CN107554790A - 一种风力阻尼装置 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种风力阻尼装置，属于航空拖拽系统中阻尼装置领域。包括：进气风门、风扇叶轮、叶轮轴、排气风门、舱体、诱饵弹、牵引索及传动转向装置及轮轴支座；舱体前端布置有进气风门，进气风门后端设置有风扇叶轮；叶轮轴一端与风扇叶轮连接，另一端与所述传动转向装置连接，叶轮轴固定在轮轴支座上，叶轮轴两端固定在舱体上；释放诱饵弹，诱饵弹通过牵引索与传动转向装置连接，经叶轮轴带动风扇叶轮转动；同时打开进气风门及排气风门形成作用与风扇叶轮表面的空气来流，产生使风扇叶轮反向转动的转矩，能够将诱饵弹减速或回收。本发明单纯利用风能便可产生减缓牵引索释放速度的阻尼作用，有效避免了释放结束时牵引索被拉断的情况。

Description

一种风力阻尼装置

技术领域

本发明属于航空拖拽系统中阻尼装置设计技术领域，具体涉及一种风力阻尼装置。

背景技术

目前，国内外通常会在先进战斗机上加装拖曳式诱饵，目的是干扰雷达制导导弹使其偏离目标，从而保证机载平台的安全。但在使用过程中发现，诱饵弹被抛放后受自身重力和空气阻力影响，被投放的速度越来越快，在停止投放的一瞬间，牵引索上的拉力急剧增大，严重时将会被拉断。

为了解决这一问题，通常采用加装制动电机装置、充气气囊装置等方式对牵引索的释放速度加以控制。但制动电机方案，装置结构过于复杂，极大增加了系统的结构重量；而充气气囊方案也存在由于磨损需要经常更换气囊的弊病。

发明内容

本发明的目的：为了解决上述问题，本发明提出了一种风力阻尼装置，采用了风力为风扇叶轮提供阻尼力矩的技术方案，可实现对牵引索释放增阻降速的目的，确保牵引索在投放结束时不被拉断。

本发明的技术方案：一种风力阻尼装置，包括：进气风门、风扇叶轮、叶轮轴、排气风门、舱体、诱饵弹、牵引索及传动转向装置及轮轴支座；

所述舱体前端布置有进气风门，所述进气风门后端设置有相同数量的排气风门，所述进气风门与所述排气风门之间设置有风扇叶轮；

所述轮轴支座固定在舱体上，所述叶轮轴安装在所述轮轴支座上且叶轮轴两端分别与风扇叶轮及所述传动转向装置连接；

释放诱饵弹，所述诱饵弹通过牵引索与所述传动转向装置连接，经叶轮轴带动风扇叶轮转动；

同时打开进气风门及排气风门形成作用与风扇叶轮表面的空气来流，产生使风扇叶轮反向转动的转矩，能够将所述诱饵弹减速或回收。

优选地，所述风力阻尼装置设置有用于开启进气风门的液压作动筒，还设置有用于开启排气风门的伺服电机；

所述液压作动筒及伺服电机由控制装置共同控制。

优选地，所述风力阻尼装置设置有用于检测牵引索速度的速度传感器，所述速度传感器的采集信息传输给所述控制装置；

所述控制装置进而调节进气风门及排气风门的开度。

优选地，所述进气风门采用分瓣式设计，多个进气风门闭合时，形成舱体前端。

优选地，所述排气风门采用天窗式设计，由固定部分和滑动部分组成；

所述滑动部分设置有丝杆；

转动丝杠，所述滑动部分向固定部分滑动或者远离。

优选地，所述传动转向装置由两个相互啮合的传动齿轮及两个相互啮合转向齿轮组成；

其中一个传动齿轮与一个转向齿轮共轴连接；

另一个传动齿轮与所述牵引索的卷线绞盘共轴连接；

另一个转向齿轮与所述叶轮轴连接。

优选地，所述牵引索靠近所述卷线绞盘的一端连接处设置有导向器。

优选地，所述叶轮轴设置有多个共轴的风扇叶轮。

本发明技术方案的有益技术技术效果：本发明将风力阻尼装置引入航空拖曳系统，单纯利用风能便可产生减缓牵引索释放速度的阻尼作用，有效避免了释放结束时牵引索被拉断的情况，在工程应用中具有非常高的可行性。

附图说明

图1为本发明风力阻尼装置的一优选实施例的结构组成示意图；

图2为图1所示实施例的进气风门打开状态示意图；

图3为图1所示实施例的进气风门关闭状态示意图；

其中，1-进气风门，2-风扇叶轮，3-叶轮轴，4-排气风门，5-舱体，6-速度传感器，7-诱饵弹，8-牵引索，9-轮轴支座，10-液压作动筒，11-伺服电机，12-传动齿轮，13-转向齿轮，14-卷线绞盘，15-导向器，41-固定部分，42-滑动部分，43-丝杠。

