一种飞行器着陆器

1.本发明涉及着陆器技术领域，尤其是涉及一种飞行器着陆器。


背景技术：

2.飞行器失事一直是困扰航空业的重大问题，每年都会发生多型号民用飞机和军用飞机事故。就拿民用飞机来说，民航飞机降落时遇到的事故占比在所有飞行阶段中可达40％，起飞阶段则占比为16％，降落阶段的8分钟和起飞阶段的3分钟也被民航业称为“危险的11分钟”，其中尤以降落阶段最为危险，根据相关统计，从上世纪80年代初到90年代中期，世界范围内运输飞行共发生重大飞行事故621起，其中，重大的进近着陆阶段发生的事故为287起，占46％。在2019最新的商用航空事故统计分析中，近20年在着落时的事故发生率依旧居高不下，该比例依旧占到45％以上，着陆成为发生重大事故最频繁阶段，可见空难大多数发生在降落阶段。对于军用飞机来说事故原因则更为复杂，军用飞机的飞行风险比民用飞机大得多，事故原因往往无法追查。由此可见军用飞机的航行风险非常之大。军用飞机在着陆时也会面对起落架故障，尾翼结冰，刹车失灵等着陆问题，严重影响了飞行员的安全。
3.现如今并没有能很好解决飞机降落事故的方法和装置，而本发明能有效解决了飞行器在着陆时遇到起落架故障，刹车失灵，引擎故障等需要硬着陆或无法着陆时产生的危险。


技术实现要素：

4.本发明的目的在于提供一种飞行器着陆器，该飞行器着陆器能够解决现有技术中存在的飞行器在着陆时遇到起落架故障，刹车失灵，引擎故障等需要硬着陆或无法着陆时产生的危险；
5.本发明提供一种飞行器着陆器，其包括多块模块化单元，且模块单元之间能够相互拼接；
6.拼接后的模块单元包括车体框架，以及设置在车体框架上的飞行器着陆板、接收固定装置、中央控制系统、刹车系统、缓冲系统、通讯系统、动力系统和轮组；
7.通讯系统与飞行器、机场控制台之间通讯连接，在着陆器运行时，中央控制系统根据通讯系统接收采集的信号来调整控制动力系统功率的输出，使拼接后的模块单元在飞行器降落时与飞行器具有相同的水平速度；
8.飞行器降落时，控制动力系统的功率输出，使拼接后的模块单元加速跟踪飞行器，通讯系对飞行器进行速度追踪和位置跟踪，并且当飞行器通讯失灵时装置对飞行器进行主动的速度追踪和位置跟踪。
9.在飞行器降落到平台上以后，缓冲系统会开始工作，减缓吸收飞行器的冲击力，之后刹车系统会进行制动完成最后的接收工作。
10.优选的，动力系统包括直线电机，直线电机采用长初级直线电机，电机初级宽度大于安装在平台上的次级宽度。
11.优选的，所述中央控制系统用于对着陆器所有数据的整理分析和指令分级处理；
12.在着陆器工作时会根据建立的降落机型基本参数数据库，对飞行器的重量估计，基于飞行器的重量对飞行器降落瞬间冲击力的估计和平台制动过程所需制动力的分析；
13.中央控制系统通过接受通讯系统的数据，建立机场三维空间坐标和飞行器动力学模型，实时预测飞行器运动轨迹，调整动力系统的直线电机推力；
14.中央控制系统对各个系统的参数变化进行追踪，协调各系统的工作，实现飞行器的安全接收。
15.优选的，所述通讯系统讯系统采用机场一次雷达航空器捕捉技术，对飞行器的速度标量测量和初始位置的估算，通过激光雷达进行飞行器的精确定位与测速，实现对飞行器位置矢量的即时探测；
16.针对飞行器定位问题，需要与飞机形成互动和交互，在精确定位方面，两者相结合共同实现精确定位；
17.通讯系统能够接入飞行器和控制台现有通讯系统进行多方通信，利用现有甚高频数据链通信技术，实现双方及多方通讯，无间断数据传输，以及实现管理方通讯控制权限接入。
18.优选的，所述动力系统包括设置在着陆器两侧的直线电机；
19.在飞行器降落到着陆器上的瞬间，通过无速度、无传感器控制以及牵引防侧偏控制实现直线电机的抗冲击控制；
20.动力系统可以采用无线充电、蓄电池或者牵引网供电。
21.优选的，所述轮组通过缓冲装置安装在车体框架的下侧。
22.优选的，每个模块单元上均设置有刹车系统；
23.在飞行器被接收固定之后，着陆器开始减速，着陆器依靠每个模块化单元的刹车系统减速，动力系统的直线电机在装置制动时进行再生制动，若飞行器存在发动机的反推制动机制时，着陆器与飞行器相互配合共同减速。
24.优选的，所述接收固定装置包括前阻拦挡板、中间阻拦挡板、左侧阻拦挡板、右侧阻拦挡板和后阻拦挡板；
25.上述阻挡板根据飞行器的型号预先设置在飞行器着陆板上。
26.优选的，所述接收固定装置相对于飞行器着陆板的位置可调；
27.在接收固定飞行器时，接收固定装置在抬升缩紧，固定飞行器，固定接受装置存在设置的冗余空间。
28.优选的，所述模块化单元之间采用刚性连接。
29.有益效果：
