CN109398735B - 一种海上作业直升机的安全快速回收及放飞系统及方法 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种海上作业直升机的安全快速回收及放飞系统和方法，本发明包括液压动力系统、快速系留系统、预置轨道，实现了海上作业直升机的降落、探杆捕获、快速系留、牵引入库、牵引出库、牵引校直、解锁放飞的功能。本发明全过程自动控制，使得本方法更加科学可靠，即使是4级以上的复杂海况也能将直升机安全平稳的牵引入库或出库，而且整个过程操作简单，节省人力物力。

Description

一种海上作业直升机的安全快速回收及放飞系统及方法

技术领域

本发明涉及海上作业直升机技术领域，尤其涉及一种海上作业直升机的安全快速回收及放飞系统及方法。

背景技术

随着直升机技术的研究和发展，直升机在海上作业的应用日益广泛。但是船上起降平台由于受海情的影响，呈现动荡不定的特点，导致直升机的船上回收过程存在巨大安全风险。直升机船上系统是保障直升机船上安全的关键设备，其发展经历了长期而又变化巨大的过程。其中，海上作业直升机在船上起降、快速系留和牵引是保障其安全的三个主要要素，也是直升机船上系统的核心问题，它们的分类和发展趋势也基本代表了直升机船上系统的分类和发展趋势。

一、目前国外主流直升机船上系统的典型配置有：

1、鱼叉–格栅、SAMAHE装置和横摇指示器。该配置的缺点是海上作业直升机转运准备和转运过程中需要的船上保障工作人员较多，自动化程度低，并且需要船上工作人员到起降平台上进行操作，操纵比较困难，安全性较低，尤其是在高海况下。并且该配置保障机型有限制，仅能保障带有鱼叉和能安装鱼叉的直升机。

2、助降网装置、绞车牵引装置和“T”字灯装置。该配置具有提供海上作业直升机飞行员船舶横摇信息、纵摇信息和转运功能，缺少快速系留功能。海上作业直升机在降落后到用系留索具将海上作业直升机系留在甲板期间，海上作业直升机在起降平台处于无约束状态，直升机是否安全在起降平台上停放和可以承受的船舶的运动姿态取决于直升机自身的稳定性，船上系统的保障能力相对较低。海上作业直升机在起飞和降落前需要铺设安全网的时间较长，人员较多，自动化程度低，在直升机转运过程中，高海况下，操纵比较困难，安全性较低。

3、RAST(Recovery Assist Secure and Traverse)系统。缺点是，在海上作业直升机降落过程中，海上作业直升机属于被动降落，没有直升机的位置和船舶姿态提示信息，直升机的拉降钢缆一旦连接到船上，则直升机的降落过程主要由船上完成，直升机飞行员没有主动控制权，对飞行员心理素质要求较高。同时船上工作人员需要将直升机的拉降钢缆连接到船上，操作比较复杂，人员安全性较差。

二、目前我国主流直升机船上系统现状：

随着我国海上事务的处理方针变动，船舶编队作业区域海况恶劣程度相对较高。目前，我国直升机船上系统主要以鱼叉-格栅技术为核心，经过实际的使用，发现仍然存在一些不足，突出体现在：

1、保障能力不高。目前，我国采用的回收装置仅能满足四级海况下，安全牵引直升机进出机库。

2、自动化程度低。目前国内在直升机降落时，先要系留、安装牵引杆、将直升机与牵引绞车相连接，最后再拆除系留索具，然后在人工控制牵引杆的情况下，缓缓牵引直升机进出机库。若牵引某些型号直升机则更麻烦，在前面的基础上，还需要增加安装三角锥架、牵引架、拆除助降网限制框等多项工作。起飞时，也要反向完成以上的所有程序。整个过程需要多人进行操作，互相配合，费时费力。

3、安全性低。国内为了保证直升机的安全，在直升机降落后，必须马上安装系留索具，由于直升机旋翼的旋转，在甲板上产生强烈的气流，致使在直升机周围工作的人员处于危险境地；且完成此项工作需要较长的时间，至少也要需要30秒左右，此时，直升机在甲板上处于自由状态，在海情恶劣的情况下，直升机极易发生侧滑、倾覆的危险情况，对人员、直升机都极其危险；在牵引过程中，需要指挥人员、掌握牵引杆的牵引员及牵引绞车的控制人员间相互配合，防止直升机发生碰撞。因此在整个过程中，对人、机而言，都存在不安全因素。

为了保证我国具备处理海上事务的能力，大幅提高海上作业直升机的保障能力，就必须研制更为先进的直升机船上系统。

发明内容

鉴于以上分析，本发明旨在提供一种海上作业直升机的安全快速回收及放飞系统及方法，用以解决现有技术不适宜高海况下作业的问题。

本发明的目的主要是通过以下技术方案实现的：

一种海上作业直升机的安全快速回收及放飞系统，该系统包括：液压动力系统、快速系留装置、预置轨道、控制设备、摄像机、探杆和激光目标源；

所述探杆和激光目标源均安装在直升机上；

液压动力系统用来驱动快速系留装置沿预置轨道运动；控制设备控制摄像机拍摄直升机上的激光目标源，确定直升飞机的位置，并控制液压动力系统调整快速系留装置的位置，使快速系留装置与直升机随动；

控制设备采用固定控制台或可移动控制盒；

快速系留装置用来捕获直升机的探杆，实现直升机系留。

液压动力系统包括：液压泵站、液压伺服马达、绞车及张紧装置；

液压泵站为液压伺服马达提供液压油；液压伺服马达与绞车及紧张装置连接；绞车及紧张装置通过钢缆与快速系留装置连接；快速系留装置沿预置轨道运动；控制设备采集直升机与轨道的相对位置信息，并控制液压泵站的输出油压大小及液压伺服马达的转速；

液压伺服马达、绞车及张紧装置形成至少1组，每组中包括1个液压伺服马达和1个绞车及张紧装置；

控制设备通过摄像机拍摄设直升机来获得直升的与轨道的相对位置；直升机上设有激光目标源，摄像机拍摄激光目标源，并通过数据处理单元获得直升机的位置，再把直升机的位置发送给控制设备。

