一种可折叠的拦阻钩机构的制作方法

1.本发明涉及舰载机拦阻钩技术领域，尤其涉及隐身舰载机领域的拦阻钩机构。


背景技术：

2.拦阻钩与航母或地面拦阻装置配合使用，能利用拦阻装置事先预置拦阻载荷，在数十米或数百米长度内拦停飞机，这是机上任何一种刹车装置都无法达到的制动效果。拦阻钩机构对飞机着舰安全能起到至关重要的作用。隐身飞机拦阻钩机构的设计更具有难度，隐身舰载机为了兼顾隐身性能，拦阻钩必须收纳进机尾部的拦阻钩舱内，拦阻钩的长度受到了很大限制，而拦阻钩长度的缩减将导致拦阻钩拖曳角的增大，这会导致拦阻时拦阻钩受到的冲击载荷和反弹增大，使得着舰风险增大。


技术实现要素：

3.针对上述隐身舰载机拦阻钩内置，长度受限制的问题，本发明的目的在于设计一种具有折叠功能的拦阻钩机构，通过拦阻钩摇臂的折叠，该机构能够使得在有限的拦阻钩舱内获得更长的拦阻钩长度，从而改善拦阻效果。
4.本发明的技术解决方案：
5.一种可折叠的拦阻钩机构，包括拦阻钩支座1、阻尼器支座2、大连杆支座3、前摇臂4、后摇臂5、小连杆6、大连杆7、导向销轴9、纵向阻尼器10、横向阻尼器器11、上位锁12、压簧8、扭簧20、联动舱门13；该机构可在机上完成开锁、放钩、向下压紧、纵向缓冲、横向缓冲功能；所述拦阻钩支座1、阻尼器支座2、大连杆支座3以及上位锁12固定于机体结构上；拦阻钩支座1与前摇臂4，前摇臂4与小连杆6，小连杆6与大连杆7，大连杆7与大连杆支座之间为铰接，构成四杆机构，通过四杆机构实现拦阻钩机构的折叠与展开；其中拦阻钩支座1与大连杆支座支架之间为固定杆，前摇臂4依靠纵向阻尼器10驱动，为驱动杆，前摇臂4轴线初始位置与航向平行，该四杆机构的相对位置使得当前摇臂4顺时针旋转小于90度的角度时，小连杆6可绕其逆时针旋转180
°
左右。
6.进一步地，用导向销轴9的左右位置控制小连杆6、前摇臂4、后摇臂5之间的连接关系从而适应拦阻钩机钩的运动状态；当拦阻钩机钩处于上锁状态或放钩过程中时，导向销轴9插入小连杆定位孔17和后摇臂左定位孔18，此时导向销轴9位于左侧；导向销轴9右侧在前摇臂4的限位盘16上相对滑动，小连杆6和后摇臂5处于固定连接状态，二者与前摇臂4处于铰接状态；当拦阻钩机钩处于向下压紧状态或纵向、横向缓冲过程中时，导向销轴9在弹簧力的作用下向右运动，脱离小连杆定位孔17并插入前摇臂定位孔14，此时导向销轴9位于右侧；前摇臂4和后摇臂5变为固定连接状态，二者与小连杆6变为铰接状态。
7.进一步地，导向销轴9位置的变化由液压或电磁主动驱动方式来代替压簧8；同时，为了减小导向销轴9脱离小连杆定位孔17时的摩擦力，在小连杆定位孔17和后摇臂5左定位内部安装直线轴承。
8.进一步地，前摇臂4上右侧摇臂上设有限位块15，用于限制后摇臂5相对前摇臂4转
动角度在0
°
和180
°
之间；0
°
时，拦阻钩机构处于收起并上锁状态；180
°
时，拦阻钩机构处于向下压紧状态或纵向、横向缓冲过程中；此外，处于180
°
时，后摇臂5相对前摇臂4停止转动，导向销轴9刚好向右运动，插入前摇臂定位孔14。
9.进一步地，大连杆7与小连杆6在铰接处附近安装弹性装置，用于使小连杆6相对大连杆7有逆时针转动的趋势，所述弹性装置为扭簧20或拉簧。
10.进一步地，后摇臂5一侧与联动舱门13固定连接，联动舱门13随后摇臂5的转动而转动。
11.进一步地，前摇臂4顺时针旋转60
°
，小连杆6可绕其逆时针旋转180
°
。
12.本发明与现有技术相比的有益效果：
13.(1)该拦阻钩机构通过将拦阻钩摇臂折叠，使得在有限的拦阻钩舱内获得更长的拦阻钩长度，从而改善拦阻效果。
14.(2)该拦阻钩机构将拦阻钩的安装位置后移，增大了与飞机主起间的安装距离，进一步改善了拦阻效果。
15.(3)拦阻钩机构的舱门为联动舱门，无需设计舱门机构设计，与后摇臂固定连接，且不影响着舰拦阻，结构简单可靠。
附图说明
