專利名稱：一種艦載機斜坡下滑起飛平臺及應用航母和實現(xiàn)方法
技術(shù)領域：
本發(fā)明涉及海軍武器領域，尤其是涉及ー種航空母艦的艦載機加速起飛平臺。
背景技術(shù)：
目前，公知的航空母艦上，固定翼艦載機起飛方式主要有兩種一種是采用蒸汽彈射裝置使固定翼艦載機從甲板上起飛的彈射起飛方式，對艦載機自身的推重比要求不高且具有很高的效率。缺點是1、效費比高，2、制造難度大，3、體積巨大占用甲板下有限的空間，4、對艦載機結(jié)構(gòu)尤其是前起落架強度要求高；另一種是采用滑躍式起飛方式，即通過加強艦載機自身動カ實現(xiàn)起飛階段的加速度，這種方式需要在航母甲板前部艦艏位置設置10 15度向上翹起的滑翹來增加升力，同時，在艦載機起飛過程中，需要航母以約50km/h的速度迎風航行，來達到增速的目的。雖然采用滑躍式起飛方式和裝置的航母對艦體結(jié)構(gòu)和設備及艦載機前起落架強度要求不高，具有較低的準入門檻，但缺點是1、要求艦載機要有較高的推重比(艦載機發(fā)動機推力和自身重量之比)。2、由于航母甲板限制了起飛跑道的長度，制約了艦載機的有效載荷，限制了艦載機的航程和彈藥數(shù)量，作戰(zhàn)カ弱，起飛推重比 較低的固定翼預警機變得更加困難。
發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的主要在于解決艦載機采用滑躍式起飛存在技術(shù)不足，而提出一種艦載機斜坡下滑起飛平臺及應用航母和實現(xiàn)方法。為解決本發(fā)明提出的技術(shù)問題，采用的技術(shù)方案為一種艦載機斜坡下滑起飛平臺，其特征在干包括有一條斜坡曲面跑道，在斜坡曲面跑道的坡頂端通過支架載板連接軸連接有支架載板，在支架載板的底部設有用于頂升支架載板以支架載板連接軸為支點旋轉(zhuǎn)，使支架載板翻起與斜坡曲面跑道平滑對接的翻轉(zhuǎn)驅(qū)動機構(gòu)；在支架載板上設有在艦載機起跑前用干與艦載機的尾鉤配合鉤掛的擊發(fā)式艦載機尾鉤固定裝置；所述的支架載板還連接有用于阻擋艦載機尾焰氣流，對艦載機施加反作用推力的折疊結(jié)構(gòu)尾焰導流板；在支架載板后端位置設有升降平臺。所述的斜坡曲面跑道的坡頂端與坡底端落差為20±3m。所述的支架載板處于水狀態(tài)時嵌入在一個與其吻合的板槽內(nèi)；所述的翻轉(zhuǎn)驅(qū)動機構(gòu)為連接在板槽與支架載板間的載板液壓頂桿組。所述的尾焰導流板正面上設有懸掛支架，懸掛支架上設有橢圓軸；所述的支架載板底部兩側(cè)設有導向槽，導向槽的尾端連接有圓形槽，懸掛支架上的橢圓軸置于導向槽中，在尾焰導流板的前端與支架載板之間設有驅(qū)動尾焰導流板向尾部推進，當橢圓軸移入圓形槽中之后，尾焰導流板尾端向上翻轉(zhuǎn)的ー組翻板液壓桿。一種應用所述起飛平臺的航空母艦，其特征在于包括有甲板和設于甲板上的艦島體，所述的斜坡曲面跑道的坡底端與甲板平滑過渡，斜坡曲面跑道的坡頂端連接在艦島體上。
