航母舰载机智能导航势能转移可控拦阻软着舰系统技术方案

本发明专利技术公开了航母舰载机智能导航势能转移可控拦阻软着舰系统，它包括舰机甲板降落专用区、导入式上坡平台、拦阻车平台、舰机新型尾钩组合体、拦阻主索自动升索装置、台、车自动分离器、拦阻车平台定位槽及平衡防护罩、拦阻车的可控卸载装置、拦阻保险付索自动升索装置、拦阻车运行轨道、智能导航控制装置和拦阻车越位缓冲阻拦器；在智能化导航下降落；采用滑翔式慢速精准着舰；着舰后的自动纠偏上坡；前轮入槽定位后带来的自动升索；后轮登车后的瞬时台、车的自动分离；分离过程中保险付索自动上索；栏阻上索后的自动告知及势能转移；舰机与栏阻车运行中的匀称延时可控制动卸载；舰机与栏阻车卸载后返程归位；舰机下坡后的专用牵引车将舰机移机定位。

【技术实现步骤摘要】
航母舰载机智能导航势能转移可控拦阻软着舰系统
本专利技术涉及航母舰载机智能导航势能转移可控拦阻软着舰系统。
技术介绍
一、前言：目前世界航母舰载机着离舰领域技术程度的现状及存在的重大安全隐患众所周知：目前世界上在十多个国家中共有大、中、小型各类现役航母20多艘，而美国一家就拥有11艘，且经历百年来的持继发展并经几次重大的技术升级和更替后全部实现了功能强大的核动力。在对舰机的离舰方式上也都采用了蒸汽弹射器。特别是2013年10月下水的超大型10万吨级“福特”号航母上更装备了现代科技含量更高的电磁弹射器使航母的作战能力上得到进一步的提升。除美、法两国拥有舰载机的弹射器外，其它国家如：俄罗斯、印度、西班牙、意大利、泰国、巴西等国及我国的“辽宁”号航母上都因缺乏这项专门的技术及科技实力的支撑暂只能采用普通的滑跃方式起飞，故综合作战能力受到极大的限制。而在舰载机的着舰方面，由于受到舰机着舰过程中重量加速度产生的巨大势能，而降落航母甲板距离又过短这一现实原因的制约，近几十年来各国不约而同的都采用在舰机尾部装置活动尾钩，通过尾钩钩住横卧在甲板上的拦阻索，利用高强度的拦阻钢索拉力强行拽停舰机的方式，这种方式简单、直接，但可靠性差。强拽停机不但造成舰机的强度受损，缩短舰机使用寿命，更由于着舰过程中存在各种复杂的不确定性因素影响极易产生舰机与拦阻索的“脱钩”现象，俯冲而下惯性势能十分巨大的舰机因速度、角度等原因接触不到甲板或接触甲板后又因种种原因无法上钩后，飞行员只能选择飞机重新加大动力再次升空复飞后进行二次着舰。由于此时有限的甲板距离更短，再次升空的初速偏小，飞行员驾驶由着舰模式瞬间又紧急转入复飞升空模式，舰载机处于一种十分危险的境地，心理压力高度紧张的飞行员操作稍有不慎，即有可能坠入前方的大海中，即使飞行员果断的启用弹射座驾后也因升空高度大低，降落伞来不及张开而造成机毁人亡的惨局。为尽量避免这种现象的发生机率，各航母国大都采用带动力增速降落的方法，但这种无奈之举更为舰机的顺利上钩增加了挑战性和不确定性。由于着舰作业的方式细节牵涉到舰机安全的特殊性，因此也成为各航母国密而不宣的航母重大核心关健技术之一。据有关资料显示：单就美国一家几十年来就有800余架舰载机在着舰过程中遭遇事故而损毁，600多名训练有素的优秀飞行员不幸丧生，在发展航母的初期就有每平均二天就摔落一架舰机的记录。由于着舰作业中事故频发，飞行员安全风险极高，军事专家们一致认为这一职业的风险竟然高于宇航员的五倍，是普通陆基飞行员的20倍。而在媒体的报道中常常将这种高危作业比喻为“刀尖上的舞蹈”。为尽可能的减少这种事故的发生率，培训出合格的舰载机飞行员就成为各国航母各项任务中的重中之重。美国在上世纪中期，原苏联在上世纪七十年代都开设了专门的舰载机飞行员培训中心，我国在“辽宁”号引进不久也加紧开设了专门的舰载机飞行员训练基地，并从陆基飞行员队伍中择优选拔再经3年左右，几千次的强化着·离舰科目的严格训练，其成绩综合考核合格后颁证才能正式从事这一高危岗位，而他们之间的淘汰率达到30%，2012年后我国海军航空兵部队也启用并开展了自主培训舰载机专业飞行员的模式截止到2016年底我国共自主培训专业飞行员35人。