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一种舰載机安全着舰、能量高效回收裝置

摘要

一种舰載机安全着舰及能量高效回收裝置,其特征在于:包括阻力垫组件、挤油组件、回油组件、补油组件、油循环控制组件及液电转换组件,从阻力垫组件经挤油组件挤出的油送到液电转换组件,液电转换组件的输出与回油组件的输入相连,形成一个油路循环,补油组件的输出也与回油组件相连,油循环控制组件控制着油循环的速度,液电转换组件把油压机械能转换成电能。本发明结构合理,着舰安全,能量可高效回收,重量轻,佔舰甲板少,维修容易,制动过程可靠、安全、平稳,节能減排。可取消飞机掛住阻拦索的尾钩、不存在阻拦脫钩亊故。不存在“前堵后拉”、重复设置多套阻拦装置,降低事故槪率、减轻舰载重量,增加甲板仃放战机数量。不必特意加強机身纵向強度。

著录项

  • 公开/公告号CN102514720A

    专利类型发明专利

  • 公开/公告日2012-06-27

    原文格式PDF

  • 申请/专利权人 广东复兴食品机械有限公司;

    申请/专利号CN201110431078.5

  • 发明设计人 郭绍浩;郭小弟;邵锐勋;

    申请日2011-12-20

  • 分类号B64F1/02;B64D45/04;

  • 代理机构广州广信知识产权代理有限公司;

  • 代理人石泽智

  • 地址 515638 广东省汕头市潮安县庵埠镇

  • 入库时间 2023-12-18 05:30:07

法律信息

  • 法律状态公告日

    法律状态信息

    法律状态

  • 2016-11-30

    未缴年费专利权终止 IPC(主分类):B64F1/02 授权公告日:20140409 终止日期:20141220 申请日:20111220

    专利权的终止

  • 2016-07-06

    专利权保全的解除 IPC(主分类):B64F1/02 授权公告日:20140409 解除日:20160513 申请日:20111220

    专利权的保全及其解除

  • 2015-06-17

    专利权的保全 IPC(主分类):B64F1/02 授权公告日:20140409 登记生效日:20150513 申请日:20111220

    专利权的保全及其解除

  • 2014-04-09

    授权

    授权

  • 2012-09-05

    实质审查的生效 IPC(主分类):B64F1/02 申请日:20111220

    实质审查的生效

  • 2012-06-27

    公开

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说明书

技朮领域

本发明涉及一种装置,特别是一种舰載机安全着舰、能量高效回 收裝置。

背景技术

航母的目的和任务是作为舰载机快速升降平台。我国建造新一代 航母可搭载60~~70架舰载机,其中48架多用途战斗机、4架空中预 警机、4架空中加油机、6~8架反潜机。最好的间隔是每50秒一架飞 机到达下滑道上。舰载机在甲板上的降落是一个充满了各种危险的过 程,过前、过后、或靠左、靠右、,都会造成冲出甲板或与舰上其他 飞机相撞的危險,浪高、浪低、甲板的横摇幅度过大,也会使舰载机 机轮触及甲板时产生倾覆、飄飞。着舰初速過大有时飞机在甲板尽头 还有余速会掉入海中机毁人亡。二战中的舰载机每降落50次就有可 能发生一次事故。

一般來说,舰载机的降落速度越低越好,由物理学知:着舰能量 EK=1/2mv2+mgh(第一项是着舰前3---12海里的平飞初速度v和机降 时的飞机质量m所具有的动能;第二项是飞至甲板上空飞机平行甲 板前端4米以上高度h及机降时飞机的质量m加所具有的势能.)由 公式可見着舰速度V和机降吋的重量G(m=G/g,)越小越好。但过低会 使飞机偏离着舰轨道发生事故。主要原因是受飞机性能的限制,飞机 不能充分利用飞行指令來实现下滑过程中轨迹控制,在下滑过程中飞 机依靠尾翼不断進行小范圍偏转來调整下滑轨迹但由于气动舵面存 在着“滯后效应”速度低时不能产生足够的操纵力。

