一种超低空掠海型无人靶机缓冲装置及缓冲方法

摘要

本发明公开了一种超低空掠海型无人靶机缓冲装置及缓冲方法,该装置包括主摇臂，副摇臂，冲浪板，缓冲器组件，滑块组件，支架组件，主摇臂与缓冲器连接轴，主摇臂与副摇臂安装轴，主摇臂与冲浪板安装轴。本发明采用摇臂机构与缓冲器的组合，通过缓冲器吸收掠海型无人靶机在掠海飞行过程中冲浪板触水碰撞的能量，降低了掠海型无人靶机机身结构上的过载，从而允许靶机以更低的飞行高度掠海飞行；摇臂与滑轨结合的方式，减小了在冲浪板触水过程中，触水力作用点相对于无人靶机重心前后移动的距离，从而降低了触水后掠海型无人靶机的飞行控制难度；本缓冲装置可以高度折叠，在具有缓冲降载功能的同时，可以利用缓冲器组件实现缓冲装置的放下。

说明书

技术领域

本发明涉及超低空掠海飞行缓冲及工作方法领域，尤其涉及一种超低空掠海型无人靶机缓冲装置及缓冲方法。

背景技术

无人靶机是无人机家族中的一个重要分支，主要用于模拟作战飞机、导弹、等威胁目标的攻击过程，为防空武器系统的传感器、武器试验和训练提供逼真的空中靶标，是防空武器系统研制、试验、鉴定以及训练中不可缺少的重要保障性器材。

随着技术的进步，现代作战飞机、反舰导弹、对陆打击巡航导弹多采取“超低空”飞行的突防方式，既能利用海面、地面杂波的掩护，不易被敌方警戒雷达发现，即使被发现也极难拦截，又能攻击目标的要害部位，提高飞机、导弹突防、杀伤能力，与之相应的用于模拟飞机、导弹类目标的无人靶机也需要具有超低空飞行能力。

我国自研无人靶机初步覆盖了高空高速、中空通用，满足一定条件下的靶标需求。靶机速度主要呈现为两种：一种是30～60m/s，另外一种是大于150m/s。低速靶机可以实现掠海飞行、规避飞行、多机同空程控飞行、伴随舰船飞行等多种任务飞行，并可模拟多种导弹对舰艇袭击的战术训练。高速靶机通过搭载曳光管、龙伯球、诱饵弹等任务设备，可在飞行速度、高度和雷达反射特性上逼真模拟巡航导弹，为抗击巡航导弹的战法研究和训练提供了理想靶标，同时也可为各种雷达和光电跟踪系统提供理想的空中目标。但是，我国20世纪90年代末才开始进行无人靶机超低空掠海飞行方面的研究，与实际应用需求差距较大。先采用轰炸机带进口脱靶的形式进行试验，但所能达到的最佳掠海飞行相对高度20m，并且严重依赖飞行员的飞行水平，成功率较低。而后采用无人靶机直接低空掠海飞行，但由于受制于总体设计、飞行控制技术的限制，目前只能做到相对高度25m，很难满足各类试验、训练对掠海飞行小于15m甚至5m的要求。

20世纪60年代，以美国为代表的西方发达国家推出了第一代具有超低空定高飞行能力的靶机，之后迅速形成了系列化，并随着新技术的应用不断升级换代，某些经典型号至今仍在广泛使用，如石鸡靶机，其掠海飞行的相对高度均达到了5m以下，且滞空时间大于1h。主要用于模拟亚声速反舰导弹，保障舰载防空武器训练，也可用于海军航空兵模拟空战和新武器试验和评估。