快速系留装置包括：液压系统、电气控制系统、机械爪、传动装置；

机械爪用来捕获直升机探杆；

电气控制系统通过液压系统控制机械爪的运动；

液压系统通过传动系统，将液压变化转换为机械爪的运动。

机械爪包括：机械爪主体、基座、锁紧连杆；

机械爪主体为C形，且与基座通过销轴连接；当直升机探杆进入机械爪主体C形内，机械爪主体绕销轴旋转，与基座一起将直升机探杆捕获并固定；

锁紧连杆设置在基座上；当机械爪主体捕获直升机探杆后，锁紧连杆伸出则机械爪关闭、机械爪主体不能绕销轴旋转，锁紧连杆收回则机械爪开启、机械爪主体能够绕销轴旋转；

传动装置包括：定滑轮、动滑轮、链条、磁致伸缩式位移传感器；所述链条和定滑轮均有2个；2个所述定滑轮分别安装在快速系留装置的壳体两端；2个所述链条的一端分别连接在所述机械爪的左右两端，且分别穿过对应一侧的定滑轮；其中一个链条的另一端与液压缸的固定端连接，另一个链条的另一端通过弹簧与快速系留装置侧壁固定，所述弹簧设有螺钉，用来调节链条的张力；动滑轮与液压缸的伸缩端连接，通过液压缸的伸缩，带动动滑轮，拉动链条，控制机械爪运动；动滑轮与机磁致伸缩式位移传感器的磁环连接，测量机械爪的运动位移和位置。

快速系留装置上设有缓冲板；缓冲板内设有减震装置；

缓冲板的外缘设有光电传感器，且光电传感器位于机械爪的外侧；

快速系留装置的下方设有支撑轮，支撑轮能够沿轨道装置轴线两侧的支撑轮轨道运动，从而带动快速系留装置运行。

液压系统包括：液压缸、液压锁、蓄能器、中位锁紧缸、紧急锁紧缸、机械爪启闭缸；

液压缸为控制机械爪运动提供动力；

液压锁用来锁紧机械爪在轨道上的位置；

机械爪启闭缸用来控制锁紧连杆(14)；

紧急锁紧缸用来控制紧急锁止销，将机械爪卡死在其当前位置、不能沿轨道运动；

中位锁紧缸用来控制中位锁止销，将机械爪卡死在中间位置、不能沿轨道运动；

蓄能器贮存有压力油，当快速系留及校直装置失电时，蓄能器用来为快速系留及校直装置提供液压动力；

液压缸包括粗缸和细缸；当所述机械爪快速运动，捕获直升机探杆时，所述细缸为机械爪运动提供动力；当所述机械爪慢速运动，调整直升机探杆位置时，所述粗缸为所述机械爪运动提供动力。

使用该系统的一种海上作业直升机的安全快速回收及放飞方法，该方法包括：直升机回收方法、直升机放飞方法；

直升机回收方法的步骤为：

S1.1、直升机悬停在指定船上降落区域上方后，摄像机拍摄直升机上的激光目标源；

S1.2、摄像机将拍摄得到的图像信号发送至控制设备的数据处理单元，数据处理单元对图像信号进行处理，得到直升机的位置信息；

S1.3、控制设备根据处理得到的位置信息发出灯光控制信号，指引直升机调整至最佳船上降落位置；

S1.4、控制设备将位置信息发送至液压动力装置，液压动力装置根据位置信息调整快速系留装置跟随直升机；

S1.5、通过快速系留装置进行直升机探杆捕获；

S1.6、液压动力装置通过快速系留装置对直升机进行牵引；

S1.7、根据直升机的位置，调整液压动力装置的前后牵引方向和快速系留装置的机械爪左右校直方向，保持直升机的探杆位于轨道的上方；

S1.8、将直升机牵引至指定位置或机库内；

直升机放飞方法的步骤为：

S2.1、启动并调整液压动力装置，通过快速系留装置带动直升机，将直升机从机库牵出；

S2.2、根据直升机的位置，调整液压动力装置的牵引方向，保持直升机的探杆位于轨道的上方；

S2.3、将直升机牵引至起飞区域；

S2.4、快速系留装置放开直升机探杆；

S2.5、完成直升机放飞，直升机起飞离开船舶。

步骤S1.2具体为：

摄像机识别出四个直升机激光目标源，计算出海上作业直升机在甲板坐标系中相对于摄像机的位置，并融合左右摄像机测得海上作业直升机位置信号，控制设备经过坐标变换，计算出海上作业直升机在大地坐标系中相对于理想船上降落点的位置。

步骤S1.5采用全自动捕获或半自动捕获；

全自动捕获具体为：

直升机悬停在船上降落区域上方后，根据指引信号，调整直升机位置，在船上降落区域降落；控制设备根据摄像机拍摄到的直升机的位置实时判断：直升机是否已降落，并检测探杆是否在捕获范围内；

如果满足判断条件：液压动力装置立即驱动快速系留装置快速向探杆运动，然后机械爪捕获直升机探杆，完成全自动捕获；

如果不满足判断条件：直升机复飞，重复步骤S1.2～S1.5直至成功捕获直升机，完成快速系留海上作业直升机；

半自动捕获具体为：

直升机悬停在船上降落区域上方后，在船上降落区域缓慢下降，控制设备根据摄像机拍摄到的直升机的位置不断指示直升机调整位置，当操作人员判断直升机船上降落后，手动触发捕获动作，液压动力装置立即驱动快速系留装置快速向探杆运动，然后机械爪捕获直升机探杆，完成捕获。

步骤S1.7和步骤S2.2中，将直升机的探杆保持轨道的上方的具体方法为：

当直升机沿直线轨道牵引时，控制设备控制装置控制快速系留装置的机械爪，将直升机探杆抓紧且调整机械爪相对快速系留装置的位置，从而实现直升机在飞行甲板与机库之间的转运。

步骤S2.4具体为：

当直升机位置进入起飞区域时，快速系留装置的机械爪释放直升机探杆，机械爪沿快速系留装置移动加速返回初始位置；

快速系留装置由绞车及张紧装置牵引，加速远离直升机探杆运动，当系留装置远离探杆至安全距离后，指示器指示起飞信号，直升机起飞完成直升机放飞的过程。

本发明的有益效果如下：

1、本发明既能适用于现阶段服役的新型号直升机，也适用于现阶段服役的老型号直升机，具备多机型的适用性，同时适于4级以上甚至6级的较为恶劣的海况，提高了直升机出海作业对高海况的适应性；

2、本发明的直升机回收及放飞过程均采用自动控制，只需要一名操作人员即可完成直升机回收及放飞作业，而且直升机系留过程和牵引过程可以无缝衔接，无需额外操作，大大降低了直升机回收及放飞的操作难度，节省人力物力，提高了作业效率；

3、本发明可在2s内完成直升机的系留和固定工作，同时无需操作人员靠近直升机进行作业，避免在系留过程中，直升机与船舶发生碰撞等突发事件对直升机和相关人员造成危险；通过对2组液压伺服马达、绞车及张紧装置的分别调整，可实现快速系留装置的位置调整，使得直升机在牵引的过程中始终能够沿着轨道平稳运动，同时通过快速系留装置对直升机进行垂直轨道方向的锁紧，可避免侧滑、偏离轨道等现象的发生，通过绞车及张紧装置对直升机进行沿轨道方向的锁紧，可以避免直升机沿轨道方向发生蹿动，全面保障了直升机和船上人员的安全；

