专利名称：可滑动可控运动降落区的制作方法
技术领域：
本发明涉及一种舰载机降落区，尤其是一种可滑动可控运动舰载机降落区，属于飞行器辅助着陆、着舰减震缓冲和刹停装置的配置领域。
背景技术：
飞机在着陆冲击时，会产生很大的冲击载荷，如何有效地吸收飞机着陆产生的动能以降低飞机在着陆冲击过程中承受的冲击载荷，一直是飞机起落架设计分析领域中必须面对的重要问题。随着飞机设计中飞机重量增加和下沉速度加大等要求的不断提高，飞机机身和起落架所承受的着陆冲击载荷也随之增加。这种问题在舰载机着舰和空天、航天飞机的着陆过程中尤显突出。一直以来，人们主要通过对起落架结构缓冲系统的设计改进与参数的优化设计以及在起落架上加入控制系统等方法来降低飞机着陆冲击载荷。在无降落区的常规情况下，飞机着陆时相对于地面的冲击主要由飞机起落架缓冲系统承担。起落架缓冲装置由轮胎和缓冲器两部分组成。缓冲的实质就是使飞机的着陆动能消耗在缓冲系统(轮胎和缓冲器)上。除非采用抗坠毁设计，否则一般飞机结构(起落架结构、机翼、机身)的变形仅消耗很少量的动能。航空母舰是一个空间有限的运动机场。舰载机着舰与陆基飞机着陆相比，具有以下特点由于航空母舰的区域非常有限，甲板长度一般只有20(Γ300米，而舰载机着舰之后滑行的距离相对较大；所以舰载机着舰下沉速率比陆基飞机更快，达到5飞m/s，而陆基飞机只有3 m/s;同时，舰载机着舰的精确性要求高。因此，舰载机的着舰下沉速率较陆基飞机相比要大很多，飞机起落架和飞行员所承受冲击载荷和过载系数较大，对飞机机体内零部件的使用寿命和操纵、燃油等系统的可靠性存在不利影响，舰载机着舰之后水平方向动能无法及时耗散。过载系数对于机身和飞行员而言是一种很大的威胁，所以如何降低起落架着舰的动态响应及其最终受到的冲击力非常重要。海军飞机考虑到海浪上抛甲板的影响(相当于 2. 4m/s的下沉速度)和很少或没有平飘着陆，及略高的下滑进场角着陆的影响，取用了高达6 7m/s，甚至更高的下沉速度。
发明内容
本发明针对现有技术的不足，提供一种可滑动可控运动舰载机降落区，其通过在航空母舰的飞行甲板上增加减震缓冲系统、浮动板、滚轮、刹车装置及导轨，构成可滑动可控运动降落区，使得舰载机着舰产生的冲击载荷减小；同时着舰产生的水平方向动能带动降落区装置一同沿导轨滑动，利用刹车系统同时消耗降落区装置和舰载机水平方向的动能，从而降低舰载机着舰之后滑行的距离，克服上述缺点，对舰载机减小轮胎重量、增加轮胎寿命、减小道面磨损、减小收放空间要求、减小结构重量、增加起降次数、增强缓冲支柱刚度和提高拦阻性能都具有重要理论意义和工程应用价值。为实现以上的技术目的，本发明将采取以下的技术方案
3一种可滑动可控运动降落区，包括降落区浮动板以及舰载机拦阻装置，所述舰载机拦阻装置包括拦阻钩及拦阻索，所述拦阻钩安装在舰载机上，而拦阻索则安装在降落区浮动板的上表面，且拦阻索上安装有用于检测拦阻索受力情况的力传感器；所述降落区浮动板的下表面通过减震缓冲支撑装置支撑在飞行甲板上；所述减震缓冲支撑装置包括轮轴、设置在轮轴与降落区浮动板之间的减震缓冲装置以及安装在轮轴上的滚轮；所述轮轴与动力驱动装置的输出端连接，所述滚轮配置有刹车装置，该刹车装置包括刹车片、与刹车片连接的刹车伺服驱动装置以及刹车控制装置，所述刹车控制装置根据力传感器所反馈的信息， 自动控制刹车伺服驱动装置的输出；所述动力驱动装置包括动力装置、用于检测轮轴和降落区浮动板在飞行甲板上位置的位移传感器以及运动控制装置，所述运动控制装置根据位移传感器以及力传感器所反馈的信息，结合舰载机着舰时的方位姿态角，自动控制动力装置的输出。所述飞行甲板上铺设有一组与滚轮配合使用的导轨；该组导轨中的每一条导轨的两端部均设置有限位锁。所述减震缓冲装置包括支撑弹簧以及支撑阻尼器；所述轮轴的两端附近的轴体上均安装有支撑悬架；所述支撑弹簧的一端与其中一个支撑悬架连接，另一端则与降落区浮动板的下表面连接；所述支撑阻尼器的一端与另一个支撑悬架连接，另一端则与降落区浮动板的下表面连接。根据以上的技术方案，可以实现以下的有益效果
