CN113830322A - 一种用于大型水陆两栖飞机地面系留的方法 - Google Patents

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Abstract

本发明针对优化大型水陆两栖飞机露天停放系留方案，提出了一种新的飞机地面系留方法。本发明采用机头、机尾各使用两个系留索侧向下拉固定，单根系留索与地面成45°的地面系留方法，使得两根系留索在额定载荷下可以产出超出额定载荷的拉力，满足大型水陆两栖飞机在露天停放系留要求，通过使用机翼浮筒托架，使得在地面系留机翼时无需使用大型工作梯，有效降低飞机系留作业高度、难度，而且，拆分后的浮筒托架运行体积较小，便于携带或运输，可以及时送达作业机场，从而提高大型水陆两栖飞机机动性能，更加适应应急救援任务的急迫性需求。

Description

一种用于大型水陆两栖飞机地面系留的方法
技术领域：
本发明属于维修保障技术领域，具体涉及一种用于大型水陆两栖飞机地面系留的方法。
背景技术：
飞机在露天停放(在经批准的风速限制下)期间，在大风的作用下，产生的升力可能超过飞机自身重量，使得飞机在地面滑动或侧倾，撞击其它飞机或物体，造成飞机地面事故。
大型水陆两栖飞机为上单翼飞机，比下单翼飞机的升力系数较大，一般采用四点式地面系留，即系留机头、机尾，用于防止飞机滑动；系留两侧机翼，用于防止飞机侧倾。但是，由于机翼浮筒的结构载荷和水动力性能的要求，机翼浮筒下方未设置地面系留接口，因此只能系留机翼。
大型水陆两栖飞机的机翼离地面较高(一般在5m左右)，系留操作时需使用大型工作梯，且为高空作业，显著增加操作难度、安全风险，尤其对于异地紧急救援任务，可能由于作业机场无大型工作梯或大型机库，导致无法停放飞机，严重影响紧急救援任务的开展。
发明内容：
本发明的目的是：提供一种操作简单、且能够有效在露天地面系留飞机的一种大型水陆两栖飞机地面系留方法。
本发明的技术方案是：一种用于大型水陆两栖飞机地面系留的方法，即机头、机尾采用柔性系留，两侧机翼采用浮筒托架系留，包括以下步骤：
步骤1：机头的柔性系留安装时，单根柔性系留索1与地面成侧向45°,两个柔性系留索夹角为，柔性系留索保持一定松弛度；
步骤2：机尾的柔性系留安装时，单根柔性系留索2与地面成侧向45°，两个柔性系留索夹角为，柔性系留索保持一定松弛度；
步骤3：机翼系留安装时，将浮筒托架3分别移动到左、右浮筒下方，托板100对准浮筒的承力部位；
步骤4：机翼系留安装时，手动顺时针旋转浮筒托架的升降手轮202，升降杆201上升，使上部的托板100与浮筒下方的承力部位相接触；
步骤5：机翼系留安装时，摇动调节手轮601，使支脚602与地面完全贴合，压紧地面起到固定作用。
所述浮筒托架，其中包括托板100、带升降装置的支架200、横撑300、脚轮组件400、支脚组件500组成。
托板100与带升降装置的支架200的升降杆201固定连接，两个带升降装置的支架200与横撑300固定连接，每个带升降装置的支架200的下端连接有2个脚轮400和支脚组件500。
托板100由托板101和托板座102组成，托板101为POM材质，顶面形状与浮筒的承力部位底面形状相适配，托板101和托板座102固定连接。
带升降装置的支架200由升降杆201、支架202、升降手轮203组成，升降杆201和支架202活动连接，支架202和升降手轮203活动连接。
横撑300可采用拉杆式结构，或工字型结构，起到固定作用即可。
支脚组件500由手轮501、丝杆502、底座503组成，手轮501和丝杆502固定连接，丝杆502和底座503活动连接。
浮筒托架工作时，脚轮组件400为万向轮，易于控制移动方向，将托架移动到浮筒正下方后，调整托架位置使得托板100对准浮筒下方的承力部位，顺时针旋转升降手轮203使得升降杆201上升，在上部的托板100与浮筒下方的承力部位即将接触时，停止针旋转升降手轮203，并微调托架位置使得托板100对准浮筒下方的承力部位，再顺时针旋转升降手轮203，待托板100与浮筒下方的承力部位接触后，顺时针摇动调节手轮501，使支脚502与地面完全贴合，压紧地面起到固定作用。
