ШВАРТОВОЧНЫЙ КРЮК, В ЧАСТНОСТИ, ДЛЯ ЛЕТАТЕЛЬНОГО АППАРАТА И ШВАРТОВОЧНАЯ СИСТЕМА, СНАБЖЕННАЯ ТАКИМ КРЮКОМ
TIE-DOWN HOOK FOR, FOR EXAMPLE, AIRCRAFT AND TIE-DOWN SYSTEM WITH SUCH HOOK

Настоящее изобретение касается швартовочного крюка, в частности, для летательного аппарата, выполненного с возможностью взаимодействия со швартовочной решеткой платформы, и швартовочной системы, содержащей такой крюк.
Такие крюки и такие швартовочные системы уже, в общем, известны в существующем уровне техники.
Так, например, документ FR-A-2 701689 описывает крюк, предназначенный для оснащения летательного аппарата с несущим винтом, такого как вертолет, и который может притягиваться к посадочной платформе корабля таким образом, что головка крюка крепится на решетке и образует, таким образом, точку швартовки летательного аппарата, облегчая, в частности, его посадку на палубу.
Швартовочный крюк, описанный в этом документе, содержит средства цилиндрической формы, в которых перемещаются средства в форме поршня, снабженные штоком, выступающим за пределы средств цилиндрической формы и свободный конец которого содержит головку швартовочного 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 средств управления.
Такие крюки были уже успешно внедрены на многих кораблях для обеспечения швартовки, 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 с такого корабля.
Внедрение этих беспилотных летательных аппаратов требует также использования крюков и швартовочных решеток.
Исследования показали, что использование известных швартовочных 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.
Для этого объектом изобретения является швартовочный крюк, в частности, для летательного аппарата, выполненного с возможностью взаимодействия со швартовочной решеткой платформы, содержащий средства в форме силового цилиндра, содержащие средства цилиндрической формы, в которых перемещаются средства в форме поршня, снабженного штоком, выходящим за пределы из средств цилиндрической формы, 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 управления перемещениями пальцев содержат управляющий поршень, перемещаемый скольжением в штоке силового цилиндра и соединенный с бистабильным приводом пальцев, перемещаемым между убранным внутрь и выпущенным наружу положениями путем последовательной подачи импульсов давления в средства в виде силового цилиндра.
В соответствии с другими характеристиками изобретения, взятыми по отдельности или в совокупности:
- бистабильный привод является механическим поворотным стопором,
- бистабильный привод содержит колесо со скошенными зубьями, расположенное между управляющим поршнем и стержнем привода пальцев, размещенными в муфте, связанной со штоком силового цилиндра, при этом конец поршня расположен напротив колеса со скошенными зубьями и содержит зубья, причем при подаче импульсов давления в средства в виде силового цилиндра и, следовательно, перемещениях управляющего поршня осуществляется поворот колеса со скошенными зубьями в муфте, а зубья колеса выполнены с возможностью взаимодействия с последовательными выемками на разной высоте муфты для обеспечения стабильных положений, активного и убранного внутрь, приводного штока пальцев,
- он содержит пружину для воздействия на приводной шток пальцев в убранное положение,
- средства цилиндрической формы силового цилиндра содержат, по меньшей мере, две телескопические цилиндрические части, одна относительно другой, и перемещаемые между убранным одна в другую положением и активным положением, в котором одна часть выступает из другой,
- 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 расходный газовый патрон,
2
- газом является СО,
- средства управления содержат средства, образующие электроклапан, управляемый на открывание и закрывание для питания средств в форме силового цилиндра,
- соответствующий конец средств в форме силового цилиндра связан с летательным аппаратом, а между этим концом силового цилиндра и головкой крюка расположена возвратная и прижимающая спиральная пружина,
- спиральная пружина расположена вокруг средств в форме силового цилиндра,
- он содержит спусковые средства для запрета перемещения пальцев в активное положение, пока головка крюка не находится в положении упора в швартовочной решетке.
Объектом изобретения является также швартовочная система, в частности, летательного аппарата типа беспилотного летательного аппарата с несущим винтом, который содержит описанный выше швартовочный крюк.
В дальнейшем изобретение поясняется нижеследующим описанием, приведенным лишь в качестве примера, со ссылками на сопровождающие чертежи, на которых:
- фиг.1 и 2 изображают виды в разрезе швартовочного крюка по изобретению, соответственно в убранном внутрь положении и в активном положении швартовки в швартовочной решетке платформы,
- фиг.3 изображает вид в перспективе в разобранном состоянии головки крюка зацепления по изобретению,
- фиг.4 изображает блок-схему, иллюстрирующую питание текучей средой под давлением крюка по изобретению, и
- фиг.5 изображает работу такого крюка.
Действительно, на чертежах, в особенности, на фиг.1 и 2, изображен швартовочный крюк, в частности, для летательного аппарата на платформе военного корабля или иного.