战后舰载机为了照顧主要战术性能、飞行速度不断增加,这也意 味着其降落时的飞行轨迹控制性越好,着舰轨迹越精确。战后第一代 舰载机的着舰時速普遍为150km/h(约81节)、第二代为220km/h(约 119节)、第三代战机则在240km/h左右(约130节),现在战机都在 250km/h(约135节)的速度范圍进行下滑着舰动作。为了防止着舰时 进场初速大,高度低,而撞上降落甲板的起始端,舰截机的机轮触及 甲板的位置大都在离舰船起始端70多米处,以便为降落提供更多的 “容错距离”,舰载机的机種和重量G也不断增加这种情况会存在如 下的问题:

1、着舰动能增大,目前舰载机“摔撞”式着舰、“命中甲板”时, 会对舰产生极大的冲击、也会增加起落架下沉速度,,起落架设计标 准是4.5m/s的下沉速度,舰载机要求起落架能承受6m/s的下沉速度, 旡疑增加起落架结构重量和航母排水量。

2、着舰速度增大,降落区甲板不断加长。舰载机降落安全性与 航母降落区的长度有很大的关系;二战中美国大型航母把通常直通甲 板三分之二作为降落区,长度在200米上下,(剩下的作为弹射起飞 区),美国在二战“埃塞克斯”级航母基础上改装,降落区长度成为 146米,一直使用到20世纪70年代,后来设计的核动力航母都有较 大幅度的增加,如美国现役最大核动力航母“尼米兹”号,航母甲板 长320米左右,降落区长度增加到256米,最大宽度76米。中国改造 的“瓦良格”航母,舰長304米、飞行甲板长300米、宽70米。排 水吨位也由初期英国造的“巨人”级航毋排水量1.5万吨、发展到6-8 万吨。

3、着舰机種增多、重重增大、二战时航毋仅搭载战斗机、轟炸 机,没有“巨无霸”的空中予警机、加油机等支援飞机。现代战机约 20吨、加油机30吨、予警机重达40吨。为了提高低速时降落飞机 的操纵性,二战中的螺桨舰载机在着舰前通常要抛弃没有用完的炸弹 或鱼雷,在后来的朝鲜战争和越南战争中,美军也规定舰载机着舰前 要把没有用完的炸弹扔到海里去,除非是舰上弹药非常紧张。现在由 于舰载机挂载了高价值精确制导弹药,情况已有所变化。

4、阻拦索是舰载机助降系统关键部份,钢絲质的拦阻索设在航 母降落区,拦阻索宽40米两端端部分别与阻尼器(帶节流的活塞式 油缸)固定,平时放倒在甲板上,飞机着舰时,由弓型弹簧支起,高 度约为30至50厘米,舰载机尾部设有尾钩,起飞后收于飞机尾锥內, 准备着舰时放下尾钩,飞机着舰尾钩挂住拦阻索,带动阻尼器,促使 飞机减速并仃止。飞机仃机后,尾钩与拦阻索脱勾,阻尼器带动拦阻 索回复原来位置,准备接收下一架飞机降落。二战时的航母都采用了 较多的阻拦索,通常超过8条,“埃塞克斯”级最多使用过16条,以 提高着舰钩挂上阻拦索的概率;而二战后由于喷气机的上舰,航母上 阻拦索很快就减少到5条,美国战后建造的航母基本上都只采用了4 条阻拦索,现役的“尼米兹”级航母则减少到了3条。中国从乌克兰 购入4条,在改装的“瓦良格”航毋装了1条。

5、飞机下降时尾钩常常不能居中掛住钢絲质的阻拦索。使钢絲 两端阻尼器均匀受力,机轮阻力因不对称而发生偏离着舰轨迹或侧 倾,特别是不能根据降落速度和机体重量自动调节阻尼器的阻力,变 被动阻力为主动阻力,更不用说平稳着舰、回收动能。

