CN112722288A - 一种安全降落飞机 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种安全降落飞机，通过在机头、客舱、机尾和机座之间设置机头分离部、机尾分离部和机座分离部，使得在紧急情况下，客舱可与飞机的其余部分分离；并在客舱的周侧分别设置发动机和栅格翼，通过控制系统对发动机和栅格翼进行控制，栅格翼负责缓冲减速，发动机负责客舱转向，使得飞机姿态得以调整，使得客舱有一个稳定适宜的着落姿态和缓降平衡速度；在客舱的尾部设置客舱降落伞部，以通过降落伞对降落状态的客舱进行减速；并在客舱的首部设置包括缓冲支架和缓冲气囊的降落缓冲系统，以实现客舱的软着陆；通过设置各个保障措施来实现客舱的安全着陆，以保障客舱内乘客的安全。

Description

一种安全降落飞机
技术领域
本发明属于飞机技术领域，尤其涉及一种安全降落飞机。
背景技术
随着民航客机安全事故问题多发，大型客机飞行保护越来越受关注。通常来说，民航客机一旦发现情况不对，首先是飞行员在空中尽力解决问题，问题较严重者则及时返航，实在难以控制的情况则紧急迫降。如果遇到更加突然，且无法反应的情况，客机可能在极短的时间内就解体或坠毁了。而客机上的乘客并没有太多的防护设施，一旦遇到空中无法扭转的情况时，往往只能听天由命。一般来说，除了部队人员、专业运动员或爱好者，普通人不经过较为长期的专业训练无法掌握跳伞技能，而且诸如老弱病之类的乘客身体条件也不允许其跳伞。再者，跳伞需要一定的条件，客机一旦到了失控的地步，客机内部无法为乘客提供稳定的跳伞环境，而大多数乘客也并没有受过专业训练，在慌乱的情况下也无法有序跳伞。另外客机飞行高度较高的话，外部环境也不适合高空跳伞(特种兵们开展高空跳伞时会有全套护具)。在不太具备乘客个人跳伞的可行性前提下，实际上客机整体迫降反倒使得空难中乘客的生存系数更大一些，因此客机上往往并不会配备个人降落伞设备。一旦发生突发情况，客机无法为乘客提供安全的防护措施。
发明内容
本发明要解决的技术问题是提供一种安全降落飞机，以解决客机在突发情况下无法保障乘客安全的问题。
为解决上述问题，本发明的技术方案为：
本发明的一种安全降落飞机，包括机头、客舱、机尾、机座、分离系统、姿态控制系统、降落伞弹射系统、降落缓冲系统、控制系统；
所述机头、所述客舱和所述机尾依次连接于所述机座上；
所述分离系统包括机头分离部、机尾分离部和机座分离部；所述机头与所述客舱的首部通过所述机头分离部相连；所述机尾与所述客舱的尾部通过所述机尾分离部相连；所述机头、所述客舱和所述机尾均与所述机座通过所述机座分离部相连；
所述姿态控制系统包括若干栅格翼和若干发动机；若干所述栅格翼均布于所述客舱沿长度方向的周侧，且所述栅格翼的展开方向朝向所述客舱的尾部；若干所述发动机均布于所述客舱沿长度方向的周侧，且所述发动机的输出方向朝向所述客舱的首部；
所述降落伞弹射系统包括客舱降落伞部；所述客舱降落伞部设于所述客舱的尾部；
所述降落缓冲系统包括缓冲支架和缓冲气囊；所述缓冲支架和缓冲气囊均设于所述客舱的首部；
所述控制系统设于所述客舱内并分别与所述分离系统、姿态控制系统、降落伞弹射系统、降落缓冲系统信号连接。
本发明的安全降落飞机，所述机头分离部、所述机尾分离部和所述机座分离部均包括若干滑动锁扣和若干电气切断部；所述机头与所述客舱的首部通过若干所述滑动锁扣相连；所述机尾与所述客舱的尾部通过若干所述滑动锁扣相连；所述机头、所述客舱和所述机尾均与所述机座通过若干所述滑动锁扣相连；所述机头和所述客舱首部的电气连接处和所述机尾和所述客舱尾部的电气连接处均设有所述电气切断部，所述机头、所述客舱和所述机尾与所述机座的电气连接处设有所述电气切断部。
