一種推拉效應模擬器及其控制方法

2023-05-17 15:53:51 1

專利名稱：一種推拉效應模擬器及其控制方法
技術領域：
本發明涉及一種推拉效應模擬器及其控制方法。所述推拉效應模擬器是一種利用可調節的正負壓環境對飛行人員進行頭足向加速度改變所致血液動力學變化的模擬訓練專用器具。
背景技術：
隨著航空航天技術的發展，更多高素質的飛行員和航天員成為迫切需要，這使得配套的飛行員和航天員訓練設施成為必需。目前，飛行人員使用的訓練設施基本上是負壓艙，飛行人員置身於模擬航空環境的負壓艙內，進行高空生理、乏氧耐力和耳氣壓機能、鼻竇氣壓機能的訓練。對頭足向加速度的訓練只能依靠大型人體離心機進行訓練。採用現行負壓艙的這種訓練的缺陷在於，不能模擬實際飛行中飛行人員所受的頭足向加速度改變。而人體離心機也不能模擬實際飛行中的推拉效應，即不能模擬飛行中緊跟一個快速下降後的快速上升的空戰過程。況且，大型人體離心機設備笨重，造價昂貴，操作複雜，維護難度大，難以實現普訓和定期復訓。

發明內容
本發明的目的在於提供一種推拉效應模擬器及其控制方法，用以克服負壓艙和人體離心機的上述缺陷。所要解決的技術問題是，第一、根據飛行人員在實際飛行中極易出現的空中加速度暈厥現象，能進行針對性訓練；第二、能夠模擬實際飛行中的推拉效應，即緊跟一個快速下降後的快速上升的空戰動作進行適應性訓練；第三、實現將飛行員的身體與模擬器艙體進出口接觸處進行密封，當飛行員腰部及腰部以下部分置於模擬器艙體以內，腰部以上部分置於模擬器艙體以外時，模擬器艙體處於良好的密封狀態。
為了解決上述技術問題，本發明採用了以下技術方案。
一種推拉效應模擬器，包括帶有進出口的主艙體，其特別之處在於主艙體內設有壓力平衡箱，該壓力平衡箱通過氣管外接有真空泵；設置有空氣瓶，其通過氣管與主艙體連接；還包括用於將飛行員身體與進出口進行密封的密封裝置。
其密封裝置包括連接有安全帶的充氣密封圈，安全帶連接在充氣密封圈的上部；在充氣密封圈的周邊連接有一圈橡膠波紋管，充氣密封圈的下端連接有環形的橡膠墊圈。
所述壓力平衡箱和空氣瓶置於主艙體以外。
在壓力平衡箱上部安裝有訓練人員用的座墊。
在充氣密封圈上設置有充氣接嘴；安全帶通過一個以上褲扣與充氣密封圈連接在一起。
所述的推拉效應模擬器的控制方法，其特別之處在於在主艙體上安裝有控制器，控制電磁比例調節閥和各直動式電磁閥的開關；開啟電源開關時，真空泵始終處於工作狀態；當主艙體內需要負壓時，將控制器上的旋鈕旋到負壓位置，電磁比例調節閥和第一直動式電磁閥開啟，第二直動式電磁閥和第三直動式電磁閥關閉，壓力平衡箱和主艙體之間連通；當主艙體內需要正壓時，將控制器上的旋鈕旋到正壓位置，電磁比例調節閥和第二直動式電磁閥開啟，第一直動式電磁閥和第三直動式電磁閥關閉，空氣瓶和主艙體之間連通並向後者輸入氣體；當主艙體內需要恢復常壓或者艙壓需調整時，將控制器上的旋鈕旋到常壓位置，電磁比例調節閥和第三直動式電磁閥開啟，第一直動式電磁閥和第二直動式電磁閥關閉，艙內達到壓力值時，將控制器上的旋鈕旋到回零位置，此時電磁比例調節閥、第一直動式電磁閥、第二直動式電磁閥和第三直動式電磁閥均處於關閉狀態。
本發明的積極效果在於，(1)、飛行人員腰部及腰部以下部分處於艙體內，通過艙內正負壓的改變使全身血液動力學發生變化，經過一段時間不同強度的正負壓訓練後，可有效提高血管的適應性，減少空中加速度暈厥的發生率。(2)、配套設置有高壓氣源及真空泵，通過控制系統，使艙內壓力環境在1～5秒的時間內達到設定的壓力值，模擬了實際飛行中緊跟一個快速下降過程後的快速上升的空戰過程，實現所要求的訓練目的，降低推拉效應所致的暈厥發生率。(3)、飛行員腰部以下進艙後，充氣密封圈充氣膨脹，與模擬器艙體進出口處邊沿密封，因此，採用該密封裝置，有效實現了訓練人員進艙的密封問題。


