CN102125739B - 直升机专用吊舱式森林灭火航弹投放装置 - Google Patents

Abstract

本发明提供的是一种直升机专用吊舱式森林灭火航弹投放装置。由地面支架和空中吊挂部分这两大部分组成；地面支架是可拆卸的构件组合体，主要由支撑平板、支承座和支架腿这三部分组成；空中吊挂部分是由最小的组装单元通过吊架梁和固定挂接吊环组装而成，吊架梁是吊载承重梁，固定挂接吊环是由固定扣板和螺母吊环固连在一起的构件，固定挂接吊环通过U型螺栓将最小的组装单元和上辕梁固结在一起。本发明主要应用在使用直升机进行森林灭火时对森林灭火航弹的挂载、运输及火场上空投放的场合中。结构功能模块化，结构简单，组装、维护方便。

Description

直升机专用吊舱式森林灭火航弹投放装置

技术领域

本发明涉及一种消防装置。具体地说是一种森林灭火航弹应用直升机进行吊挂、运输及投弹的装置。

背景技术

森林火灾是一种严重的世界性自然灾害，给人类的资源和环境造成了不可估量的损失，因此森林灭火是全世界人类的一项重要任务。

随着人类科技的进步，直升机这一先进的、具有较大承载力的运输工具正在森林防火、灭火的领域中发挥着独特的作用。目前，在国内外，对于扑灭森林树冠火主要由直升机携带灭火剂或水从高空喷洒。由于火场上空强烈的上升气流以及紊流影响，灭火剂被强力高温气流驱散，落到树冠上的灭火剂很少，灭火效果并不好，而森林灭火航弹就没有这种缺点。因此，使用直升机投放森林灭火航弹进行森林灭火具有重要的应用前景。为达到更好的灭火效果，需要在单位时间内尽可能的将森林灭火航弹投放在森林火场之内。由于森林灭火航弹装载的灭火剂量较大，相应的灭火航弹的体积也相对较大，这不利于航弹装进运输直升机的运载货舱，也不利于航弹的投放。因此，需要设计一种直升机专用的吊舱式投放装置。

而且，各个国家的消防系统配的直升机最大吊挂重量有很大的差别。就我国而言，用于消防的直升机就有好几种型号，不同型号的直升机的最大吊挂重量相差很大。为提高吊舱式森林灭火航弹投放装置的通用性能，其结构设计应着重突出结构上的模块化。满足任意数量基本模块的组装要求，以适应不同机型对载弹量要求。这就要求我们必须设计一种模块化的吊舱式森林灭火航弹投放装置。

发明内容

本发明的目的在于提供一种便于直升机吊挂、运输、投弹的直升机专用吊舱式森林灭火航弹投放装置。

本发明的目的是这样实现的：

由地面支架和空中吊挂部分这两大部分组成；地面支架是可拆卸的构件组合体，主要由支撑平板、支承座和支架腿这三部分组成；空中吊挂部分是由最小的组装单元通过吊架梁和固定挂接吊环组装而成，吊架梁是吊载承重梁，固定挂接吊环是由固定扣板和螺母吊环固连在一起的构件，固定挂接吊环通过U型螺栓将最小的组装单元和上辕梁固结在一起。

所述最小的组装单元由四个吊挂投放基本模组通过上辕梁和下辕梁经由螺栓固连在一起的装置；上辕梁是长矩形零件，其上有固定基本模组的螺栓孔，通过螺栓将其和基本模组固结在一起；下辕梁上有螺栓孔，通过螺栓与基本模组固连在一起。

所述吊挂投放基本模组是由两部分组成；上部分是可以绕连接销轴旋转的吊挂投放装置，下部是支架和森林灭火航弹导向防护装置；吊挂投放装置由两个分部件组成，其中一个部件上安装有承重梁、直流管型电磁铁、伸缩套筒、伸缩轴和吊挂杆，另一个部件上安装有承重梁和跨梁；下部支架主要由四根角柱、上横梁、中横梁、导向防护筒及固定件组成。

