一種航母艦載機(jī)的垂直起飛裝置的制造方法
【專利摘要】本實(shí)用新型公開了一種航母艦載機(jī)的垂直起飛裝置，至少包括：馱載機(jī)、飛行甲板及起降平臺；馱載機(jī)由飛翼、載機(jī)平面、駕駛艙、起落架、垂直升力裝置、平飛驅(qū)動裝置、燃料箱及自控裝置組成；起降平臺是馱載機(jī)降落及起飛時的工作平臺，為可升降平臺；艦載機(jī)起飛前，首先調(diào)整起降平臺至合適高度使馱載機(jī)的載機(jī)平面與航母甲板持平，然后將艦載機(jī)牽引至或自行行駛至馱載機(jī)的載機(jī)平面上并用艦載機(jī)固定裝置鎖緊起落架；艦載機(jī)起飛時，馱載機(jī)的垂直升力裝置首先啟動，馱載機(jī)騰空懸浮離開起降平臺，然后啟動平飛驅(qū)動裝置使馱載機(jī)加速平飛，當(dāng)馱載機(jī)的平飛速度接近或達(dá)到艦載機(jī)的起飛速度時，艦載機(jī)固定裝置解鎖，艦載機(jī)順利升空，馱載機(jī)返回航母進(jìn)行下一次艦載機(jī)的馱載起飛。
【專利說明】
一種航母艦載機(jī)的垂直起飛裝置
技術(shù)領(lǐng)域
[0001]本實(shí)用新型屬航母艦載機(jī)起飛技術(shù)，具體涉及一種航母艦載機(jī)的垂直起飛裝置。
【背景技術(shù)】
[0002]航空母艦(Aircraftcarrier)是一種以艦載機(jī)為主要作戰(zhàn)武器的大型水面艦艇。通過不同種類艦載機(jī)的配置，航母可完成包括對地攻擊、海域封鎖、武裝威懾、反潛、反艦等幾乎所有作戰(zhàn)任務(wù)，將打擊范圍擴(kuò)展到世界各個角落。艦載機(jī)攜帶燃料、彈藥升空作戰(zhàn)與返航著艦補(bǔ)充燃料、彈藥是航母艦隊(duì)作戰(zhàn)中最重要的動作，由于航母的甲板相對于陸地機(jī)場要小得多，跑道長度很有限，一般在100-300米，艦載機(jī)必須使用一些特殊裝備與手段，才能確保飛機(jī)正常起飛、降落。當(dāng)前，航母艦載機(jī)起飛方式主要有兩種，滑躍起飛與彈射起飛，如果加上特殊設(shè)計(jì)制造的艦載機(jī)，則還有垂直起飛方式。
[0003]滑躍式起飛是艦載機(jī)沿著12°左右的滑躍式甲板迎風(fēng)起飛，這種起飛方式是靠飛機(jī)發(fā)動機(jī)全速推進(jìn)獲得的速度、迎風(fēng)提供的初速及甲板末端上揚(yáng)角度提供的額外升力共同完成的。彈射起飛分兩種，一種是蒸汽彈射技術(shù)，即在水平甲板上借助蒸汽在氣缸里推動活塞產(chǎn)生的巨大推力外加飛機(jī)發(fā)動機(jī)的推力完成的，另一種是電磁彈射，即利用電磁能彈射艦載機(jī)。垂直起飛則是不借助航母跑道而直接升空的，這種起飛方式只局限于專門設(shè)計(jì)的艦載機(jī)，具體分三種情形，一種是飛機(jī)發(fā)動機(jī)噴口設(shè)計(jì)成可90度轉(zhuǎn)向的如英國的鷂式飛機(jī)，俄羅斯的雅克飛機(jī)，第二種是F-35B采用的升力風(fēng)扇加上尾噴口轉(zhuǎn)向功能;三是美國的V22魚鷹飛機(jī)，是在翼尖安裝兩臺渦槳發(fā)動機(jī)，通過傾斜旋翼使在起飛和降落時飛機(jī)有類似旋翼機(jī)性能，而在正常飛行時有類似普通螺旋槳飛機(jī)性能。
