CN103482078A - 一种飞行器液压蓄能弹射系统 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了属于弹射系统技术领域的一种飞行器液压蓄能弹射系统。该飞行器液压蓄能弹射系统含有导轨、齿轮链条机构和液压马达动力组合，本发明是利用液压蓄能，液压马达动力来驱动齿轮链条机构来实现弹射过程，整个过程的快慢是可以随人的意志来实施的。液压马达渐进式的加速过程，对飞行器的结构不会造成冲击，也不会超出人的过载压力。由于将传统的蒸汽弹射模式，改为液压蓄能弹射方式弹射飞行器，使能源效率提高到百分之七十，从而摆脱传统弹射器庞大的动力和水资源消耗。有效的提高弹射效率和节能经济效益。
Description
技术领域
本发明属于弹射系统技术领域，特别涉及一种飞行器液压蓄能弹射系统。该弹射系统可应用于一切飞行器起飞跑道上，也可用于舰载、车载简易弹射系统，起飞跑道，包括陆上、海上平台和航空母舰跑道。
背景技术
目前，公知的多种弹射技术是以蒸汽弹射最为成熟。这种技术方式的特点是，在弹射过程中，气缸初始阶段气压非常强，随活塞的推进运动而逐渐减弱，弹射过程是从强到弱过程，而且消耗大量的能源、淡水。能源效率为百分之五左右，是极不经济和环保的技术。
之前的液压弹射技术，是利用一个长的油缸，再用活塞推动顶杆，顶杆前端设一个滑轮，滑轮推动钢索，钢索的一头固定在油缸下，另一头连接在导轨牵引车上，然后开启液压阀门将活塞弹射出去，起到弹射飞机的作用，缺点是液压为从强到弱的过程。弹射速度不超过时速100公里，已经不适合现代飞机需求，且在液压经过阀门进入油缸时，产生高温气体，容易引发燃爆。
发明内容
为克服上述不足，本发明目的在于提供一种飞行器液压蓄能弹射系统。
本发明提供的飞行器液压蓄能弹射系统，其特征在于：该飞行器液压蓄能弹射系统含有导轨、齿轮链条机构和液压马达动力组合，其中，
导轨上设置一台牵引往复车，牵引往复车的上部设有滑梭，滑梭凸出起飞跑道表面作牵引飞行器挂勾用；
齿轮链条机构包括驱动齿轮、张紧齿轮和链条，驱动齿轮设在驱动轴上，张紧齿轮设在张紧轴上，驱动轴和张紧轴分别设在导轨的两端，所述牵引往复车的前后两端分别与所述链条相连，链条与驱动齿轮和张紧齿轮啮合，齿轮链条传动带动牵引往复车沿导轨运动；
液压马达动力组合包括传动齿轮、液压马达和动力齿轮，在驱动轴上设置一个传动齿轮或者在驱动轴两边各设置一个传动齿轮，在传动齿轮圆周上设置至少一个动力齿轮与传动齿轮啮合，动力齿轮与液压马达个数相等，每个液压马达固定锁紧一个动力齿轮；
由发动机连接液压油泵，液压油泵输出液压进入蓄能器，蓄能器与液压马达相连，以提供液压动力进入液压马达动力组合输出动力，液压马达回油管与储油箱相连，储油箱出油口与液压油泵相连接。
进一步给出，蓄能器可为所有液压马达共用，其个数依据需要而定。
进一步给出，所述导轨可设置在起飞跑道中央的下层。
进一步给出，在蓄能器和液压马达之间设置有液压阀门，用以调节液压油的开、关及流量大小。
进一步给出，多个动力齿轮可有序的排列在传动齿轮圆周上，若只有一个动力齿轮与传动齿轮啮合，那么该齿轮为双向动力齿轮，若有多个动力齿轮与传动齿轮啮合，那么可使其中一个为双向动力齿轮，其余为单向动力齿轮，双向动力齿轮能提供正转与反转动力，单向动力齿轮可提供正转动力或使液压马达作从动反转。所用动力齿轮的个数由液压马达动力组合的功率决定。弹射时，首先启动双向动力齿轮，带动传动齿轮转动，再依次开启单向动力齿轮，若不给液压马达提供液压动力它就保持静态，相应与其固定锁紧的单向动力齿轮与传齿轮做啮合空转，给液压马达提供液压动力它就输出动力给动力齿轮带动传动齿轮转动。
