，当飞机与悬吊板6的速度差小到一定程度时，可通过所述锁定装置将飞机固定于悬吊板6上，避免飞机在降落过程中发生坠机事故。本方案中，以上阻尼器可采用弹簧阻尼器、气压阻尼器等，以上锁定装置可采用起落架夹紧装置或机轮夹紧装置。如采用安装在悬吊板6上的气压阻尼器，以上气压阻尼器可采用一个气压缸，飞机在降落至悬吊板6上后，飞机压缩气压阻尼器，即飞机向气压缸施加一个推力，飞机在减速时悬吊板6加速，当飞机与悬吊板6的速度差为零或小到一定程度时，通过夹块夹住飞机的起落架，同时释放气压缸内的高压气体，这样，便可将飞机安全的固定在悬吊板6上。

为方便飞机进入吊架3，还包括前置跑道1，在吊架3置放于支撑座2上后，所述前置跑道1的上表面与悬吊板6的上表面齐平。

为使得本助降器在运输过程中，能够被收纳到更小的体积或根据飞机的大小，选择是否采用前置跑道1引导飞机运动至悬吊板6上，所述前置跑道1与支撑座2相连，且连接方式为以下方式中的任意一种：

前置跑道1通过铰接装置与支撑座2相连；

前置跑道1通过伸缩装置与支撑座2相连。

为便于引导飞机能够停留在悬吊板6上的指定位置，所述前置跑道1的上表面和悬吊板6的上表面上均设置有跑道槽8。以上跑道槽8作为限定或引导飞机机轮运动的路线。

为便于根据气囊4当前时刻的浮力和所需降落的飞机重量，方便的向气囊4中补充气体的方案，还包括用于为气囊4进行充气的充气装置。

作为充气装置的具体实现形式，所述充气装置包括气压罐、进气管及出气管，所述气压罐固定于吊架3上，所述进气管的一端与气囊4相连，进气管的另一端与气压罐相连；

所述出气管的一端与气囊4相连，出气管的另一端与气压罐相连；

进气管及出气管上均串联有截断阀；

所述进气管上还串联有泵，所述泵由于将气囊4中的气体抽取至压力罐中。

本方案中，气压罐用于容置高压气体，将气压罐设置在吊架3上，可使得气压罐与气囊4具有特定的位置关系，不仅可简化结构，同时利于结构的安全性；以上出气管用于高压气体进入气囊4，以上泵用于将气囊4中的气体由进气管送至气压罐中，以上充气装置可使得轻质气体能够被合理利用。

作为一种便于实现的助降器一体化方案，所述绕卷装置9为安装于支撑座2上或吊架3上的卷扬机。

以上提供了一种采用支承形式将飞机固定于吊架3上的方案，然而在飞机较重较大时，需要悬吊板6具有足够的刚度和强度，故在现有材料下，必然需要将悬吊板6设置得较重，这样，不仅加大了对气囊4的能力要求，同时不利于减小飞机与悬吊板6之间的速度差，作为一种轻质化方案，所述飞机固定部为设置于吊架3上的挂架，所述挂架作为飞机在吊架3上的吊挂部件，所述固定装置5包括阻尼器及锁定装置，所述阻尼器用于飞机与挂架两者具有相对运动时消耗飞机的动能，所述锁定装置用于锁定飞机在挂架上的位置；

所述挂架为其上设置有开口槽的条状结构，且所述开口槽的开口端为V形槽，所述V形槽的宽度最大点位于开口槽的开口位置。本方案中，可在飞机的顶部设置一个悬挂架，以上V形槽的结构限定便于引导悬挂架嵌入开口槽中，当悬挂架嵌入开口槽后端后，可通过悬挂架将飞机悬挂于挂架上，相比于悬吊板6，挂架所需的宽度更小，这样，可有效减小气囊4下部悬吊物件的重量。

实施例3：

本实施例在以上任意一个实施例提供的任意一个技术方案的基础上对本案作进一步限定，为使得本助降器能为从不同方向飞来的飞机提供降落服务，还包括旋转台，所述支撑座2固定于旋转台上，所述旋转台用于驱动支撑座2转动。

