航空母艦的電磁著艦系統(tǒng)的制作方法
【專利說明】
[0001]
技術(shù)領(lǐng)域
本發(fā)明涉及一種飛機(jī)著艦系統(tǒng)，特別涉及一種航空母艦的電磁著艦系統(tǒng)。
【背景技術(shù)】
[0002]高速的飛機(jī)要在短窄的航母曱板上降落，難度很大，目前只能采取攔阻索使飛機(jī)在很短距離內(nèi)速度減為零而著艦。但飛機(jī)的速度為數(shù)百公里/小時(shí)為攔阻索所攔阻，飛機(jī)在短時(shí)間內(nèi)的速度變化很大，引起的沖擊力也很大。這種攔阻索系統(tǒng)的應(yīng)用問題很多，已成為飛機(jī)降落事故發(fā)生的主要原因:飛機(jī)飛得過高，鉤不住要進(jìn)行復(fù)飛；飛得太低會沖到甲板上，發(fā)生損失更大；鉤偏了會使一邊機(jī)翼著地，攔阻索兩邊的鋼絲繩、滑輪系統(tǒng)和油缸等各部件的動作稍有不協(xié)調(diào)就會將飛機(jī)拉歪，嚴(yán)重會機(jī)毀人亡。
[0003]自從有了航空母艦的百年以來，航空母艦上的傷亡事故多達(dá)一萬二千余起，其中死亡八千余人，這些事故大多是在飛機(jī)降落在甲板時(shí)采用攔阻索引起的。
[0004]公開號為CN101439761A的專利文獻(xiàn)公開了軟著艦系統(tǒng)，由機(jī)體和著艦牽制繩組成飛機(jī)降落場地為水面，機(jī)體為著艦牽制繩所拉動而實(shí)現(xiàn)在水面上的軟著艦。
[0005]公開號為CN101837838A的專利文獻(xiàn)公開故障飛機(jī)安全助降救援系統(tǒng)，當(dāng)飛機(jī)起落架無法打開時(shí)，飛機(jī)只能通過飛機(jī)腹部與地面摩擦進(jìn)行迫降，這是很危險(xiǎn)的，故障飛機(jī)安全助降救援系統(tǒng)能使故障飛機(jī)對接后，使飛機(jī)固定在托車上從而完成飛機(jī)的安全降落。
[0006]公開號為CN10250982A的專利文獻(xiàn)公開飛行器助降系統(tǒng)包括安裝在坑室內(nèi)的拍攝視角可連續(xù)可調(diào)的攝像裝置、通信和計(jì)算機(jī)裝置，在預(yù)定下滑道的中線位置設(shè)有用以攝像裝置的坑室所用的計(jì)算機(jī)以合成框模擬視頻和偏移量計(jì)算的視頻處理單元，可使飛行員獲取實(shí)時(shí)飛行路線與理想下滑道的情況，及時(shí)修正飛機(jī)著艦前的姿態(tài)，實(shí)施飛機(jī)平穩(wěn)安全的著落。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0007]本發(fā)明所要解決的技術(shù)問題是要提供一種安全可靠的航空母艦的電磁著艦系統(tǒng)。
[0008]為了解決以上的技術(shù)問題，本發(fā)明提供了一種航空母艦的電磁著艦系統(tǒng)，在降落甲板下設(shè)有一條直線電機(jī)的定子軌道，直線電機(jī)的轉(zhuǎn)子上裝有降落小車，降落小車上設(shè)有降落平臺，降落平臺上還設(shè)有一楔型開口槽，該楔型開口槽與飛機(jī)起落架立柱前沿的楔型凸榫相匹配，楔型開口槽兩側(cè)的板為電磁極板，與飛機(jī)起落架立柱前沿的楔型凸榫間具有磁排斥力，引導(dǎo)飛機(jī)進(jìn)入降落通道；降落平臺還設(shè)有微調(diào)裝置及接收飛機(jī)飛行狀態(tài)數(shù)據(jù)、直線電機(jī)轉(zhuǎn)子數(shù)據(jù)和降落平臺數(shù)據(jù)的控制裝置，所述控制裝置將信號傳送給降落小車。
[0009]所述微調(diào)裝置為液壓油缸微調(diào)裝置，安裝于降落小車橫向的液壓油缸微調(diào)裝置與降落平臺連接，控制降落平臺的橫向微調(diào)位移。
[0010]所述控制裝置為微處理器。
[0011]所述降落平臺上還設(shè)有卡住飛機(jī)輪胎的制動裝置。