本发明的安全降落飞机，所述机头分离部、所述机尾分离部和所述机座分离部均包括若干爆炸螺栓和若干电气切断部，所述机头与所述客舱的首部通过若干所述爆炸螺栓相连；所述机尾与所述客舱的尾部通过若干所述爆炸螺栓相连；所述机头、所述客舱和所述机尾均与所述机座通过若干所述爆炸螺栓相连；所述机头和所述客舱首部的电气连接处和所述机尾和所述客舱尾部的电气连接处均设有所述电气切断部，所述机头、所述客舱和所述机尾与所述机座的电气连接处设有所述电气切断部。
本发明的安全降落飞机，所述栅格翼的第一端通过控制部与所述客舱转动连接，所述控制部用于接收所述姿态控制系统的信号并控制所述栅格翼的展开角度，所述栅格翼的第二端与所述客舱通过爆炸螺栓相连。
本发明的安全降落飞机，所述客舱降落伞部通过偏置平底移动从动件盘形凸轮机构设于所述客舱的尾部。
本发明的安全降落飞机，所述降落伞弹射系统还包括机头降落伞部、机尾降落伞部和机座降落伞部；所述机头降落伞部设于所述机头上；所述机尾降落伞部设于所述机尾上；所述机座降落伞部设于所述机座上。
本发明的安全降落飞机，所述发动机为梅林发动机。
本发明的安全降落飞机，所述缓冲气囊为皮质缓冲气囊。
本发明由于采用以上技术方案，使其与现有技术相比具有以下的优点和积极效果：
本发明一实施例通过在机头、客舱、机尾和机座之间设置机头分离部、机尾分离部和机座分离部，使得在紧急情况下，客舱可与飞机的其余部分分离；并在客舱的周侧分别设置发动机和栅格翼，通过控制系统对发动机和栅格翼进行控制，使得飞机姿态得以调整；在客舱的尾部设置客舱降落伞部，以通过降落伞对降落状态的客舱进行减速；并在客舱的首部设置包括缓冲支架和缓冲气囊的降落缓冲系统，以实现客舱的软着陆；通过设置各个保障措施来实现客舱的安全着陆，以保障客舱内乘客的安全。
附图说明
图1为本发明的安全降落飞机的整体示意图；
图2为本发明的安全降落飞机的栅格翼的示意图；
图3为本发明的安全降落飞机的偏置平底移动从动件盘形凸轮机构的示意图；
图4为本发明的安全降落飞机的降落缓冲系统的示意图；
图5为本发明的安全降落飞机的客舱降落伞部的示意图；
图6为本发明的安全降落飞机的发动机的示意图。
附图标记说明：1：客舱；2：机头；3：机座；4：机尾；5：栅格翼；6：偏置平底移动从动件盘形凸轮机构；7：缓冲支架；8：缓冲气囊；9：客舱降落伞部；10：发动机。
具体实施方式
以下结合附图和具体实施例对本发明提出的一种安全降落飞机作进一步详细说明。根据下面说明和权利要求书，本发明的优点和特征将更清楚。
参看图1，在一个实施例中，一种安全降落飞机，包括机头2、客舱1、机尾4、机座3、分离系统、姿态控制系统、降落伞弹射系统、降落缓冲系统、控制系统。客舱1内设有生命支持系统。机头2、客舱1和机尾4依次连接于机座3上。分离系统包括机头2分离部、机尾4分离部和机座3分离部。机头2与客舱1的首部通过机头2分离部相连。机尾4与客舱1的尾部通过机尾4分离部相连。机头2、客舱1和机尾4均与机座3通过机座3分离部相连。姿态控制系统包括若干栅格翼5和若干发动机10。若干栅格翼5均布于客舱1沿长度方向的周侧，且栅格翼5的展开方向朝向客舱1的尾部。若干发动机10均布于客舱1沿长度方向的周侧，且发动机10的输出方向朝向客舱1的首部。降落伞弹射系统包括客舱降落伞部9。客舱降落伞部9设于客舱1的尾部。降落缓冲系统包括缓冲支架7和缓冲气囊8。缓冲支架7和缓冲气囊8均设于客舱1的首部。控制系统设于客舱1内并分别与分离系统、姿态控制系统、降落伞弹射系统、降落缓冲系统信号连接。
