專利名稱：機(jī)車、有軌機(jī)動車輔助飛機(jī)起降及飛行之外運(yùn)行的方法及結(jié)構(gòu)的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明屬于機(jī)車、機(jī)動有軌車；用于飛機(jī)配合及裝到飛機(jī)設(shè)備上的設(shè)備；航空母 艦即裝備有飛行甲板的軍艦，飛機(jī)在其上起飛和著落，而且用于維修飛機(jī)的機(jī)庫甲板等領(lǐng) 域。
背景技術(shù)：
時速大于300km/h的機(jī)車及機(jī)動有軌車已進(jìn)入實(shí)際運(yùn)營階段；第一宇宙速度下同 向、同速、同步對接的技術(shù)問題均已解決，風(fēng)洞實(shí)驗(yàn)可以部分解決對接過程中機(jī)車、飛機(jī)及 軌道之間的空氣動力學(xué)問題。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的是提出機(jī)車及機(jī)動有軌車輔助飛機(jī)起飛、著落及飛行之外的運(yùn)行 方法及結(jié)構(gòu)，在飛機(jī)起飛時由機(jī)車、機(jī)動有軌車承載飛機(jī)加速到飛機(jī)起飛速度解除鎖定起 飛；著落運(yùn)行的飛機(jī)與運(yùn)行中的機(jī)車機(jī)動有軌車同向、同速、同步對接鎖定，減速達(dá)到停機(jī) 部位，機(jī)車、機(jī)動有軌車系統(tǒng)為停留在其上的飛機(jī)提供必要的電力，便于飛機(jī)日常保養(yǎng)、維 修、維護(hù)，停留在機(jī)車有軌機(jī)動車上或可分離性托盤上的飛機(jī)便于飛行編組。本發(fā)明的技術(shù)內(nèi)容為機(jī)車、機(jī)動有軌車輔助飛機(jī)起降運(yùn)行系統(tǒng)行駛在艦船甲板 的曲線軌道上，其機(jī)車、有軌機(jī)動車系統(tǒng)包括側(cè)面輪軌系統(tǒng)，防側(cè)翻系統(tǒng)，腹部及側(cè)面制動 系統(tǒng)，可重復(fù)使用的可分離的燃料箱，飛機(jī)承托盤及噴氣動力機(jī)車。在艦船甲板行駛的機(jī)動有軌車，靠連桿驅(qū)動，此連桿與直線電機(jī)上運(yùn)行的超導(dǎo)體 連接，超導(dǎo)體、磁路、導(dǎo)軌、定子線圈同處于液氮或液氦槽中，所述的機(jī)動有軌車用碳纖及輕 金屬材料制作，減少直線電機(jī)電磁洩露對飛機(jī)電磁設(shè)備的干擾。在曲線軌道上運(yùn)行的設(shè)備，其向心力與運(yùn)行的半徑呈反比關(guān)系，增大轉(zhuǎn)彎半徑，減 少機(jī)車、機(jī)動有軌車對側(cè)向軌道的法向壓力；在艦船長度不變的情況下，采用孿生船體結(jié) 構(gòu)，增加甲板寬度，增大轉(zhuǎn)彎半徑，提高艦船穩(wěn)定性，降低艦船造價，達(dá)到在有限長度艦船甲 板上機(jī)車、機(jī)動有軌車輔助飛機(jī)起飛目的。在陸地行駛的用于輔助飛機(jī)起飛的機(jī)車、機(jī)動有軌車為帶有可調(diào)迎角的機(jī)翼及壓 力傳感系統(tǒng)的車輛，壓力傳感系統(tǒng)與機(jī)翼配合，調(diào)整車輛平衡狀態(tài)及車輪對軌道的附著力， 運(yùn)行中的機(jī)車、機(jī)動有軌車視其長度可允許多架飛機(jī)連續(xù)起降，飛機(jī)可視其大小占據(jù)一節(jié) 或多節(jié)機(jī)車，機(jī)車節(jié)與節(jié)之間可隨機(jī)分離或組合特性便于飛行編組，屏蔽氣流壁板可以防 止飛機(jī)灼熱氣流對其后面的飛機(jī)及其它車載設(shè)備灼傷。


圖1為艦船甲板軌道上噴氣動力機(jī)車及無起落架并帶有緩沖及鎖定設(shè)備的飛機(jī)。圖2為噴氣有軌系統(tǒng)制動示意圖。
