飞机拦阻系统

技术领域

本发明涉及拦阻技术领域，具体而言，涉及一种飞机拦阻系统。

背景技术

现有的飞机拦阻系统，通常配置在航空母舰甲板上，航母上的拦阻装置是实现舰载机在飞行甲板有限长度内安全着舰的特种重要设备。其“原理”就是在最短的时间和距离内吸收掉着舰载机的动能，使其迅速减速并在有限的航母斜角甲板的着舰区内安全停下来。

航母上的拦阻装置分为拦阻索和拦阻网，前者在日常情况下使用，后者则是在舰载机油料不足无法复飞、尾钩故障断裂、尾钩无法放下或舰载机受伤等紧急情况下着舰所使用的应急拦阻着舰装置。而拦阻索式拦阻装置主要包括横跨跑道的拦阻索及制动器械组成。

而现有的拦阻索式拦阻装置存在以下不足：系统结构复杂，体积庞大，量重，造价高昂，使用和安装要求高，应用场景较为单一，不适用于机动、灵活以及临时性布置。

发明内容

本发明的目的包括，例如，提供了一种飞机拦阻系统，其结构简单，设计紧凑，重量轻，并能够满足飞机拦阻的性能要求，而且具有布置灵活、安装便捷以及适用范围广的特点，非常便于在陆地机场和临时机场的安装布置。

本发明的实施例可以这样实现：

本发明提供一种飞机拦阻系统，飞机拦阻系统包括拦阻索以及两个拦阻组件；

拦阻索沿横跨飞机跑道的方向设置，两个拦阻组件分别设置于拦阻索的两端；每个拦阻组件均包括卷盘、平带以及制动单元；平带逐层绕接于卷盘；制动单元用于在拦阻索拦阻飞机时，限制卷盘的转动。

