Причальный крюк, в частности, для летательного аппарата и система зацепления, снабженная таким причальным крюком - RU2527581C2

Чертежи

Описание

Настоящее изобретение касается причального крюка, в частности, для летательного аппарата, предназначенного для взаимодействия с причальной решеткой платформы, и системы зацепления, содержащей такой крюк.

Такие крюки и такие системы зацепления уже, в общем, известны в существующем уровне техники.

Так, например, документ FR-A-2701689 описывает крюк, предназначенный для оснащения летательного аппарата с несущим винтом, такого, например, как вертолет, и который может притягиваться к посадочной платформе корабля так, что головка крюка крепится к решетке и образует, таким образом, точку крепления летательного аппарата, облегчая, в частности, его посадку на палубу.

Причальный крюк, описанный в этом документе, содержит цилиндрические средства, в которых перемещаются средства в форме поршня со штоком, выступающим за пределы средств в форме цилиндра и свободный конец которого содержит головку причального крюка для крепления в решетке. Действительно, головка крюка снабжена пальцами для удержания в решетке, радиально перемещаемыми между убранным внутрь положением и активным положением с помощью управляющих средств.

Такие причальные крюки были уже успешно внедрены на многих кораблях для обеспечения зацепления, например, летательных аппаратов типа вертолетов.

С некоторых пор осуществляются многочисленные попытки посадок летательных аппаратов типа беспилотных летательных аппаратов с несущим винтом на платформы, в частности, военного назначения.

Заявитель, впрочем, внедрил и успешно протестировал систему автоматических посадки на палубу и взлета беспилотного летательного аппарата с несущим винтом на и от такого корабля.

Внедрение этих беспилотных летательных аппаратов требует также использования крюков для причальных решеток.

Исследования показали, что использование известных причальных крюков для вертолетов непосредственно на беспилотных летательных аппаратах с несущим винтом не было успешным.

Действительно, эти исследования обнажили проблемы размеров, питания, технического обслуживания и т.д.

Целью изобретения, таким образом, является решение этих проблем.

Поэтому объектом изобретения является причальный крюк, в частности, для летательного аппарата, предназначенный для взаимодействия с причальной решеткой платформы, содержащий средства в форме силового цилиндра, включающие в себя цилиндрические средства, в которых перемещаются средства в форме поршня, снабженного штоком, выступающим за пределы цилиндрических средств и свободный конец которого содержит головку крюка для зацепления в решетке, снабженную пальцами для удержания в последней, перемещаемыми между убранным положением и активным положением с помощью средств управления, отличающийся тем, что средства в форме силового цилиндра соединены с источником текучей среды под давлением через средства управления, а также тем, что этот источник текучей среды под давлением содержит патрон потребляемого газа.

В соответствии с другими характеристиками изобретения, взятыми по отдельности или в совокупности:

- газом является СО₂,

- средства управления содержат средства, образующие электроклапан, обеспечивающий открывание и закрывание для питания средств в виде силового цилиндра,

- средства в форме силового цилиндра содержат по меньшей мере две цилиндрических части, вдвигаемые одна в другую и перемещаемые между вдвинутым одна в другую положением и активным выдвинутым одна относительно другой положением,

- средства управления перемещениями пальцев содержат управляющий поршень, перемещаемый скольжением в штоке силового цилиндра и соединенный с бистабильным приводом пальцев, перемещаемых между убранным внутрь и выдвинутым активным положениями пальцев путем последовательной подачи импульсов давления в средства в форме силового цилиндра,

- бистабильным приводом является механический поворотный запор,

- бистабильный привод содержит колесо со скошенными зубьями, расположенное между управляющим поршнем и штоком привода пальцев внутри муфты, связанной со штоком силового цилиндра, при этом край поршня напротив колеса со скошенными зубьями выполнен с зубьями таким образом, что при подаче импульсов давления в средства в форме силового цилиндра и при перемещениях этого управляющего поршня осуществляется поворот колеса со скошенными зубьями в муфте, причем зубья колеса также выполнены с возможностью взаимодействия с последовательными различной высоты выемками муфты для обеспечения стабильных положений, активного и втянутого внутрь, приводного штока пальцев,

- он содержит пружину для воздействия на приводной шток пальцев в убранном внутрь положении,

- соответствующий конец средств в форме силового цилиндра соединен с летательным аппаратом, при этом возвратно-прижимная спиральная пружина расположена между этим концом силового цилиндра и головкой причального крюка,

- спиральная пружина расположена вокруг средств в форме силового цилиндра,

- он содержит спусковые средства для запрета перемещения пальцев в активное положение, если головка причального крюка не находится в положении упора в причальную решетку.