6、由于舰载机降落时、着舰速度非常大,航毋的飞行甲长度远不 能滿足飞机降落的滑跑距离要求,实际舰载飞机降落时还要利用阻力 伞装置,以增強减速作用,并且在甲板三分之二处设置阻拦网,作为 最后一道“防綫”。例如飞机以130节速度着舰时,舰载机的机轮触及 甲板的位置离舰船起始端70多米处,假设制动加速度为-5m/s2,经过 3s阻力伞打开3s末的位移为157.5米,3秒末的速度是45m/s到飞机 停止时、又滑行了80.5米,加上机轮触及跑道时离甲板跑道起始端 “容错距离”70米,合计:308米,再加上阻拦制动结束后飞机离开 降落区的迴旋半径总长度必定超过了航母总长度.!要么根据导引员 指令复飞;要么就髒身大海,“完成革命”。

7、阻拦截停的阻拦索強度低,以物理强度的极限,钢絲质的阻 拦索、要求着舰时速小于130节,而现在舰载机着舰時水平速度一般 都在135节,降低阻拦索安全系数,帶来装置隠患。必须研发轻质高 强度碳纤维合成材料。

8、至今,阻拦装置只是一个被动的能量转换装置、(玩的是“拔 萝卜”的儿戏!),其技术含量不高、早期的阻拦钩直接安装在机体尾 部的受力纵梁上。在着舰机挂住阻拦索时,机体会受到很大的冲击, 甚至出现降落时后机尾因阻拦过载太大被垃断的情况。后来的舰载机 在机体和着舰钩之间增加了弹簧或液压形式的减振器才降低这方面 的事故,但事故仍未杜绝。

9、由于着舰动能很大,拦阻索两端的阻尼器(油缸),经阀门节 流拦阻、压力差P(kg/cm2)很高、飞机着舰滑行的速度V(km/h)又很 大,经溢流阀回油缸旳流量Q(L/nim)也很大,活塞伸長时损失阻拦功 率N=PQ/612η(Kw)瞬间Δt(h)全部转化为油的热量H(kcal/h) 高达上万千卡,使液压系统温升上万千卡、油温远远超过100C0,给 装置带来很大的破坏。這也是美国航毋设置多根阻拦索原因之一。

10、为了使阻拦的制动作用均衡地作用到飞机上,同时又使阻拦 有较大的偏航“容错能力”,现在航线使用的阻拦索绷紧宽度大都在 40米以上,由于要考虑现有阻拦索不均衡制动引起的飞机滑行偏差, 整个降落区的宽度就更大,这就造成了降落区面积占航母总甲板面积 一半以上的情况。目前阻拦装置功能重复、结构复杂,安全性差、效 费比高,重量和体积也稍显偏大,更为要命的是这种制动装置极不均 衡。而且着舰能量完全得不到合理回收利用。

11、美国和俄罗斯航母上的制动装置制动距离普遍在100米上下, 按舰载机着舰速度计算平均过载不应超过3g,但这种装置(阻拦索 加阻尼器)的最大制动过载往往超过4.5g以致舰载机不得不采用较 大的过载值作为“保险”使机体付出了过多的结构增重代价。

上个世纪70年代美国海军借助登月技术发展出称为:“全天候 电子助降系统”的舰载甲板升沉1.5米的恶劣海况下着舰精度可以 到纵向正负13米、横向误差3米的范圍內。但依靠昂贵的仪表优势 并不大,加之战时有电磁静默的需要,降落安全性的提高并不比人工 结合光学导引更多,更精确。因为飞机本身性能所限;另一方面是因 为降落时航母和飞机都在运动,海上又缺乏地标,导致所需飞行数据 采集不全面、且精确度不够。着舰失败不仅指发生严重事故或没有挂 上阻拦索,而且还包括下滑轨迹不准确引起的重飞。从某种意义上讲, 重飞和复飞也是事故,因为再次降落增加了事故率。

