CN115771617B - 一种用于设备空运的配套地面装载装置 - Google Patents

Abstract

本发明属于航空空运相关的地面配套运输装备技术领域，具体公开了一种用于设备空运的配套地面装载装置，包括牵引段以及连接段，牵引段包括结构相同的两个装载单元，每个装载单元包括多个分体的装载模块，多个分体的装载模块通过拼接或搭接的方式进行连接以构成的装载单元；在靠近机身的3节装载模块采用桁架结构，连接后形成的牵引段形成相对于地面的斜坡形结构，每个装载模块均包括位于上部的框架结构，在每个装载模块的前后连接部，以及各装载模块的中部，均设有位于下方的支撑结构，其下方与地面接触的部位均安装有压力传感器；本发明灵活度高，提高了稳定性，保证牵引过程中包装箱的稳定不倾斜，适应多种尺寸的包装箱货物空运。

Description

一种用于设备空运的配套地面装载装置

技术领域

本发明属于航空空运相关的地面配套运输装备技术领域，特别涉及一种用于设备空运的配套地面装载装置。

背景技术

通常，卫星在制造地进行装配、集成、测试等阶段的工作，随后通过运输设备运输至发射场进行发射。随着我国航空航天事业的高速发展，近年来我国的卫星发射次数有了飞速的增长。而随着卫星发射频率、卫星载荷设备尺寸和精密化程度越来越高，在运输过程如何对保证卫星状态的稳定成为重要的要求。

目前，卫星通常采用专用的包装箱实现运输，采用包装箱运输卫星要经过多个环节的转运，其中，采用飞机对卫星包装箱进行运送是非常普遍而且常见的一个环节，将卫星包装箱运上飞机一般通过与飞机配套对接的专用装载平台完成。在装载并送上飞机的过程中，保证安全防止出现倾翻，以及减少震动，保持卫星包装箱的状态稳定是非常重要的考核指标。CN111605721A公开了一种用于空投货台装卸载的装卸运输平台，通过辅助货桥、货台限位框架和滑轨结构解决了预警机专用保障装备辅助货桥与空投货台之间的适配问题。CN104670518A公开了一种适用于运输机与地面或地面运输工具间散装物资装卸的平台，能够解决现有技术无法实现的双向连续传输问题，具有较大实际应用价值。但是卫星与空投货台相比，要求运送过程中的精密程度要求，容错率极低，所以开发一种用于重大设备如卫星等空运的配套地面装载装置，以在飞机运送卫星过程中的平稳、安全具有重要的意义。

发明内容

为了解决上述技术问题，本发明提供一种用于设备空运的配套地面装载装置。

本发明完整的技术方案包括：

一种用于设备空运的配套地面装载装置，包括牵引段以及连接段，所述连接段位于牵引段和飞机机头之间；

所述牵引段包括左右对称设置，且结构完全相同的两个装载单元，每个所述装载单元包括多个分体的装载模块，每个装载模块均包括位于上部的框架结构，所述框架结构顶部设有支撑平板，所述支撑平板中央设有滑道；

所述装载模块前方和后方均设有连接部，在每个装载模块的前后连接部，以及各装载模块的中部，均设有位于下方的支撑结构，所述支撑结构包括梯形支撑架，所述梯形支撑架的两侧连接有穿过梯形支撑架的支撑腿，所述支撑腿通过底部的支撑垫支撑于地面上；所述梯形支撑架两侧支撑腿与地面之间的距离能够调整；

多个分体的装载模块通过拼接或搭接的方式进行连接以构成所述的装载单元；设定将远离飞机机头的第一个装载模块所在的位置为原点，沿着由原点到飞机机身的方向为X轴方向的正向，多个装载模块沿着X轴方向的正向高度依次增加，连接后形成的牵引段形成相对于地面的斜坡形结构，该斜坡形结构与地面形成的角度为2°12'±10'；在靠近机身的3节装载模块的上部框架结构采用桁架结构，即框架结构中设有斜支撑梁；