在可选的实施方式中，拦阻组件还包括吸能单元，吸能单元与卷盘及制动单元传动连接；吸能单元用于在拦阻索拦阻飞机时，驱动制动单元限制卷盘的转动。

在可选的实施方式中，制动单元包括液压制动器；吸能单元包括液压泵和液压油箱；

液压泵与卷盘传动连接，液压泵的低压入口与液压油箱连通，液压制动器与液压泵的高压出口连通，且液压制动器与液压油箱连通；

其中，液压泵用于在拦阻索拦阻飞机时，在卷盘的驱动作用下运转，抽取液压油箱中的油液，并将加压后的油液输送至液压制动器，以驱动制动器限制卷盘的转动。

在可选的实施方式中，制动单元包括两个液压制动器；吸能单元包括两个液压泵；

两个液压制动器沿卷盘的转动轴线方向设置于卷盘的两端；两个液压泵沿卷盘的转动轴线方向设置于卷盘的两端，并且两个液压泵分别与位于同侧的液压制动器油液连通。

在可选的实施方式中，飞机拦阻系统还包括控制阀以及控制器，控制阀与控制器电连接；

控制阀设置于连通液压泵及液压制动器的管路上；控制器用于控制控制阀的导通流量。

在可选的实施方式中，吸能单元还包括压力蓄能器，压力蓄能器与液压制动器连通，且压力蓄能器用于保持液压制动器的制动压力。

在可选的实施方式中，制动单元包括液力制动器、供液罐、供液管路以及回液管路；

液力制动器与卷盘传动连接；供液管路与液力制动器的进液口及供液罐的出液口连通，回液管路与液力制动器的出液口及供液罐的进液口连通。

在可选的实施方式中，飞机拦阻系统还包括控制阀以及控制器，控制阀与控制器电连接；

控制阀设置于供液管路或回液管路上；控制器用于控制控制阀的导通流量。

在可选的实施方式中，飞机拦阻系统还包括倒带组件，倒带组件与卷盘传动连接；倒带组件用于驱动卷盘转动，以将平带卷入至卷盘内。

在可选的实施方式中，飞机拦阻系统还包括两个连接器、两个导向件以及多个支撑件；

拦阻索的两端分别通过两个连接器与两个平带的自由端连接；两个导向件设置于拦阻索的两端，且分别用于引导两个平带沿其卷入方向或释放方向运动；

多个支撑件均与拦阻索连接，且沿拦阻索的延伸方向依次间隔设置，每个支撑件均使拦阻索与地面间隔。

本发明实施例的有益效果包括：

该飞机拦阻系统包括拦阻索以及两个拦阻组件；拦阻索沿横跨飞机跑道的方向设置，两个拦阻组件分别设置于拦阻索的两端；每个拦阻组件均包括卷盘、平带以及制动单元；平带逐层绕接于卷盘；制动单元用于在拦阻索拦阻飞机时，限制卷盘的转动。飞机拦阻系统结构简单，设计紧凑，重量轻，并能够满足飞机拦阻的性能要求，而且具有布置灵活、安装便捷以及适用范围广的特点，非常便于在陆地机场和临时机场的安装布置。

附图说明

为了更清楚地说明本发明实施例的技术方案，下面将对实施例中所需要使用的附图作简单地介绍，应当理解，以下附图仅示出了本发明的某些实施例，因此不应被看作是对范围的限定，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他相关的附图。

图1为本发明实施例中飞机拦阻系统的结构示意图；

图2为本发明实施例中拦阻索的结构示意图；

图3为本发明实施例中拦阻组件第一视角的结构示意图；

图4为本发明实施例中拦阻组件第二视角的结构示意图；

图5为本发明其他实施例中拦阻组件的结构示意图；

图6为本发明其他实施例中液力制动器的安装示意图。

图标：200-飞机拦阻系统；201-连接器；202-导向件；203-支撑件；210-拦阻索；220-拦阻组件；10-飞机跑道；20-飞机；221-卷盘；222-平带；223-制动单元；224-吸能单元；225-液压制动器；226-液压泵；227-链轮；228-控制阀；229-液压齿轮；230-卷盘齿轮；231-液力制动器；232-供液罐；233-供液管路；234-回液管路；235-转子；236-定子；240-倒带组件；241-倒带发动机；242-减速箱；243-卷盘壳体；244-主轴。

具体实施方式

为使本发明实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。通常在此处附图中描述和示出的本发明实施例的组件可以以各种不同的配置来布置和设计。

因此，以下对在附图中提供的本发明的实施例的详细描述并非旨在限制要求保护的本发明的范围，而是仅仅表示本发明的选定实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。

应注意到：相似的标号和字母在下面的附图中表示类似项，因此，一旦某一项在一个附图中被定义，则在随后的附图中不需要对其进行进一步定义和解释。

在本发明的描述中，需要说明的是，若出现术语“上”、“下”、“内”、“外”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，或者是该发明产品使用时惯常摆放的方位或位置关系，仅是为了便于描述本发明和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明的限制。

此外，若出现术语“第一”、“第二”等仅用于区分描述，而不能理解为指示或暗示相对重要性。

需要说明的是，在不冲突的情况下，本发明的实施例中的特征可以相互结合。

请参考图1-图4，本实施例提供了一种飞机拦阻系统200，飞机拦阻系统200包括拦阻索210以及两个拦阻组件220；

拦阻索210沿横跨飞机跑道10的方向设置，两个拦阻组件220分别设置于拦阻索210的两端；每个拦阻组件220均包括卷盘221、平带222以及制动单元223；平带222逐层绕接于卷盘221；制动单元223用于在拦阻索210拦阻飞机20时，限制卷盘221的转动。

请参考图1-图4，该飞机拦阻系统200的工作原理是：

该飞机拦阻系统200包括拦阻索210以及两个拦阻组件220；拦阻索210沿横跨飞机跑道10的方向设置，两个拦阻组件220分别设置于拦阻索210的两端；由此，当该飞机拦阻系统200安装于陆地机场和临时机场等环境时，由于拦阻索210沿横跨飞机跑道10的方向设置，故在飞机20降落的过程中，能够通过拦阻索210对飞机20进行拦截，而在飞机20与拦阻索210挂接后，由于飞机20的惯性，会拉动拦阻索210，从而使得与拦阻索210连接的平带222从卷盘221中释放；