16.所包括的附图用来提供对本发明实施例的进一步的理解，其构成了说明书的一部分，用于例示本发明的实施例，并与文字描述一起来阐释本发明的原理。显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，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的附图。
17.图1示出了根据本发明的具体实施例提供的该折叠拦阻钩机构操纵流程，图中1、2、3、4步骤分别代表飞机着舰时拦阻钩系统的开锁、放钩、向下压紧和钩头接触甲板后的纵向、横向缓冲过程。
18.图2示出了根据本发明的具体实施例提供的该折叠拦阻钩机构装配示意图。
19.图3示出了根据本发明的具体实施例提供的拦阻钩系统在开锁、放钩、向下压紧和纵横向缓冲过程中导向销轴的位置变化。
20.图4示出了根据本发明的具体实施例提供的在放钩过程中大连杆7、小连杆、前摇臂三杆轴线共线时的示意图。
21.其中，上述附图包括以下附图标记：
22.1、拦阻钩支座；2、阻尼器支座；3、大连杆支座；4、前摇臂；5、后摇臂；6、小连杆；7、大连杆；8、压簧；9、导向销轴；10、纵向阻尼器；11、横向阻尼器；12、上位锁；13、联动舱门；14、前摇臂定位孔；15、限位块；16、限位盘；17、小连杆定位孔；18后摇臂左定位孔；19、后摇臂右定位孔；20、扭簧。
具体实施方式
23.需要说明的是，在不冲突的情况下，本技术中的实施例及实施例中的特征可以相互组合。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，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。以下对
至少一个示例性实施例的描述实际上仅仅是说明性的，决不作为对本发明及其应用或使用的任何限制。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。
24.需要注意的是，这里所使用的术语仅是为了描述具体实施方式，而非意图限制根据本技术的示例性实施方式。如在这里所使用的，除非上下文另外明确指出，否则单数形式也意图包括复数形式，此外，还应当理解的是，当在本说明书中使用术语“包含”和/或“包括”时，其指明存在特征、步骤、操作、器件、组件和/或它们的组合。
25.除非另外具体说明，否则在这些实施例中阐述的部件和步骤的相对布置、数字表达式和数值不限制本发明的范围。同时，应当明白，为了便于描述，附图中所示出的各个部分的尺寸并不是按照实际的比例关系绘制的。对于相关领域普通技术人员已知的技术、方法和设备可能不作详细讨论，但在适当情况下，所述技术、方法和设备应当被视为授权说明书的一部分。在这里示出和讨论的所有示例中，任何具体值应被解释为仅仅是示例性的，而不是作为限制。因此，示例性实施例的其它示例可以具有不同的值。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讨论。
26.本发明的一种可折叠的拦阻钩机构，包括拦阻钩支座1、阻尼器支座2、大连杆支座3、前摇臂4、后摇臂5、小连杆6、大连杆7、导向销轴9、纵向阻尼器10、横向阻尼器器11、上位锁12、压簧8、扭簧20、联动舱门13等部件，装配示意图见图2。该机构可在机上完成开(上)锁、放钩、向下压紧、纵向缓冲、横向缓冲等功能。所述所有支座、上位锁12固定于机体结构上。
27.通过四杆机构的运动，可实现拦阻钩机构的折叠与展开。拦阻钩支座1与前摇臂4，前摇臂4与小连杆6，小连杆6与大连杆7，大连杆7与大连杆支座3之间为铰接，构成四杆机构。其中拦阻钩支座1与大连杆支座3之间可认为固定杆，前摇臂4为依靠纵向阻尼器10驱动，为驱动杆，前摇臂4轴线初始位置与航向平行，该四杆机构的相对位置可使得当前摇臂4顺时针旋转小于90度的角度时，小连杆6可绕其逆时针旋转180
°