1、在航空母舰上增加了减震缓冲装置，有效降低了飞机起落架和飞行员所承受的冲击载荷和过载系数，提高了飞机内部各系统的可靠性和使用寿命；2、使得飞机起落架结构重量有所减轻，而减少的这部分结构重量可以用于导弹等武器装备和燃油设备的设计安装中；3、通过带动降落区装置的一同滑动，耗散水平方向动能，减小了舰载机着舰之后滑行的距离；4、可控运动的降落区可根据舰载机即将着舰的方位姿态角等参数，合理控制降落区浮动板沿导轨位置，提高着舰安全性。
图1可滑动可控运动降落区组成示意图
图2可滑动可控运动降落区减震缓冲系统示意3可滑动可控运动降落区动力、刹停系统示意4可滑动可控运动降落区定向运动约束系统示意图
图中标号名称1、舰载机，2、拦阻钩，3、降落区浮动板，4、拦阻索，5、支撑悬架，6、 支撑弹簧，7、支撑阻尼器，8、动力装置，9、位移传感器，10、运动控制装置，11、轮轴， 12、滚轮，13、导轨，14、刹车装置，15、限位锁。
具体实施例方式附图非限制性地公开了本发明所涉及优选实施例的结构示意图；以下将结合附图详细地说明本发明的技术方案。如图1至4所示，本发明所述的可滑动可控运动降落区，包括降落区浮动板以及舰载机拦阻装置，所述舰载机拦阻装置包括拦阻钩及拦阻索，所述拦阻钩安装在舰载机上，而拦阻索则安装在降落区浮动板的上表面，且拦阻索上安装有用于检测拦阻索受力情况的力传感器；所述降落区浮动板的下表面通过减震缓冲支撑装置支撑在飞行甲板上；所述减震缓冲支撑装置包括轮轴、设置在轮轴与降落区浮动板之间的减震缓冲装置以及安装在轮轴上的滚轮；所述轮轴与动力驱动装置的输出端连接，所述滚轮配置有刹车装置，该刹车装置包括刹车片、与刹车片连接的刹车伺服驱动装置以及刹车控制装置，所述刹车控制装置根据力传感器所反馈的信息，自动控制刹车伺服驱动装置的输出；所述动力驱动装置包括动力装置、用于检测轮轴和降落区浮动板在飞行甲板上位置的位移传感器以及运动控制装置，所述运动控制装置根据位移传感器以及力传感器所反馈的信息，结合舰载机着舰时的方位姿态角，自动控制动力装置的输出。所述飞行甲板上铺设有一组与滚轮配合使用的导轨；该组导轨中的每一条导轨的两端部均设置有限位锁。所述减震缓冲装置包括支撑弹簧以及支撑阻尼器；所述轮轴的两端附近的轴体上均安装有支撑悬架；所述支撑弹簧的一端与其中一个支撑悬架连接，另一端则与降落区浮动板的下表面连接；所述支撑阻尼器的一端与另一个支撑悬架连接，另一端则与降落区浮动板的下表面连接。对于附图1所示可滑动可控运动降落区，包括了拦阻系统、减震缓冲系统、动力系统、运动控制系统、定向运动约束系统和刹停系统，其工作原理是
(a)、拦阻系统由安装于舰载机1上的拦阻钩2、以及布置于降落区浮动板3上的拦阻索4组成，着舰时，舰载机1尾部放下的拦阻钩2勾住降落区浮动板3上布置的拦阻索4，与拦阻系统进行咬合，耗散舰载机的水平方向动能；
(b)、减震缓冲系统由置于降落区浮动板3下方的支撑悬架5、支撑弹簧6和支撑阻尼器7组成，当降落区浮动板3受到正常工作状态下舰载机1着舰的冲击时，降落区浮动板3 向下运动，此时压缩支撑弹簧6，同时支撑阻尼器7耗散冲击产生的能量，有效降低飞机起落架所承受冲击载荷；
