機車、有軌機動車輔助飛機起降及飛行之外運行的方法及結構的製作方法

2023-10-10 00:55:14

專利名稱：機車、有軌機動車輔助飛機起降及飛行之外運行的方法及結構的製作方法
技術領域：
本發明屬於機車、機動有軌車；用於飛機配合及裝到飛機設備上的設備；航空母 艦即裝備有飛行甲板的軍艦，飛機在其上起飛和著落，而且用於維修飛機的機庫甲板等領 域。
背景技術：
時速大於300km/h的機車及機動有軌車已進入實際運營階段；第一宇宙速度下同 向、同速、同步對接的技術問題均已解決，風洞實驗可以部分解決對接過程中機車、飛機及 軌道之間的空氣動力學問題。

發明內容
本發明的目的是提出機車及機動有軌車輔助飛機起飛、著落及飛行之外的運行 方法及結構，在飛機起飛時由機車、機動有軌車承載飛機加速到飛機起飛速度解除鎖定起 飛；著落運行的飛機與運行中的機車機動有軌車同向、同速、同步對接鎖定，減速達到停機 部位，機車、機動有軌車系統為停留在其上的飛機提供必要的電力，便於飛機日常保養、維 修、維護，停留在機車有軌機動車上或可分離性託盤上的飛機便於飛行編組。本發明的技術內容為機車、機動有軌車輔助飛機起降運行系統行駛在艦船甲板 的曲線軌道上，其機車、有軌機動車系統包括側面輪軌系統，防側翻系統，腹部及側面制動 系統，可重複使用的可分離的燃料箱，飛機承託盤及噴氣動力機車。在艦船甲板行駛的機動有軌車，靠連杆驅動，此連杆與直線電機上運行的超導體 連接，超導體、磁路、導軌、定子線圈同處於液氮或液氦槽中，所述的機動有軌車用碳纖及輕 金屬材料製作，減少直線電機電磁洩露對飛機電磁設備的幹擾。在曲線軌道上運行的設備，其向心力與運行的半徑呈反比關係，增大轉彎半徑，減 少機車、機動有軌車對側向軌道的法向壓力；在艦船長度不變的情況下，採用孿生船體結 構，增加甲板寬度，增大轉彎半徑，提高艦船穩定性，降低艦船造價，達到在有限長度艦船甲 板上機車、機動有軌車輔助飛機起飛目的。在陸地行駛的用於輔助飛機起飛的機車、機動有軌車為帶有可調迎角的機翼及壓 力傳感系統的車輛，壓力傳感系統與機翼配合，調整車輛平衡狀態及車輪對軌道的附著力， 運行中的機車、機動有軌車視其長度可允許多架飛機連續起降，飛機可視其大小佔據一節 或多節機車，機車節與節之間可隨機分離或組合特性便於飛行編組，屏蔽氣流壁板可以防 止飛機灼熱氣流對其後面的飛機及其它車載設備灼傷。


圖1為艦船甲板軌道上噴氣動力機車及無起落架並帶有緩衝及鎖定設備的飛機。圖2為噴氣有軌系統制動示意圖。
圖3為艦船甲板曲線軌道上直線電機及其驅動的有軌機車基本結構圖。圖4為增加艦船甲板軌道轉彎半徑所需的孿生船體圖。圖5為行駛在艦船甲板曲線軌道上噴氣機車輔助飛機起飛示意圖。圖6為行駛在艦船甲板曲線軌道上噴氣機車輔助飛機著落示意圖。圖7為陸地輔助飛機起降的機車機動有軌車基本結構圖。圖8為陸地機車、有軌機動車輔助飛機起飛示意圖。圖9為陸地機車、有軌機動車輔助飛機著落示意圖。具體實施步驟下面結合附圖進一步說明圖1示艦船甲板曲線軌道上噴氣機車、無起落架並帶有緩衝及鎖定設備飛機的基 本結構圖；圖中1-被動在軌道行駛並可與主體分離的可重複使用的燃料箱模塊；2-可更換 的用於燃料箱與主體分離、用於機車主體減速的爆炸物模塊；3-噴氣動力機車；4-可與主 體分離或組合的帶有轉向輪的飛機承託盤；5-具有可調線速度及與磨擦片之間距離的慣 性輪；6-側向軌道；7-側向輪；8-防機車側翻系統9-可更換的磨擦片；10-腹部帶有緩衝 及鎖定設備的飛機。