左右，在本发明中，前摇臂4顺时针旋转60
°
，小连杆6可绕其逆时针旋转180
°
。
28.用导向销轴9的左右位置控制小连杆6、前摇臂、后摇臂5之间的连接关系从而适应拦阻钩机钩的运动状态。当拦阻钩机钩处于上锁状态或放钩过程中时，导向销轴9插入小连杆定位孔17和后摇臂左定位孔18(此时导向销轴9位于左侧)，导向销轴9右侧在前摇臂的限位盘16上相对滑动，小连杆6和后摇臂5处于固定连接状态，二者与前摇臂4处于铰接状态；当拦阻钩机钩处于向下压紧状态或纵向、横向缓冲过程中时，导向销轴9在弹簧力的作用下向右运动，脱离小连杆定位孔17后沿后摇臂左定位孔18和后摇臂右定位孔19滑动，最后插入前摇臂定位孔14(此时导向销轴9位于右侧)，前摇臂4和后摇臂5变为固定连接状态，二者与小连杆6变为铰接状态。其中，导向销轴9位置的变化可由液压或电磁等主动驱动方式来代替压簧8。同时，为了减小导向销轴9脱离小连杆定位孔17时的摩擦力，可在小连杆定位孔17和后摇臂5左定位内部安装直线轴承。
29.前摇臂上右侧摇臂上设有限位块15，用于限制后摇臂5相对前摇臂转动角度在0
°
和180
°
之间，0
°
时，拦阻钩机构处于收起并上锁状态；180
°
时，拦阻钩机构处于向下压紧状态或纵向、横向缓冲过程中。此外，处于180
°
时，后摇臂5相对前摇臂停止转动，导向销轴9刚
好向右运动，插入前摇臂定位孔14。
30.大连杆7与小连杆6在铰接处附近安装弹性装置，弹性装置使小连杆6相对大连杆7有逆时针转动的趋势。弹性装置可用扭簧20或拉簧替代。
31.后摇臂5一侧与联动舱门13固定连接，联动舱门13随后摇臂5的转动而转动。
32.一般情况下，拦阻钩机构需要具备开锁、放钩、向下压紧、纵向缓冲、横向缓冲、收钩、上锁等7重功能。飞机着舰前，拦阻钩机构需要完成开锁、放钩、向下压紧操纵；着舰时，拦阻钩机构要完成纵向缓冲、横向缓冲操纵；着舰完成后，拦阻钩机构要完成收钩、上锁操纵。在本发明中，收钩操纵需要地面人员完成，收钩动作完成后(摇臂2位置到位后)，由机上人员或地面人员控制上位锁12上锁。收钩和上锁操纵这里不在叙述。其中，开锁、放钩、向下压紧、纵横向缓冲操纵流程如图1所示。
33.上位锁12开锁前，前、后摇臂4、5为折叠状态，轴线共线，夹角为0
°
，拦阻钩机构处于折叠状态，上位锁12通过机上液压或电磁开锁，而后纵向阻尼器10内部通过气压或者液压控制推动前摇臂4向下绕拦阻钩支座1顺时针转动，进行放钩操纵。放钩过程中，小连杆6与后摇臂5通过导向销轴9穿过小连杆限位孔17和后摇臂5左限位孔18进行固定连接，如图3所示，随着摇臂4的转动，小连杆6带动后摇臂5绕绕前摇臂4的铰接点逆时针转动，与此同时，联动舱门13随后摇臂5一起运动，舱门打开。此外，放钩过程中，在某一位置，小连杆6、大连杆7、前摇臂4轴线共线，如图4所示，此时，在扭簧20力以及后摇臂5自身重力的作用下，小连杆6相对大连杆7仍具有逆时针转动的趋势，从而使后摇臂5继续绕前摇臂4沿正确的逆时针旋转。
34.在纵向阻尼器10的驱动下，当小连杆6和后摇臂5相对前摇臂1逆时针旋转180度时，后摇臂5被前摇臂上的限位块15阻挡，不能继续转动，拦阻钩机构处于为展开状态。与此同时，导向销轴9刚好对准前摇臂定位孔14，在压簧8力的作用下，导向销轴9向右运动，插入对准前摇臂4上的限位孔14，使前摇臂4与后摇臂5固定连接并共线，同时断开小连杆6与后摇臂5的固定连接，并使二者连接关系变为铰接，如图3所示。在之后的极短的时间内，纵向阻尼器10压至下限，拦阻钩机构向下压紧，停止转动，飞机准备着舰。
35.触舰瞬间，后摇臂5带动前摇臂4向上反弹，后摇臂5和前摇臂4二者铰接轴及导向销轴9承载冲击剪切力，小连杆6与后摇臂5已变为铰接，小连杆6及大连杆7随着前后摇臂5、6的转动而转动，不承受载荷载。纵向阻尼器10进行纵向缓冲，减小拦阻钩反弹高度和弹跳距离；横向阻尼器11进行横向缓冲，减少后摇臂5左右摆动幅度。

