CN114572415A - 一种用于飞行器起飞的发射装置与方法 - Google Patents
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Abstract
本发明专利公开了一种用于飞行器起飞的发射装置与方法，具体涉及飞行器发射领域。一种用于飞行器起飞的发射装置，包括两块安装板和多根转动连接在两块安装板之间的导体棒，两块所述安装板之间还设有位于导体棒一侧的起飞板，所述起飞板与飞行器的加速方向呈预设角度，每块所述安装板上还设有滑轮，所述滑轮通过电刷与安装板连接，两个所述滑轮上放置有两根间隔设置的通电导轨。采用本发明技术方案解决了现有的起飞技术对飞行器设计或有效载荷要求高的问题，可用于飞行器短距离起飞。
Description
技术领域
本发明涉及飞行器发射领域，特别涉及一种用于飞行器起飞的发射装置与方法。
背景技术
固定翼飞行器问世以来，航空技术不断换代更新，缩短固定翼飞行器跑道滑跑距离、提高起飞效率一直是设计者所追求的目标。目前飞行器起飞主要包括滑跑起飞、垂直起飞、弹射起飞等方式，滑跑起飞无需特殊设备，但滑跑距离一般较长，难以满足短距起飞的需求；垂直起飞对发动机动力的要求较高，相应的设计成本与复杂性显著提高；弹射起飞相比于其他起飞方式对飞行器动力装置的要求降低，但现有的飞行器起飞弹射装置普遍存在弹射力不足，结构设计复杂以及起飞速度低等问题。总之，以上各种起飞技术要么对飞行器起降环境提出了复杂的需求，要么对飞行器设计或有效作业载荷提出了严格的限制。
因此，设计一种可实现短距起飞、结构简单可靠的飞行器发射装置势在必行。
发明内容
本发明意在提供一种用于飞行器起飞的发射装置与方法，解决了现有的起飞技术对飞行器设计或有效载荷要求高的问题。
为了达到上述目的，本发明的技术方案如下：一种用于飞行器起飞的发射装置，包括两块安装板和多根转动连接在两块安装板之间的导体棒，两块所述安装板之间还设有位于导体棒一侧的起飞板，所述起飞板与飞行器的加速方向呈预设角度，每块所述安装板上还设有滑轮，所述滑轮通过电刷与安装板连接，两个所述滑轮上放置有两根间隔设置的通电导轨。
进一步的，每块所述安装板上均开有多个减重孔。
通过上述设置，可减轻本发射装置的重量。
进一步的，每块所述安装板上均开有纵向设置的限位孔，所述滑轮滑动连接在限位孔内。
通过上述设置，利用限位孔可以调节滑轮的位置，以保证滑轮与通电导轨持续可靠的接触。
进一步的，所述发射装置的发射方法如下：将飞行器放置在起飞板和导体棒上，利用通电导轨、电刷和导体棒带动飞行器加速，在加速期间启动飞行器的推进装置，当飞行器达到预定起飞速度后与本发射装置分离实现起飞，当飞行器未达到飞行器所要求的起飞速度，飞行器将与发射装置共同减速直至停止。
与现有技术相比，本方案的有益效果：
本方案大幅缩短飞行器起飞滑跑距离，可广泛应用于对短距、高效起降等方面有特殊要求的方向，且结构、原理简单，实现了“结构-功能一体化设计”，易于实现。
附图说明
图1是本发明一种用于飞行器起飞的发射装置的结构示意图；
图2是本发明一种用于飞行器起飞的发射装置的侧视图；
图3是本发明一种用于飞行器起飞的发射装置的典型运动曲线图；
图4是本发明一种用于飞行器起飞的发射装置的安培力方向示意图。
具体实施方式
下面通过具体实施方式对本发明作进一步详细的说明：
说明书附图中的附图标记包括：飞行器1、导体棒2、安装板3、减重孔4、电刷5、滑轮6、限位孔7、通电导轨8。
