內埋式弹舱空中加弹方法及装置与流程

1.本发明涉及航空技术领域，尤其涉及一种內埋式弹舱空中加弹方法及装置。


背景技术：

2.在现代空中作战中技术领域，飞机的隐身能力越来越重要，为了提升隐身能力最新的战斗机都采用內埋式弹舱，降低被敌方雷达探测和发现的概率，但这种內埋式弹舱的致命弱点是载弹量有限，在作战中，一旦弹药消耗完就必须返回地面机场补充弹药。世界各国都在探索空中加弹技术，在飞机不落地完成弹药的二次补充，但截止目前还没有可行的空中加弹技术进行试验和应用。


技术实现要素：

3.针对现有技术中存在的上述技术问题，本发明的实施例提供了一种內埋式弹舱空中加弹方法及装置。
4.为解决上述技术问题，本发明的实施例采用的技术方案是：
5.一种內埋式弹舱空中加弹方法，位于受弹机前方的加弹机向后方释放由柔性拖缆连接的托架，利用柔性拖缆与受弹机的机头进行软连接，托架受驱动而扭转以使其尾部靠近受弹机的机腹处的弹舱而将托架尾部处的弹药加装于弹舱中。
6.优选地，利用设置于柔性拖缆尾部的锥形套与受弹机的机头对接而使柔性拖缆与受弹机的机头进行连接。
7.优选地，利用装设于托架上的舵面并借由空气作为动力驱动并控制托架扭转而使得弹药靠近并进入受弹机的弹舱。
8.优选地，利用装设于托架上的定位框与受弹机的弹舱的前方区域接触而对托架进行横向上的定位。
9.本发明还公开了一种內埋式弹舱空中加弹装置，包括：
10.柔性拖缆，其通过缠绕于加弹机的卷筒上而能够释放；
11.托架，其连接至柔性拖缆的尾部，所述托架的尾部可拆卸地装设有弹药；
12.锥形套，其设置于所述柔性拖缆的尾部；其中：
13.通过加弹机将加弹装置释放，并先后使得所述锥形套对接于受弹机的机头以及所述托架通过扭转而其尾部靠近受弹机的机腹处的弹舱而将弹药加装于弹舱中。
14.优选地，所述托架的中部装设有定位框，所述定位框通过与受弹机的弹舱的前方区域匹配而对托架进行横向定位。
15.优选地，所述內埋式弹舱空中加弹装置还包括舵面，所述舵面装设于所述托架上，所述舵面借助空气作为动力而控制所述托架的扭转。
16.优选地，所述托架的尾部设置有弹药固定机构，弹药可释放的固定在所述弹药固定机构上。
17.优选地，所述柔性拖缆包括电缆芯以及包覆于所述线缆芯外的承力外套。
18.优选地，所述托架的头部与所述锥形套的外部枢接。
19.与现有技术相比，本发明公开的內埋式弹舱空中加弹方法及装置的有益效果是：
20.1、本发明所提供的內埋式弹舱空中加弹方法及装置能够为战斗机(受弹机)在空中进行加弹。
21.2、利用锥形套与战斗机的机头对接以及托板与战斗机的机腹对接，使得加弹过程稳定、精准、安全。
22.3、托架利用空气作为动力与战斗机的机腹进行对接与分离，并通过舵面控制托架的扭转角度，能够有效避免托架与战斗机的机腹产生刚性碰撞，能够有效避免对战斗机产生意外损失，能够有效避免对战斗机的飞行安全产生影响。
23.4、以现役战斗机改装受弹机，改装工作量小，仅需要在机头改装特制的定位销，并适度提高机头头锥安装对接框的强度；机腹位置也只需要改装特制定位销；机腹弹舱内加装自动装弹机构。
24.本发明中描述的技术的各种实现或示例的概述，并不是所公开技术的全部范围或所有特征的全面公开。
附图说明
25.在不一定按比例绘制的附图中，相同的附图标记可以在不同的视图中描述相似的部件。具有字母后缀或不同字母后缀的相同附图标记可以表示相似部件的不同实例。附图大体上通过举例而不是限制的方式示出各种实施例，并且与说明书以及权利要求书一起用于对所发明的实施例进行说明。在适当的时候，在所有附图中使用相同的附图标记指代同一或相似的部分。这样的实施例是例证性的，而并非旨在作为本装置或方法的穷尽或排他实施例。