4、本发明与现有的回收放飞系统相比，为多种机型的直升机在复杂海况下使用提供了保障，同时仅依靠较少的操作人员，依然能够保证较高作业效率，大大提高了人员、直升机的安全性。

本发明的其它特征和优点将在随后的说明书中阐述，并且部分特征和优点从说明书中变得显而易见，或者通过实施本发明而了解。本发明的目的和其它优点可通过在所写的说明书、权利要求书、附图中所特指的结构来实现和获得。

附图说明

附图仅用于体现具体实施例的目的，并不认为是对本发明的限制。在整个附图中，相同的序号代表相同的部件。

图1为一种海上作业直升机的安全快速回收及放飞系统及方法的设备示意图；

图2为一种海上作业直升机的安全快速回收及放飞系统及方法的快速系留装置的示意图；

图3为一种海上作业直升机的安全快速回收及放飞系统及方法的液压动力系统连接流程图；

图4为一种海上作业直升机的安全快速回收及放飞系统及方法的轨道示意图；

图5为一种海上作业直升机的安全快速回收及放飞方法的流程图；

图6为一种海上作业直升机的安全快速回收及放飞系统中快速系留装置的机械爪打开状态示意图；

图7为一种海上作业直升机的安全快速回收及放飞系统中快速系留装置的机械爪闭合状态示意图；

图8为一种海上作业直升机的安全快速回收及放飞系统中快速系留装置的机械爪传动结构示意图；

图9为快速系留装置中液压缸活塞和动滑轮连接装置连接前结构示意图；

图10为液压动力系统的双卷筒绞车装置的结构示意图；

图11为液压动力系统的双卷筒绞车装置的电缆卷筒和钢缆卷筒的示意图；

图12为液压动力系统的电缆与钢缆同步张紧装置结构示意图；

图13为液压动力系统的电缆与钢缆同步张紧装置侧视图；

图14为连接钢缆和快速系留装置的滑块装置的结构示意图；

图15为连接钢缆和快速系留装置的滑块装置的接触块在圆弧段轨道的截面图；

图16为连接钢缆和快速系留装置的滑块装置的接触块在直线段轨道的截面图；

图17为直升机探杆的剖视图；

图18为激光目标源的结构示意图；

图中：1-绞车及张紧装置、2-快速系留装置、3-探杆、4-摄像机、5-激光目标源、6-缓冲板、7-减震装置、8-光电传感器、9-机械爪、10-支撑轮、11-支撑轮轨道、12-机械爪主体、13-基座、14-锁紧连杆、15-粗缸、16-细缸、18-定滑轮、19-磁致伸缩式位移传感器、20-磁环、21-活塞、22-卡紧片基座、23-弹簧、24-上卡紧片、25-下卡紧片、26-卡紧块、27-卡紧块基座、28-绞车机架、29-传动箱、30-液压马达、31-行星减速机、32-钢缆卷筒、33-气动马达、34-电滑环、35-电缆卷筒、36-扭矩限制器、37-手动离合器、38-旋转编码器、39-油缸、40-阀组、41-蓄能器、42-连接块、43-前接触块、44-后接触块、45-限位块、46-钢缆、47-电缆、48-顶部法兰盘、49-伺服电机、50-探杆支架、51-底部法兰盘、52-可伸缩探杆、53-热沉、54-C-MOUNT接口、55-垫块、56-陶瓷插芯、57-套筒、58-固定支架、59-半导体芯片、60-光电探测器、61-管座。

具体实施方式

下面结合附图具体描述本发明的优选实施例，其中，附图构成本申请的一部分，并与本发明的实施例一起用于阐述本发明的原理。

如图1、图5所示，一种海上作业直升机的安全快速回收及放飞系统，该系统包括：液压动力系统、快速系留装置2、预置轨道、控制设备、摄像机4、探杆3和激光目标源5；

液压动力系统用来驱动快速系留装置2沿预置轨道运动；控制设备控制摄像机4拍摄直升机上的激光目标源5，确定直升飞机的位置，并控制液压动力系统调整快速系留装置2的位置，使快速系留装置2跟踪直升机；快速系留装置2用来捕获直升机的探杆3，实现直升机系留。

如图3所示，液压动力系统包括：液压泵站、液压伺服马达、绞车及张紧装置1；

液压泵站为液压伺服马达提供液压油；液压伺服马达与绞车及紧张装置连接；绞车及紧张装置通过钢缆46与滑块装置连接，带动快速系留装置2沿预置轨道运动；控制设备采集直升机相对理想着舰点的位置信息和快速系留装置2的位置信息，并控制液压泵站的输出油压大小及液压伺服马达的转速；

液压伺服马达、绞车及张紧装置1形成至少1组，每组中包括1个液压伺服马达和1个绞车及张紧装置1；

控制设备通过摄像机4拍摄设直升机来获得直升的与轨道的相对位置；直升机上设有激光目标源5，摄像机4拍摄激光目标源5，并通过数据处理单元获得直升机的位置，再把直升机的位置发送给控制设备。

如图10、图11所示，绞车包括：液压马达30、气动马达33、行星减速机31、钢缆46卷筒32、电缆47卷筒35；钢缆46卷筒32、电缆47卷筒35同速同向转动；液压马达30为主驱动马达，且输出轴通过行星减速机31驱动钢缆46卷筒32、电缆47卷筒35转动；气动马达33为备用驱动马达，且输出轴与液压马达30的输出轴通过蜗轮蜗杆的形式连接。气动马达33的输出轴与液压马达30的输出轴垂直，并以蜗轮蜗杆的形式形成传动箱29；气动马达33的输出轴为传动箱29中的蜗轮；液压马达30的输出轴为传动箱29的蜗杆；传动箱29上设有马达离合器，用来使蜗轮和蜗杆啮合或分离。

当液压马达30正常工作时，传动箱29将气动马达33与绞车断开。当液压马达30无法工作、需要使用气动马达33时，操作马达离合器使得气动马达33与绞车相连，此时液压马达30的输入轴仍与绞车相连，绞车运转时液压马达30的输出轴也被带动。使用备用动力驱动功能时，需将液压马达30A、B口连通，并用手动泵将绞车制动器打开。

钢缆46卷筒32和电缆47卷筒35各自均安装有齿轮，并通过链条连接，使得钢缆46卷筒32、电缆47卷筒35同速同向转动；电缆47卷筒35上设有手动离合器37，用来在设备检修时将电缆47卷筒35与其齿轮分离，进行维修和新旧换装；电缆47卷筒35上设有扭矩限制器36，用来调整钢缆46卷筒32、电缆47卷筒35旋转时的扭矩，扭矩限制器36设定一个扭矩阈值，当主动轴或被动轴上传递的扭矩超过扭矩阈值时，扭矩限制器36使两轴“打滑”，减小扭矩。