到上个世纪80年代,飞机矢量推力技术有了长足的进步,降落 距离可以缩短40%到60%,这是因为矢量推力技术可以充分发挥飞机 本身的潜力。所有飞机都有一个对应飞行重量的最低平飞速度,中国 的歼十最低平飞速度也可以低至160千米/时,(约86.4节)美国F-15 可以低到122千米/时(约66节)、F-16则为135千米/時,(约73 节)。现代标准战斗机在余油和半挂载的情况下,根据机翼产生的升 力,其降落进场的速度可以降低到180千米/时以下,(约97节)只 是在这样的速度下尾翼的操纵效率大幅度降低,满足不了着舰时保持 正确下滑轨迹的要求,而且弄不好就会进入失速状态,因此现代战机 都在250千米/时(约135节)的速度范围进行下滑着舰动作,按美 国海军祜计,矢量推力使着舰动能降低3.8%。

矢量推力的操纵效果与飞行速度无关。矢量推力能在较短时间内 提供很大的操纵力矩,响应速度比气动舵面灵敏得多,

2003年4月29日,美国海军利用X-31A试验机成功进行了自 动控制系统的操纵下以24度大迎角状态着陆(极限迎角70度),就 在机尾部离地面只有600毫米的瞬间,能够提供精度达15毫米的信 标测量系统、就会自动发出操纵指令,也就是说让飞机迅速低头,使 机尾抬高,在机头即将接地时让机尾的离甲板高度大于机轮,成一种 “雀降”方式,可以在下滑精度、降落速度两方面达到配合,着舰精 度可以从以前的纵向正负13米提高到正负2-3米的程度,横向精度 则可达到0.5米以下的水平,就5毫米的测量精度而言,适当调整左 右副翼的偏转角度就可以让左右机轮同时触及甲板,未来的舰载机不 会再出现因机轮没有同时触及甲板而产生弹跳现象了。从发展的眼光 看,利用矢量推力技术还能使着舰动能进一步降低,达到50%甚至更 高,舰载机的降落速度,完全有可能降低到130千米/时(约70节) 20年前的法国“幻影2000”就可以经时速75千米(约40.5节)的 水平飞行动作,还可以减少起落架所承受的下沉速度,

採用矢量推力技术1、可使舰载机着舰能量大幅度降低、并降低 着舰时的冲击能量,2、能提高舰载机的下滑精度,3、减少起落架所 承受的下沉速度,4、还能大幅度扩大舰载机“着舰通道”减少舰载 机的降落时间,(等于减少了返程的7%的油量贮备,增加10%以上行 程,扩大战机作战半径。

目前舰载攻击机、空中预警机和其它支援飞机不能或还未能全部 采用矢量推力技术,从工程角度看,没有采用矢量推力技术的舰载机 除了着舰能量不容易降低外,着舰精度大幅度提高与能使着舰安全产 生质的变化。

当然,光有了矢量操纵技术还不行,还采用了以下三项新技术来 完成全自动降落:一是能提供飞行速度、高度、温度和飞行姿态等重 要信息的大气数据系统;二是先进的高精度信标着陆系统,这种系统 可以使舰载机在降落时与母舰之间的定位精度达到15毫米。三是研 发新型的阻拦装置。

发明内容

本发明的目的在于提供一种结构合理,着舰安全,能量可高效回 收,重量轻,佔舰甲板少,维修容易,制动过程可靠、安全、平稳, 节能減排的舰載机安全着舰、能量高效回收裝置。

本发明的目的可以通过以下措施来达到:一种舰載机安全着舰及 能量高效回收裝置,其特征在于:包括阻力垫组件、挤油组件、回油 组件、补油组件、油循环控制组件及液电转换组件,从阻力垫组件经 挤油组件挤出的油送到液电转换组件,液电转换组件的输出与回油组 件的输入相连,形成一个油路循环,补油组件的输出也与回油组件相 连,油循环控制组件控制着油循环的速度,液电转换组件把油压机械 能转换成电能。

