CN113968342B - 一种直升机回收火箭的装置 - Google Patents

Abstract

本发明提供了一种直升机回收火箭的装置，所述装置包括：外吊挂及应急切断设备，设置在直升机机身底部；吊缆，与所述外吊挂及应急切断设备连接；捕获棒，与所述吊缆连接，用于捕获火箭；火箭回收监控系统，设置在直升机和火箭上，用于获取所述直升机和火箭的速度和位置参数；本发明旨在把我国直升机吨位不断发展的成果与火箭回收进行突破性配合尝试，实现更简单化的、便捷性的、低成本的直升机对火箭的垂直回收。

Description

一种直升机回收火箭的装置

技术领域

本发明属于火箭回收技术领域，尤其涉及一种直升机回收火箭的装置。

背景技术

目前，回收飞机的方式主要有：第一种是弹性冲击回收，采用“降落伞+气囊”等无动力弹性缓冲装置直接降落地面或水面的方式；第二种是水平回收，采用火箭加装可控翼伞滑翔降落或直接如航天飞机式降落的方式；第三种是垂直回收，采用反推或机械臂抓取的方式。

但是，第一种弹性冲击回收的方式需要较大气囊，占用火箭空间、重量多，地面回收火箭吨位不大，水面回收火箭需耗费很大功夫打捞；第二种水平回收方式多用于有人飞船回收，需要具备一整套大气飞行或滑翔控制系统设备；第三种垂直回收方式需要高精度的姿态控制技术，和发动机多次启动技术。

本发明旨在把我国直升机吨位不断发展的成果与火箭回收进行突破性配合尝试，实现更简单化的、便捷性的、低成本的直升机对火箭的垂直回收。

发明内容

针对上述技术问题，本发明提供了一种直升机回收火箭的装置，所述装置包括：

外吊挂及应急切断设备，设置在直升机机身底部；

吊缆，与所述外吊挂及应急切断设备连接；

捕获棒，与所述吊缆连接，用于捕获火箭；

火箭回收监控系统，设置在直升机和火箭上，用于获取所述直升机和火箭的速度和位置参数。

优选地，所述火箭回首监控系统，包括：

监控显示界面，用于显示捕获钩符号、捕获钩中线、捕获动线、捕获绳符号、捕获绳中线、操作下极线和监控数据栏；

机上交联系统，与所述监控显示界面连接，用于获取直升机的参数；

任务系统，与所述机上交联系统，用于实现直升机与火箭的信息交互。

优选地，所述机上交联系统，包括：导航系统、飞控系统、处理系统和操纵系统。

优选地，所述捕获棒包括：

中间柱，

分节连接环，设置在所述中间柱的下端；

分节连接钩，设置在所述中间柱的上端；

捕获钩，设置在所述分节连接环与所述分节连接钩之间，且均匀设置在所述中间柱的周向；

优选地，所述捕获钩包括：

弹簧，设置在所述捕获钩上；

锁片，与所述弹簧连接，用于锁住火箭上的捕获绳。

优选地，所述弹簧、所述锁片、所述捕获钩和所述中间柱之间形成捕获空间，所述捕获绳被锁紧在所述捕获空间内。

优选地，所述火箭上设置有火箭降落架，用于支撑所述火箭，保证所述火箭平稳落地。

优选地，所述火箭上还设置有防转吊缆。

本发明的有益技术效果：

本发明实现了更简单化的、便捷性的、低成本的直升机对火箭的垂直回收。

附图说明

图1是本发明实施例提供的直升机部分示意图；

图2是本发明实施例提供的火箭部分示意图；

图3是本发明实施例提供的火箭回收监控系统的示意图；

图4是本发明实施例提供的捕获棒的结构示意图；

图5是本发明实施例提供的捕获棒局部放大示意图。

具体实施方式

本发明具体是，通过设计一整套直升机与火箭的箭机信息交联系统、箭机捕获系统、火箭平稳回收系统与方法，以捕获棒、捕获绳为直升机捕获火箭的核心结构，主要利用直升机的速度及灵活移动，使捕获棒横向切入捕获绳，捕获棒上的捕获钩勾进捕获绳即可实现直升机对火箭的捕获。直升机捕获火箭后，将火箭带回地面回收处垂直放置，火箭回收完成。随着我国直升机吨位的不断发展，回收火箭的体量也将随着不断提升。