26.图1为本发明的实施例所提供的內埋式弹舱空中加弹方法中投放加弹装置过程的状态视图。
27.图2为本发明的实施例所提供的內埋式弹舱空中加弹方法中锥形套与受弹机的机头对接后的状态视图。
28.图3为本发明的实施例所提供的內埋式弹舱空中加弹方法中托架扭转上升过程的状态视图。
29.图4为本发明的实施例所提供的內埋式弹舱空中加弹方法中托架尾部与受弹机的机腹对接后的状态视图。
30.图5为本发明的实施例所提供的內埋式弹舱空中加弹方法中受弹机抓取托架上的弹药后的状态视图。
31.图6为本发明的实施例所提供的內埋式弹舱空中加弹方法中托架扭转下降与受弹机的机腹分离后的状态视图。
32.图7为本发明的实施例所提供的內埋式弹舱空中加弹方法中锥形套与受弹机的机头分离后的状态视图。
33.图8为本发明的实施例所提供的內埋式弹舱空中加弹方法中加弹机收纳加弹装置后的状态视图。
34.图9为本发明的实施例所提供的內埋式弹舱空中加弹方法中锥形套与受弹机的机
头对接的结构示意图。
35.图10为本发明的实施例所提供的加弹装置中弹药与托架的安装状态视图。
36.图11为本发明的实施例所提供的加弹装置中锥形套的结构示意图。
37.附图标记：
38.1-加弹机；2-柔性拖缆；3-锥形套；4-托架；5-弹药；6-受弹机；7-定位框；8-舵面；9-定位销；10-弹药固定机构；11-定位孔；12-定位销；13-转轴；14-收放机构；15-定位孔。
具体实施方式
39.除非另外定义，本发明使用的技术术语或者科学术语应当为本发明所属领域内具有一般技能的人士所理解的通常意义。本发明中使用的“第一”、“第二”以及类似的词语并不表示任何顺序、数量或者重要性，而只是用来区分不同的组成部分。“包括”或者“包含”等类似的词语意指出现该词前面的元件或者物件涵盖出现在该词后面列举的元件或者物件及其等同，而不排除其他元件或者物件。“连接”或者“相连”等类似的词语并非限定于物理的或者机械的连接，而是可以包括电性的连接，不管是直接的还是间接的。“上”、“下”、“左”、“右”等仅用于表示相对位置关系，当被描述对象的绝对位置改变后，则该相对位置关系也可能相应地改变。
40.为了保持本发明实施例的以下说明清楚且简明，本发明省略了已知功能和已知部件的详细说明。
41.如图1至图10所示，本发明的实施例公开了一种內埋式弹舱空中加弹方法及装置，利用加弹机1运行到受弹机6前上方，而后将加弹装置进行投放，使得加弹装置上的弹药5送至受弹机6的机腹处的弹舱中而实现空中加弹。
42.该加弹装置包括：收放机构14、柔性拖缆2、锥形套3、托架4、弹药固定机构10、定位框7、舵面8以及控制系统。
43.收放机构14被置于加弹机1的机舱中，该收放机构14包括卷筒和驱动卷筒的电机。
44.柔性拖缆2的头部缠绕于收放机构14的卷筒上，锥形套3连接于柔性拖缆2的尾部，托架4通过转轴13可竖直转动的连接于锥形套3底部，弹药固定机构10设置于托架4的尾部，舵面8可竖直转动的装设于托架4的下方并位于托架4尾部的位置，舵面8处还装设有能够驱动舵面8竖直转动的机电机构(未示出)。定位框7固定在托架4的中部区域，该定位框7大致呈u形。