本发明的目的还可以通过以下措施来达到:阻力垫组件包括油 箱、阻力垫、螺钉、乳化液、压板、弹簧、挂柱、滚柱、航母甲板、 充油管,阻力垫由碳纤维复合有机胶整体压出,夾层纵向平行排列着 直通阻力管,充油管的一端与阻力管相通,另一端与回油组件中的快 速接头、电磁阀连接,压板的一端与弹簧相连,弹簧另一端勾挂在挂 柱上,挂柱与航母甲板焊接在一起,滚柱设于压板的底部。回油组件 包括快速接头、电磁阀、回油管路、单向阀,液电转换组件中变量油 马达的输出经回油管路、单向阀、电磁阀、快速接头与充油管相连接。 挤油组件包括滤油器、油泵、压力油管、快速接头、液控单向阀,阻 力管内的乳化液被油泵挤出后,沿着压力油管、经快速接头、液控单 向阀驱动液电转换组件中的变量油马达。补油组件包括空气储能器、 电接点气压表、电磁阀、空气过滤器、电动机、空压机、空压管,充 油管需要的压力由空气过滤器、空压机、空压管、电磁阀进入到空气 储能器,调节空气储能器内的油压力,达到计算中心设定的压力时开 启电磁阀,经过快速接头重新回到充油管进入阻力管。液电转换组件 包括变量油马达、发电机、电气开关、负载、电阻、整流电路、电池 组、电容组,变量油马达的一路输出带动发电机,把液压能转变成机 械能,再把机械能转变成电能,经相线送到整流电路整流滤波后,为 电池组、电容组充电。油循环控制组件包括远程压力控制阀、時间继 电器、流量计。远程压力控制阀、時间继电器、流量计收集主机轮位 置压力和流量信息。阻力垫通过螺钉固定在航母甲板上。阻力垫内的 阻力管可品字形排列,形成蜂窝结构。在油箱上还设有冷却器、电接 点温度表。

本发明相比现有技术具有如下优点:

1、取消飞机掛住阻拦索的尾钩、不存在阻拦脫钩亊故。不存在 “前堵后拉”、重复设置多套阻拦装置,降低事故槪率、减轻舰载重 量,增加甲板仃放战机数量。不必特意加強机身纵向強度.

2、变被动为主动,本发明技术可精確调控飞机在滑跑区段路程 长短及轨迹,无须加装阻力伞、阻拦网。减少故障率,节省费用。

3、由计算机控制中心可以根据检测到的信息、实时调整各个机 轮阻力,在末速度5m/h不必要等飞机仃就可自动转到仃机坪,大大 提高着舰甲板利用率。

4、供舰載机降落旳阻力垫、如遭敌机破坏,可以在极短時间内、 像舖设地毯一样在在甲板上重置。重量轻、结构合理,安装更换快捷。

5、阻力垫表面全程塗有发光材料的特别标识,引导飞行员日、夜 降落。

6、动能和液电转换装置,由计算机自动控制,技术成熟可靠。

7、电能存贮棌用超级电容和多余度技术,具有安全可靠、充电 快、容量大、体积小、放电时间长、安装方便、寿命長、成夲低的特 点。

8、实现了高精度着舰的舰载机、如果再利用本发明的主动阻力 回收着舰能量装置,航母就有可能把降落区宽度缩小三分之一以上, 这将极大改善飞行甲板的拥挤状态,而且高精度的下滑轨迹有可能使 舰载机机轮、在降落甲板的起始端30多米处就开始触及甲板,减少 甲板跑道“容错距离”:40米(70-30=40米)从而提高甲板有效使用 长度的可行性。以上两个特点可使航母腾出相当大的甲板面积供起 飞、停机使用,同时可以取消阻拦索阻拦装置40米横跨的钢絲索后, 加宽飞行甲板而带来航母加大排水量的结构增重。