[0012]本發(fā)明進(jìn)一步提供了一種航空母艦的電磁著艦系統(tǒng)，在降落甲板下設(shè)有一條直線電機(jī)的定子軌道，直線電機(jī)的轉(zhuǎn)子上裝有攔接器；所述攔接器為攔接鉤及攔接索，或?yàn)閹в型瑯O性磁鐵的攔接器；控制裝置接收飛機(jī)飛行狀態(tài)數(shù)據(jù)和攔接器的位置數(shù)據(jù)，將信號傳輸給直線電機(jī)；所述攔接鉤及攔阻索與飛機(jī)的尾部相連接。
[0013]飛機(jī)在降落指揮官LSO的指揮下，安全降落至離母艦一定距離時(shí)，就啟動本發(fā)明直線電機(jī)上的攔接器，按照控制裝置的計(jì)算結(jié)果，在一定時(shí)間內(nèi)攔接器以等加速度運(yùn)行，飛機(jī)則以等速度滑行后，飛機(jī)與拉接器的位置相重合，速度相等，達(dá)到兩者的等速匯合，此時(shí)飛機(jī)與攔接器連接效果是最好的。飛機(jī)和攔接器在相對速度接近于零時(shí)進(jìn)行連接是不會有沖擊的，是安全的，可消除飛機(jī)降落在甲板時(shí)采用攔阻索引起的事故。然后再由直線電機(jī)以等減速度使飛機(jī)和攔接器一起在預(yù)定的位置上停住，這樣可使飛行員和飛機(jī)在這段行程中忍受由減速度引起減速度力減至最小。目前所用的以時(shí)速360公里的飛機(jī)和靜止的攔阻器相連接所引起的大量事故均可避免。
[0014]本發(fā)明的優(yōu)越功效在于:
1)本發(fā)明兩個(gè)楔形零件在磁排斥力作用下，使它們能接近而不接觸起到緩沖作用，使飛機(jī)能安全著陸；
2)既可以保護(hù)眾多精英飛行員不致因飛機(jī)降落而傷亡，又可以保護(hù)不少昂貴的飛機(jī)不致因此而損毀；
3)可以避免因過大的負(fù)加速度使沖擊力過大而損害飛機(jī)和駕駛員；
4)采用電磁著艦系統(tǒng)能使同一跑道既能用作起飛的彈射跑道，又能用作著艦的攔阻跑道，這樣對于大型航母來說可由原來的四條彈射起飛跑道，一條攔阻跑道，變成五條可以同時(shí)起飛或降落跑道，從而加速飛機(jī)起飛或降落速度，提高戰(zhàn)斗力。
【附圖說明】
[0015]圖1為本發(fā)明的整體結(jié)構(gòu)示意圖；
圖2為圖1的截面圖；
圖3為本發(fā)明的電路原理框圖；
圖4為楔型開口槽的結(jié)構(gòu)示意圖；
圖中標(biāo)號說明
I一定子軌道；2—轉(zhuǎn)子；
3—降落小車；4一降落平臺；
5—楔形開口槽；6—楔形凸榫。
【具體實(shí)施方式】
[0016]請參閱附圖所示，對本發(fā)明作進(jìn)一步的詳細(xì)說明。
[0017]如圖1和圖2所示，本發(fā)明提供了一種航空母艦的電磁著艦系統(tǒng)，在降落甲板下設(shè)有多條直線電機(jī)的定子軌道1，直線電機(jī)的轉(zhuǎn)子2輸出軸上裝有降落小車3，降落小車3上設(shè)有降落平臺4，降落平臺4凸設(shè)一楔型開口槽5，該楔型開口槽5與飛機(jī)起落架立柱前沿的楔型凸榫6相匹配，降落平臺4還設(shè)有微調(diào)裝置及控制裝置，控制裝置接收飛機(jī)飛行狀態(tài)數(shù)據(jù)、直線電機(jī)轉(zhuǎn)子數(shù)據(jù)和降落平臺數(shù)據(jù)，發(fā)出指令控制降落小車的運(yùn)行速度，使飛機(jī)在電磁力的作用下著艦。
[0018]所述楔型開口槽5兩側(cè)的板為電磁極板，與飛機(jī)起落架立柱前沿的楔型凸榫6間具有磁排斥力。
[0019]楔型開口槽5的高寬約為I米見方。相應(yīng)地在起落架立柱的前沿裝設(shè)與小車楔型開口相配合的楔形凸榫6，這個(gè)楔形凸榫6具有起落架帶來的垂向緩沖和橡皮前輪的緩沖；兩個(gè)楔形零件高速接近，從零點(diǎn)幾米到零點(diǎn)零幾米的過程是相斥的磁浮力，此磁浮力始終推著飛機(jī)(緩沖而不相接觸);降落小車3在幾十米的行程內(nèi)將速度降至零，飛機(jī)也就停下來了。
