CN205819584U - 直升机着舰系统 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了一种直升机着舰系统，该系统包括安装在直升机机体底部的着舰辅助机构和设置在舰船甲板上的停机坪，其中，所述着舰辅助机构包括吸附在直升机起落架上的电磁铁，所述停机坪为圆形，其内部有若干个均匀排布的电磁装置；该系统还包括设置在舰船甲板上的滑道，所述停机坪安装于滑道上，当直升机降落时，沿滑道滑行至预定位置，当直升机降落完成后，沿滑道滑行至机库。该系统结构简单，使用方便，具有良好的可靠性，能够在光线强烈和海况较差的情况下安全、稳定着舰；该系统具有广泛的适用性与通用性，不同型号与体积的直升机稍加改进，即可适应于本系统。

Description

直升机着舰系统

技术领域

本实用新型涉及航空技术领域，尤其涉及一种直升机稳定着舰系统。

背景技术

直升机按照操作分类，可分为有人、无人驾驶直升机；按照能源分类，可分为电能、化学能直升机。通常，有人驾驶直升机体型较大，多为化学能源，力学稳定性明显；无人驾驶直升机具有电能、化学能两种能源方式，一般体型较小，力学稳定性差，抗海风、抗力学干扰能力差。

而相对于地势平稳的陆地，直升机在船上的垂直起降受到以下不确定因素的干扰：海上气动参数变化极快且不易预测；甲板的运动使得起落面不平稳；海水腐蚀直升机的金属器件。

目前，工程上仍采用传统的拉降式着舰装置与“鱼叉-格栅”式着舰装置。拉降式着舰装置采用绳子将直升机与舰船固定在一起，直升机的活动范围与机动性受到了绳子长度与韧性的影响；“鱼叉-格栅”式着舰装置对直升机起降的精准度要求极高，同时，直升机上的“鱼叉”部件的刚度与强度直接决定了着舰质量的好坏，在舰艇全天候机械振动条件下易于疲劳，且对强大海风的抵抗性差。

中国专利CN201410775156.7公开了一种直升机直升机着舰机构，该专利设计了一种机械轴式直升机着舰系统，在该机构底部安装有电磁铁，使其吸附在舰船上。该机构具有结构简单、安装方便等特点。该机构为外挂机构，通用性较强，然而该系统在恶劣天气条件下着舰质量较差。

中国专利CN201310262315.9公开了一种新型直升机着舰系统，在直升机上安装有若干个液压装置，并配有数量、位置与液压装置匹配的电磁铁。当直升机下落且接近甲板时，投掷电磁铁至甲板，之后电磁铁开启完成对直升机的吸引，由液压装置使其与甲板平行。但是，该专利只适用于铁钴镍及其合金材质的甲板，如果甲板不是磁性介质，而是某些新型复合材料，电磁铁无法与甲板完成吸附。

实用新型内容

为了克服上述问题，本发明人进行了锐意研究，设计出一种直升机着舰系统，该系统包括安装在直升机机体底部的电磁铁和设置在舰船甲板上的停机坪，所述电磁铁设置在直升机的起落架上，在所述停机坪内部设置有电磁装置，该系统还、用于控制电磁装置上磁场的电磁装置控制部和控制直升机降落过程的计算部，所述电磁装置控制部包括用于控制电磁装置上磁场大小的供电装置和用于控制电磁装置上磁场方向的电源装置，并在满足预定调件时将停机坪与直升机之间的斥力变为吸力，还通过所述计算部计算控制所述直升机的降落过程，降低直升机内芯片的工作量，提供直升机内芯片的处理速度，从而完成本实用新型。

具体来说，本实用新型的目的在于提供以下方面：

(1)一种直升机着舰系统，其特征在于，该系统包括安装在直升机机体底部的电磁铁和设置在舰船甲板上的停机坪1，

所述电磁铁设置在直升机的起落架上，

在所述停机坪1内部设置有电磁装置2。

(2)根据上述(1)所述的系统，其特征在于，该系统还包括设置在舰船甲板上的滑道3，所述停机坪1安装于滑道3上，当直升机降落时，所述停机坪1沿滑道3滑行至预定位置，当直升机降落完成后，所述停机坪1载着直升机沿滑道滑行至机库。