Объектом изобретения является также система зацепления, в частности, летательного аппарата типа беспилотного летательного аппарата с несущим винтом, которая содержит описанный выше причальный крюк.

В дальнейшем изобретение поясняется нижеследующим описанием, не являющимся ограничительным, со ссылками на сопровождающие чертежи, на которых:

- фиг.1 и 2 изображают виды в разрезе причального крюка по изобретению, соответственно в убранном внутрь положении и в активном положении зацепления в причальной решетке платформы,

- фиг.3 изображает вид в перспективе в разобранном состоянии головки причального крюка по изобретению,

- фиг.4 изображает сводную схему, иллюстрирующую питание средой под давлением крюка по изобретению, и

- фиг.5 изображает работу такого крюка.

Действительно, на чертежах, в особенности на фиг.1 и 2, изображен причальный крюк, в частности, летательного аппарата, для причаливания на платформе военного или иного корабля.

Летательным аппаратом может являться, например, беспилотный летательный аппарат с несущим винтом.

Этот причальный крюк обозначен общей позицией 1 на чертежах и предназначен для взаимодействия с причальной решеткой платформы, обозначенной позицией 2 на чертежах.

Действительно, крюк содержит средства в виде силового цилиндра, обозначенного общей позицией 3, содержащего средства в форме цилиндра, обозначенные общей позицией 4, в которых перемещаются средства в форме поршня, обозначенные общей позицией 5.

Эти средства в форме поршня снабжены штоком 6, выходящим за пределы средств в форме цилиндра и свободный конец которого содержит головку крюка для зацепления в решетке, а головка крюка обозначена общей позицией 7.

Действительно, как это описано в упомянутом выше известном документе, головка крюка снабжена пальцами для удержания в решетке, перемещаемыми радиально между втянутым внутрь положением и активным положением с помощью управляющих средств, как это более подробно будет описано ниже.

На этих чертежах один из пальцев обозначен общей позицией 8, а средства управления ими - общей позицией 9.

Конструкция этих средств управления будет также детально описана со ссылкой на фиг.3.

Если вернуться к фиг.1 и 2, можно видеть, что пальцы и средства управления представлены на фиг.1 в убранном внутрь положении, а на фиг.2 - в активном положении, когда крюк раскрыт, средства управления смещены в штоке для радиального перемещения удерживающих пальцев из убранного внутрь положения головки крюка по фиг.1 в активное положение удержания по фиг.2 путем их радиального выдвигания из головки для ее блокирования в решетке.

Для решения различных проблем встраивания в беспилотный летательный аппарат, в частности, такой, как описан выше, причального крюка по изобретению, цилиндрические средства в форме силового цилиндра содержат по меньшей мере две выдвижных цилиндрических части, входящих одна в другую и перемещаемых между убранным внутрь положением и активным положением причаливания, когда одна часть выдвинута относительно другой, как соответственно изображено на фиг.1 и 2.

На этих чертежах две выдвигаемых одна из другой цилиндрических части обозначены соответственно позициями 10 и 11.

Верхняя цилиндрическая часть 10, таким образом, соединена со средствами крепления к беспилотному летательному аппарату, причем эти средства могут быть любой классической конструкции, тогда как другой конец этой части верхнего цилиндра 10 предназначен для приема части нижнего цилиндра 11, в которой расположен шток 6, на свободном конце которого размещена головка 7 крюка.

Средства в форме силового цилиндра, таким образом, соединены с источником текучей среды под давлением через средства управления для контроля их работы, то есть раскрытия причального крюка и его зацепления или отцепления от причальной решетки.

Для этого спиральная возвратно-прижимная пружина 12 расположена между концом верхней цилиндрической части, соединенным с летательным аппаратом, и головкой крюка для обеспечения, как изображено на фиг.2, когда головка крюка зацеплена за решетку, точного прижатия беспилотного летательного аппарата к причальной решетке.

Головка 7 крюка может быть аналогичной головке, уже описанной в упомянутом выше документе, и может содержать, например, три удерживающих пальца, расположенных под углом 120º относительно друг друга и обозначенных общими позициями 8, 13 и 14 на фиг.3. Эти пальцы являются, таким образом, перемещающимися из вдвинутого внутрь положения и выдвинутого активного положения относительно остальной части головки для зацепления крюка к решетке под контролем средств управления, обозначенных общей позицией 9 на фиг.1, 2 и 3.