一種應用所述起飛平臺的航空母艦，其特征在于包括有甲板和設于甲板上的前艦島體和后艦島體，所述的斜坡曲面跑道的坡底端與甲板平滑過渡，斜坡曲面跑道的坡頂端連接在前艦島體上；所述的前艦島體上包含有駕駛、指揮及氣象艙室；所述的后艦島體設有雷達天線及航母常規(guī)動カ發(fā)動機所需的煙筒。一種應用所述起飛平臺的實現(xiàn)艦載機加速起飛的方法，其特征在于所述方法包括有如下步驟
1)、通過升降平臺將艦載機升起后移動到支架載板上；
2)、在艦載機的尾鉤與擊發(fā)式艦載機尾鉤固定裝置鉤掛后，翻轉(zhuǎn)驅(qū)動機構(gòu)驅(qū)動支架載板翻轉(zhuǎn)，使之與斜坡曲面跑道平滑對接；
3)、尾焰導流板向后退出，并向上翻轉(zhuǎn)，在艦載機開機后阻擋艦載機尾焰氣流，對艦載 機施加反作用推力；
4)、在艦載機發(fā)動機推力滿足起飛條件后，擊發(fā)式艦載機尾鉤固定裝置釋放艦載機的尾鉤，艦載機沿斜坡曲面跑道以斜坡下滑方式起飛。本發(fā)明的起飛平臺同樣適用于直通式甲板的兩棲攻擊艦或直升機航母。本發(fā)明的有益效果是1、利用艦載機自身重力和斜坡曲面跑道落差，使艦載機在起飛過程中在自身發(fā)動機推力的加速基礎上又増加了重力加速，達到了節(jié)省燃料、縮短起飛距離、増加載荷、提高作戰(zhàn)半徑和作戰(zhàn)カ的目的，在日常運營的效費比上，優(yōu)于已有起飛方式；2、間接増加了航空母艦上的跑道的長度和航空母艦甲板下的內(nèi)部空間。將本發(fā)明提出的起飛平臺和航空母艦艦島集成為一體，可有效地利用艦島體頂部及前部的空間，把平面的跑道向空間延展，消除了艦島體對跑道長度的限制，斜坡曲面跑道下方變成了ー個可以利用的封閉空間，減小了艦島體的體積和雷達反射面積；3、和彈射起飛航空母艦相比，省出了一條彈射器等裝置所占甲板下約500立方米的巨大空間，減輕了航空母艦自身重量，提高了有效載荷，避免了艦載機飛行員在彈射過程中所承受巨大的過載。4、本發(fā)明型作為一種輔助方式，使艦載機可同時擁有多種起飛方式供靈活選擇，利于提高戰(zhàn)時抗戰(zhàn)損能力。
5、現(xiàn)有艦載機應用本發(fā)明不用做任何改裝，降低了技術(shù)實現(xiàn)難度。6、克服了原有左舷的起飛跑道和降落跑道重疊的問題，即在有艦載機降落左舷的起飛跑道封閉時，所述裝置的跑道仍可正常使用，解決了艦載機起降重疊的瓶頸問題，増加了艦載機起降效率。7、所述裝置結(jié)構(gòu)簡單，現(xiàn)有航空母艦可通過改裝即可實施。
圖I為發(fā)明的起飛平臺使用狀態(tài)參考圖A ；
圖2為發(fā)明的起飛平臺使用狀態(tài)參考圖B；
圖3為發(fā)明的起飛平臺使用狀態(tài)參考圖C；
圖4為發(fā)明的起飛平臺使用狀態(tài)參考圖D；
圖5為發(fā)明的起飛平臺的立體結(jié)構(gòu)示意圖6為發(fā)明的起飛平臺的左視結(jié)構(gòu)示意圖7為發(fā)明的起飛平臺的俯視結(jié)構(gòu)示意圖8為發(fā)明的工作原理圖9為本發(fā)明的尾焰導流板工作狀態(tài)圖a ；圖10為本發(fā)明的尾焰導流板工作狀態(tài)圖b ；
圖11為本發(fā)明的尾焰導流板工作狀態(tài)圖C ；
圖12為本發(fā)明為單艦塔航空母艦時的立體結(jié)構(gòu)示意圖13為圖12的主視圖14為本發(fā)明為雙艦塔航空母艦時的立體結(jié)構(gòu)示意圖15為本發(fā)明的理論數(shù)據(jù)對比表；
