CN110356578A - 一种弹性磁电弹射和磁浮软着陆控制装置 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种弹性磁电弹射和磁浮软着陆控制装置，包括装置滑动轨道、弹性耐磨地板、飞机、磁性滑板、滑轨缓冲空间、上端弹性滚动轴承、侧面弹性滚动轴承、电磁铁、后电磁铁；滑动智能控制磁场位于装置滑动轨道的底部；飞机设置在弹性耐磨地板上；弹性耐磨地板设置在磁性滑板上；磁性滑板设置在装置滑动轨道内；滑轨缓冲空间设置在磁性滑板的下方；弹性磁场位于磁性滑板的下方和装置滑动轨道的底部之间。本发明减轻了飞机无效率的起落架重量，使飞机能够获得更优良的性能，通过磁场的弹性能力最大程度降低飞机着陆冲击力，简化飞机结构，降低飞机结构强度，降低飞机对特种材料的依赖度；大大提升飞机安全着陆能力。

Description

一种弹性磁电弹射和磁浮软着陆控制装置

技术领域

本发明涉及弹性磁电弹射和磁浮软着陆控制装置，具体涉及一种替代飞机起落架的智能弹性磁电弹射和磁浮软着陆控制装置。

背景技术

目前，现有飞机起飞和着陆依靠起落架，起落架存在的缺陷包括：

起落架使飞机重量加重，影响飞机的整体性能：起落架功能只有飞机起飞和着陆时才使用的功能部件，飞机空中飞行过程中起落架重量对飞机性能起到绝对阻碍的作用（据统计起落架占飞机重量15%左右）。对飞机来说，减少无效能重量，是提升飞机性能的重中之重，降低飞机重量对飞机机动性、续航能力、速度优势和低空性能、着陆控制等等，均有不可估量的价值。

起落架收放结构占用机身空间资源：飞机设计整体空间对于飞机是极其宝贵的黄金资源，起落架独立的收放结构空间，极大浪费飞机宝贵资源，并对飞机整体布局设计进行极大限制。

对飞机安全性有潜在威胁：起落架功能失效对飞机安全有重大威胁：起落架是飞机重要功能部件，对飞机着陆和滑行安全性能有起到极其重大作用，无论是军用飞机或民用飞机，在飞机产生事故中，因起落架失效而导致事故概率比较高。

制造成本高：每个飞机需要匹配与飞机自身相适应的起落架系统，而且起落架制造精度和材料要求都非常高，生产成本亦高；与之相关的配套设施如液压系统、操纵系统、收放系统、机身结构强度系统均需要与之特殊匹配，大大提高飞机的制造难度和生产成本。

障碍舰载机使用效率：舰载机使用效率是航空母舰战力最重要指标，舰载机安全着舰是航母最严重课题，牵动这个的神经，操作技术精准度要求极高，飞行员都要经过千锤百炼培养出来的，飞行员的价值往往超过飞机的价值，尤其是夜间和天气状况直接影响舰载机出勤率和巡航效率。

发明内容

本发明的主要目的在于通过电磁转换和磁场弹性特性，提供一种通用磁电弹射和磁浮软着陆装置，取代飞机起落架功能。

本发明采用的技术方案是：一种弹性磁电弹射和磁浮软着陆控制装置，包括装置滑动轨道、弹性耐磨地板、飞机、磁性滑板、滑轨缓冲空间、上端弹性滚动轴承、侧面弹性滚动轴承、电磁铁、后电磁铁；滑动智能控制磁场位于装置滑动轨道的底部；飞机设置在弹性耐磨地板上；弹性耐磨地板设置在磁性滑板上；磁性滑板设置在装置滑动轨道内；滑轨缓冲空间设置在磁性滑板的下方；弹性磁场位于磁性滑板的下方和装置滑动轨道的底部之间。

进一步地，所述弹性磁电弹射和磁浮软着陆控制装置的工作过程包括：

S1，飞机磁浮软着陆冲击控制：

飞机开始着陆前开启全部内置电磁铁和，使其着陆面底部磁极与磁性滑板上表面磁极相同，这时飞机与磁性滑板之间产生相互排斥的弹性缓冲磁场，缓冲磁场减缓飞机速度和吸收飞机部分下沉能量；同时飞机推动弹性耐磨地板滑动，滑动智能控制磁场控制磁性滑板滑动速度，来匹配飞机着陆到磁性滑板上面；飞机底部感应装置接触到弹性耐磨地板时，飞机内置后电磁铁立即变换极性，后电磁铁牢牢吸紧磁性滑板上面，磁性滑板与飞机一起滑行，同时磁性滑板在滑轨缓冲空间内上下振动，通过相斥弹性磁场被反复压缩和拉伸来吸收飞机后部着陆产生的冲击能量，当磁性滑板在相斥弹性磁场推动下平稳运行时，飞机内置前电磁铁立即变换极性，牢牢吸紧到弹性耐磨地板上，此时同样是磁性滑板在滑轨缓冲空间内上下振动，再经过相斥弹性磁场反复压缩和拉伸来吸收飞机前部着陆产生的冲击能量；