Также классическим образом головка 7 крюка может содержать взводимый спусковой механизм этих управляющих средств 9 для запрета перемещения пальцев в активное положение, когда головка крюка не находится в положении упора в причальную решетку, то есть в правильном положении зацепления в решетке.

Такой спусковой механизм также описан ранее и обозначен общей позицией 15 на фиг.3.

Спусковой механизм 15, таким образом, расположен поперечно в головке 1 крюка, радиально выступает из головки и сочленен с пружиной 16 и опорным органом 17 для вдвигания в головку крюка, когда последняя находится в правильном положении в причальной решетке, как это изображено на фиг.2, и позволяет осуществить перемещение управляющих средств 9 и удерживающих пальцев.

Собственно средства 9 управления содержат поршень, обозначенный общей позицией 18, перемещаемый скольжением в штоке силового цилиндра и соединенный с бистабильным приводом пальцев, перемещаемых между втянутым внутрь и активным выдвинутым положениями пальцев путем последовательной подачи импульсов давления в средства в виде силового цилиндра.

Этот бистабильный привод пальцев обозначен общей позицией 19 и содержит несколько деталей, образующих то, что называют обычно поворотным стопором.

Этот бистабильный привод содержит колесо со скошенными зубьями, обозначенное общей позицией 20 на фиг.3, расположенное между управляющим поршнем 18 и штоком привода пальцев, обозначенным общей позицией 21 на этой фиг.3.

Поршень 18 и колесо 20 со скошенными зубьями расположены в муфте, обозначенной общей позицией 22, связанной со штоком 6 силового цилиндра, например, посредством штифта, обозначенного общей позицией 23.

Предусмотрена также пружина воздействия на шток 21 привода пальцев в убранное внутрь положение, обозначенная общей позицией 24 на фиг.3.

Край поршня 18 напротив колеса со скошенными зубьями также выполнен с зубьями, обозначенными общей позицией 25 на этом чертеже, так что при приложении импульсов давления к средствам в виде силового цилиндра и, вследствие этого, соответствующих перемещениях поршня 18 осуществляется поворот колеса 20 со скошенными зубьями в муфте 22. Скошенные зубья колеса 20, таким образом, предназначены для взаимодействия с последовательными выемками различных высот муфты 22 для обеспечения стабильных положений, активного и втянутого внутрь, штока 21 привода пальцев и, таким образом, самих пальцев.

Две последовательных выемки муфты с различными высотами обозначены, например, общими позициями 26 и 27 на этом чертеже.

Во вдвинутом внутрь положении средств 9 управления зубья колеса 20 входят, например, в выемки, такие как выемки 26. В процессе подачи давления в средства в виде силового цилиндра поршень 18 вызывает перемещение зубчатого колеса 20 и приводного штока 21 навстречу упругому выдвижению пружины 24, если спусковой механизм 15 взведен, то есть выдвинут, и головка находится в правильном положении относительно решетки.

В процессе этого выдвижения зубья 25 поршня 18 также стремятся повернуть зубчатое колесо. Однако этому движению поворота колеса мешает взаимодействие зубьев колеса с краями муфты 22 каждой стороны выемки 26 до момента, пока скошенные зубья колеса 20 не выйдут из зацепления с соответствующим краем муфты 22 и войдут во взаимодействие с выемкой 27 удержания зубьев и, таким образом, перевода приводного штока 21 в активное положение выхода пальцев из причального крюка.

Блокирование положения обеспечивается воздействием пружины 24, которая толкает приводной шток 21, а зубчатое колесо 20 остается в выемке 27.

Давление среды, таким образом, может быть ослаблено в средствах в виде силового цилиндра при сохранении зацепления летательного аппарата в решетке.

Новая подача импульса давления среды в средства в виде силового цилиндра вызывает новое угловое перемещение колеса со скошенными зубьями относительно следующей выемки в положение убранного внутрь штока средств привода под действием пружины 24 для освобождения головки.

Разумеется, отсюда следуют другие варианты выполнения этого бистабильного привода, управляемого последовательно прикладываемыми импульсами давления к средствам в виде силового цилиндра.

Представляется, что использование такого бистабильного механического поворотного стопора позволяет подавать только импульсы давления в средства в виде силового цилиндра и не требует поддержания постоянного давления в последнем, как в известном уровне техники со средствами в виде силового цилиндра.

Действительно, единственный импульс давления позволяет выдвинуть пальцы и один другой импульс позволяет их втянуть.

Кроме того, изобретение позволяет изменить средства питания средой под давлением средств в виде силового цилиндра.

Сводная схема этих средств питания дана на фиг.4.