(3)根据上述(1)或(2)所述的系统，其特征在于，

该系统还包括用于感应直升机与停机坪之间距离的距离感应部4、用于停机坪和直升机通信的通信部5、用于控制电磁装置2上磁场的电磁装置控制部6和控制直升机降落过程的计算部7。

(4)根据上述(3)所述的系统，其特征在于，所述电磁装置控制部6包括用于控制电磁装置上磁场大小的供电装置61和用于控制电磁装置上磁场方向的电源装置62。

(5)根据上述(4)所述的系统，其特征在于，所述电磁装置2包括圆柱形金属芯和缠绕在所述金属芯外侧的多匝无绝缘皮的导线圈，

所述供电装置61包括电刷，其与所述无绝缘皮的导线圈电连接，所述电刷可移动，通过改变电刷的位置来改变通电线圈的匝数，从而控制电磁装置2与电磁铁之间磁场力的大小。

(6)根据上述(5)所述的系统，其特征在于，所述电源装置62用于在直升机着舰过程中，当直升机满足预设条件时，通过电源装置62改变所述电磁装置的导线圈中电流的流动方向，进而使得磁装置2与电磁铁之间的磁斥力变为磁引力。

(7)根据上述(6)所述的系统，其特征在于，所述预设条件包括直升机与停机坪1之间的距离小于5m，并且直升机的速度小于1m/s。

(8)根据上述(3)所述的系统，其特征在于，所述计算部7与供电装置61相连，所述计算部用于通过供电装置改变电磁装置上磁力强度控制所述无人机的着舰速度，使其匀速着舰。

(9)根据上述(1)所述的系统，其特征在于，在所述电磁铁和直升机起落架之间设置有弹簧减震装置。

(10)一种直升机着舰方法，其特征在于，该方法是采用如上述(1)至(9)所述的系统，

优选地，该方法包括以下步骤：

步骤1)：直升机将着舰信号传递至停机坪1，停机坪1沿滑道3滑行至预定位置；

步骤2)：通过计算部获得直升机降落所需的磁场力和直升机的降落速度，此时电磁装置2与电磁体之间的磁场力为斥力；

步骤3)：直升机根据计算部得到的降落速度来降落，同时，实时判断直升机的运动状态是否满足预设条件，当满足预设条件时，改变电磁装置2与电磁体之间的磁场力，使其表现为引力；

步骤4)：直升机降落到停机坪1上，停机坪1载着直升机沿滑道3滑行至机库。

本实用新型所具有的有益效果包括：

(1)该系统结构简单，使用方便，具有良好的可靠性，能够在光线强烈和海况较差的情况下安全、稳定着舰；

(2)该系统具有广泛的适用性与通用性，不同型号与体积的直升机稍加改进，即可适应于本系统；

(3)该系统包括计算部，减少在着舰时对直升机上的微型计算机系统的依赖。

附图说明

图1示出根据本实用新型一种优选实施方式的直升机着舰系统结构示意图。

图2示出根据本实用新型一种优选实施方式的停机坪的俯视结构示意图；

图3示出根据本实用新型一种优选实施方式的停机坪的侧视结构示意图；

图4示出根据本实用新型一种优选实施方式的电磁装置的结构示意图。

附图标号说明：

1-停机坪

2-电磁装置

21-金属芯

22-无绝缘皮的导线圈

3-滑道

4-距离感应部

5-通信部

6-电磁装置控制部

61-供电装置

62-电源装置

7-计算部

具体实施方式

下面通过附图和实施例对本实用新型进一步详细说明。通过这些说明，本实用新型的特点和优点将变得更为清楚明确。

在这里专用的词“示例性”意为“用作例子、实施例或说明性”。这里作为“示例性”所说明的任何实施例不必解释为优于或好于其它实施例。尽管在附图中示出了实施例的各种方面，但是除非特别指出，不必按比例绘制附图。