圖16為本發(fā)明的起飛平臺應用于直通式甲板的兩棲攻擊艦或直升機航母時的結(jié)構(gòu)示意圖。
具體實施方式
以下結(jié)合附圖和本發(fā)明優(yōu)選的具體實施例，對本發(fā)明的結(jié)構(gòu)作進ー步地說明。參照圖I 11中所示，本發(fā)明提出的一種艦載機斜坡下滑起飛平臺的整體結(jié)構(gòu)包括有一條斜坡曲面跑道18，在斜坡曲面跑道18的坡頂端連接有支架載板3，支架載板3的底部設有翻轉(zhuǎn)驅(qū)動機構(gòu)9，在支架載板3上設有在擊發(fā)式艦載機尾鉤固定裝置6，支架載板3還連接有用于阻擋艦載機I尾焰氣流，對艦載機I施加反作用推力的折疊結(jié)構(gòu)尾焰導流板10 ;在支架載板3后端位置設有升降平臺2。本發(fā)明的艦載機斜坡下滑起飛平臺的工作過程如下
如圖I中所示，艦載機I滑行至升降平臺2上的規(guī)定位置，升降平臺2是ー個運載艦載機I的升降電梯；如圖2中所示，由升降平臺2將艦載機I提升至處于水平狀態(tài)的支架載板3 一致的高度；如圖3中所示，再移動艦載機I至支架載板3上的規(guī)定位置，艦載機I放下原降落用的艦載機尾鉤5，艦載機尾鉤5鉤住支架載板3上面處于升起狀態(tài)的擊發(fā)式尾鉤固定裝置6使艦載機I處于穩(wěn)定狀態(tài)；如圖4中所示，啟動支架載板3底部的翻轉(zhuǎn)驅(qū)動機構(gòu)9，翻轉(zhuǎn)驅(qū)動機構(gòu)9驅(qū)動支架載板3尾端向上蹺起，使得支架載板3與斜坡曲面跑道18的頂端斜度一致，也即是支架載板3與斜坡曲面跑道18平滑過滑，在具體實施過程中，支架載板3的水平夾角可為36左右度，此后，從支架載板3的底面平行向后移出尾焰導流板10至規(guī)定位置，尾焰導流板10尾端向上蹺起，與支架載板3形成75 85度的夾角，遮擋住艦載機發(fā)動機尾噴ロ，艦載機I開機，尾焰導流板10阻擋艦載機I尾焰氣流，起到導流的作用，同時還可以對艦載機I施加反作用推力。當滿足起飛條件時，擊發(fā)式尾鉤固定裝置6釋放艦載機尾鉤5，艦載機I脫離穩(wěn)定狀態(tài)，艦載機I在自身重量所產(chǎn)生的重力和發(fā)動機推力的作用下，由支架載板3向斜坡曲面跑道18方向開始滑跑，并實現(xiàn)加速，同時收起艦載機尾鉤5，當艦載機I達到起飛速度時離艦飛行。本發(fā)明提出的艦載機斜坡下滑起飛平臺的各部件具體結(jié)構(gòu)如下
圖I及圖9至圖13中所示，斜坡曲面跑道18的坡頂端與坡底端落差為20±3m。支架載板3通過支架載板連接軸4活動連接，支架載板連接軸4作為支架載板3尾端上向翻轉(zhuǎn)時的支點，保證支架載板3能翻起與斜坡曲面跑道18平滑對接，支架載板3處于水狀態(tài)時嵌入在一個與其吻合的板槽31內(nèi)，支架載板3置于板槽31內(nèi)時,支架載板3處于水平狀態(tài)，艦載機I從升降平臺2移動至支架載板3的行程中不會形成臺階，方便艦載機I的移動；所述的翻轉(zhuǎn)驅(qū)動機構(gòu)9為連接在板槽31與支架載板3間的載板液壓頂桿組，也即是由多根液壓桿并排構(gòu)成。