当飞机与磁性滑板成为一个整体一起平稳滑动时，滑动智能控制磁场开始极速制动刹车直至停止，完成飞机着陆过程；磁性滑板上下缓冲通过侧面弹性滚动轴承实现弹性接触和减小摩擦撞击力，磁性滑板滑动过程中通过上端弹性滚动轴承实现弹性接触和减小摩擦撞击力；

S2，飞机弹射起飞控制：

启动飞行状态的飞机吸紧于磁性滑板上面，滑动智能控制磁场带动磁性滑板加速滑行，当飞机达到起飞速度时，飞机上前后电磁铁立即变换极性，飞机即被弹射起飞。

本发明的优点：

本发明减轻了飞机无效率的起落架重量，从而使飞机能够获得更优良的性能，通过磁场的弹性能力最大程度降低飞机着陆冲击力，进而简化飞机结构，降低飞机结构强度，降低飞机对特种材料的依赖度；大大提升飞机安全着陆能力。

除了上面所描述的目的、特征和优点之外，本发明还有其它的目的、特征和优点。下面将参照图，对本发明作进一步详细的说明。

附图说明

构成本申请的一部分的附图用来提供对本发明的进一步理解，本发明的示意性实施例及其说明用于解释本发明，并不构成对本发明的不当限定。

图1是本发明的一种弹性磁电弹射和磁浮软着陆控制装置整体结构示

意图；

图2是本发明的一种弹性磁电弹射和磁浮软着陆控制装置的磁性滑板

整体结构示意图；

图3是本发明的一种弹性磁电弹射和磁浮软着陆控制装置飞的机底部

内电磁铁结构示意图。

附图标记：

1为装置滑动轨道、2为弹性耐磨地板、3为飞机、4为磁性滑板、5为滑轨缓冲空间、6为弹性磁场、7为滑动智能控制磁场、8为上端弹性滚动轴承、9为侧面弹性滚动轴承、10为电磁铁、11为后电磁铁。

具体实施方式

为了使本发明的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合附图及实施例，对本发明进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本发明，并不用于限定本发明。

参考图1至图3，如图1至图3所示，一种弹性磁电弹射和磁浮软着陆控制装置，包括装置滑动轨道1、弹性耐磨地板2、飞机3、磁性滑板4、滑轨缓冲空间5、上端弹性滚动轴承8、侧面弹性滚动轴承9、电磁铁10、后电磁铁11；滑动智能控制磁场7位于装置滑动轨道1的底部；飞机3设置在弹性耐磨地板2上；弹性耐磨地板2设置在磁性滑板4上；磁性滑板4设置在装置滑动轨道1内；滑轨缓冲空间5设置在磁性滑板4的下方；弹性磁场6位于磁性滑板4的下方和装置滑动轨道1的底部之间。

所述弹性磁电弹射和磁浮软着陆控制装置的工作过程包括：

S1，飞机磁浮软着陆冲击控制：

飞机3开始着陆前开启全部内置电磁铁10和11，使其着陆面底部磁极与磁性滑板4上表面磁极相同，这时飞机与磁性滑板4之间产生相互排斥的弹性缓冲磁场，缓冲磁场减缓飞机速度和吸收飞机部分下沉能量；同时飞机推动弹性耐磨地板2滑动，滑动智能控制磁场7控制磁性滑板4滑动速度，来匹配飞机着陆到磁性滑板4上面；飞机3底部感应装置接触到弹性耐磨地板2时，飞机内置后电磁铁11立即变换极性，后电磁铁11牢牢吸紧磁性滑板4上面，磁性滑板4与飞机一起滑行，同时磁性滑板4在滑轨缓冲空间5内上下振动，通过相斥弹性磁场6被反复压缩和拉伸来吸收飞机3后部着陆产生的冲击能量，当磁性滑板4在相斥弹性磁场6推动下平稳运行时，飞机内置前电磁铁10立即变换极性，牢牢吸紧到弹性耐磨地板2上，此时同样是磁性滑板4在滑轨缓冲空间5内上下振动，再经过相斥弹性磁场6反复压缩和拉伸来吸收飞机3前部着陆产生的冲击能量；