[0004]以上三種起飛方式各有優(yōu)劣，滑躍起飛的優(yōu)點(diǎn)是技術(shù)相對簡單，維護(hù)保養(yǎng)費(fèi)用低，艦上人員編制少，節(jié)約淡水等;最大的缺點(diǎn)在于其對艦載機(jī)起飛重量的限制，導(dǎo)致艦載機(jī)載油量、載彈量偏少，使得艦載機(jī)的作戰(zhàn)半徑，艦載機(jī)的對地攻擊能力都有不同的減弱，大型的作戰(zhàn)飛機(jī)如預(yù)警機(jī)、運(yùn)輸機(jī)等無法在滑躍甲板上起飛;且由于滑躍起飛無外力輔助，飛機(jī)發(fā)動機(jī)的功率必須開到最大，故起飛過程不僅耗油驚人，對發(fā)動機(jī)的壽命也有影響。在高海情狀況下，滑躍式甲板的顛簸可能導(dǎo)致艦載機(jī)在滑行時難以控制甚至發(fā)生偏航，故對飛行員的操作技能要求更高。另外，由于滑躍起飛要求的跑道長度要比彈射起飛甲板長，影響甲板的利用率，而且必須迎風(fēng)起飛，對航母的操控帶來了不便，影響作戰(zhàn)效能。彈射起飛方式的優(yōu)點(diǎn)是顯而易見的，那就是起飛條件要求低，順風(fēng)、逆風(fēng)均可起飛，不會偏航，跑道長度短。最大的優(yōu)勢在于起飛重量大，可以起飛重型飛機(jī)如預(yù)警機(jī)、運(yùn)輸機(jī)等，普通戰(zhàn)機(jī)的載油量與載彈量也可以較高，作戰(zhàn)效能大。蒸汽彈射方式的缺點(diǎn)也很突出:技術(shù)復(fù)雜，維護(hù)難度大，維修人員編制多，尤其是彈射裝置的核心組件一一開口汽缸的檢修及密封材料的更換等就需要大量的維修人員。還有，該方式起飛時消耗大量的蒸汽(淡水制成)，能量利用率很低.另外，彈射起飛比滑躍起飛多出了一個巨型蒸汽罐(200立方米左右)，占用航母上有限的空間。而且戰(zhàn)時一旦蒸汽彈射裝置遭到破壞，修復(fù)難度比滑躍甲板困難。電磁彈射雖然能量利用率高，但設(shè)備復(fù)雜，零部件繁多，可靠性有待實(shí)戰(zhàn)檢驗(yàn)。垂直起飛方式，僅適合特殊的艦載機(jī)，這種飛機(jī)制造成本高昂，技術(shù)復(fù)雜，故障率高，維修不便，起飛重量也不大，攜油、攜彈量均有限，且起飛時耗油驚人，作戰(zhàn)半徑比常規(guī)起飛方式縮短一半還不止。當(dāng)然這種起飛方式的優(yōu)勢在于，不依賴航母的甲板，所以在戰(zhàn)時航母甲板遭到破壞的情況下，艦載機(jī)仍然可以起飛作戰(zhàn)、護(hù)航，這對航母艦隊(duì)的生存有時是至關(guān)重要的，當(dāng)然，平時該種艦載機(jī)也可以采用短距起飛方式，從而也能增加航程，適當(dāng)增加載彈。
[0005]截至目前，艦載機(jī)常見的起飛方式雖然各有所長，但均有其明顯的缺點(diǎn)。為此開發(fā)了一種利用馱載機(jī)馱載艦載機(jī)起飛的裝置，其原理是，先將艦載機(jī)馱載于馱載機(jī)上，然后利用馱載機(jī)的垂直升力裝置懸浮離開甲板，再利用馱載機(jī)的平飛驅(qū)動裝置高速平飛，當(dāng)馱載機(jī)的平飛速度達(dá)到艦載機(jī)的起飛速度時，將艦載機(jī)釋放升空，馱載機(jī)返回航母進(jìn)行下一次艦載機(jī)的馱載飛行。如果一艘航母配備多架馱載機(jī)，相當(dāng)于增加了多條可飛行的空中跑道，無疑會大大增強(qiáng)航母的作戰(zhàn)能力及生存能力。本實(shí)用新型技術(shù)原理簡單，所涉及的裝置及設(shè)備大都有成熟的技術(shù)，經(jīng)短期的試驗(yàn)即能付諸實(shí)施，形成戰(zhàn)力。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0006]本實(shí)用新型所要解決的技術(shù)問題是提供一種可靠、高效、對甲板依賴小、適合各類艦載機(jī)起飛的垂直起飛裝置。
