RU43845U1

RU43845U1 - AIRCRAFT LANDING SYSTEM

Info

Publication number: RU43845U1
Application number: RU2004124754/22U
Authority: RU
Inventors: В.В. Редников
Original assignee: Редников Валерий Васильевич
Priority date: 2004-08-13
Filing date: 2004-08-13
Publication date: 2005-02-10

Abstract

Система посадки на трос летательного аппарата состоит из посадочного троса натянутого па высоте, превышающей путь торможения аппарата не менее, чем на высоту подвешенного за тормозной крюк аппарата и из вытягиваемого троса, намотанного на барабан с дисковым тормозным механизмом. При этом тормозной крюк выдвинут выше аппарата и имеет возможность поворота вокруг оси находящейся в районе центра масс аппарата. При зацеплении крюка за посадочный трос, который имеет заданное усилие для вытягивания его вместе с разматыванием вытягиваемого троса с барабана тормозного устройства, аппарат расходует свою кинетическую энергию горизонтального полета и останавливается. После чего снимается давление в гидроцилиндре тормозного устройства и двигатель вращает барабан и наматывает вытягиваемый трос до натяжения посадочного троса.The landing system on the aircraft cable consists of a landing cable stretched at a height exceeding the braking distance of the device not less than the height of the device suspended by the brake hook and from an extruded cable wound on a drum with a disk brake mechanism. In this case, the brake hook is extended above the apparatus and has the ability to rotate around an axis located in the center of mass of the apparatus. When the hook is hooked onto the landing cable, which has a predetermined force for pulling it along with unwinding the cable being pulled from the drum of the brake device, the apparatus spends its kinetic energy of horizontal flight and stops. After that, the pressure in the hydraulic cylinder of the brake device is relieved and the engine rotates the drum and winds the cable to be pulled until the landing cable is pulled.

Description

Область техники.The field of technology.

Полезная модель относится к авиации, а частности к конструкции систем посадки летательных аппаратов на трос.The utility model relates to aviation, and in particular to the design of aircraft landing systems on a cable.

Уровень техники.The level of technology.

Известна система посадки самолетов на трос (Пат. США №2, 448, 209, НПК 244-110, опубл. 31.08.1948), а которой посадочный трос установлен поперек опорного троса и прикреплен к троллее. Последняя установлена на опорном тросе с возможностью качения вдоль опорного троса. К троллее прикреплен вытягиваемый из тормозного устройства трос. Опорный трос натянут между двумя мачтами и стрелами мачт вынесен в сторону.A known system for landing aircraft on a cable (US Pat. USA No. 2, 448, 209, NPK 244-110, publ. 08/31/1948), and which landing cable is installed across the support cable and attached to the troll. The latter is mounted on a support cable with the possibility of rolling along the support cable. A cable is pulled out from the brake device to the troll. The support cable is stretched between the two masts and the boom of the masts is sideways.

Садящийся на посадочный трос самолет имеет выдвинутый над самолетом тормозной крюк, который зацеплятся за посадочный трос при пролете самолета под ним. Под действием инерции и тяги движителя самолет тянет за собой посадочный трос, а вместе с ним тянет троллею и вытягиваемый из тормозного устройства трос. Вытягиваемый трос сматывается с барабана, вращение которого возможно только с преодолением силы торможения двух барабанных фрикционных механизмов торможения, установленных с торцов барабана. Преодолевая усилие торможения самолет замедляет полет под опорным тросом и останавливается после того, как израсходует свою кинетическую энергию. Путь торможения самолета равен расстоянию от точки зацепления до точки остановки.An airplane landing on a landing cable has a brake hook extended over the aircraft, which hooks onto the landing cable when the aircraft flies under it. Under the influence of inertia and thrust of the propulsion device, the plane pulls the landing cable along with it, and with it pulls the trolley and the cable pulled from the brake device. A stretched cable is unwound from the drum, the rotation of which is possible only with overcoming the braking force of the two drum friction braking mechanisms installed from the ends of the drum. Overcoming the braking force, the aircraft slows down the flight under the support cable and stops after it uses up its kinetic energy. The braking distance of the aircraft is equal to the distance from the engagement point to the stopping point.