圖3為艦船甲板曲線軌道上直線電機(jī)及其驅(qū)動的有軌機(jī)車基本結(jié)構(gòu)圖。圖4為增加艦船甲板軌道轉(zhuǎn)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(jī)車輔助飛機(jī)起飛示意圖。圖6為行駛在艦船甲板曲線軌道上噴氣機(jī)車輔助飛機(jī)著落示意圖。圖7為陸地輔助飛機(jī)起降的機(jī)車機(jī)動有軌車基本結(jié)構(gòu)圖。圖8為陸地機(jī)車、有軌機(jī)動車輔助飛機(jī)起飛示意圖。圖9為陸地機(jī)車、有軌機(jī)動車輔助飛機(jī)著落示意圖。具體實(shí)施步驟下面結(jié)合附圖進(jìn)一步說明圖1示艦船甲板曲線軌道上噴氣機(jī)車、無起落架并帶有緩沖及鎖定設(shè)備飛機(jī)的基 本結(jié)構(gòu)圖；圖中1-被動在軌道行駛并可與主體分離的可重復(fù)使用的燃料箱模塊；2-可更換 的用于燃料箱與主體分離、用于機(jī)車主體減速的爆炸物模塊；3-噴氣動力機(jī)車；4-可與主 體分離或組合的帶有轉(zhuǎn)向輪的飛機(jī)承托盤；5-具有可調(diào)線速度及與磨擦片之間距離的慣 性輪；6-側(cè)向軌道；7-側(cè)向輪；8-防機(jī)車側(cè)翻系統(tǒng)9-可更換的磨擦片；10-腹部帶有緩沖 及鎖定設(shè)備的飛機(jī)。圖2示用于噴氣有軌機(jī)車制動或被動運(yùn)行系統(tǒng)示意圖，其中Vo > Vl > V2……Vn ； Vo為機(jī)車線速度，VI、V2……Vn為慣性輪線速度，運(yùn)行中機(jī)車的磨擦片與慣性輪之間靠磨 擦交換能量，完成機(jī)車的減速過程，每只慣性輪的線速度及距磨擦片的距離可單獨(dú)做動態(tài) 調(diào)整，此系統(tǒng)可以驅(qū)動機(jī)車及其設(shè)備之間對接。圖3示直線電機(jī)驅(qū)動有軌機(jī)動車基本結(jié)構(gòu)圖；此車體由輕金屬及碳纖維制造，在 減少車體質(zhì)量的同時也減輕了直線電機(jī)軌道電磁洩露對飛機(jī)電磁設(shè)備的干擾。圖中1-帶 有伸縮功能的拉桿；2-磁極；3-軌道電極；4-在電極軌道上運(yùn)行的超導(dǎo)材料；5-液氮或液 氦；6-車體；7-液氮或液氦槽，其中驅(qū)動拉桿與軌道上運(yùn)行的超導(dǎo)體相連接，用來完成機(jī)動 車在曲線或直線軌道上的運(yùn)行及制動。圖4示為孿生艦船結(jié)構(gòu)示意圖，這樣做的目的是為了增加有軌機(jī)車在艦船甲板上 的轉(zhuǎn)彎半徑，減少機(jī)車對側(cè)向軌道的法向壓力，達(dá)到有限長度艦船甲板機(jī)動有軌車輔助固 定翼飛機(jī)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(wěn)定性。圖5示為行駛在艦船甲板曲線軌道上的噴氣機(jī)車輔助飛機(jī)起飛示意圖，具有初速 度Vo的承載飛機(jī)的噴氣機(jī)車通過彎道加速到V1 ；此時飛機(jī)發(fā)動機(jī)起動并與軌道噴氣機(jī)車 共同加速到起飛速度V2，解除鎖定，飛機(jī)起飛，噴氣機(jī)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(xù)運(yùn)行，并與制動系統(tǒng)配合，通過彎道減速停止；噴氣機(jī)車 主體靠爆炸模塊工作反沖將速度減小到V3,分離后的主體機(jī)車空氣阻力明顯增加，配合軌 道制動系統(tǒng)，減速停止。這樣做的目的是減輕運(yùn)行中軌道設(shè)備對側(cè)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(jī)車輔助飛機(jī)著落示意圖，具有初速 度為Vo的噴氣機(jī)車通過彎道加速到與著落飛機(jī)同步、同速V1,飛機(jī)與噴氣有軌機(jī)車同向、同 速、同步對接，對接時間為0. 5-1秒左右，對接鎖定后，飛機(jī)與噴氣機(jī)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(xù)運(yùn)行并與制動系統(tǒng)配合減速至停止；噴氣機(jī)車主體與所承載的飛機(jī)依靠爆炸模塊工作，速度減至V3，配合軌道制動系統(tǒng)，通過彎 道減速停止。