钢缆46缠绕在钢缆46卷筒32上，并设有预紧张力；钢缆46的两端均不与钢缆46卷筒32固定；在预紧张力的作用下，钢缆46随钢缆46卷筒32无相对滑动的转动，一端收缆、另一端放缆。

电缆47缠绕在电缆47卷筒35上，无相对滑动的正反转动，实现放缆、收缆；电缆47的一端通过电滑环34与控制设备连接，另一端通过预制轨道内腔与快速系留装置2相连。

电滑环34可实现电气线路中一端旋转另一端固定位置输出的作用。其中既传输动力能源线又可以传输控制信号线，动力能源线与控制信号线分组连接。

绞车通过绞车机架28固定在安装平面上，绞车机架28是绞车内部的主要支撑结构，同时与绞车的主要部件起到连接和固定的作用；绞车设有旋转编码器38，旋转编码器38用来记录钢缆46卷筒32的转数，用以计算牵引的距离。

如图12、图13所示，张紧装置包括：滑轮组、油缸39、机架、弹簧23；

滑轮组安装在机架上，且包括：定滑轮和动滑轮；钢缆46和电缆47穿过滑轮组；

油缸39和弹簧23一同驱动动滑轮靠近或远离定滑轮，调整钢缆46和电缆47的张力。定滑轮固定在在机架的下部，的动滑轮安装在机架的上部，且动滑轮能够沿竖直方向上下运动；动滑轮与油缸39的活塞21连接，油缸39通过活塞21控制动滑轮上下移动；弹簧23的一端与动滑轮连接，另一端与机架连接；弹簧23与油缸39共线，其且与油缸39分别安装在动滑轮的两侧；当动滑轮向上运动时，滑轮组对应调整的钢缆46或电缆47的张力增加；当动滑轮向下运动时，滑轮组对应调整的钢缆46或电缆47的张力减小。张紧装置设有蓄能器41，蓄能器41与油缸39连接；

油缸39正常运转时，由油缸39为动滑轮运动提供动力，并为蓄能器41充能；油缸39不能正常运转时，由蓄能器41为动滑轮运动提供动力。

滑轮组包括：钢缆46组和电缆47组；钢缆46组共有两组，每组包括一个定滑轮和一个动滑轮，每组钢缆46组各调整一根钢缆46的张力；

电缆47组有一组，包括一个定滑轮和一个动滑轮，且调整一根电缆47的张力。

油缸39有两个，其中一个油缸39为钢缆46组提供动力，另一个油缸39为电缆47组提供动力；蓄能器41有两个，分别与两个油缸39连接。油缸39通过阀组40与液压油箱连接，阀组40用来调整油缸39的液压压力大小和输出功率。

穿过张紧装置的钢缆46一端与预制轨道中的滑块装置前端连接，另一端与滑块装置后端连接；电缆47一端与牵引绞车连接，另一端与系留装置连接。

张紧装置的应用过程为：

S1、连接快速系留装置2和液压动力系统；

钢缆46依次穿过钢缆46卷筒32、张紧装置的定滑轮和动滑轮沿轨道与预制轨道中的滑块装置连接；电缆47一次穿过电缆47卷筒35、张紧装置的定滑轮和动滑轮沿轨道与快速系留装置2连接。

S2、调整液压动力系统，驱动并控制快速系留装置2运动；

系统控制单元通过对快速系留装置2的实际速度和位置，与目标速度和位置的比较结果，调整液压泵站泵入液压马达30的液压回路的压力大小、调整液压马达30的转速，从而调整快速系留装置2的实际速度和位置；

当钢缆46或电缆47的张力异常时，系统控制单元控制张紧装置中对应的动滑轮向上或向下运动，调整张力的大小，直至张力的大小在正常的范围内。

S3、通过液压动力系统，使快速系留装置2移动至指定位置。

如图2、图4所示，快速系留装置2包括：液压系统、电气控制系统、机械爪9、传动装置；

机械爪9用来捕获直升机探杆3；电气控制系统通过液压系统控制机械爪9的运动；液压系统通过传动系统，将液压变化转换为机械爪9的运动。

如图6、图7所示，机械爪9包括：机械爪主体12、基座13、锁紧连杆14；

机械爪主体12为C形，且与基座13通过销轴连接；当直升机探杆3进入机械爪主体12C形内，机械爪主体12绕销轴旋转，与基座13一起将直升机探杆3捕获并固定；

锁紧连杆14设置在基座13上；当机械爪主体12捕获直升机探杆3后，锁紧连杆14伸出则机械爪9关闭、机械爪主体12不能绕销轴旋转，锁紧连杆14收回则机械爪9开启、机械爪主体12能够绕销轴旋转。

液压系统包括：液压缸、液压锁、蓄能器41、中位锁紧缸、紧急锁紧缸、机械爪9启闭缸；液压缸为控制机械爪9运动提供动力；液压锁用来锁紧机械爪9在轨道上的位置；机械爪9启闭缸用来控制锁紧连杆14；紧急锁紧缸用来控制紧急锁止销，将机械爪9卡死在其当前位置、不能沿轨道运动；中位锁紧缸用来控制中位锁止销，将机械爪9卡死在中间位置、不能沿轨道运动；蓄能器41贮存有压力油，当快速系留及校直装置失电时，蓄能器41用来为快速系留及校直装置提供液压动力。

机械爪9沿快速系留装置上安装的轨道运动，既能快速运动，捕获直升机探杆3，又能慢速运动，调整直升机探杆3的位置。

如图8所示，液压缸包括粗缸15和细缸16；

机械爪9快速运动，捕获直升机探杆3时，细缸16为机械爪9运动提供动力；机械爪9慢速运动，调整直升机探杆3位置时，粗缸15为机械爪9运动提供动力。

传动装置包括：定滑轮、动滑轮、链条、磁致伸缩式位移传感器19；链条和定滑轮均有2个；2个定滑轮分别安装在快速系留装置2的壳体两端；2个链条的一端分别连接在机械爪9的左右两端，且分别穿过对应一侧的定滑轮；其中一个链条的另一端与液压缸的固定端连接，另一个链条的另一端通过弹簧23与快速系留装置侧壁固定，且弹簧23设有螺钉，用来调节链条的张力；动滑轮与液压缸的伸缩端连接，通过液压缸的伸缩，带动动滑轮，拉动链条，控制机械爪9运动；动滑轮与机磁致伸缩式位移传感器19的磁环20连接，测量机械爪9的运动位移和位置。