而在卷盘221释放平带222的过程中，通过制动单元223便可对卷盘221的转动进行限制，即，通过对卷盘221进行制动，便可采用减缓其转动速度的方式，调整平带222的释放速度，进而使得飞机20减速直至停止；而且由于在设置拦阻组件220时，采用的是通过拦阻索210两端均设置拦阻组件220的方式，由此能够对拦阻索210的两端同时进行减速，进而能够提高减速过程中的稳定性；而且在释放平带222的过程中，由于平带222采用的是逐层绕接于卷盘221的方式，进而能够通过这样的方式，能够避免平带222在卷绕的过程中出现卡顿，从而保证在缠绕和释放平带222过程中的可靠性。

综上，该飞机拦阻系统200结构简单，设计紧凑，重量轻，并能够满足飞机20拦阻的性能要求，而且具有布置灵活、安装便捷以及适用范围广的特点，非常便于在陆地机场和临时机场的安装布置。

需要说明的是，平带222是一种扁平结构，其宽度与胶带厚度相比足够大，使平带222可以螺旋地逐层在卷盘221上卷绕。这与通用的卷绕机制不同，其卷绕在卷轴上的材料不适合自身卷绕。例如，对于钢丝绳，在筒体上卷绕时，需沿卷筒旋转轴前后移动钢丝绳，以形成稳定的卷绕层，从而保证在缠绕和放卷操作中的可靠性。平带222可采用合成纤维、橡胶等材料制成，以使其能够承受较高的张力，平带222的结构使其易于操作，避免了扭结和重叠等情况，提高了卷绕和退绕时运行的可靠性。同时，由于在相邻的平带222层之间并没有如钢丝绳卷绕时存在的楔入，因此，避免了平带222在卷盘221上绞住或缠住的可能性。

在安装拦阻组件220时，两个拦阻组件220可以直接采用锚固装置将其固定于跑道两侧的地面上，也可以先在跑道下方制作基础，将其安装在混凝土基础上。

进一步地，请参考图1-图4，在本实施例中，为使得拦阻索210在拦阻的过程中，其拦阻动作能够平稳进行，故，飞机拦阻系统200还包括两个连接器201、两个导向件202以及多个支撑件203；拦阻索210的两端分别通过两个连接器201与两个平带222的自由端连接；两个导向件202设置于拦阻索210的两端，且分别用于引导两个平带222沿其卷入方向或释放方向运动；多个支撑件203均与拦阻索210连接，且沿拦阻索210的延伸方向依次间隔设置，每个支撑件203均使拦阻索210与地面间隔。

由于拦阻索210横向贯穿跑道铺设，在拦阻索210上配置有一定数量的支撑件203，以将拦阻索210组件抬离地面一定高度，并在两端与两个平带222连接；另外，拦阻索210和平带222通过连接器201进行连接，而且平带222穿过导向件202，卷收至跑道两侧的卷盘221中，由此，便可通过制动单元223对卷盘221的转动施加必要的制动力，进而能够使飞机20逐渐减速直至停止。

进一步地，请参考图1-图6，在本实施例中，为在拦阻完成之后，使得平带222卷收至卷盘221内，并使得拦阻索210回复至拦阻位置，故，飞机拦阻系统200还包括倒带组件240，倒带组件240与卷盘221传动连接；倒带组件240用于驱动卷盘221转动，以将平带222卷入至卷盘221内。在设置倒带组件240时，其作用是在拦阻完成后，将拉出的平带222重新卷绕到卷盘221上，并对拦阻索210重新定位；由此，在本发明的实施例中，倒带组件240可以包括倒带发动机241和减速箱242，倒带发动机241和减速箱242传动连接，且减速箱242通过链条驱动至链轮227，链轮227固定在卷盘221的主轴244的端部；另外，倒带发动机241可选择电动机、汽油发动机或柴油发动机作为动力来源，以便在拦阻后倒带。

进一步地，请参考图1-图5，在本实施例中，拦阻组件220还包括吸能单元224，吸能单元224与卷盘221及制动单元223传动连接；吸能单元224用于在拦阻索210拦阻飞机20时，驱动制动单元223限制卷盘221的转动。

