技术领域
[0001] 本
发明涉及军体训练装备技术领域，具体地说是一种航母舰载机飞行员、空降兵、特战队员或极限运动训练用的多用途气动式弹射空降飞行训练器。
背景技术
[0002] 众所周知，航空母舰是一座漂浮在海上的飞机场，一艘具有强大作战能
力的航母舰载机的
起飞方式是弹射起飞，相比滑跃式起飞方式的航母舰载机其优势是可以满载起飞，具有全负荷载弹量和载油量，有较强的攻击能力和续航时间，所以发展航母不解决舰载机弹射器，航母只能是一种摆设或只是一艘大型补给船，因此舰载机飞行员的弹射起飞是一项不可缺少的训练项目，目前世界上的舰载机飞行员弹射起飞训练多是直接在航母上进行，因为只有航母上才有舰载机弹射器，对于一个舰载机飞行员新手，在驾机弹射起飞的初级阶段，由于弹射
加速度大的原因，飞机离舰后大脑瞬间缺血都有十秒钟的临时昏迷状态，飞机是靠
自动驾驶仪飞行，但是飞机因飞行员昏迷失控坠海的事故也不少见，一个舰载机飞行员通常要经过弹射起飞30架次以上的起飞训练才会逐步适应弹射加速起飞，成为合格的舰载机飞行员。此种实战训练方式存在的不足是必须依赖航母、依赖舰载机和弹射器，训练成本高,
风险大，随时都有机毁人亡的危险，目前，我国没有舰载机弹射器，所以无法对舰载机飞行员进行大量的有效弹射起飞训练。
[0003] 包括空降兵和特战队的作战人员进行远距离投送，就是利用飞机作投送工具，高空跳伞是被投送人员必备训练科目，
现有技术的跳伞初级训练是利用跳伞塔，通过升降机将张开的
降落伞和人一起提升到50-100米的高空，然后释放跳伞者慢慢伞降着陆，第二步是乘
直升机或运输机升空实施跳伞训练，上述训练方式的不足是，初级训练需要固定的训练场地和跳伞塔，只能进行初级静态训练，第二步必须依赖飞机，还受伞降地理环境和
气候因素影响等等，训练人员对伞具使用的熟练程度和心理因素也影响训练效果，伞具打不开摔死人的事故也是频有发生，目前还没有不用登机即可对舰载机飞行员进行加速升空跳伞训练的装备，也没有不用乘飞机就能对空降兵特战队进行高空加速跳伞训练的装备。
发明内容
[0004] 本发明的技术任务是解决现有技术的不足，提供一种多用途气动式弹射空降飞行训练器。
[0005] 本发明的技术方案是按以下方式实现的，利用弹射的方法将训练人员弹射到高空，训练人员利用自身配备的空降飞行训练装备在空中实施空降或空中飞行训练，或将训练人员空身定点弹射到安全防护设施上进行跳伞
基础训练，该训练器包括底座、气动弹射装置、
马鞍形弹射座椅、仰
角调整器和安全着陆防护设施，仰角调整器和弹射装置设置在底座上，弹射座椅设置在弹射装置上，安全着陆防护设施设置在着陆点上，其中：
[0006] 底座用于固定仰角调整器，包括移动底座和固定底座，移动底座是
汽车底盘，固定底座是高层
建筑物；
[0007] 气动装置包括储气装置、
悬臂梁、弹射
气缸、槽型轨道和弹射小车，储气装置设置在底座上，悬臂梁是由悬臂梁和槽型轨道组成，两根槽型轨道固定在断面为矩形的悬臂梁上部的两边，弹射气缸设置在悬臂梁中间；
[0008] 悬臂梁的两端设置有
滑轮，弹射气缸之中设置有
活塞，活塞的两端连接牵引索，两根牵引索分别从弹射气缸两端的
汽缸盖中间
密封件中间的通孔中穿出，绕过悬臂梁两端的滑轮与设置在槽型轨道中的弹射小车两端连接，
马鞍形弹射座椅固定在弹射小车上，弹射气缸的底部还设置有总进气管，总进气管两端通过高端电磁换向三通
阀和低端电磁换向三通阀与弹射气缸的两端连接，两个电磁换向三通阀通过控制线缆与设置在底座上的弹射
控制器连接，悬臂梁的低端还设置有
配重支撑，总进气管通过高压软管与储气装置上的总进气
电磁阀连接，储气装置连接有高压气
泵；
[0009] 仰角调整器用于调节悬臂梁与地面之间的仰角，其结构是由支撑架、滑套垂直升降
