多地降落飛機(jī)的關(guān)鍵技術(shù)與應(yīng)用

1、多地降落飛機(jī)的關(guān)鍵技術(shù)與應(yīng)用摘 要：多地降落飛機(jī)是指可以在不同地形條件下進(jìn) 行降落完成任務(wù)的飛行器，在抗震救災(zāi)、軍事偵察、人員營 救等方面有著極為重要的作用。本文通過對其設(shè)計背景進(jìn)行 闡述，對其結(jié)構(gòu)設(shè)計、工作原理、控制系統(tǒng)進(jìn)行了詳盡地分 析，對其優(yōu)缺點與發(fā)展前景進(jìn)行了探究，力求為未來的智能 化飛行器提供了研究思路。關(guān)鍵詞：多地降落飛機(jī)；關(guān)鍵技術(shù)；應(yīng)用中圖分類號： V355.2 文獻(xiàn)標(biāo)識碼： A 文章編號： 1671-2064（2017）10-0087-021 多地降落飛機(jī)設(shè)計背景飛機(jī)是指具有一具或多具發(fā)動機(jī)的動力裝置產(chǎn)生前進(jìn) 的推力或拉力，由機(jī)身的固定機(jī)翼產(chǎn)生升力，在大氣層內(nèi)飛 行的重于空氣的

2、航空器，飛機(jī)是最常見的一種固定翼航空 器。按照其使用的發(fā)動機(jī)類型又可被分為噴氣飛機(jī)和螺旋槳 飛機(jī)。直升飛機(jī)就是飛機(jī)的一種，目前直升飛機(jī)在實現(xiàn)救援 的時候，找一個合適的降落地點成為一個難題，降落時考慮 凈空條件，對著陸場周圍地貌和地物高度都有要求。而且災(zāi) 區(qū)的山谷空地往往被松軟的農(nóng)田占據(jù)，直升機(jī)不能夠降落在 這些硬度不夠的土地上。有時也需要在海上或者沼澤進(jìn)行救 援，這就需直升機(jī)盡可能靠近或者?？?，現(xiàn)有的直升飛機(jī)不 能滿足上述要求，這就為救援帶來了不便，可多種地區(qū)降落 的飛機(jī)可以很好地解決上述背景技術(shù)中提出的問題。2 多地降落飛機(jī)設(shè)計方案2.1 結(jié)構(gòu)設(shè)計可多種地區(qū)降落的飛機(jī)，包括尾翼螺旋槳、機(jī)體、

3、螺旋 槳、安全座椅、控制系統(tǒng)、起落架系統(tǒng)、氣墊船系統(tǒng)和發(fā)動 機(jī)，所述尾翼螺旋槳、螺旋槳、安全座椅、控制系統(tǒng)、起落 架系統(tǒng)和發(fā)動機(jī)均安裝在機(jī)體上，安全座椅和控制系統(tǒng)均安 裝在機(jī)體內(nèi)部并且控制系統(tǒng)位于安全座椅的一側(cè)，起落架系 統(tǒng)安裝在機(jī)體的下方，氣墊船系統(tǒng)安裝在起落架系統(tǒng)的內(nèi) 部，發(fā)動機(jī)安裝在機(jī)體的上部，機(jī)體的頂端安裝有螺旋槳， 機(jī)體的一側(cè)安裝有尾翼螺旋槳，氣墊船系統(tǒng)包括氣墊船前 部、氣墊船后部、渦輪風(fēng)機(jī)和電機(jī)，渦輪風(fēng)機(jī)通過渦輪支架 安裝在氣墊船后部并且渦輪風(fēng)機(jī)的出風(fēng)口處設(shè)置有風(fēng)口擋 板和出風(fēng)口支架，氣墊船前部和氣墊船后部均安裝有電機(jī)。起落架系統(tǒng)包括起落架、液壓缸和導(dǎo)軌，起落架采用滑 動連接的方式