根据本实用新型提供的一种直升机着舰系统，如图1、图2和图3所示，该系统包括安装在直升机机体底部的电磁铁和设置在舰船甲板上的停机坪1，

其中，所述电磁铁优选地吸附在直升机起落架上，

所述停机坪1为圆形，其内部有若干个均匀排布的电磁装置2。

在所述电磁铁机构和停机坪外均涂覆有抗氧化防腐蚀材料，以防海水腐蚀。

在一个优选的实施方式中，如图4所示，所述电磁装置1为包括圆柱形金属芯和缠绕在所述金属芯外侧的多匝/N匝无绝缘皮的导线圈，所述线圈的匝数根据金属芯的大小及线圈的粗细确定。

在一个优选的实施方式中，如图3所示，该系统还包括设置在舰船甲板上的滑道3，所述停机坪1安装于滑道3上，当直升机降落时，沿滑道3滑行至预定位置，当直升机降落完成后，沿滑道滑行至机库，优选的，在停机坪内设置有液压固定装置，以固定停机坪的位置。

在另一个优选的实施方式中，在舰船甲板上开设凹槽和可移动开关，直升机飞行时，停机坪放置与凹槽内，当直升机降落时，打开可移动开关，停机坪升至与甲板平行以供直升机降落。

在一个优选的实施方式中，如图1中所示，该系统还包括用于感应直升机与停机坪之间距离的距离感应部4、用于停机坪和直升机通信的通信部5、用于控制电磁装置2上磁场的电磁装置控制部6和控制直升机降落过程的计算部7。

具体地，所述通信部包括无线发送设备和无线接收设备，优选地为无线通讯设备，能够在较近的距离内接收/传递信息，直升机的在着舰时，甲板与直升机之间的距离比较小，使得所述无线通讯设备能够正常工作；

所述距离感应部4可以使用多种原理的部件，如红外感应设备、超声波测距仪、光学测距仪等等，由于直升机的在着舰时，甲板与直升机之间的距离比较小，上述设备都能够实现测距的效果，本实用新型中优选地为光学测距仪。

计算部能够接收由所述通讯部5传递出的各个信息，并根据该信息计算控制所述直升机的降落过程，具体来说，所述计算部7与供电装置61相连，所述计算部用于通过供电装置改变电磁装置上磁力强度控制所述无人机的着舰速度，使其平稳着舰，如何控制力是一个经验过程，供电装置中电流恒为某一定值，此时，停机坪上的单个电磁体的单匝线圈提供力确定，并可由实际测量得到，停机坪提供的力由通电电磁体个数、每个电磁体上通电线圈个数决定，还与直升机与甲板的高度差有关，随着直升机的降落，其高度差也随之改变，同时，无人机的速度也可能会变化，所述平稳着舰是指按照固定的、较小的加速度运动，最终稳定地降落到舰板上的过程。所以，通过计算部控制磁场力的大小随着时间和距离的变化而变化，能够实现无人机的平稳着舰。

在一个优选的实施方式中，所述电磁装置控制部6包括用于控制电磁装置上磁场大小的供电装置61和用于控制电磁装置上磁场方向的电源装置62，供电装置61用于改变流入电磁装置的电流，进而改变电磁装置2与电磁铁之间的磁场力，

优选的，所述供电装置为舰船内置电源。

如图3所示，所述供电装置包括电刷，其与所述无绝缘皮的导线圈电连接，通过改变电刷的位置来改变通电线圈的匝数，从而改变电磁装置2与电磁铁之间的磁场力。

进一步地，所述电源装置62用于在直升机着舰过程中，直升机满足预设条件时改变所述电磁装置的导线圈中电流的流动方向，进而使得磁装置2与电磁铁之间磁场的斥力变为引力。

所述预设条件包括直升机与停机坪1之间的距离小于5m，并且直升机的速度小于1m/s。

具体操作过程为，当直升机开始降落时，电磁装置2与电磁铁之间的磁场力表现为斥力，直至判断出直升机的运动状态满足预设条件时，改变流入电磁装置2的电流，使电磁装置2与电磁铁之间的磁场力表现为引力。