液压缸、C形滑套和滑套
水平驱动液压缸组成，其中，C形滑套的断面为C形，C形滑套与悬臂梁底部滑动连接，滑套水平驱动液压缸的一端与悬臂梁固定，另一端与C形滑套连接，滑套垂直升降液压缸的顶端通过铰轴与C形滑套高端连接，滑套垂直升降液压缸的下端通过铰轴与底座连接，支撑架的底部与底座连接，支撑架的顶端通过铰轴与C形滑套的低端连接；
[0010] 马鞍形弹射座椅的下部呈马鞍形骑在悬臂梁上，马鞍形弹射座椅的上部两边设置有
扶手，马鞍形型座椅下部的两侧还设置有脚蹬；
[0011] 弹射控制器包括
单片机、起点
传感器、终点传感器、设置在马鞍形弹射座椅下的测重传感器和弹射按钮
开关，其中，终点传感器设置在距离悬臂梁高端的1-3米处，起点传感器设置在距离悬臂梁低端的1米处；高端和低端的两个电磁换向三通阀受起点传感器、终点传感器和弹射按钮开关联动控制；
[0012] 控制步骤如下：
[0013] 训练人员坐在弹射座椅上，弹射控制器检测显示储气装置的工作压力、弹射座椅的重量，操作者通过
键盘向单片机输入弹射参数，包括弹射速度、高度和仰角，单片机通过计算显示能够达到的弹射高度和着陆点距离，并自动调整悬臂梁的仰角，操作人员将安全着陆防护设施安放在着陆
位置，即可实施弹射，假设定悬臂梁的高端为弹射终点，低端为弹射起点，当弹射按钮开关送电时，总进气电磁阀打开，高端电磁换向三通阀的进气口打开，排气口关闭，低端电磁换向三通阀的进气口关闭，排气口打开，储气装置中的高压气体通过总进气管和气缸高端的进气口进入气缸，位于气缸高端的活塞在高压气体的推动下向气缸低端移动，活塞通过牵引索牵引马鞍形弹射座椅向悬臂梁高端弹射移动；
[0014] 当马鞍形弹射座椅向上移动接近弹射终点传感器时，弹射终点传感器触发后，弹射气缸高端的换向三通电磁阀进气口关闭，排气口打开，弹射气缸低端换向三通电磁阀的排气口关闭，同时打开进气口，由于设置的弹射终点传感器距离气缸高端有一段距离，活塞通过惯性对这段距离气缸中的空气进行压缩做功，压缩空气对活塞的运动惯性产生阻尼，因为弹射座椅和活塞通过牵引绳连接联动，所以弹射座椅被阻尼停止运行；
[0015] 活塞在弹射终点惯性阻尼的同时，弹射控制器控制弹射气缸高端的换向三通电磁阀的进气口关闭，排气口打开，弹射气缸低端换向三通电磁阀的排气口关闭，进气口打开，高压气体通过弹射气缸低端的进气口进入气缸，又推动活塞返回气缸高端，弹射座椅下行返回弹射起点；
[0016] 弹射座椅下行返回弹射起点时，触发位于气缸低端的起点传感器，弹射控制器控制关闭总进气电磁阀，弹射气缸高端的三通电磁阀的进气口关闭，排气口打开，弹射气缸低端的三通电磁阀的进气口关闭，排气口打开，弹射气缸进入下一个弹射准备程序。
[0017] 空降飞行训练装备包括：降落伞、三角翼
飞行器、翼装飞行器、固定翼飞行器或其他单兵空降飞行装置。
[0018] 安全着陆防护设施是由安全防护网和充气安全气囊组成，安全防护网蒙在充气安全气囊上面。
[0019] 安全着陆防护设施是沙地、海湾、湖泊或池塘。
[0020] 本发明的突出有益效果： 结构简单，易于加工，组合安装，方便运输，训练使用方便，不使用飞机即可完成加速弹射训练，不使用飞机也可完成伞降训练和极限运动训练。该装置具有安全可靠，有安全防护设施保护，训练多少次也不会对训练人员造成任何伤害，能大幅度提高训练效果，降低训练风险，降低训练成本，还不受地理环境和气候的影响，通过弹射将人体弹射到高空还可以进行很多伞具和飞行器具的开发研制，比如：各种降落伞、三角翼飞行器、翼装服、固定翼飞行器的研制和开发，不仅能满足国防军事的需要，还可作为极限运动器材在民间推广使用，有利于提高军事体育的提高和普及，具有很广阔市场前景。
附图说明