Такая система посадки при больших посадочных скоростях требует длинного и прочного, а следовательно тяжелого опорного троса, для натяжения которого нужны мощные мачты, сооружение которых сравнимо по стоимости с обычным аэродромом. По этой причине очевидно такая система посадки не нашла применения.Such a landing system at high landing speeds requires a long and strong, and therefore heavy, support cable, for the tension of which powerful masts are needed, the construction of which is comparable in cost to a conventional airfield. For this reason, obviously, such a landing system has not found application.

Известна также система посадки на трос (Авт. свид. СССР №1837038, НПК В 64 F 1/024, оп. 30.08.1993), выбираемая за прототип, а которой используется пилотируемый самолет, имеющий в носовой части фюзеляжа захват (крюк) с замком, а на посадочной площадке на высоте, превышающей примерно вдвое длину самолета, натянут посадочный трос между двумя стреловыми кранами. Каждый A cable landing system is also known (Auth. St. USSR No. 1837038, NPK B 64 F 1/024, op. 30.08.1993), which is selected as a prototype, and which uses a manned aircraft with a grip (hook) in the nose of the fuselage lock, and on the landing pad at a height exceeding approximately twice the length of the aircraft, the landing cable is pulled between two jib cranes. Each

конец посадочного троса прикреплен к штоку воздушно-гидравлического амортизатора. Амортизатор размещен на двухстепенном подвесе наверху стрелы-крана. Гидроцилиндрами регулируется как высота, так и наклон строи. В режиме посадки автоматически стабилизируется положение и натяжение троса, а поскольку посадочной площадкой является палуба корабля, то направление троса в горизонтальной плоскости устанавливается маневрированием корабля, причем при посадке корабль движется против ветра, а направление посадочного троса выдерживается при этом поперек ветра и поперек траектории посадки.the end of the landing cable is attached to the stem of the air-hydraulic shock absorber. The shock absorber is located on a two-stage suspension at the top of the jib crane. Hydraulic cylinders both height and tilt are adjustable. In the landing mode, the position and tension of the cable is automatically stabilized, and since the landing deck is the deck of the ship, the direction of the cable in the horizontal plane is set by maneuvering the ship, and when landing, the ship moves against the wind, and the direction of the landing cable is maintained across the wind and across the landing path.

Для осуществления посадки, самолет переводят на закритические углы атаки, обеспечивающие с помощью тяги двигателей почти вертикальное положение самолета. Затем снижают посадочную скорость и высоту полета. При подлете самолета к месту посадки, носовую часть обтекателя фюзеляжа раскрывают, выдвигая гидроцилиндрами траверсу с захватом, жестко установленный впереди на ее перемычке. При этом захват как в убранном так и а выпущенном положениях соединен с фюзеляжем самолета через гидроцилиндры, что достаточно жестко и такую систему можно отнести к летающим захватам (крюкам),рассчитанным на околонулевые скорости подлета к месту зацепа. Половинки раскрытого обтекателя образуют ловушку в виде зева, в глубине которого установлен захват с кулачковым замком. Ловушка направлена почти горизонтально в сторону троса. При постижении самолетом скорости полета относительно троса близкой к пулю, на трос медленно надвигается ловушка до упора троса а захват. Надвижение захвата на трос, вызывает поворот кулачков замка и запирание троса в захвате. Затем пол действием инерции и веса самолета трос принимает петлеобразную форму за счет выхода штоков из цилиндров амортизаторов, а система трос-самолет-амортизаторы становится физическим маятником, раскачивание которого компенсируется амортизаторами. Потом двигатели отключают, посадка самолета на трос закончена.For landing, the aircraft is transferred to supercritical angles of attack, which provide, with the help of engine thrust, an almost vertical position of the aircraft. Then reduce the landing speed and flight altitude. When approaching the aircraft to the landing site, the nose of the fuselage fairing is opened by pushing the yoke with hydraulic cylinders with a grip rigidly mounted in front on its jumper. At the same time, the grip, both in the retracted and released positions, is connected to the fuselage of the aircraft through the hydraulic cylinders, which is rather rigid and such a system can be attributed to flying grips (hooks) designed for near-zero approach speeds to the hook point. The halves of the open fairing form a trap in the form of a pharynx, in the depth of which a grip with a cam lock is installed. The trap is directed almost horizontally towards the cable. When the aircraft achieves a flight speed relative to the cable that is close to the bullet, a trap slowly approaches the cable until the cable stops and capture. The movement of the grip on the cable causes the cams to rotate and lock the cable in the grip. Then, with the action of inertia and the weight of the aircraft, the floor takes a loop-like shape due to the rods coming out of the shock absorber cylinders, and the cable-plane-shock absorber system becomes a physical pendulum, the swing of which is compensated by shock absorbers. Then the engines are turned off, the aircraft landing on the cable is finished.