9、阻“力”和阻“拦”、仅一字之差的舰载机降落技术,从设计 航母的角度看、有相当大的意义!本发明的滚动阻力能量回收装置, 可以很容易地直接精确调节对着舰机机轮制动力大小,并具有较高的 自控“着轨能力”,使舰载机着舰“偏航容错”从3米尽可能大幅减 小到15毫米范圍。能量回收装置同时还有及时调整降落飞机滑行方 向的能力,飞机可以准确地沿着降落中心线滑行,甚至可以通过压力 感器、流量脉冲信号和计算机调整前后、左右机轮阻力、从而把飞机 “制动”到降落区外右侧的停机位置上,以便立即进行下一架的回收, 大幅度提高回收飞机的速度。从效费比的角度看,在舰載机着舰速度 250--300节时的优势比阻拦索拦阻、阻力伞等,在技术上难度上则要 小得多,航毋、舰载机成本也低得多。有可能研制出低成夲、高性能 的袖珍航毋来。在同等金资预算条件下,一个航毋战斗群、可以像“孙 悟空”那样实施分身术,战斗力数倍增加.

10、根据保守计箅、本发明用于陆基的航空港的经济优势更显巨 大;舰载机于陆基、舰基给力国防效果不可低估。本发明还可以作为 高原陡路、冰封的高速公路,汽车减速回收能量的装置。

11、节能减排效果显著,应用前景广阔。能量回收的直接经济效 益不容小觑,间接社会效果更为有利。

附图说明

图1为本发明的液电系统原理图:

图2为飞机着舰俯视图:

图3为图2的A-A向剖视图:

图4、图5为图2的B-B向剖视图:

图6为图3的C处放大图。

具体实施方式

本发明下面将结合附图(实施例)作进一步详述:

参照图1-图6,本发明包括阻力垫组件、挤油组件、回油组件、 补油组件、油循环控制组件及液电转换组件等。

阻力垫组件包括油箱8、阻力垫36、螺钉37、乳化液38、压板 39、弹簧40、挂柱41、滚柱42、航母甲板43、充油管44等;回油 组件包括快速接头4-9、电磁阀11、回油管路35、单向阀30-9等; 挤油组件包括滤油器1、油泵2、压力油管3、快速接头4、液控单向 阀5等;补油组件包括空气储能器13、电接点气压表14、电磁阀15、 空气过滤器18、电动机19、空压机20、空压管25等;油循环控制 组件包括远程压力控制阀9、時间继电器10、流量计45-4等;液电 转换组件包括变量油马达6发电机7、电气开关21、负载22、电阻 23、整流电路24、电池组27、电容组28等。图1中显示了五组阻力 管31的液电系统;另16为冷却器、17为电接点温度表、图2中32、 46为飞机前主机轮;33、34为主机轮。

阻力垫36是本发明的核心组件,由碳纤维复合有机胶整体压出, 夾层纵向平行排列直通阻力管31、也可考虑品字形排列,形成蜂窝结 构。每根阻力管都有一个身份证代码输入计算机数据庫。如图3中 1a~34a,,和图2中机轮32(阻力管代码19a)、机轮33(阻力管代 码22a)、机轮34(阻力管代码13a)、机轮46(阻力管代码16a)。阻 力管31的数量密度应考虑各种功能战机前主轮的数量有单轮和双轮 之分,双轮也有轮距之别。管内径d≤1/2的机轮宽度,内径约25mm, 相邻管之间厚度由使用工作压力P计算决定。充油管44的一端与阻 力管31相通,另一端与回油组件中的快速接头4-9、电磁阀11连接, 压板39的一端与弹簧40相连,弹簧40另一端勾挂在挂柱41上,挂 柱41与航母甲板43焊接在一起,滚柱42设于压板39的底部。弹簧 40是在舰载机轮离开阻力垫后使阻力垫的变形回复原状,接受下一 架飞机降落,阻力垫36外侧有数个轴向腰形孔、并通过螺钉37定位。 可使阻力垫安装和工作时、可纵向少量位移,但不会横向跑偏,螺钉 37是固定在航母甲板43上。