Летательным аппаратом может являться, например, беспилотный летательный аппарат с несущим винтом.
Этот крюк обозначен общей позицией 1 на чертежах и выполнен с возможностью взаимодействия со швартовочной решеткой платформы, обозначенной общей позицией 2 на чертежах.
Действительно, крюк содержит средства в форме силового цилиндра, обозначенного общей позицией 3, содержащего средства цилиндрической формы, 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 цилиндрической формы и свободный конец которого содержит головку крюка для зацепления в решетке, а головка крюка обозначена общей позицией 7.
Действительно, и как это описано в упомянутом выше известном документе, головка крюка снабжена пальцами для удержания в решетке, перемещаемые радиально между убранным внутрь положением и активным положением с помощью средств управления, как это более подробно будет описано ниже.
На этих чертежах один из пальцев обозначен общей позицией 8, а средства управления им - общей позицией 9.
Конструкция этих средств управления будет 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 перемещены в штоке, чтобы вызвать радиальное перемещение пальцев для удержания между убранным внутрь головки крюка положения по фиг.1 и активным положением 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, швартовочного крюка по изобретению, средства цилиндрической формы силового цилиндра содержат, по меньшей мере, две цилиндрические части, телескопические одна относительно другой, и перемещаемых между убранным внутрь положением и активным положением швартовки, когда одна часть выдвинута относительно другой, как соответственно изображено на фиг.1 и 2.
На этих чертежах две телескопические одна относительно другой цилиндрические части обозначены соответственно позициями 10 и 11.
Верхняя цилиндрическая часть 10, таким образом, связана со средствами зацепления к беспилотному летательному аппарату, причем эти средства могут быть любой классической конструкции, тогда как другой конец этой верхней цилиндрической части 10 выполнен с возможностью приема нижней цилиндрической части 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 швартовочного крюка и его зацепления или отцепления от швартовочной решетки.
Для этого возвратная и прижимающая спиральная пружина 12 расположена между концом верхней цилиндрической части, связанным с летательным аппаратом, и головкой крюка для обеспечения, как изображено на фиг.2, когда головка крюка пришвартована на решетке, точного прижатия беспилотного летательного аппарата на платформе.
Головка 7 крюка может быть аналогичной головке, уже описанной в упомянутом выше документе, и содержать, например, три удерживающих пальца, расположенных под 120º одни относительно других, и обозначенных общими позициями 8, 13 и 14 на фиг.3. Эти пальцы являются, таким образом, перемещающимися из убранного внутрь положения и активного положения, в виде выступа относительно остальной части головки для швартовки крюка в 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 средств 9 управления для запрета перемещения пальцев в активное положение, когда головка крюка не находится в положении упора в швартовочной решетке, то есть в правильном положении швартовки в решетке.
Такой спусковой механизм также ранее описан и обозначен общей позицией 15 на фиг.3.
Спусковой механизм 15, таким образом, расположен поперечно в головке 7 крюка, радиально выступает из головки и связан с пружиной 16 и опорным органом 17 для вдвигания в головку крюка, когда последняя находится в правильном положении в швартовочной решетке, как это изображено на фиг. 2, и позволяет осуществить перемещение средств 9 управления и пальцев удержания.
Собственно средства 9 управления содержат поршень, обозначенный общей позицией 18, перемещаемый скольжением в штоке силового цилиндра и связанный с бистабильным приводом пальцев, перемещаемым между убранным внутрь и активным выдвинутым положениями пальцев путем последовательной подачи импульсов давления в средства в форме силового цилиндра. Этот бистабильный привод пальцев обозначен общей позицией 19 и содержит несколько деталей, образующих то, что называют обычно поворотным стопором.
Этот бистабильный стопор содержит действительно колесо со скошенными зубьями, обозначенное общей позицией 20 на фиг.3, расположенным между управляющим поршнем 18 и приводным штоком 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 приводного штока 21 пальцев в убранное внутрь положение, обозначенная общей позицией 24 на этой фиг.3.
Конец 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 форме силового цилиндра и, таким образом, соответствующих перемещений поршня 18, осуществляется поворот колеса 20 со скошенными зубьями в муфте 22. Скошенные зубья колеса 20, таким образом, выполнены с возможностью взаимодействия с последовательными выемками разной высоты муфты 22 для обеспечения стабильных положений, активного и убранного внутрь, приводного штока 21 пальцев и, таким образом, самих пальцев.
Две последовательных выемки разной высоты муфты обозначены, например, общими позициями 26 и 27 на этом чертеже.
В убранном внутрь положении средств 9 управления зубья колеса 20 входят, например, в выемки, такие как выемка 26. В процессе подачи давления в средства в форме силового цилиндра поршень 18 вызывает перемещение зубчатого колеса 20 и приводного штока 21 вопреки эластичному воздействию пружины 24, если спусковой механизм взведен, то есть отодвинут, и головка находится в правильном положении в решетке.