如图9所示，液压缸的活塞21与动滑轮通过连接装置连接，该连接装置包括：卡紧装置、动滑轮；活塞21的末端与卡紧装置连接；动滑轮安装在卡紧块基座27中，且卡紧块基座27上设有卡紧块26；卡紧装置能够卡紧块26连接，也能够在与卡紧块26连接或断开连接。卡紧装置包括：卡紧片基座22、上卡紧片24、下卡紧片25；卡紧片基座22的末端与活塞21连接，中部的上侧与上卡紧片24的末端形成销轴连接，中部的下侧与下卡紧片25的末端形成销轴连接；上卡紧片24、下卡紧片25均通过弹簧23与卡紧片基座22的顶端连接；上卡紧片24、下卡紧片25的顶端均设有卡钩，且上卡紧片24的卡钩和下卡紧片25的卡钩相向设置。上卡紧片24、下卡紧片25形状相同，上下对称；

卡钩的前端设有曲面，且曲面相靠近卡紧片基座22的一侧弯曲；

上卡紧片24、下卡紧片25的中部靠近卡紧片基座22的一侧均设有限位结构；

上卡紧片24与卡紧片基座22之间的弹簧23、下卡紧片25与卡紧片基座22之间的弹簧23，均为拉伸状态；限位结构与卡紧片基座22接触时，通过弹簧23的拉力，上卡紧片24、下卡紧片25保持平行。

卡紧块26设置在卡紧块基座27上与卡紧装置连接的一端，卡紧块基座27的端部的中间为上下的通槽，卡紧块26设置在通槽内；

卡紧块26的截面为梯形，且靠近动滑轮的一侧为梯形的下底。

卡紧块26的截面对应的梯形的下底的宽度、上卡紧片24和下卡紧片25内侧之间的距离，二者相等；

卡紧块26的截面对应的梯形的上底的宽度小于上卡紧片24和下卡紧片25的卡勾的内侧的距离。

动滑轮共有2个，均安装在卡紧块基座27内；

2个动滑轮同轴安装，且各自的转向、转速互不干涉。

卡紧片基座22上设有解锁装置，解锁装置能够将上卡紧片24向上顶、下卡紧片25向下顶；

解锁装置失电时，上卡紧片24能够手动向上转动、下卡紧片25能够手动向下转动。

电气控制系统采用单片机进行控制，包括：电源模块、模拟量信号接口模块、指示灯控制接口模块、驱动电磁阀与继电器接口模块、开关量信号接口模块、CAN通信接口模块；

电源模块为单片机、驱动电磁阀与继电器接口模块、模拟量信号接口模块、开关量信号接口模块供电；

模拟量信号接口模块包括快速系留装置内部传感器信号接口和快速系留装置外部控制信号接口；

指示灯控制接口模块包括：供电状态指示灯、工作状态指示灯、故障状态指示灯；

驱动电磁阀与继电器接口模块用来控制液压系统中使用的电磁阀和继电器；

开关量信号接口模块包括快速系留装置内部各继电器的控制信号和快速系留装置外部控制各继电器的控制信号；

CAN通信接口模块用来将快速系留装置2的工作状态发送向快速系留装置的控制箱，和/或将快速系留装置外部控制信号转发给快速系留装置的控制箱。

如图2所示，快速系留装置2设有缓冲板6，缓冲板6内设有减震装置7，减震装置7采用缓冲阻尼器。

缓冲板6相对机械爪9的外侧设有光电传感器8，且2个光电传感器8相向设置；

直升机探杆3进入光电传感器8范围内，快速系留装置2开始减速并继续前行直到将缓冲板6压缩到位，机械爪(9)快速向探杆(3)运动并捕获探杆(3)；

快速系留装置2的下方设有支撑轮10，支撑轮10能够沿轨道装置轴线两侧的支撑轮轨道11运动，从而带动快速系留装置2运行。

如图14所示，快速系留装置2通过滑块装置与钢缆46连接，滑块装置包括：接触块和连接块42；

接触块安装在轨道中，且与轨道的内侧壁接触；接触块包括前接触块43和后接触块44；

连接块42安装在基础块上方，用来与沿轨道运动的物体连接；

轨道包括直线段轨道和圆弧段轨道，且直线段轨道的宽度不变，圆弧段轨道的半径和宽度不变。

前接触块43和后接触块44均为纺锤形结构，且纺锤形长边的一端互相靠近，轴线共线；

前接触块43和后接触块44通过连接块42连接，且前接触块43和后接触块44不直接连接；

前接触块43和后接触块44形状相同，前后对称。

如图15、图16所示，纺锤形结构的宽度与直线段轨道的宽度相等；

纺锤形结构的短边均为外凸的弧线，长边均为内凹的弧线。

纺锤形结构的短边的弧线与圆弧段轨道的外侧弧线共形；

纺锤形结构的长边的弧线与圆弧段轨道的内侧弧线共形；

纺锤形结构的长边与短边连接处为倒圆角，倒圆角区域为直线接触区。

接触块的下侧设有限位块45，限位块45卡入轨道内部，防止滑块装置从轨道中脱落；

限位块45为中央对称结构，且关于过对称中心的中轴线对称。

限位块45与用来牵引滑块装置的钢缆46连接；钢缆46通过限位块45下侧的钢缆46通过口限位；

用来传递信号的电缆47从限位块45的中央穿过，并穿过连接块42的中央，与沿轨道运动的物体连接；电缆47通过限位块45下侧的电缆47通过口限位。

如图15、图16所示，当滑块装置在圆弧段轨道上，且向圆弧段轨道内侧偏移时，纺锤形结构的靠近轨道内侧的长边与圆弧段轨道的内侧接触，且满足：

纺锤形结构的中心偏移量：

纺锤形结构的短边端部偏移量：

滑块装置的中心偏移量：

其中：

R：圆弧段轨道半径；

L_1内：前接触块43与圆弧段轨道内侧分离点到后接触块44与圆弧段轨道内侧分离点之间的间距；

t1：直线段轨道上接触块居中时，直线接触区靠近短边一侧的与轨道侧壁的最大间隙；

L₂：前接触块43的短边端部到后接触块44短边端部距离；

L₃：电缆47通过口距离接触块中心的距离。

当滑块装置在圆弧段轨道上，且向圆弧段轨道外侧偏移时，纺锤形结构的靠近轨道外侧的短边与圆弧段轨道的外侧接触，且满足：

纺锤形结构的中心偏移量：

纺锤形结构的短边端部偏移量：

滑块装置的中心偏移量：

其中：

R：圆弧段轨道半径；

L_1外：前接触块43与圆弧段轨道外侧分离点到后接触块44与圆弧段轨道外侧分离点之间的间距；

t2：直线段轨道上接触块居中时，直线接触区靠近长边一侧与轨道侧壁的最大间隙；

L₂：前接触块43的短边端部到后接触块44短边端部距离；

L₃：电缆47通过口距离接触块中心的距离。

如图17所示，直升机探杆3包括：动力部分、传动部分、执行部分；

执行部分为可伸缩探杆52；

动力部分为可伸缩探杆52的伸缩提供动力源；

传动部分控制和驱动可伸缩探杆52的伸缩。

可伸缩探杆52安装在探杆支架50中，形成套筒57结构；

套筒57结构的顶部设有顶部法兰盘48，底部设有底部法兰盘51；

顶部法兰盘48和底部法兰盘51上均设有连接孔，在连接孔处直升机探杆3装置与直升机底部的框架通过螺栓连接，固定在直升机上，通过顶部法兰盘48和底部法兰盘51将探杆3的载荷传递给直升机。用于飞机降落在甲板后与快速系留装置2的协同工作实现直升机在舰上的系留、矫直和牵引功能。