与单向动力齿轮相连的液压马达的进出油管之间设有液压连通阀，液压马达的进油管与出油管通过连通阀的转换连接相通时，与液压马达固定锁紧的单向动力齿轮在传动齿轮带动下反转，单向动力齿轮带着液压马达反转。与双向动力齿轮相连的液压马达的进出油管之间设有液压换向阀，通过液压换向阀换向后，双向动力齿轮反转用以带动传动齿轮使得牵引往复车复位，复位时，通过连通阀使得与单向动力齿轮相连的液压马达的进出油管连通，然后再启动双向动力齿轮，使得牵引往复车复位，复位时，液压马达及与其固定锁紧的单向动力齿轮反转（复位时单向动力齿轮是带着液压马达反转的）。
一切发动机适用于本发明所述飞行器液压蓄能弹射系统，类型包括有：电动发动机、汽油发动机、柴油发动机、蒸汽涡轮发动机、燃气涡轮发动机等。
进一步给出，飞行器液压蓄能弹射系统可由控制系统进行控制。可由计算机控制系统进行控制。控制系统用以控制发动机的开机与关机、液压油泵流量的调节、液压蓄能器的蓄能状况、液压马达动力组合多个阀门转换开关与流量控制，还可控制弹射不同质量飞行器的自动程序。
弹射系统弹射飞行器质量的范围非常广，主要以液压马达动力组合来实现，如果弹射一架轻型无人机，以一个三百千瓦的液压马达就能实现，具体是开启液压阀门将流量续渐加大至飞行器起飞速度然后将流量均匀减至关闭，从而实现弹射系统刹车过程。
如果飞行器的质量递增，就按需启动多个单向动力齿轮，若一个液压马达的功率可达三百千瓦，十个是三千千瓦，此时弹射的过程只需4秒钟，发动机在一分钟内有足够时间补充液压能量作下一次弹射。
本发明的有益效果为：
本发明是利用液压蓄能，液压马达动力来驱动齿轮链条机构来实现弹射过程，整个过程的快慢是可以随人的意志来实施的，如果一个液压马达够功率的话，可以控制阀门就能达到所要的效果，如果要2个以上的，就按次序开启多个液压马达阀门，整个弹射过程是从慢到快的过程，这种技术是史前未有的。
本发明提供的技术方案是液压马达渐进式的加速过程，对飞行器的结构不会造成冲击，也不会超出人的过载压力。
蒸汽弹射和研发中的磁电弹射需要庞大的能源动力系统支持，本发明不用太大的发动机，由于将传统的蒸汽弹射模式，改为液压蓄能弹射方式弹射飞行器，使能源效率提高到百分之七十，从而摆脱传统弹射器庞大的动力和水资源消耗。有效的提高弹射效率和节能经济效益。
附图说明
图1是飞行器液压蓄能弹射系统动力源原理图；
图2是飞行器液压蓄能弹射系统齿轮链条机构侧视示意图；
图3是飞行器液压蓄能弹射系统齿轮链条机构俯视示意图；
图4是飞行器液压蓄能弹射系统1个传动齿轮与8个动力齿轮啮合时示意图；
图中标号：1-驱动轴；2-张紧轴；3-驱动齿轮；4-张紧齿轮；5-链条；6-传动齿；7-动力齿轮；8-液压马达；9-牵引往复车。
具体实施方式
下面的实施例可以使本专业技术人员更全面的理解本发明，但不以任何方式限制本发明。
实施例1
一种飞行器液压蓄能弹射系统，该飞行器液压蓄能弹射系统含有导轨、齿轮链条机构和液压马达动力组合，其中，
导轨上设置一台牵引往复车，牵引往复车的上部设有滑梭，滑梭凸出起飞跑道表面作牵引飞行器挂勾用；