Самолет оказывается подвешенным за носовую часть к тросу вниз хвостовым оперением. Затем с помощью гидроцилиндров стреловых кранов самолет в подвешенном состоянии транспортируют и устанавливают на палубу корабля вертикально (по ракетному) на хвостовое оперение.The aircraft is suspended by the nose to the cable down the tail. Then, with the help of the hydraulic cylinders of the jib cranes, the aircraft is suspended and transported and mounted vertically (on the rocket) on the tail deck on the ship’s deck.

Недостатками такой системы посадки является возможность посадки летательных аппаратов с малой кинетической энергией (что выполнимо при небольшой посадочной скорости, либо при больших перегрузках торможения садящегося аппарата с малой массой, но при этом аппарат должен лететь на докритических углах атаки я иметь тормозной крюк выдвинутый над аппаратом - как в первом аналоге).The disadvantages of such a landing system is the ability to land aircraft with low kinetic energy (which is feasible at low landing speed, or with large braking overloads of the landing vehicle with low mass, but the device must fly at subcritical angles of attack, I have a brake hook extended above the device - as in the first analogue).

Но небольшая посадочная скорость требует наличия на самолете двигателей с суммарной тягой превышающей вес аппарата, для совершения предпосадочного маневра - перехода с полета на докритических углах атаки на полет с закритическими углами атаки и удержания почти околовертикального полета - висения.But a low landing speed requires the presence of engines on the plane with a total thrust exceeding the weight of the apparatus in order to perform a pre-landing maneuver - a transition from flight at subcritical angles of attack to flight with supercritical angles of attack and holding almost near-vertical flight - hovering.

Кроме того такая система посадки требует добавочного топлива для выполнения сложного маневра посадки и пилота высочайшей квалификации.In addition, such a landing system requires additional fuel to perform a complex landing maneuver and a highly qualified pilot.

К недостаткам относится также неудобство посадки пилотов, связанное с вертикальным стояночным положением аппарата. О практическом применении такой системы посадки неизвестно.The disadvantages also include the inconvenience of landing pilots associated with the vertical parking position of the device. The practical application of such a landing system is unknown.

Сущность полезной модели.The essence of the utility model.

Целью предлагаемой полезной модели является устранение указанных недостатков прототипа, а именно расширение арсенала применяемых летательных аппаратов для посадки на трос и упрощение системы посадки.The purpose of the proposed utility model is to eliminate these disadvantages of the prototype, namely the expansion of the arsenal of aircraft used for landing on a cable and simplifying the landing system.

Поставленная задача решается тем, что в системе посадки на трос летательного аппарата, содержащей устройство установки направления посадочного троса, устройство натяжения посадочного троса над посадочной площадкой на высоте, превышающей путь торможения аппарата не менее чем на высоту подвешенного за тормозной крюк аппарата, и стройство торможения зацепившегося за посадочный трос летящего аппарата, согласно предложению устройство торможения содержит барабан, двигатель барабана, вытягиваемый трос, закрепленный на барабане с возможностью наматывания на барабан и сматывания с него, и механизм торможения вращения барабана, причем посадочный трос является продолжением или частью вытягиваемого троса.The problem is solved in that in the landing system on the aircraft cable, containing the device for setting the direction of the landing cable, the device for tensioning the landing cable above the landing platform at a height exceeding the braking distance of the device by at least the height of the device suspended from the brake hook, and the braking structure of the hooked for the landing cable of the flying apparatus, according to the proposal, the braking device comprises a drum, a drum motor, an extensible cable fixed to the drum with possibly Tew winding on a drum winder and with it, and a mechanism for braking the rotation of the drum, the rope landing is an extension or a part of the pulled cable.

