艦載飛機飛行員動態(tài)模擬訓(xùn)練系統(tǒng)的制作方法
【專利摘要】本發(fā)明的艦載飛機飛行員動態(tài)模擬訓(xùn)練系統(tǒng)，包括模擬器，其模擬器設(shè)置輪子和旋轉(zhuǎn)機構(gòu)，模擬器的輪子與滑軌接觸；滑軌設(shè)置低位水平段和高位水平段，低位水平段和高位水平段之間為斜坡段；滑軌的低位水平段之下和高位水平段之下均設(shè)置卷揚機構(gòu)，卷揚機構(gòu)內(nèi)的牽引索卷在卷揚機上；模擬器通過牽引臂和牽引鉤連接牽引索；模擬器內(nèi)設(shè)置控制卷揚機構(gòu)、旋轉(zhuǎn)機構(gòu)和牽引臂的控制裝置，模擬器內(nèi)還設(shè)置制動裝置。該模擬訓(xùn)練系統(tǒng)，真實地模擬了艦載飛機在航母上的起降飛行，使艦載飛機飛行員體驗到艦載機在航母上起降的感受，解決了飛行員的飛行心理經(jīng)驗不足的問題，克服了艦載飛機飛行員真實訓(xùn)練危險性大、成本高的缺陷，可以大大提高訓(xùn)練效果。
【專利說明】艦載飛機飛行員動態(tài)模擬訓(xùn)練系統(tǒng)
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及飛行員模擬訓(xùn)練，具體涉及一種艦載飛機飛行員動態(tài)模擬訓(xùn)練系統(tǒng)?！颈尘凹夹g(shù)】
[0002]隨著國家的強大，第一艘航空母艦“遼寧”號服役，我國海軍力量得到里程碑式的發(fā)展。接下來將陸續(xù)有第二艘，第三艘航母服役。航母要形成強大的戰(zhàn)斗力，就必須搭載艦載機。培訓(xùn)一批高素質(zhì)的艦載飛行員是關(guān)鍵。通常普通戰(zhàn)斗機飛行員要通過500?600小時的飛行訓(xùn)練才能執(zhí)行戰(zhàn)斗任務(wù)，而艦載機飛行員不僅要完成這些基本內(nèi)容，還需要克服航母起降的種種困難，訓(xùn)練時間更長，風(fēng)險更大。
[0003]航空母艦飛行甲板由于環(huán)境惡劣，空間狹小，訓(xùn)練變得危險，事故發(fā)生率高，所以艦載機飛行員必須長時間訓(xùn)練以適應(yīng)航母的特別環(huán)境。航母艦載機飛行起降的關(guān)鍵在于起飛速度，降落速度及飛行下滑角度。一般飛行模擬器是靜態(tài)上的六自由度飛行模擬訓(xùn)練，不能真實的反映艦載機在航母上起降的關(guān)鍵要素的感受，艦載機飛行員必須經(jīng)過大量真實的飛行訓(xùn)練，不斷增加飛行經(jīng)驗，才能保障起降的成功率。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0004]本發(fā)明的目的在于提供艦載飛機飛行員動態(tài)模擬訓(xùn)練系統(tǒng)，真實模擬艦載飛機在航母上的起降飛行，使艦載飛機飛行員體驗到艦載機在航母上起降的感受，解決艦載飛機飛行員訓(xùn)練成本高、飛行員的飛行心理經(jīng)驗不足的問題。
[0005]本發(fā)明的艦載飛機飛行員動態(tài)模擬訓(xùn)練系統(tǒng)，包括模擬器，其模擬器設(shè)置輪子和旋轉(zhuǎn)機構(gòu)，模擬器的輪子與滑軌接觸；滑軌設(shè)置低位水平段和高位水平段，低位水平段和高位水平段之間為斜坡段；滑軌的低位水平段之下和高位水平段之下均設(shè)置卷揚機構(gòu)，卷揚機構(gòu)內(nèi)的牽引索卷在卷揚機上；模擬器通過牽引臂和牽引鉤連接牽引索；模擬器內(nèi)設(shè)置控制卷揚機構(gòu)、旋轉(zhuǎn)機構(gòu)和牽弓I臂的控制裝置，模擬器內(nèi)還設(shè)置制動裝置。