我们从资料的介绍中可见各国对航母舰载机飞行员的选拔、训练的严格程度，但在目前现行的着舰装备既安全技术保障条件下，仅仅依靠两、三道简单的拦阻索这单一方式就期待对培训后的每一名飞行员在今后大批量、高频次的每次着舰过程都能规避这种高危风险而绝不失手几乎难以完成，这对价值不菲的现代舰机(以美国F-18大黄蜂舰机为例：它的单机价值约为1.8亿美金，而更为先进的F22更达到2亿多美金)及宝贵的飞行员生命来说，现行这种押宝式的方式既不科学、更不合理。去年我国一级飞行员年仅29岁的张超烈士在模拟着舰训练中不幸遇难牺牲的事例使我们进一步感受到现行这种仅仅单一依靠拦阻索的着舰方式的危险性有了更为清醒的认识：我国的航母是我海军近年来由近海走向深蓝的一项全新的事业；一味照搬国外的做法单纯依靠对飞行员进行严格训练，而不是从源头上解决问题的做法显然还远远不够，我们应将更多的精力、智力进行整合，创新出彻底解决这一问题的有效方法，从根本上破解长期以来困绕舰机安全的世界性现实难题。舰载机的着舰相对于离舰来说，具有的挑战性可能更大，就目前来说：离舰方式除了普通的滑跃方式（需要较长的跑道及受到起飞重量的严格限制)外还有蒸汽与电磁弹射，而本文作者经多年努力探研出的“势能弹射”方式因其原理可靠，结构简单、高效实用，成本低廉亦可作为一种新型实用的选择方案(已获得国家专利)而在着舰方面，（包括美国)都还在选用这种单一的着舰方式更能说明要解决上述问题的难度所在。虽然各航母国都投入了大量的精力、财力做了大量的研究工作，但基于它的特殊性，到目前为止仍没有取得突破性的进展。简析航母舰载机降落过程中由于舰机自身重量大，以我国J－15型舰载机为例：它的自身重量为17.5吨，满载油料，挂满航弹后达到33吨，返航降落时重量也达到30吨左右，俯冲而下降落过程中较高的航速其重量加速度产生的惯性势能十分巨大，而航母结构上短距离的降落区域不足百米而实际的高效拦阻距离为60米左右如此短距离内如何在保障飞机绝对安全并迅速而有效的将这种巨大的势能瞬时消化，殆尽成为一个难于解决的矛盾，因此也成为几十年来摆在世人面前一道难以逾越的障碍。具体在3·5秒的瞬间，50-60米短距离内实现一次性的安全着舰(不允许着舰失败再进行二次复飞)成为实现上述目标的关键。实践证明：依靠舰机自身来消化这种巨大的势能既不安全也不现实。而现有单纯依靠拦阻索单一方式又存在上述重大的安全隐患及弊端且已到了非改不可的地步，它的出路究竟在哪里，现有舰载机“智能导航·势能转移·可控拦阻车安全软着舰系统”由多个相对独立又集中统一的多个不同任务功能组成。1、解析现行舰机：LSO人·人，天·舰互动方式存在的问题与不足。目前航母舰机LSO(着舰协助)大至过程中以美国为例：(我国“辽宁”号航母舰机的着舰方式、战位布置、着舰设置及操作特点上基本与美国一致)。当指挥中心下达指令准予舰机降落着舰后由6－8人组成的：LSO小组人员各就各位，准备相应的工作：甲板侧面大屏幕显示出舰机降落过程中多角度的画面及关键数据，着舰区域的状态，开启控制面板和通讯，闭路电视监控和菲涅尔透镜光学助降系统，一名LSO领航员则手控电话站立在降落区甲板中央充当座标，在舰机降落着舰前的十几秒钟内不断提醒飞行员修正高度、角度、速度的偏差，协助飞机着舰并降于甲板上的正确位置后成功钩住拦阻索。另一名LSO观测人员则紧盯飞机的飞行状态，当飞机偏差较大无法正常降落或降落后各种原因产生“脱钩”时立即扣动手中的板机让助降系统打出着舰失败须立即再次复飞的红灯，指示飞行员再次升空二次着舰。从上述舰载机着舰作业大至过程的资料介绍中不难发现这套LSO操作流程中存在着明显的缺陷如：大屏幕电视显示的是从舰面拍摄到的多角度画面，它对飞行员事后的飞行分析，总结有一定的益处，而对飞行员降落操作当时的目标指示，飞行偏差的纠正没有实际的帮助，而站立在甲板跑道中央的LSO领航员的指示又因天·舰位置的反差，气候条件的变化、视角盲区的产生和着舰的瞬间飞本文档来自技高网...