(c)、动力系统由与轮轴连接的动力装置8组成，运动控制系统由位移传感器9和运动控制装置10组成。位移传感器9测量降落区浮动板3和减震系统支撑悬架5在航空母舰飞行甲板上的相对位置参数，结合舰载机1即将着舰的方位姿态角等参数，利用动力装置8 带动轮轴11和滚轮12转动，整个降落区装置受运动控制装置10的合理控制在导轨13上移动，使得舰载机1在最合适的位置与降落区浮动板3接触，便于拦阻钩勾住拦阻索，实现舰载机1的有效拦阻，防止舰载机1着舰超前或偏后，拦阻钩2不能与拦阻系统咬合；当拦阻钩勾住拦阻索时，力传感器反馈出拦阻索的受力情况，运动控制装置10制停动力装置8。(d)、定向运动约束系统由安装于减震系统支撑悬架5上的轮轴11、滚轮12和导轨13组成，导轨13限定了减震系统支撑悬架5、轮轴11和滚轮12的侧向移动，使之只能沿着导轨13纵向运动，并增加限位锁15使得降落区装置在导轨13的端部受限，保证降落区装置在航空母舰上的合理位置；
(e)、刹停系统由滚轮12、导轨13和刹车装置14组成，当舰载机1着舰时，拦阻系统使得舰载机1受拦阻，即拦阻钩勾住拦阻索，拦阻索受力，舰载机1带动降落区浮动板3同时向前运动，此时刹车伺服驱动装置工作，刹车装置14使得滚轮12停止转动，舰载机1、降落区浮动板3与刹车制动的滚轮12在导轨13上滑动，滑动过程中产生较大的滑动摩擦力消耗舰载机水平方向动能，使舰载飞机与降落区装置能够在较短的距离内达到相对于航空母舰静止。
权利要求
1.一种可滑动可控运动降落区，其特征在于包括降落区浮动板以及舰载机拦阻装置，所述舰载机拦阻装置包括拦阻钩及拦阻索，所述拦阻钩安装在舰载机上，而拦阻索则安装在降落区浮动板的上表面，且拦阻索上安装有用于检测拦阻索受力情况的力传感器；所述降落区浮动板的下表面通过减震缓冲支撑装置支撑在飞行甲板上；所述减震缓冲支撑装置包括轮轴、设置在轮轴与降落区浮动板之间的减震缓冲装置以及安装在轮轴上的滚轮； 所述轮轴与动力驱动装置的输出端连接，所述滚轮配置有刹车装置，该刹车装置包括刹车片、与刹车片连接的刹车伺服驱动装置以及刹车控制装置，所述刹车控制装置根据力传感器所反馈的信息，自动控制刹车伺服驱动装置的输出；所述动力驱动装置包括动力装置、用于检测轮轴和降落区浮动板在飞行甲板上位置的位移传感器以及运动控制装置，所述运动控制装置根据位移传感器以及力传感器所反馈的信息，结合舰载机着舰时的方位姿态角， 自动控制动力装置的输出。
2.根据权利要求1所述的可滑动可控运动降落区，其特征在于所述飞行甲板上铺设有一组与滚轮配合使用的导轨；该组导轨中的每一条导轨的两端部均设置有限位锁。
3.根据权利要求1所述的可滑动可控运动降落区，其特征在于所述减震缓冲装置包括支撑弹簧以及支撑阻尼器；所述轮轴的两端附近的轴体上均安装有支撑悬架；所述支撑弹簧的一端与其中一个支撑悬架连接，另一端则与降落区浮动板的下表面连接；所述支撑阻尼器的一端与另一个支撑悬架连接，另一端则与降落区浮动板的下表面连接。
全文摘要
本发明公开了一种可滑动可控运动降落区，包括降落区浮动板及舰载机拦阻装置，舰载机拦阻装置包括拦阻钩及拦阻索；降落区浮动板的下表面通过减震缓冲支撑装置支撑在飞行甲板上；减震缓冲支撑装置包括轮轴、减震缓冲装置以及安装在轮轴上的滚轮；轮轴与动力驱动装置的输出端连接，滚轮配置有刹车装置。由此可知，本发明通过在航空母舰的飞行甲板上增加减震缓冲系统、浮动板、滚轮、刹车装置及导轨，构成可滑动可控运动降落区，使得舰载机着舰产生的冲击载荷减小；同时，舰载机着舰产生的水平方向动能带动降落区装置一同沿导轨滑动，利用刹车系统同时消耗降落区装置和舰载机水平方向的动能，从而降低舰载机着舰之后滑行的距离。
文档编号B64F1/00GK102351043SQ20111021197
公开日2012年2月15日 申请日期2011年7月27日 优先权日2011年7月27日
发明者张明, 王伟, 聂宏, 魏小辉 申请人:南京航空航天大学