以上用于燃料箱與主體分離及用于主體減速的爆炸物載體及爆炸物已模塊化、標(biāo) 準(zhǔn)化；并可以隨時更換，噴氣機(jī)車每次運(yùn)行裝載的模塊要依據(jù)運(yùn)行設(shè)備最大質(zhì)量、最高時 速、最近制動距離選擇爆炸模塊的當(dāng)量數(shù)，控制系統(tǒng)將依據(jù)運(yùn)行軌道上的設(shè)備質(zhì)量，運(yùn)行的 速度及制動距離引爆一定數(shù)量爆炸模塊，防止意外發(fā)生。以上所述的被動在軌道上行駛并可與主體可分離或組合的燃料箱，要依每次完成 的任務(wù)量定量裝載燃料，確保一次用完，這樣會減少噴氣機(jī)車運(yùn)行中的燃料消耗，同時增加 噴氣機(jī)車在軌道運(yùn)行過程中的安全性。直線電機(jī)驅(qū)動的有軌機(jī)車在曲線軌道上輔助飛機(jī)起飛過程借助圖5闡述如下承 載飛機(jī)的機(jī)車在直線電機(jī)拉桿的推動下以初速度Vo開始通過彎道加速到VI，此時飛機(jī)發(fā) 動機(jī)起動與軌道電機(jī)共同把運(yùn)動系統(tǒng)加速到起飛速度V2，解除鎖定飛機(jī)起飛，直線電機(jī)通 入反向電流，反向電流的強(qiáng)度依據(jù)剩余直線軌道的距離，運(yùn)動系統(tǒng)的速度及質(zhì)量及彎道承 載的最大法向壓力選擇適當(dāng)?shù)臄?shù)值，反向電流通入電機(jī)后拉桿產(chǎn)生力F的方向與軌道機(jī)車 速度方向相反，軌道機(jī)車在可變制動力F的作用下減速并停止。直線電機(jī)驅(qū)動有軌機(jī)車在曲線軌道上輔助飛機(jī)著落過程借助圖6闡述如下在直 線電機(jī)拉桿的推動下軌道機(jī)車由速度Vo通過彎道加速到與著落飛機(jī)同步同速VI，飛機(jī)與 機(jī)車同向、同速、同步對接，對接鎖定后飛機(jī)熄火，直線電機(jī)通入反向電流，反向電流強(qiáng)度依 據(jù)運(yùn)動系統(tǒng)質(zhì)量，所剩余的直線軌道距離，運(yùn)動系統(tǒng)的速度及彎道局部承載的最大法向壓 力選擇合理的數(shù)值，運(yùn)動系統(tǒng)在變動力F的制動下減速至停機(jī)部位。圖7示為陸地輔助飛機(jī)起飛，著陸及飛行外運(yùn)行的機(jī)車，機(jī)動有軌車基本結(jié)構(gòu)，圖 中1-為擁有信息控制系統(tǒng)及軌道壓力傳感系統(tǒng)的動力機(jī)車；2-可單獨(dú)調(diào)整迎角或增加空 氣阻力及為車體減速的機(jī)翼；3-具有信息控制系統(tǒng)，壓力傳感系統(tǒng)等裝置的機(jī)車，4-可單 獨(dú)調(diào)整迎角或增加空氣阻力為車體減速或調(diào)整及配合停留在機(jī)車上飛機(jī)改變其空氣動力 學(xué)特性的機(jī)翼，5-具有升降功能的屏蔽氣流壁板，此壁板與后節(jié)車箱壁板配合使用，防止飛 機(jī)的灼熱氣流灼傷其后的飛機(jī)或其它車載設(shè)備。圖8示陸地上承載飛機(jī)的機(jī)車，機(jī)動有軌車，加速到飛機(jī)起飛速度，升起屏蔽氣流 壁板，飛機(jī)解除鎖定起飛。圖9示陸地上機(jī)車，機(jī)動有軌車與著陸的飛機(jī)同向、同速、同步對接鎖定減速至停 機(jī)部位，然后分離編組。在陸地上機(jī)車、機(jī)動有軌車輔助飛機(jī)起降過程中，機(jī)車機(jī)動有軌車壓力傳感器根 據(jù)車輪對軌道的壓力或配合停留在其上的飛機(jī)空氣動力學(xué)特性及時調(diào)整每個機(jī)翼的迎角， 延長車輪及軌道的使用壽命，同時此機(jī)翼還具有減速功能。機(jī)車，機(jī)動有軌車運(yùn)行的軌道可以通過橋梁鋪設(shè)在淺海、沼澤、河流、灘涂等地帶。每架著落后的飛機(jī)根據(jù)其需要占據(jù)一節(jié)或多節(jié)機(jī)車或占據(jù)一個帶有轉(zhuǎn)向輪的托 盤，這樣便于飛行編組。機(jī)車、機(jī)動有軌車輔助飛機(jī)起飛著落，減少以往飛機(jī)在起飛著落時 起落架對飛機(jī)結(jié)構(gòu)帶來的振動沖擊，延長飛機(jī)使用壽命。