В системе посадки на трос летательного аппарата механизм торможения выполнен в виде дискового фрикционного тормоза.In the landing system on the aircraft cable, the braking mechanism is made in the form of a disc friction brake.

В системе посадки на трос летательного аппарата устройство торможения содержит два барабана со своими вытягиваемыми тросами.In the landing system on the aircraft cable, the braking device contains two drums with their pullable cables.

В системе посадки на трос летательного аппарата двигатель является механизмом торможения.In the aircraft landing system, the engine is a braking mechanism.

В системе посадки на трос летательного аппарата каждый барабан имеет свой двигатель.In the aircraft landing system, each drum has its own engine.

Отличительные признаки заявленной модели известны из уровня техники по двум разным изобретениям, а ограничительные признаки взяты у прототипа. Но сумма признаков является новой и дает новый технический результат - это возможность посадки на трос летательных аппаратов летящих со значительно большей кинетической энергией, а также упрощается система посадки.Distinctive features of the claimed model are known from the prior art according to two different inventions, and the restrictive signs are taken from the prototype. But the sum of the signs is new and gives a new technical result - this is the ability to land on the cable aircraft flying with much greater kinetic energy, and also simplifies the landing system.

Перечень фигур чертежей.The list of figures drawings.

Сущность предложенной модели поясняется чертежами. На фиг.1 показана схема работы системы посадки, где изображена посадочная площадка (например, палуба корабля который выполняет роль устройства установки направления посадочного троса, либо при неподвижности посадочной площадки все остальные элементы системы должны иметь возможность разворачиваться в горизонтальной плоскости относительно площадки - что показано стрелкой поворота по и против часовой стрелки). Над посадочной площадкой на высоте "h" натянут посадочный трос 2, который соединен с вытягиваемым тросом 3 муфтами 4. Узлы перегиба 5 вытягиваемого троса (изображены не все, чтобы не усложнять сущность работы системы посадки) входят в устройство натяжения посадочного троса и имеют кинематические связи 6 с посадочной площадкой (изображены прямыми пунктирными линиями). Тормозное устройство 7 изображено отдельно и имеет кинематическую связь 8 с посадочной площадкой. Связи 6 - это стреловые краны прототипа.The essence of the proposed model is illustrated by drawings. Figure 1 shows the operating system of the landing system, which depicts the landing site (for example, the deck of a ship that acts as a device for setting the direction of the landing cable, or when the landing site is stationary, all other elements of the system should be able to deploy in a horizontal plane relative to the platform - as shown by the arrow turning clockwise and counterclockwise). Over the landing pad at a height of "h", the landing cable 2 is tensioned, which is connected to the extended cable 3 by couplings 4. The inflection nodes 5 of the extended cable (not all are shown so as not to complicate the essence of the landing system) are included in the landing cable tension device and have kinematic connections 6 with a landing pad (depicted by straight dashed lines). The brake device 7 is shown separately and has a kinematic connection 8 with the landing pad. Link 6 is the jib cranes of the prototype.

На фиг.2 показан общий вид тормозного устройства. В корпусе 9 размещен барабан 10 с намотанным на него вытягиваемым тросом 3 и элементом крепления 11 этого троса к барабану. По торная барабана расположены два дисковых тормозных механизма 12, устройство которых показано на разрезе левого механизма. Корпус 13 тормозного механизма жестко соединен с барабаном. Внутри корпуса 13 установлены в прижиме 14 два фрикционных диска 15 из Figure 2 shows a General view of the brake device. In the housing 9 there is a drum 10 with a pull cable 3 wound thereon and an attachment element 11 of this cable to the drum. The rotary drum has two disk brake mechanisms 12, the device of which is shown in section of the left mechanism. The housing 13 of the brake mechanism is rigidly connected to the drum. Inside the housing 13, two friction discs 15 of