4、安裝在導(dǎo)軌上，導(dǎo)軌采用直線導(dǎo)軌，起落架上 還設(shè)置有距離傳感器。液壓缸通過液壓缸支架安裝在起落架 上，渦輪風(fēng)機(jī)采用高壓渦輪風(fēng)機(jī)。機(jī)體上還設(shè)置有警示燈， 氣墊船前部和氣墊船后部均采用高強(qiáng)度塑料制作，風(fēng)口擋板 和渦輪支架均采用鋁合金材料制作。2.2 工作原理采用zero。飛機(jī)的外形設(shè)計通過增加伸縮氣墊船系統(tǒng)和起落架系統(tǒng)實現(xiàn)全地形停靠，氣墊船系統(tǒng)縱向展開，渦輪風(fēng) 機(jī)為氣墊船供氣，實現(xiàn)飛機(jī)的多地形?？?，起飛需要一定角 度，當(dāng)飛機(jī)降落氣墊船系統(tǒng)的角度不合適時，可以自行調(diào)整 姿勢，保證直升機(jī)起飛角度。多地降落飛機(jī)發(fā)動機(jī)驅(qū)動旋翼 提供升力，把多地降落飛機(jī)舉托在空中，單旋翼多地降落飛 機(jī)的主發(fā)動機(jī)同時也輸出動力

5、至尾部的小螺旋槳，機(jī)載陀螺 儀能偵測多地降落飛機(jī)回轉(zhuǎn)角度并反饋至尾槳，通過調(diào)整小 螺旋槳的螺距可以抵消大螺旋槳產(chǎn)生的不同轉(zhuǎn)速下的反作 用力。？p旋翼多地降落飛機(jī)通常采用旋翼相對反轉(zhuǎn)的方式來 抵消旋翼產(chǎn)生的不平衡升力。 氣墊船系統(tǒng)收縮， 起落架放下， 實現(xiàn)飛機(jī)在良好地形的?？?，節(jié)約能源。起落架系統(tǒng)采用液 壓控制，通過距離傳感器實現(xiàn)飛機(jī)降落平穩(wěn)?？?；機(jī)體采用 小型飛機(jī)，適合執(zhí)行在山區(qū)勘察災(zāi)情、偵察火情等任務(wù)。氣 墊船系統(tǒng)在起落架系統(tǒng)的內(nèi)部，更能很好的保護(hù)不工作時的 氣墊船系統(tǒng)，而且氣墊船系統(tǒng)可以升降，飛機(jī)機(jī)體與氣墊船 系統(tǒng)之間留有足夠的空隙，可以將伸縮擔(dān)架打開實現(xiàn)傷員的 運輸。氣墊船系統(tǒng)通過高壓渦

6、輪風(fēng)機(jī)，將空氣送入氣墊的底 部，實現(xiàn)氣墊船的工作。氣墊船系統(tǒng)是利用高壓空氣在船底 和水面（或地面）間形成氣墊，使船體全部或部分墊升，氣 墊船是用大功率渦輪風(fēng)機(jī)將空氣壓入船底下，由船底周圍的 柔性圍裙或剛性側(cè)壁等氣封裝置限制其逸出而形成的騰空， 氣墊船系統(tǒng)的優(yōu)勢在于它可以在沙灘、沼澤、水面、冰面以 及適當(dāng)凹凸不平的地方行駛。氣墊船系統(tǒng)采用前后伸縮，達(dá) 到氣墊船系統(tǒng)在不使用時占據(jù)較小的空間，減少直升飛機(jī)的 飛行阻力。2.3 控制分析多地降落飛機(jī)的主要靠操縱桿控制運行，操縱桿通常位 于飛行員的手中，在大多數(shù)直升機(jī)上，直升機(jī)具有從頂部下 降到駕駛艙的循環(huán)控制。這樣的控制被稱為循環(huán)控制，因為 它循環(huán)地改

7、變轉(zhuǎn)子葉片的槳距，可以讓將轉(zhuǎn)子盤傾斜到特定 的方向，導(dǎo)致直升機(jī)在該方向上移動。如果飛行員向前推動 操縱桿，則轉(zhuǎn)子盤向前傾斜，轉(zhuǎn)子在向前方向產(chǎn)生推力。如 果飛行員將操縱桿推動到側(cè)面，則轉(zhuǎn)子盤傾斜到該側(cè)并在該 方向產(chǎn)生推力，導(dǎo)致直升機(jī)向側(cè)面懸停。俯仰控制器位于飛 行員座椅的左側(cè)，具有提前設(shè)定的摩擦控制措施，以防止意 外地移動。俯仰控制改變所有主轉(zhuǎn)子葉片的俯仰角并且獨立 于它們的位置。因此，如果進(jìn)行俯仰控制輸入，所有葉片均 勻變化，可以讓直升機(jī)的高度上升或下降。反扭矩踏板位于 與固定翼飛機(jī)中的方向舵踏板相同的位置，并且具有類似的 目的，即控制飛機(jī)的機(jī)頭方向。在給定方向上施加踏板改變 尾部轉(zhuǎn)子葉片的槳