在一个优选的实施方式中，所述着舰辅助机构还包括弹簧减震装置和起落架防侧翻装置。其中，所述弹簧减震装置设置在电磁铁和直升机起落架之间。

在一个优选的实施方式中，所述弹簧减震装置一端与直升机机体底部连接，一端与电磁铁连接，在电磁铁与电磁装置2吸到一起的时刻起到减震的作用。

根据本实用新型提供的一种直升机着舰方法，该方法包括以下步骤：

步骤1)：直升机将着舰信号传递至停机坪1，停机坪1沿滑道3滑行至预定位置；

步骤2)：通过计算部获得直升机降落所需的磁场力和直升机的降落速度，此时电磁装置2与电磁体之间的磁场力为斥力；

步骤3)：直升机根据计算部得到的降落速度来降落，同时，实时判断直升机的运动状态是否满足预设条件，当满足预设条件时，改变电磁装置2与电磁体之间的磁场力，使其表现为引力；

步骤4)：直升机降落到停机坪1上，并带动停机坪1载着直升机沿滑道3滑行至机库。

在一个优选的实施方式中，该系统还可以包括角速度传感器和第一气压高度计、第二气压高度计，其中，角速度传感器用于测量舰船甲板的横摇角速度，第一气压高度计用于测量直升机的海拔高度，第二气压高度计用于测量舰船甲板的海拔高度。

其中，当位于甲板上的第二气压高度计连续测得的两组不同时刻的舰船甲板海拔高度相差大于或等于警戒高度差值时，或者，所述于甲板上的第二电磁体上的角速度传感器连续测得的两组不同时刻的舰船横摇角速度相差大于或等于警戒摆动速度值时，认为所述直升机不满足平稳着舰的条件，此时将直升机不满足平稳着舰的条件信息发送至计算部，由计算部控制直升机暂不着舰，直至上述不满足平稳着舰的条件改变以后；

其中，所述两组不同时刻相差0.1～0.5s，优选为0.2s；所述警戒高度差值为0.5～1.5m，优选为1m；所述警戒摆动速度值时5m/s～15m/s，优选为10m/s。

以上结合了优选的实施方式对本实用新型进行了说明，不过这些实施方式仅是范例性的，仅起到说明性的作用。在此基础上，可以对本实用新型进行多种替换和改进，这些均落入本实用新型的保护范围内。

Claims (8)

1.一种直升机着舰系统，其特征在于，该系统包括安装在直升机机体底部的电磁铁和设置在舰船甲板上的停机坪(1)，

所述电磁铁设置在直升机的起落架上，

在所述停机坪(1)内部设置有电磁装置(2)。

2.根据权利要求1所述的系统，其特征在于，该系统还包括设置在舰船甲板上的滑道(3)，所述停机坪(1)安装于滑道(3)上，当直升机降落时，所述停机坪(1)沿滑道(3)滑行至预定位置，当直升机降落完成后，所述停机坪(1)载着直升机沿滑道滑行至机库。

3.根据权利要求1或2所述的系统，其特征在于，

该系统还包括用于感应直升机与停机坪之间距离的距离感应部(4)、用于停机坪和直升机通信的通信部(5)、用于控制电磁装置(2)上磁场的电磁装置控制部(6)和控制直升机降落过程的计算部(7)。

4.根据权利要求3所述的系统，其特征在于，所述电磁装置控制部(6)包括用于控制电磁装置上磁场大小的供电装置(61)和用于控制电磁装置上磁场方向的电源装置(62)。

5.根据权利要求4所述的系统，其特征在于，所述电磁装置(2)包括圆柱形金属芯(21)和缠绕在所述金属芯外侧的多匝无绝缘皮的导线圈(22)，

所述供电装置(61)包括电刷，其与所述无绝缘皮的导线圈电连接，所述电刷可移动，通过改变电刷的位置来改变通电线圈的匝数，从而控制电磁装置(2)与电磁铁之间磁场力的大小。

6.根据权利要求5所述的系统，其特征在于，所述电源装置(62)用于在直升机着舰过程中，当直升机满足预设条件时，通过电源装置(62)改变所述电磁装置的导线圈中电流的流动 方向，进而使得电磁装置(2)与电磁铁之间的磁斥力变为磁引力。

7.根据权利要求6所述的系统，其特征在于，所述预设条件包括：

直升机与停机坪(1)之间的距离小于5m，并且直升机的速度小于1m/s。

8.根据权利要求3所述的系统，其特征在于，所述计算部(7)与供电装置(61)相连，所述计算部用于通过供电装置改变电磁装置上磁力强度控制所述直升机的着舰速度，使其平稳着舰。