本发明的直升机专用吊舱式森林灭火航弹投放装置主要由地面部分和空中吊挂部分这两大部分组成的。地面部分主要为空中吊挂部分提供一个放置的平台，将其托架于距离地面1.4米左右的空中，以便森林灭火航弹的装填。地面部分主要是由基本的组成单元地面支架模块通过一定方式的排布组成，使其既能支撑空中吊挂部分同时又不会对森林灭火航弹的装填造成影响。地面支架是可拆卸的构件组合体，主要由支撑平板、支承座和支架腿这三部分组成。

空中吊挂部分是由最小的组装单元通过吊架梁和固定挂接吊环组装而成。吊架梁是根据直升机的最大吊载重量而系列化设计的吊载承重梁。不同吊载能力的直升机配备选用不同尺寸的吊架梁，以便合理的利用直升机的载重资源。固定挂接吊环是由固定扣板和螺母吊环固连在一起构件。它通过U型螺栓将最小的组装单元和上辕梁固结在一起，防止他们之间相互滑动。并且，为直升机上的钢丝绳吊索提供悬挂点。

最小的组装单元由四个吊挂投放基本模组通过上辕梁和下辕梁经由螺栓固连在一起的装置。上辕梁是具有一定的抗弯模量的长矩形零件，是连接四个吊挂基本模组连接件，也是承担基本模组和森林灭火航弹的重量的承重件。其上有固定基本模组的螺栓孔，通过螺栓将其和基本模组固结在一起。下辕梁是由较软的材料加工而成，其上有螺栓孔，通过螺栓与基本模组固连在一起。起到衬垫和支撑模组防止上辕梁受重力严重弯曲变形的作用。

吊挂投放基本模组是由两部分组成。上部分是可以绕连接销轴旋转的吊挂投放装置，下部是支架和森林灭火航弹导向防护装置。吊挂投放装置由两个分部件组成，其中一个部件上安装有承重梁、直流管型电磁铁、伸缩套筒、伸缩轴和吊挂杆等一系列的零部件。另一个部件上安装有承重梁和跨梁。下部支架主要由四根角柱、上横梁、中横梁、导向防护筒及其固定件组成。

本发明主要应用在使用直升机进行森林灭火时对森林灭火航弹的挂载、运输及火场上空投放的场合中。主要特点是：结构功能模块化，结构简单。模块化的结构便于根据实际需要合理的组装成任意载弹量的吊舱，并且模块之间的横梁式连接方式便于模块的组装。模块化的基本模组使吊舱更具有通用性能。本设计的模块间组装主要采用横梁托架上一级模块，用螺栓固定连接的方式，其主要目的是组装、维护方便。

附图说明

图1是16枚航弹投放装置总装正视图；

图2是16枚航弹投放装置总装左视图；

图3是16枚航弹投放装置总装俯视图；

图4是16枚航弹投放装置空中吊挂部分总装主视图；

图5是16枚航弹投放装置空中吊挂部分总装主视图中A的局部视图；

图6是16枚航弹投放装置空中吊挂部分总装左视图；

图7是16枚航弹投放装置空中吊挂部分总装俯视图；

图8是地面支架模块主视图；

图9是地面支架模块左视图；

图10是最小组装单元主视图；

图11是最小组装单元俯视图；

图12是吊挂投放基本模组主视图；

图13是吊挂投放基本模组左视图；

图14是吊挂投放基本模组俯视图。

具体实施方式

下面结合附图举例对本发明做更详细的描述：

如图1，本发明的的直升机专用吊舱式森林灭火航弹投放装置，是由两大部分组成，即为地面支架部分和空中吊挂部分I。其中地面支架部分是由地面支架模块II按照一定的方式安放于地面组成的。图1-图3为能吊载16枚森林灭火航弹的直升机专用吊舱式森林灭火投放装置总装图的三视图。

