ПРИЧАЛЬНЫЙ КРЮК, В ЧАСТНОСТИ, ДЛЯ ЛЕТАТЕЛЬНОГО АППАРАТА И СИСТЕМА ЗАЦЕПЛЕНИЯ, СНАБЖЕННАЯ ТАКИМ ПРИЧАЛЬНЫМ КРЮКОМ Российский патент 2014 года по МПК B64F1/12 

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.

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.

1. Причальный крюк, в частности, для летательного аппарата, предназначенный для взаимодействия с причальной решеткой (2) платформы, содержащий средства в форме силового цилиндра (3), содержащего средства в форме цилиндра (4), в которых перемещаются средства в форме поршня (5), снабженного штоком (6), выходящим за пределы средств в форме цилиндра и свободный конец которого содержит головку (7) причального крюка для зацепления в решетке (2), снабженную пальцами (8, 13, 14) для удержания в решетке, перемещаемыми между убранным внутрь положением и активным положением с помощью средств (9) управления, отличающийся тем, что средства в форме силового цилиндра соединены с источником (30) текучей среды под давлением через средства управления (31), а также тем, что этот источник текучей среды под давлением содержит патрон (30) потребляемого газа.

2. Причальный крюк по п.1, отличающийся тем, что газом является CO₂.

3. Причальный крюк по п.1 или 2, отличающийся тем, что средства управления содержат средства, образующие электроклапан (31), обеспечивающий открывание и закрывание для питания средств в форме силового цилиндра.

4. Причальный крюк по п.1, отличающийся тем, что средства (4) в форме цилиндра содержат по меньшей мере две части цилиндра (10, 11), вдвигающиеся одна в другую и перемещаемые между убранным внутрь одна в другую положением и активным положением, в котором одна часть выступает из другой.

5. Причальный крюк по п.1, отличающийся тем, что средства (9) управления перемещениями пальцев содержат управляющий поршень (18), перемещаемый скольжением в штоке силового цилиндра и сочлененный с бистабильным приводом (19) пальцев, перемещаемым между убранным внутрь и активным выдвинутым положением пальцев путем подачи последовательных импульсов давления в средства в форме силового цилиндра.

6. Причальный крюк по п.5, отличающийся тем, что бистабильный привод является механическим поворотным запором (19).

7. Причальный крюк по п.6, отличающийся тем, что бистабильный привод (19) содержит колесо (20) со скошенными зубьями, расположенное между управляющим поршнем (18) и приводным штоком (21) пальцев внутри муфты (22), связанной со штоком силового цилиндра, при этом край поршня (18) напротив колеса (20) со скошенными зубьями выполнен с зубьями (25) так, что при подаче импульсов давления в средства в форме силового цилиндра и, следовательно, при перемещениях этого управляющего поршня осуществляется поворот колеса (20) со скошенными зубьями в муфте (22), причем зубья колеса (20) также выполнены с возможностью взаимодействия с последовательными выемками (26, 27) различной высоты муфты (22) для обеспечения стабильных положений, активного или втянутого внутрь, приводного штока (21) пальцев.

8. Причальный крюк по п.7, отличающийся тем, что он содержит пружину (24) для воздействия на приводной шток (21) пальцев в убранном внутрь положении.

9. Причальный крюк по п.1, отличающийся тем, что соответствующий конец средств в форме силового цилиндра сочленен с летательным аппаратом, а также тем, что между этим концом силового цилиндра и головкой (7) причального крюка расположена возвратно-прижимная спиральная пружина (12).

10. Причальный крюк по п.9, отличающийся тем, что спиральная пружина (12) расположена вокруг средств в форме силового цилиндра.

11. Причальный крюк по п.1, отличающийся тем, что он содержит спусковые средства (15) для запрета перемещения пальцев (8, 13, 14) в их активное положение, когда головка причального крюка не находится в положении упора в причальную решетку (2).

12. Система зацепления, в частности, летательного аппарата типа беспилотного летательного аппарата с несущим винтом, отличающаяся тем, что она содержит причальный крюк по одному из предыдущих пунктов.