[0007]—種航母艦載機(jī)的垂直起飛裝置，至少包括:馱載機(jī)、飛行甲板及起降平臺；所述的馱載機(jī)由飛翼、載機(jī)平面、駕駛艙、起落架、垂直升力裝置、平飛驅(qū)動裝置、燃料箱、艦載機(jī)固定裝置及自控裝置組成。所述的起降平臺是馱載機(jī)降落及起飛時的工作平臺，為可升降平臺；艦載機(jī)起飛前，首先調(diào)整起降平臺至合適高度使馱載機(jī)的載機(jī)平面與飛行甲板持平，然后滿載燃油及彈藥的艦載機(jī)自行行駛或被牽引至馱載機(jī)的載機(jī)平面上并用固定裝置鎖緊艦載機(jī)的起落架;艦載機(jī)起飛時，馱載機(jī)的垂直升力裝置啟動，馱載機(jī)先是垂直懸浮離開起降平臺，后啟動平飛驅(qū)動裝置使馱載機(jī)加速平飛，當(dāng)馱載機(jī)的平飛速度接近或達(dá)到艦載機(jī)的起飛速度時，艦載機(jī)固定裝置解鎖，艦載機(jī)順利升空，馱載機(jī)返回航母進(jìn)行下一次艦載機(jī)的馱載起飛。
[0008]所述的馱載機(jī)優(yōu)先設(shè)計(jì)為無垂尾、無水平舵的飛行器型式。
[0009]所述的馱載機(jī)的載機(jī)平面上設(shè)有艦載機(jī)固定裝置，固定裝置可分別鎖緊艦載機(jī)的前后起落架，可防止起落架在左右及前后方向的移動，也可根據(jù)需要瞬間打開，使艦載機(jī)的起落架完全處于自由狀態(tài)。
[0010]所述的馱載機(jī)的垂直升力裝置可以是升力發(fā)動機(jī)，也可以是升力風(fēng)扇;升力發(fā)動機(jī)或升力風(fēng)扇合理布局于整個飛翼及機(jī)體上，即使個別升力發(fā)動機(jī)或升力風(fēng)扇出現(xiàn)停車也不會影響整個馱載機(jī)的懸浮穩(wěn)定性。
[0011]進(jìn)一步的，所述馱載機(jī)的垂直升力裝置在馱載機(jī)起飛時產(chǎn)生的升力不小于馱載機(jī)及其馱載的艦載機(jī)的總重。
[0012]更進(jìn)一步的，所述馱載機(jī)的飛翼在平飛中產(chǎn)生升力，在馱載機(jī)平飛過程中，垂直升力裝置所產(chǎn)生的升力可逐步降低。
[0013]所述的馱載機(jī)的平飛驅(qū)動裝置可以是渦輪噴氣發(fā)動機(jī)，也可以是渦輪風(fēng)扇發(fā)動機(jī);平飛驅(qū)動裝置優(yōu)先安裝于馱載機(jī)的機(jī)尾。
[0014]進(jìn)一步的，所述的平飛驅(qū)動裝置產(chǎn)生的推力可保證馱載機(jī)在較短的飛行距離內(nèi)達(dá)到艦載機(jī)的起飛速度;所述的起飛速度為200-400km/小時;所述的飛行距離為200-2000米。
[0015]所述的起降平臺設(shè)置在航母飛行甲板的兩側(cè)及航母的艦尾;可以是固定型可升降平臺，也可以是吊橋型可升降平臺；吊橋型可升降平臺在航母訓(xùn)練及戰(zhàn)時從甲板及側(cè)舷上伸出，日常航行時則收起。