齿轮链条机构包括驱动齿轮、张紧齿轮和链条，驱动齿轮设在驱动轴上，张紧齿轮设在张紧轴上，驱动轴和张紧轴分别设在导轨的两端，所述牵引往复车的前后两端分别与所述链条相连，链条与驱动齿轮和张紧齿轮啮合，齿轮链条传动带动牵引往复车沿导轨运动；
液压马达动力组合包括传动齿轮、液压马达和动力齿轮，在驱动轴上设置一个传动齿轮或者在驱动轴两边各设置一个传动齿轮，在传动齿轮圆周上设置至少一个动力齿轮与传动齿轮啮合，动力齿轮与液压马达个数相等，每个液压马达固定锁紧一个动力齿轮；在驱动轴两边各设置一个传动齿轮可以提高弹射系统的功率；
由发动机连接液压油泵，液压油泵输出液压进入蓄能器，蓄能器与液压马达相连，以提供液压动力进入液压马达动力组合输出动力，液压马达回油管与储油箱相连，储油箱出油口与液压油泵相连接。
蓄能器可为所有液压马达共用，其个数依据需要而定。
所述导轨可设置在起飞跑道中央的下层。在起飞跑道中央的下层铺设一条导轨，在导轨上设置一台牵引往复车，牵引往复车的上部设有滑梭，滑梭凸出跑道表面作牵引飞行器挂勾用，在导轨的前端设置驱动轴及驱动齿轮，另一端设置张紧轴及张紧齿轮，再将链条的一头连接在牵引往复车前端，把链条绕到前端的驱动齿轮然后再拉到导轨另一端的张紧齿轮上，再连接在导轨牵引往复车后端，用液压顶杆调紧张紧齿轮就可以作弹射作用。驱动轴和驱动齿轮可以连体铸造出来的，张紧轴和张紧齿轮也一样连体铸造。
在蓄能器和液压马达之间设置有液压阀门，用以调节液压油的开、关及流量大小。
多个动力齿轮可有序的排列在传动齿轮圆周上，若只有一个动力齿轮与传动齿轮啮合，那么该齿轮为双向动力齿轮，若有多个动力齿轮与传动齿轮啮合，那么可使其中一个为双向动力齿轮，其余为单向动力齿轮，双向动力齿轮能提供正转与反转动力，单向动力齿轮可提供正转动力或使液压马达作从动反转。所用动力齿轮的个数由液压马达动力组合的功率决定。
与单向动力齿轮相连的液压马达的进出油管之间设有液压连通阀，液压马达的进油管与出油管通过连通阀的转换连接相通时，与液压马达固定锁紧的单向动力齿轮在传动齿轮带动下反转，单向动力齿轮带着液压马达反转。与双向动力齿轮相连的液压马达的进出油管之间设有液压换向阀，通过液压换向阀换向后，双向动力齿轮反转用以带动传动齿轮使得牵引往复车复位，复位时，通过连通阀使得与单向动力齿轮相连的液压马达的进出油管连通，然后再启动双向动力齿轮，使得牵引往复车复位，复位时，液压马达及与其固定锁紧的单向动力齿轮反转。
发动机可用一切发动机，类型包括有：电动发动机、汽油发动机、柴油发动机、蒸汽涡轮发动机、燃气涡轮发动机等。
在上述方案的基础上，飞行器液压蓄能弹射系统可由控制系统进行控制。可由计算机控制系统进行控制。控制系统用以控制发动机的开机与关机、液压油泵流量的调节、液压蓄能器的蓄能状况、液压马达动力组合多个阀门转换开关与流量控制，还可控制弹射不同质量飞行器的自动程序。
下面以仅在驱动轴上设置1个传动齿轮时为例，说明弹射系统弹射飞行器及牵引往复车复位时的情形，若仅在驱动轴上设置1个传动齿，设定8个动力齿轮与传动齿轮啮合，即液压马达的动力组合为7个单向动力齿轮，1个双向动力齿轮，此动力组合在飞行器弹射起步阶段，由双向动力齿轮提供动力，然后7个单向动力齿轮按起飞跑道的距离依次序逐个渐进开启液压阀门，当飞行器达到起飞速度时，7个单向动力齿轮的液压马达同时关闭，随后均匀关闭双向动力齿轮的液压马达，在弹射飞行器达到起飞速度时，弹射机构的冲击惯性要靠液压马达的流量控制把它制动下来，弹射系统的牵引往复车复位由双向动力齿轮的液压马达阀门换向（通过液压换向阀换向），提供倒转动力使牵引往复车复位，在倒转复位的同时，7个单向动力齿轮的液压马达进油管和出油管通过连通阀门连接相通，单向动力齿轮反转，带动液压马达作从动反转；液压马达动力组合的回油管与储油箱相接。