PL226489B1 - Mechanizm ruchomego lądowiska helikopterów lub samolotów pionowego startu i lądowania, zwłaszcza dla jednostek pływających - Google Patents

Description

Przedmiotem wynalazku jest mechanizm ruchomego lądowiska helikopterów lub samolotów pionowego startu i lądowania, przeznaczony zwłaszcza dla jednostek pływających, służący do ograniczenia wychyleń płyty lądowiska w trzech stopniach swobody.

Okręty sił zbrojnych oraz jednostki pływające ratownictwa morskiego są często wyposażane w lądowiska helikopterów. Korzystanie z tych lądowisk jest jednak ograniczane przez warunki pogodowe. W czasie sztormu niskoczęstotliwościowe przechyły okrętu o dużej amplitudzie uniemożliwiają bezpieczne lądowanie helikoptera.

W amerykańskim opisie zgłoszenia patentowego nr US 2010/0224118 ujawniono rozwiązanie ruchomego lądowiska helikopterów, w którym lądowisko może poruszać w jednym kierunku redukując swoje liniowe przemieszczenia wzdłuż osi albo prostopadle do osi podłużnej statku. Zespół rolek podpierających płytę lądowiska umożliwia jej ruch liniowy. Rozwiązanie to nie kompensuje jednak przechyłów statku i zmiany położenia w pionowym kierunku.

Z hiszpańskiego artykułu: „Robotic Strategies to Assist Pilots in Landing and Takeoff of Helicopters on Ships and Offshore” (adres strony internetowej: http://cdn.intechopen.com/pdfs/12196/lnTechRobotic_strategies_to_assist_pilots_in_landing_and_takeoff_of_helicopters_on_ships_and_offshore.pdf) znane jest rozwiązanie mechanizmu Gogha-Stewarta, gdzie sześć niezależnie sterowanych siłowników liniowych porusza płytę lądowiska helikopterów umieszczonego na statku. Niedogodnością tego rozwiązania jest ograniczona przestrzeń robocza oraz znaczna liczba napędów.

W celu eliminacji niedogodności znanych rozwiązań dotyczących konstrukcji ruchomego lądowiska helikopterów, opracowano zgodnie z wynalazkiem mechanizm, który przy sterowaniu jego napędami, porusza płytą lądowiska względem pokładu jednostki pływającej, powodując zmniejszenie jej przemieszczeń w przestrzeni, przy czym konstrukcja mechanizmu pozwala, na jednoczesną redukcję obrotu płyty lądowiska wokół osi podłużnej okrętu oraz przesunięć: poprzecznego i pionowego płyty lądowiska.

Istota rozwiązania polega na tym, że płyta lądowiska stanowi ruchomą platformę, poruszaną jednocześnie przez dwie płyty podporowe i jedną dźwignię. Płyty i dźwignia napędzane są przez niezależne napędy liniowe, które poruszają się wzdłuż prowadnic przyłączonych do podstawy mechanizmu, ustalonej względem jednostki pływającej.

Zgodnie z wynalazkiem, mechanizm ruchomego lądowiska helikopterów lub samolotów pionowego startu i lądowania, zwłaszcza dla jednostek pływających, zawierający podstawę ustaloną względem jednostki pływającej i ruchomą płytę lądowiska, połączone ze sobą ruchowo napędzanymi ogniwami kinematycznymi, charakteryzuje się tym, że zawiera dwie podporowe płyty i podporową dźwignię sprzęgnięte z płytą lądowiska, tak iż podporowa dźwignia jest połączona z jednej strony kulistym przegubem z płytą lądowiska, a z drugiej strony krzyżakowym przegubem z pierwszym napędem liniowym, współpracującym z pierwszą prowadnicą ustaloną względem podstawy, natomiast każda z podporowych płyt jest za pomocą obrotowych przegubów połączona jednocześnie z płytą lądowiska i z liniowymi napędami płyt, przy czym pierwsza podporowa płyta jest obrotowo połączona z drugim liniowym napędem, zaś druga podporowa płyta jest obrotowo połączona z trzecim liniowym napędem, które to liniowe napędy drugi i trzeci współpracują z parą równoległych do siebie i ustalonych względem podstawy mechanizmu prowadnic drugiej i trzeciej.

