CN110937099A - 一种逃生座舱盖结构及座舱盖聚能切割抛放方法 - Google Patents

Abstract

本发明属于飞机防护救生技术领域，提供一种逃生座舱盖结构及座舱盖聚能切割抛放方法，从而清理弹射通道的座舱盖聚能切割抛放方法。座舱盖聚能切割抛放方法包括如下步骤：对飞机座舱顶部金属结构进行聚能切割形成座舱盖；利用布置在座舱盖上的抛放火箭，推动座舱盖绕后铰机构旋转；达到一定的抛放角后抛离飞机。本发明借助聚能切割冲击力，设计了座舱盖向上一段行程，便于座舱盖旋转，并不与飞机机身干涉；为了避免聚能切割过程中，爆炸冲击对后铰机构的冲击损坏，设计了爆炸冲击缓冲机构。

Description

一种逃生座舱盖结构及座舱盖聚能切割抛放方法

技术领域

本发明涉及航空防护救生技术领域，具体的是涉及一种逃生座舱盖结构及座舱盖聚能切割抛放方法。

背景技术

目前的作战飞机的座舱盖与机身都是分离设置，在发生紧急情况下，对座舱盖进行抛放，进而形成逃生通道，供飞行员进行逃生使用，但是随着隐形作战飞机的使用，采用座舱盖与机身分离式设置，隐身效果相对比较差，不能有效的保证作战飞机的隐身性能和结构的传力。

发明内容

为了克服上述现有技术的缺点，本发明的目的是提供一种与机体一体的逃生座舱盖结构，在使用时方便抛放，同时有效的提高了作战飞机的隐身性能和结构的传力的逃生座舱盖结构及座舱盖聚能切割抛放方法。

为达到上述目的，本发明采用以下技术方案，一种逃生座舱盖结构，包括与机体为一体的座舱金属顶盖，布置在该座舱金属顶盖且首尾相连的环形切割索，所述的环形切割索对座舱金属顶盖进行环形切割后形成一与座舱金属顶盖分离的座舱盖；所述的座舱盖一侧的内侧与座舱金属顶盖内侧通过后铰机构连接，座舱盖另一侧的内侧面上设有抛放火箭，该抛放火箭在环形切割索对座舱金属顶盖切割完成并使座舱盖与座舱金属顶盖分离后，推动座舱盖和后铰机构绕着后铰机构的端部进行旋转至一定角度，并使后铰机构发生剪断，座舱盖被抛离。

所述的后铰机构包括与座舱盖固定连接的后铰支臂，与座舱金属顶盖固定连接的后铰支座，所述的后铰支座的中部设有两个相互平行的支撑板，该两个相互平行的支撑板上设有对称的导向槽，所述的后铰支臂的端部延伸到相互平行的支撑板之间，并与穿在对称的导向槽中的转轴连接，且该后铰支臂运动到导向槽上端时进行旋转，并与后铰支座分离。

所述的后铰支臂包括与座舱盖进行固定连接的底座，固定连接在底座上的支臂，连接在支臂上且位于相互平行的支撑板之间的挡块。

所述的支臂上与挡块连接的端部设有与支臂为一体的第一扣合块，该第一扣合块上设有第一半圆凹槽。

所述的挡块包括与第一扣合块进行配合扣合的第二扣合块，所述的第一扣合块与第二扣合块通过铆钉连接，所述的第二扣合块上设有第二半圆凹槽，且该第二半圆凹槽与第一半圆凹槽相扣合形成用于转轴穿过的轴孔，所述后铰支臂在绕转轴进行旋转时，所述的第二扣合块与后铰支座相对的面的顶部与后铰支座相抵触。

所述的第二扣合块的端部设有第一扣合块插入的插槽，所述的第一扣合块插入到该插槽中通过铆钉与第二扣合块固定连接。

所述的导向槽从上到下分为孔径大小不同的三段，位于导向槽下部的下部导向槽与转轴进行间隙配合，位于导向槽中部的中部导向槽与转轴进行过渡配合，位于导向槽上部的上部导向槽与转轴进行过盈配合，且所述的下部导向槽、中部导向槽和上部导向槽之间进行平滑过渡。