发明内容

发明目的：针对以上问题，本发明提出一种缓冲装置，针对超低空掠海无人靶机，有效降低超低空掠海型无人靶机在掠海擦浪过程中受到的冲击过载。

技术方案：为实现本发明的目的，本发明所采用的技术方案是：一种超低空掠海型无人靶机缓冲装置，该装置由以下部分组成：主摇臂(2)，副摇臂(3)，冲浪板(4)，支架组件，上滑块组件，下滑块组件，缓冲器组件，主摇臂与缓冲器连接轴(27)，主摇臂与副摇臂安装轴(28)，主摇臂与冲浪板安装轴(29)；支架组件与掠海型无人靶机的机身(1)固定，主摇臂安装轴(25)穿过主摇臂安装孔，使得主摇臂(2)可以绕主摇臂安装轴(25)转动；所述主摇臂与和缓冲器连接轴(27)从左到右依次穿过主摇臂 (2)左边部分上部安装孔，缓冲器活塞杆(8)安装孔以及主摇臂(2)右边部分上部安装孔，使得主摇臂(2)、缓冲器组件可以绕主摇臂与缓冲器连接轴(27)转动；所述主摇臂与副摇臂连接轴(28)从左到右依次穿过主摇臂(2)左边部分中间安装孔，副摇臂(3)中间安装孔以及主摇臂(2)右边部分中间安装孔，使得主摇臂(2)、副摇臂 (3)可以绕主摇臂与副摇臂连接轴(28)转动；所述主摇臂与冲浪板安装轴(29)从左到右依次穿过主摇臂(2)左边部分下部安装孔，冲浪板(4)安装孔以及主摇臂(2)右边部分下部安装孔，使得主摇臂(2)、冲浪板(4)可以绕主摇臂与缓冲器连接轴(27) 转动；所述缓冲器外筒安装轴(26)穿过缓冲器组件外筒(9)安装孔，使得缓冲器组件可以绕外筒安装轴(26)转动。

其中，上述支架组件包括主摇臂安装轴(25)，缓冲器外筒安装轴(26)以及导轨(7)；主摇臂安装轴(25)与缓冲器外筒安装轴(26)穿过无人靶机机身安装孔，与机身固定；导轨(7)通过螺栓固定在无人靶机机身上。

其中，上述上滑块组件包括上滑块(6)，副摇臂与上滑块组件连接轴(30)以及上滑块支架(5)，上滑块(6)与支架组件中的导轨(7)构成导轨副，使得上滑块(6) 可以沿导轨(7)方向做直线运动，上滑块支架(5)上设置有副摇臂安装孔，通过副摇臂与上滑块组件连接轴(30)，将副摇臂(3)与上滑块组件铰接在一起，使得副摇臂(3) 上端可以绕上滑块组件转动；冲浪板与主摇臂连接轴(29)从左到右依次穿过主摇臂(2) 左侧下安装孔，冲浪板(4)安装孔，主摇臂(2)右侧安装孔，使得主摇臂(2)与冲浪板(4)可以绕冲浪板与主摇臂连接轴(29)转动。

其中，上述下滑块组件包括下滑块(33)，副摇臂与下滑块组件连接轴(31)以及下滑块支架(32)，下滑块(33)与冲浪板(4)上的冲浪板导轨(23)构成导轨副，使得下滑块(33)可以沿冲浪板导轨(23)方向做直线运动，下滑块支架(32)上设置有副摇臂(3)安装孔，通过副摇臂与下滑块组件连接轴(31)，将副摇臂(3)与下滑块组件铰接在一起，使得副摇臂(3)下端可以绕下滑块组件转动。

其中，上述缓冲器组件包括外筒(9)，活塞杆(8)，浮动活塞(12)，内密封件(11)，外密封件(10)，活塞(13)和油针(14)，油针(14)安装于外筒(9)底部，与活塞 (13)端面的孔配合，形成变截面油孔；外筒(9)底部还设有注油孔(16)；活塞(13) 通过侧面定位销(22)与活塞杆(8)固定，活塞(13)上设有一个主油孔(17)和两个侧油孔(18)；浮动活塞(12)位于活塞杆(8)内部，在浮动活塞(12)上设置有动密封圈，用于密封活塞杆内部的气体；活塞杆(8)头部设有充气孔(15)；外筒(9) 端部从左向右依次设有外密封件(10)与内密封件(11)，内密封件(11)外围设置两道静密封圈，内侧设置一道动密封圈；外密封件(10)内侧设置有一道防尘密封圈，外密封件(10)的外围通过螺纹与外筒(9)内侧连接，并将内密封件(11)压紧。

此外，本发明还提供了一种超低空掠海型无人靶机缓冲装置实现的缓冲方法，该方法如下：当超低空掠海型无人靶机冲浪板(4)触水时，通过冲浪板(4)将载荷向上传递，主摇臂(2)绕主摇臂安装轴(25)向上转动，上滑块组件沿导轨(7)滑动，缓冲器组件在绕外筒安装轴(26)转动的同时，缓冲器将被压缩，活塞杆(8)沿外筒(9) 轴线方向被压进外筒(9)内部，吸收碰撞能量，降低传递到超低空掠海型无人靶机机身上的载荷。