[0006]為了使模擬器更好地移動，在移動過程中保持穩(wěn)定，本發(fā)明還進一步設(shè)置模擬器移動平臺，將模擬器安置在移動平臺上，模擬器的旋轉(zhuǎn)機構(gòu)設(shè)置在模擬器與移動平臺之間，輪子和牽引臂均設(shè)置在移動平臺之下；在移動平臺之下還設(shè)置供電輪，供電輪與滑軌上的供電線纜接觸；模擬器內(nèi)還設(shè)置電動裝置以及電控裝置。這里，滑軌上的供電線纜通過供電輪給模擬器提供電能，電動裝置可以使模擬器電啟動和電驅(qū)動。
[0007]本發(fā)明中，牽引鉤與牽引臂為掛鉤連接。使得牽弓I臂便于與牽弓I索掛上或者脫開。
[0008]本發(fā)明的系統(tǒng)中，滑軌選用鋼軌，滑軌根數(shù)為兩根或者四根，輪子為橡膠導(dǎo)輪。
[0009]滑軌形狀最好為工字型，上下兩個輪子分別接觸工字型滑軌的上橫軌的上下兩偵U。這樣的結(jié)構(gòu)相當(dāng)于將軌道的上橫軌卡入上下兩個輪子之間，同時，由于兩側(cè)都有滑軌，便實現(xiàn)了對模擬器上下左右四個方向的定位限制，使得模擬器穩(wěn)穩(wěn)地沿著滑軌運動。
[0010]為了更加真實地模擬艦載飛機在航母上的起降飛行，本發(fā)明的系統(tǒng)中，斜坡與水平的夾角為8?15度，低位水平段長度為100?120m，高位水平段長度為100?120m，斜坡段長度為40?60m。
[0011]為了在停機時施加更大的制動力，本發(fā)明還在滑軌的低位水平段和高位水平段的端部設(shè)置阻攔器。停機時牽引臂碰觸該阻攔器，阻攔器就會起到阻攔作用。
[0012]為了在起跑時施加更大的助推力，本發(fā)明優(yōu)選將阻攔器采用彈簧。停機時彈簧被壓縮，起到阻攔作用。而當(dāng)起跑時被壓縮的彈簧又給與牽引臂推力，發(fā)揮助推作用。
[0013]本發(fā)明中，卷揚機構(gòu)的電動機的一側(cè)通過離合器連接飛輪，電動機的另一側(cè)通過另一個離合器連接卷揚機，飛輪和卷揚機分別連接有剎車鼓。
[0014]優(yōu)選地，飛輪直徑為軸直徑的6?10倍。
[0015]作為系統(tǒng)中的關(guān)鍵部件，卷揚機構(gòu)的主要作用是在起跑時使得模擬器能夠在很短的時間內(nèi)(I秒多不到2秒)、很短的距離內(nèi)(100?120m)，達到很高的速度。模擬真實的艦載飛機起跑起飛，就要在短短的IOOm內(nèi)，使得模擬器的速度達到200km/h左右。同樣，卷揚機構(gòu)的另一個主要作用是在停機時使得模擬器在很短的時間內(nèi)、很短的距離內(nèi)，從很高的速度(200km/h左右)降為零。