而尾焰導流板10與支架載板3的具體結(jié)構(gòu)為尾焰導流板10表面由耐高溫材料制成，尾焰導流板10正面上設有懸掛支架101，懸掛支架101上設有橢圓軸102 ;所述的支架載板3底部兩側(cè)設有導向槽14，導向槽14的尾端連接有圓形槽16，懸掛支架101上的橢圓軸102置于導向槽14中，在尾焰導流板10的前端與支架載板3之間設有驅(qū)動尾焰導流板10向尾部與支架載板3平行推進的ー組翻板液壓桿12，翻板液壓桿12通過連接導向軸11與尾焰導流板10的前端活動連接，翻板液壓桿12頂升，尾焰導流板10向后(圖10中的右側(cè))退出，且退出過程中，尾焰導流板10保持與支架載板3相平行，退出過程橢圓軸102在導向槽14中同步向后移動，當橢圓軸102移至圓形槽16中之后，橢圓軸102可作翻轉(zhuǎn)活動，在橢圓軸102移至圓形槽16中之后，翻板液壓桿12繼續(xù)頂升，橢圓軸102受限，停止后退，尾焰導流板10則以橢圓軸102為支點翻轉(zhuǎn)，則尾焰導流板10尾端向上翻轉(zhuǎn)蹺起，遮擋在艦載機發(fā)動機尾噴ロ后側(cè)位置。為了提升尾焰導流板10向后退出穩(wěn)定性，能穩(wěn)定保護與支架載板3相平行狀態(tài)退出，支架載板3底部兩側(cè)還設有與連接導向軸11配合的滑槽103，滑槽103的尾端還設有在尾焰導流板10翻轉(zhuǎn)時供連接導向軸11滑出的滑槽缺ロ 17。參照圖12和圖13中所示，應用有上述艦載機斜坡下滑起飛平臺的航空母艦，括有甲板7和設于甲板7上的艦島體8，斜坡曲面跑道18的坡底端與甲板7平滑過渡，方向和航 空母艦上的右舷跑道一致，并與中線對齊，并和右舷跑道連接成ー個完整的跑道，艦載機I實現(xiàn)由支架載板3到斜坡曲面跑道18底端的加速，到達斜坡曲面跑道18底端與甲板7銜接處后，再由發(fā)動機推力沿著與航空母艦艦艏跑道繼續(xù)加速，達到起飛速度后離艦飛起。航空母艦艦艏可以是上翹的滑翹，如果航母上有彈射起飛裝置，航空母艦艦艏也可以是水平的；斜坡曲面跑道18的坡頂端連接在艦島體8上，上述艦載機斜坡下滑起飛平臺與艦島體8集成為ー個整體的艦島。艦島體8保留已有艦島功能，如艦島體8包括多層的駕駛、指揮、降落等各種艙室和右側(cè)向上突起的各種天線機座和煙筒等組成，如采用核動カ可省略煙筒這ー裝置以減小體積，艦島體8和斜坡曲面跑道18上部十字交叉狀連接，左右是懸空的，右側(cè)伸出的寬度大于左側(cè)，天線機座、煙筒等距離斜坡曲面跑道18的寬度因艦載機的翼展而定。本發(fā)明所稱的艦載機I可以是艦載戰(zhàn)斗機，也可以是艦載預警機I’，或艦載空中加油機等艦載固定翼飛機。以排水量約為6萬噸的常規(guī)動カ滑躍式起飛的航空母艦為例，吃水深度約為10米，甲板7的長度約為305米，寬約為78米。上述斜坡下滑起飛平臺安裝在甲板7的右舷適當?shù)奈恢蒙?，最前端距艦?10米，斜坡曲面跑道18高度為20米，還可保留原有滑躍起飛跑道及裝置。參照圖14中所示，為了艦載機I在起飛時不影響艦島體8上的天線工作，本實施方案還可以將現(xiàn)有航空母艦的艦島體一分為ニ為前艦島體8和后艦島體8’。其中前艦島體8置于航空母艦甲板7的右舷中部，主要集成有前述的飛行平臺、雙層或多層的駕駛、指揮及氣象艙室和部分設備天線等；后艦島體8’置于航空母艦的右舷后方，主要是由艦載機降落的控制室、多種雷達天線及航母常規(guī)動カ發(fā)動機所需的煙筒等組成(如采用核動カ可省略煙筒這一裝置以減小體積)，是航空母艦的最高部分，也是雷達等電子偵測設備視野的需要。參照圖16中所示，本發(fā)明的起飛平臺還可以應用于直通式甲板的兩棲攻擊艦或直升機航母。