[0021] 图1是气动弹射器的结构示意图；
[0022] 图2是移动式弹射跳伞训练器使用状态的总装结构示意图；
[0023] 图3是移动式弹射跳伞训练器静置状态的总装结构示意图；
[0024] 图4是固定式弹射跳伞训练器的总装结构示意图；
[0025] 图5是位于弹射小车处的悬臂梁断面结构示意图。
[0026] 附图中的标记分别表示： 滑轮1、悬臂梁2、槽型轨道3、弹射汽缸4、滑套水平驱动液压缸5、C形滑套6、滑套垂直升降液压缸7、弹射控制器8、储气装置9、支撑架10、底座11、弹射小车12、配重支撑14、总进气管15、牵引索16、活塞17、终点传感器18、起点传感器
19、高端电磁换向三通阀20、低端电磁换向三通阀21、总进气电磁阀22、脚蹬23、汽缸盖24、密封件25。
具体实施方式
[0027] 结合附图对本发明的多用途气动式弹射空降飞行训练器作进一步详细说明。
[0028] 本发明的多用途气动式弹射空降飞行训练器，是利用弹射的方法将训练人员弹射到高空，训练人员利用自身配备的空降飞行训练装备在空中实施空降或空中飞行训练，或将训练人员空身定点弹射到安全防护设施上进行跳伞基础训练，该训练器包括底座、气动弹射装置、马鞍形弹射座椅、仰角调整器和安全着陆防护设施，仰角调整器和弹射装置设置在底座上，弹射座椅设置在弹射装置上，安全着陆防护设施设置在着陆点上，其中：
[0029] 底座用于固定仰角调整器，包括移动底座和固定底座，移动底座是汽车底盘，固定底座是
高层建筑物；
[0030] 气动装置包括储气装置9、悬臂梁2、弹射气缸4、槽型轨道3和弹射小车12，储气装置设置在底座上，悬臂梁是由悬臂梁和槽型轨道组成，两根槽型轨道固定在断面为矩形的悬臂梁上部的两边，弹射气缸设置在悬臂梁中间；
[0031] 悬臂梁2的两端设置有滑轮1，弹射气缸4之中设置有活塞17，活塞17的两端连接牵引索16，两根牵引索16分别从弹射气缸4两端的汽缸盖24中间密封件25中间的通孔中穿出，绕过悬臂梁2两端的滑轮1与设置在槽型轨道中的弹射小车12两端连接，马鞍形弹射座椅13固定在弹射小车12上，弹射气缸4的底部还设置有总进气管15，总进气管15两端通过高端电磁换向三通阀20和低端电磁换向三通阀21与弹射气缸4的两端连接，两个电磁换向三通阀通过控制线缆与设置在底座上的弹射控制器8连接，悬臂梁2的低端还设置有配重支撑14，总进气管15通过高压软管与储气装置9上的总进气电磁阀22连接，储气装置9连接有高压气泵；
[0032] 仰角调整器用于调节悬臂梁2与地面之间的仰角，其结构是由支撑架10、滑套垂直升降液压缸7、C形滑套6和滑套水平驱动液压缸5组成，其中，C形滑套6的断面为C形，C形滑套6与悬臂梁2底部滑动连接，滑套水平驱动液压缸5的一端与悬臂梁2固定，另一端与C形滑套6连接，滑套垂直升降液压缸7的顶端通过铰轴与C形滑套6高端连接，滑套垂直升降液压缸7的下端通过铰轴与底座11连接，支撑架10的底部与底座11连接，支撑架10的顶端通过铰轴与C形滑套6的低端连接；
[0033] 马鞍形弹射座椅13的下部呈马鞍形骑在悬臂梁2上，马鞍形弹射座椅13的上部两边设置有扶手，马鞍形型座椅13下部的两侧还设置有脚蹬23；
[0034] 弹射控制器8包括单片机、起点传感器19、终点传感器18、设置在马鞍形弹射座椅13下的测重传感器26和弹射按钮开关，其中，终点传感器18设置在距离悬臂梁2高端的
1-3米处，起点传感器19设置在距离悬臂梁2低端的1米处；高端和低端的两个电磁换向三通阀受起点传感器19、终点传感器18和弹射按钮开关联动控制；
[0035] 控制步骤如下：
