航空母舰的电磁着舰系统的制作方法
【专利说明】
[0001]
技术领域
本发明涉及一种飞机着舰系统，特别涉及一种航空母舰的电磁着舰系统。
【背景技术】
[0002]高速的飞机要在短窄的航母曱板上降落，难度很大，目前只能采取拦阻索使飞机在很短距离内速度减为零而着舰。但飞机的速度为数百公里/小时为拦阻索所拦阻，飞机在短时间内的速度变化很大，引起的冲击力也很大。这种拦阻索系统的应用问题很多，已成为飞机降落事故发生的主要原因:飞机飞得过高，钩不住要进行复飞；飞得太低会冲到甲板上，发生损失更大；钩偏了会使一边机翼着地，拦阻索两边的钢丝绳、滑轮系统和油缸等各部件的动作稍有不协调就会将飞机拉歪，严重会机毁人亡。
[0003]自从有了航空母舰的百年以来，航空母舰上的伤亡事故多达一万二千余起，其中死亡八千余人，这些事故大多是在飞机降落在甲板时采用拦阻索引起的。
[0004]公开号为CN101439761A的专利文献公开了软着舰系统，由机体和着舰牵制绳组成飞机降落场地为水面，机体为着舰牵制绳所拉动而实现在水面上的软着舰。
[0005]公开号为CN101837838A的专利文献公开故障飞机安全助降救援系统，当飞机起落架无法打开时，飞机只能通过飞机腹部与地面摩擦进行迫降，这是很危险的，故障飞机安全助降救援系统能使故障飞机对接后，使飞机固定在托车上从而完成飞机的安全降落。
[0006]公开号为CN10250982A的专利文献公开飞行器助降系统包括安装在坑室内的拍摄视角可连续可调的摄像装置、通信和计算机装置，在预定下滑道的中线位置设有用以摄像装置的坑室所用的计算机以合成框模拟视频和偏移量计算的视频处理单元，可使飞行员获取实时飞行路线与理想下滑道的情况，及时修正飞机着舰前的姿态，实施飞机平稳安全的着落。
【发明内容】
[0007]本发明所要解决的技术问题是要提供一种安全可靠的航空母舰的电磁着舰系统。
[0008]为了解决以上的技术问题，本发明提供了一种航空母舰的电磁着舰系统，在降落甲板下设有一条直线电机的定子轨道，直线电机的转子上装有降落小车，降落小车上设有降落平台，降落平台上还设有一楔型开口槽，该楔型开口槽与飞机起落架立柱前沿的楔型凸榫相匹配，楔型开口槽两侧的板为电磁极板，与飞机起落架立柱前沿的楔型凸榫间具有磁排斥力，引导飞机进入降落通道；降落平台还设有微调装置及接收飞机飞行状态数据、直线电机转子数据和降落平台数据的控制装置，所述控制装置将信号传送给降落小车。
[0009]所述微调装置为液压油缸微调装置，安装于降落小车横向的液压油缸微调装置与降落平台连接，控制降落平台的横向微调位移。
[0010]所述控制装置为微处理器。
[0011]所述降落平台上还设有卡住飞机轮胎的制动装置。
[0012]本发明进一步提供了一种航空母舰的电磁着舰系统，在降落甲板下设有一条直线电机的定子轨道，直线电机的转子上装有拦接器；所述拦接器为拦接钩及拦接索，或为带有同极性磁铁的拦接器；控制装置接收飞机飞行状态数据和拦接器的位置数据，将信号传输给直线电机；所述拦接钩及拦阻索与飞机的尾部相连接。
[0013]飞机在降落指挥官LSO的指挥下，安全降落至离母舰一定距离时，就启动本发明直线电机上的拦接器，按照控制装置的计算结果，在一定时间内拦接器以等加速度运行，飞机则以等速度滑行后，飞机与拉接器的位置相重合，速度相等，达到两者的等速汇合，此时飞机与拦接器连接效果是最好的。飞机和拦接器在相对速度接近于零时进行连接是不会有冲击的，是安全的，可消除飞机降落在甲板时采用拦阻索引起的事故。然后再由直线电机以等减速度使飞机和拦接器一起在预定的位置上停住，这样可使飞行员和飞机在这段行程中忍受由减速度引起减速度力减至最小。目前所用的以时速360公里的飞机和静止的拦阻器相连接所引起的大量事故均可避免。
[0014]本发明的优越功效在于:
1)本发明两个楔形零件在磁排斥力作用下，使它们能接近而不接触起到缓冲作用，使飞机能安全着陆；
2)既可以保护众多精英飞行员不致因飞机降落而伤亡，又可以保护不少昂贵的飞机不致因此而损毁；
3)可以避免因过大的负加速度使冲击力过大而损害飞机和驾驶员；
4)采用电磁着舰系统能使同一跑道既能用作起飞的弹射跑道，又能用作着舰的拦阻跑道，这样对于大型航母来说可由原来的四条弹射起飞跑道，一条拦阻跑道，变成五条可以同时起飞或降落跑道，从而加速飞机起飞或降落速度，提高战斗力。
