采用滑撬式起落架的無人直升機(jī)轉(zhuǎn)運(yùn)裝置設(shè)計(jì)

隨著無人直升機(jī)的高速發(fā)展，轉(zhuǎn)運(yùn)裝置已成為無人直升機(jī)轉(zhuǎn)運(yùn)過程中不可或缺的裝備。雖然實(shí)際應(yīng)用過程采用不同的方案，但轉(zhuǎn)運(yùn)裝置總體分為兩大類型，一種是電動(dòng)轉(zhuǎn)運(yùn)裝置，該裝置結(jié)構(gòu)較為復(fù)雜，需要考慮相應(yīng)的電磁兼容性能，且對(duì)使用環(huán)境的要求比較苛刻，在陸地上使用基本沒有問題，一旦在海洋環(huán)境中使用，必須使用防鹽霧、防霉菌、防潮濕的電子元器件，因此產(chǎn)品成本相應(yīng)增加；另一種是結(jié)構(gòu)比較簡單的手動(dòng)轉(zhuǎn)運(yùn)裝置，然而它需要更多的人力操作，在短距離轉(zhuǎn)運(yùn)無人直升機(jī)時(shí)，穩(wěn)定性較差，不能滿足艦船甲板上高海況等復(fù)雜環(huán)境的使用。

國外小型無人直升機(jī)轉(zhuǎn)運(yùn)裝置介紹

國內(nèi)外無人直升機(jī)百花齊放，轉(zhuǎn)運(yùn)裝置十分豐富，從簡單到復(fù)雜結(jié)構(gòu)，從手動(dòng)裝置到電動(dòng)裝置，成本和價(jià)格不盡相同，用戶根據(jù)實(shí)際使用需求選擇適用的裝置。采用滑撬式起落架的無人直升機(jī)需要根據(jù)空機(jī)重量，選用不同的轉(zhuǎn)運(yùn)裝置。不同空機(jī)重量的無人直升機(jī)起落架橫向跨距均不相同。當(dāng)采用滑撬式起落架的無人直升機(jī)空機(jī)重量和起落架橫向跨距均較小時(shí)，無人直升機(jī)使用圖1左圖所示的轉(zhuǎn)運(yùn)裝置；當(dāng)采用滑撬式起落架的無人直升機(jī)空機(jī)重量和起落架橫向跨距均較大時(shí)，無人直升機(jī)使用圖1右圖所示的轉(zhuǎn)運(yùn)裝置。圖2則是結(jié)構(gòu)更簡單、價(jià)格更低、更易維修的轉(zhuǎn)運(yùn)裝置。

電動(dòng)和手動(dòng)轉(zhuǎn)運(yùn)裝置的優(yōu)缺點(diǎn)

電動(dòng)轉(zhuǎn)運(yùn)裝置的優(yōu)點(diǎn)在于，操作簡單，更具科技感，不需要更多的人力；缺點(diǎn)是成本和價(jià)格高，故障率相對(duì)更高，對(duì)環(huán)境溫度、防鹽霧、防霉菌、防潮濕、電磁兼容等要求更高。

手動(dòng)裝置的優(yōu)點(diǎn)是，結(jié)構(gòu)簡單，操作簡捷，成本和價(jià)格更低，故障率更低，易維修；缺點(diǎn)是，它需要多人同時(shí)操作，短距離轉(zhuǎn)運(yùn)無人直升機(jī)時(shí)，穩(wěn)定性較差，不能在高海況等復(fù)雜環(huán)境下使用。

電動(dòng)和手動(dòng)轉(zhuǎn)運(yùn)裝置各有優(yōu)缺點(diǎn)。而采用滑撬式起落架的無人直升機(jī)轉(zhuǎn)運(yùn)裝置利用液壓系統(tǒng)為裝置升降提供動(dòng)力，其價(jià)格和故障率比電動(dòng)轉(zhuǎn)運(yùn)裝置低，也不像手動(dòng)轉(zhuǎn)運(yùn)裝置那樣需要更多的人力。在短距離轉(zhuǎn)運(yùn)無人直升機(jī)時(shí)，本文設(shè)計(jì)的起落架抱緊裝置穩(wěn)定性更好，能滿足不同環(huán)境下的使用要求。

為了解決電動(dòng)和手動(dòng)轉(zhuǎn)運(yùn)裝置不能在復(fù)雜環(huán)境下使用的難題，本文為采用滑撬式起落架的無人直升機(jī)設(shè)計(jì)一種使用方便、結(jié)構(gòu)簡單、價(jià)格低、故障率低、可在多種環(huán)境下使用的轉(zhuǎn)運(yùn)裝置。下面闡述該轉(zhuǎn)運(yùn)裝置的設(shè)計(jì)流程、設(shè)計(jì)要求、主要功能、組成。