图4-图7是16枚航弹投放装置空中吊挂部分总装图的三视图和局部视图。由图中可以看出16枚航弹投放装置的空中吊挂部分I是由四个最小的组装单元通过U型螺栓2、吊架梁3和固定扣板6固结在一起，组成的刚性机械结构体。在安装吊架梁3时图4中的矩形固定架4为吊架梁3提供定位和导向作用。螺母吊环5通过吊环螺母与固定扣板6固结在一起，为直升机上的吊索提供吊挂点。组装后，由于最小的组装单元之间存在一定的间隙，会使得空中吊挂部分在被悬吊起以后吊架梁3产生严重的弯曲，影响吊挂装置的安全稳定性并且不利于投弹的准确性，所以在最小组装单元的下部安装定距支撑杆1(如图4所示)。

图8-图9是地面支架模块的主视图和左视图。由图中可知地面支架模块是由支撑平板7、托板8、支承座10和支架腿9组成。地面支架的各个组成部分是可以拆卸的。托板8是与两个支承座中10的一个焊接在一起的，支架腿9可以插入上下两个支承座10的支撑固定管中。支撑平板7上有和托板8相应凹槽。组装时将组装好的托板8、支承座10和支架腿9放置于地面上，然后将支撑平板7的凹槽和托板8相应的嵌入，这样地面支架模块就组装好了。

图10-图11是最小组装单元的主视图和俯视图。由图中可以知道最小的组装单元是由四个吊挂投放基本模组通过上辕梁11、下辕梁13和固定螺栓12、14固连在一起的。上辕梁11在设计时就有螺栓12固定用的通孔。组装时将基本模组中的上横梁28上的螺栓孔与上辕梁11上的螺栓孔对应，并用螺栓12紧固。下辕梁13是通过螺栓14与下横梁31紧固连在一起的。下辕梁13的主要作用是在投放装置被吊于空中时作为支撑杆件防止上辕梁11发生弯曲。同时也为空中吊挂部分I和地面支架部分之间的放置提供一个软性的衬垫。

图12-图14是吊挂投放基本模组的三视图。吊挂投放基本模组上部分是可以旋转的吊挂投放装置，下部是支架和森林灭火航弹防护导向装置。由图中可知，可旋转的吊挂投放装置是由一对左托架16、一对右托架25、托架板35、承重梁37和跨梁26组装而成的。托架板16上放置有伸缩套筒17和直流管型电磁铁18。托架板16和承重梁37中的左边的一个焊接在一对左托架16上。伸缩套筒支承座15和直流管型电磁铁支承座19焊接在托架板16上。伸缩套筒17和直流管型电磁铁18分别被伸缩套筒支承座15和直流管型电磁铁支承座19通过螺栓固定在托架板16上。压缩弹簧39套入伸缩轴21的较小直径段，组装好后封装入伸缩套筒17中。伸缩轴21通过焊接在承重梁37上的伸缩轴支承座20保持在水平方向上的运动。吊挂杆23和伸缩轴21通过销轴22连接在一起。在吊挂杆23的另一端有通过销轴连接的吊挂杆滚子38。拉杆座44焊接在伸缩套筒17上，其上还有通过销轴40连接的拉杆42。拉杆42上有通过销轴连接的圆柱卡销43和拉饵41。拉饵41通过圆柱销与直流管型电磁铁18的铁芯伸出端连接。可以旋转的吊挂投放装置的右半部分是由右托架25、承重梁37中的另一根和跨梁26焊接而成。