本实施例通过在机头2、客舱1、机尾4和机座3之间设置机头2分离部、机尾4分离部和机座3分离部，使得在紧急情况下，客舱1可与飞机的其余部分分离；并在客舱1的周侧分别设置发动机10和栅格翼5，通过控制系统对发动机10和栅格翼5进行控制，栅格翼5负责缓冲减速，发动机10负责客舱1转向，使得飞机姿态得以调整，使得客舱1有一个稳定适宜的着落姿态和缓降平衡速度；在客舱1的尾部设置客舱降落伞部9，以通过降落伞对降落状态的客舱1进行减速；并在客舱1的首部设置包括缓冲支架7和缓冲气囊8的降落缓冲系统，以实现客舱1的软着陆；通过设置各个保障措施来实现客舱1的安全着陆，以保障客舱1内乘客的安全。
本实施例中，机头2分离部、机尾4分离部和机座3分离部均包括若干滑动锁扣和若干电气切断部。机头2与客舱1的首部通过若干滑动锁扣相连。机尾4与客舱1的尾部通过若干滑动锁扣相连。机头2、客舱1和机尾4均与机座3通过若干滑动锁扣相连。机头2和客舱1首部的电气连接处和机尾4和客舱1尾部的电气连接处均设有电气切断部，机头2、客舱1和机尾4与机座3的电气连接处设有电气切断部。
在另一实施例中，机头2分离部、机尾4分离部和机座3分离部均可包括若干爆炸螺栓和若干电气切断部，机头2与客舱1的首部通过若干爆炸螺栓相连。机尾4与客舱1的尾部通过若干爆炸螺栓相连。机头2、客舱1和机尾4均与机座3通过若干爆炸螺栓相连。机头2和客舱1首部的电气连接处和机尾4和客舱1尾部的电气连接处均设有电气切断部，机头2、客舱1和机尾4与机座3的电气连接处设有电气切断部。
进一步地，栅格翼5的第一端通过控制部与客舱1转动连接，控制部用于接收姿态控制系统的信号并控制栅格翼5的展开角度，栅格翼5的第二端与客舱1通过爆炸螺栓相连。客舱1的姿态稳定和姿态控制就是依靠栅格翼5与发动机10的配合实现的。客舱1下坠时展开栅格翼5，以控制客舱1的升力矢量。每个栅格翼5均通过控制部独立做出俯仰和偏摆动作，结合每个发动机10的推力矢量控制，为客舱1提供姿控力和力矩，从而实现精准着陆。
栅格翼5为钛制栅格翼，采用的气动面形式，由众多的薄层栅格壁镶嵌在边框内形成。栅格翼5以X翼形环绕客舱1安装(间隔90度)。飞行时关闭，下降时展开。
优选地，客舱降落伞部9通过偏置平底移动从动件盘形凸轮机构6设于客舱1的尾部。打开栅格翼5后，提供的部分升力和空气阻力仍然不足以降低客舱1由于自身过大的重力导致的过大加速度。因此，在打开栅格翼5的过程中，会触发偏置平底移动从动件盘形凸轮机构6将客舱降落伞部9弹出。弹出降落伞后结合降落伞提供的阻力(等效到空气阻力，大小与速度成正比)可以最大限度的缓冲重力造成的过大加速度，直至匀速下降。降落伞弹射机构简单直接，便于危机关头快速弹出，减缓各机体下降速度。
进一步地，降落伞弹射系统还包括机头降落伞部、机尾降落伞部和机座降落伞部。机头降落伞部设于机头2上。机尾降落伞部设于机尾4上。机座降落伞部设于机座3上。对机头2、机尾4和机座3等坠毁部分提供了保护，从而进一步保障了坠毁地的安全。
进一步地，发动机10为梅林发动机。梅林发动机，拥有282s的海平面比冲，756KN的海平面推力，以及高达158引擎推重比。三个梅林发动机在客舱1内部呈品字形配置。
进一步地，缓冲气囊8为皮质缓冲气囊8。皮质缓冲气囊8能够实现两栖着陆，既能解决地面安全降落，也能实现海面安全降落。
当客舱11快要着陆时，启动降落缓冲系统，整个系统由缓冲气囊8和缓冲支架7组成。对于陆地，释放缓冲支架7，对于海面释放缓冲气囊8，可实现海陆两栖登陆。
在遇到紧急情况时，控制系统会预先设定一优选降落点并控制客舱1降落至该降落点，如若存在操作时间，则该降落点可由飞行员进行更改。
下面以本实施例的系统流程来对本实施例进行进一步阐述：
S1：控制系统控制分离系统将客舱1分别与机头2、机尾4和机座3分离，使得飞机机身解体；