設(shè)計(jì)流程

本文分別根據(jù)轉(zhuǎn)運(yùn)裝置在陸地和艦船甲板上的使用要求，分析轉(zhuǎn)運(yùn)裝置的設(shè)計(jì)流程。

轉(zhuǎn)運(yùn)裝置在陸地使用時(shí)，應(yīng)根據(jù)不同的路況，選用不同型號(hào)的轉(zhuǎn)換輪。如果轉(zhuǎn)運(yùn)裝置經(jīng)常在平坦道路上使用，需要選用直徑較小的轉(zhuǎn)換輪；如果在泥濘或坑洼路使用，應(yīng)選用直徑較大的轉(zhuǎn)換輪。同時(shí)，根據(jù)無人直升機(jī)空機(jī)重量，轉(zhuǎn)運(yùn)裝置選用不同型號(hào)的轉(zhuǎn)換輪，轉(zhuǎn)運(yùn)裝置主體結(jié)構(gòu)強(qiáng)度需要校核，轉(zhuǎn)運(yùn)裝置與采用滑撬式起落架的無人直升機(jī)機(jī)身底部之間的空間尺寸需要校核。

在海上艦船甲板上使用時(shí)，由于面臨不同的海況，轉(zhuǎn)運(yùn)裝置需具有能綁住無人直升機(jī)的固定裝置，防止無人直升機(jī)在艦船甲板上遭遇高海況時(shí)側(cè)翻而造成機(jī)體損壞或人員傷亡。轉(zhuǎn)運(yùn)裝置的設(shè)計(jì)流程詳見圖3。

設(shè)計(jì)要求

第一，轉(zhuǎn)運(yùn)裝置被推至無人直升機(jī)機(jī)身底部時(shí)，不能干涉無人直升機(jī)機(jī)身底部安裝的設(shè)備。

第二，轉(zhuǎn)運(yùn)裝置被推至無人直升機(jī)機(jī)身底部時(shí)，不能干涉無人直升機(jī)起落架。

第三，是轉(zhuǎn)運(yùn)裝置被推至無人直升機(jī)機(jī)身底部并到位后，將無人直升機(jī)頂起，無人直升機(jī)離地。

第四，本文根據(jù)無人直升機(jī)的最大起飛重量設(shè)計(jì)轉(zhuǎn)運(yùn)裝置，以最大起飛重量為550kg的無人直升機(jī)為例。該型無人直升機(jī)的滑撬式起落架含有阻尼器，起落架最大橫向跨距為1600mm，安裝在機(jī)身底部的設(shè)備的最低部位離地145mm。

裝置設(shè)計(jì)

功能設(shè)計(jì)

根據(jù)采用滑撬式起落架的無人直升機(jī)的實(shí)際使用需求，轉(zhuǎn)運(yùn)裝置應(yīng)具有以下功能。

1.轉(zhuǎn)運(yùn)裝置能夠短距離轉(zhuǎn)運(yùn)一架采用滑撬式起落架的無人直升機(jī)。

2.轉(zhuǎn)運(yùn)裝置可在中雨、小雪天氣條件下使用，應(yīng)滿足陸地、艦船甲板的使用需求。

組成設(shè)計(jì)

轉(zhuǎn)運(yùn)裝置由上板總成、下板總成、剪刀叉總成、液壓系統(tǒng)、轉(zhuǎn)換輪、推拉桿、起落架抱緊裝置等部件組成。上板總成和下板總成作為整個(gè)轉(zhuǎn)運(yùn)裝置的主體結(jié)構(gòu)；剪刀叉總成作為轉(zhuǎn)運(yùn)裝置的升降結(jié)構(gòu)；液壓系統(tǒng)為裝置升降提供動(dòng)力，負(fù)責(zé)舉起無人直升機(jī)，使無人直升機(jī)脫離地面；起落架抱緊裝置固定無人直升機(jī)，防止無人直升機(jī)在移動(dòng)過程中發(fā)生脫落、側(cè)翻等事件；通過插銷，轉(zhuǎn)換輪可從定向輪切換為萬向輪，確保轉(zhuǎn)運(yùn)裝置在使用時(shí)更加輕松便捷。

空間尺寸校核

當(dāng)轉(zhuǎn)運(yùn)裝置被推至無人直升機(jī)機(jī)身底部時(shí)，起落架抱緊裝置距離起落架90mm（見圖5上圖）；中部橫梁距離地面135mm（見圖5上圖），與無人直升機(jī)機(jī)身底部安裝的設(shè)備的最低部位不發(fā)生干涉；轉(zhuǎn)運(yùn)裝置中部的鏤空部分寬度為627mm（見圖5下圖），轉(zhuǎn)運(yùn)裝置可避開無人直升機(jī)機(jī)身底部安裝的天線。