Действительно, средства питания могут содержать источник среды под давлением, который выполнен в виде патрона потребляемого газа, такого, например, как патрон с потребляемым СО₂, обозначенный общей позицией 30 на этом чертеже.

Этот газовый патрон 30 связан входом со средствами, образующими закрытый в штатном положении электроклапан 3/2, обозначенный позицией 31, который сам связан с регулируемыми средствами сужения, позволяющими ограничивать расход газа при причаливании и продувке, обозначенными общей позицией 32.

Предусмотрен также предохранительный клапан, настроенный на давление, слегка превышающее желаемое давление причаливания, этот клапан обозначен общей позицией 33, а собственно причальный крюк обозначен общей позицией 1.

Управление открыванием и закрыванием средств, образующих электроклапан, позволяет, таким образом, подавать питание на средства в виде силового цилиндра в форме импульсов давления.

Такая импульсная работа изображена на фиг.5, которая показывает, что зацепление и расцепление осуществляется путем последовательной подачи импульсов давления в средства в виде силового цилиндра, что позволяет, с одной стороны, раскрыть выдвижной крюк, который остается в выдвинутом положении, при том, что причальная головка заблокирована в решетке, что позволяет с силой прижимать летательный аппарат к платформе.

Понятно также, что подача импульсов давления путем управления открыванием средств, образующих клапан 31, описанных выше, позволяет частям цилиндра средств в виде силового цилиндра складываться для того, чтобы позволить зацепляющей головке причального крюка проникнуть в решетку.

Головка причального крюка размещается, таким образом, в ячейке решетки, что обеспечивает срабатывание взведенного спускового механизма 15 и, таким образом, обеспечивает поршню 18 под действием давления среды в средствах в виде силового цилиндра возможность воздействия на шток 21 привода пальцев 8 в положение выхода этих пальцев для зацепления головки в решетке.

Бистабильное вращательное механическое зацепление позволяет блокировать шток и пальцы в этом активном положении зацепления головки в решетке, и, таким образом, давление среды в средствах в форме силового цилиндра может быть сброшено, при этом спиральная возвратно-прижимная пружина 12 позволяет удерживать беспилотный летательный аппарат в прижатом к решетке положении.

При подаче нового импульса давления в средства в форме силового цилиндра поршень 18 заставляет поворачиваться колесо 20 со скошенными зубьями для разблокирования поворотного механического стопора, что позволяет пружине 24 в процессе сброса давления среды в средствах в форме силового цилиндра поднять приводной шток 21 пальцев во втянутое внутрь положение, а пальцам вернуться во втянутое внутрь положение в причальной головке, что позволяет выпустить эту причальную головку из решетки и позволяет спиральной пружине 12 вернуть средства в форме силового цилиндра в убранное внутрь положение (фиг.1).

Понятно, что такая конструкция имеет определенные преимущества по сравнению с причальными крюками из известного уровня техники.

Использование выдвижного силового цилиндра позволяет вдвое увеличить ход раскрытия причального крюка при одной и той же сложенной длине и, таким образом, значительно уменьшить длину крюка в сложенном положении, что позволяет приспособиться к требованиям и габаритам, связанным с установкой на борту летательного аппарата.

Использование возвратно-прижимной пружины, размещенной снаружи средств в форме силового цилиндра, также позволяет получить необходимую силу прижатия к решетке.

Использование бистабильного привода с поворотным механическим запором позволяет удерживать причальный крюк в его положении между двумя импульсными командами для смены существующего состояния, заблокированного в решетке или освобожденного.

Переход из одного состояния в другое осуществляется подачей среды под давлением в средства в форме силового цилиндра. Это позволяет, таким образом, использовать вспомогательный патрон, например газовый, сочлененный со средствами управления электроклапаном для обеспечения питания.

Разумеется, возможны различные варианты реализации описанных выше деталей, а также другие применения, например, для причаливания беспилотных летательных аппаратов к нефтяным или иным платформам.

Реферат

Изобретение относится к области авиации, в частности к системам посадки ЛА. Причальный крюк cостоит из силового цилиндрического корпуса, содержащего цилиндр, в котором перемещается поршень, снабженный штоком. Шток выходит за пределы цилиндра. Свободный конец штока содержит головку причального крюка для зацепления в решетке. Головка снабжена пальцами для удержания в последней. Силовой цилиндр соединен с источником среды под давлением через управляющие элементы. Источник среды содержит патрон потребляемого газа. Достигается уменьшение габаритов причального крюка. 2 н. и 10 з.п. ф-лы, 5 ил.

Формула