權(quán)利要求
1.機(jī)車、機(jī)動有軌車輔助飛機(jī)起降及飛行之外的運(yùn)行方法及結(jié)構(gòu)，包括無起落架腹部 帶有緩沖及鎖定裝置的飛機(jī)，軌道運(yùn)行系統(tǒng)及設(shè)備，其特征在于飛機(jī)起飛過程由機(jī)車、機(jī) 動有軌車承載飛機(jī)達(dá)到起飛速度，解除鎖定達(dá)到起飛目的；機(jī)車、機(jī)動有軌車與著落的飛機(jī) 同速、同步對接鎖定，減速運(yùn)行至停機(jī)部位。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法及結(jié)構(gòu)其特征在于運(yùn)行在艦船甲板上的機(jī)車，機(jī)動有 軌車輔助飛機(jī)起降運(yùn)行系統(tǒng)擁有側(cè)面軌道，側(cè)面及腹部制動系統(tǒng)，爆炸反沖減速系統(tǒng)，可分 離的便于飛機(jī)飛行編組的飛機(jī)托盤及有軌噴氣動力機(jī)車。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法及結(jié)構(gòu)，其特征在于軌道運(yùn)行輔助飛機(jī)起降及飛行之 外運(yùn)行的機(jī)車為無動力系統(tǒng)的機(jī)車，其運(yùn)行方式靠拉桿推動，與拉桿關(guān)聯(lián)的直線電機(jī)動力 系統(tǒng)，全部包含在液氮成液氦槽內(nèi)，拉桿在槽上方縫隙中運(yùn)行，完成軌道車輛的推進(jìn)或制 動，拉桿具有伸縮功能。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法及結(jié)構(gòu)其特征在于承載輔助飛機(jī)起降的軌道運(yùn)行系統(tǒng) 的艦船可以為孿生船體。
5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法及結(jié)構(gòu)其特征在于機(jī)車及機(jī)動有軌車為有活動機(jī)翼， 壓力傳感系統(tǒng)，且有自動升降功能屏蔽氣流壁板；壓力傳感系統(tǒng)與機(jī)翼配合，調(diào)整車體平衡 及車輪對軌道的附著力?；顒訖C(jī)翼及屏蔽氣流壁板可以用來增加機(jī)車的空氣阻力。
6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法及結(jié)構(gòu)其特征在于運(yùn)行中的機(jī)車、機(jī)動有機(jī)車可以輔 助多架飛機(jī)連續(xù)起降，機(jī)車、機(jī)動有軌車可分離及隨機(jī)組合特性，有利于飛行編組。
全文摘要
本發(fā)明涉及機(jī)車、有軌機(jī)動車輔助飛機(jī)起降及飛行之外運(yùn)行的方法及結(jié)構(gòu)。飛機(jī)要完成起飛、著落及飛行之外運(yùn)行所必備的起落架系統(tǒng)占自身質(zhì)量的10％左右，本方法及結(jié)構(gòu)將省去飛機(jī)起落架系統(tǒng)，取而代之的是為飛機(jī)本身起降及應(yīng)急著落時配備的緩沖及鎖定裝置、輔助飛機(jī)起飛著落及飛行外運(yùn)行的機(jī)車、機(jī)動有軌車及其它設(shè)備；減少飛行中飛機(jī)質(zhì)量，方便飛機(jī)飛行任務(wù)之外的維修、維護(hù)、保養(yǎng)及日常供電。輔助飛機(jī)起降及飛行之外運(yùn)行的機(jī)車、機(jī)動有軌車在曲線軌道上運(yùn)行，解決了有限長度艦船甲板對固定翼飛機(jī)起落限制，孿生船體的運(yùn)用加大了軌道的轉(zhuǎn)彎半徑，降低了船體造價，機(jī)車、機(jī)動有軌車其結(jié)構(gòu)及特征允許數(shù)架飛機(jī)連續(xù)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(yōu)先權(quán)日2010年1月8日
發(fā)明者徐清華 申請人:徐清華