【技术保护点】
航母舰载机智能导航势能转移可控拦阻软着舰系统，其特征是：它包括舰机甲板降落专用区（1）、导入式上坡平台（2）、拦阻车平台（3）、舰机新型尾钩组合体（4）、拦阻主索自动升索装置（5）、台、车自动分离器（6）、拦阻车平台定位槽及平衡防护罩（7）、拦阻车的可控卸载装置（8）、拦阻保险付索自动升索装置（9）、拦阻车运行轨道（10）、智能导航控制装置（11）和拦阻车越位缓冲阻拦器（12）；所述导入式上坡平台由导入式上坡段，导档墙，舰机轮胎导入定位槽入口，自动分离器活动扣板组成；所述舰机新型尾钩组合体包括能将拦阻主索上钩的尾钩，所述尾钩的尾部设置有便携式平行尾钩轮，尾钩的内钩钩索部分设置有尾钩上索告知受压传感器，尾钩的两侧的擒索双叉两侧安装板上设置有擒索定位双叉、定位双叉拾索弹簧板；所述拦阻主索自动升索装置包括拦阻主索，所述拦阻主索通过拦阻付索与主索联接卡点与拦阻付索相连，设置在拦阻主索下方的升索托盘与升索增程杆相连，升索增程杆的支点与强力型电磁吸盘的吸附板相连，设置在拦阻平台的定位槽内的定位槽上索弹簧触头与电路延时器及强力型电磁吸盘串联相通；所述台、车自动分离器由舰机的前轮驱动动力、动作杆、动作杆轴、动作杆隐槽、钢绳转向轮、钢绳、钢绳分支锁扣、锥型活动栓回位弹簧、锥形活动栓、锥形活动栓燕尾槽、拦阻车边沿扣槽及设置在上波平台部分的活动扣板组成；锥形活动栓回位弹簧（6.8）将锥形活动栓燕尾槽（6.10）中的锥形活动栓（6.9）抽出，由于一头大一头小的锥形栓抽出位置的变化将紧紧栓扣拦阻车边沿扣槽（6.11）将活动扣板（2.4）中间部分顶起，拦阻车在势能的牵引下驮着舰机前行并实现功能的自动分离，当自动分离后的动作杆（6.2）在锥形活动栓回位弹簧的回位作用下将自动分离器的联动机构恢复到原有位置，待着舰作业完成回位时重新将活动扣板（2.4）扣住拦阻车使它们又连成一体，前轮驱动动力（6.1）通过碾压动作杆（6.2）后形成的联动机构再带动台、车自动分离器（6）将拦阻车与上坡平台分离，同时通过钢绳分支锁扣（6.7）带动分支钢绳（9.1）、升索主动齿轮（9.2）通过齿轮啮合带动升索从动齿轮（9.10）将升索架（9.4）及升索管内的拦阻付索（9.5）升起，升索主动齿轮钢绳调节螺丝（9.3）的作用是通过调节分支钢绳的合理长度使升索架，托起拦阻付索处于垂直的工作状态，所述车平台定位槽及平衡防护罩由左置定位槽、中置定位槽、右置定位槽、舰机越位缓冲器、舰机平衡防护罩组成；所述拦阻车的可控卸载装置包括电动机，电动机通过可调式抱闸对轮与减速机、及传动链轮、传动链条相连，并由传动链条带动拦阻车平台运动；所述拦阻保险付索自动升索装置由舰机前轮、动作杆、动作杆轴、动作杆隐形槽、钢绳转向轮、钢绳、钢绳分支