[0036] 训练人员坐在弹射座椅上，弹射控制器检测显示储气装置的工作压力、弹射座椅的重量，操作者通过键盘向单片机输入弹射参数，包括弹射速度、高度和仰角，单片机通过计算显示能够达到的弹射高度和着陆点距离，并自动调整悬臂梁的仰角，操作人员将安全着陆防护设施安放在着陆位置，即可实施弹射，假设定悬臂梁的高端为弹射终点，低端为弹射起点，当弹射按钮开关送电时，总进气电磁阀打开，高端电磁换向三通阀的进气口打开，排气口关闭，低端电磁换向三通阀的进气口关闭，排气口打开，储气装置中的高压气体通过总进气管和气缸高端的进气口进入气缸，位于气缸高端的活塞在高压气体的推动下向气缸低端移动，活塞通过牵引索牵引马鞍形弹射座椅向悬臂梁高端弹射移动；
[0037] 当马鞍形弹射座椅向上移动接近弹射终点传感器时，弹射终点传感器触发后，弹射气缸高端的换向三通电磁阀进气口关闭，排气口打开，弹射气缸低端换向三通电磁阀的排气口关闭，同时打开进气口，由于设置的弹射终点传感器距离气缸低端有一段距离，活塞通过惯性对这段距离气缸中的空气进行压缩做功，压缩空气对活塞的运动惯性产生阻尼，因为弹射座椅和活塞通过牵引绳连接联动，所以弹射座椅被阻尼停止运行；
[0038] 活塞在弹射终点惯性阻尼的同时，弹射控制器控制弹射气缸高端的换向三通电磁阀的进气口关闭，排气口打开，弹射气缸低端换向三通电磁阀的排气口关闭，进气口打开，高压气体通过弹射气缸低端的进气口进入气缸，又推动活塞返回气缸高端，弹射座椅下行返回弹射起点；
[0039] 弹射座椅下行返回弹射起点时，触发位于气缸低端的起点传感器，弹射控制器控制关闭总进气电磁阀，弹射气缸高端的三通电磁阀的进气口关闭，排气口打开，弹射气缸低端的三通电磁阀的进气口关闭，排气口打开，弹射气缸进入下一个弹射准备程序。
[0040] 空降飞行训练装备包括：降落伞、三角翼飞行器、翼装飞行器、固定翼飞行器其他单兵空降飞行装置。
[0041] 安全着陆防护设施是由安全防护网和充气安全气囊组成，安全防护网蒙在充气安全气囊上面。
[0042] 安全着陆防护设施是海湾、湖泊或池塘。
[0043] 移动底座可使用汽车底盘改装，在移动底座上加装仰角调整器、支撑架、储气装置和气动弹射装置即可，如果将气动弹射装置按弹射200公斤人体的功率设计，只要将马鞍形弹射座椅换成无人机弹射架即可弹射200公斤以上重量的大型无人机。
[0045] 人体极限弹射飞行训练：训练目的：提高受训人员对加速度的耐受力，为航母提供大量的优秀舰载机飞行员，作为民用普，及军体运动，增强全民体质提高全民国防意识。
[0046] 设计要求：将悬臂梁设计长度为30-50米，仰角45度，采用在汽车底盘上安装，弹射重量200公斤，弹射高度50-100米，以抛物线形式弹射距离50-100米，在着陆点下方设置50-100平米的安全着陆防护设施；
[0047] 训练方式：训练人员可乘坐弹射座椅弹射升空，以抛物线的方式自由落体到安全着陆防护设施上，相当于高台跳水悬崖跳水运动、山涧大桥蹦极运动，因为有一个上升和降落的过程，具有更长的滞空时间，可以完成更多的空中动作，更具有安全性、刺激性和观赏性，效果优于现有技术的高台跳水、悬崖跳水、山涧大桥跳水或蹦极，很有可能发展成为世界性的运动比赛项目。
[0048] 实施例2
[0049] 携带伞具弹射跳伞训练：训练目的：提高受训人员对加速度的耐受力，为航母培训大量的优秀舰载机飞行员，为航空兵、空降兵或特战部队人员培训空降技能，帮助培训人员正确熟练使用伞具，作为民用普及军体运动，能很好地增强全民体质，提高全民国防意识。相当于高山跳伞、悬崖跳伞运动、山涧大桥跳伞运动，因为使用弹射升空，有一个上升和降落的过程，具有更长的滞空时间，训练人员可以完成更多的空中动作，外加有完善的安全防护设施，即使开伞失误，也会定点安全着陆，不会造成人员伤亡，所以更具有安全性、刺激性和观赏性，效果优于现有技术的飞机跳伞、高台跳伞、悬崖跳伞、山涧大桥跳伞，很有可能发展成为世界性的运动比赛项目。