В процессе этого выпуска 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, где скошенные зубья колеса 20 могут преодолеть соответствующий конец муфты 22, чтобы войти во взаимодействие с выемкой 27 удержания зубьев и, таким образом, перевода приводного штока 21 в активное положение выхода пальцев из головки зацепления.
Блокирование положения обеспечивается воздействием пружины 24, которая толкает приводной шток 21 и зубчатое колесо 20 оставаться в положении против выемки 27.
Давление текучей среды, таким образом, может быть ослаблено в средствах в форме силового цилиндра при сохранении швартовки летательного аппарата в решетке.
Новая подача импульса давления текучей среды в средства в форме силового цилиндра вызывает новое угловое перемещение колеса со скошенными зубьями против следующей выемки в положение убранного внутрь штока приводных средств под действием пружины 24 для разблокирования головки.
Разумеется, можно предусмотреть другие варианты выполнения этого бистабильного привода, управляемого последовательно прикладываемыми импульсами давления к средствам в форме силового цилиндра.
Представляется, что использование такого бистабильного механического стопора позволяет использовать только импульсы давления в средства в форме силового цилиндра и не требует поддержания постоянного давления в последнем, как это было в известных из уровня техники, средствах в форме силового цилиндра.
Действительно, один импульс давления позволяет выдвинуть пальцы и один другой импульс позволяет их втянуть.
Кроме того, изобретение позволяет также изменить средства питания текучей средой под давлением средств в форме силового цилиндра.
Блок-схема этих средств питания дана на фиг.4.
2
Действительно, средства питания могут содержать источник текучей среды под давлением, который выполнен в форме расходного газового патрона, такого, например, как расходный патрон с СО, обозначенный общей позицией 30 на этом чертеже.
Этот газовый патрон 30 связан входом со средствами, образующими нормально закрытый электроклапан 3/2, обозначенный общей позицией 31, который сам связан с регулируемыми средствами сужения, позволяющими ограничивать расход газа при захвате крюком и продувке, обозначенными общей позицией 32.
Предусмотрен также предохранительный клапан, отрегулированный на давление, слегка превышающее желаемое давление захвата крюком, этот клапан обозначен общей позицией 33, а собственно крюк обозначен общей позицией 1.
Управление открыванием и закрыванием средств, образующих электроклапан, позволяет, таким образом, подавать питание на средства в форме силового цилиндра в форме импульсов давления.
Такое импульсное функционирование изображено на фиг.5, которая показывает, что захват крюком и освобождение крюка осуществляется путем последовательной подачи импульсов давления в средства в форме силового цилиндра, что позволяет, с одной стороны, раскрыть телескопический крюк, который остается в выдвинутом положении, так как швартовочная головка застопорена в решетке, что позволяет также получить усилие прижатия летательного аппарата к платформе.
Понятно также, что подача импульсов давления путем управления открыванием средств, образующих электроклапан 31, описанных выше, позволяет цилиндрическим частям средств в форме силового цилиндра развертываться для того, чтобы позволить головке зацепления крюка проникнуть в решетку.
Головка крюка размещается, таким образом, в ячейке решетки, что позволяет отодвинуть спусковой механизм 15 взведения и, таким образом, позволяет поршню 18, под действием давления текучей среды в средствах в форме силового цилиндра, толкать приводной шток 21 пальцев 8 в положение выхода этих пальцев для стопорения головки в решетке.
Бистабильный вращательный механический стопор позволяет блокировать шток и пальцы в этом активном положении швартовки головки в решетке и, таким образом, давление текучей среды в средствах в форме силового цилиндра может быть сброшено, при этом спиральная возвратная и прижимающая пружина 12 позволяет удерживать беспилотный летательный аппарат в прижатом к решетке положении.
При подаче нового импульса давления к средствам 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 текучей среды в средствах в форме силового цилиндра отодвинуть приводной шток 21 пальцев в убранное внутрь положение, а пальцам вернуться в убранное внутрь положение в швартовочной головке, что позволяет выпустить эту швартовочную 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 швартовочными крюками из известного уровня техники.
Использование телескопического силового цилиндра позволяет вдвое увеличивать ход раскрытия крюка при одной и той же сложенной длине и, таким образом, значительно уменьшить длину крюка в сложенном положении, что позволят приспособиться к требованиям к габаритам, связанным с установкой на борту беспилотного летательного аппарата.
Использование прижимающей и возвратной 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 крюк в его положении между двумя импульсными командами для смены существующего состояния, а именно - сложенного или заблокированного в решетке.
Переход из одного состояния в другое осуществляется подачей импульса текучей среды под давлением в средства в форме силового цилиндра. Это позволяет, таким образом, использовать расходный патрон, например, газовый, связанный со средствами управления электроклапаном для обеспечения питания.
Разумеется, возможны различные варианты реализации описанных выше деталей, а также другие применения, например, для швартовки летательных аппаратов к нефтяным платформам или другим.