战斗机万向球驾驶间
玄明2009/01/21极客DIY IP:内蒙古
32_159_1203418371.jpg

开战斗机有可能是地球上最拉风最刺激的工作,但与之相对的,驾驶员的驾驶感受却远超普通人的美好想象,是一件痛苦而危险的差事。战斗机的速度可超过音速,在这样的速度下,机体的突然转向往往会带给驾驶员致命的伤害,巨大的离心力会使体内器官挤向身体的一侧甚至拉断器官隔膜,血液也会一同涌动造成充血或缺血,如果脑部供血失常(一般出现在战机快速俯冲、爬升的情况下)还会造成红视、黑视导致休克。有些情况下,机体可能会因为故障、气流影响等原因陷入致命的高速旋转中,这样的旋转对于战机来讲或许还有挽回的可能,但驾驶员往往在采取措施之前就会挂掉,从而造成不应有的损失。

这些情况一方面十分危险,另一方面也限制了战机应有的机动性能。很多空中搏击动作并非战机的性能达不到,而是驾驶员受不了。这就进一步削弱了整个国家的空中战斗力。

于是我构思了这样的一个驾驶系统,它由二层球体(或两个半封闭的环形)组成,可以通过旋转将惯性的力量转移到人体下方——这是人体承受力最强的一个方向(因为数十亿年来地球一直在用引力从这个方向拉扯着,人体的结构也做出了相应的进化),同样的离心力如果从侧边或上边拉扯可能会使人丧命,但从下方拉扯对人却不会造成太大的伤害。

另一方面,如果战机陷入了螺旋状旋转中,万向球也可以通过机械操控稳定在一个人可以接受的旋转速度上甚至相对静止,以便驾驶员有清醒的头脑采取自救措施。但平时的旋转是不需要动力参与的,只要将重心做在驾驶球体的下方,在面临离心力的拉扯时球体就会灵敏的自动旋转到最恰当的角度上,还可以自动对地球引力作出补偿。而钟摆效应则可以通过对转向珠施加一定的阻尼来限制。

这样的驾驶舱可能存在两个大缺点,一个是驾驶员不容易通过舷窗看到外面的情况(不过在现代空战中,眼睛直接观看所能起到的作用已经越来越小了)。针对这种情况我设计了一种透镜系统来完成这项工作,也就是可以通过机舱外面的小舷窗放大图像,使驾驶员获得与原战机驾驶舱一样广阔的视野,甚至还要广阔——万向球旋转到下方时驾驶员也可以看到飞机下面的情况,而在以往情况下这是一个视线的死角。当然在旋转过程中万向球必须旋转到有舷窗的角度上才能看到东西了,不过幸运的是以飞机的操控方式,万向球很难长期保持在这个“暗视”的角度上。

另一个缺点是战机的机械操控驾驶方式将很难实现。隔着两层旋转球体的操控结构会过于复杂,从而让一切的机械结构都得不偿失。所以只能采取电子、激光、红外线、无线电等方式进行控制。或采取多重控制同步进行、同步校验的方式提高可靠性。因为距离很近,可以用法拉第笼来避免干扰。

当战机遇到严重威胁需要跳伞逃生时,可以驾驶舱为中心将机体前后分为两半以便让驾驶舱整个脱出。然后再进行二次脱出。当然还有一种办法就是二次脱出时只脱出驾驶台等无用部件以减轻重量,而驾驶员和驾驶座位、驾驶舱的外壳则共同驾伞降落。

+1000  科创币    1211    2009/01/21 鼓励创意。
来自:综合交流区 / 极客DIY
18
已屏蔽 原因:{{ notice.reason }}已屏蔽
{{notice.noticeContent}}
~~空空如也
玄明 作者
16年0个月前 IP:未同步
62385
用摄像头复杂了些,出故障的几率恐怕会比较高,非机械部件在这方面的稳定性应该更好。万向球在这里只是一个类称,实际上的结构种类应当还有很多。因为在某些场合下需要360度以上的旋转,所以从旋转部件周边接电线恐怕不太现实。当然350度可能也够用了。