动力部分安装在顶部法兰盘48的下表面，并与探杆支架50并排安装；

动力部分包括：伺服电机49、制动器；

伺服电机49用来驱动可伸缩探杆52上下运动；

当可伸缩探杆52完全收缩进探杆支架50，或完全从探杆支架50伸出时，制动器减速并停止可伸缩探杆52运动，防止可伸缩探杆52与探杆支架50发生刚性碰撞。

传动部分安装在顶部法兰盘48和探杆支架50之间；

传动部分包括：变速箱、丝杠副；

变速箱用来调整可伸缩探杆52的运动速度；

丝杠副用来将伺服电机49的转动转换为可伸缩探杆52的上下运动。

探杆支架50的侧面设有信号反馈，用来将可伸缩探杆52的位置信息反馈给直升机探杆3装置的控制系统；

控制系统根据信号反馈传递来的位置信息，经位置控制算法解算后，驱动伺服电机49带动探杆3达到伸长或收缩状态。

底部法兰盘51的内部设有限位结构，防止可伸缩探杆52从探杆支架50中脱落；

可伸缩探杆52的下端设有凸起，方便使用时被快速系留装置2捕获；

可伸缩探杆52的凸起处设有传感器，当快速系留装置2捕获直升机探杆3装置后，传感器向直升机发出被捕获信号。

探杆支架50外侧设有手摇机构，摇动手摇机构的手柄能够手动将可伸缩探杆52伸出或收入探杆支架50；

手摇机构为可拆卸机构，在不需手摇时可快速拆除；当动力部分无法正常工作时，使用手摇机构控制直升机探杆3装置。

如图18所示激光目标源包括：半导体激光管、功率传感器、温度传感器；

半导体激光管与输入电路连接，并产生激光；

功率传感器和温度传感器均安装在半导体激光管上，功率传感器用来测量半导体激光管的输出功率，温度传感器用来测量半导体激光管工作时的温度。

半导体激光管共有8个，8个半导体激光管共用1个热沉2；

每个半导体激光管均包括：半导体芯片59、光电探测器60、C-MOUNT接口54；

C-MOUNT接口54和热沉2并列安装在半导体激光管的内部；光电探测器60安装在热沉2上方，半导体芯片59安装在C-MOUNT接口54上方。

半导体芯片59的激光发射方向设有光纤，光纤安装在套筒57中，套筒57安装在固定支架58上，固定支架58固定安装在垫块55上方；

光纤与半导体芯片59的耦合端能够通过套筒57调整光纤耦合端到半导体芯片59之间的距离，通过调整距离可以调整半导体芯片59的输出功率，半导体芯片59的输出功率保持为1.5W。

半导体激光管包括：管座61和外壳；

管座61和外壳将半导体激光管的内部封闭为密闭空间；

热沉2、C-MOUNT接口54、垫块55均安装并固定在管座61上。

光纤穿过外壳，并与陶瓷插芯56连接，并通过陶瓷插芯56发出激光。

使用该系统的一种海上作业直升机的安全快速回收及放飞方法，该方法包括：直升机回收方法、直升机放飞方法；

直升机回收方法的步骤为：

S1.1、直升机悬停在指定船上降落区域上方后，摄像机4拍摄直升机上的激光目标源5；

S1.2、摄像机4将拍摄得到的图像信号发送至控制设备的数据处理单元，数据处理单元对图像信号进行处理，得到直升机的位置信息；摄像机4识别出四个直升机激光目标源5，计算出海上作业直升机在甲板坐标系中相对于摄像机4的位置，并融合左右摄像机4测得海上作业直升机位置信号，控制设备经过坐标变换，计算出海上作业直升机在大地坐标系中相对于理想船上降落点的位置。

S1.3、控制设备根据处理得到的位置信息发出灯光控制信号，指引直升机调整至最佳船上降落位置；

S1.4、控制设备将位置信息发送至液压动力装置，液压动力装置根据位置信息调整快速系留装置2跟随直升机；

S1.5、通过快速系留装置2进行直升机探杆3捕获；采用全自动捕获或半自动捕获；

全自动捕获具体为：

直升机悬停在船上降落区域上方后，根据指引信号，调整直升机位置，在船上降落区域降落，控制设备根据摄像机4拍摄到的直升机的位置实时判断：直升机是否已降落，并检测探杆3是否在捕获范围内；

如果满足判断条件：液压动力装置立即驱动快速系留装置2快速向探杆3运动，然后机械爪9捕获直升机探杆3，完成全自动捕获；

如果不满足判断条件：直升机复飞，重复步骤S1.2～S1.5直至成功捕获直升机，完成快速系留海上作业直升机；

所述半自动捕获具体为：

直升机悬停在船上降落区域上方后，在船上降落区域缓慢下降，控制设备根据摄像机4拍摄到的直升机的位置不断指示直升机调整位置，当操作人员判断直升机船上降落后，手动触发捕获动作，液压动力装置立即驱动快速系留装置2快速向探杆3运动，然后机械爪9捕获直升机探杆3，完成捕获。

然后机械爪锁紧连杆11自动伸出，形成机械限位结构，机械爪主体不能旋转，保证直升机探杆3不脱离机械爪9；快速系留装置2内的液压缸锁紧，保证机械爪9在快速系留装置上无法左右移动；液压动力装置1内部液压锁锁紧，保证快速系留装置2在预制轨道上无法移动，实现对直升机的安全系留。

S1.6、液压动力装置通过快速系留装置2对直升机进行牵引；液压泵站根据直升机型号将液压油泵入液压伺服马达的液压回路；控制设备通过比例溢流阀调整液压泵站的输出油压大小，并通过调整液压伺服马达的转速和转向，牵引快速系留装置2的运动和转动。