[0016]進(jìn)一步的，所述的起降平臺為吊橋型可升降平臺時，由動力源、液壓傳動機(jī)械、導(dǎo)向滑輪、牽引鋼索、承重纜索、升降平臺及控制部分等組成。正常情況下，馱載機(jī)在起降平臺上起降，緊急情況下可直接降落于飛行甲板上。
[0017]本實(shí)用新型的有益效果在于:I，克服了滑躍起飛方式須迎風(fēng)起飛，且不能滿載起飛的缺點(diǎn)；2，克服了蒸汽彈射起飛方式大量消耗淡水、裝置技術(shù)復(fù)雜、維修繁重、人員編制過多的缺點(diǎn)；3，省掉了蒸汽彈射起飛方式所必需的體積龐大的蒸汽儲罐及其附屬設(shè)施，大大拓展了航母的有效作戰(zhàn)空間；4，用馱載機(jī)馱載艦載機(jī)起飛方式，可從容起飛各型號滿載燃油與彈藥的作戰(zhàn)飛機(jī)包括大型預(yù)警機(jī);5，起飛加速度小，對飛行員的身體沖擊小，減少飛行失誤;6，在飛行甲板損壞的情況下，可正常起飛各型作戰(zhàn)飛機(jī)，大大增強(qiáng)航母的生存能力與戰(zhàn)斗能力；7，馱載機(jī)作為艦載機(jī)起飛的運(yùn)載工具，功能單一，結(jié)構(gòu)簡單，航程短(僅數(shù)千米)，速度低(不超過400km/小時)，設(shè)計(jì)容易，造價低?？傊W載機(jī)馱載艦載機(jī)垂直起飛技術(shù)，完全克服了艦載機(jī)傳統(tǒng)起飛方式的不足，是一種顛覆性的艦載機(jī)起飛技術(shù)，將極大增加航母的作戰(zhàn)能力。
【附圖說明】
[0018]圖1為馱載機(jī)馱載艦載機(jī)飛行俯視圖。
[0019]圖2為馱載機(jī)平面示意圖。
[0020]圖3為起降平臺上的馱載機(jī)及艦載機(jī)示意圖。
[0021 ]圖4為起降平臺在航母上的分布示意圖。
【具體實(shí)施方式】
[0022]下面結(jié)合實(shí)施例進(jìn)一步詳細(xì)描述本發(fā)明。
[0023]如圖1-4所示，本實(shí)用新型所述的一種航母艦載機(jī)的垂直起飛裝置，至少包括:馱載機(jī)10、飛行甲板20及起降平臺30;馱載機(jī)10由飛翼101、載機(jī)平面102、駕駛艙103、起落架104、垂直升力裝置105、平飛驅(qū)動裝置106、燃料箱107(圖中未顯示)、艦載機(jī)固定裝置108(圖中未顯示)及自控裝置109組成。
[0024]起降平臺30是馱載機(jī)10降落及起飛時的工作平臺，本實(shí)施例中采用的起降平臺30是可升降平臺，該平臺由動力源301(圖中未顯示)、液壓傳動機(jī)械302(圖中未顯示)、導(dǎo)向滑輪303(圖中未顯示)、牽引鋼索304(圖中未顯示)、承重纜索305、升降平臺306及控制機(jī)構(gòu)307組成。
[0025]艦載機(jī)起飛前，首先調(diào)整起降平臺30至合適高度使馱載機(jī)10的載機(jī)平面102與飛行甲板20持平，然后滿載燃油及彈藥的艦載機(jī)自行行駛或被牽引至馱載機(jī)10的載機(jī)平面102上并用艦載機(jī)固定裝置108鎖緊艦載機(jī)的前后起落架;艦載機(jī)起飛時，馱載機(jī)10的垂直升力裝置105啟動，馱載機(jī)10先是垂直懸浮離開起降平臺30，后啟動平飛驅(qū)動裝置106使馱載機(jī)10加速平飛，當(dāng)馱載機(jī)10的平飛速度接近或達(dá)到艦載機(jī)的起飛速度時，艦載機(jī)的引擎啟動，艦載機(jī)固定裝置108解鎖，艦載機(jī)順利升空，馱載機(jī)10返回航母進(jìn)行下一次艦載機(jī)的馱載起飛。