通过这样的设置方式，能够在拦阻组件220拦阻的过程中，通过吸能单元224吸收能量，并将利用吸收的能量驱动制动单元223限制卷盘221的转动，由此，降低该飞机拦阻系统200的能耗；需要说明的是，在吸能单元224通过吸收能量的过程中，其采用的是通过卷盘221传递至吸能单元224，并通过吸能单元224将能量传递至制动单元223的方式，而且在吸能单元224吸能以及驱动制动单元223的过程中，有多种的能量的传递和转化方式，而在本实施例中，则是以吸能单元224将拦阻索210拦阻飞机20时驱动卷盘221转动，进而通过卷盘221的转动驱动液压泵226动作，进而对油液进行升压，从而利用升压后的高压油液驱动液压制动器225进行制动的方式，而在本发明的其他实施例中，还可以采用其他类型的能量传递和转化方式，在此不再赘述。

当采用将吸能单元224设置为液压泵226，并将制动单元223设置为液压制动器225时，其包括以下设置方式；

请参考图1-图4，设置方式A：制动单元223包括液压制动器225；吸能单元224包括液压泵226和液压油箱；液压泵226与卷盘221传动连接，液压泵226的低压入口与液压油箱连通，液压制动器225与液压泵226的高压出口连通，且液压制动器225与液压油箱连通；其中，液压泵226用于在拦阻索210拦阻飞机20时，在卷盘221的驱动作用下运转，抽取液压油箱中的油液，并将加压后的油液输送至液压制动器225，以驱动制动器限制卷盘221的转动。

在该方式中，当拦阻索210拦阻飞机20后，随着拦阻索210的运动，会带动两端的平带222运动，进而会带动卷盘221转动，而在卷盘221转动后，便可带动与卷盘221传动连接的液压泵226工作，此时，液压泵226的工作会将导入的低压油液升压为高压油液，且高压油液能够被输送至液压制动器225，从而便可为液压制动器225制动卷盘221提供高压油液。

具体的，当飞机20与拦阻索210接合并带动其向前移动时，与拦阻索210相连的平带222被不断拉出，同时带动卷盘221旋转，从而驱动液压泵226，液压泵226由主轴244通过链条驱动。当液压泵226运行时，液压油通过管路从液压系统的油箱中抽出，并通过液压泵226低压侧的低压入口导入液压泵226，然后在加压后通过管路从液压泵226的高压侧的高压出口向外导出；而且液压制动器225管路连接到一个常开控制阀228，该阀控制油液通过管路回流至油箱。油液也在管路中单向输送。在拦阻过程中随着卷盘221速度的增加，相对应的液压中的液压压力在系统中形成，由此，能够克服与液压制动器225连接的液压系统中的静压力，并使得液压泵226的压力输出至液压制动器225。因此，卷盘221旋转越快，液压制动器225的输入压力越大，故，当飞机20在接触拦阻索210后处于其最大速度时，向前移动的阻力最大；随着飞机20逐渐减速，卷盘221逐渐减速，液压泵226会减速，液压制动器225中的压力也随之下降。

请参考图5，设置方式B：制动单元223包括两个液压制动器225；吸能单元224包括两个液压泵226；两个液压制动器225沿卷盘221的转动轴线方向设置于卷盘221的两端；两个液压泵226沿卷盘221的转动轴线方向设置于卷盘221的两端，并且两个液压泵226分别与位于同侧的液压制动器225油液连通。

在该方式中，当拦阻索210拦阻飞机20后，随着拦阻索210的运动，会带动两端的平带222运动，进而会带动卷盘221转动，而在卷盘221转动后，便可带动卷盘221两端的与卷盘221传动连接的液压泵226工作，此时，两端的液压泵226的工作会将导入的低压油液升压为高压油液，且高压油液能够被输送至两个液压制动器225，从而便可为两个液压制动器225制动卷盘221提供高压油液。

具体的，该设置方式B与设置方式A大体相同，其不同之处在于，卷盘221配备有一对卷盘齿轮230，位于卷盘221的两端，两个液压泵226安装在卷盘壳体243上，驱动连接至液压齿轮229，液压齿轮229与卷盘齿轮230啮合，两个液压制动器225设置在卷盘221的两端，且分别与同侧的液压泵226对应导通，液压制动器225的固定部分固定在卷盘壳体243上。当液压泵226通过卷盘221的旋转启动时，来自液压泵226的压力克服液压制动器225的静压，并通过液压管路使液压泵226压力施加到液压泵226上。