连接完成后的装载单元两侧的高度相差不超过3mm；

所述连接段为平板结构，其上设有与两个装载单元相对应的滑道，底部通过支撑架进行支撑。

进一步的，第一节装载模块的长度为2260mm，随后沿X轴方向的正向的9个装载模块的长度均为2280mm，牵引段和连接段构成的地面装载装置总的长度为25米。

进一步的，所述配套地面装载装置包括所配套装载的包装箱。

进一步的，所述包装箱为长方体钟罩式气密结构。

进一步的，所述包装箱包括结构系统、减振系统、吊装系统、主被动热控系统、压力控制系统、检漏系统、湿度干燥系统和电控系统。

进一步的，所述结构系统含脚轮装置和运输固定装置。

进一步的，所述吊装系统用于包装箱的起吊。

进一步的，所述检漏系统用于包装箱内气体泄漏检测。

进一步的，湿度干燥系统用于使包装箱内相对湿度小于60%。

本发明相对于现有技术的优点为：

1.采用分体式的装载模块拼装成装载单元，灵活度高，各装载模块的左右前后高度均可调，且装载单元之间的间距可以根据所要装载的卫星包装箱尺寸进行调整，适应多种尺寸的卫星包装箱货物空运。

2.装载模块采用差别化设计，在靠近机身的3节装载模块采用桁架结构，提高了安全性。

3.多个装载模块形成的装载单元相对于地面的斜坡形结构，降低了牵引速度，提高了稳定性，避免了速度过快产生的包装箱倾斜现象。

4.支撑垫的下方安装有压力传感器，铺设拼接好后可以判断两侧支撑架的受力是否平衡，保证牵引过程中包装箱的稳定不倾斜。

附图说明

图1为本发明公开的用于设备空运的配套地面装载装置的正视图。

图2为图1的俯视图。

图3为分体装载模块的截面图。

图中： 1-牵引段，2-连接段，3-飞机机头，4-装载单元，5-装载模块，6-框架结构，7-支撑平板，8-滑道，9-支撑架；10-支撑腿，11-支撑垫，12-压力传感器，13-桁架结构。

具体实施方式

下面将结合本申请实施方式中的附图，对本申请的实施方式中的技术方案进行清楚、完整的描述，显然，所描述的实施方式仅仅是作为例示，并非用于限制本申请。

以卫星为例，对本发明进行进一步说明，本实施方式所公开的一种用于设备空运的地面装载装置，及与之配套使用的机内装载装置，两者共同构成设备空运的配套装载系统。

如图1-2所示，该地面装载装置牵引段1，以及连接段2，连接段2位于牵引段1和飞机机头3之间，其中该牵引段1包括左右对称设置，且结构完全相同的两个装载单元4，现就其中一个装载单元为例，对本发明的地面装载装置进行说明。

所述装载单元包括多个分体的装载模块5，如图2中虚线所隔开的部分所示，所述多个分体的装载模块通过拼接或搭接的方式进行连接以构成所述的装载单元。为便于理解，在本发明中，设定将远离机身的第一个装载模块所在的位置（即吊装点）为原点，沿着由吊装点到飞机机身的方向为X轴方向的正向。所述的多个装载模块，沿着X轴方向高度依次增加，连接后形成的牵引段1形成相对于地面的斜坡形结构，该斜坡与地面形成的角度为2°12'±10'；采用该斜坡结构的设计思路是将卫星包装箱吊装在牵引段上以后，需要采用卷扬机将包装箱拖进机舱内，由于包装箱的重量可能会很大（本发明设计单件运载的包装箱货物最大重量为50吨），在牵引过程中惯性极大，且由于牵引段只有两侧的装载单元承力，如果平面牵引，由于包装箱自身惯性的原因，容易导致包装箱牵引速度过快，造成包装箱在牵引段上的不稳定，倾斜甚至侧翻的危险。因此本发明将牵引段设计成相对于地面的斜坡形结构，这样在牵引过程中，由于包装箱自身重力的原因，在斜坡上会形成一个向后的拉力，同时与卷扬机的牵引力的合力将包装箱向前牵引，降低了牵引速度，提高了稳定性，避免了速度过快产生的包装箱倾斜现象。