[0050] 设计要求：将悬臂梁设计长度为30-50米，仰角45度，采用在50-100米以上的高层建筑上安装，弹射重量200-300公斤，弹射高度50-200米，以抛物线形式弹射距离200-300米，在着陆点下方设置100-200平米的安全着陆防护设施。
[0051] 训练方式：训练人员佩带伞具，乘坐弹射座椅弹射升空，开伞成功，控制伞具在制定降落点降落，如果开伞失误，就以抛物线的方式伞降到安全着陆防护设施上，着陆后，总结经验找出问题，重复训练，知道熟练为止。（如果采用飞机方式跳伞，一旦开伞失误就死定了。）
[0052] 实施例3
[0053] 携带三角翼弹射飞行训练：训练目的：提高受训人员对加速度的耐受力，为航母培训大量的优秀舰载机飞行员，为航空兵、空降兵或特战部队培训特殊技能，帮助培训人员正确熟练使用三角翼飞行器进行空中飞行，培养特种作战能力。作为民用普及军体运动，能很好地增强全民体质，提高全民国防意识。相当于高山、悬崖、山涧大桥的三角翼飞行训练，使用弹射升空，不受地理环境限制，弹射过程有一个上升和降落的过程，具有更长的滞空时间，训练人员可以随时方便地享受空中飞行的快乐，因为有完善的安全防护设施，即使飞行失误，也会定点安全着陆，不会造成人员伤亡，所以更具有安全性、刺激性和观赏性，效果优于现有技术的飞机投放、高台、山顶起飞和、山涧大桥跳跃起飞，很有可能发展成为世界性的运动比赛项目。
[0054] 设计要求：将悬臂梁设计长度为30-50米，仰角45度，采用在50-100米以上的高层建筑上安装，弹射重量200-300公斤，弹射高度50-200米，以抛物线形式弹射距离200-300米，在着陆点下方设置100-200平米的安全着陆防护设施。
[0055] 训练方式：训练人员佩带三角翼飞行器，乘坐弹射座椅弹射升空，飞行成功，控制三角翼在
指定降落点降落，如果飞行失误，就以抛物线的方式伞降到安全着陆防护设施上，着陆后，总结经验找出问题，反复训练，直到熟练为止。
[0056] 实施例4
[0057] 穿着翼装服弹射飞行训练，训练目的：开展我国的翼装飞行运动，打破世界翼装飞行地理环境的限制，比如2012年在湖南天
门山举办的国际翼装飞行表演，因为天门山有一个海拔高度1400米的悬崖，著名旅游胜地山东泰山的海拔:1532.7米，为什么不能举办翼装飞行？因为一是翼装飞行运动不普及，二是泰山虽有高度，山南坡又有良好的降落点，但是没有垂直的悬崖，不能为翼装飞行人员提供自由落体的加速度，如果通过弹射方式进行有防护地训练，就能培养大批的翼装飞行运动员，如果在泰山玉皇顶上设置一套弹射器，通过弹射方式为翼装飞行人员提供飞行高度和飞行速度，从泰山顶翼装飞行就会成为可能，如果能在泰山举办国际翼装飞行，必然会对泰山的旅游业提供量和质的巨大提升，当然在全国每个有条件的自然景区都可设置弹射训练器，开展翼装飞行训练和表演，另外，翼装飞行训练在军事上的作用也不能小觑。
[0058] 设计要求：与实施例3相同，不同的是可以将设备安装在高山巅峰之上，让那些只具备海拔高度而不具备垂直高度的高山景点，也能成为跳伞、三角翼飞行、动力伞飞行和翼装服飞行的运动之乡。
[0059] 训练方式：先在有防护设施的训练基地进行培训，由低空到高空，训练人员穿着翼装服，乘坐弹射座椅弹射升空，控制翼装服在指定降落点降落，以抛物线的方式伞降到安全着陆防护设施上，通过摸索经验，反复训练，直到熟练掌握翼装服的使用为止，最后人人都能到设置在高山之巅的弹射设备上进行翼装飞行，实现自由飞翔的梦想。
[0060] 除本发明的
说明书公开的技术特征外均为本专业技术人员的公职技术。
