CN111470059A - 一种主动对接舰载机尾钩的舰载机拦阻器 - Google Patents

Abstract

本发明提供一种主动对接舰载机尾钩的舰载机拦阻器，其结构是由两个结构相同拦阻模块组成，拦阻模块的结构是由套筒式导向机构、绞盘式主拦阻索收放阻尼驱动机构、液压顶升机构和智能控制器组成，绞盘式主拦阻索收放阻尼驱动机构、液压顶升机构和智能控制器设置在套筒式导向机构之中,两个拦阻模块为一组分别镶嵌在航母甲板拦阻跑道左右两侧预留的机坑之中,拦阻跑道上设置有测速测距传感器,测速测距传感器通过数据线与智能控制器连接。由于采用拦阻索主动寻钩技术，拦阻索能够根据舰载机着舰时的速度和高度自动调整拦阻索的高度主动迎合舰载机尾钩钩挂，实现拦阻索与舰载机尾钩精准对接，大幅度提高拦阻着舰成功率，降低舰载机着舰风险。

Description

一种主动对接舰载机尾钩的舰载机拦阻器

技术领域

本发明涉及舰船装备技术领域，具体地说是一种主动对接舰载机尾钩的舰载机拦阻器。

背景技术

无论是弹射式还是滑跃式都配置一条拦阻跑道，一条拦阻跑道上要设置三至四套拦阻器，已知现役的拦阻器多是汽缸滑块综合式阻尼方式，在使用中存在的不足是：

1）拦阻索容易产生疲劳损伤，拦阻索在汽缸和滑块之间的众多小直径滑轮间频繁地弯曲环绕，极易造成拦阻索钢绳内部钢丝损伤折断，所以拦阻索断绳造成舰载机坠海和钢丝绳伤人事故时有发生，

2）拦阻索被动钩挂式，复飞率高，现有技术的拦阻器，两根拦阻索从舱室中的两个庞大拦阻器中引出甲板后要经过两个地滑轮换向才能横在拦阻跑道表面，为了避免舰载机尾钩钩不到拦阻索，需要两块弧形弹簧板把拦阻索撑起，即使这样舰载机尾钩因钩不到拦阻索重新复飞的频率非常高；由于舰载机着舰时是舰载机的尾钩去寻找拦阻索，拦阻索被动地被舰载机尾钩去钩挂，钩挂的准确率取决于舰载机飞行员的架机技术和拦阻索的数量，所以要在拦阻跑道上至少设置三套拦阻器3道拦阻索；

3）舰载机着舰时除了飞行员要注意航母拦阻跑道上的标线外,还要有灯光指示和有经验的飞行员在甲板上通过无线通话导航,不断调整舰载机的降落速度、高度和偏差度,尽管这样新老学员都有拦阻着舰失败而不得不重新拉起复飞在降落。

如果舰载机着舰时一道拦阻索也钩不上就要选择复飞，反复复飞着舰就意味着舰载机着舰成功率低下，耗油量增加、风险增加、舰载机作战强度下降，不适应未来高强度海上作战需要。所以现有技术的拦阻器存在的不足不仅是结构复杂、造价昂贵，不耐用，复飞率高、事故率高，一条拦阻跑道上安装3-4套拦阻器还占用了航母很大的宝贵舱室空间，目前还没有更好的替代产品。

发明内容

本发明的目的是提供一种主动对接舰载机尾钩的舰载机拦阻器,即利用设置在拦阻跑道上的测速测高雷达自动追踪舰载机着舰时尾钩的速度和高度，实时将速度高度信息传送给智能控制器和舰载机驾驶员，智能控制器根据尾钩的移动轨迹自动控制液压升降装置抬升拦阻索的高度，让拦阻索主动与舰载机尾钩精确对接，大幅度提高尾钩钩住拦阻索的成功率，让舰载机着舰复飞率降低为零。

本发明的目的是按以下方式实现的：

本发明的一种主动对接舰载机尾钩的舰载机拦阻器,是由两个结构相同拦阻模块组成，拦阻模块的结构是由套筒式导向机构、绞盘式主拦阻索收放阻尼驱动机构、液压顶升机构和智能控制器组成，绞盘式主拦阻索收放阻尼驱动机构、液压顶升机构和智能控制器设置在套筒式导向机构之中,两个拦阻模块为一组分别镶嵌在航母甲板拦阻跑道左右两侧预留的机坑之中, 拦阻跑道上设置有测速测距传感器, 测速测距传感器通过数据线与智能控制器连接。