下面对装载模块结构进行具体描述，如图3所示，每个装载模块5包括位于上部的框架结构6，该框架结构顶部设有支撑平板7，支撑平板中央设有滑道8，各装载模块前方和后方均设有连接部。在每个装载模块的前后连接部，以及各装载模块的中部，均在下方设有支撑结构，该支撑结构包括梯形的支撑架9，梯形支撑架的两侧均连接有穿过梯形支撑架的支撑腿10，支撑腿通过底部的支撑垫11支撑于地面上。梯形支撑架两侧支撑腿与地面之间的距离可调，以对每段装载模块的前后左右高度进行单独调整。由于本发明的牵引段1是由分体结构连接而成，各装载模块的左右前后高度又均可调，在实际装载过程中发现，拼接后难免有个别部位出现虚架的情况，即支撑平板虽然铺在支撑架上，但与支撑架之间还有一定的缝隙，尤其在模块中部的支撑架最容易出现这种情况，由于支撑平板为具有一定弹性的金属制品，在装载大重量的包装箱时会造成左右高度不一或受力不平衡的情况，导致平板的表面出现倾斜，造成安全隐患，为避免这种情况，在每个支撑垫的下方与地面接触的部位均安装有压力传感器12，铺设拼接好后，每个装载模块压在支撑架上时，其自重会使压力传感器产生读数，根据该读数可以判断两侧支撑架的受力是否平衡。根据实际验证，铺设拼接完成后，使两侧的高度相差不超过3mm，且使每个支撑架的左右支撑腿所受到的压力差值小于0.3%时，可以保证牵引过程中包装箱的稳定不倾斜。

同时为提高安全性，在靠近机身的3节装载模块采用桁架结构13，即框架中设有斜支撑梁。连接部2为平板结构，其上设有与两个装载单元4相对应的滑道，底部通过支撑架进行支撑。

在本实施方式中，第一节装载模块的长度为2260mm，随后沿X方向的9个装载模块的长度均为2280mm，牵引段和连接段构成的地面装载装置总的长度为25米。

尤其是，本发明所公开的设备空运配套装载系统，还包括所配套装载的包装箱，所述包装箱整体为长方体钟罩式气密结构，包括结构系统、吊装系统、减振系统、主被动热控系统、压力控制系统、检漏系统、湿度干燥系统和电控系统。其中包装箱结构系统为产品（即卫星）的承载载体，为包装箱的主体，结构系统含脚轮装置和运输固定装置；吊装系统用于包装箱的起吊；减振系统保证减振后传到舱体的振动加速度满足要求；主被动热控系统、压力控制系统为包装箱箱内环境条件提供保障；检漏系统用于包装箱检漏功能；湿度干燥系统使箱内相对湿度小于60%，测控分系统用于监测包装箱箱内温湿压环境；总控系统对箱内温度和压力进行远程电控；包装箱自身总重约为2680kg。

其中包装箱的减振系统采用内减振方式，包括钢丝绳式减振器、减振器安装座，并且在包装箱的下托架上和包装箱箱底侧面中部分别安装有冲击记录仪和振动传感器，在减振系统的安装和卫星的运输过程中来记录运输过程中箱体内的力学环境参数以作为减振系统的设计和安装依据。

减振器的数量和安装位置按照如下方式设置：减振后在运输中传到卫星的振动加速度的均方根值不大于0.6g，冲击加速度不大于1g。以上均以减振器和减振器安装器的对接面处作为测量依据。

根据上述原则进行计算和实际验证后，设计使用钢丝绳式减振器对卫星组合体进行减振，设计减振器数量为8个，减振器以45°安装于舱体托架和箱底之间，减振器与减振器安装座通过螺栓连接，并安装平垫、弹垫以达到防松的要求。经过计算和实际验证，减振器纵向频率为11.1Hz，小于30Hz。

与本发明所公开地面装载装置相配套的机内装载装置，设置于飞机机身内，包括多条承重梁，以及位于承重梁上的滑道，该滑道与地面装载装置上的滑道相匹配，同时机内装载装置还设有多个绑扎固定环，以便将包装箱固定在飞机上，绑扎固定环的直径不小于22.5 毫米。