Korzystnie jest, gdy wszystkie trzy prowadnice są równoległe do siebie, gdyż upraszcza to sterowanie napędami mechanizmu.

Korzystnie jest również, gdy podporowe płyty są połączone z płytą lądowiska oraz z ich napędami linowymi za pomocą par obrotowych przegubów.

Mechanizm ruchomego lądowiska dla helikopterów, stanowiący przedmiot wynalazku, zalicza się do aktywnych układów redukujących jednocześnie w kilku stopniach swobody drgania płyty lądowiska o dużych amplitudach i niskich częstotliwościach.

Sygnały sterujące liniowymi napędami mechanizmu mogą być wyznaczane w znany sposób w czasie rzeczywistym w oparciu o pomiary ruchu podstawy mechanizmu (kadłuba jednostki pływającej), niemniej jednak zrozumiałym dla znawcy jest to, iż sposób sterowania napędami wykracza już poza przedmiotowy zakres niniejszego wynalazku.

Zaletą mechanizmu jest to, że gdy podstawa jest niestabilna, można dzięki niemu ograniczać przemieszczenia liniowe platformy lądowiska w kierunku pionowym i wzdłużnym do prowadnic oraz przemieszczenia kątowe wokół osi prostopadłej do prowadnic.

PL 226 489 B1

Korzystną cechą mechanizmu jest również to, że po złożeniu zajmuje pod płytą lądowiska stosunkowo mało miejsca. Ponadto dalszą korzystną cechą mechanizmu jest jego duża przestrzeń robocza, umożliwiająca redukcję drgań o dużych amplitudach.

Przedmiot wynalazku w przykładzie wykonania przedstawiono na rysunkach, na których:

fig. 1 przedstawia schemat mechanizmu ruchomego lądowiska helikopterów w stanie złożonym (widok z boku), fig. 2 przedstawia schemat mechanizmu ruchomego lądowiska helikopterów w stanie rozłożonym (widok z boku), fig. 3 przedstawia schemat mechanizmu ruchomego lądowiska helikopterów w stanie rozłożonym (w perspektywie).

Zgodnie z wynalazkiem zaproponowano dla rozwiązania postawionego zagadnienia technicznego zastosowanie mechanizmu, który porusza płytą lądowiska względem pokładu jednostki pływającej, powodując zmniejszenie jej przemieszczeń. Sterowanie napędami mechanizmu powoduje jednoczesną redukcję obrotu wokół osi podłużnej okrętu oraz przesunięć poprzecznego i pionowego płyty lądowiska.

Mechanizm, w prezentowanej w szczegółach przykładowej realizacji wynalazku, ma podstawę 1, będącą na przykład częścią kadłuba jednostki pływającej lub elementem zamontowanym do kadłuba albo pokładu. W podstawie 1 osadzone są trzy prowadnice: pierwsza 2_a, druga 2_b i trzecia 2_c dla trzech liniowych napędów: pierwszego 3, drugiego 6 i trzeciego 7, poruszających się po tych prowadnicach (fig. 1, fig. 2, fig. 3).

Pierwszy napęd 3 porusza się po pierwszej prowadnicy 2a, zaś napędy drugi 6 i trzeci 7 poruszają się po parze równoległych do siebie prowadnic drugiej 2_b i trzeciej 2_c (fig. 3).

Korzystnie, wszystkie trzy prowadnice 2_a, 2_b i 2_c są równoległe, gdyż upraszcza to sterowanie napędami.

Do pierwszego napędu 3 za pomocą krzyżakowego przegubu A podłączona jest podporowa dźwignia 5. Do drugiego napędu 6 za pomocą pary pierwszych obrotowych przegubów B₁ i B₂ podłączona jest pierwsza podporowa płyta 4. Do trzeciego napędu 7 za pary drugich pomocą obrotowych przegubów C₁ i C₂ podłączona jest druga podporowa płyta 8.