30.本发明能有效解决了飞行器在着陆时遇到起落架故障，刹车失灵，引擎故障等需要硬着陆或无法着陆时产生的危险。当飞行器面对着陆问题时可以直接降落在与飞行器保持相对移速的着陆平台上，着陆平台采用的轮胎式结构以及减震缓冲装置具有高承受力的特点，可以有效减小着陆时的硬性冲击，保护飞行器的安全，飞行器着陆板上的接收固定装置可以与飞行器抱死固定，防止飞行器出现失衡，摩擦起火或冲出跑道。本发明应用的轮胎式结构技术具有技术成熟，负荷能力大，缓冲效果好，适应性强，对场地要求低，制动效果好的优点，本发明提高了飞行器遇到着陆问题时的安全性，极大保障了内部人员的生命安全。
附图说明
31.为了更清楚地说明本发明具体实施方式或现有技术中的技术方案，下面将对具体实施方式或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图是本发明的一些实施方式，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。
32.图1为本发明具体实施方式提供的应用三组模块构成的飞行器着陆装置接收降落飞行器时侧视图。
33.图2为本发明具体实施方式提供的应用三组模块构成的飞行器着陆装置侧视图。
34.图3为本发明具体实施方式提供的应用三组模块构成的飞行器着陆装置俯视图。
35.图4为本发明具体实施方式提供的应用三组模块构成的飞行器着陆装置底部结构图。
36.图5为本发明具体实施方式提供的应用三组模块构成的飞行器着陆装置正视图。
37.图6为本发明具体实施方式提供的应用三组模块构成的飞行器着陆装置底板上接收固定装置收纳后俯视图；
38.图7为本发明具体实施方式提供的模块化单元的结构示意图。
39.附图标记说明：
40.1-前阻拦挡板；2-中间阻拦挡板；3-后阻拦挡板；4-飞行器着陆板；5
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车体框架；6-轮组；7-直线电机；8-右侧阻拦挡板；9-左侧阻拦挡板；10
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电磁阻尼装置；11-通讯系统；12-刹车系统；13-动力系统。
具体实施方式
41.下面将结合实施例对本发明的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做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。
42.在本发明的描述中，需要理解的是，术语"中心"、"纵向"、"横向"、" 长度"、"宽度"、"厚度"、"上"、"下"、"前"、"后"、"左"、"右"、"竖直"、" 水平"、"顶"、"底"、"内"、"外"、"顺时针"、"逆时针"等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本发明和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明的限制。
43.此外，术语"第一"、"第二"仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性或者隐含指明所指示的技术特征的数量。由此，限定有"第一"、 "第二"的特征可以明示或者隐含地包括一个或者更多个所述特征。在本发明的描述中，"多个"的含义是两个或两个以上，除非另有明确具体的限定。此外，术语“安装”、“相连”、“连接”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通。对于本领域的普通技术人员而言，可以具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。
44.如图1至7所示，本实施方式提供了一种飞行器着陆系统，包括多块模块化单元，且模块单元之间能够相互拼接。
45.在选择合适数量的模块化单元构成一整套着陆接收装置以后，着陆接收装置包括以下结构：飞行器着陆板4，飞行器着陆板上的接收固定装置，中央控制系统，刹车系统12，缓冲系统，动力系统13，通讯系统11，以及下方的轮组6，这些结构固定在车体框架5上。
46.在装置运行时，通讯系统11与飞行器之间，通讯系统11与机场控制台之间可以相互通信，中央控制单元会根据通讯系统11接收采集的信号来调整控制动力系统13功率的输出，以保证整个装置在飞行器降落时与飞行器具有相同的水平速度，使飞行器降落在飞行器着陆板上4时与该装置保持水平上的相对静止。
47.飞行器降落时，动力系统13会提前驱动直线电机7，使所述装置加速跟踪飞行器，并且直线电机采用长初级直线电机，电机初级宽度大于安装在平台上的次级宽度，保证平台在发生大幅度的上下起伏后时，直线电机能够正常工作；通讯系统11会对飞行器进行速度追踪和位置跟踪，并且当飞行器通讯失灵时装置可以对飞行器进行主动的速度追踪和位置跟踪，使得整个装置在接收飞行器时能与飞行器具有相同的水平速度，使飞行器降落在平台上时与平台保持水平上的相对静止.