8、距，增加或減小由尾部轉(zhuǎn)子產(chǎn)生的推力， 并使機(jī)頭在所施加的踏板的方向上偏轉(zhuǎn)。踏板機(jī)械地改變尾 輪的槳距，改變產(chǎn)生的推力。直升機(jī)轉(zhuǎn)子設(shè)計為在較小的RPM 范圍內(nèi)運行。 油門控制發(fā)動機(jī)輸出的功率， 發(fā)動機(jī)通過 固定比率傳動裝置與轉(zhuǎn)子連接。油門的目的是保持足夠的發(fā) 動機(jī)功率以將轉(zhuǎn)子 RPM 保持在允許限度內(nèi)，以便轉(zhuǎn)子產(chǎn)生 足夠的升力用于飛行。在單引擎直升機(jī)中，油門控制是安裝 在操縱桿上的摩托車式扭轉(zhuǎn)手柄，而雙引擎直升機(jī)具有用于 每個發(fā)動機(jī)的動力桿。斜盤控制主葉片的循環(huán)間距。斜盤沿 著主軸上下移動，以改變兩個葉片的間距。這將導(dǎo)致直升機(jī) 根據(jù)迎角向下或向上推動空氣。斜盤也可以改變其角度以向 前或向后或向左

9、或向右移動葉片角度，使直升機(jī)沿著這些方 向移動。3 優(yōu)缺點分析 與現(xiàn)有技術(shù)相比，這種新型多地降落飛機(jī)的優(yōu)點是：該 裝置設(shè)計合理，故障率低，體積小，使用安全性和運行穩(wěn)定 性好；該裝置可以用于地形勘測和災(zāi)區(qū)救援中一般飛機(jī)沒辦 法降落的地面，該裝置通過氣墊船系統(tǒng)實現(xiàn)多種環(huán)境的全方 位?？?，該裝置采用可以調(diào)節(jié)的起落架，解決測坡?？浚m 用于包括水面在內(nèi)的多種地面；該裝置的氣墊船系統(tǒng)可以自 行調(diào)整姿勢，保證飛機(jī)正常起飛，解決了氣墊船不工作時的 的體積問題，該裝置中放入加可伸縮擔(dān)架，實現(xiàn)搶險救災(zāi)、 傷員運輸和小型飛機(jī)選擇，適合災(zāi)區(qū)偵察以及傷員轉(zhuǎn)運。這種多地降落新型飛機(jī)也有一定的缺點，例如容量較 小，無法有

10、效地一次性運輸大量的物資與傷員，對于一些更 復(fù)雜的地形例如沼澤、堰塞湖等還是無能為力，安全性需要 進(jìn)一步加強(qiáng)等。4 總結(jié)與展望 多地降落飛機(jī)有許多其他飛行器難以辦到或不可能辦 到的優(yōu)勢，受到廣泛應(yīng)用，多地降落飛機(jī)由于可以垂直起飛 降落不用大面積機(jī)場主要用于觀光旅游、火災(zāi)救援、海上急 救、緝私緝毒、消防、商務(wù)運輸、醫(yī)療救助、通信以及噴灑 農(nóng)藥殺蟲劑消滅害蟲、探測資源，等國民經(jīng)濟(jì)的各個部門。 世界多地降落飛機(jī)的隊伍逐漸壯大。 隨著多地降落飛機(jī)技 術(shù)的不斷進(jìn)步和人們對多地降落飛機(jī)應(yīng)用的逐漸成熟，多地 降落飛機(jī)的發(fā)展也越來越“專業(yè)化” ，多地降落飛機(jī)在軍事 上的用途有多種多樣，從物資運輸?shù)饺藛T輸送、戰(zhàn)場投放、 敵后偵查與滲透、到移動迅速的飛行坦克、通訊、救護(hù)、戰(zhàn) 場監(jiān)視等等不一而足。多地降落飛機(jī)將會為小型飛機(jī)的發(fā)展 帶來一場全新的革命，使得小型飛機(jī)向著更加智能、功能更 加強(qiáng)大的方向發(fā)展。參考文獻(xiàn)1 張洪海，胡明華 .多跑道著陸飛機(jī)協(xié)同調(diào)度多目