具体实施方式

为使本发明实施的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行更加详细的描述。在附图中，自始至终相同或类似的标号表示相同或类似的元件或具有相同或类似功能的元件。所描述的实施例是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。下面通过参考附图描述的实施例是示例性的，旨在用于解释本发明，而不能理解为对本发明的限制。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。下面结合附图对本发明的实施例进行详细说明。

在本发明的描述中，需要理解的是，术语“中心”、“纵向”、“横向”、“前”、“后”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“顶”、“底”“内”、“外”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本发明和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明保护范围的限制。

如图1所示，一种风力阻尼装置，适用于航空拖拽系统，其包括：进气风门1、风扇叶轮2、叶轮轴3、排气风门4、舱体5、诱饵弹7、牵引索8及传动转向装置及轮轴支座9；

舱体5前端布置有三个进气风门1，同时在进气风门1正后方设置有相同数量的排气风门4，位于进气风门1与排气风门4之间设置有风扇叶轮2，进气风门1及排气风门4之间形成空气来流，风扇叶轮2布置在空气来流的流经线路上。

叶轮轴3一端与风扇叶轮5连接，另一端与传动转向装置连接，叶轮轴3安装在轮轴支座9上，并能够相对轮轴支座9转动。

本实施例中，轮轴支座9设置有三个支柱，三个支柱呈Y型分布，轮轴支座9通过三个支柱与舱体5连接，提高了轮轴支座9的稳定性。

Y型轮轴支座9固定在舱体5上，为叶轮轴3提供稳定支撑安装，使其转动平稳。

可以理解的是：轮轴支座9可设计成其他结构形式，例如十字形支架等，满足叶轮轴3的安装强度及舱体空间要求即可。

释放诱饵弹7，在诱饵弹7释放过程中具有一定的动能，诱饵弹7通过牵引索8与传动转向装置连接，经叶轮轴3带动风扇叶轮2转动，牵引索8释放运动将产生使风扇叶轮2进行正向转动的转矩。

对诱饵弹7进行减速时：为了给风扇叶轮2产生阻尼力矩提供稳定的流场，并减少气动噪声的影响，需要保证装置前端的进气风门1与排气风门4同时开启形成作用与风扇叶轮2表面的空气来流，空气来流作用于风扇叶轮2表面，其周向诱导力将产生使风扇叶轮2反向转动的转矩。

虽然该反向转矩不足以改变风扇叶轮2原来的转动方向，但通过抵消部分正向转动的转矩，有效控制了牵引索8的释放速度，使其低于原本的释放速度，因此该装置将风力实际上转化为牵引索释放的阻尼力，达到了对牵引索释放增阻降速的目的。

可以理解的是：通过改变风扇叶轮2的数量及气动外形，可以增大风力阻尼装置效率，使产生的阻尼力矩大于释放力矩，目的是能够实现航空拖曳系统对诱饵弹的回收。

如图2至图3所示：风力阻尼装置设置有用于检测牵引索8速度的速度传感器6、用于开启进气风门1的液压作动筒10及用于开启排气风门4的伺服电机11；

液压作动筒10及伺服电机11由控制装置共同控制。

速度传感器6设置在舱体5内壁上且靠近牵引索8运动的路径上，能够实时监测牵引索8投放速度，并将数据传输给控制装置，控制装置并根据反馈数值即时调整进气风门1及排气风门4的开度大小，保证牵引索8的释放速度不超过临界数值。

根据风力阻尼装置的工作原理可知，风力产生的转矩与来流密度、空气与风扇叶轮之间的相对速度、风扇叶轮的实时角速度以及叶轮半径尺寸有关。因此前方进气风门开的越大，由风力产生的阻尼力矩就越大；所以通过改变进气面积，控制气流流量，与所需提供的阻尼力相匹配。

进气风门1开启通过液压作动筒10伸缩实现，排气风门4则通过电机伺服驱动完成开启过程。当风力阻尼装置停止工作时，为了避免出现“窝风”现象，保证进气来流能够及时被排出，因此进气风门需先于排气风门进行关闭。

为满足上述设计要求，进气风门和排气风门采用独立的控制单元分别控制开启或者关闭。

本实施例中，进气风门1采用分瓣式设计，多个进气风门1闭合时，形成舱体前端。

进气风门采用花瓣式设计，可以使进风面积最大化，使进气风门1开启瞬间，即刻带来空气对流，提高控制效率。

本实施例中，排气风门4采用天窗式设计，由固定部分41和滑动部分42组成；滑动部分设置有丝杆43，滑动部分设置有与丝杠43旋向相反的螺纹。

转动丝杠43，滑动部分42能够向固定部分41滑动或者远离。

可以理解的是：丝杠43的一端连接在伺服电机11上，通过伺服电机11的正反转实现排气风门4的关闭或者打开，实现自动控制。

本实施例中，传动转向装置由两个相互啮合的传动齿轮12及两个相互啮合转向齿轮13组成；其中一个传动齿轮12与一个转向齿轮13共轴连接；另一个传动齿轮与所述牵引索8的卷线绞盘14共轴连接；另一个转向齿轮13与叶轮轴3连接。