圖2示用於噴氣有軌機車制動或被動運行系統示意圖，其中Vo > Vl > V2……Vn ； Vo為機車線速度，VI、V2……Vn為慣性輪線速度，運行中機車的磨擦片與慣性輪之間靠磨 擦交換能量，完成機車的減速過程，每隻慣性輪的線速度及距磨擦片的距離可單獨做動態 調整，此系統可以驅動機車及其設備之間對接。圖3示直線電機驅動有軌機動車基本結構圖；此車體由輕金屬及碳纖維製造，在 減少車體質量的同時也減輕了直線電機軌道電磁洩露對飛機電磁設備的幹擾。圖中1-帶 有伸縮功能的拉杆；2-磁極；3-軌道電極；4-在電極軌道上運行的超導材料；5-液氮或液 氦；6-車體；7-液氮或液氦槽，其中驅動拉杆與軌道上運行的超導體相連接，用來完成機動 車在曲線或直線軌道上的運行及制動。圖4示為孿生艦船結構示意圖，這樣做的目的是為了增加有軌機車在艦船甲板上 的轉彎半徑，減少機車對側向軌道的法向壓力，達到有限長度艦船甲板機動有軌車輔助固 定翼飛機起飛目的，此作法降低了艦船的造價；此種艦船在吃水線較小的情況下仍具有良 好的穩定性。圖5示為行駛在艦船甲板曲線軌道上的噴氣機車輔助飛機起飛示意圖，具有初速 度Vo的承載飛機的噴氣機車通過彎道加速到V1 ；此時飛機發動機起動並與軌道噴氣機車 共同加速到起飛速度V2，解除鎖定，飛機起飛，噴氣機車熄火，燃料箱與主體之間爆炸模塊 工作，燃料箱被加速到V4向前繼續運行，並與制動系統配合，通過彎道減速停止；噴氣機車 主體靠爆炸模塊工作反衝將速度減小到V3,分離後的主體機車空氣阻力明顯增加，配合軌 道制動系統，減速停止。這樣做的目的是減輕運行中軌道設備對側向軌道的局部壓力，延長 軌道使用壽命。圖6示為行駛在艦船甲板曲線軌道上的噴氣機車輔助飛機著落示意圖，具有初速 度為Vo的噴氣機車通過彎道加速到與著落飛機同步、同速V1,飛機與噴氣有軌機車同向、同 速、同步對接，對接時間為0. 5-1秒左右，對接鎖定後，飛機與噴氣機車同時熄火，燃料箱與 主體之間爆炸模塊工作，燃料箱被加速到V4向前繼續運行並與制動系統配合減速至停止；噴氣機車主體與所承載的飛機依靠爆炸模塊工作，速度減至V3，配合軌道制動系統，通過彎 道減速停止。以上用於燃料箱與主體分離及用於主體減速的爆炸物載體及爆炸物已模塊化、標 準化；並可以隨時更換，噴氣機車每次運行裝載的模塊要依據運行設備最大質量、最高時 速、最近制動距離選擇爆炸模塊的當量數，控制系統將依據運行軌道上的設備質量，運行的 速度及制動距離引爆一定數量爆炸模塊，防止意外發生。以上所述的被動在軌道上行駛並可與主體可分離或組合的燃料箱，要依每次完成 的任務量定量裝載燃料，確保一次用完，這樣會減少噴氣機車運行中的燃料消耗，同時增加 噴氣機車在軌道運行過程中的安全性。直線電機驅動的有軌機車在曲線軌道上輔助飛機起飛過程藉助圖5闡述如下承 載飛機的機車在直線電機拉杆的推動下以初速度Vo開始通過彎道加速到VI，此時飛機發 動機起動與軌道電機共同把運動系統加速到起飛速度V2，解除鎖定飛機起飛，直線電機通 入反向電流，反向電流的強度依據剩餘直線軌道的距離，運動系統的速度及質量及彎道承 載的最大法向壓力選擇適當的數值，反向電流通入電機後拉杆產生力F的方向與軌道機車 速度方向相反，軌道機車在可變制動力F的作用下減速並停止。直線電機驅動有軌機車在曲線軌道上輔助飛機著落過程藉助圖6闡述如下在直 線電機拉杆的推動下軌道機車由速度Vo通過彎道加速到與著落飛機同步同速VI，飛機與 機車同向、同速、同步對接，對接鎖定後飛機熄火，直線電機通入反向電流，反向電流強度依 據運動系統質量，所剩餘的直線軌道距離，運動系統的速度及彎道局部承載的最大法向壓 力選擇合理的數值，運動系統在變動力F的制動下減速至停機部位。