浮筒托架退出工作时，逆时针旋转升降手轮203使得升降杆201下降，上部的托板100与浮筒下方的承力部位脱开，并下降最低位置后，逆时针摇动调节手轮501，使支脚502与地面完全离开，通过脚轮组件400将托架移出浮筒正下方。
浮筒托架转运时，拆开横撑300和带升降装置的支架200的连接，形成两个独立的支架和横撑，存放在运输箱内。
本发明的技术效果是：
本发明针对优化大型水陆两栖飞机露天停放系留方案，提出了一种新的飞机地面系留方法，通过使用机翼浮筒托架，使得在地面系留机翼时无需使用大型工作梯，有效降低飞机系留作业高度、难度，而且，拆分后的浮筒托架运行体积较小，便于携带或运输，可以及时送达作业机场，从而提高大型水陆两栖飞机机动性能，更加适应应急救援任务的急迫性需求。
附图说明：
图1是本发明地面系留总体示意图。
图2是本发明地面系留方法三视图。
图3是本发明浮筒托架示意图。
具体实施方式：
下面结合附图和实施例对本发明做进一步说明，但不构成对本发明的任何限制：
请同时参阅图1和图2，本发明提供一种优化大型水陆两栖飞机露天停放系留方法。
所述的优化大型水陆两栖飞机露天停放系留方法，具体实施过程如下：
大型水陆两栖飞机在露天停放期间，在侧风作用下，机体产生升力和侧向力，使得机头、机尾出现上下跳动和左右摆动的现象，导致飞机在地面上滑动，撞击其它飞机或物体，造成飞机地面事故。为防止发生上述地面事故，露天停放期间可以采用地锚系留飞机机头、机尾的固定方式，向下拉住机头、机尾，同时阻止机头、机尾左右摆动，将飞机固定在地面上。如果采用单根系留索固定，只能向下拉住机头、机尾，无法阻止机头、机尾左右摆动；如果采用两侧系留索固定，向下拉住机头、机尾，同时阻止机头、机尾左右摆动。假设机头系留接口坐标为：X＝3242.0mm，Y＝0，Z＝1288.6mm，机位系留接口坐标为：X＝36100.9mm，Y＝±264.1mm，Z＝-243.2mm。根据飞机地面系留要求和系留索载荷限制要求，对地面系留工况进行分析，分析结果见表1所示，可以得出机头、机尾各使用两个系留索侧向下拉固定，单根系留索与地面成45°的地面系留方法，使得两根系留索在额定载荷下可以产出超出额定载荷的拉力，满足大型水陆两栖飞机在露天停放系留要求，所以最佳的地面系留方式：机头、机尾各使用两个系留索侧向下拉固定，单根系留索与地面成45°。
表1地面系留工况分析
Figure BDA0003308888770000031
根据地面系留工况分析结果，可以得出地面系留点的坐标，见表2所示。
表2地面系留点坐标
Figure BDA0003308888770000032
为防止系留索的刚性损伤飞机系留接口及机身结构，同时，采用轻质材料便于搬运、操作，建议使用柔性系留索，如聚乙烯纤维绳等，系留时系留索保持一定松弛度，保证飞机系留接口受力逐渐增加。
结合上述分析：
机头的柔性系留安装时，两个地锚相距3254.8mm，两个地锚的连线与机头系留点的地面投影点相距1939.5mm，单根柔性系留索1与地面成45°,柔性系留索保持一定松弛度。
机尾的柔性系留安装时，两个地锚相距7241.8mm，两个地锚的连线与机头系留点的地面投影点相距3356.8mm，单根柔性系留索1与地面成45°,柔性系留索保持一定松弛度。
大型水陆两栖飞机为上单翼飞机，比下单翼飞机的升力系数较大，一般采用四点式地面系留，即系留机头、机尾，用于防止飞机滑动；系留两侧机翼，用于防止飞机侧倾。但是，由于大型水陆两栖飞机的机翼离地面较高(一般在5m左右)，系留操作时需使用大型工作梯，且为高空作业，显著增加操作难度、安全风险，尤其对于异地紧急救援任务，可能由于作业机场无大型工作梯或大型机库，导致无法停放飞机，严重影响紧急救援任务的开展。
对于机翼浮筒安装支架，根据空气动力学要求，该支架上未设置地面系留接头，系留索不能够可靠固定在该支架上或损伤支架、浮筒结构；而且，该支架距离地面大约3m左右，需使用梯子才能接近，属于高空作业，同时受到浮筒的干扰，增加了支架的接近难度，系留机翼浮筒托架不适用。