请参阅图1-5，本发明提供了一种利用直升机实现火箭编写回收的方法与装置。

其中，装置主要由：火箭回收监控系统1、外吊挂及应急切断设备2、吊缆3、捕获棒4、捕获伞5、捕获绳6、防转吊缆7、火箭降落主伞8、火箭降落架9组成。

其中，火箭回收监控系统1主要包含监控显示界面10、机上交联系统12、任务系统16；监控显示界面10又包含捕获钩符号11、捕获钩中线13、捕获动线14、捕获绳符号17、捕获绳中线15、操作下极线18、主要监控数据栏19；机上交联系统12又包含导航系统、飞控系统、操纵系统等；任务系统16又包含火箭监控、箭机通讯、任务传感器、中间处理系统等。

在本申请实施例中，捕获棒4主要由：分节连接钩20、捕获钩21、弹簧22、锁片23、中间柱24、分节连接环25、捕获空间26组成。

在本申请实施例中，火箭回收监控系统1主要包含监控显示界面10、机上交联系统12、任务系统16，布置于直升机与火箭上，实现直升机与火箭速度、位置等参数的获取、交联、处理和显示。

其中，外吊挂及应急切断设备2为直升机一般配备设备，一般地布置于直升机中机身底部，能有效负载，应急切断功能可防止过载等意外情况，保证直升机自身安全。

其中，吊缆3连接外吊挂及应急切断设备2与捕获棒4，捕获棒4和布置于火箭上的捕获绳6为直升机捕获火箭的核心结构，捕获棒4上的捕获钩21勾进捕获绳6以实现直升机对火箭的捕获。

其中，捕获棒4单节结构主要由分节连接钩20、捕获钩21、弹簧22、锁片23、中间柱24、分节连接环25、捕获空间26组成，分节连接钩20与分节连接环25布置于中间柱24两端，捕获钩21在中间柱24圆周方向上呈120°均匀分布，在中间柱24轴向上呈间隔一个捕获钩的距离阵列布置，捕获钩21上布置有弹簧22与锁片23。

其中，捕获棒4单节结构可通过分节连接钩20和分节连接环25的配合组成多节捕获棒结构，以增加捕获棒4长度。捕获钩21在中间柱24圆周方向上呈120°均匀分布则一个圆周方向上布置3个捕获钩即可勾住360°方向上的捕获绳6，在中间柱24轴向上呈间隔一个捕获钩距离阵列布置，可实现轴向上每个捕获钩21之间的衔接配合。捕获钩21外钩侧中间位置布置有弹簧22与锁片23，弹性锁住轴向每两个捕获钩之间的捕获空间26，以实现捕获绳进入捕获空间26后不可逃脱；

在本申请实施例中，单个捕获空间26在捕获钩21外钩侧轴向上分为A段和B段，捕获棒4横向切入捕获绳6，捕获绳6冲击捕获钩21A段，或被B段导入下一个捕获钩21A段，锁片23压缩着弹簧22打开，捕获绳6进入捕获空间26。B段又分为B1段及B2段，B1段采用小斜率设计，以有利于捕获绳6冲击捕获钩21时顺利纵向分路到A段或B段，B2段采用大斜率设计，以有利于捕获绳6冲击捕获钩21B1段后快速横向进入到下一个捕获空间26的A段。