материала с высоким коэффициентом трения и один дополнительный диск трения 16 (все на скользящих посадках относительно соседних детален) из стали. При этом диск 15 установлен с возможностью передавать тормозящий момент на корпус 13 и от него на барабан 10. Вал 17 барабана установлен с возможностью скольжения внутри прижима 14, который жестко прикреплен к левой стенке корпуса 9. Диски 15 сидят на шлицах прижима 14 и не имеют возможности вращения. К прижиму 14 правого механизма торможения прилегает поршень 18 гидропривода 19, подсоединенного через штуцер 20 к гидросистеме. Двигатель 21 через шестеренчатый редуктор 22 и барабан 10 осуществляет намотку вытягиваемого троса, а после окончания намотки создает момент достаточный для натяжения вытягиваемого и связанного с ним посадочного троса, в ожидании посадки летательного аппарата, перед посадкой в гидроцилиндр 19 под давлением подается тормозная жидкость. В результате поршень '8 давит на правый прижим 14, силовое воздействие которого выпирает все зазоры между неподвижными фрикционными дисками 15 и вращаемыми дисками 16 и корпусами 13.material with a high coefficient of friction and one additional friction disk 16 (all on sliding landings relative to neighboring parts) made of steel. When this disk 15 is installed with the ability to transmit braking torque to the housing 13 and from it to the drum 10. The shaft 17 of the drum is mounted with the possibility of sliding inside the clamp 14, which is rigidly attached to the left wall of the housing 9. The disks 15 sit on the splines of the clamp 14 and do not have rotation possibilities. The clamp 14 of the right braking mechanism is adjacent to the piston 18 of the hydraulic actuator 19, connected through a fitting 20 to the hydraulic system. The engine 21 through the gear reducer 22 and the drum 10 carries out the winding of the drawn cable, and after the end of the winding creates enough moment to pull the pull-out and associated landing cable, waiting for the aircraft to land, before entering the hydraulic cylinder 19, the brake fluid is pressurized. As a result, the piston '8 presses on the right clamp 14, the force of which protrudes all the gaps between the stationary friction discs 15 and the rotatable discs 16 and the cases 13.

Сведения, подтверждающие возможность осуществления полезной модели.Information confirming the possibility of implementing a utility model.

Посадка летательного аппарата 23 (фиг.1)основана на эффекте прямого торможения после его зацепления за посадочный трос 2 системы посадки. При этом тормозной крюк 24 аппарата установлен с возможностью поворота вокруг оси, находящейся а районе центра масс аппарата. После зацепления за посадочный трос летательный аппарат по инерции продолжает полет. В результате действия тормозящей силы скорость полета замедляется, подъемная сила от замедления скорости снижается и аппарат тоже снижается. Затем аппарат расходует всю свою кинетическую энергию горизонтального полета, в результате чего его горизонтальная скорость становится равной нулю, хотя вертикальная скорость нарастает. Путь торможения аппарата по горизонтали закончен. Тяга движителя предотвращает маятниковое раскачивание аппарата и он повисает с вытянутыми в петлю посадочным и частично вытягиваемым тросами, Снижая давление в гидроцилиндре 19, снижают величину тормозящей силы и опускают аппарат на посадочную площадку 1. После Landing of the aircraft 23 (Fig. 1) is based on the effect of direct braking after its engagement with the landing cable 2 of the landing system. In this case, the brake hook 24 of the apparatus is mounted with the possibility of rotation around an axis located in the region of the center of mass of the apparatus. After engagement with the landing cable, the aircraft continues to fly by inertia. As a result of the action of the braking force, the flight speed slows down, the lifting force from the deceleration of speed decreases and the apparatus also decreases. Then the apparatus expends all its kinetic energy of horizontal flight, as a result of which its horizontal speed becomes equal to zero, although the vertical speed increases. The braking path of the apparatus horizontally is completed. The thrust of the mover prevents the pendulum swinging of the device and it hangs with the landing and partially stretched cables stretched into the loop. Reducing the pressure in the hydraulic cylinder 19, they reduce the amount of braking force and lower the device to the landing pad 1. After