为收集主机轮位置压力和流量信息,远程压力控制阀9和时间继 电器10、流量计45-4发出的脉冲信号,及时把各条阻力管(如图3 中1a~34a)的压力P和流量Q输入计算机进行调控。计算机信息管 理中心对飞机、航毋和舰载机在跑道上位移定位。飞机位置由设置在 甲板上的雷达测速仪和GPS执行,压力、流量、速度、温度、風向, 風力傳感器传递,飞机的飞行状态,可以由现场引导员手持发射器输 入。

机轮32、33、34、46着舰時机轮边缘切向速度V(与机轮转动 方相反,大小与着舰水平速度相等),由B→A→C转动(见图6)受 到流体变阻力fb、fa、fc、其平均阻力为Ff(精確计算可用积分公式), 功率为Nf=Ff×V等于流体阻力功率NB=P×Q/6012×0.85=驱动油马达 6的功率Nm=发电机7的电功率P=I×V×COSφ、电流沿相线26、29 经整流电路24的电池27、电容28储存。

阻力垫36的阻力管31內的乳化液38被油泵2挤出后,沿着压 力油管3、经快速接头4、液控单向阀5、流量计45-4驱动变量油马 达6,首先把液压能转变为机械能、带动发电机7,再把机械能转变 成电能;并经马达回油管路35、单向阀30-9、电磁阀11,再经快速 接头4-9、充油管44进入阻力管31,准备下一轮飞机着舰时进行能 量转换。

充油管44需要的压力由空气过滤器18、空压机20、空压管25、 电磁阀15、进入到空气储能器13,调节空气储能器13内的油压力, 达到计算中心设定的压力接通开启电磁阀11,经过快速接头4-9和 充油管44进入阻力管31。

远程压力控制阀9还有调节阻力垫内管1a-34a充压和卸压的功 能,这个调节是由计算机根据飞机滑行轨迹“偏容距离”和在Vt速 度等于5千米/小时飞机转弯移出轨道的指令。有汽车驾驶常识的人 都知道当一侧汽车的轮子气压低的时候,阻力增大,另一侧充满额定 气压的轮子阻力就会减少,车子就会驱动汽车向阻力大的一侧转弯, 本技术就是利用这个原理变阻力垫內阻力管内流体压力形成阻力差 而发生机体转弯。甲板上装置的测速度雷达,会实时把V0=240km/h 减速到Vt=5km/h的信号,输至计算机调控中心。

整流电路24由二极管、电容、电池等组成,整流电路24根据容 量的大小也可以采用水银整流等方式。二极管D1~D4为桥式整流连 接。分别与发电机的相线26、29连接,整流电路的另两端又分别与 超级电容组28和新型钒电池组27两端连接,并且电池组27、电容 组28又分别和开关21负载22、电阻23串接。电容28采用石墨烯 超级电容,可充电次数高达50万~100万次,储电性能达到9倍于 锂电池的能量密度,完成充电仅用200微秒,充电寿命将超过1千年 以上,成本优於锂电池。超级电容最大的缺点是自放电率高,就是说 一天不用自己也会跑电,所以本发明采用多余度技术,并连一个新型 钒电池组27,钒电池充电时间3~5分钟,成本造价是目前锂电池的 40%,体积和重量分别是锂电池的1/25和1/10,可反复充电在12000 次以上,电池寿命长达20年。