使用流程制定

本文按照轉(zhuǎn)運(yùn)裝置的使用需求，制定如下使用流程。

1.操作人員將轉(zhuǎn)運(yùn)裝置推至采用滑撬式起落架的無人直升機(jī)機(jī)身底部。

2.操作人員將轉(zhuǎn)運(yùn)裝置起落架抱緊裝置對(duì)準(zhǔn)滑撬式起落架。

3.操作人員將轉(zhuǎn)運(yùn)裝置液壓系統(tǒng)中的轉(zhuǎn)換開關(guān)撥至上升檔。

4.操作人員將轉(zhuǎn)運(yùn)裝置上的操作桿向下壓，轉(zhuǎn)運(yùn)裝置從自然狀態(tài)過渡到與滑撬式起落架接觸的狀態(tài)。

5.起落架抱緊裝置與滑撬式起落架接觸后，操作人員操作起落架抱緊裝置，將無人直升機(jī)起落架鎖緊在轉(zhuǎn)運(yùn)裝置的起落架抱緊裝置上。

6.操作人員繼續(xù)向下壓轉(zhuǎn)運(yùn)裝置的操作桿，直至無人直升機(jī)離地。

7.操作人員將推拉桿放置在轉(zhuǎn)運(yùn)裝置的固定槽內(nèi)。

8.操作人員操作插銷，將轉(zhuǎn)運(yùn)裝置的兩個(gè)前轉(zhuǎn)換輪切換為萬向輪，兩個(gè)后轉(zhuǎn)換輪切換為定向輪。

9.操作人員通過推拉桿，將無人直升機(jī)的轉(zhuǎn)運(yùn)裝置推至指定的位置。

使用注意事項(xiàng)制定

采用滑撬式起落架的無人直升機(jī)在海上艦船甲板上使用時(shí)，起落架通常安裝阻尼器。由于艦船面臨著不同的海況，無人直升機(jī)在起降時(shí)會(huì)受到不同程度的沖擊力，這時(shí)阻尼器可以減輕滑撬式起落架所受的沖擊力，發(fā)揮很好的減振和緩沖作用，提高滑撬式起落架的安全性。

在使用轉(zhuǎn)運(yùn)裝置時(shí)，操作人員應(yīng)注意以下事項(xiàng)。

一是轉(zhuǎn)運(yùn)裝置將無人直升機(jī)頂起時(shí)，滑撬式起落架中的阻尼器（應(yīng)）處于松弛狀態(tài)。

二是當(dāng)無人直升機(jī)再次被放置在地面時(shí)，無人直升機(jī)起落架與不同地面接觸，具有不同的摩擦力。

三是轉(zhuǎn)運(yùn)裝置在每一次使用時(shí)，起落架的橫向跨距都不一樣。所以，轉(zhuǎn)運(yùn)裝置在使用時(shí)，起落架抱緊裝置每次對(duì)準(zhǔn)無人直升機(jī)起落架的位置也不一致，而且當(dāng)轉(zhuǎn)運(yùn)裝置頂起無人直升機(jī)的時(shí)候，起落架橫向跨距也會(huì)發(fā)生變化，而這種變化基本無法通過計(jì)算得出具體數(shù)值。因此，轉(zhuǎn)運(yùn)裝置設(shè)計(jì)應(yīng)保證當(dāng)無人直升機(jī)起落架達(dá)到最大橫向跨距時(shí)，轉(zhuǎn)運(yùn)裝置也能正常使用，只有這樣，轉(zhuǎn)運(yùn)裝置才能更好地在實(shí)際中方便使用。

選用條件

目前，帶阻尼器的滑撬式起落架在國內(nèi)外無人直升機(jī)型號(hào)中的應(yīng)用較少，在有人直升機(jī)起落架上的應(yīng)用較多。根據(jù)近年的發(fā)展，用戶應(yīng)根據(jù)采用滑撬式起落架的無人直升機(jī)空機(jī)重量來選用轉(zhuǎn)運(yùn)裝置。無人直升機(jī)的空機(jī)重量越大，用戶越趨向于選用電動(dòng)轉(zhuǎn)運(yùn)裝置。中小型無人直升機(jī)的轉(zhuǎn)運(yùn)裝置應(yīng)該保持簡單的操作結(jié)構(gòu)。在簡單結(jié)構(gòu)的基礎(chǔ)上，技術(shù)人員應(yīng)不斷優(yōu)化轉(zhuǎn)運(yùn)裝置設(shè)計(jì)，具體設(shè)計(jì)工作需要根據(jù)當(dāng)下使用情況進(jìn)一步展開。

結(jié)論

本文設(shè)計(jì)的轉(zhuǎn)運(yùn)裝置使用方便、結(jié)構(gòu)簡單、價(jià)格低、故障率低，易維修，能在多種環(huán)境下使用。通過選用不同直徑的轉(zhuǎn)換輪，轉(zhuǎn)運(yùn)裝置可在不同道路上使用。本文設(shè)計(jì)的起落架抱緊裝置可滿足在艦船上使用的基本需求，轉(zhuǎn)運(yùn)裝置能滿足采用滑撬式起落架的中小型無人直升機(jī)轉(zhuǎn)運(yùn)的使用要求。