需要说明的是，在上述过程中，是以位于拦阻索210一端的单个拦阻组件220的制动过程为例进行说明，为对液压制动器225的制动作用进行控制，故，飞机拦阻系统200还包括控制阀228以及控制器，控制阀228与控制器电连接；控制阀228设置于连通液压泵226及液压制动器225的管路上；控制器用于控制控制阀228的导通流量。进而通过这样的设置方式，便可以通过对控制阀228的导通流量的控制，从而实现对液压制动器225的制动压力的调整，从而实现对两个拦阻组件220的制动作用进行调整。

由此，在拦阻操作中，飞机20上的拦阻钩与拦阻索210接合后，飞机20对拦阻索210的拖拽会使得平带222带动卷盘221转动，同时通过控制器对控制阀228的控制，便可使得液压制动器225按预设控制程序进行制动，从而按照预设控制程序放出平带222，进而使飞机20在预定距离内平稳地停止；其外，在实际工作的过程中，由于两端的拦阻组件220的受力会存在差异，并且分布在跑道两侧的两个拦阻组件220的两个卷盘221之间存在角速度差，进而存在偏心拦阻的情况，由此，便可在偏心拦阻期间，通过控制器对两个液压制动器225的控制，使得其中一个卷盘221的旋转速度比另一个卷盘221的旋转速度快，以达到偏心拦阻时的自动补偿调整效果；其外，在拦阻操作中，控制器可在整个拦阻期间对液压制动器225的制动力进行连续调整，使得控制阀228以预定速率逐渐开启或关闭，以保持系统中的压力按照既定方式变化。综上，控制器能够在拦阻期间为系统提供张力控制，还用于系统调整不同的平带222伸出长度，以及提供调整不同重量飞机20拦阻的方法。因此，通过不同的控制方法，可以实现平带222伸出长度和张力控制调整的各种组合。

还需要说明的是，在将卷盘221与液压泵226进行传动连接时，有多种的传动方式，比如，可以采用设置传动带的方式，通过传动带套接于卷盘221的主轴244以及液压泵226的轴上，便可将卷盘221的转动动能传递至液压泵226中；也可以采用设置传动齿轮组的方式，即，通过在卷盘221的主轴244及液压泵226安装传动齿轮，并通过多个传动齿轮的啮合，便可将卷盘221的转动动能传递至液压泵226中。而液压制动器225中产生的热量可通过液压制动器225本身散热，也可通过周围的散热装置进行散热，保证制动器在快速连续制动时，制动器也能有效工作。

进一步地，在采用上述的结构时，吸能单元224还包括压力蓄能器，压力蓄能器与液压制动器225连通，且压力蓄能器用于保持液压制动器225的制动压力。通过这样的方式，能够通过压力蓄能器保持液压制动器225的制动压力，进而能够在拦阻索210未进行拦阻的过程中，对卷盘221的转动进行限制，进而能够维持与平带222连接的拦阻索210的张力，使其保持一定的张力，进而能够为此拦阻索210处于待进行拦阻的位置。需要说明的是，在设置压力蓄能器时，压力蓄能器中的液压能可以由前述内容的液压泵226或液压油箱获得，也可以独立设置液压系统。

进一步地，请参考图6，并结合图1-图5，在本发明的其他实施例中，在设置制动单元223时，与上述的设置液压泵226以及液压制动器225的方式不同的是，制动单元223还可以包括液力制动器231、供液罐232、供液管路233以及回液管路234；液力制动器231与卷盘221传动连接；供液管路233与液力制动器231的进液口及供液罐232的出液口连通，回液管路234与液力制动器231的出液口及供液罐232的进液口连通。