S1.7、根据直升机的位置，调整液压动力装置的牵引方向，保持直升机的探杆3位于轨道的上方；当直升机沿直线轨道牵引时，控制设备控制装置控制快速系留装置2的机械爪9，将直升机探杆3抓紧且调整机械爪9相对快速系留装置2的位置，从而实现直升机在飞行甲板与机库之间的转运。

S1.8、将直升机牵引至指定位置或机库内；

直升机放飞方法的步骤为：

S2.1、启动并调整液压动力装置，通过快速系留装置2带动直升机，将直升机从机库牵出；

S2.2、根据直升机的位置，调整液压动力装置的牵引方向，保持直升机的探杆3位于轨道的上方；当直升机沿直线轨道牵引时，控制设备控制装置控制快速系留装置2的机械爪9，将直升机探杆3抓紧且调整机械爪9相对快速系留装置2的位置，从而实现直升机在飞行甲板与机库之间的转运。

S2.3、将直升机牵引至起飞区域；

S2.4、快速系留装置2放开直升机探杆3；当直升机位置进入起飞区域时，快速系留装置2的机械爪9释放直升机探杆3，机械爪9沿快速系留装置2移动，以较快的速度返回初始位置；

快速系留装置2由绞车及张紧装置1牵引，加速远离直升机探杆3运动，当系留装置远离探杆3一定安全距离后，指示器指示起飞信号，直升机起飞完成直升机放飞的过程。

S2.5、完成直升机放飞，直升机起飞离开船上起降平台。

本发明的原理为：

当海上作业直升机按照船上降落程序进入快速回收系统捕获范围后，摄像机4左右舷各一个接收直升机激光目标源5发出的激光，在摄像机4上成像并读出图像信号发送到数据处理单元，数据处理单元对图像信号进行处理，识别出四个直升机激光目标源5，计算出海上作业直升机在甲板坐标系中相对于摄像机4的位置，并融合左右摄像机4测得海上作业直升机位置信号，控制设备经过坐标变换，计算出海上作业直升机在大地坐标系中相对于理想船上降落点的位置，根据此位置计算出海上作业直升机应移动方向并转化为灯光控制信号，通过直升机位置指示器为飞行员提供灯光指示信号，使飞行员将海上作业直升机调整到最佳船上降落位置；同时，控制设备将位置信号发送到液压动力装置，与液压动力装置测到的快速系留装置2位置信号一起，计算出快速系留装置2与海上作业直升机间的位置差，通过液压动力装置伺服控制系统控制快速系留装置2跟踪海上作业直升机，并保持最小安全距离，控制设备一旦判断海上作业直升机船上降落后，液压动力装置驱动快速系留装置2迅速向探杆3装置主探杆3运动并捕获主探杆3。手动时，捕获主探杆3指令由控制设备发出。

海上作业直升机入库时，液压动力装置驱动快速系留装置2牵引海上作业直升机从起降平台沿轨道进入机库，出库反之。

当海上作业直升机需要船上起飞时，控制设备向快速系留装置2发出释放指令，快速系留装置2释放主探杆3，液压动力装置驱动快速系留装置2离开主探杆3至最小安全距离.

综上所述，本发明的实施例提供了一种海上作业直升机的安全快速回收及放飞系统及方法，本发明既能适用于现阶段服役的新型号直升机，也适用于现阶段服役的老型号直升机，同时适于4级以上的较为恶劣的海况，使得本方法更加安全科学可靠；各个过程均采用自动控制，大大减轻了直升机船上降落的操作难度，节省人力物力；本发明通过对2组液压伺服马达、绞车及张紧装置的分别调整，可实现快速系留装置的位置调整，使得直升机在牵引的干活中始终能够沿着轨道平稳运动，避免可侧滑、偏离轨道等现象的发生。

以上所述，仅为本发明的较佳的具体实施方式，但本发明的保护范围并不局限于此，任何熟悉本技术领域的技术人员在本发明揭示的技术范围内，可轻易想到的变化或替换，都应涵盖在本发明的保护范围内。

Claims (13)

1.一种海上作业直升机的安全快速回收及放飞系统，该系统包括：液压动力系统、快速系留装置(2)、预置轨道、控制设备、摄像机(4)、探杆(3)和激光目标源(5)；

所述探杆(3)和激光目标源(5)均安装在直升机上；

所述液压动力系统用来驱动快速系留装置(2)沿所述预置轨道运动；所述控制设备控制所述摄像机(4)拍摄直升机上的激光目标源(5)，确定直升机的位置，并控制所述液压动力系统调整所述快速系留装置(2)的位置，使所述快速系留装置(2)与直升机随动；

所述控制设备采用固定控制台或可移动控制盒；

所述快速系留装置(2)用来捕获直升机的探杆(3)，实现直升机系留；

所述快速系留装置(2)包括：液压系统、电气控制系统、机械爪(9)和传动装置；

所述机械爪(9)用来捕获直升机的探杆(3)；

所述电气控制系统通过所述液压系统控制所述机械爪(9)的运动；

所述液压系统通过所述传动装置，将液压变化转换为所述机械爪(9)的运动；

所述机械爪(9)包括：机械爪主体(12)、基座(13)、锁紧连杆(14)；

所述机械爪主体(12)为C形，且与所述基座(13)通过销轴连接；当直升机的探杆(3)进入所述机械爪主体(12)C形内，所述机械爪主体(12)绕销轴旋转，与所述基座(13)一起将直升机的探杆(3)捕获并固定；

所述锁紧连杆(14)设置在所述基座(13)上；当所述机械爪主体(12)捕获直升机的探杆(3)后，所述锁紧连杆(14)伸出则所述机械爪(9)关闭、所述机械爪主体(12)不能绕销轴旋转，所述锁紧连杆(14)收回则所述机械爪(9)开启、所述机械爪主体(12)能够绕销轴旋转。

2.根据权利要求1所述的系统，其特征在于，所述液压动力系统包括：液压泵站、液压伺服马达、绞车及张紧装置(1)；

所述液压泵站为液压伺服马达提供液压油；所述液压伺服马达与绞车及张紧装置(1)连接；所述绞车及张紧装置(1)通过钢缆与所述快速系留装置(2)连接；所述快速系留装置(2)沿预置轨道运动；所述控制设备采集直升机与预置轨道的相对位置信息，并控制液压泵站的输出油压大小及液压伺服马达的转速；

所述液压伺服马达、绞车及张紧装置(1)形成至少1组，每组中包括1个液压伺服马达和1个绞车及张紧装置(1)。

3.根据权利要求1或2所述的系统，其特征在于，所述控制设备包括数据处理单元；所述控制设备通过摄像机(4)拍摄直升机来获得直升机与预置轨道的相对位置；直升机上设有激光目标源(5)，所述摄像机(4)拍摄所述激光目标源(5)，并通过数据处理单元获得直升机的位置，再把直升机的位置发送给所述控制设备。