当飞机与磁性滑板4成为一个整体一起平稳滑动时，滑动智能控制磁场7开始极速制动刹车直至停止，完成飞机着陆过程；磁性滑板4上下缓冲通过侧面弹性滚动轴承9实现弹性接触和减小摩擦撞击力，磁性滑板4滑动过程中通过上端弹性滚动轴承8实现弹性接触和减小摩擦撞击力；

S2，飞机弹射起飞控制：

启动飞行状态的飞机3吸紧于磁性滑板4上面，滑动智能控制磁场7带动磁性滑板4加速滑行，当飞机达到起飞速度时，飞机上前后电磁铁立即变换极性，飞机即被弹射起飞。

本发明还包括：

磁性滑板4：磁性滑板以多块弹性铰接结构为主导，以便使飞机着陆冲击能量得到多方位吸收和释放，尤其是将飞机左右摆动的能量得到吸收和释放，降低飞机被刚性折损伤害风险。

滑动智能控制磁场7：飞机着陆过程中，滑动智能控制磁场应通过智能监测信号程序，智能调整磁性滑板位置，以便使飞机能够着陆到磁性滑板的设计位置上。在飞机着陆过程中，应通过智能磁场强度变换调整，从而使飞机更加平稳被接收。

飞机3：通过飞机着陆感应信号，智能调整飞机电磁铁的磁场强度，以便提升柔性软着陆安全性和可靠性，飞机与弹性耐磨地板2接触瞬间的小幅位移，飞机底部应设计弹性铰接滑动结构，以便充分释放冲击力。

本发明减轻了飞机无效率的起落架重量，从而使飞机能够获得更优良的性能，通过磁场的弹性能力最大程度降低飞机着陆冲击力，进而简化飞机结构，降低飞机结构强度，降低飞机对特种材料的依赖度；大大提升飞机安全着陆能力。

本发明的有益效果：

减轻飞机重量，高效提升飞机整体性能，极大简化飞机强度结构和飞机动力系统要求：

取消起落架，可使飞机整体重量减轻25%左右，这对飞机机动性、续航能力、速度优势和低空性能、承载能力、隐身性能将极大提升；同时飞机重量的减轻，使得着陆冲击力急剧降低，大大降低飞机整体强度要求，飞机安全性和可靠性将大幅提升；

飞机大幅度减重，将深刻地影响着对发动机动力系统依赖度；

相对本发明的磁力软着陆装置，起落架结构属于硬着陆性质；软着陆对飞机整体结构设计、可靠性以及工艺能力简化作用等等，具有十分重要的意义；

本发明磁力软着陆和磁力弹射装置，可提升飞机垂直起降能力。

节约飞机内有效空间资源：

取消起落架，飞机整体空间增大，开放了飞机整体布局设计，将宝贵的有限空间进行合理化高效利用。

提升飞机着陆安全性可靠性：

本发明的软着陆装置，避免起落架功能失效对飞机安全着陆的重大威胁，大大提升飞机着陆的安全可靠性；

本发明磁力制动装置，大大缩短滑行距离；尤其在航空母舰上利用，不需要阻拦索和减速伞设施帮助制动，使飞机着陆变得极易操作和控制，对飞机和飞行员更具优良的安全性和高效性，极大地提升了舰载机全天候巡航能力。

大大降低飞机生产成本和生产难度：

取消起落架同时，与之也相关联起落架收放系统、操纵系统、结构设计、机身设计、液压系统都得到简化或取消；

去除起落架重量并配备软着陆系统，将使飞机设计简化到飞船设计程度，极大降低了飞机对特殊材料的依赖度和对发动机动力系统的依赖度，尤其是显著地降低飞机整体结构强度的硬指标要求，使生产成本大大降低，生产效率得到高度提升，生产的工艺能力获得高度提升，对飞机寿命、可靠性和研发周期等具有重要意义；