[0016]為此，本發(fā)明的卷揚機構(gòu)采取了雙離合器、雙剎車鼓的結(jié)構(gòu)，并采取了飛輪提前運轉(zhuǎn)輔助加速的方式。模擬器需要起跑時，先將卷揚機構(gòu)中的卷揚機一側(cè)的離合器松開，將另一側(cè)的離合器合上；啟動電動機，飛輪就會轉(zhuǎn)動起來，直至達到最大轉(zhuǎn)速；然后將飛輪一側(cè)的離合器松開，之后飛輪以很高的速度慣性旋轉(zhuǎn)；與此同時將卷揚機一側(cè)的離合器合上，電動機帶動卷揚機轉(zhuǎn)動，進而帶動牽弓I索移動，最終帶動模擬器運動；當(dāng)模擬器運動達到一定的速度時(由于時間的限制，這個速度肯定達不到最大轉(zhuǎn)速，也肯定比此時的飛輪的轉(zhuǎn)速要低)，再將飛輪一側(cè)的離合器合上，慣性旋轉(zhuǎn)的飛輪就給卷揚機施加助推力，進一步提高卷揚機轉(zhuǎn)速，使模擬器的運動速度大大加快，在規(guī)定的時間內(nèi)達到規(guī)定的速度。此時牽引臂必須與牽引索脫開。無論是在低水平段準(zhǔn)備起飛，還是在高水平段準(zhǔn)備降落，上述形都是一樣的。只不過卷揚機構(gòu)不是同一套而已。這里，由于飛輪的直徑很大，因此飛輪的慣性也就很大，當(dāng)飛輪在電動機驅(qū)動下達到最大速度后，即使離合器松開，電動機不再給飛輪動力，在很短時間內(nèi)，飛輪依靠慣性，其轉(zhuǎn)速就不會有太多的降低，仍然能夠保持很大。
[0017]模擬器需要停機時，牽引臂必須與另一套卷揚機構(gòu)的牽引索再次掛上。將這一套卷揚機構(gòu)兩個離合器都合上，同時制動兩個剎車鼓，通過雙剎車鼓對卷揚機作用，使得牽引索盡量不動，進而對模擬器給予牽制作用，而對模擬器給予有效減速，使之在規(guī)定的時間內(nèi)(I秒多不到2秒)停下來。
[0018]本發(fā)明的系統(tǒng)，有三個裝置提供驅(qū)動力:卷揚機構(gòu)、電動裝置和阻攔器，所以才能夠在很短的時間內(nèi)將模擬器的速度提高到所需的程度。同樣地，也有三個裝置提供制動力:卷揚機構(gòu)、阻攔器和模擬器內(nèi)的制動裝置(模擬器內(nèi)的制動裝置用于制動模擬器的輪子)，所以才能夠在很短的時間內(nèi)將模擬器的速度從很高降低到零。
[0019]本發(fā)明的系統(tǒng)，構(gòu)思巧妙，可以進行連續(xù)地循環(huán)模擬訓(xùn)練。模擬器的旋轉(zhuǎn)機構(gòu)便于在停機后很方便地將模擬器掉頭，這樣，在訓(xùn)練了起飛并停止后又可以開始訓(xùn)練降落。同樣地也可以在訓(xùn)練了降落并停止后又可以開始訓(xùn)練起飛。另外阻攔器還可以作為助推器。兩套卷揚機構(gòu)更是精妙，不但可以加速，還可以減速。而且在起跑后，這一套卷揚機構(gòu)的牽引鉤就會停止在前端，待模擬器轉(zhuǎn)向回頭進行降落停機時，掛鉤就會在這個位置掛住牽引臂，為減速留有足夠的距離。[0020]本發(fā)明的艦載飛機飛行員動態(tài)模擬訓(xùn)練系統(tǒng)，真實地模擬了艦載飛機在航母上的起降飛行，使艦載飛機飛行員體驗到艦載機在航母上起降的感受，解決了飛行員的飛行心理經(jīng)驗不足的問題，克服了艦載飛機飛行員真實訓(xùn)練危險性大、成本高的缺陷，可以大大提高訓(xùn)練效果。
【專利附圖】

【附圖說明】
[0021]圖1是本發(fā)明的動態(tài)模擬訓(xùn)練系統(tǒng)的總圖；
圖2是本發(fā)明的系統(tǒng)中的模擬器與滑軌接觸的橫向示意圖；
圖3是本發(fā)明的系統(tǒng)中的模擬器與滑軌接觸的縱向示意圖；
圖4是本發(fā)明的系統(tǒng)中的卷揚機構(gòu)的結(jié)構(gòu)框圖。