其中，捕获伞5、捕获绳6、防转吊缆7、火箭降落主伞8布置在火箭箭体上端，防转吊缆7连接火箭降落主伞8与捕获伞5，捕获绳6布置于捕获伞5边缘。火箭降落主伞8实现火箭的减速，捕获绳6与捕获伞5多点式连接，以方便捕获棒4上的捕获钩21无障碍勾住捕获绳6，防转吊缆7可实现火箭被捕获后不随意转动以影响最后的地面放置，防转吊缆7的长度是火箭降落架9打开后火箭整体高度的1.5倍以上，以保证火箭落地后捕获棒4顺利投放于地面；

具体来说，火箭降落架9布置在火箭箭体靠近下端位置，与火箭折叠为一体，火箭落地前展开，以实现直升机将火箭最后平稳放置于地面；监控显示界面10主要包含捕获钩符号11、捕获钩中线13、捕获动线14、捕获绳符号17、捕获绳中线15、操作下极线18、主要监控数据栏19；捕获钩符号11与捕获绳符号17与实际情况相对应纵向或横向布置且按比例显示，分别与其中线构成瞄准十字形，捕获动线14从捕获钩十字形中心指向捕获绳十字形中心，操作下极线18为火箭降落主伞8的上端面，是捕获钩21不可逾越的最低高度。

进一步，监控显示界面10可实现直升机捕获火箭实际情况的符号化显示；主要监控数据栏19包含了直升机上操作员捕获火箭必须监控的直升机与火箭的东北天速度、相对距离高度、真实空速、预计捕获时间等重要参数。

本申请提供的装置使用方法与过程：

1、捕获棒4单节结构可通过分节连接钩20和分节连接环25的配合组成多节捕获棒结构，以增加捕获棒长度；

2、吊缆3连接外吊挂及应急切断设备2与捕获棒4，连接平稳后直升机携带捕获棒4起飞到火箭预计降落空域200m高度悬停，为考虑安全性及火箭减速一般性能，捕获火箭的区域设置为200m-100m高度区间；

3、直升机到达指定位置后打开火箭回收监控系统1，待火箭进入通讯距离后，及时取得与火箭的通讯，实现直升机与火箭速度、位置等参数的获取、交联、处理和显示；

4、火箭需要减速时火箭降落主伞8及时打开实现火箭的减速，同时捕获伞5与捕获绳6也一并被带出展开，火箭在200m高度处速度降为2m/s，则在200m-100m高度区间内，以现在直升机一般60m/s巡航速度计算，直升机在一直悬停不率先行动的情况下仍可捕获3000m半径内的目标；

5、操作员观察监控显示界面10进行火箭捕获操作，主要观察捕获钩符号11、捕获绳符号17、捕获动线14、操作下极线18、主要监控数据栏19，主要监控数据栏19包含了直升机上操作员捕获火箭必须监控的直升机与火箭的东北天速度、相对距离高度、真实空速、预计捕获时间等重要参数；

6、捕获棒4和布置于火箭上的捕获绳6为直升机捕获火箭的核心结构，捕获棒4上的捕获钩21勾进捕获绳6以实现直升机对火箭的捕获。待捕获棒4靠近捕获绳6时，直升机适当降速到10m/s以下，以减少冲击，随着捕获棒4横向切入捕获绳6，捕获绳6直接冲击捕获钩21A段或被B段导入下一个捕获钩21A段，锁片23压缩着弹簧22打开，捕获绳6进入捕获空间26后,弹簧22弹开锁片23弹性锁住捕获空间26，以确保捕获绳进入捕获空间26后不可逃脱。

至此，实现火箭的捕获；

7、直升机捕获火箭后，将火箭带回地面回收处，布置在火箭箭体靠近下端位置原与火箭折叠为一体的火箭降落架9在火箭落地前及时展开，直升机将火箭平稳放置于地面，火箭降落架9负责接地且保证火箭整体的平稳；

8、直升机将火箭平稳放置于地面后，直升机侧滑动使捕获棒4偏移出火箭及火箭降落架9区域，随后直升机外吊挂装置货物挂钩打开，防转吊缆7的长度是火箭降落架9打开后火箭整体高度的1.5倍以上，可保证捕获棒4顺利投放于地面；