[0026]本實(shí)施例中所述的馱載機(jī)10設(shè)計(jì)為無垂尾、無水平舵的整體為三角型飛行器型式;所述的馱載機(jī)的垂直升力裝置105采用升力風(fēng)扇;8個升力風(fēng)扇對稱分布于飛翼101的兩邊及近機(jī)尾的機(jī)體上;馱載機(jī)10起飛時升力風(fēng)扇產(chǎn)生的總升力大于馱載機(jī)10及其馱載的艦載機(jī)的總重;在馱載機(jī)10平飛過程中，由于馱載機(jī)10飛翼101及艦載機(jī)的機(jī)翼產(chǎn)生升力，升力風(fēng)扇的功率可逐步降低。
[0027]本實(shí)施例中所述的馱載機(jī)10的平飛驅(qū)動裝置106采用渦輪風(fēng)扇發(fā)動機(jī)，2臺渦扇發(fā)動機(jī)對稱安裝于馱載機(jī)10的機(jī)尾;渦扇發(fā)動機(jī)產(chǎn)生的推力可保證馱載機(jī)10在500-1000米飛行距離內(nèi)速度達(dá)到250-350km/小時。
[0028]本實(shí)施例所述的起降平臺30分布在航母飛行甲板的左右兩側(cè)及右艦尾;其中右側(cè)設(shè)3個，左側(cè)設(shè)4個，右艦尾設(shè)I個;起降平臺30均采用吊橋型式且可升降；吊橋型起降平臺在航母訓(xùn)練及戰(zhàn)時放下，日常航行時則收起。
[0029]正常情況下，馱載機(jī)10在起降平臺30上起降，緊急情況下可直接降落于飛行甲板20上。
[0030]以上實(shí)施例只是優(yōu)選的實(shí)施方式之一，是為了使本領(lǐng)域的技術(shù)人員更好地理解本發(fā)明，不可理解為對本實(shí)用新型專利權(quán)利保護(hù)范圍的限定，相反，對于本領(lǐng)域的普通科研人員而言，凡利用本實(shí)用新型專利進(jìn)行的任何非實(shí)質(zhì)性的改動或調(diào)整，均應(yīng)落入本專利的保護(hù)范圍之內(nèi)。
【主權(quán)項(xiàng)】
1.一種航母艦載機(jī)的垂直起飛裝置，其特征在于:至少包括:馱載機(jī)、飛行甲板及起降平臺；馱載機(jī)由飛翼、載機(jī)平面、駕駛艙、起落架、垂直升力裝置、平飛驅(qū)動裝置、燃料箱、艦載機(jī)固定裝置及自控裝置組成;起降平臺是馱載機(jī)降落及起飛時的工作平臺，為可升降平臺；艦載機(jī)起飛前，首先調(diào)整起降平臺至合適高度使馱載機(jī)的載機(jī)平面與航母甲板持平，然后滿載燃油及彈藥的艦載機(jī)自行行駛或被牽引至馱載機(jī)的載機(jī)平面上并用固定裝置鎖緊艦載機(jī)的起落架;艦載機(jī)起飛時，馱載機(jī)的垂直升力裝置啟動，馱載機(jī)先是垂直懸浮離開起降平臺，后啟動平飛驅(qū)動裝置使馱載機(jī)加速平飛，當(dāng)馱載機(jī)的平飛速度接近或達(dá)到艦載機(jī)的起飛速度時，艦載機(jī)固定裝置解鎖，艦載機(jī)順利升空，馱載機(jī)返回航母進(jìn)行下一次艦載機(jī)的馱載起飛。2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種航母艦載機(jī)的垂直起飛裝置，其特征在于:所述的馱載機(jī)優(yōu)先設(shè)計(jì)為無垂尾、無水平舵的飛行器型式。