所述的中部导向槽的孔距、上部导向槽的孔距和下部导向槽的孔距之间的比值为1:1:8。

所述的转轴包括带有螺帽的轴体，所述的轴体依次穿过导向槽和后铰支臂并与后铰支座端部的螺母固定连接，该轴体连接螺母的外端插设有限位销。

所述的抛放火箭与座舱盖固定连接，且该抛放火箭的喷火口与座舱盖垂直。

一种座舱盖聚能切割抛放方法，按照以下步骤进行：

步骤一：当飞机出现紧急情况时，启动环形切割索对座舱金属顶盖进行聚能切割，切割形成的座舱盖与座舱金属顶盖分离；

步骤二：环形切割索完成对座舱金属顶盖切割后，在环形切割索切割冲击力的带动下，该座舱盖连带后铰支臂沿着导向槽向上运动，并且使后铰支臂达到导向槽的顶部；

步骤三：当后铰支臂达到导向槽的顶部，抛放火箭启动，推动座舱盖和后铰支臂绕着转轴进行转动，当挡块与后铰支座完全抵触时，连接第一扣合块和第二扣合块之间的铆钉被剪断，座舱盖和后铰支臂与后铰支座分离，座舱盖被抛离。

所述的环形切割索的启动时间与抛放火箭的启动时间相隔50ms。

本发明的有益效果是：座舱盖与机体为一体结构，能够提升隐身作战飞机的隐身性能和结构的传力，同时方便座舱盖的抛放，能够为飞行员提供可靠的逃生通道，在切割抛放中，借助切割冲击力，设计了座舱盖向上一段行程，便于座舱盖旋转，并不与飞机机身产生干涉，同时也减小了聚能切割的爆炸冲击。

附图说明

图1是本发明中切割索在座舱金属结构上的布置图；

图2是本发明中逃生座舱盖结构的结构示意图；

图3是本发明中后铰机构的结构示意图；

图4是本发明中切割后座舱盖的滑动和转动的结构示意图；

图5是本发明中后铰机构的爆炸结构示意图；

图6是本发明中实施例的导向槽孔径大小结构示意图；

图中：1.座舱金属顶盖；2.环形切割索；3.座舱盖；4.抛放火箭；5.后铰机构；6.后铰支臂；7.后铰支座；8.转轴；9.挡块；10.铆钉；11.支撑板；12.导向槽；601.底座；602.支臂；603.第一扣合块；604.第一半圆凹槽；801.轴体；802.螺母；803.限位销；901.第二扣合块；902.第二半圆凹槽；903.插槽；1201.下部导向槽；1202.中部导向槽；1203.上部导向槽。

具体实施方式

下面结合附图和实施例对本发明进行详细的描述。

在本发明的描述中，需要理解的是，术语“中心”、“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“顶”、“底”、“内”、“外”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本发明和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明的限制。

术语“第一”、“第二”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性或者隐含指明所指示的技术特征的数量。由此，限定有“第一”、“第二”的特征可以明示或者隐含地包括一个或者更多个该特征；在本发明的描述中，除非另有说明，“多个”的含义是两个或两个以上。

实施例

如图1所示的一种逃生座舱盖结构，包括与机体为一体的座舱金属顶盖1，布置在该座舱金属顶盖1且首尾相连的环形切割索2，所述的环形切割索2对座舱金属顶盖1进行环形切割后形成一与座舱金属盖1分离的座舱盖3；所述的座舱盖3一侧的内侧与座舱金属顶盖1内侧通过后铰机构5连接，座舱盖3另一侧的内侧面上设有抛放火箭4，该抛放火箭4在环形切割索2对座舱金属顶盖1切割完成并使座舱盖3与座舱金属顶盖1分离后，推动座舱盖3和后铰机构5绕着后铰机构5的端部进行旋转至一定角度，并使后铰机构5发生剪断，座舱盖3被抛离。进行旋转的角度具体的为30°-45°之间，能够确保座舱盖和后铰机构在进行旋转时能够产生将后铰机构自身剪断的剪切力，使座舱盖3与座舱金属顶盖1分离；所述的座舱金属顶盖1与机体为一体，而座舱盖3是通过环形切割索2在座舱金属顶盖1上进行切割而成，进而可以看出所述的座舱盖3与机体在没有切割前为一体结构，能够有效的提高作战飞机的隐身性能和结构的传力，所述的环形切割索2预埋在座舱金属顶盖1的内侧面上，该环形切割索2属于本技术领域的公知技术，本实施例采用的是中国专利201120277487.X公开的一种切割装置，具体的根据需求进行申请，在布置环形切割索2时通过该环形切割索切割而成的座舱盖3位于机身内驾驶员座位的正上方，保证在发生事故时，驾驶员能够顺利通过环形切割索切割形成的逃生通道逃离。具体的是在飞机出现紧急情况下，启动环形切割索2，该环形切割索2对座舱金属顶盖1进行聚能切割，切割后形成的座舱盖3与座舱金属顶盖1分离，同时跟随后铰机构5在环形切割索2的聚能切割的冲击作用下向上运动，当不能再向上运动时，所述的抛放火箭4启动，推动座舱盖3通过后铰机构5进行转动，该转动具体的是座舱盖3和后铰机构绕着后铰机构5的一端进行旋转到45°时，当不能进行转动时，所述的后铰机构5自身发生剪断，座舱盖3被抛离，为了能够方便抛放火箭4对座舱盖3进行推动，如图2所示的该抛放火箭4与座舱盖3固定连接，且该抛放火箭4的喷火口与座舱盖3垂直。

