一種民用直升機可升降停機庫

吳皖龍 李親豪 李忠心 賴世騰 劉婉玉

摘要：隨著航空事業(yè)的發(fā)展，人民生活水平的提高，民用直升機的數量逐年增多，然而由于直升機對于停靠地點和位置有較高的要求，城市可用于停靠直升機的可用空間較少等，針對此問題，我們設計了一種位于樓層頂部的可升降停機庫，不僅保證了樓體的整體性和美觀性，而且解決了直升機的停靠問題。

關鍵字：直升機停靠;可升降停機庫;高層建筑

引言

隨著我國國民經濟的發(fā)展，在人員密集的城市中心擁有越來越多的高層、超高層建筑、擁擠的城市交通，都使得城市密度逐漸攀升。直升飛機作為20世紀航空技術極具特色的創(chuàng)造之一，極大地擴展了飛行器的應用范圍。直升機是典型的軍民兩用產品，可以廣泛的應用在運輸、巡邏、旅游、救護等多個領域。然而，直升機停機場所則因數量和場地的問題，在直升機的發(fā)展和應用上產生了一定的困擾。

本文設計的這種民用直升機可升降停機庫，可以實現直升飛機從樓頂進入轎廂后的整體升降。整個升降機構可以做到升降同步平穩(wěn)，且停放好后，保持穩(wěn)定的位置，保證轎廂整體不會發(fā)生下沉。依靠此種方法不僅解決了直升機的升降問題，而且可以充分利用高層建筑，起到節(jié)省空間的作用。

1.設計方案

1.1 設計思路

該直升機科升降停機整體設計是由轎廂頂部蓋板、轎廂上框架、轎廂臺面框架、轎廂底部框架、升降液壓缸、導軌、長短方向平衡桿、防下沉裝置所構成。整體模型如圖1所示。轎廂的各層框架保證了整個轎廂的堅固性。直升機升降平臺運動主要依靠升降運動裝置和防下沉裝置來實現整體的協調穩(wěn)健運行。升降運動的過程主要是轎廂通過四根升降液壓缸直頂升降，同時通過壓輪沿導軌行走。在轎廂長短兩個方向設置四根平衡桿，并與導軌上安裝的鏈輪鏈軌機構連接，迫使四根液壓缸的升降實現機械同步，從而保證轎廂平穩(wěn)同步升降。由于直升機的質量較大，防下沉裝置的設計必不可少。當轎廂下降到預定行程后，防下沉裝置中的液壓缸伸出，落在導軌的橫梁上，支撐起整個轎廂，保證了轎廂的平穩(wěn)性，防止液壓缸因泄漏產生的下沉現象。升降運動與防下沉裝置的完美配合，可以保證載有直升機的轎廂能夠穩(wěn)健的進行機械運動。

1.2工作流程

在直升機到達停機庫所在的樓頂區(qū)域準備停機入庫時，可升降停機庫的液壓缸防下沉裝置收回，轎廂準備上升。平衡桿與鏈輪鏈軌機構連接，迫使升降實現機械同步。當轎廂臺面框架與直升機所在平面銜接后，直升機進入轎廂，轎廂開始降落。當轎廂下降到預定行程后，液壓缸伸出，保證了轎廂的平穩(wěn)性。此時，轎廂頂部蓋板與樓頂平面無縫銜接。由此過程可以實現直升機平穩(wěn)地出庫、入庫。升降平臺局部結構圖如圖2、圖3所示。

直升機升降平臺采用四根液壓缸直頂式頂升轎廂平臺，實現5.6m升降行程。在轎廂臺面下方設置了長短四根平衡桿，鏈條鏈輪與位于導軌處的垂直方向鏈軌相連，液壓缸頂升轎廂的同時，鏈輪帶動整個轎廂沿鏈軌強迫同步動作，以保證轎廂平臺升降同步和平穩(wěn)。防下沉裝置中的液壓缸在轎廂下降到預定行程后及時伸出，支撐在導軌的橫梁上，承擔起整個轎廂的重量，防止轎廂因升降液壓缸泄漏產生的下沉現象。

1.3外觀造型

由于該設計是位于高層建筑之上，出于美觀的考慮，在設計方面盡可能的保證升降平臺的外觀與樓頂保持協調。所以對于設計外觀的美觀性，轎廂頂部蓋板縱向和橫向高度均為拱形，整體蓋板設計為曲面造型。對于轎廂底部框架我們采取了斜拉造型，與四根軌道相連。轎廂底部框架與臺面框架整體建模后，四周再統(tǒng)一用板封閉起來。對轎廂底部和頂部的美化不僅可以保障證轎廂的穩(wěn)健運行，也可使該裝置與樓頂融為一體，保證建筑物初始的美觀程度。

3.設計總結

本設計運用Pro/E軟件構建了直升機升降平臺的三維模型，由于模型結構復雜，交錯連接眾多，通過結構分析，檢查到出現的干涉情況，針對相應結構和尺寸加以修正。在設計方面，采用四根液壓缸直頂式頂升轎廂平臺，實現5.6m升降行程，通過在轎廂臺面下方設置長短四根平衡桿，通過鏈條鏈輪與位于導軌處的垂直方向鏈軌相連，液壓缸頂升轎廂的同時，鏈輪帶動整個轎廂沿鏈軌強迫同步動作，以保證轎廂平臺升降同步和平穩(wěn)。防下沉裝置中的液壓缸在轎廂下降到預定行程后及時伸出，支撐在導軌的橫梁上，承擔起整個轎廂的重量，防止轎廂因升降液壓缸泄漏產生的下沉現象。在建模及渲染方面，由于用戶對升降平臺模型外觀有較高要求，對平臺整體的美觀、流暢、線條美提出要求，因此在設計中加以考慮;通過三維建模檢測模型的干涉情況，從而指導設計的合理性，通過渲染，并制作動作仿真過程，查看平臺工作效果。

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