[0022]圖中有:高位阻攔器1，模擬器2，高位牽引鉤3，滑軌4，低位阻攔器5，低位卷揚機構(gòu)6,低位牽引索7,高位牽引索8,高位卷揚機構(gòu)9,移動平臺10,旋轉(zhuǎn)機構(gòu)11,供電輪12,橡膠輪子13，牽引臂14，低位牽引鉤15，電動機21，左離合器22，飛輪23，右離合器24，卷揚機25，左剎車鼓26，右剎車鼓27，主軸28。
【具體實施方式】
[0023]見圖1、圖2和圖3。
[0024]本發(fā)明的艦載飛機飛行員動態(tài)模擬訓(xùn)練系統(tǒng)，包括模擬器2，模擬器2設(shè)置橡膠輪子13和旋轉(zhuǎn)機構(gòu)11，模擬器2的橡膠輪子13與滑軌4接觸；滑軌4設(shè)置低位水平段(圖1的左邊段)和高位水平段(圖1的右邊段)，低位水平段和高位水平段之間為斜坡段(圖1的中間段);滑軌4的低位水平段之下和高位水平段之下均設(shè)置卷揚機構(gòu)(低位卷揚機構(gòu)6，和高位卷揚機構(gòu)9),卷揚機構(gòu)內(nèi)的牽引索(低位牽引索7和高位牽引索8)卷在卷揚機(見圖4的卷揚機25)上；模擬器2通過牽引臂14和牽引鉤(高位牽引鉤3和低位牽引鉤15)連接牽引索(低位牽引索7和高位牽引索8);模擬器2內(nèi)設(shè)置控制卷揚機構(gòu)、旋轉(zhuǎn)機構(gòu)11和牽引臂14的控制裝置(在模擬器2內(nèi)，圖中未畫出)，模擬器2內(nèi)還設(shè)置制動裝置(在模擬器2內(nèi)，圖中未畫出)。
[0025]模擬器2安置在移動平臺10上，模擬器2的旋轉(zhuǎn)機構(gòu)11設(shè)置在模擬器2與移動平臺10之間，橡膠輪子13和牽引臂14均設(shè)置在移動平臺10之下；在移動平臺10之下還設(shè)置供電輪12，供電輪12與滑軌4上的供電線纜(圖中未畫出)接觸；模擬器2內(nèi)還設(shè)置電動裝置以及電控裝置(均在模擬器2內(nèi)，圖中未畫出)。
[0026]牽引鉤(高位牽引鉤3和低位牽引鉤15)與牽引臂14為掛鉤連接。
[0027]滑軌4為鋼軌，滑軌4的根數(shù)為兩根。
[0028]滑軌4形狀為工字型，上下兩個橡膠輪子13分別接觸工字型滑軌4的上橫軌的上下兩側(cè)。
[0029]滑軌4的斜坡與水平的夾角為8?15度，低位水平段長度為100?120m，高位水平段長度為100?120m，斜坡段長度為40?60m。
[0030]在滑軌4的低位水平段的端部設(shè)置低位阻攔器5，高位水平段的端部設(shè)置高位阻攔器I。
[0031]高位阻攔器I和低位阻攔器5均為彈簧。[0032]見圖4。
[0033]卷揚機構(gòu)的電動機21的左側(cè)通過左離合器22連接飛輪23，電動機21的右側(cè)通過右離合器24連接卷揚機25，飛輪23和卷揚機25分別連接有剎車鼓(左剎車鼓26和右剎車鼓 27)。
[0034]飛輪23的直徑為主軸28直徑的6?10倍。
[0035]起飛訓(xùn)練:
模擬器2位于滑軌4的低位水平段的端部，此時模擬器2通過牽引臂14與低位牽引鉤15連接著低位水平段之下的卷揚機構(gòu)上的低位牽引索7。低位阻攔器5處于被牽引臂14壓縮的狀態(tài)。模擬器2處于制動狀態(tài)。
[0036]訓(xùn)練人員在模擬器2內(nèi)準(zhǔn)備。然后給低位卷揚機構(gòu)6通電工作，模擬器2內(nèi)的電動裝置以及電控裝置啟動。參見圖4。電動機21運轉(zhuǎn)，松開左剎車鼓26和右剎車鼓27，將右離合器24松開，左離合器22合上，此時，電動機21帶動飛輪23運轉(zhuǎn)。