4.根据权利要求3所述的系统，其特征在于，所述传动装置包括：定滑轮、动滑轮、链条、磁致伸缩式位移传感器(19)；所述链条和定滑轮均有2个；2个所述定滑轮分别安装在快速系留装置(2)的壳体两端；2个所述链条的一端分别连接在所述机械爪(9)的左右两端，且分别穿过对应一侧的定滑轮；其中一个链条的另一端与液压缸的固定端连接，另一个链条的另一端通过弹簧(23)与快速系留装置侧壁固定，所述弹簧(23)设有螺钉，用来调节链条的张力；动滑轮与液压缸的伸缩端连接，通过液压缸的伸缩，带动动滑轮，拉动链条，控制机械爪(9)运动；动滑轮与磁致伸缩式位移传感器(19)的磁环(20)连接，测量机械爪(9)的运动位移和位置。

5.根据权利要求1所述的系统，其特征在于，所述快速系留装置(2)上设有缓冲板(6)；所述缓冲板(6)内设有减震装置(7)；

所述缓冲板(6)的外缘设有光电传感器(8)，且所述光电传感器(8)位于所述机械爪(9)的外侧。

6.根据权利要求5所述的系统，其特征在于，所述快速系留装置(2)的下方设有支撑轮(10)，所述支撑轮(10)能够沿所述预置轨道轴线两侧的支撑轮轨道(11)运动，从而带动所述快速系留装置(2)运行。

7.根据权利要求1所述的系统，其特征在于，所述液压系统包括：液压缸、液压锁、蓄能器、中位锁紧缸、紧急锁紧缸、机械爪启闭缸；

液压缸为控制所述机械爪(9)运动提供动力；

所述液压锁用来锁紧所述机械爪(9)在预置轨道上的位置；

所述机械爪启闭缸用来控制所述锁紧连杆(14)；

所述紧急锁紧缸用来控制紧急锁止销，将所述机械爪(9)卡死在其当前位置、不能沿轨道运动；

所述中位锁紧缸用来控制中位锁止销，将所述机械爪(9)卡死在中间位置、不能沿轨道运动；

所述蓄能器贮存有压力油，当所述快速系留装置(2)失电时，所述蓄能器用来为所述快速系留装置(2)提供液压动力。

8.根据权利要求7所述的系统，其特征在于，所述液压缸包括粗缸(15)和细缸(16)；

当所述机械爪(9)快速运动，捕获直升机的探杆(3)时，所述细缸(16)为机械爪(9)运动提供动力；当所述机械爪(9)慢速运动，调整直升机的探杆(3)位置时，所述粗缸(15)为所述机械爪(9)运动提供动力。

9.使用权利要求1至8任一所述的系统的一种海上作业直升机的安全快速回收及放飞方法，该方法包括：直升机回收方法、直升机放飞方法；

所述直升机回收方法的步骤为：

S1.1、直升机悬停在指定船上降落区域上方后，摄像机(4)拍摄直升机上的激光目标源(5)；

S1.2、摄像机(4)将拍摄得到的图像信号发送至控制设备的数据处理单元，数据处理单元对图像信号进行处理，得到直升机的位置信息；

S1.3、控制设备根据处理得到的位置信息发出灯光控制信号，指引直升机调整至最佳船上降落位置；

S1.4、控制设备将位置信息发送至液压动力系统，液压动力系统根据位置信息调整快速系留装置(2)跟随直升机；

S1.5、通过快速系留装置(2)进行直升机的探杆(3)捕获；

S1.6、液压动力系统通过快速系留装置(2)对直升机进行牵引；

S1.7、根据直升机的位置，调整液压动力系统的前后牵引方向和快速系留装置(2)的机械爪左右校直方向，保持直升机的探杆(3)位于预置轨道的上方；

S1.8、将直升机牵引至指定位置或机库内；

所述直升机放飞方法的步骤为：

S2.1、启动并调整液压动力系统，通过快速系留装置(2)带动直升机，将直升机从机库牵出；

S2.2、根据直升机的位置，调整液压动力系统的牵引方向，保持直升机的探杆(3)位于预置轨道的上方；

S2.3、将直升机牵引至起飞区域；

S2.4、快速系留装置(2)放开直升机的探杆(3)；

S2.5、完成直升机放飞，直升机起飞离开船上起降平台。

10.根据权利要求9所述的方法，其特征在于，所述步骤S1.2具体为：

所述摄像机(4)识别出四个直升机激光目标源(5)，计算出海上作业直升机在甲板坐标系中相对于摄像机(4)的位置，并融合左右摄像机(4)测得海上作业直升机位置信号，控制设备经过坐标变换，计算出海上作业直升机在大地坐标系中相对于理想船上降落点的位置。

11.根据权利要求10所述的方法，其特征在于，所述步骤S1.5采用全自动捕获或半自动捕获；

所述全自动捕获具体为：

直升机悬停在船上降落区域上方后，根据指引信号，调整直升机位置，在船上降落区域降落，控制设备根据摄像机(4)拍摄到的直升机的位置实时判断：直升机是否已降落，并检测探杆(3)是否在捕获范围内；

如果满足判断条件：液压动力系统立即驱动快速系留装置(2)快速向探杆(3)运动，然后机械爪(9)捕获直升机的探杆(3)，完成全自动捕获；

如果不满足判断条件：直升机复飞，重复步骤S1.2～S1.5直至成功捕获直升机，完成快速系留海上作业直升机；

所述半自动捕获具体为：

直升机悬停在船上降落区域上方后，在船上降落区域缓慢下降，控制设备根据摄像机(4)拍摄到的直升机的位置不断指示直升机调整位置，当操作人员判断直升机船上降落后，手动触发捕获动作，液压动力系统立即驱动快速系留装置(2)快速向探杆(3)运动，然后机械爪(9)捕获直升机的探杆(3)，完成捕获。

12.根据权利要求9所述的方法，其特征在于，所述步骤S1.7和步骤S2.2中，将直升机的探杆(3)保持预置轨道的上方的具体方法为：

当直升机沿直线轨道牵引时，控制设备控制快速系留装置(2)的机械爪(9)，将直升机的探杆(3)抓紧且调整机械爪(9)相对快速系留装置(2)的位置，从而实现直升机在飞行甲板与机库之间的转运。

13.根据权利要求9所述的方法，其特征在于，所述步骤S2.4具体为：

当直升机位置进入起飞区域时，快速系留装置(2)的机械爪(9)释放直升机的探杆(3)，机械爪(9)沿快速系留装置(2)移动加速返回初始位置；

快速系留装置(2)由绞车及张紧装置(1)牵引，加速远离直升机的探杆(3)运动，当系留装置远离探杆(3)至安全距离后，指示器指示起飞信号，直升机起飞完成直升机放飞的过程。

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