有益效果：与现有技术相比，本发明的技术方案具有以下有效技术效果：

1、通过在无人靶机下部加装上述缓冲装置，降低了掠海型无人靶机在掠海擦浪过程中受到的冲击过载，从而允许无人靶机以更低的飞行高度掠海飞行，提高了靶机的超低空飞行能力。

2、采用摇臂与滑轨结合的方式，减小了在冲浪板触水过程中，触水力作用点相对于无人靶机重心前后移动的距离，从而降低了触水后掠海型无人靶机的飞行控制难度。

3、结构可以高度折叠，可以使冲浪板外形与靶机机身外形一致，通过巧妙的缓冲器设计，使得缓冲装置可以同时具有放下缓冲机构以及缓冲降载的功能。

附图说明

图1装有缓冲装置的超低空掠海型无人靶机整体视图；

图2本超低空掠海型无人靶机缓冲装置结构示意图；

图3缓冲器结构示意图；

图4滑块组件局部视图；

图5冲浪板结构示意图。

具体实施方式

下面结合附图和实施例对本发明的技术方案作进一步的说明。

图1-图4中标号名称：1、无人靶机机身，2、主摇臂，3、副摇臂，4、冲浪板，5、上滑块支架，6、上滑块，7、导轨，8、缓冲器活塞杆，9、缓冲器外筒，10、外密封件， 11、内密封件，12、浮动活塞，13、活塞，14、油针，15、活塞杆充气孔，16、外筒注油孔，17、活塞主油孔，18、活塞侧油孔，19、静密封圈沟槽，20、动密封圈沟槽，21、防尘密封圈沟槽，22、活塞定位销，23、冲浪板导轨，24、冲浪板主摇臂支座，25、主摇臂安装轴，26、缓冲器外筒安装轴，27、主摇臂与缓冲器连接轴，28、主摇臂与副摇臂安装轴，29、主摇臂与冲浪板安装轴，30、副摇臂与上滑块组件连接轴，31、副摇臂与下滑块组件连接轴，32下滑块支架，33、下滑块。

掠海型无人靶机缓冲装置如附图1、2、3、4所示，该装置由以下部分组成：主摇臂(2)，副摇臂(3)，冲浪板(4)，支架组件，上滑块组件，下滑块组件，缓冲器组件，主摇臂与缓冲器连接轴(27)，主摇臂与副摇臂安装轴(28)，主摇臂与冲浪板安装轴(29)；支架组件与掠海型无人靶机的机身(1)固定，主摇臂安装轴(25)穿过主摇臂安装孔，使得主摇臂(2)可以绕主摇臂安装轴(25)转动；所述主摇臂与和缓冲器连接轴(27) 从左到右依次穿过主摇臂(2)左边部分上部安装孔，缓冲器活塞杆(8)安装孔以及主摇臂(2)右边部分上部安装孔，使得主摇臂(2)、缓冲器组件可以绕主摇臂与缓冲器连接轴(27)转动；所述主摇臂与副摇臂连接轴(28)从左到右依次穿过主摇臂(2) 左边部分中间安装孔，副摇臂(3)中间安装孔以及主摇臂(2)右边部分中间安装孔，使得主摇臂(2)、副摇臂(3)可以绕主摇臂与副摇臂连接轴(28)转动；所述主摇臂与冲浪板安装轴(29)从左到右依次穿过主摇臂(2)左边部分下部安装孔，冲浪板(4) 安装孔以及主摇臂(2)右边部分下部安装孔，使得主摇臂(2)、冲浪板(4)可以绕主摇臂与缓冲器连接轴(27)转动；所述缓冲器外筒安装轴(26)穿过缓冲器组件外筒(9) 安装孔，使得缓冲器组件可以绕外筒安装轴(26)转动。

其中，上述支架组件包括主摇臂安装轴(25)，缓冲器外筒安装轴(26)以及导轨(7)；主摇臂安装轴(25)与缓冲器外筒安装轴(26)穿过无人靶机机身安装孔，与机身固定；导轨(7)通过螺栓固定在无人靶机机身上。