3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種航母艦載機(jī)的垂直起飛裝置，其特征在于:所述的馱載機(jī)的載機(jī)平面上設(shè)有艦載機(jī)固定裝置，固定裝置可以分別鎖緊艦載機(jī)的前后起落架，可防止起落架在左右及前后方向的移動，也可根據(jù)需要瞬間打開，使艦載機(jī)的起落架完全處于自由狀態(tài)。4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種航母艦載機(jī)的垂直起飛裝置，其特征在于:所述的馱載機(jī)的垂直升力裝置可以是升力發(fā)動機(jī)，也可以是升力風(fēng)扇;升力發(fā)動機(jī)或升力風(fēng)扇合理布局于整個飛翼及機(jī)體上，即使個別升力發(fā)動機(jī)或升力風(fēng)扇出現(xiàn)停車也不會影響整個馱載機(jī)的懸浮穩(wěn)定性。5.根據(jù)權(quán)利要求4所述的一種航母艦載機(jī)的垂直起飛裝置，其特征在于:所述馱載機(jī)的垂直升力裝置在馱載機(jī)起飛時產(chǎn)生的升力不小于馱載機(jī)及其馱載的艦載機(jī)的總重。6.根據(jù)權(quán)利要求1至5中任意一項(xiàng)所述的一種航母艦載機(jī)的垂直起飛裝置，其特征在于:所述馱載機(jī)的飛翼在平飛中產(chǎn)生升力，在馱載機(jī)平飛過程中，垂直升力裝置所產(chǎn)生的升力可逐步降低。7.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種航母艦載機(jī)的垂直起飛裝置，其特征在于:所述的馱載機(jī)的平飛驅(qū)動裝置可以是渦輪噴氣發(fā)動機(jī)，也可以是渦輪風(fēng)扇發(fā)動機(jī);平飛驅(qū)動裝置安裝于馱載機(jī)的機(jī)尾。8.根據(jù)權(quán)利要求7所述的一種航母艦載機(jī)的垂直起飛裝置，其特征在于:所述的平飛驅(qū)動裝置產(chǎn)生的推力可保證馱載機(jī)在較短的飛行距離內(nèi)達(dá)到艦載機(jī)的起飛速度;所述的起飛速度為200-400km/小時;所述的飛行距離為200-2000米。9.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種航母艦載機(jī)的垂直起飛裝置，其特征在于:所述的起降平臺設(shè)置在航母飛行甲板的兩側(cè)及航母的艦尾;可以是固定型可升降平臺，也可以是吊橋型可升降平臺；吊橋型可升降平臺在航母訓(xùn)練及戰(zhàn)時從甲板及側(cè)舷上伸出，日常航行時則收起。10.根據(jù)權(quán)利要求9所述的一種航母艦載機(jī)的垂直起飛裝置，其特征在于:所述的起降平臺為吊橋型可升降平臺時，至少由動力源、液壓傳動機(jī)械、導(dǎo)向滑輪、牽引鋼索、承重纜索、升降平臺及控制部分組成;正常情況下，馱載機(jī)在起降平臺上起降，緊急情況下可直接降落于飛行甲板上。
【文檔編號】B64F1/04GK205525028SQ201620183011
【公開日】2016年8月31日
【申請日】2016年3月10日
【發(fā)明人】李春洲
【申請人】上海洲躍生物科技有限公司