Płyta lądowiska 9 jest podpierana przez podporowe płyty: pierwszą 4 i drugą 8 oraz przez podporową dźwignię 5. Do płyty lądowiska 9 pierwsza podporowa płyta 4 jest podłączona za pomocą pary trzecich obrotowych przegubów D₁ i D₂, natomiast druga podporowa płyta 8 jest podłączona za pomocą pary czwartych obrotowych przegubów F₁ i F₂.

Z kolei podporowa dźwignia 5 jest podłączona do płyty lądowiska 9 za pomocą kulistego przegubu E.

Mechanizm ruchomego lądowiska helikopterów zajmuje w stanie złożonym (fig. 1) bardzo małą wysokość pod lądowiskiem, mieszczącą napędy 3, 6, 7 oraz podporowe płyty 4, 8 i podporową dźwignię 5, nachylone do płaszczyzny pokładu pod relatywnie niewielkim kątem. Przy przechyłach okrętu, mechanizm ruchomego lądowiska dla helikopterów nie redukuje w stanie złożonym kątowych przemieszczeń płyty lądowiska 9 wokół osi poprzecznej i pionowej okrętu i liniowych przemieszczeń płyty lądowiska 9 wzdłuż osi podłużnej okrętu.

Natomiast w stanie rozłożonym (fig. 2) mechanizm ruchomego lądowiska wysunięty jest ponad pokład jednostki, a liniowe napędy 3, 6, 7 przemieszczają płyty podporowe 4, 8 i podporową dźwignię 5 tak, by utrzymywać płytę lądowiska 9 zasadniczo w niezmiennym położeniu w przestrzeni, niezależnie do kąta obrotu kadłuba względem osi podłużnej okrętu oraz poprzecznego i pionowego przesunięcia kadłuba w przestrzeni.

Claims (3)

1. Mechanizm ruchomego lądowiska helikopterów lub samolotów pionowego startu i lądowania, zwłaszcza dla jednostek pływających, zawierający podstawę ustaloną względem jednostki pływającej i ruchomą płytę lądowiska, połączone ze sobą ruchowo napędzanymi ogniwami kinematycznymi, znamienny tym, że zawiera dwie podporowe płyty (4), (8) i podporową dźwignię (5) sprzęgnięte z płytą lądowiska (9), tak iż podporowa dźwignia (5) jest połączona z jednej strony kulistym przegubem (E) z płytą lądowiska (9), a z drugiej strony krzyżakowym przegubem (A) z pierwszym liniowym napędem (3), współpracującym z pierwszą

PL 226 489 B1 prowadnicą (2_a) ustaloną względem podstawy (1), natomiast każda z podporowych płyt (4), (8) jest za pomocą obrotowych przegubów (B-ι), (B₂), (Ci), (C₂), (Di), (D₂), (Fi), (F₂) połączona jednocześnie z płytą lądowiska (9) i z liniowymi napędami (6), (7) płyt (4), (8), przy czym pierwsza podporowa płyta (4) jest obrotowo połączona z drugim liniowym napędem (6), a druga podporowa płyta (8) jest obrotowo połączona z trzecim liniowym napędem (7), które to liniowe napędy drugi (6) i trzeci (6) współpracują z parą równoległych do siebie i ustalonych względem podstawy (1) mechanizmu prowadnic drugiej (2_b) i trzeciej (2_c).

2. Mechanizm ruchomego lądowiska według zastrz. 1, znamienny tym, że jego wszystkie trzy prowadnice (2J, (2_b), (2_c) są równoległe do siebie.

3. Mechanizm ruchomego lądowiska według zastrz. 1, znamienny tym, że jego podporowe płyty (4) i (8) są połączone z płytą lądowiska (9) i z linowymi napędami (6) i (7) za pomocą par obrotowych przegubów (B₁) i (B₂), (C₁) i (C₂), (D₁) i (D₂) oraz (F₁) i (F₂).