尤其是，与本发明公开的设备空运配套装载系统所适应配套的飞机为安-124运输机。

采用本发明所公开装置进行卫星空运装载的方法为：

（1）机组在地面铺设地面装载装置，将多个分体的装载模块拼接成两组装载单元，转载设备铺设的要求如前所述，该过程用时约2-3小时。

（2）吊车做好吊载准备，将装有卫星包装箱的卡车需开到指定位置，该过程用时约1小时。

（3）使用吊车将卫星包装箱从卡车上吊起，然后放在装载设备上，现场该过程用时1-2小时。

（4）机组使用卷扬机将卫星包装箱拖进机舱内。

（5）将卫星包装箱拖到机舱内指定位置。

（6）使用铁链将卫星包装箱固定与绑扎固定环上，该过程用时约1小时。

以上申请的仅为本申请的一些实施方式。对于本领域的普通技术人员来说，在不脱离本申请创造构思的前提下，还可以做出若干变型和改进，这些都属于本申请的保护范围。

Claims (9)

1.一种用于设备空运的配套地面装载装置，其特征在于，包括牵引段以及连接段，所述连接段位于牵引段和飞机机头之间；

所述牵引段包括左右对称设置，且结构完全相同的两个装载单元，每个所述装载单元包括多个分体的装载模块，每个装载模块均包括位于上部的框架结构，所述框架结构顶部设有支撑平板，所述支撑平板中央设有滑道；

所述装载模块前方和后方均设有连接部，在每个装载模块的前后连接部，以及各装载模块的中部，均设有位于下方的支撑结构，所述支撑结构包括梯形支撑架，所述梯形支撑架的两侧连接有穿过梯形支撑架的支撑腿，所述支撑腿通过底部的支撑垫支撑于地面上；所述梯形支撑架两侧支撑腿与地面之间的距离能够调整；

多个分体的装载模块通过拼接或搭接的方式进行连接以构成所述的装载单元；设定将远离飞机机头的第一个装载模块所在的位置为原点，沿着由原点到飞机机身的方向为X轴方向的正向，多个装载模块沿着X轴方向的正向高度依次增加，连接后形成的牵引段形成相对于地面的斜坡形结构，该斜坡形结构与地面形成的角度为2°12'±10'；在靠近机身的3节装载模块的上部框架结构采用桁架结构，即框架结构中设有斜支撑梁；

连接完成后的装载单元两侧的高度相差不超过3mm；

所述连接段为平板结构，其上设有与两个装载单元相对应的滑道，底部通过支撑架进行支撑。

2.根据权利要求1所述的一种用于设备空运的配套地面装载装置，其特征在于，第一节装载模块的长度为2260mm，随后沿X轴方向的正向的9个装载模块的长度均为2280mm，牵引段和连接段构成的地面装载装置总的长度为25米。

3.根据权利要求2所述的一种用于设备空运的配套地面装载装置，其特征在于，所述配套地面装载装置包括所配套装载的包装箱。

4.根据权利要求3所述的一种用于设备空运的配套地面装载装置，其特征在于，所述包装箱为长方体钟罩式气密结构。

5.根据权利要求4所述的一种用于设备空运的配套地面装载装置，其特征在于，所述包装箱包括结构系统、减振系统、吊装系统、主被动热控系统、压力控制系统、检漏系统、湿度干燥系统和电控系统。

6.根据权利要求5所述的一种用于设备空运的配套地面装载装置，其特征在于，所述结构系统含脚轮装置和运输固定装置。

7.根据权利要求6所述的一种用于设备空运的配套地面装载装置，其特征在于，所述吊装系统用于包装箱的起吊。

8.根据权利要求7所述的一种用于设备空运的配套地面装载装置，其特征在于，所述检漏系统用于包装箱内气体泄漏检测。

9.根据权利要求8所述的一种用于设备空运的配套地面装载装置，其特征在于；湿度干燥系统用于使包装箱内相对湿度小于60%。

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