战斗机万向球驾驶间
玄明2009/01/21极客DIY IP:内蒙古
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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
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~~空空如也
真蚊子
16年0个月前 IP:未同步
62354
完全可以将驾驶球的内壁大部分都做成屏幕,然后在·战斗机外面不同地方安几个摄像头,基本实现三百六十度的全方位视角吧....
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sam_jin3887
16年0个月前 IP:未同步
62360
太强了,我一直在想万向球的样子,原来是通过滚珠来实现的!神奇!只要电磁屏蔽过关一定没有问题
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sam_jin3887
16年0个月前 IP:未同步
62361
要是轴承的中间可以走导线也可以解决这个问题
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AnthraX
16年0个月前 IP:未同步
62376
这……太麻烦了吧,人经过训练短时间承受9g还是没问题的,而且这体积也够大的,还不如把整个驾驶舱灌满LCL……
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tRNA
16年0个月前 IP:未同步
62381
引用第2楼sam_jin3887于2009-01-21 13:47发表的  :
太强了,我一直在想万向球的样子,原来是通过滚珠来实现的!神奇!只要电磁屏蔽过关一定没有问题

加几个陀螺仪。。。
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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。
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AnthraX
16年0个月前 IP:未同步
62395
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。


战斗机飞行员在9g能够操纵飞机是必须的要求。抗g能力因人而异,飞行员抗高g一个是后期训练出来的,另外很重要的原因就是前期选拔的时候在高g下晕过去的直接淘汰了……
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jijiwaiwai
16年0个月前 IP:未同步
62408
这样很考验驾驶舱的球体钢性啊.钢材一用不好容易变形就不好了
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真蚊子
16年0个月前 IP:未同步
62444
引用第4楼AnthraX于2009-01-21 14:17发表的  :
这……太麻烦了吧,人经过训练短时间承受9g还是没问题的,而且这体积也够大的,还不如把整个驾驶舱灌满LCL……

呃....其实现实中是有种类LCL的存在,不过现在它的定向是用于深海科研,而且还没投入实际应用...
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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。
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AnthraX
15年11个月前 IP:未同步
64271
楼上两个说的东西我知道,其实就是人造血液,在深海潜水的时候在抗压潜水服里灌满,经过训练的人可以自由的在这种液体里呼吸

你这个大球,直径少说1.5米,就算用钛合金做,重量起码也得一百公斤,而且如果飞行员感受到的惯性方向和他操纵的方向不一致的话,会产生错觉的……
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why1gz
15年11个月前 IP:未同步
64334
[s:245]  [s:245] 人不给转晕了?
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玄明作者
15年11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。
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SPRain
15年11个月前 IP:未同步
64596
直接磁悬浮得了,
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明月几时有
15年11个月前 IP:未同步
69884
引用第14楼ΣΕsprain于2009-01-25 23:21发表的  :
直接磁悬浮得了,


有门,实现方式和操作信号的传递是问题。
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彼岸江山
15年11个月前 IP:未同步
69890
引用第14楼ΣΕsprain于2009-01-25 23:21发表的  :
直接磁悬浮得了,

悬浮??
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暗剑
15年11个月前 IP:未同步
69897
LZ玩过飞行模拟嘛...
人的方向与飞行方向不一致经常会导致操作错误.后果一般是机毁人亡...
空战中略微一点错误的操作都会要了你的小命....
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warmonkey
15年11个月前 IP:未同步
70132
但是飞行员都已经养成了相信仪器的习惯,所以这不是问题。

所以lz的主意不错,值得推广。
信号可以用磁场传输,电力也一样。
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