牵引索8带动与其相连的卷线绞盘14运转，卷线绞盘14因与其中一个传动齿轮12共轴，所以将动力传递到另一个传动齿轮12上，经转向齿轮13后，带动叶轮轴3转动，使叶轮轴3一端的风扇叶轮产生正向力矩，带动风扇叶轮转动。

本实施例中，牵引索8靠近卷线绞盘14的一端连接处设置有导向器15，防止牵引索8发生缠绕现象，也使诱饵弹7的运动轨迹不会发生偏转，也有利于后期的回收。

可以理解的是：所述叶轮轴3设置有多个共轴的风扇叶轮2，可有效增强风力阻尼装置效率，使产生的阻尼力矩大于释放力矩，目的是能够实现航空拖曳系统对诱饵弹的回收。

双风扇叶轮的设置既提供增阻降速所需足够的阻力，又使得拖曳系统的舱体尺寸进一步缩小。

可以理解的的是：为了给牵引索8的投放提供足够的反向阻力，可通过设计叶轮叶型的办法加以实施，具体设计内容包括风扇叶轮叶片的面积、个数、迎风角度等方面。可采用自动优化设计方法进行叶型设计，使其满足减缓及回收牵引索投放速度所需的阻力。

最后需要指出的是：以上实施例仅用以说明本发明的技术方案，而非对其限制。尽管参照前述实施例对本发明进行了详细的说明，本领域的普通技术人员应当理解：其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分技术特征进行等同替换；而这些修改或者替换，并不使相应技术方案的本质脱离本发明各实施例技术方案的精神和范围。

Claims (8)

1.一种风力阻尼装置，其特征在于，包括：进气风门(1)、风扇叶轮(2)、叶轮轴(3)、排气风门(4)、舱体(5)、诱饵弹(7)、牵引索(8)及传动转向装置及轮轴支座(9)；

所述舱体(5)前端布置有进气风门(1)，所述进气风门(1)后端设置有相同数量的排气风门(4)，所述进气风门(1)与所述排气风门(4)之间设置有风扇叶轮(2)；

所述轮轴支座(9)固定在舱体(5)上，所述叶轮轴(3)安装在所述轮轴支座(9)上且叶轮轴(3)两端分别与风扇叶轮(5)及所述传动转向装置连接；

释放诱饵弹(7)，所述诱饵弹(7)通过牵引索(8)与所述传动转向装置连接，经叶轮轴(3)带动风扇叶轮(2)转动；

同时打开进气风门(1)及排气风门(4)形成作用与风扇叶轮(2)表面的空气来流，产生使风扇叶轮(2)反向转动的转矩，能够将所述诱饵弹(7)减速或回收。

2.如权利要求1所述的风力阻尼装置，其特征在于：所述风力阻尼装置设置有用于开启进气风门(1)的液压作动筒(10)，还设置有用于开启排气风门(4)的伺服电机(11)；

所述液压作动筒(10)及伺服电机(11)由控制装置共同控制。

3.如权利要求2所述的风力阻尼装置，其特征在于：所述风力阻尼装置设置有用于检测牵引索(8)速度的速度传感器(6)，所述速度传感器(6)的采集信息传输给所述控制装置；

所述控制装置进而调节进气风门(1)及排气风门(4)的开度。

4.如权利要求1所述的风力阻尼装置，其特征在于：所述进气风门(1)采用分瓣式设计，多个进气风门(1)闭合时，形成舱体前端。

5.如权利要求1所述的风力阻尼装置，其特征在于：所述排气风门(4)采用天窗式设计，由固定部分(41)和滑动部分(42)组成；

所述滑动部分设置有丝杆(43)；

转动丝杠(43)，所述滑动部分(42)向固定部分(41)滑动或者远离。

6.如权利要求1所述的风力阻尼装置，其特征在于：所述传动转向装置由两个相互啮合的传动齿轮(12)及两个相互啮合转向齿轮(13)组成；

其中一个传动齿轮(12)与一个转向齿轮(13)共轴连接；

另一个传动齿轮与所述牵引索(8)的卷线绞盘(14)共轴连接；

另一个转向齿轮(13)与所述叶轮轴(3)连接。

7.如权利要求6所述的风力阻尼装置，其特征在于：所述牵引索(8)靠近所述卷线绞盘(14)的一端连接处设置有导向器(15)。

8.如权利要求1所述的风力阻尼装置，其特征在于：所述叶轮轴(3)设置有多个共轴的风扇叶轮(2)。