48.在飞行器降落到平台上以后，缓冲系统会开始工作，减缓吸收飞行器的冲击力，之后刹车系统12会进行制动完成最后的接收工作。
49.中央控制系统
50.首先中央控制系统要实现对平台所有数据的整理分析和指令分级处理，在平台工作时会根据建立的降落机型基本参数数据库，实现对飞行器的重量估计，进而实现对飞行器降落瞬间冲击力的估计和平台制动过程所需制动力的分析；通过接受通讯系统11的数据，建立机场三维空间坐标和飞行器动力学模型，实时预测飞行器运动轨迹，调整动力系统的直线电机7 推力；最后中央控制系统要对各个系统的参数变化进行追踪，协调各系统的工作，实现飞行器的安全接收。
51.通讯系统
52.通讯系统11采用机场一次雷达航空器捕捉技术，实现对飞行器的速度标量测量和初始位置的估算，通过激光雷达进行飞行器的精确定位与测速，实现对飞行器位置矢量的即时探测，除激光雷达外，方式不限于高速摄像头、gps、北斗等；针对飞行器定位问题，还要与飞机形成互动和交互，在精确定位方面，两者相结合共同实现精确定位。
53.本装置的通讯系统11还可以接入飞行器和控制台现有通讯系统进行多方通信，利用现有甚高频数据链(vdl)通信技术，实现双方及多方通讯，无间断数据传输，以及实现管理方通讯控制权限接入。
54.动力系统
55.动力系统13通过安装在平台两侧的直线电机7驱动着陆接收装置，并且在飞行器降落到平台上的瞬间，通过无速度、无传感器控制以及牵引防侧偏控制实现直线电机7的抗冲击控制；直线电机采用长初级直线电机，电机初级宽度大于安装在平台上的次级宽度，保证平台在发生大幅度的上下起伏后时，直线电机能够正常工作；动力系统13可以采用无线充电、蓄电池或者牵引网供电。
56.轮组
57.本实施方式采用的轮式设计，使用的轮胎本身就具有很好的缓冲效果，结合轮组6结构中的液压缓冲装置、气压缓冲装置等其他缓冲装置，以及安装在平台上的电磁阻尼装
置10共同构成缓冲系统，能充分地吸收飞行器降落时的势能。
58.刹车系统
59.在飞行器被接收固定之后，平台开始减速，平台主要依靠所述每个模块化单元的刹车系统12减速，动力系统13的直线电机7也会在装置制动时进行再生制动，并且在飞行器有其他减速机制例如发动机的反推制动，平台可以与飞行器相互配合共同减速以达到更好的制动效果。
60.接收固定装置
61.飞行器着陆板4上的接收固定装置包括前阻拦挡板1、中间阻拦挡板2、左侧阻拦挡板9、右侧阻拦挡板8、后阻拦挡板3，它们共同起到接收固定作用，并且在着陆板上还安装有辅助降落装置，在飞行器的起落架无法打开时，辅助飞行器降落。
62.接收固定装置可以放倒收纳在飞行器着陆板4上，保证飞行器在降落时着陆板上视野平坦开阔；在接收固定飞行器时，接收固定装置在抬升缩紧，固定飞行器，固定接受装置要存在一定的冗余空间，保证飞行器降落存在一定的误差时，也能准确的固定飞行器。
63.在飞行器着陆器使用过程中，需要选择合适数量的模块化单元自由拼接组合，构成一整套直线电机驱动轮式着陆装置，各个模块之间采用刚性连接，保证模块合并后构成一个稳固的整体。
64.由上述本实施方式提供的技术方案可以看出，本发明提供的直线电机驱动的飞行器轮式着陆接收装置中的动力系统为装置提供动力，使装置加速到合适的速度；缓冲系统使得飞行器着陆回收时机械应力小，在遇到降落事故时可以安全、可靠稳定的接收飞行器，降低了飞行器的损坏几率；刹车系统能使得飞行器降落在装置上以后能够有序的减速制动；通讯系统使得装置与飞行器之间，装置与机场控制台之间可以相互通信以保证整个装置在飞行器降落时与飞行器具有相同的速度，使飞行器降落在飞行器着陆板上时与该装置保持水平上的相对静止。中央控制系统实现对平台所有数据的整理分析和指令分级处理，统筹协调各系统的工作。前阻拦挡板和中间阻拦挡板为飞行器提供减速推力；左右侧阻拦挡板为飞行器提供良好的平衡能力和接触摩擦力，同时也可以起到优秀的减震效果，保证飞行器可以平稳地着陆并减速；后阻拦挡板起到防止飞机滑脱的作用。