套筒式导向机构是由外套筒和内套筒组成，下开口的内套筒插在上开口带翻边的外套筒中间，外套筒上端的翻边通过螺栓与航母甲板固定在一起，内套筒中间设置有中隔板，中隔板的边缘与内套筒的中部连接固定将内套筒分成上下两个空间，绞盘式主拦阻索收放阻尼驱动机构设置在上部空间之中，液压顶升机构和智能控制器设置在下部空间之中，外套筒的筒壁下方设置有定位销轴，内套筒的筒壁下方设置有导向槽，定位销轴插在导向槽中与导向槽滑动连接。

绞盘式主拦阻索收放阻尼驱动机构是由绞盘轴、主拦阻索绞盘、减速齿轮、阻尼制动盘、阻尼磁电机和主拦阻索组成，绞盘轴设置在主拦阻索绞盘、减速齿轮和阻尼制动盘中间，绞盘轴通过轴承设置在内套筒顶部与中隔板板之间，阻尼制动盘设置在主拦阻索绞盘的底部，与阻尼制动盘对应的电磁制动钳设置在内套筒的内壁上，减速齿轮设置在阻尼制动盘的底部，阻尼磁电机的下端与中隔板上表面固定，阻尼磁电机轴端的小齿轮与减速齿轮相互啮合。

内套筒顶部外圆上开有弧形开缝，主拦阻索端部穿过弧形开缝与绞盘轴连接并盘绕在主拦阻索绞盘之中，主拦阻索的另一端部设置有索扣与副拦阻索连接。

液压顶升机构是由液压缸组成，液压缸的底部固定在外套筒的底部，液压缸的活塞杆顶端与中隔板底部连接。

本发明的有益效果是：结构简单体积小，在航母甲板上镶嵌式安装，使用时拦阻器可以从甲板下升起，不用时下落甲板下面，升起使用没有一个换向滑轮，对拦阻索不存在反复弯曲缠绕，避免了频繁弯曲缠绕对钢丝绳产生的内部机械损伤，大幅度提高拦阻索的使用寿命，还能减少因拦阻索断索造成战机和人员损伤。由于采用拦阻索主动寻钩技术，拦阻索能够根据舰载机着舰时的速度和高度自动调整拦阻索的高度主动迎合舰载机尾钩钩挂，能够实现拦阻索与尾钩精准对接，大幅度提高拦阻着舰率，减少舰载机因不能与拦阻索钩挂而复飞，不仅可以减少拦阻器的使用数量，减少拦阻器的维护成本,还可大幅度减少航母造价，增加航母舱室的可用空间。

附图说明

图1是主动对接舰载机尾钩的舰载机拦阻器的使用状态示意图；

图2是主动对接舰载机尾钩的舰载机拦阻器的断面结构示意图；

图3是主动对接舰载机尾钩的舰载机拦阻器的俯视结构示意图；

图4是拦阻减速曲线示意图。

附图标记说明：外套筒1、内套筒2、中隔板3、主拦阻索绞盘4、绞盘轴5、减速齿轮6、阻尼磁电机7、阻尼制动盘8、弧形开缝9、翻边10、主拦阻索11、索扣12、液压缸13、定位销轴14、导向槽15、智能控制器16、电磁制动钳17、副拦阻索18、测速测距传感器19。

具体实施方式

参照说明书附图对本发明的舰载机舰载机拦阻器及其在航母上的应用作以下详细地说明。

本发明的一种主动对接舰载机尾钩的舰载机拦阻器,如图1图2所示， 是由两个结构相同拦阻模块组成，拦阻模块的结构是由套筒式导向机构、绞盘式主拦阻索收放阻尼驱动机构、液压顶升机构和智能控制器16组成，绞盘式主拦阻索收放阻尼驱动机构、液压顶升机构和智能控制器16设置在套筒式导向机构之中,两个拦阻模块为一组分别镶嵌在航母甲板拦阻跑道左右两侧预留的机坑之中, 拦阻跑道上设置有测速测距传感器19, 测速测距传感器19通过数据线与智能控制器16连接。

套筒式导向机构是由外套筒1和内套筒2组成，下开口的内套筒2插在上开口带翻边10的外套筒1中间，外套筒1上端的翻边10通过螺栓与航母甲板固定在一起，内套筒2中间设置有中隔板3，中隔板3的边缘与内套筒2的中部连接固定将内套筒2分成上下两个空间，绞盘式主拦阻索收放阻尼驱动机构设置在上部空间之中，液压顶升机构和智能控制器16设置在下部空间之中，外套筒1的筒壁下方设置有定位销轴14，内套筒2的筒壁下方设置有导向槽15，定位销轴14插在导向槽15中与导向槽15滑动连接。