如果战斗机的飞行状态能保持在9G以下,或者人可以承受11G以上都是很幸运的事情。可惜现实往往非常残酷。而且随着技术的进步,战斗机突破11G恐怕也不是终点,但与此相对应的是人类的体质却很难进步了。而且9G应当只是人不挂掉的极限,而不是飞行员可以顺畅操作飞机的层次,一般人在5g的时候身体就已经无法动弹了,在9g荷载下即使可以忍受一分钟,但身体动弹不得,对于操作飞机来讲恐怕也没什么意义。

最后再补充一下,在日常操作中万向球的转动完全是靠自身的惯性推动旋转,不需要外来动力,所以机械结构其实并不比一辆汽车的车门复杂多少。真正复杂的地方还是在于操作部分。
引用
评论
加载评论中,请稍候...
200字以内,仅用于支线交流,主线讨论请采用回复功能。
折叠评论
玄明作者
16年0个月前 IP:未同步
63080
谢谢7楼的数据……可能是我查到的资料过时了吧~不过能减轻驾驶员的负担之类的总是好的,就算是经过专业训练且天才变态的飞行员,也不大可能总是把几十斤重的胳膊举来举去……在进行空中格斗时,多坚持1秒就决定了一场战斗的结果。

8楼的担心可能有些多余,人和金属貌似没有什么可比性……不说是钢铁,就算普通的铝条也比骨肉结实多了。

LCL是一个美好的传说……其实不仅仅是EVA里的LCL,在青六(青の6号)里也有一种气垫填充的驾驶仓,同样可以达到吸收振动、保护驾驶员的作用。
引用
评论
加载评论中,请稍候...
200字以内,仅用于支线交流,主线讨论请采用回复功能。
折叠评论
玄明作者
16年0个月前 IP:未同步
64371
刚开始驾驶的话产生错觉是肯定的,不过好歹是有规律的,适应一下就好了。

如果采用环形而不是球形的结构重量会减轻一些,但再如何精简最终可能还是会多出几百斤的重量来。如果只采用单环的结构问题就会简单很多,但对于机体自转的免疫能力又降低了……问题很多,很复杂,这就要根据实际情况选择了。
引用
评论
加载评论中,请稍候...
200字以内,仅用于支线交流,主线讨论请采用回复功能。
折叠评论

想参与大家的讨论?现在就 登录 或者 注册

所属专业
所属分类
上级专业
同级专业
玄明
学者 机友 笔友
文章
516
回复
4908
学术分
44
2005/11/27注册,3个月6天前活动

老骥伏枥,卖萌不止

主体类型:个人
所属领域:无
认证方式:手机号
IP归属地:未同步
文件下载
加载中...
{{errorInfo}}
{{downloadWarning}}
你在 {{downloadTime}} 下载过当前文件。
文件名称:{{resource.defaultFile.name}}
下载次数:{{resource.hits}}
上传用户:{{uploader.username}}
所需积分:{{costScores}},{{holdScores}}下载当前附件免费{{description}}
积分不足,去充值
文件已丢失

当前账号的附件下载数量限制如下:
时段 个数
{{f.startingTime}}点 - {{f.endTime}}点 {{f.fileCount}}
视频暂不能访问,请登录试试
仅供内部学术交流或培训使用,请先保存到本地。本内容不代表科创观点,未经原作者同意,请勿转载。
音频暂不能访问,请登录试试
支持的图片格式:jpg, jpeg, png
插入公式
评论控制
加载中...
文号:{{pid}}
投诉或举报
加载中...
{{tip}}
请选择违规类型:
{{reason.type}}

空空如也

加载中...
详情
详情
推送到专栏从专栏移除
设为匿名取消匿名
查看作者
回复
只看作者
加入收藏取消收藏
收藏
取消收藏
折叠回复
置顶取消置顶
评学术分
鼓励
设为精选取消精选
管理提醒
编辑
通过审核
评论控制
退修或删除
历史版本
违规记录
投诉或举报
加入黑名单移除黑名单
查看IP
{{format('YYYY/MM/DD HH:mm:ss', toc)}}