圖7示為陸地輔助飛機起飛，著陸及飛行外運行的機車，機動有軌車基本結構，圖 中1-為擁有信息控制系統及軌道壓力傳感系統的動力機車；2-可單獨調整迎角或增加空 氣阻力及為車體減速的機翼；3-具有信息控制系統，壓力傳感系統等裝置的機車，4-可單 獨調整迎角或增加空氣阻力為車體減速或調整及配合停留在機車上飛機改變其空氣動力 學特性的機翼，5-具有升降功能的屏蔽氣流壁板，此壁板與後節車箱壁板配合使用，防止飛 機的灼熱氣流灼傷其後的飛機或其它車載設備。圖8示陸地上承載飛機的機車，機動有軌車，加速到飛機起飛速度，升起屏蔽氣流 壁板，飛機解除鎖定起飛。圖9示陸地上機車，機動有軌車與著陸的飛機同向、同速、同步對接鎖定減速至停 機部位，然後分離編組。在陸地上機車、機動有軌車輔助飛機起降過程中，機車機動有軌車壓力傳感器根 據車輪對軌道的壓力或配合停留在其上的飛機空氣動力學特性及時調整每個機翼的迎角， 延長車輪及軌道的使用壽命，同時此機翼還具有減速功能。機車，機動有軌車運行的軌道可以通過橋梁鋪設在淺海、沼澤、河流、灘涂等地帶。每架著落後的飛機根據其需要佔據一節或多節機車或佔據一個帶有轉向輪的託 盤，這樣便於飛行編組。機車、機動有軌車輔助飛機起飛著落，減少以往飛機在起飛著落時 起落架對飛機結構帶來的振動衝擊，延長飛機使用壽命。
權利要求
1.機車、機動有軌車輔助飛機起降及飛行之外的運行方法及結構，包括無起落架腹部 帶有緩衝及鎖定裝置的飛機，軌道運行系統及設備，其特徵在於飛機起飛過程由機車、機 動有軌車承載飛機達到起飛速度，解除鎖定達到起飛目的；機車、機動有軌車與著落的飛機 同速、同步對接鎖定，減速運行至停機部位。
2.根據權利要求1所述的方法及結構其特徵在於運行在艦船甲板上的機車，機動有 軌車輔助飛機起降運行系統擁有側面軌道，側面及腹部制動系統，爆炸反衝減速系統，可分 離的便於飛機飛行編組的飛機託盤及有軌噴氣動力機車。
3.根據權利要求1所述的方法及結構，其特徵在於軌道運行輔助飛機起降及飛行之 外運行的機車為無動力系統的機車，其運行方式靠拉杆推動，與拉杆關聯的直線電機動力 系統，全部包含在液氮成液氦槽內，拉杆在槽上方縫隙中運行，完成軌道車輛的推進或制 動，拉杆具有伸縮功能。
4.根據權利要求1所述的方法及結構其特徵在於承載輔助飛機起降的軌道運行系統 的艦船可以為孿生船體。
5.根據權利要求1所述的方法及結構其特徵在於機車及機動有軌車為有活動機翼， 壓力傳感系統，且有自動升降功能屏蔽氣流壁板；壓力傳感系統與機翼配合，調整車體平衡 及車輪對軌道的附著力。活動機翼及屏蔽氣流壁板可以用來增加機車的空氣阻力。
6.根據權利要求1所述的方法及結構其特徵在於運行中的機車、機動有機車可以輔 助多架飛機連續起降，機車、機動有軌車可分離及隨機組合特性，有利於飛行編組。
全文摘要
本發明涉及機車、有軌機動車輔助飛機起降及飛行之外運行的方法及結構。飛機要完成起飛、著落及飛行之外運行所必備的起落架系統佔自身質量的10％左右，本方法及結構將省去飛機起落架系統，取而代之的是為飛機本身起降及應急著落時配備的緩衝及鎖定裝置、輔助飛機起飛著落及飛行外運行的機車、機動有軌車及其它設備；減少飛行中飛機質量，方便飛機飛行任務之外的維修、維護、保養及日常供電。輔助飛機起降及飛行之外運行的機車、機動有軌車在曲線軌道上運行，解決了有限長度艦船甲板對固定翼飛機起落限制，孿生船體的運用加大了軌道的轉彎半徑，降低了船體造價，機車、機動有軌車其結構及特徵允許數架飛機連續起降。
文檔編號B64F1/00GK102120493SQ20101000029
公開日2011年7月13日 申請日期2010年1月8日 優先權日2010年1月8日
發明者徐清華 申請人:徐清華