圖1是本發明的結構示意圖。
圖2是本發明密封裝置的結構示意圖。
具體實施例方式
如圖1所示，製造一帶有進出口2和放氣閥10的主艙體1，主艙體1內設一個壓力平衡箱3，壓力平衡箱3與主艙體1為兩個獨立容器。壓力平衡箱3上部安裝一海綿皮革軟墊作為訓練人員的座位。壓力平衡箱3通過氣管外接有真空泵4；設置有空氣瓶5，其通過氣管與主艙體1連接。所述壓力平衡箱3和空氣瓶5置於主艙體1以外。
在主艙體的進出口2設有一彈性充氣密封裝置，如圖2所示，本發明的密封裝置主要由安全帶11、充氣密封圈12、橡膠波紋管13、橡膠墊圈14及充氣接嘴15五部分組成。其中充氣密封圈12、橡膠波紋管13及橡膠墊圈14三部分分別由三個不同的模具製作而成，然後三者之間通過強力膠粘合在一起形成密封裝置的主體。安全帶11通過五個褲扣與充氣密封圈12連接在一起，充氣接嘴15採用密封膠與充氣密封圈12粘結在一起。橡膠墊圈14的環形口與模擬器艙體進出口2形狀、尺寸一致，互相配合。橡膠墊圈14的實體部分通過螺栓固定在模擬器主艙體1的艙壁上。
訓練人員通過該密封裝置進入主艙體1後，操艙人員打開充氣接嘴15為密封裝置衝氣，使訓練人員腰部以下的部位密封在主艙體1內。
本推拉效應模擬器的控制方法是在主艙體1上安裝有控制器，控制電磁比例調節閥9和各直動式電磁閥的開關；開啟電源開關時，真空泵4始終處於工作狀態。
當主艙體1內需要負壓時，將控制器上的旋鈕旋到負壓位置，電磁比例調節閥9和第一直動式電磁閥7開啟，第二直動式電磁閥6和第三直動式電磁閥8關閉，壓力平衡箱3和主艙體1之間連通。
當主艙體1內需要正壓時，將控制器上的旋鈕旋到正壓位置，電磁比例調節閥9和第二直動式電磁閥6開啟，第一直動式電磁閥7和第三直動式電磁閥8關閉，空氣瓶5和主艙體1之間連通並向後者輸入氣體。
當主艙體1內需要恢復常壓或者艙壓需調整時，將控制器上的旋鈕旋到常壓位置，電磁比例調節閥9和第三直動式電磁閥8開啟，第一直動式電磁閥7和第二直動式電磁閥6關閉。艙內達到壓力值時，將控制器上的旋鈕旋到回零位置，此時電磁比例調節閥9、第一直動式電磁閥7、第二直動式電磁閥6和第三直動式電磁閥8均處於關閉狀態。
權利要求
1.一種推拉效應模擬器，包括帶有進出口(2)的主艙體(1)，其特徵是主艙體(1)內設有壓力平衡箱(3)，該壓力平衡箱(3)通過氣管外接有真空泵(4)；設置有空氣瓶(5)，其通過氣管與主艙體(1)連接；還包括用於將飛行員身體與進出口(2)進行密封的密封裝置。
2.如權利要求1所述的推拉效應模擬器，其特徵是其密封裝置包括連接有安全帶(11)的充氣密封圈(12)，安全帶(11)連接在充氣密封圈(12)的上部；在充氣密封圈(12)的周邊連接有一圈橡膠波紋管(13)，充氣密封圈(12)的下端連接有環形的橡膠墊圈(14)。
3.如權利要求1所述的推拉效應模擬器，其特徵是所述壓力平衡箱(3)和空氣瓶(5)置於主艙體(1)以外。
4.如權利要求1所述的推拉效應模擬器，其特徵是在壓力平衡箱(3)上部安裝有訓練人員用的座墊。
5.如權利要求2所述的推拉效應模擬器，其特徵是在充氣密封圈(12)上設置有充氣接嘴(15)；安全帶(11)通過一個以上褲扣與充氣密封圈(12)連接在一起。
6.如權利要求1-5任一項所述的推拉效應模擬器的控制方法，其特徵是在主艙體(1)上安裝有控制器，控制電磁比例調節閥(9)和各直動式電磁閥的開關；開啟電源開關時，真空泵(4)始終處於工作狀態；當主艙體(1)內需要負壓時，將控制器上的旋鈕旋到負壓位置，電磁比例調節閥(9)和第一直動式電磁閥(7)開啟，第二直動式電磁閥(6)和第三直動式電磁閥(8)關閉，壓力平衡箱(3)和主艙體(1)之間連通；當主艙體(1)內需要正壓時，將控制器上的旋鈕旋到正壓位置，電磁比例調節閥(9)和第二直動式電磁閥(6)開啟，第一直動式電磁閥(7)和第三直動式電磁閥(8)關閉，空氣瓶(5)和主艙體(1)之間連通並向後者輸入氣體；當主艙體(1)內需要恢復常壓或者艙壓需調整時，將控制器上的旋鈕旋到常壓位置，電磁比例調節閥(9)和第三直動式電磁閥(8)開啟，第一直動式電磁閥(7)和第二直動式電磁閥(6)關閉，艙內達到壓力值時，將控制器上的旋鈕旋到回零位置，此時電磁比例調節閥(9)、第一直動式電磁閥(7)、第二直動式電磁閥(6)和第三直動式電磁閥(8)均處於關閉狀態。
全文摘要
本發明公開了一種推拉效應模擬器及其控制方法，主艙體(1)內設有壓力平衡箱(3)，該壓力平衡箱(3)通過氣管外接有真空泵(4)；設置有空氣瓶(5)，其通過氣管與主艙體(1)連接；還包括用於將飛行員身體與進出口(2)進行密封的密封裝置。第一、根據飛行人員在實際飛行中極易出現的空中加速度暈厥現象，能進行針對性訓練；第二、能夠模擬實際飛行中的推拉效應；第三、實現將飛行員的身體與模擬器艙體進出口接觸處進行密封。
文檔編號A63B26/00GK1923321SQ20061015353
公開日2007年3月7日 申請日期2006年9月6日 優先權日2006年9月6日
發明者徐先榮, 付兆君 申請人:徐先榮