65.为了对上述飞行器着陆器进行进一步的说明，本实施例以应用了三个模块化单元进行详细说明，但在实际应用中不应该拘泥于这种数量组合，应根据具体的飞行器型号选择合适数量的模块化单元进行组合，比如可以通过并排多组连接装置和模块化单元来增加装置的宽度，或者连接更多的模块化单元来增加装置的长度，应该根据飞行器的型号合理的安排组合。
66.应用三个模块化单元构成的每个模块底部包括轮组6、动力系统13、通讯系统11、刹车系统12、缓冲系统、中央控制系统、以及直线电机7，上方飞行器着陆板4上固定有前阻拦挡板1、中间阻拦挡板2、左侧阻拦挡板9、右侧阻拦挡板8、后侧阻拦挡板3，这些结构安装在车体框架5上。
67.动力系统13采用安装在平台两侧的直线电机7驱动，动力系统13可以为其提供能量，可以采用无线充电、蓄电池或者牵引网供电。
68.通讯系统11与飞行器之间，通讯系统11与机场控制台之间可以相互通信，通讯系统11会把接收采集的信号传输到中央控制系统，来调整控制动力系统13功率的输出，以保
证整个装置在飞行器降落时与飞行器具有相同的速度，使飞行器降落在飞行器着陆板4上时与该装置保持水平上的相对静止。
69.飞行器降落接收工作开始时，通讯系统11首先接收到信号，通讯系统 11采用机场一次雷达航空器捕捉技术实现对飞行器的速度标量测量和初始位置的估算，通过激光雷达进行飞行器的精确定位与测速，实现对飞行器位置矢量的即时探测。通讯系统11还需要接入飞行器和控制台现有的通讯系统进行多方通信，利用现有甚高频数据链(vdl)通信技术，实现双方及多方通讯，无间断数据传输，以及实现管理方通讯控制权限接入。
70.之后通讯系统11会把数据传输到中央控制系统，中央控制系统在接收来自通讯系统11的数据后，根据相应数据建立机场三维空间坐标和飞行器动力学模型，实时预测飞行器运动轨迹，调整动力系统13的电机推力，以保证飞行器在降落到接收着陆装置上时，接收装置能与飞行器保持相应的水平速度。
71.中央控制系统还要根据建立的降落机型基本参数数据库实现对飞行器的重量估计，进而实现对飞行器降落瞬间冲击力的估计和平台制动过程所需制动力的分析，根据相应数据调整缓冲系统的输出；中央控制单元还要实现对平台各系统所有数据的整理分析和指令分级处理，最后中央控制系统要对各个系统的参数变化进行追踪，协调各系统的工作，实现飞行器的安全接收。
72.动力系统13会为该装置提供动力，动力系统13接收来自通讯系统11 以及中央控制系统的数据后，会驱动接收装置在飞行器降落前提前加速跟踪飞行器。动力系统13通过安装在平台两侧的直线电机7驱动接收装置，在动力系统驱动平台加速的过程中，通讯系统11会对飞行器进行持续的速度追踪和位置跟踪，并且当飞行器通讯失灵时通讯系统可以对飞行器进行主动的速度追踪和位置跟踪，使得每个模块在接收飞行器时能与飞行器具有相同的水平速度，使飞行器降落在平台上时与平台保持水平上的相对静止。
73.飞行器降落到所述装置上以后，缓冲系统会减缓飞行器降落时的冲击和震动，本发明采用的轮式设计，使用的轮胎本身就具有很好的缓冲效果，结合液压缓冲、气压缓冲以及安装在平台上部的电磁阻尼装置10共同构成缓冲系统，充分吸收飞行器降落时的势能，能很好地保障接收降落的安全性。