所以，机翼及机翼浮筒支架系留不是大型水陆两栖飞机的地面系留的最佳方法。结合飞机的维修性要求、可靠性要求、安全性要求、地面设备操作性要求，建议使用地面设备支撑飞机两侧机翼替代两侧机翼系留。
由于大型水陆两栖飞机采用上单翼，机翼的升力受侧风的影响较大，较小的风速下，单侧机翼产生的升力足以抵抗飞机重量，使得飞机发生侧倾，且滚转力矩较大，因此，在对侧机翼下表面需要较大的支撑力矩，且需要足以承受力矩的机翼结构部位，如机翼前后梁、机翼浮筒等结构。
对于机翼梁，翼梁是飞机最主要的承力结构，将机翼产生的升力传递给机身，可见其结构足以承受侧风产生的滚转力矩，可以采用直接支撑机翼前后梁，但是，机翼离地面大约5m左右，导致翼梁支撑设备的总长度较长，同时所承载载荷较大，为提高该设备的稳定性，其底座尺寸偏大、重量偏大，受操作或存放空间的限制，增加该设备的操作难度、存储空间；而且该设备的总长度较长，使用过程中，受气流或其它因素影响，易出现倒伏，造成人员伤亡或飞机、其它设备损坏，增加该设备的危险性。
对于机翼浮筒及安装支架，浮筒及安装支架在大型水陆两栖飞机水上着水过程中，承受水面的冲击载荷，可见浮筒及安装支架足以承受侧风产生的滚转力矩，可以采用直接支撑机翼浮筒，而且，机翼浮筒距离地面大约2.8m左右，在保证承载载荷的情况下，浮筒支撑设备所需底座较小、顶杆较短，不易出现倒伏，且相对于大型工作梯，所需存放空间较小，因此机翼浮筒托架易于移动、存放、操作。
针对上述分析得出的大型水陆两栖飞机地面系留的方法，即机头、机尾采用柔性系留，两侧机翼采用浮筒托架系留，结合地面系留工况分析、地面系留点坐标的数据，对上述地面系留方法的工况进行分析，见表3所示，可以看出上述地面系留方法符合大型水陆两栖飞机露天停放系留的要求。
表3地面系留方法工况分析
Figure BDA0003308888770000051
结合上述分析：机翼系留采用机翼浮筒托架支撑方式。
参阅图3所示，本发明提供一种技术方案：用于支撑飞机浮筒的托架，包括托板100、带升降装置的支架200、横撑300、脚轮组件400、支脚组件500组成；注：升降装置带自锁机构；
托板100与带升降装置的支架200的升降杆201固定连接，两个带升降装置的支架200与横撑300固定连接，每个带升降装置的支架200的下端连接有2个脚轮400和支脚组件500；
托板100由托板101和托板座102组成，托板101为POM材质，顶面形状与浮筒的承力部位底面形状相适配，托板101和托板座102固定连接；
带升降装置的支架200由升降杆201、支架202、升降手轮203组成，升降杆201和支架202活动连接，支架202和升降手轮203活动连接；
横撑300可采用拉杆式结构，或工字型结构，起到固定作用即可。
支脚组件500由手轮501、丝杆502、底座503组成，手轮501和丝杆502固定连接，丝杆502和底座503活动连接。
浮筒托架工作时，脚轮组件400为万向轮，易于控制移动方向，将托架移动到浮筒正下方后，调整托架位置使得托板100对准浮筒下方的承力部位，顺时针旋转升降手轮203使得升降杆201上升，在上部的托板100与浮筒下方的承力部位即将接触时，停止针旋转升降手轮203，并微调托架位置使得托板100对准浮筒下方的承力部位，再顺时针旋转升降手轮203，待托板100与浮筒下方的承力部位接触后，顺时针摇动调节手轮501，使支脚502与地面完全贴合，压紧地面起到固定作用。
浮筒托架退出工作时，逆时针旋转升降手轮203使得升降杆201下降，上部的托板100与浮筒下方的承力部位脱开，并下降最低位置后，逆时针摇动调节手轮501，使支脚502与地面完全离开，通过脚轮组件400将托架移出浮筒正下方。
浮筒托架转运时，拆开横撑300和带升降装置的支架200的连接，形成两个独立的支架和横撑，存放在运输箱内。
结合上述分析：机翼浮筒托架可以满足大型水陆两栖飞机露天停放时地面系留要求，存放空间较小，而且，可拆分组件结构，减小了运输体积，便于随机携带或其它运输，有效节约运输成本。