支架主体是由上横梁28、中横梁32和下横梁31经过焊接而成。导向防护筒33、导向防护筒加强带30和防护筒固定板36通过铆接与焊接工艺组装到支架主体上。

一、森林灭火航弹的装载

吊载投放系统在地面组装完毕后，通过起吊设备将森林灭火航弹头朝下尾朝上的竖直吊起，吊运到要装载的吊挂投放基本模组上方。这时手动打开左右可以旋转的吊挂投放装置，控制起吊设备将森林灭火航弹放入导向防护筒33内。到达一定位置后关闭左右可以旋转的吊挂投放装置，将吊挂杆23穿过森林灭火航弹尾部的吊环。利用扳手将伸缩轴向使压缩弹簧39受压缩的方向移动，移动一段距离后直流管型电磁铁18储存的弹性势能通过拉杆42将圆柱卡销43推进伸缩轴21的卡槽内，使得伸缩轴21被圆柱卡销43卡住。在此同时，应该使吊挂杆23另一头的吊挂挂杆滚子38进入吊挂杆滚子导向座24中的导向槽中。重复此动作直至将所有的吊挂投放基本模组内都装填上森林灭火航弹，就完成了森林灭火航弹的装载过程。航弹装载后，按照投放要求将控制系统线路连接好，等待挂载投放装置的吊运。

二、挂载投放装置的吊载和森林灭火航弹的投放

挂载投放装置的运载工具为直升机。直升机上装有卷扬机，将直升机上垂下的吊索挂钩勾挂在挂载投

放装置的螺母吊环上。由图716枚航弹投放装置空中吊挂部分总装俯视图中可以看到，在某一装载数量的挂载投放装置上有多个螺母吊环这就要求我们吊挂时选用合适的悬挂点，保证挂载投放装置在被悬吊在空中时的稳定性。

将装载好的吊舱式森林灭火航弹投放系统用直升机吊运至森林火场上空后，按照设定好的投放顺序通过控制程序进行森林灭火航弹的投放。具体的投放过程如下：控制程序发出指令给要投放森林灭火航弹所在吊挂投放基本模组的直流管型电磁铁18，使其通电工作。直流管型电磁铁18内的铁芯受到磁力的作用向内部拉伸，从而带动拉饵41运动。此动作通过拉杆42的杠杆作用带动圆柱卡销43脱离原先的位置。圆柱卡销43被抽离原先位置后，压缩弹簧39原先存储的弹性势能得到释放，推动伸缩轴21运动。伸缩轴21带动通过销轴22连接的吊挂杆23运动，同时吊挂杆滚子38在吊挂杆滚子导向座24内的导向槽内运动。一段距离后，吊挂杆滚子38脱离吊挂杆滚子导向座24，此时吊挂杆23会在自身重力和森林灭火航弹的重力下绕销轴22旋转，森林灭火航弹尾部的吊环沿吊挂杆23滑落，完成森林灭火航弹的投放。在森林灭火航弹投放的初期，导向防护筒33使得森林灭火航弹沿着一定方向向目标落去。

Claims (1)

1.一种直升机专用吊舱式森林灭火航弹投放装置，由地面支架和空中吊挂部分这两大部分组成；其特征是：地面支架是可拆卸的构件组合体，主要由支撑平板、支承座和支架腿这三部分组成；空中吊挂部分是由最小的组装单元通过吊架梁和固定挂接吊环组装而成，吊架梁是吊载承重梁，固定挂接吊环是由固定扣板和螺母吊环固连在一起的构件，固定挂接吊环通过U型螺栓将最小的组装单元和上辕梁固结在一起；所述最小的组装单元由四个吊挂投放基本模组通过上辕梁和下辕梁经由螺栓固连在一起的装置；上辕梁是长矩形零件，其上有固定基本模组的螺栓孔，通过螺栓将其和基本模组固结在一起；下辕梁上有螺栓孔，通过螺栓与基本模组固连在一起；所述吊挂投放基本模组是由两部分组成；上部分是可以绕连接销轴旋转的吊挂投放装置，下部是支架和森林灭火航弹导向防护装置；吊挂投放装置由两个分部件组成，其中一个部件上安装有承重梁、直流管型电磁铁、伸缩套筒、伸缩轴和吊挂杆，另一个部件上安装有承重梁和跨梁；下部支架主要由四根角柱、上横梁、中横梁、导向防护筒及固定件组成。

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