实际工作时,舰载机在能提供飞行速度、高度、温度和飞行姿态 等重要信息的大气数据系统以及先进的高精度信标着陆系统指引下 正确进入着舰轨迹,机轮32、33、34、46同時触及阻力垫36,并且 每个机轮各自对应着阻力垫内一根阻力管31的中心线1a~34a,阻 力垫在机轮32、33、34、46的重量作用下,产生变形,与阻力垫端 部连接的弹簧40,(弹簧的另一侧固定在挂柱41上)使弹簧伸长变 形,滚柱42使阻力垫面板顺利往下凹入,机轮把阻力管31压扁并且 使得管内上下壁紧贴在一起,管压扁后的宽度小于机轮的宽度,這時 机轮像闸阀把阻力垫内管分隔成前后两个密封空间,机轮在飞机的惯 性作用下向前滚动,产生“挤牙膏效应”,机轮前方管内的流体就会 沿着管道截面流动,流动的液体受到負载-变量油马达6和发电机7的 作用,产生反推力,就形成机轮制动力和力矩。流动的液体挤出量的多 少取决变量油马达6发电需耍的油压力P和流量Q,压力P和流量Q 由计算机数据库设定,通过甲板降落跑道旁设置的雷达测速装置向 计算机输入飞机位移和速度信号、自动调节逺程远程压力控制阀9的 系统压力P和流量计45-4的流量Q。变量油马达6带动发电机7输 出电能。同時流量计45-4把脉冲信号传给电磁阀11使其接通,机轮 向前滚动、机轮后方的空间增大、由於飞机机轮滾动很快、机轮后方 的管道,甚至可能产生局部真空,在正常情况下补充的油可以由变量 油马达6的出口,经回油管路35、单向阀30-9、电磁阀11、快速接 头4-9与阻力垫36的充油管44相通。当管路系统产生容积损失或补 油容量不足、出多入少,空气储能器13的流体通过电磁阀11、快速 头4-9与阻力垫充油管44对机轮让出的后方空间进行补油。空气蓄 能器13补油速度、可由电接点气压表14、电动机19、空压机20、 空压管25、电磁阀15来完成。就是说机轮前方是推出,后方是等量 进入,不断的循环。循环的快慢决定机轮前方的流体阻力,也就是流 经变量油马达6的压力P和流量Q的大小决定。计算机控制中心根据 流量计45-4的过流量Q、、远程压力控制阀9的压力P、时间继电器 10输入的信息,甲板上的雷达测出的飞机末速度Vt,调控变量油马 达6压力P和流量Q的乘积关系,使加速度a=-22.05m/s2为常数并且 在使飞机滑行距离S≤100m末速度Vt=5km/h时,使停机坪一侧的机 轮所压住管线(1a~34a)内的液体通过所对应的远程压力控制阀9 卸荷,即假设机轮32、33所压住的阻力管线卸荷,滚动阻力增大, 而飞机另一侧的机轮34、46保压,滚动阻力减少,飞机以末速度 Vt=1.38m/s转向停机坪,迅速让出降落区的跑道。机轮没有触压的 阻力垫36内的管綫则保特待工状态。

当舰载机“摔打”式降落在阻力垫时,如本例:前主轮32、46 先行着垫,(对应阻力管代码19a~16a),主轮33、34还没着垫,(对 应阻力管代码22a~13a),飞机在前轮受阻力時由於重心的作用机身 尾部有可能左、右偏离轨道、也可能打滚翻,主轮的两个管没有流量 信号输入计算机,这时计算机就会发出信号把前主轮压住的管通过远 程压力控制阀9卸荷,等到四个轮子同时着垫,四个管子的流量信号 同时输入计算机,信号消失,飞机正常降停。

当舰载机在精确的信号系统指引下正确进入着舰轨迹,机轮接触 阻力垫36后,但有一侧机轮(例如32、33)偏离阻力垫管线中心线 (19a、22a),使偏离的那部分管线正常压力和流量减少,阻力增大, 飞机会自动转向压力和流量少的管线,使得两侧流量和压力一致,机 轮对称主轮矩中心线A——B。飞机正常降停。

飞机滑跑至预定的未速度,测定雷达发出信号,如向右转则对应 编码19a、22a阻力管的9卸荷,右侧机轮阻力增大、机身向右转; (這相当四驱车转弯、转弯半径小一些)、也可以仅让编码19a阻力 管对应的远程压力控制阀9卸荷,机头向右转,(這相当两驱车转弯、 转弯半径大一些)。飞机转向時阻力垫36无关的编码阻力管处於自然 保压状态。

在每次机降均有导引员值班,可用手控制器人工操作。

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