9、火箭回收完成。

需要说明的是，本发明设计的一整套直升机与火箭的箭机信息交联系统、箭机捕获系统、火箭平稳回收系统与方法，这一整套系统组成需涵盖了直升机与火箭的交流配合全程的需要；捕获火箭的核心结构为捕获棒与捕获绳，捕获棒上的捕获钩勾住捕获绳即可实现直升机捕获火箭，所里这一套捕获结构均为简单的机械设计，以保证其可靠性；捕获钩在中间柱圆周方向上呈120°均匀布置，在中间柱轴向上呈间隔一个捕获钩的距离阵列布置，则捕获钩之间可以实现最少个数的环环相扣，层层相接，是捕获棒能勾住其接触到的任意方向的捕获绳的关键设计；主要监控数据栏必须涵盖直升机上操作员捕获火箭必须监控的直升机与火箭的东北天速度、相对距离高度、真实空速、预计捕获时间等重要参数，缺一不可；主降落伞需及时打开并带出捕获伞一并打开，确保火箭在200m高度处已经把速度减下来，保证200m-100m的直升机捕获火箭安全操作区间。

本发明的系统组成、结构方式、应用流程符合逻辑，突破性得提出把直升机特点应用到火箭回收领域，理论上可以实现更简单化的、便捷性的、低成本的直升机对火箭的垂直回收。

其中，以捕获棒、捕获绳为核心的直升机捕获火箭的捕获配合结构，是机械式的简单而极其稳定的结构，配合灵敏的火箭回收监控电子系统，能极大地提高回收效率。单节捕获棒可以组装成多节捕获棒，竖直的一根捕获棒与横平的一圈捕获绳的设计，只要空中相交于一个号即可完成捕获，极大地增加捕获面积；捕获钩在捕获棒上，在圆周方向呈120°均匀分布，则一个圆周方向上布置3个捕获钩即可勾住360°方向上的捕获绳，在轴向上呈间隔一个捕获钩距离阵列布置，可实现轴向上每个捕获钩之间的衔接配合。这样，整个捕获棒的每一个地方皆可以勾住捕获绳。监控显示界面可实现直升机捕获火箭实际情况的符号化显示。

Claims (4)

1.一种直升机回收火箭的装置，其特征在于，所述装置包括：

外吊挂及应急切断设备，设置在直升机机身底部；

吊缆，与所述外吊挂及应急切断设备连接；

捕获棒，与所述吊缆连接，用于捕获火箭；

火箭回收监控系统，设置在直升机和火箭上，用于获取所述直升机和火箭的速度和位置参数；

其中，所述火箭回收监控系统，包括：

监控显示界面，用于显示捕获钩符号、捕获钩中线、捕获动线、捕获绳符号、捕获绳中线、操作下极线和监控数据栏；

机上交联系统，与所述监控显示界面连接，用于获取直升机的参数；

任务系统，与所述机上交联系统，用于实现直升机与火箭的信息交互；

其中，所述捕获棒包括：

中间柱；

分节连接环，设置在所述中间柱的下端；

分节连接钩，设置在所述中间柱的上端；

捕获钩，设置在所述分节连接环与所述分节连接钩之间，且均匀设置在所述中间柱的周向；

其中，所述捕获钩包括：

弹簧，设置在所述捕获钩上；

锁片，与所述弹簧连接，用于锁住火箭上的捕获绳；

所述弹簧、所述锁片、所述捕获钩和所述中间柱之间形成捕获空间，所述捕获绳被锁紧在所述捕获空间内。

2.根据权利要求1所述的装置，其特征在于，所述机上交联系统，包括：导航系统、飞控系统、处理系统和操纵系统。

3.根据权利要求1所述的装置，其特征在于，所述火箭上设置有火箭降落架，用于支撑所述火箭，保证所述火箭平稳落地。

4.根据权利要求3所述的装置，其特征在于，所述火箭上还设置有防转吊缆。

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