Claims (10)

1.一种用于大型水陆两栖飞机地面系留的方法，其特征在于，机头、机尾采用柔性系留，两侧机翼采用浮筒托架系留，包括以下步骤：
步骤1：机头的柔性系留安装时，单根柔性系留索(1)与地面成侧向45°,柔性系留索保持松弛度；
步骤2：机尾的柔性系留安装时，单根柔性系留索(2)与地面成侧向45°，柔性系留索保持松弛度；
步骤3：机翼系留安装时，将浮筒托架(3)分别移动到左、右浮筒下方，托板100对准浮筒的承力部位；
步骤4：机翼系留安装时，手动顺时针旋转浮筒托架的升降手轮(202)，升降杆(201)上升，使上部的托板(100)与浮筒下方的承力部位相接触；
步骤5：机翼系留安装时，摇动调节手轮(601)，使支脚(602)与地面完全贴合。
2.根据权利要求1所述的用于大型水陆两栖飞机地面系留的方法，其特征在于，所述浮筒托架包括托板(100)、带升降装置的支架(200)、横撑(300)、脚轮组件(400)、支脚组件(500)组成；托板(100)与带升降装置的支架(200)的升降杆(201)固定连接，两个带升降装置的支架(200)与横撑(300)固定连接，每个带升降装置的支架(200)的下端连接有2个脚轮(400)和支脚组件(500)。
3.根据权利要求2所述的用于大型水陆两栖飞机地面系留的方法，其特征在于，托板(100)由托板(101)和托板座(102)组成；顶面形状与浮筒的承力部位底面形状相适配，托板(101)和托板座(102)固定连接。
4.根据权利要求3所述的用于大型水陆两栖飞机地面系留的方法，其特征在于，托板(101)材质为POM。
5.根据权利要求2所述的用于大型水陆两栖飞机地面系留的方法，其特征在于，带升降装置的支架(200)由升降杆(201)、支架(202)、升降手轮(203)组成，升降杆(201)和支架(202)活动连接，支架(202)和升降手轮(203)活动连接。
6.根据权利要求2所述的用于大型水陆两栖飞机地面系留的方法，其特征在于，横撑(300)可采用拉杆式结构，或工字型结构。
7.根据权利要求2所述的用于大型水陆两栖飞机地面系留的方法，其特征在于，支脚组件(500)由手轮(501)、丝杆(502)、底座(503)组成，手轮(501)和丝杆(502)固定连接，丝杆(502)和底座(503)活动连接。
8.根据权利要求2所述的用于大型水陆两栖飞机地面系留的方法，其特征在于，浮筒托架(3)工作时，脚轮组件(400)为万向轮，易于控制移动方向，将托架移动到浮筒正下方后，调整托架位置使得托板(100)对准浮筒下方的承力部位，顺时针旋转升降手轮(203)使得升降杆(201)上升，在上部的托板(100)与浮筒下方的承力部位即将接触时，停止针旋转升降手轮(203)，并微调托架位置使得托板(100)对准浮筒下方的承力部位，再顺时针旋转升降手轮(203)，待托板(100)与浮筒下方的承力部位接触后，顺时针摇动调节手轮(501)，使支脚(502)与地面完全贴合，压紧地面起到固定作用。
9.根据权利要求2所述的用于大型水陆两栖飞机地面系留的方法，其特征在于，浮筒托架(3)退出工作时，逆时针旋转升降手轮(203)使得升降杆(201)下降，上部的托板(100)与浮筒下方的承力部位脱开，并下降最低位置后，逆时针摇动调节手轮(501)，使支脚(502)与地面完全离开，通过脚轮组件(400)将托架移出浮筒正下方。
10.根据权利要求2所述的用于大型水陆两栖飞机地面系留的方法，其特征在于，浮筒托架(3)转运时，拆开横撑(300)和带升降装置的支架(200)的连接，形成两个独立的支架和横撑，存放在运输箱内。
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卢洪涛等: "《系留式无人机应急平台搭建及测试》", 《广东通信技术》 *

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