绞盘式主拦阻索收放阻尼驱动机构是由绞盘轴5、主拦阻索绞盘4、减速齿轮6、阻尼制动盘8、阻尼磁电机7和主拦阻索11组成，绞盘轴5设置在主拦阻索绞盘4、减速齿轮6和阻尼制动盘8中间，绞盘轴5通过轴承设置在内套筒2顶部与中隔板3板之间，阻尼制动盘8设置在主拦阻索绞盘4的底部，与阻尼制动盘8对应的电磁制动钳17设置在内套筒2的内壁上，减速齿轮6设置在阻尼制动盘8的底部，阻尼磁电机7的下端与中隔板3上表面固定，阻尼磁电机7轴端的小齿轮与减速齿轮6相互啮合。

内套筒2顶部外圆上开有弧形开缝9，主拦阻索11端部穿过弧形开缝9与绞盘轴5连接并盘绕在主拦阻索绞盘4之中，主拦阻索11的另一端部设置有索扣12与副拦阻索18连接。

液压顶升机构是由液压缸13组成，液压缸13的底部固定在外套筒1的底部，液压缸13的活塞杆顶端与中隔板3底部连接。

实施例

主动对接舰载机尾钩的舰载机拦阻器使用方法如下:

1）非拦阻作业时，将副拦阻索与主拦阻索端部相连的锁扣打开，主拦阻索端部的锁扣在阻尼磁电机的牵引下收进内套筒的弧形开缝中，液压缸驱动内套筒下落，内套筒顶部与航母甲板平齐；

2）拦阻作业时，液压缸顶升，内套筒从外套筒中升起，弧形开缝露出航母甲板，将主拦阻索从弧形开缝中拉出，通过锁扣将副拦阻索与主拦阻索连接在一起，阻尼磁电机将主拦阻索拉紧进入使用状态，副拦阻索与航母甲板的高度根据智能控制器获取的舰载机着舰速度和高度信息自动控制液压缸顶升内套筒升降高度来实现；

3）拦阻跑道上间隔设置1-4组拦阻模块，当舰载机着舰时，智能控制器的主动寻钩程序启动，安装在拦阻跑道上的测距测速传感器不断将舰载机尾钩的移动速度和与甲板之间的高度信息反馈给智能控制器，智能控制器迅速计算出舰载机尾钩的着舰移动轨迹，通过控制液压缸顶升内套筒适时调整副拦阻索与甲板之间的高度，并保证副拦阻索在尾钩掠过时准确与尾钩钩挂，只要尾钩钩住任何一道副拦阻索，被尾钩钩住的副拦阻索会牵动内套筒中的主拦阻索向外释放，同时牵动主拦阻索绞盘转动，进而带动阻尼制动盘和减速齿轮转动，减速齿轮转动带动阻尼磁电机轴端的小齿轮转动，阻尼磁电机转子转动便产生电流，电流经整流后转换成直流电送至与阻尼制动盘对应的电磁制动钳对阻尼制动盘边缘产生摩擦制动力，阻尼磁电机转速越高产生的阻尼电流越大，电磁制动钳产生的制动力越大，智能控制器根据舰载机在拦阻跑道上着舰设定的拦阻减速曲线控制主拦阻索绞盘转动速度，制动力不足，智能控制器还会向阻尼磁电机和电磁制动钳输入额外制动电流，保证在阻尼磁电机和阻尼制动盘的双重阻尼制动下，主拦阻索绞盘的转速最终按照拦阻减速曲线轨迹降至零；

4）舰载机安全着舰后，尾钩从副拦阻索上摘下，阻尼磁电机驱动主拦阻索绞盘将主拦阻索收回拉紧等待下一架舰载机的拦阻着舰回收。

测速测距传感器，可选用激光测速测距仪、雷达测速测距仪，远红外感应器，超声波测距仪等等，市场有 产品销售。

阻尼磁电机是指各种永磁电机，市场有售，既能发电又能做功还能制动。

智能控制器是有单片机组成的工控电子产品。

除说明书所述的技术特征外，均为本专业技术人员的已知技术。

以上所述仅为本发明的优选实施例而已，并不用于限制本发明，尽管参照前述实施例对本发明进行了详细的说明，对于本领域的技术人员来说，其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分技术特征进行等同替换。凡在本发明的精神和原则之内所作的任何修改、等同替换或改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims (6)

1.一种主动对接舰载机尾钩的舰载机拦阻器,其特征在于,包括两个结构相同拦阻模块，拦阻模块的结构是由套筒式导向机构、绞盘式主拦阻索收放阻尼驱动机构、液压顶升机构和智能控制器组成，绞盘式主拦阻索收放阻尼驱动机构、液压顶升机构和智能控制器设置在套筒式导向机构之中,两个拦阻模块为一组分别镶嵌在航母甲板拦阻跑道左右两侧预留的机坑之中, 拦阻跑道上设置有测速测距传感器, 测速测距传感器通过数据线与智能控制器连接。