S2：控制系统控制栅格翼5和发动机10调整客舱1的飞行姿态，使得客舱1的飞行朝向降落点；
S3：姿态调整完成后，控制系统控制降落伞弹射系统工作，降落伞弹出，通过降落伞的作用使得客舱1的降落速度减缓；
S4：偏置平底移动从动件盘形凸轮机构6复位；
S5：接近降落点时，控制系统控制降落缓冲系统启动，缓冲支架7和缓冲气垫打开，实现安全降落；
S6：客舱1回收。
上面结合附图对本发明的实施方式作了详细说明，但是本发明并不限于上述实施方式。即使对本发明作出各种变化，倘若这些变化属于本发明权利要求及其等同技术的范围之内，则仍落入在本发明的保护范围之中。

Claims (8)

1.一种安全降落飞机，其特征在于，包括机头、客舱、机尾、机座、分离系统、姿态控制系统、降落伞弹射系统、降落缓冲系统、控制系统；
所述机头、所述客舱和所述机尾依次连接于所述机座上；
所述分离系统包括机头分离部、机尾分离部和机座分离部；所述机头与所述客舱的首部通过所述机头分离部相连；所述机尾与所述客舱的尾部通过所述机尾分离部相连；所述机头、所述客舱和所述机尾均与所述机座通过所述机座分离部相连；
所述姿态控制系统包括若干栅格翼和若干发动机；若干所述栅格翼均布于所述客舱沿长度方向的周侧，且所述栅格翼的展开方向朝向所述客舱的尾部；若干所述发动机均布于所述客舱沿长度方向的周侧，且所述发动机的输出方向朝向所述客舱的首部；
所述降落伞弹射系统包括客舱降落伞部；所述客舱降落伞部设于所述客舱的尾部；
所述降落缓冲系统包括缓冲支架和缓冲气囊；所述缓冲支架和缓冲气囊均设于所述客舱的首部；
所述控制系统设于所述客舱内并分别与所述分离系统、姿态控制系统、降落伞弹射系统、降落缓冲系统信号连接。
2.按照权利要求1所述的安全降落飞机，其特征在于，所述机头分离部、所述机尾分离部和所述机座分离部均包括若干滑动锁扣和若干电气切断部；所述机头与所述客舱的首部通过若干所述滑动锁扣相连；所述机尾与所述客舱的尾部通过若干所述滑动锁扣相连；所述机头、所述客舱和所述机尾均与所述机座通过若干所述滑动锁扣相连；所述机头和所述客舱首部的电气连接处和所述机尾和所述客舱尾部的电气连接处均设有所述电气切断部，所述机头、所述客舱和所述机尾与所述机座的电气连接处设有所述电气切断部。
3.按照权利要求1所述的安全降落飞机，其特征在于，所述机头分离部、所述机尾分离部和所述机座分离部均包括若干爆炸螺栓和若干电气切断部，所述机头与所述客舱的首部通过若干所述爆炸螺栓相连；所述机尾与所述客舱的尾部通过若干所述爆炸螺栓相连；所述机头、所述客舱和所述机尾均与所述机座通过若干所述爆炸螺栓相连；所述机头和所述客舱首部的电气连接处和所述机尾和所述客舱尾部的电气连接处均设有所述电气切断部，所述机头、所述客舱和所述机尾与所述机座的电气连接处设有所述电气切断部。
4.按照权利要求1所述的安全降落飞机，其特征在于，所述栅格翼的第一端通过控制部与所述客舱转动连接，所述控制部用于接收所述姿态控制系统的信号并控制所述栅格翼的展开角度，所述栅格翼的第二端与所述客舱通过爆炸螺栓相连。
5.按照权利要求1所述的安全降落飞机，其特征在于，所述客舱降落伞部通过偏置平底移动从动件盘形凸轮机构设于所述客舱的尾部。
6.按照权利要求1所述的安全降落飞机，其特征在于，所述降落伞弹射系统还包括机头降落伞部、机尾降落伞部和机座降落伞部；所述机头降落伞部设于所述机头上；所述机尾降落伞部设于所述机尾上；所述机座降落伞部设于所述机座上。
7.按照权利要求1所述的安全降落飞机，其特征在于，所述发动机为梅林发动机。
8.按照权利要求1所述的安全降落飞机，其特征在于，所述缓冲气囊为皮质缓冲气囊。
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