具体的，液力制动器231是一种流体动力装置，通过将机械能转换为工作液体介质中的热量来吸收动力，该液体介质通常为水或油，阻力由液力制动器231的转子235和定子236元件叶片之间循环介质的流体摩擦和搅动产生，机械能直接在转化为落体介质的热量。液力制动器231的介质从进口流入定子236的每个壳体中的供应室。水从定子236供应室进入工作室两侧。液力制动器231在任何负载条件下的转速由其工作腔中的介质量控制。随着负载的变化，可通过改变循环系统和定子236供应室中的压力，或改变进入制动器进口的水量(控制工作室内的水量)来保持恒定的转速。当转子235沿产生阻力的方向旋转时，转子235叶片槽中的介质通过离心力被压入定子236的叶片槽中。当定子236的叶片槽充满时，其中的介质被压回到转子235叶片槽；只要制动器在产生阻力的方向上旋转，这个循环就会重复。由此产生的流体摩擦和搅动对旋转转子235产生阻力，旋转转子235将机械能转化为水中的热量。

其中，通过这样的方式，能够液力制动器231吸收卷盘221转动时的转动能量，从而能够对卷盘221进行制动。而且，为对液力制动器231的制动作用进行控制，故，飞机拦阻系统200还包括控制阀228以及控制器，控制阀228与控制器电连接；控制阀228设置于供液管路233或回液管路234上；控制器用于控制控制阀228的导通流量。

即，通过对供液管路233或回液管路234上的液体流量进行控制，便可对液力制动器231导入的液量或导出的液量进行控制，进而对液力制动器231的制动作用进行调整，从而控制流体介质进入液力制动器231的速率。由此，在拦阻操作中，飞机20上的拦阻钩与拦阻索210接合后，飞机20对拦阻索210的拖拽会使得平带222带动卷盘221转动，同时通过控制器对控制阀228的控制，便可使得液力制动器231按预设控制程序进行制动，从而按照预设控制程序放出平带222，进而使飞机20在预定距离内平稳地停止；其外，在实际工作的过程中，由于两端的拦阻组件220的受力会存在差异，并且分布在跑道两侧的两个拦阻组件220的两个卷盘221之间存在角速度差，进而存在偏心拦阻的情况，由此，便可在偏心拦阻期间，通过控制器对两个液力制动器231的控制，使得其中一个卷盘221的旋转速度比另一个卷盘221的旋转速度快，以达到偏心拦阻时的自动补偿调整效果；其外，在拦阻操作中，控制器可在整个拦阻期间对液力制动器231的制动力进行连续调整，使得控制阀228以预定速率逐渐开启或关闭，以保持系统中的压力按照既定方式变化。综上，控制器能够在拦阻期间为系统提供张力控制，还用于系统调整不同的平带222伸出长度，以及提供调整不同重量飞机20拦阻的方法。因此，通过不同的控制方法，可以实现平带222伸出长度和张力控制调整的各种组合。

基于上述内容，请参考图1-图6，本发明提供了一种飞机拦阻系统200，其主要由平带222、支撑件203、导向件202、连接器201以及制动单元223组成，并且还可以设置吸能单元224，吸能单元224用于将飞机20降落时的传递至卷盘221动能转化为其它形式的能量。

在拦阻飞机20时，飞机20滑跑至飞机拦阻系统200的拦阻位置时，拦阻钩挂住横跨跑道的拦阻索210，并拖拽拦阻索210向前滑跑；此时，与拦阻索210通过连接器201连接的平带222也随之被拖拽出来，随着飞机20的滑跑不断被拉出；

平带222在拉出过程中，通过布置在跑道边的导向件202对平带222进行导向，同时，带动卷绕在卷盘221上的平带222不断释放，即卷盘221随之转动起来；卷盘221转动起来后，通过制动单元223，对旋转的卷盘221进行制动；制动时按照控制器中的预设控制程序不断调整制动力的大小，使得飞机20按照既定的加速度和拦阻距离快速停止下来。

由此，本发明的拦阻系统总体结构简单，设计紧凑，能够满足飞机20拦阻的性能要求，同时具有布置灵活、安装便捷、适用范围广等特点。

以上，仅为本发明的具体实施方式，但本发明的保护范围并不局限于此，任何熟悉本技术领域的技术人员在本发明揭露的技术范围内，可轻易想到的变化或替换，都应涵盖在本发明的保护范围之内。因此，本发明的保护范围应以权利要求的保护范围为准。