进一步的，如图3和如图5所述的后铰机构5包括与座舱盖3固定连接的后铰支臂6，与座舱金属顶盖1固定连接的后铰支座7，所述的后铰支座7的中部设有两个相互平行的支撑板11，该两个相互平行的支撑板11上设有对称的导向槽12，该导向槽能够保证在进行聚能切割后，座舱盖3能够进行上升后，然后进行翻转，进而保证该座舱盖3在翻转时不会与机身发生干涉，所述的后铰支臂6的端部延伸到相互平行的支撑板11之间，并与穿在对称的导向槽12中的转轴8连接，且该后铰支臂6运动到导向槽12上端时进行旋转，并与后铰支座7分离。所述的后铰支座7竖直固定在机体上，同时该支撑板11的延长端与座舱盖3垂直，所述的后铰支臂6的一端与座舱盖3固定连接，另一端位于支撑板11之间，并且能够沿着导向槽12进行上下移动。

进一步的，为了方便后铰支臂6能够沿着后铰支座7进行上下移动，具体的是所述的底座601与座舱盖3进行固定连接，且该底座601的延长面与后铰支座7的延长面垂直相交，能够保证在后铰支座7的导向槽12进行上下移动，如图3和图5所述的后铰支臂6包括与座舱盖3进行固定连接的底座601，固定连接在底座601上的支臂602，连接在支臂602上且位于相互平行的支撑板11之间的挡块9；采用手臂状的支臂602，主要的原理是利用手臂进行90°弯折后的托举状，能够保证在座舱盖3进行聚能切割后，能够稳定的沿着导向槽12向上运动；为了能够保证挡块9在上行的过程中，在滑动过程减小聚能切割的爆炸冲击，如图6所示的导向槽12从上到下分为孔径大小不同的三段，位于导向槽12下部的下部导向槽1201与转轴8进行间隙配合，位于导向槽12中部的中部导向槽1202与转轴8进行过渡配合，位于导向槽12上部的上部导向槽1203与转轴8进行过盈配合，且所述的下部导向槽1201、中部导向槽1202和上部导向槽1203之间进行平滑过渡。

下部导向槽1201与转轴进行间隙配合，保证在聚能切割冲击力的作用下，带动座舱盖3向上运动，当上升到中部导向槽1202处，进行过渡配合，能够减缓上升的速度，当到达顶部导向槽1203处时，由于进行的过盈配合因此转轴与顶部导向槽1203的摩擦力加大，能够保证后铰支臂和座舱盖3上行的速度进行减小，直到导向槽的顶部进行停止。

具体的为了能够保证，挡块能够顺利的到导向槽的顶部，在具体的实施过程中，所述的中部导向槽1202的孔距、上部导向槽1203的孔距和下部导向槽1201的孔距之间的比值为1:1:8。具体的数值为整个导向槽的孔长为90mm，下部导向槽的孔长为66mm，中部导向槽的孔长为6mm和上部导向槽的孔长为6mm。

为了能够保证挡块到达导向槽顶部时，在抛放火箭的冲击力下，带动挡块9绕着转轴进行转动，同时当转动到一定角度时，所述的挡块中连接的铆钉能够进行剪断，将座舱盖3进行抛放，如图5所述的支臂602与挡块9连接的端部设有与支臂602为一体的第一扣合块603，该第一扣合块603上设有第一半圆凹槽604。