отопления посадочного троса 2 от тормозного крюка 24, снимают давление в гидроцилиндре до минимума, в результате включенный двигатель 21 медленно наматывает на барабан 10 вытягиваемый трос 3 до полного натяжения тросов. Работа системы посадки на этом закончена. При этом необходимо отметить, что высота "п" поднятия посадочного троса должна превышать путь торможения и высоту подвешенного за крюк аппарата, иначе последний, подвешенный на петле троса, при маятниковом ходе назад может задеть посадочную площадку.heating the landing cable 2 from the brake hook 24, relieve the pressure in the hydraulic cylinder to a minimum, as a result, the engine 21 is turned on slowly wraps the pull cable 3 onto the drum 10 until the cables are fully tensioned. The operation of the landing system is now complete. It should be noted that the height "p" of raising the landing cable must exceed the braking distance and the height of the apparatus suspended by the hook, otherwise the last one, suspended on the loop of the cable, can touch the landing platform during the swingarm.

Описанный вариант полезной модели является оптимальным. По существу это вариант системы посадки, давно применяемый на авианосцах, но в отличии от известного в предлагаемой системе посадочный трос (в известной системе он называется приемным тросом и играет вспомогательную роль - только торможение уже севшего на палубу самолета, имеющего тормозной крюк внизу хвостовой части фюзеляжа) поднят на высоту превышающую путь торможения, причем поднять его можно значительно упрощенными мачтами и даже одной мачтой со стрелой, но двумя точками опоры посадочного троса. Отсюда ясно, что посадочный трос в предложенной системе участвует в торможении и является главным элементом подвеса (т.е. посадки) аппарата.The described version of the utility model is optimal. In essence, this is a variant of the landing system that has long been used on aircraft carriers, but unlike the landing system known in the proposed system (in the known system, it is called the receiving cable and plays an auxiliary role - only braking an aircraft that has already landed on the deck and has a brake hook at the bottom of the fuselage tail ) raised to a height exceeding the braking distance, and it can be raised by significantly simplified masts and even one mast with an arrow, but two points of support for the landing cable. From this it is clear that the landing cable in the proposed system is involved in braking and is the main element of the suspension (i.e. landing) of the device.

Варианты системы посадки на трос относятся к известным приемам модификации устройства торможения.Variants of the cable landing system relate to well-known techniques for modifying the braking device.

Применение предложенной полезной модели сводится к замене в известной системе посадки одного тормозного устройства на другое тоже известное, но сочетание признаков является новым и дает возможность посадки на трос аппаратов с большой кинетической энергией (например, пассажирских самолетов идущих на посадку на докритических углах атаки). Поглощение большой кинетической энергии происходит на большем посадочном пути торможения, что обеспечивается возможностью вытяжения тросов и возможностью увеличения высоты натяжения без заметного увеличения стоимости системы посадки. Стоимость системы посадки не увеличивается столь заметно, потому что не увеличивается расстояние между точками подвеса посадочного троса (с частью вытягиваемого троса) и не увеличивается нагрузка на тросы.The application of the proposed utility model boils down to replacing one brake device with another known one in the known landing system, but the combination of features is new and makes it possible to land vehicles with high kinetic energy (for example, passenger aircraft landing at subcritical angles of attack). The absorption of large kinetic energy occurs on a larger landing braking distance, which is provided by the possibility of stretching the cables and the possibility of increasing the height of the tension without a noticeable increase in the cost of the landing system. The cost of the landing system does not increase so noticeably, because the distance between the suspension points of the landing cable does not increase (with part of the cable being pulled) and the load on the cables does not increase.

Claims

1. A system for landing on a cable of an aircraft, comprising a device for tensioning the landing cable above the landing platform at a height exceeding the braking distance of the device by at least the height of the device suspended from the brake hook, and a device for braking the flying device caught on the landing cable, characterized in that the device the brake includes a drum, an engine for rotating the drum, an extensible cable fixed to the drum with the possibility of winding on and off the drum, and the braking mechanism is rotated I drum, with cable landing is an extension of or part of the pull rope.

2. The landing system on the aircraft cable according to claim 1, characterized in that the braking mechanism is made in the form of a disc friction brake.

3. The landing system on the aircraft cable according to claim 1, characterized in that the braking device comprises two drums with their own pulling cables.

4. The landing system on the aircraft cable according to claim 1, characterized in that the engine is a braking mechanism.

5. The landing system on the aircraft cable according to claim 3, characterized in that each drum has its own engine.