而且，支架组件为主要支撑部件，对本套缓冲装置起支撑作用，通过与掠海型无人靶机机身固接，实现缓冲装置到掠海型无人靶机机身载荷的传递。主摇臂是主要承力构件，包括航向、垂向以及侧向的载荷，副摇臂也承受一定的载荷，但主要作用是控制在触水碰撞缓冲器压缩过程中，冲浪板姿态的变化。当掠海型无人靶机进行超低空飞行时，冲浪板后缘先触水，产生触水力，冲浪板将载荷向上传递，带动主摇臂绕着主摇臂安装轴向上旋转，进而压缩缓冲器组件，通过缓冲器组件吸收触水碰撞所产生的能量，从而达到缓冲降载的目的。

其中，上述上滑块组件包括上滑块(6)，副摇臂与上滑块组件连接轴(30)以及上滑块支架(5)，上滑块(6)与支架组件中的导轨(7)构成导轨副，使得上滑块(6) 可以沿导轨(7)方向做直线运动，上滑块支架(5)上设置有副摇臂安装孔，通过副摇臂与上滑块组件连接轴(30)，将副摇臂(3)与上滑块组件铰接在一起，使得副摇臂(3) 上端可以绕上滑块组件转动；冲浪板与主摇臂连接轴(29)从左到右依次穿过主摇臂(2) 左侧下安装孔，冲浪板(4)安装孔，主摇臂(2)右侧安装孔，使得主摇臂(2)与冲浪板(4)可以绕冲浪板与主摇臂连接轴(29)转动。

其中，上述下滑块组件包括下滑块(33)，副摇臂与下滑块组件连接轴(31)以及下滑块支架(32)，下滑块(33)与冲浪板(4)上的冲浪板导轨(23)构成导轨副，使得下滑块(33)可以沿冲浪板导轨(23)方向做直线运动，下滑块支架(32)上设置有副摇臂(3)安装孔，通过副摇臂与下滑块组件连接轴(31)，将副摇臂(3)与下滑块组件铰接在一起，使得副摇臂(3)下端可以绕下滑块组件转动。其中，上滑块组件与下滑块组件结构相同。

其中，上述缓冲器组件包括外筒(9)，活塞杆(8)，浮动活塞(12)，内密封件(11)，外密封件(10)，活塞(13)和油针(14)，油针(14)安装于外筒(9)底部，与活塞 (13)端面的孔配合，形成变截面油孔；外筒(9)底部还设有注油孔(16)；活塞(13) 通过侧面定位销(22)与活塞杆(8)固定，活塞(13)上设有一个主油孔(17)和两个侧油孔(18)；浮动活塞(12)位于活塞杆(8)内部，在浮动活塞(12)上设置有动密封圈，用于密封活塞杆内部的气体；活塞杆(8)头部设有充气孔(15)；外筒(9) 端部从左向右依次设有外密封件(10)与内密封件(11)，内密封件(11)外围设置两道静密封圈，内侧设置一道动密封圈；外密封件(10)内侧设置有一道防尘密封圈，外密封件(10)的外围通过螺纹与外筒(9)内侧连接，并将内密封件(11)压紧。

该缓冲器组件包括缓冲器外筒，缓冲器活塞杆，浮动活塞，内密封件，外密封件，活塞和油针，当缓冲器被压缩时，油液快速从活塞的主油孔流过，从而产生油液阻尼力；同时，油液将推动浮动活塞进而压缩活塞杆内预先充填的气体，从而产生空气弹簧力。油针与活塞主油孔的配合，使得油孔面积越来越小，相同压缩速度的情况下，可以提供更大的油液阻尼力。此外，由于本结构可以高度的折叠，可以通过对冲浪板的外形设计，达到冲浪板与掠海型无人靶机外形共形，从而降低掠海型无人靶机在飞行任务前段的气动阻力。在本掠海型无人靶机缓冲装置解锁后，可由缓冲器内部空气弹簧力自行放下，不需要辅助液压系统打开，降低了结构重量。

此外，本发明还提供了一种超低空掠海型无人靶机缓冲装置实现的缓冲方法，该方法如下：当超低空掠海型无人靶机冲浪板(4)触水时，通过冲浪板(4)将载荷向上传递，主摇臂(2)绕主摇臂安装轴(25)向上转动，上滑块组件沿导轨(7)滑动，缓冲器组件在绕外筒安装轴(26)转动的同时，缓冲器将被压缩，活塞杆(8)沿外筒(9) 轴线方向被压进外筒(9)内部，吸收碰撞能量，降低传递到超低空掠海型无人靶机机身上的载荷。