如圖8和圖15所示，在艦載機I滑跑起飛初期，也可以根據(jù)艦載機I推力決定何時開加力(發(fā)動機滿負荷運行)，即在此過程可根據(jù)艦載機I的推重比(即推力和自身重量加自身載荷之比)大小決定何時開全加力，可以有多種動カ配置方案，本例列舉三種方案如圖8和圖15中的分段圖和表格所示。第一種是在艦載機I開始脫離擊發(fā)式艦載機尾鉤固定裝置6的同時，圖8所示的第一段開全加力；第二種是在斜坡曲面跑道18中段，圖8所示的第二段開全加力；第三種是在斜坡曲面跑道18末端，圖8中所示的第三段開全加力，上述動カ配置方案均可使相應推力的艦載機實現(xiàn)順利離艦起飛。根據(jù)牛頓第二定律原理和相關(guān)數(shù)學公式計算，本發(fā)明所達到的加速效果，如理論數(shù)據(jù)對比表圖15所示，在跑道水平長度相同的情況下，不同推重比的艦載機I全程開加力，速度平均增加約25/km/h，加速效果和艦載機I發(fā)動機推重比成反比，推重比由I. 15到O. 6等幾種情況下，相當于把跑道延長了 35-55米。艦載機發(fā)動機推重比較高時，艦載機可以在 滑行至斜坡曲面跑道18底端即和甲板連接處前，保持最低功率的著車狀態(tài)，就可實現(xiàn)23m/s即約83km/h速度，然后再開全加力直至離艦起飛，以達到節(jié)省燃料的目的，這ー點在日常高密度的艦載機起降訓練時會節(jié)省大量的成本。
權(quán)利要求
1.一種艦載機斜坡下滑起飛平臺，其特征在于包括有一條斜坡曲面跑道(18)，在斜坡曲面跑道(18)的坡頂端通過支架載板連接軸(4)連接有支架載板(3)，在支架載板(3)的底部設有用于頂升支架載板(3)以支架載板連接軸(4)為支點旋轉(zhuǎn)，使支架載板(3)翻起與斜坡曲面跑道(18)平滑對接的翻轉(zhuǎn)驅(qū)動機構(gòu)(9);在支架載板(3)上設有在艦載機(I)起跑前用干與艦載機尾鉤(5)配合鉤掛的擊發(fā)式艦載機尾鉤固定裝置(6);所述的支架載板(3)還連接有用于阻擋艦載機(I)尾焰氣流，對艦載機(I)施加反作用推力的折疊結(jié)構(gòu)尾焰導流板(10);在支架載板(3)后端位置設有供艦載機升降的升降平臺(2)。
2.根據(jù)權(quán)利要求I所述的ー種艦載機斜坡下滑起飛平臺，其特征在于所述的斜坡曲面跑道(18)的坡頂端與坡底端落差為20±3m。
3.根據(jù)權(quán)利要求I所述的ー種艦載機斜坡下滑起飛平臺，其特征在于所述的支架載板(3)處于水狀態(tài)時嵌入在一個與其吻合的板槽(31)內(nèi)；所述的翻轉(zhuǎn)驅(qū)動機構(gòu)(9)為連接在板槽(31)與支架載板(3)間的載板液壓頂桿組。