实施例4：

本实施例在以上任意一个实施例提供的任意一个技术方案的基础上对本案作进一步限定，由于在使用牵引绳7提供拉力以降低飞机的水平速度时，需要根据吊架3当前的移动速度调整绕卷装置9的牵引绳7释放速度，而要使得两个速度不能良好匹配时，会出现拉力过大或过小的问题，以上拉力过大时可能会出现牵引绳断裂的危险情况，过小时不能使得飞机被理想减速，可克服上述问题，将牵引绳7设置为弹性绳，这样，可通过弹性绳的弹性变形避免出现以上不良情况。

以上内容是结合具体的优选实施方式对本发明作的进一步详细说明，不能认定本发明的具体实施方式只局限于这些说明。对于本发明所属技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明的技术方案下得出的其他实施方式，均应包含在本发明的保护范围内。

Claims (10)

1.飞机可浮式助降器，其特征在于，包括支撑座(2)、吊架(3)、气囊(4)、固定装置(5)、牵引绳(7)；

所述吊架(3)与气囊(4)固定连接，支撑座(2)的顶面用于置放吊架(3)，吊架(3)与支撑座(2)之间还连接有牵引绳(7)，还包括用于改变吊架(3)与支撑座(2)之间牵引绳(7)长度的绕卷装置(9)；

所述吊架(3)上还设置有飞机固定部，所述飞机固定部作为飞机在吊架(3)上的支撑部件或吊挂部件，所述飞机固定部上还设置有固定装置(5)，所述固定装置(5)用于向飞机施加作用力，所述作用力的方向与飞机的前进方向相反。

2.根据权利要求1所述的飞机可浮式助降器，其特征在于，所述飞机固定部为固定于吊架(3)底部的悬吊板(6)，所述悬吊板(6)作为飞机在吊架(3)上的支撑部件，所述固定装置(5)包括阻尼器及锁定装置，所述阻尼器用于飞机与悬吊板(6)两者具有相对运动时消耗飞机的动能，所述锁定装置用于锁定飞机在悬吊板(6)上的位置。

3.根据权利要求2所述的飞机可浮式助降器，其特征在于，还包括前置跑道(1)，在吊架(3)置放于支撑座(2)上后，所述前置跑道(1)的上表面与悬吊板(6)的上表面齐平。

4.根据权利要求3所述的飞机可浮式助降器，其特征在于，所述前置跑道(1)与支撑座(2)相连，且连接方式为以下方式中的任意一种：

前置跑道(1)通过铰接装置与支撑座(2)相连；

前置跑道(1)通过伸缩装置与支撑座(2)相连。

5.根据权利要求3所述的飞机可浮式助降器，其特征在于，所述前置跑道(1)的上表面和悬吊板(6)的上表面上均设置有跑道槽(8)。

6.根据权利要求1所述的飞机可浮式助降器，其特征在于，还包括用于为气囊(4)进行充气的充气装置。

7.根据权利要求6所述的飞机可浮式助降器，其特征在于，所述充气装置包括气压罐、气管、截断阀及泵，所述气压罐固定于吊架(3)上，所述泵设置在气压罐与气囊(4)之间，所述泵用于将气囊(4)中的气体抽取至气压罐中，所述气管作为气体由气压罐进入气囊(4)及气体由气囊(4)进入气压罐的气体流通管，所述截断阀用于控制气管的通断状态。

8.根据权利要求6所述的飞机可浮式助降器，其特征在于，所述充气装置包括气压罐、气管、截断阀及泵，所述气压罐及泵均固定于支撑座(2)上，所述泵设置在气压罐与气囊(4)之间，所述泵用于将气囊(4)中的气体抽取至气压罐中，所述气管作为气体由气压罐进入气囊(4)及气体由气囊(4)进入气压罐的气体流通管，所述截断阀用于控制气管的通断状态，所述气管上还串联有快速接头。

9.根据权利要求1所述的飞机可浮式助降器，其特征在于，所述飞机固定部为设置于吊架(3)上的挂架，所述挂架作为飞机在吊架(3)上的吊挂部件，所述固定装置(5)包括阻尼器及锁定装置，所述阻尼器用于飞机与挂架两者具有相对运动时消耗飞机的动能，所述锁定装置用于锁定飞机在挂架上的位置；

所述挂架为其上设置有开口槽的条状结构，且所述开口槽的开口端为V形槽，所述V形槽的宽度最大点位于开口槽的开口位置。

10.根据权利要求1至9中任意一项所述的飞机可浮式助降器，其特征在于，还包括旋转台，所述支撑座(2)固定于旋转台上，所述旋转台用于驱动支撑座(2)转动。