若在驱动轴两边各设置1个传动齿轮，则弹射时可同时开启分别与驱动轴两边的传动齿轮啮合的双向动力齿轮，再按起飞跑道的距离依次序逐个渐进开启驱动轴两边的与单向动力齿轮相连的液压马达的液压阀门，以上所述，仅为本发明较佳的具体实施方式，但本发明的保护范围并不局限于此，任何熟悉本技术领域的技术人员在本发明揭露的技术范围内，可轻易想到的变化或替换，都应涵盖在本发明的保护范围之内。因此，本发明的保护范围应该以权利要求的保护范围为准。
Claims (9)
1.一种飞行器液压蓄能弹射系统，其特征在于：该飞行器液压蓄能弹射系统含有导轨、齿轮链条机构和液压马达动力组合，其中，
导轨上设置一台牵引往复车，牵引往复车的上部设有滑梭，滑梭凸出起飞跑道表面作牵引飞行器挂勾用；
齿轮链条机构包括驱动齿轮、张紧齿轮和链条，驱动齿轮设在驱动轴上，张紧齿轮设在张紧轴上，驱动轴和张紧轴分别设在导轨的两端，所述牵引往复车的前后两端分别与所述链条相连，链条与驱动齿轮和张紧齿轮啮合，齿轮链条传动带动牵引往复车沿导轨运动；
液压马达动力组合包括传动齿轮、液压马达和动力齿轮，在驱动轴上设置一个传动齿轮或者在驱动轴两边各设置一个传动齿轮，在传动齿轮圆周上设置至少一个动力齿轮与传动齿轮啮合，动力齿轮与液压马达个数相等，每个液压马达固定锁紧一个动力齿轮；
由发动机连接液压油泵，液压油泵输出液压进入蓄能器，蓄能器与液压马达相连，以提供液压动力进入液压马达动力组合输出动力，液压马达回油管与储油箱相连，储油箱出油口与液压油泵相连接。
2.根据权利要求1所述的飞行器液压蓄能弹射系统，其特征在于：蓄能器为所有液压马达共用。
3.根据权利要求1所述的飞行器液压蓄能弹射系统，其特征在于：所述导轨设置在起飞跑道中央的下层。
4.根据权利要求1所述的飞行器液压蓄能弹射系统，其特征在于：在蓄能器和液压马达之间设置有液压阀门，用以调节液压油的开、关及流量大小。
5.根据权利要求1所述的飞行器液压蓄能弹射系统，其特征在于：多个动力齿轮有序的排列在传动齿轮圆周上，若只有一个动力齿轮与传动齿轮啮合，那么该齿轮为双向动力齿轮，若有多个动力齿轮与传动齿轮啮合，那么其中一个为双向动力齿轮，其余为单向动力齿轮，双向动力齿轮能提供正转与反转动力，单向动力齿轮可提供正转动力或使液压马达作从动反转。
6.根据权利要求5所述的飞行器液压蓄能弹射系统，其特征在于：与单向动力齿轮相连的液压马达的进出油管之间设有液压连通阀，与双向动力齿轮相连的液压马达的进出油管之间设有液压换向阀。
7.根据权利要求1所述的飞行器液压蓄能弹射系统，其特征在于：发动机选择电动发动机、汽油发动机、柴油发动机、蒸汽涡轮发动机或燃气涡轮发动机。
8.根据权利要求1所述的飞行器液压蓄能弹射系统，其特征在于：飞行器液压蓄能弹射系统由控制系统进行控制。
9.根据权利要求8所述的飞行器液压蓄能弹射系统，其特征在于：控制系统用以控制发动机的开机与关机、液压油泵流量的调节、液压蓄能器的蓄能状况、液压马达动力组合多个阀门转换开关与流量控制及弹射不同质量飞行器的自动程序。
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