74.之后飞行器着陆板上的左侧阻拦挡板9、右侧阻拦挡板8、前阻拦挡板 1、中间阻拦挡板2、后侧阻拦挡板3开始运转，快速收拢，共同作用起到固定飞行器的效果，并且在满足固定作用的同时提供良好的平衡能力和接触摩擦力，同时也可以起到优秀的减震效果，保证飞行器可以平稳地着陆并减速。安装在着陆板4上的辅助降落装置，可以在飞行器的起落架无法打开时，抬升合适的高度，支撑飞行器，辅助飞行器降落。
75.在平时飞行器着陆板4上的接收固定装置会放倒收纳在飞行器着陆板4 上，如图7所示，保证飞行器在降落时着陆板上视野平坦开阔。在接收固定飞行器时，接受固定装置在抬升缩紧，固定飞行器。
76.在飞行器被该装置接收固定之后刹车系统12开始工作，使着陆接收装置与飞行器开始减速制动，在飞行器有其他减速机制例如发动机的反推制动，平台可以与飞行器相互配合共同减速以达到更好的制动效果。动力系统13采用的直线电机7驱动，直线电动机7的再生制动也可以参与装置的减速制动。
77.最终着陆接受平台与飞行器水平速度将为零以后，一次着陆接收工作完成。
78.综上所述，本发明实施例的飞行器直线电机驱动轮式着陆接收装置中的动力系统为装置提供动力，通讯系统实现装置与飞行器之间、装置与机场控制台之间的通讯，刹车系统为该装置提供减速制动，阻拦挡板在飞行器降落后固定飞行器，缓冲系统降低飞行器降落后的冲击和震动，在遇到降落事故时可以安全、可靠稳定的接收飞行器，降低了飞行器的损坏几率，保障了内部人员的生命财产安全；在飞行器迫降时平台会以相同的速度和飞行器保持相对静止，在飞行器降落被平台抱死后，平台开始减速，有效的防止了飞行器发生着陆故障后与地面碰撞，摩擦，脱出跑道，无法降落等问题。
79.本发明实施例的飞行器直线电机驱动轮式着陆接收装置能够有效消除飞行器在着陆时遇到起落架故障，刹车失灵，引擎故障等需要硬着陆或无法着陆时产生的危险。当飞行器面对着陆问题时可以直接降落在与飞行器保持相对移速的着陆装置上，着陆装置上设有缓冲系统，采用的轮式设计具有高承受力的特点，可以有效减小着陆时的硬性冲击，并且该装置在飞行器着陆以后可以与飞行器抱死固定，防止飞行器出现失衡，摩擦起火或冲出跑道。本发明装置应用的轮式设计具有技术成熟，，抗冲击能力强，不需要铺设轨道，经济性强的优点，在飞行器降落时可以很好的实现速度跟踪和位置跟踪，本发明提高了飞行器遇到着陆问题时的安全性，极大保障了内部人员的生命安全。
80.本领域普通技术人员可以理解：附图只是一个实施例的示意图，附图中的模块或流程并不一定是实施本发明所必须的。
81.本说明书中的各个实施例均采用递进的方式描述，各个实施例之间相同相似的部分互相参见即可，每个实施例重点说明的都是与其他实施例的不同之处。尤其，对于装置或系统实施例而言，由于其基本相似于方法实施例，所以描述得比较简单，相关之处参见方法实施例的部分说明即可。以上所描述的装置及系统实施例仅仅是示意性的，其中所述作为分离部件说明的单元可以是或者也可以不是物理上分开的，作为单元显示的部件可以是或者也可以不是物理单元，即可以位于一个地方，或者也可以分布到多个网络单元上。可以根据实际的需要选择其中的部分或者全部模块来实现本实施例方案的目的。本领域普通技术人员在不付出创造性劳动的情况下，即可以理解并实施。
82.最后应说明的是：以上各实施例仅用以说明本发明的技术方案，而非对其限制；尽管参照前述各实施例对本发明进行了详细的说明，本领域的普通技术人员应当理解：其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分或者全部技术特征进行等同替换；而这些修改或者替换，并不使相应技术方案的本质脱离本发明各实施例技术方案的范围。