[0037]當(dāng)飛輪23運轉(zhuǎn)到最大速度時，松開左離合器22，同時合上右離合器24，松開模擬器2內(nèi)的制動。低位卷揚機構(gòu)6內(nèi)的卷揚機25轉(zhuǎn)動,帶動低位牽弓I索7移動。低位牽弓I索7通過低位牽引鉤15以及掛接在一起的牽引臂14牽引模擬器2向右移動。同時通過滑軌4上的供電線纜和供電輪12給模擬器2內(nèi)的電動裝置供電，電動裝置也驅(qū)動模擬器2向右移動。同時，由于牽引臂14隨著模擬器向右移動，被壓縮的低位阻攔器5解除限制，彈簧的彈力也給予模擬器2 —個向右的彈射力。在牽引力、電機驅(qū)動力和彈射力的共同作用下，模擬器2會在很短時間內(nèi)達到很高的速度。但是由于要真實模擬艦載飛機的起飛狀態(tài)，因而必須限制非常嚴格的條件，即在IOOm內(nèi)不超過2秒的時間內(nèi)使模擬器2的速度達到200km/h左右。上述三個力的作用依然做不到這一點，因為時間太短了，卷揚機25以及電動機21的轉(zhuǎn)速不可能在如此短的時間內(nèi)達到最高轉(zhuǎn)速。而飛輪23由于直徑很大，所以慣性很大，在被提前加速到最大速度后，極短的時間內(nèi)依然可以保持極大的速度，這個速度比電動機21在極短的時間內(nèi)可以達到的速度要大。所以此時需要將左離合器22重新合上，讓高速運轉(zhuǎn)的飛輪23給予卷揚機25 —個加速力。最終將模擬器2的移動速度提高到規(guī)定值。
[0038]之后，模擬器2在低位水平段高速滑行IOOm后，將要爬上夾角為8度的斜坡段，進入起飛狀態(tài)。此時訓(xùn)練人員需要脫開牽引臂14與低位牽引鉤15的連接并通過控制裝置使低位牽引鉤15停留在靠近起飛處。同時給模擬器2內(nèi)的電動裝置斷電。模擬器2進入慣性起飛。
[0039]當(dāng)模擬器2在斜坡段高速滑行40m后，進入高位水平段。此時起飛訓(xùn)練完成，開始停車訓(xùn)練。模擬器2下的牽引臂14掛接高位牽引索8上的高位牽引鉤3 (高位牽引鉤3已經(jīng)預(yù)先停留在合適的位置)，通過高位卷揚機構(gòu)9中的左剎車鼓26和右剎車鼓27，對模擬器2給予一個制動力。同時運行模擬器2內(nèi)的制動裝置，對橡膠輪子13給予制動。當(dāng)模擬器2在減速滑行至高位水平段的端部，牽引臂14觸碰高位阻攔器1，高位阻攔器I在被壓縮的同時給模擬器2施加阻力。在高位卷揚機構(gòu)9、高位阻攔器I和模擬器2輪子制動的三重作用下，模擬器2就在短短的IOOm內(nèi)從200km/h的高速度降為零而停下來。從而完成停車訓(xùn)練。
[0040]最后通過操控，依靠旋轉(zhuǎn)機構(gòu)11，模擬器2旋轉(zhuǎn)180度，可向下進行下降訓(xùn)練。
[0041]下降訓(xùn)練: 與模擬器2進行起飛訓(xùn)練完全一樣，模擬器2受到高位卷揚機構(gòu)9的牽引力、高位阻攔器I的彈射力和模擬器2內(nèi)的電機驅(qū)動力的共同作用下，模擬器2會在很短時間內(nèi)達到很高的速度。再加之高位卷揚機構(gòu)9內(nèi)的飛輪23的慣性力加速，最終將模擬器2的移動速度提聞到規(guī)定值。