技术特征：
1.一种可折叠的拦阻钩机构，其特征在于，包括拦阻钩支座(1)、阻尼器支座(2)、大连杆支座(3)、前摇臂(4)、后摇臂(5)、小连杆(6)、大连杆(7)、导向销轴(9)、纵向阻尼器(10)、横向阻尼器器(11)、上位锁(12)、压簧(8)、扭簧(20)、联动舱门(13)；该机构可在机上完成开锁、放钩、向下压紧、纵向缓冲、横向缓冲功能；所述拦阻钩支座(1)、阻尼器支座(2)、大连杆支座(3)以及上位锁(12)固定于机体结构上；拦阻钩支座(1)与前摇臂(4)，前摇臂(4)与小连杆(6)，小连杆(6)与大连杆(7)，大连杆(7)与大连杆支座之间为铰接，构成四杆机构，通过四杆机构实现拦阻钩机构的折叠与展开；其中拦阻钩支座(1)与大连杆支座支架之间为固定杆，前摇臂(4)依靠纵向阻尼器(10)驱动，为驱动杆，前摇臂(4)轴线初始位置与航向平行，该四杆机构的相对位置使得当前摇臂(4)顺时针旋转小于90度的角度时，小连杆(6)可绕其逆时针旋转180
°
左右。2.根据权利要求1所述的一种可折叠的拦阻钩机构，其特征在于，用导向销轴(9)的左右位置控制小连杆(6)、前摇臂(4)、后摇臂(5)之间的连接关系从而适应拦阻钩机钩的运动状态；当拦阻钩机钩处于上锁状态或放钩过程中时，导向销轴(9)插入小连杆定位孔(17)和后摇臂左定位孔(18)，此时导向销轴(9)位于左侧；导向销轴(9)右侧在前摇臂(4)的限位盘(16)上相对滑动，小连杆(6)和后摇臂(5)处于固定连接状态，二者与前摇臂(4)处于铰接状态；当拦阻钩机钩处于向下压紧状态或纵向、横向缓冲过程中时，导向销轴(9)在弹簧力的作用下向右运动，脱离小连杆定位孔(17)并插入前摇臂定位孔(14)，此时导向销轴(9)位于右侧；前摇臂(4)和后摇臂(5)变为固定连接状态，二者与小连杆(6)变为铰接状态。3.根据权利要求2所述的一种可折叠的拦阻钩机构，其特征在于，导向销轴(9)位置的变化由液压或电磁主动驱动方式来代替压簧(8)；同时，为了减小导向销轴(9)脱离小连杆定位孔(17)时的摩擦力，在小连杆定位孔(17)和后摇臂(5)左定位内部安装直线轴承。4.根据权利要求1所述的一种可折叠的拦阻钩机构，其特征在于，前摇臂(4)上右侧摇臂上设有限位块(15)，用于限制后摇臂(5)相对前摇臂(4)转动角度在0
°
和180
°
之间；0
°
时，拦阻钩机构处于收起并上锁状态；180
°
时，拦阻钩机构处于向下压紧状态或纵向、横向缓冲过程中；此外，处于180
°
时，后摇臂(5)相对前摇臂(4)停止转动，导向销轴(9)刚好向右运动，插入前摇臂定位孔(14)。5.根据权利要求1所述的一种可折叠的拦阻钩机构，其特征在于，大连杆(7)与小连杆(6)在铰接处附近安装弹性装置，用于使小连杆(6)相对大连杆(7)有逆时针转动的趋势，所述弹性装置为扭簧(20)或拉簧。6.根据权利要求1所述的一种可折叠的拦阻钩机构，其特征在于，后摇臂(5)一侧与联动舱门(13)固定连接，联动舱门(13)随后摇臂(5)的转动而转动。7.根据权利要求1所述的一种可折叠的拦阻钩机构，其特征在于，前摇臂(4)顺时针旋转60
°
，小连杆(6)可绕其逆时针旋转180
°
。

技术总结
本发明提供了一种可折叠的拦阻钩机构，通过四连杆机构的运动实现拦阻钩的折叠与展开操纵。该拦阻钩机构通过将拦阻钩摇臂折叠，使得在有限的拦阻钩舱内获得更长的拦阻钩长度，进而减小拖曳角，减小着舰时的冲击载荷，从而改善拦阻效果，与此同时，该拦阻钩机构将拦阻钩的安装位置后移，增大了与飞机主起间的安装距离，进一步改善了拦阻效果。该机构中设有导向销轴，通过导向销轴的左右位置的调节，控制小连杆、前摇臂、后摇臂之间的连接关系，从而适应拦阻钩机构放钩、向下压紧、缓冲等不同的运动状态。此外，拦阻钩机构的舱门为联动舱门，无需设计舱门机构设计，与后摇臂固定连接，且不影响着舰拦阻。本发明结构简单紧凑，稳定可靠，成本较低。成本较低。成本较低。


技术研发人员：高硕 杨晓亚 张海征 常鸣鹤 何利军
受保护的技术使用者：海鹰航空通用装备有限责任公司
技术研发日：2021.11.01
技术公布日：2023/5/5