[发明专利]飞机轨道滑跑起飞和降落辅助装置

说明书

一、技术领域

本发明属于机械领域，涉及航空母舰舰载飞机起飞和降落技术。

二、背景技术

现役航空母舰舰载飞机降落技术主要是液压拦阻技术，以美国MK7型最为典型。MK7型液压拦阻装置主要由拦阻索、滑轮、液压缓冲装置、储能器等设备组成，该装置能帮助像F-14、F-18这样的重型舰载飞机在不足100米的距离内成功降落，然而MK7液压拦阻装置也存在着固有的缺陷。因为滑行距离非常短，剧烈的过载必然对飞行员的身体造成损害。有消息称美国海军曾发生过两起舰载飞机飞行员因为拦阻降落过载过高导致颈椎折断的事故。

采用MK7型液压拦阻装置进行舰载飞机回收作业时禁止舰载飞机发动机关机，舰载飞机飞行员必须为拦阻失败复飞保留足够的燃油，这就必然会降低了舰载飞机的作战半径。

采用MK7型液压拦阻装置进行舰载飞机回收作业时一旦发生拦阻索断裂必然会对甲板作业人员造成伤害。

采用MK7型液压拦阻装置进行舰载飞机回收作业事故率比较高。有数据显示自二战结束到现在美国损失了1000架舰载飞机，700多名飞行员殒命，其中大部分是着舰事故造成的。

采用MK7型液压拦阻装置进行舰载飞机回收作业对舰载飞机飞行员身体素质和技术要求高，飞行员培训时间长费用昂贵。

采用MK7型液压拦阻装置进行舰载飞机回收作业时钩挂拦阻钢缆失败率偏高，有数据显示美国海军航空母舰舰载飞机降落时未钩挂到拦阻钢缆而复飞的，白天占5％，晚上占12％至15％。

三、发明内容

MK7型液压拦阻装置之所以存在上述缺陷则与航空母舰这个特殊的降落场地及该拦阻装置本身有着密切的关系。1、采用MK7型拦阻装置进行舰载飞机回收作业时，舰载飞机首先着舰并滑行一段距离后机轮碾轧过由弧形弹性钢板支撑的钢缆，机轮过后钢缆弹起被尾钩挂住。如果舰载飞机速度过快，就可能出现钢缆还没弹起到足够的高度而尾钩已经过去的情况，从而造成钩挂失败。再加上尾钩接触到甲板后发生碰撞弹跳，这就更增加了钩挂成功的难度。2、舰载飞机钩挂拦阻钢缆成功后在航空母舰甲板上滑行时必须保持滑行方向准直，然而航空母舰在海上航行时是一个六自由度的平台，每时每刻都存在着横摇、纵摇和垂荡，舰载飞机机轮对甲板的压力并不均衡，这就导致了机轮的摩擦力也不均衡，舰载飞机存在着偏离跑道的危险，滑行的距离越长危险越大，一旦偏离跑道就会造成事故。再加上舰载飞机尾钩不是总能钩挂到拦阻钢缆的中心点，两侧钢缆拉力不均衡也对舰载飞机滑行的方向产生扰动，这更增加了发生事故的可能性。

为了提高钩挂的成功率，之前美国海军曾在航空母舰上装备过最多16道拦阻钢缆。然而随着舰载飞机重量越来越大，液压缓冲装置的体积也越来越大，靠增加拦阻钢缆的数量来提高钩挂成功率的办法已不可行，除非增加航空母舰的吨位，增加甲板的长度。现在美国海军最多在航空母舰上装备四道拦阻钢缆，在航空母舰吨位和甲板尺寸不变的前提下，为提高钩挂的成功率、降低事故率必须另辟蹊径。

以MK7舰载飞机液压拦阻降落技术为例，可以将舰载飞机的降落划分为着舰、滑行、钩挂、减速滑行、停止五个阶段。本发明将舰载飞机的降落划分为着舰、钩挂、绑定、滑行、减速滑行、停止六个阶段。以重型或中型航空母舰为例，重型或中型航空母舰甲板上可以安装弧形轨道与直轨道相互衔接的组合式轨道，轨道上安装滑车，滑车上可以安装绳网，若干辆滑车及绳网组成阵列，舰载飞机机轮及腹部安装有约束器。舰载飞机进入降落航线后放下起落架并张开机轮和腹部约束器。舰载飞机沿斜线降落时要保证所有的机轮约束器同时着落在滑车绳网上，在斜向冲力的作用下约束件和绳网发生钩挂，前机轮安装有两个约束器，约束件钩子的朝向相反，与后机轮及腹部约束件钩子的朝向形成合力可以将舰载飞机和滑车绑定。腹部约束器在钩挂到滑车绳网的时候，拖杆儿被拉伸，钢缆带动工字轮顺时针旋转，腹部约束件也随着顺时针旋转将舰载飞机和滑车绑定。滑车绳网支撑杆也随之顶起将绳网张紧，舰载飞机前后左右都被绑定。与此同时，滑车也在冲力的作用下向前滑行并在刹车装置的作用下减速滑行直至停止运动，由人工将约束件再逆向旋转收起释放舰载飞机。因为绳网下面有支撑杆支撑着，滑车绳网是张紧的，舰载飞机及拖车可以在其上面无障碍地慢速移动。如果舰载飞机起落架足够坚固也可以只安装机轮约束器，节省出宝贵的机身腹部空间挂载副油箱或弹药。因为参与钩挂的绳的数量可以达到MK7型的千倍，钩挂成功率非常高，可以达到百分之百。