[0042]之后，模擬器2在高位水平段結(jié)束處，脫開牽引臂14與高位牽引鉤3的連接并通過控制裝置使高位牽引鉤3停留在靠近下降處。同時給模擬器2內(nèi)的電動裝置斷電。模擬器2將沿著夾角為8度的斜坡段，進入下降狀態(tài)。
[0043]之后，模擬器2進入低位水平段停車。牽引臂14鉤掛住起飛時就已經(jīng)停留在合適位置(靠近起飛處)的低位牽引鉤15，在低位卷揚機構(gòu)6、低位阻攔器5和模擬器2輪子制動的三重作用下，模擬器2就在短短的IOOm內(nèi)從200km/h的高速度降為零而停下來。
[0044]最后通過操控，依靠旋轉(zhuǎn)機構(gòu)11，模擬器2旋轉(zhuǎn)180度，又可再一次進行起飛訓(xùn)練。
【權(quán)利要求】
1.艦載飛機飛行員動態(tài)模擬訓(xùn)練系統(tǒng)，包括模擬器，其特征在于:模擬器設(shè)置輪子和旋轉(zhuǎn)機構(gòu)，模擬器的輪子與滑軌接觸；滑軌設(shè)置低位水平段和高位水平段，低位水平段和高位水平段之間為斜坡段；滑軌的低位水平段之下和高位水平段之下均設(shè)置卷揚機構(gòu)，卷揚機構(gòu)內(nèi)的牽引索卷在卷揚機上；模擬器通過牽引臂和牽引鉤連接牽引索；模擬器內(nèi)設(shè)置控制卷揚機構(gòu)、旋轉(zhuǎn)機構(gòu)和牽弓I臂的控制裝置，模擬器內(nèi)還設(shè)置制動裝置。
2.根據(jù)權(quán)利要求1的系統(tǒng)，其特征在于:設(shè)置模擬器移動平臺，模擬器安置在移動平臺上，模擬器的旋轉(zhuǎn)機構(gòu)設(shè)置在模擬器與移動平臺之間，輪子和牽引臂均設(shè)置在移動平臺之下；在移動平臺之下還設(shè)置供電輪，供電輪與滑軌上的供電線纜接觸；模擬器內(nèi)還設(shè)置電動裝置以及電控裝置。
3.根據(jù)權(quán)利要求1的系統(tǒng)，其特征在于:牽引鉤與牽引臂為掛鉤連接。
4.根據(jù)權(quán)利要求1的系統(tǒng)，其特征在于:滑軌為鋼軌，滑軌根數(shù)為兩根或者四根，輪子為橡膠導(dǎo)輪。
5.根據(jù)權(quán)利要求1的系統(tǒng)，其特征在于:滑軌形狀為工字型，上下兩個輪子分別接觸工字型滑軌的上橫軌的上下兩側(cè)。
6.根據(jù)權(quán)利要求1的系統(tǒng)，其特征在于:斜坡與水平的夾角為8?15度，低位水平段長度為100?120m，高位水平段長度為100?120m，斜坡段長度為40?60m。
7.根據(jù)權(quán)利要求1的系統(tǒng)，其特征在于:在滑軌的低位水平段和高位水平段的端部設(shè)置阻攔器。
8.根據(jù)權(quán)利要求7的系統(tǒng)，其特征在于:阻攔器為彈簧。
9.根據(jù)權(quán)利要求1的系統(tǒng)，其特征在于:卷揚機構(gòu)的電動機的一側(cè)通過離合器連接飛輪，電動機的另一側(cè)通過另一個離合器連接卷揚機，飛輪和卷揚機分別連接有剎車鼓。
10.根據(jù)權(quán)利要求9的系統(tǒng)，其特征在于:飛輪直徑為軸直徑的6?10倍。
【文檔編號】G09B9/08GK103761901SQ201410034464
【公開日】2014年4月30日 申請日期:2014年1月24日 優(yōu)先權(quán)日:2014年1月24日
【發(fā)明者】吳佳明 申請人:吳佳明