所述的挡块9包括与第一扣合块603进行配合扣合的第二扣合块901，所述的第一扣合块603与第二扣合块901通过铆钉10(也可以采用剪钉进行连接)连接，所述的第二扣合块901上设有第二半圆凹槽902，且该第二半圆凹槽902与第一半圆凹槽604相扣合形成用于转轴8穿过的轴孔，所述后铰支臂6在绕转轴8进行旋转时，所述的第二扣合块901与后铰支座7相对的面的顶部与后铰支座7相抵触。

当转轴上升到导向槽的顶部与导向槽进行过盈配合后，此时抛放火箭推动座舱盖3进行上行，由于第一扣合块和第二扣合块形成的轴孔穿在转轴上，因此座舱盖和后铰支臂沿着转轴进行转动，当转动到一定角度后，第二扣合块的背部顶在后铰支座7上与后铰支座7进行抵触，使不能进行转动，由于抛放火箭的抛放力使第一扣合块具有绕转轴的扭矩，而第二扣合块不发生运动，此时连接的铆钉由于第一扣合块和第二扣合块之间的相互力的作用下应力发生变化，进而该铆钉被剪断，此时后铰支臂中的第一扣合块和第二扣合块分离，座舱盖3与机体完全分离，完成抛放。

进一步的，为了使整个后铰支臂的整体性更好，方便连接，所述的第二扣合块901的端部设有第一扣合块603插入的插槽903，所述的第一扣合块603插入到该插槽903中通过铆钉10与第二扣合块901固定连接。

所述的转轴8包括带有螺帽的轴体801，所述的轴体801依次穿过导向槽12和后铰支臂6并与后铰支座7端部的螺母802固定连接，该轴体801连接螺母802的外端插设有限位销803。

通过上述的结构提供了一种座舱盖聚能切割抛放方法，其按照以下步骤进行：

步骤一：当飞机出现紧急情况时，启动环形切割索2对座舱金属顶盖1进行聚能切割，切割形成的座舱盖3与座舱金属顶盖1分离；

步骤二：环形切割索2完成对座舱金属顶盖1切割后，在环形切割索2切割冲击力的带动下，该座舱盖3连带后铰支臂6沿着导向槽12向上运动，并且使后铰支臂6达到导向槽12的顶部；

步骤三：如图4所示当后铰支臂6达到导向槽12的顶部，抛放火箭4启动，推动座舱盖3和后铰支臂6绕着转轴8进行转动，当挡块9与后铰支座7完全抵触时，连接第一扣合块603和第二扣合块901之间的铆钉10被剪断，座舱盖3和后铰支臂6与后铰支座7分离，座舱盖3被抛离。

所述的环形切割索2的启动时间与抛放火箭4的启动时间相隔50ms。

借助聚能切割冲击力，设计了座舱盖向上一段行程，便于座舱盖旋转，并不与飞机机身产生干涉，同时也减小了聚能切割的爆炸冲击。

以上实施例仅仅是对本发明的举例说明，并不构成对本发明的保护范围的限制，凡是与本发明相同或相似的设计均属于本发明的保护范围之内。

Claims (10)

1.一种逃生座舱盖结构，其特征在于，包括与机体为一体的座舱金属顶盖(1)，布置在该座舱金属顶盖(1)且首尾相连的环形切割索(2)，所述的环形切割索(2)对座舱金属顶盖(1)进行环形切割后形成一与座舱金属盖(1)分离的座舱盖(3)；所述的座舱盖(3)一侧的内侧与座舱金属顶盖(1)内侧通过后铰机构(5)连接，座舱盖(3)另一侧的内侧面上设有抛放火箭(4)，该抛放火箭(4)在环形切割索(2)对座舱金属顶盖(1)切割完成并使座舱盖(3)与座舱金属顶盖(1)分离后，推动座舱盖(3)和后铰机构(5)绕着后铰机构(5)的端部进行旋转至一定角度，并使后铰机构(5)发生剪断，座舱盖(3)被抛离。