2.根据权利要求1所述的舰载机舰载机拦阻器，其特征在于，套筒式导向机构是由外套筒和内套筒组成，下开口的内套筒插在上开口带翻边的外套筒中间，外套筒上端的翻边通过螺栓与航母甲板固定在一起，内套筒中间设置有中隔板，中隔板的边缘与内套筒的中部连接固定将内套筒分成上下两个空间，绞盘式主拦阻索收放阻尼驱动机构设置在上部空间之中，液压顶升机构和智能控制器设置在下部空间之中，外套筒的筒壁下方设置有定位销轴，内套筒的筒壁下方设置有导向槽，定位销轴插在导向槽中与导向槽滑动连接。

3.根据权利要求1所述的舰载机舰载机拦阻器，其特征在于，绞盘式主拦阻索收放阻尼驱动机构是由绞盘轴、主拦阻索绞盘、减速齿轮、阻尼制动盘、阻尼磁电机和主拦阻索组成，绞盘轴设置在主拦阻索绞盘、减速齿轮和阻尼制动盘中间，绞盘轴通过轴承设置在内套筒顶部与中隔板板之间，阻尼制动盘设置在主拦阻索绞盘的底部，与阻尼制动盘对应的电磁制动钳设置在内套筒的内壁上，减速齿轮设置在阻尼制动盘的底部，阻尼磁电机的下端与中隔板上表面固定，阻尼磁电机轴端的小齿轮与减速齿轮相互啮合。

4.根据权利要求2、3所述的舰载机舰载机拦阻器，其特征在于，内套筒顶部外圆上开有弧形开缝，主拦阻索端部穿过弧形开缝与绞盘轴连接并盘绕在主拦阻索绞盘之中，主拦阻索的另一端部设置有索扣与副拦阻索连接。

5.根据权利要求1所述的舰载机舰载机拦阻器，其特征在于，液压顶升机构是由液压缸组成，液压缸的底部固定在外套筒的底部，液压缸的活塞杆顶端与中隔板底部连接。

6.根据权利要求1所述的舰载机舰载机拦阻器，其特征在于，主动对接舰载机尾钩的舰载机拦阻器使用方法如下:

1）非拦阻作业时，将副拦阻索与主拦阻索端部相连的锁扣打开，主拦阻索端部的锁扣在阻尼磁电机的牵引下收进内套筒的弧形开缝中，液压缸驱动内套筒下落，内套筒顶部与航母甲板平齐；

2）拦阻作业时，液压缸顶升，内套筒从外套筒中升起，弧形开缝露出航母甲板，将主拦阻索从弧形开缝中拉出，通过锁扣将副拦阻索与主拦阻索连接在一起，阻尼磁电机将主拦阻索拉紧进入使用状态，副拦阻索与航母甲板的高度根据智能控制器获取的舰载机着舰速度和高度信息自动控制液压缸顶升内套筒升降高度来实现；

3）拦阻跑道上间隔设置1-4组拦阻模块，当舰载机着舰时，智能控制器的主动寻钩程序启动，安装在拦阻跑道上的测距测速传感器不断将舰载机尾钩的移动速度和与甲板之间的高度信息反馈给智能控制器，智能控制器迅速计算出舰载机尾钩的着舰移动轨迹，通过控制液压缸顶升内套筒适时调整副拦阻索与甲板之间的高度，并保证副拦阻索在尾钩掠过时准确与尾钩钩挂，只要尾钩钩住任何一道副拦阻索，被尾钩钩住的副拦阻索会牵动内套筒中的主拦阻索向外释放，同时牵动主拦阻索绞盘转动，进而带动阻尼制动盘和减速齿轮转动，减速齿轮转动带动阻尼磁电机轴端的小齿轮转动，阻尼磁电机转子转动便产生电流，电流经整流后转换成直流电送至与阻尼制动盘对应的电磁制动钳对阻尼制动盘边缘产生摩擦制动力，阻尼磁电机转速越高产生的阻尼电流越大，电磁制动钳产生的制动力越大，智能控制器根据舰载机在拦阻跑道上着舰设定的拦阻减速曲线控制主拦阻索绞盘转动速度，制动力不足，智能控制器还会向阻尼磁电机和电磁制动钳输入额外制动电流，保证在阻尼磁电机和阻尼制动盘的双重阻尼制动下，主拦阻索绞盘的转速最终按照拦阻减速曲线轨迹降至零；

4）舰载机安全着舰后，尾钩从副拦阻索上摘下，阻尼磁电机驱动主拦阻索绞盘将主拦阻索收回拉紧等待下一架舰载机的拦阻着舰回收。

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