4.根據(jù)權(quán)利要求I所述的ー種艦載機斜坡下滑起飛平臺，其特征在于所述的尾焰導流板(10)正面上設有懸掛支架(101 )，懸掛支架(101)上設有橢圓軸(102);所述的支架載板(3)底部兩側(cè)設有導向槽(14)，導向槽(14)的尾端連接有圓形槽(16)，懸掛支架(101)上的橢圓軸(102)置于導向槽(14)中，在尾焰導流板(10)的前端與支架載板(3)之間設有驅(qū)動尾焰導流板(10)向尾部推進，當橢圓軸(102)移入圓形槽(16)中之后，尾焰導流板(10)尾端向上翻轉(zhuǎn)的一組翻板液壓桿(12)。
5.ー種應用權(quán)利要求I 4任一項所述起飛平臺的航空母艦，其特征在于包括有甲板(7)和設于甲板(7)上的艦島體(8)，所述的斜坡曲面跑道(18)的坡底端與甲板(7)平滑過渡，斜坡曲面跑道(18)的坡頂端連接在艦島體(8)上。
6.ー種應用權(quán)利要求I 4任一項所述起飛平臺的航空母艦，其特征在于包括有甲板(7)和設于甲板(7)上的前艦島體(8)和后艦島體(8’)，所述的斜坡曲面跑道(18)的坡底端與甲板(7)平滑過渡，斜坡曲面跑道(18)的坡頂端連接在前艦島體(8)上；所述的前艦島體(8)上包含有駕駛、指揮及氣象艙室；所述的后艦島體(8’)設有雷達天線及航母常規(guī)動カ發(fā)動機所需的煙筒。
7.ー種應用權(quán)利要求I 4任一項所述起飛平臺的實現(xiàn)艦載機加速起飛的方法，其特征在于所述方法包括有如下步驟I)、通過升降平臺(2)將艦載機(I)升起后移動到支架載板(3 )上；2 )、在艦載機(I)的尾鉤(5 )與擊發(fā)式艦載機尾鉤固定裝置(6 )鉤掛后，翻轉(zhuǎn)驅(qū)動機構(gòu)(9)驅(qū)動支架載板(3)翻轉(zhuǎn)，使之與斜坡曲面跑道(18)平滑對接；3)、尾焰導流板(10)向后退出，并向上翻轉(zhuǎn)，在艦載機(I)開機后阻擋艦載機(I)尾焰氣流，對艦載機(I)施加反作用推力；4)、在艦載機(I)發(fā)動機推力滿足起飛條件后，擊發(fā)式艦載機尾鉤固定裝置(6)釋放艦載機(I)的尾鉤(5)，艦載機(I)沿斜坡曲面跑道(18)以斜坡下滑方式起飛。
全文摘要
一種艦載機斜坡下滑起飛平臺及應用航母和實現(xiàn)方法，涉及海軍武器領域，解決艦載機采用滑躍式起飛存在技術(shù)不足，包括有一條斜坡曲面跑道，在斜坡曲面跑道的坡頂端連接有支架載板，在支架載板的底部設有翻轉(zhuǎn)驅(qū)動機構(gòu)；在支架載板上設有在艦載機起跑前用于與艦載機的尾鉤配合鉤掛的擊發(fā)式艦載機尾鉤固定裝置；所述的支架載板還連接有升降平臺。利用艦載機自身重力和斜坡曲面跑道落差，使艦載機在起飛過程中在自身發(fā)動機推力的加速基礎上又增加了重力加速，達到了節(jié)省燃料、縮短起飛距離、增加載荷、提高作戰(zhàn)半徑和作戰(zhàn)力的目的，在日常運營的效費比上，優(yōu)于已有起飛方式。
文檔編號B63G11/00GK102826231SQ201210318088
公開日2012年12月19日 申請日期2012年8月31日 優(yōu)先權(quán)日2012年8月31日
發(fā)明者趙天爍, 趙軍 申請人:趙天爍, 趙軍