45.控制系统用于在加弹过程中获取信号和控制状态，该控制系统包括：位置信号传感器、气流攻角传感器以及控制器(均未示出)。控制器安装在加弹机1上，气流攻角传感器安装在舵面8与托架4连接的转轴处以用于测量气流相对于托架4的角度，基于所测量的角度而控制舵面8的转角，位置信号传感器包括三个，其中一个安装在锥形套3处以用于监测锥形套3所处对接状态，另外两个装设于托架4的弹药固定机构10处以用于监测弹药固定机构10所处对接状态。柔性拖缆2包括线缆芯以及包覆于线缆芯外的承力外套，在加弹过程中，承力外套用于承受拉力，而线缆芯用于使各类传感器及机电机构与控制器进行电连接以用于传递信号和电流。
46.下面介绍一下內埋式弹舱空中加弹方法的详细步骤：
47.s10：装弹。柔性拖缆2处于大部分缠绕于收放机构14的卷筒上的状态，将弹药5装
夹于托架4尾部的弹药固定机构10上，并将托架4在加弹机1的机舱中完成展开。
48.s20：投放加弹装置。如图1所示，将托架4向加弹机1的后方投放，随后，控制器控制电机驱动卷筒转动以使柔性拖缆2逐渐展开，控制器通过控制电机的转速而控制柔性拖缆2的展开速度，从而控制锥形套3、托架4的释放速度，控制器通过计算拖缆释放长度而控制电机减速及停止，进而控制投放过程。
49.s30：初始对接。如图2所示，将加弹装置投放完成后，锥形套3及托架4在重力和气动力作用下保持姿态稳定的拖曳飞行，使受弹机6从锥形套3的后方缓慢接近锥形套3。锥形套3配置成与受弹机6的机头配合的锥形结构，使得受弹机6的机头得以从锥形套3的尾部进入到锥形套3内并与锥形套3匹配。在受弹机6的机头进入到锥形套3内过程中，受弹机6的机头前方的定位销12与锥形套3上的定位孔11配合，在位置信号传感器检测到机头与锥形套3对接到位后，定位孔11内的锁定机构(电磁卡环)上锁以完成对锥形套3的对接定位，如此，加弹装置与受弹机6在其机头处完成了初次对接。
50.s40：托架4扭转上升。如图3所示，在完成初次对接后，控制系统通过托架4上的气流攻角传感器检测出气流与舵面8之间的角度，然后基于所检测的角度，控制系统控制机电机构驱动舵面8以控制陀螺的气动升力，进而控制托架4以锥形套3的转轴13处为中心进行扭转上升以使托架4尾部的弹药5逐步靠近受弹机6的机腹的弹舱。
51.s50：二次对接。如图4所示，在托架4上升至使得弹药5接近受弹机6的机腹的弹舱后，托架4上的u形的定位框7与受弹机6的机腹前方的区域接触，进而对托架4进行定位，以实现对托架4在受弹机6的宽度方向上的调整，此时，受弹机6的机腹处的弹舱打开。当托架4扭转上升至接近与受弹机6的机腹平行的状态时，机腹处的定位销9插入托架4上的弹药固定机构10尾部的定位孔15上，进而实现对托架4的再次定位，当位置信号传感器检测到托架4继续扭转上升至预定位置时，定位孔15的锁定机构(电磁卡环)与受弹机6的机腹处的定位销9锁定，如此，托架4与受弹机6在机腹处完成对接，托架4与受弹机6机腹形成高精度的刚性连接，弹药固定机构10上的弹药5位置满足受弹机6上的自动装弹机6构的工作的位置需求。
52.s60：弹药5抓取。如图5所示，完成二次对接后，机腹弹舱内的自动装弹机6构抓取弹药5，拖架上的弹药固定机构10松开弹药5。
53.s70：机腹分离。如图6所示，弹药5抓取完成后，托架4尾部定位孔15内的锁定机构解锁，控制系统控制托架4上的舵面8减小迎角，从而减小升力，托架4依靠重力下降，托架4与受弹机6的机腹脱开、分离。
54.s80：两机分离。如图7所示，托架4与受弹机6的机腹分离后，托架4下降到最低位置，并保持稳定飞行。锥形套3的头部的锁定机构开锁，受弹机6缓慢减速，锥形套3与受弹机6的机头分离，进而使得加弹装置与受弹机6完全分离，加弹机1与受弹机6完全分离。