[0020]所述微調(diào)裝置為液壓油缸微調(diào)裝置，安裝于降落小車橫向的液壓油缸微調(diào)裝置與降落平臺4連接，控制平臺橫向兩個(gè)方向的微調(diào)。
[0021]所述控制裝置為微處理器，接收飛機(jī)飛行狀態(tài)數(shù)據(jù)、直線電機(jī)轉(zhuǎn)子數(shù)據(jù)和降落平臺的數(shù)據(jù)后，進(jìn)行數(shù)據(jù)換算，從而控制直線電機(jī)定子運(yùn)行、液壓油缸微調(diào)裝置和飛機(jī)的高度、速度。包括CPU和一些外圍組件的微處理器MDV-STM32-407可以完成控制工作，也具備與上位計(jì)算機(jī)進(jìn)行網(wǎng)絡(luò)連接的能力。
[0022]所述降落平臺4上還設(shè)有卡住飛機(jī)輪胎的制動裝置。
[0023]本發(fā)明在飛機(jī)降落到小車之前，控制裝置對飛機(jī)及小車進(jìn)行有效地控制，使飛機(jī)及小車都沿著跑道的中心線飛行或奔馳，并使飛機(jī)的位置在小車正上方，此時(shí)飛機(jī)與小車的速度應(yīng)幾何相等，即飛機(jī)與小車應(yīng)是相對靜止的，這樣高度在一定的范圍內(nèi)的飛機(jī)就很容易降落在小車的合適位置上。平臺上的制動裝置必要時(shí)可卡住飛機(jī)輪胎，將飛機(jī)固定在平臺上，并用小車上的微調(diào)裝置對平臺進(jìn)行微調(diào)，使飛機(jī)處在最合適的位置上。載有飛機(jī)的小車在直線電機(jī)的控制下以勻減速度使它們速度降至零，從而完成著艦任務(wù)。
[0024]當(dāng)飛機(jī)在經(jīng)過著艦準(zhǔn)備飛行后，電磁著艦系統(tǒng)接收到飛機(jī)已降到一定高度，并具有一定速度，并與航母上軌道終點(diǎn)有一定距離，飛機(jī)的中心線與航母上軌道的中心線吻合等信息后，控制裝置就對直線電機(jī)發(fā)出指令，使直線電機(jī)轉(zhuǎn)子連同降落小車以適當(dāng)?shù)募铀俣惹斑M(jìn)，使飛機(jī)的速度略快于轉(zhuǎn)子連同降落小車的速度，轉(zhuǎn)子的位置略超前于飛機(jī)的位置。
[0025]此時(shí)控制裝置發(fā)出指令飛機(jī)降落在航母甲板上，由于飛機(jī)與降落小車的速度是接近的，它們的連接是容易進(jìn)行的。飛機(jī)被降落小車的楔形開口槽所捕獲，使飛機(jī)與降落小車連成一體，使它們在一定行程內(nèi)將速度降至零，飛機(jī)也就安全著艦。如果降落小車與飛機(jī)間的距離較大，則可利用電磁系統(tǒng)調(diào)節(jié)快的特點(diǎn)對小車減速，以縮短連接行走的距離，再進(jìn)行加速，使在連接時(shí)它們的速度十分接近而減輕連接時(shí)撞擊力。
[0026]飛機(jī)的前輪起落架的楔形凸榫對準(zhǔn)小車上的楔形開口(喇叭口)，起落架立柱的前沿與小車楔形開口相配合的楔形凸榫相連接。這個(gè)楔形凸榫具有起落架帶來的垂向緩沖和橡皮前輪的緩沖；兩個(gè)楔形零件在磁排斥力作用下，使它們能接近而不接觸起到緩沖作用。此磁排斥力始終推著飛機(jī)(緩沖而不相接觸)；在二者控制裝置控制下使直線電機(jī)的轉(zhuǎn)子，降落小車及飛機(jī)在所能承受加速度所引起加速度力范圍內(nèi)均勻減速，使小車及飛機(jī)在一定行程內(nèi)將速度降至零，飛機(jī)也就安全著艦。
[0027]本發(fā)明在飛機(jī)還未降落在降落小車上時(shí)，必須控制飛機(jī)的高度，速度，使飛機(jī)中心線與跑道中心線重合，并控制小車的速度使飛機(jī)能在最佳狀態(tài)下著艦在小車上。在飛機(jī)與降落小車固定結(jié)合在一起后，就可用直線電機(jī)進(jìn)行控制，使它們的等減速度運(yùn)行，使減速度對飛機(jī)及飛行員引起的沖擊減至最小。在用前輪阻攔時(shí)應(yīng)當(dāng)提高著力點(diǎn)，使飛機(jī)不致翻轉(zhuǎn)；或?qū)⑿ㄐ瓮归狙b在尾鉤上。
[0028]本發(fā)明還提