锁扣、分支钢绳、升索主动齿轮、升索主动齿轮钢绳调节螺丝、升索架、拦阻付索、升索架主轴、升索架托板、升索架活动插捎、拦阻付索与主索联接卡点、升索从动齿轮组成；在拦阻车平台上的中置定位槽前部设置有动作杆隐槽，动作杆隐槽中的动作杆轴上设置有动作杆，在中置定位槽底部反面，钢绳的一端与动作杆下端相连，钢绳的另一端通过钢绳转向轮、钢绳分支锁后一分支从锥形栓回位弹簧中间穿过后通过钢绳卡点连接锥形活动栓，钢绳分支锁中的另一分支连接分支钢绳，分支钢绳与升索主动齿轮、升索主动齿轮调节螺丝相连，升索主动齿轮与升索从动齿轮啮合，升索从动齿轮连接升索架。...

【技术特征摘要】
1.航母舰载机智能导航势能转移可控拦阻软着舰系统，其特征是：它包括舰机甲板降落专用区（1）、导入式上坡平台（2）、拦阻车平台（3）、舰机新型尾钩组合体（4）、拦阻主索自动升索装置（5）、台、车自动分离器（6）、拦阻车平台定位槽及平衡防护罩（7）、拦阻车的可控卸载装置（8）、拦阻保险付索自动升索装置（9）、拦阻车运行轨道（10）、智能导航控制装置（11）和拦阻车越位缓冲阻拦器（12）；所述导入式上坡平台由导入式上坡段，导档墙，舰机轮胎导入定位槽入口，自动分离器活动扣板组成；所述舰机新型尾钩组合体包括能将拦阻主索上钩的尾钩，所述尾钩的尾部设置有便携式平行尾钩轮，尾钩的内钩钩索部分设置有尾钩上索告知受压传感器，尾钩的两侧的擒索双叉两侧安装板上设置有擒索定位双叉、定位双叉拾索弹簧板；所述拦阻主索自动升索装置包括拦阻主索，所述拦阻主索通过拦阻付索与主索联接卡点与拦阻付索相连，设置在拦阻主索下方的升索托盘与升索增程杆相连，升索增程杆的支点与强力型电磁吸盘的吸附板相连，设置在拦阻平台的定位槽内的定位槽上索弹簧触头与电路延时器及强力型电磁吸盘串联相通；所述台、车自动分离器由舰机的前轮驱动动力、动作杆、动作杆轴、动作杆隐槽、钢绳转向轮、钢绳、钢绳分支锁扣、锥型活动栓回位弹簧、锥形活动栓、锥形活动栓燕尾槽、拦阻车边沿扣槽及设置在上波平台部分的活动扣板组成；锥形活动栓回位弹簧（6.8）将锥形活动栓燕尾槽（6.10）中的锥形活动栓（6.9）抽出，由于一头大一头小的锥形栓抽出位置的变化将紧紧栓扣拦阻车边沿扣槽（6.11）将活动扣板（2.4）中间部分顶起，拦阻车在势能的牵引下驮着舰机前行并实现功能的自动分离，当自动分离后的动作杆（6.2）在锥形活动栓回位弹簧的回位作用下将自动分离器的联动机构恢复到原有位置，待着舰作业完成回位时重新将活动扣板（2.4）扣住拦阻车使它们又连成一体，前轮驱动动力（6.1）通过碾压动作杆（6.2）后形成的联动机...

【专利技术属性】
技术研发人员：赖萍生，
申请(专利权)人：赖萍生，
类型：发明
国别省市：江西,36