55.s90：加弹装置收起。如图8所示，在加弹机1与受弹机6分离后，加弹机1的机舱内的收放机构14的电机驱动卷筒反向转动以缠绕柔性拖缆2，托架4、锥套缓上升并进入运输机舱内，托架4折叠，所有加弹过程完成。
56.在本发明所提供的加弹装置中：
57.如图11所示，锥形套3可构造成带十字形对称分布结构，这种十字分布结构可以增强锥形套3在不稳定气流中的稳定性，另外，可方便在锥形套3的顶部安装灯光，增加夜间对
接引导。
58.如图10所示，舵面8可借由三角形支架安装于弹药固定机构10的下方，使得在与受弹机6的机腹对接时舵面8尽量远离机腹，进而避免机腹处的气流对舵面8的转角产生干扰。
59.托架4可构造成可折叠收放的结构，以有利于收纳托架4，例如，可构造成如图8所示的翻转折叠的结构，当然，也可构造成伸缩折叠的结构。
60.应该说明的是：在加弹过程中，通过一次加弹过程可以完成受弹机6舱内空缺弹药5全部补充，在实际作战中并不是所有弹药5全部消耗完才开始补充弹药5，本发明的加弹方法可以将弹药5数量和种类任意组合，进行非对称工作，也可因临时任务调整，在空中对战斗机的弹药5更换或卸载。
61.本发明所提供的內埋式弹舱空中加弹方法及装置的关键优势在于：
62.1、本发明所提供的內埋式弹舱空中加弹方法及装置能够为战斗机(受弹机6)在空中进行加弹。
63.2、利用锥形套3与战斗机的机头对接以及托板与战斗机的机腹对接，使得加弹过程稳定、精准、安全。
64.3、托架4利用空气作为动力与战斗机的机腹进行对接与分离，并通过舵面8控制托架4的扭转角度，能够有效避免托架4与战斗机的机腹产生刚性碰撞，能够有效避免对战斗机产生意外损失，能够有效避免对战斗机的飞行安全产生影响。
65.4、以现役战斗机改装受弹机6，改装工作量小，仅需要在机头改装特制的定位销12，并适度提高机头头锥安装对接框的强度；机腹位置也只需要改装特制定位销9；机腹弹舱内加装自动装弹机构。
66.此外，尽管已经在本发明中描述了示例性实施例，其范围包括任何和所有基于本发明的具有等同元件、修改、省略、组合(例如，各种实施例交叉的方案)、改编或改变的实施例。权利要求书中的元件将被基于权利要求中采用的语言宽泛地解释，并不限于在本说明书中或本技术的实施期间所描述的示例，其示例将被解释为非排他性的。因此，本说明书和示例旨在仅被认为是示例，真正的范围和精神由以下权利要求以及其等同物的全部范围所指示。
67.以上描述旨在是说明性的而不是限制性的。例如，上述示例(或其一个或更多方案)可以彼此组合使用。例如本领域普通技术人员在阅读上述描述时可以使用其它实施例。另外，在上述具体实施方式中，各种特征可以被分组在一起以简单化本发明。这不应解释为一种不要求保护的公开的特征对于任一权利要求是必要的意图。相反，本发明的主题可以少于特定的公开的实施例的全部特征。从而，以下权利要求书作为示例或实施例在此并入具体实施方式中，其中每个权利要求独立地作为单独的实施例，并且考虑这些实施例可以以各种组合或排列彼此组合。本发明的范围应参照所附权利要求以及这些权利要求赋权的等同形式的全部范围来确定。
68.以上实施例仅为本发明的示例性实施例，不用于限制本发明，本发明的保护范围由权利要求书限定。本领域技术人员可以在本发明的实质和保护范围内，对本发明做出各种修改或等同替换，这种修改或等同替换也应视为落在本发明的保护范围内。