由飞机单独匹配起落架，到共享起降设备，实现生产、工艺、使用和维护等成本降低的质的飞跃

大大提升航母战力和效率：

本发明装置可智能调控滑动甲板位置与飞机着舰匹配，大大减少对飞行员和地面指挥人员协调的难度；

磁力制动装置大大缩短飞机降落滑行距离，非接触式磁浮力甚至可以匹配飞机垂直降落能力，使得航母空间获得高效利用；

完全不依赖阻拦索和减速伞帮助来强行减短飞机降落滑行距离，技术操作难度极大改善，对飞行员的依赖度大大降低，解决了夜间和能见度低的环境下出勤的安全隐患。

舰载机地面维护成本大大减少。

本发明核心是减轻飞机无效率的起落架重量，从而使飞机能够获得更优良的性能，通过磁场的弹性能力最大程度降低飞机着陆冲击力，进而简化飞机结构，降低飞机结构强度，降低飞机对特种材料的依赖度。本发明属于软着陆性质的装置，大大提升飞机安全着陆能力。

本发明用一种通用的磁电装置取代每个飞机上的起落架功能；应用磁场缓冲应用技术，代替了飞机起落架的纯机械式的缓冲技术。

本发明装置通过电能转化为变化的磁场，根据飞机和装置上的磁场相吸与相斥，实现飞机与装置之间的磁场弹性作用下的软着陆。

本发明装置通过磁场变化，相吸和相斥变换以及装置水平或垂直方向运动速度，来实现飞机弹射起飞功能；

按本发明装置，凡是飞机上设计有磁性装置，来配套本装置设计一起使用的所有飞机，均属于本专利技术保护要求之内。

以上所述仅为本发明的较佳实施例，并不用以限制本发明，凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims (2)

1.一种弹性磁电弹射和磁浮软着陆控制装置，其特征在于，包括装置

滑动轨道（1）、弹性耐磨地板（2）、飞机（3）、磁性滑板（4）、滑轨缓冲空间（5）、上端弹性滚动轴承（8）、侧面弹性滚动轴承（9）、电磁铁（10）、后电磁铁（11）；滑动智能控制磁场（7）位于装置滑动轨道（1）的底部；飞机（3）设置在弹性耐磨地板（2）上；弹性耐磨地板（2）设置在磁性滑板（4）上；磁性滑板（4）设置在装置滑动轨道（1）内；滑轨缓冲空间（5）设置在磁性滑板（4）的下方；弹性磁场（6）位于磁性滑板（4）的下方和装置滑动轨道（1）的底部之间。

2.根据权利要求1所述的弹性磁电弹射和磁浮软着陆控制装置，其特

征在于，所述弹性磁电弹射和磁浮软着陆控制装置的工作过程包括：

S1，飞机磁浮软着陆冲击控制：

飞机（3）开始着陆前开启全部内置电磁铁（10）和（11），使其着陆面底部磁极与磁性滑板（4）上表面磁极相同，这时飞机与磁性滑板（4）之间产生相互排斥的弹性缓冲磁场，缓冲磁场减缓飞机速度和吸收飞机部分下沉能量；同时飞机推动弹性耐磨地板（2）滑动，滑动智能控制磁场（7）控制磁性滑板（4）滑动速度，来匹配飞机着陆到磁性滑板（4）上面；飞机（3）底部感应装置接触到弹性耐磨地板（2）时，飞机内置后电磁铁（11）立即变换极性，后电磁铁（11）牢牢吸紧磁性滑板（4）上面，磁性滑板（4）与飞机一起滑行，同时磁性滑板（4）在滑轨缓冲空间（5）内上下振动，通过相斥弹性磁场（6）被反复压缩和拉伸来吸收飞机（3）后部着陆产生的冲击能量，当磁性滑板（4）在相斥弹性磁场（6）推动下平稳运行时，飞机内置前电磁铁（10）立即变换极性，牢牢吸紧到弹性耐磨地板（2）上，此时同样是磁性滑板（4）在滑轨缓冲空间（5）内上下振动，再经过相斥弹性磁场（6）反复压缩和拉伸来吸收飞机（3）前部着陆产生的冲击能量；

当飞机与磁性滑板（4）成为一个整体一起平稳滑动时，滑动智能控制磁场（7）开始极速制动刹车直至停止，完成飞机着陆过程；磁性滑板（4）上下缓冲通过侧面弹性滚动轴承（9）实现弹性接触和减小摩擦撞击力，磁性滑板（4）滑动过程中通过上端弹性滚动轴承（8）实现弹性接触和减小摩擦撞击力；

S2，飞机弹射起飞控制：

启动飞行状态的飞机（3）吸紧于磁性滑板（4）上面，滑动智能控制磁场（7）带动磁性滑板（4）加速滑行，当飞机达到起飞速度时，飞机上前后电磁铁立即变换极性，飞机即被弹射起飞。