【附图说明】
[0015]图1为本发明的整体结构示意图；
图2为图1的截面图；
图3为本发明的电路原理框图；
图4为楔型开口槽的结构示意图；
图中标号说明
I一定子轨道；2—转子；
3—降落小车；4一降落平台；
5—楔形开口槽；6—楔形凸榫。
【具体实施方式】
[0016]请参阅附图所示，对本发明作进一步的详细说明。
[0017]如图1和图2所示，本发明提供了一种航空母舰的电磁着舰系统，在降落甲板下设有多条直线电机的定子轨道1，直线电机的转子2输出轴上装有降落小车3，降落小车3上设有降落平台4，降落平台4凸设一楔型开口槽5，该楔型开口槽5与飞机起落架立柱前沿的楔型凸榫6相匹配，降落平台4还设有微调装置及控制装置，控制装置接收飞机飞行状态数据、直线电机转子数据和降落平台数据，发出指令控制降落小车的运行速度，使飞机在电磁力的作用下着舰。
[0018]所述楔型开口槽5两侧的板为电磁极板，与飞机起落架立柱前沿的楔型凸榫6间具有磁排斥力。
[0019]楔型开口槽5的高宽约为I米见方。相应地在起落架立柱的前沿装设与小车楔型开口相配合的楔形凸榫6，这个楔形凸榫6具有起落架带来的垂向缓冲和橡皮前轮的缓冲；两个楔形零件高速接近，从零点几米到零点零几米的过程是相斥的磁浮力，此磁浮力始终推着飞机(缓冲而不相接触);降落小车3在几十米的行程内将速度降至零，飞机也就停下来了。
[0020]所述微调装置为液压油缸微调装置，安装于降落小车横向的液压油缸微调装置与降落平台4连接，控制平台横向两个方向的微调。
[0021]所述控制装置为微处理器，接收飞机飞行状态数据、直线电机转子数据和降落平台的数据后，进行数据换算，从而控制直线电机定子运行、液压油缸微调装置和飞机的高度、速度。包括CPU和一些外围组件的微处理器MDV-STM32-407可以完成控制工作，也具备与上位计算机进行网络连接的能力。
[0022]所述降落平台4上还设有卡住飞机轮胎的制动装置。
[0023]本发明在飞机降落到小车之前，控制装置对飞机及小车进行有效地控制，使飞机及小车都沿着跑道的中心线飞行或奔驰，并使飞机的位置在小车正上方，此时飞机与小车的速度应几何相等，即飞机与小车应是相对静止的，这样高度在一定的范围内的飞机就很容易降落在小车的合适位置上。平台上的制动装置必要时可卡住飞机轮胎，将飞机固定在平台上，并用小车上的微调装置对平台进行微调，使飞机处在最合适的位置上。载有飞机的小车在直线电机的控制下以匀减速度使它们速度降至零，从而完成着舰任务。
[0024]当飞机在经过着舰准备飞行后，电磁着舰系统接收到飞机已降到一定高度，并具有一定速度，并与航母上轨道终点有一定距离，飞机的中心线与航母上轨道的中心线吻合等信息后，控制装置就对直线电机发出指令，使直线电机转子连同降落小车以适当的加速度前进，使飞机的速度略快于转子连同降落小车的速度，转子的位置略超前于飞机的位置。
[0025]此时控制装置发出指令飞机降落在航母甲板上，由于飞机与降落小车的速度是接近的，它们的连接是容易进行的。飞机被降落小车的楔形开口槽所捕获，使飞机与降落小车连成一体，使它们在一定行程内将速度降至零，飞机也就安全着舰。如果降落小车与飞机间的距离较大，则可利用电磁系统调节快的特点对小车减速，以缩短连接行走的距离，再进行加速，使在连接时它们的速度十分接近而减轻连接时撞击力。
[0026]飞机的前轮起落架的楔形凸榫对准小车上的楔形开口(喇叭口)，起落架立柱的前沿与小车楔形开口相配合的楔形凸榫相连接。这个楔形凸榫具有起落架带来的垂向缓冲和橡皮前轮的缓冲；两个楔形零件在磁排斥力作用下，使它们能接近而不接触起到缓冲作用。此磁排斥力始终推着飞机(缓冲而不相接触)；在二者控制装置控制下使直线电机的转子，降落小车及飞机在所能承受加速度所引起加速度力范围内均匀减速，使小车及飞机在一定行程内将速度降至零，飞机也就安全着舰。
[0027]本发明在飞机还未降落在降落小车上时，必须控制飞机的高度，速度，使飞机中心线与跑道中心线重合，并控制小车的速度使飞机能在最佳状态下着舰在小车上。在飞机与降落小车固定结合在一起后，就可用直线电机进行控制，使它们的等减速度运行，使减速度对飞机及飞行员引起的冲击减至最小。在用前轮阻拦时应当提高着力点，使飞机不致翻转；或将楔形凸榫装在尾钩上。
[0028]本发明还提