2.根据权利要求1所述的一种逃生座舱盖结构，其特征在于，所述的后铰机构(5)包括与座舱盖(3)固定连接的后铰支臂(6)，与座舱金属顶盖(1)固定连接的后铰支座(7)，所述的后铰支座(7)的中部设有两个相互平行的支撑板(11)，该两个相互平行的支撑板(11)上设有对称的导向槽(12)，所述的后铰支臂(6)的端部延伸到相互平行的支撑板(11)之间，并与穿在对称的导向槽(12)中的转轴(8)连接，且该后铰支臂(6)运动到导向槽(12)上端时进行旋转，并与后铰支座(7)分离。

3.根据权利要求2所述的一种逃生座舱盖结构，其特征在于，所述的后铰支臂(6)包括与座舱盖(3)进行固定连接的底座(601)，固定连接在底座(601)上的支臂(602)，连接在支臂(602)上且位于相互平行的支撑板(11)之间的挡块(9)；

所述的支臂(602)与挡块(9)连接的端部设有与支臂(602)为一体的第一扣合块(603)，该第一扣合块(603)上设有第一半圆凹槽(604)；

所述的挡块(9)包括与第一扣合块(603)进行配合扣合的第二扣合块(901)，所述的第一扣合块(603)与第二扣合块(901)通过铆钉(10)连接，所述的第二扣合块(901)上设有第二半圆凹槽(902)，且该第二半圆凹槽(902)与第一半圆凹槽(604)相扣合形成用于转轴(8)穿过的轴孔，所述后铰支臂(6)在绕转轴(8)进行旋转时，所述的第二扣合块(901)与后铰支座(7)相对的面的顶部与后铰支座(7)相抵触。

4.根据权利要求3所述的一种逃生座舱盖结构，其特征在于，所述的第二扣合块(901)的端部设有第一扣合块(603)插入的插槽(903)，所述的第一扣合块(603)插入到该插槽(903)中通过铆钉(10)与第二扣合块(901)固定连接。

5.根据权利要求2所述的一种逃生座舱盖结构，其特征在于，所述的导向槽(12)从上到下分为孔径大小不同的三段，位于导向槽(12)下部的下部导向槽(1201)与转轴(8)进行间隙配合，位于导向槽(12)中部的中部导向槽(1202)与转轴(8)进行过渡配合，位于导向槽(12)上部的上部导向槽(1203)与转轴(8)进行过盈配合，且所述的下部导向槽(1201)、中部导向槽(1202)和上部导向槽(1203)之间进行平滑过渡。

6.根据权利要求5所述的一种逃生座舱盖结构，其特征在于，所述的中部导向槽(1202)的孔距、上部导向槽(1203)的孔距和下部导向槽(1201)的孔距之间的比值为1:1:8。

7.根据权利要求2所述的一种逃生座舱盖结构，其特征在于，所述的转轴(8)包括带有螺帽的轴体(801)，所述的轴体(801)依次穿过导向槽(12)和后铰支臂(6)并与后铰支座(7)端部的螺母(802)固定连接，该轴体(801)连接螺母(802)的外端插设有限位销(803)。

8.根据权利要求1所述的一种逃生座舱盖结构，其特征在于，所述的抛放火箭(4)与座舱盖(3)固定连接，且该抛放火箭(4)的喷火口与座舱盖(3)垂直。

9.一种座舱盖聚能切割抛放方法，其特征在于，按照以下步骤进行：

步骤一：当飞机出现紧急情况时，启动环形切割索(2)对座舱金属顶盖(1)进行聚能切割，切割形成的座舱盖(3)与座舱金属顶盖(1)分离；

步骤二：环形切割索(2)完成对座舱金属顶盖(1)切割后，在环形切割索(2)切割冲击力的带动下，该座舱盖(3)连带后铰支臂(6)沿着导向槽(12)向上运动，并且使后铰支臂(6)达到导向槽(12)的顶部；

步骤三：当后铰支臂(6)达到导向槽(12)的顶部，抛放火箭(4)启动，推动座舱盖(3)和后铰支臂(6)绕着转轴(8)进行转动，当挡块(9)与后铰支座(7)完全抵触时，连接第一扣合块(603)和第二扣合块(901)之间的铆钉(10)被剪断，座舱盖(3)和后铰支臂(6)与后铰支座(7)分离，座舱盖(3)被抛离。

10.根据权利要求9所述的一种座舱盖聚能切割抛放方法，其特征在于，所述的环形切割索(2)的启动时间与抛放火箭(4)的启动时间相隔50ms。

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