一种民用直升机可升降停机库

吴皖龙 李亲豪 李忠心 赖世腾 刘婉玉

摘要：随着航空事业的发展，人民生活水平的提高，民用直升机的数量逐年增多，然而由于直升机对于停靠地点和位置有较高的要求，城市可用于停靠直升机的可用空间较少等，针对此问题，我们设计了一种位于楼层顶部的可升降停机库，不仅保证了楼体的整体性和美观性，而且解决了直升机的停靠问题。

关键字：直升机停靠;可升降停机库;高层建筑

引言

随着我国国民经济的发展，在人员密集的城市中心拥有越来越多的高层、超高层建筑、拥挤的城市交通，都使得城市密度逐渐攀升。直升飞机作为20世纪航空技术极具特色的创造之一，极大地扩展了飞行器的应用范围。直升机是典型的军民两用产品，可以广泛的应用在运输、巡逻、旅游、救护等多个领域。然而，直升机停机场所则因数量和场地的问题，在直升机的发展和应用上产生了一定的困扰。

本文设计的这种民用直升机可升降停机库，可以实现直升飞机从楼顶进入轿厢后的整体升降。整个升降机构可以做到升降同步平稳，且停放好后，保持稳定的位置，保证轿厢整体不会发生下沉。依靠此种方法不仅解决了直升机的升降问题，而且可以充分利用高层建筑，起到节省空间的作用。

1.设计方案

1.1 设计思路

该直升机科升降停机整体设计是由轿厢顶部盖板、轿厢上框架、轿厢台面框架、轿厢底部框架、升降液压缸、导轨、长短方向平衡杆、防下沉装置所构成。整体模型如图1所示。轿厢的各层框架保证了整个轿厢的坚固性。直升机升降平台运动主要依靠升降运动装置和防下沉装置来实现整体的协调稳健运行。升降运动的过程主要是轿厢通过四根升降液压缸直顶升降，同时通过压轮沿导轨行走。在轿厢长短两个方向设置四根平衡杆，并与导轨上安装的链轮链轨机构连接，迫使四根液压缸的升降实现机械同步，從而保证轿厢平稳同步升降。由于直升机的质量较大，防下沉装置的设计必不可少。当轿厢下降到预定行程后，防下沉装置中的液压缸伸出，落在导轨的横梁上，支撑起整个轿厢，保证了轿厢的平稳性，防止液压缸因泄漏产生的下沉现象。升降运动与防下沉装置的完美配合，可以保证载有直升机的轿厢能够稳健的进行机械运动。

1.2工作流程

在直升机到达停机库所在的楼顶区域准备停机入库时，可升降停机库的液压缸防下沉装置收回，轿厢准备上升。平衡杆与链轮链轨机构连接，迫使升降实现机械同步。当轿厢台面框架与直升机所在平面衔接后，直升机进入轿厢，轿厢开始降落。当轿厢下降到预定行程后，液压缸伸出，保证了轿厢的平稳性。此时，轿厢顶部盖板与楼顶平面无缝衔接。由此过程可以实现直升机平稳地出库、入库。升降平台局部结构图如图2、图3所示。

直升机升降平台采用四根液压缸直顶式顶升轿厢平台，实现5.6m升降行程。在轿厢台面下方设置了长短四根平衡杆，链条链轮与位于导轨处的垂直方向链轨相连，液压缸顶升轿厢的同时，链轮带动整个轿厢沿链轨强迫同步动作，以保证轿厢平台升降同步和平稳。防下沉装置中的液压缸在轿厢下降到预定行程后及时伸出，支撑在导轨的横梁上，承担起整个轿厢的重量，防止轿厢因升降液压缸泄漏产生的下沉现象。

1.3外观造型

由于该设计是位于高层建筑之上，出于美观的考虑，在设计方面尽可能的保证升降平台的外观与楼顶保持协调。所以对于设计外观的美观性，轿厢顶部盖板纵向和横向高度均为拱形，整体盖板设计为曲面造型。对于轿厢底部框架我们采取了斜拉造型，与四根轨道相连。轿厢底部框架与台面框架整体建模后，四周再统一用板封闭起来。对轿厢底部和顶部的美化不仅可以保障证轿厢的稳健运行，也可使该装置与楼顶融为一体，保证建筑物初始的美观程度。

3.设计总结

本设计运用Pro/E软件构建了直升机升降平台的三维模型，由于模型结构复杂，交错连接众多，通过结构分析，检查到出现的干涉情况，针对相应结构和尺寸加以修正。在设计方面，采用四根液压缸直顶式顶升轿厢平台，实现5.6m升降行程，通过在轿厢台面下方设置长短四根平衡杆，通过链条链轮与位于导轨处的垂直方向链轨相连，液压缸顶升轿厢的同时，链轮带动整个轿厢沿链轨强迫同步动作，以保证轿厢平台升降同步和平稳。防下沉装置中的液压缸在轿厢下降到预定行程后及时伸出，支撑在导轨的横梁上，承担起整个轿厢的重量，防止轿厢因升降液压缸泄漏产生的下沉现象。在建模及渲染方面，由于用户对升降平台模型外观有较高要求，对平台整体的美观、流畅、线条美提出要求，因此在设计中加以考虑;通过三维建模检测模型的干涉情况，从而指导设计的合理性，通过渲染，并制作动作仿真过程，查看平台工作效果。

参考文献：

[1]成颖.屋顶停机坪建筑设计浅析【D】2018，（08），64-65

[2]宋明， 戴泓， 刘国忠， 沈清.试论城市高架直升机场设计[M].

[3]MH 5013-2008，中国民用航空总局直升机场地飞行标准[S]

[4]金杰强.浅谈高层公共建筑屋顶直升机停机坪设计——就兰州市某高层通讯指挥大楼的设计实践[J].甘肃科技，2002（04）：33-35