实施例
如附图1和图2所示：一种用于飞行器起飞的发射装置，包括两块安装板3和多根转动连接在两块安装板3之间的导体棒2，每块安装板3上均开有多个间隔等距分布的减重孔4，借助减重孔4能够减轻本发射装置的整体重量。两块安装板3之间还设有位于所有导体棒2 左侧的起飞板，起飞板与飞行器1的加速方向呈预设角度α(相对于运动方向为正)，每块安装板3上还设有滑轮6，滑轮6通过电刷5与安装板3连接，两个滑轮6上放置有两根间隔设置的通电导轨8。每块安装板3上均开有纵向设置的限位孔7，滑轮6滑动连接在限位孔7内。
发射装置的发射方法如下：将飞行器1放置在起飞板和导体棒2上，借助起飞板和导体棒2对飞行器1提供支撑力，同时承载安培力。同时借助滑轮6和电刷5可提供稳定可靠的导流能力，并支撑发射装置在通电导轨8上运动，而限位孔7可调整滑轮6的位置，以保证滑轮6与通电导轨8持续可靠的接触。当飞行器1通过其起落架放置在本发射装置上后，利用通电导轨8、电刷5和导体棒2带动飞行器1加速，在加速期间启动飞行器1的推进装置，当飞行器1达到预定起飞速度后，飞行器1将以相对于加速方向为正的预定攻角完成起飞过程，从而与本发射装置相分离。当飞行器1未达到飞行器1所要求的起飞速度，飞行器1将与发射装置共同减速直至停止。
本发射装置的设计与飞行器1性能参数密切相关，首先明确飞行器1的起飞速度v与通电导轨8长度，根据运动学基本共识计算飞行器1在有限距离范围内达到起飞速度所需的加速度a：
a＝v2/2l (1)
由于起飞过程依靠安培力Fa与推进装置Fe共同作用，将飞行器1与发射装置堪为整体，进行受力分析，根据动力学基本原理，可知发射装置总质量m应限制在以下范围内：
其中Fa＝BIL，B为磁场强度，I为电源输出电流，L为导体棒2切割磁感线有效长度。
根据发射装置的质量要求，考虑到导体棒2的载流能力，兼顾到结构材料的承载能力，依此开展发射装置的结构设计，合理选取导体棒2材质，并均匀布设安装于安装板3之间。
如图3所示，下面描述飞行器1发射方案。
在起始点，飞行器1安装在发射装置上，并保持起落架位于两根平行导体棒2之间固定，然后如图4中第一步，开启磁场，启动直流电源，使整套装置构成如图4所示回路，在安培力作用下，飞行器1与发射装置将做加速运动，其运动规律如图4中t1-t2时刻。
启动飞行器1推进装置，发射装置将在安培力与推进动力共同作用下向前做加速运动，具体运动规律如图4中t2-t3时刻。当各设备运行正常，达到飞行器1起飞速度后，飞行器1 将与发射装置在t3时刻分离。此后发射装置将继续向前运动一段时间，并在t4-t5时刻做减速运动，直至停止。如飞行器1未达到起飞速度，不满足起飞要求，则在t3时刻起，飞行器 1将与发射装置共同做减速运动，直至停止，同时飞行器1将保持停留在在发射装置上，发射装置停在通电导轨8上。
以上的仅是本发明的实施例，方案中公知的具体结构和/或特性等常识在此未作过多描述。应当指出，对于本领域的技术人员来说，在不脱离本发明结构的前提下，还可以作出若干变形和改进，这些也应该视为本发明的保护范围，这些都不会影响本发明实施的效果和专利的实用性。本申请要求的保护范围应当以其权利要求的内容为准，说明书中的具体实施方式等记载可以用于解释权利要求的内容。
Claims (4)
1.一种用于飞行器起飞的发射装置，其特征在于：包括两块安装板和多根转动连接在两块安装板之间的导体棒，两块所述安装板之间还设有位于导体棒一侧的起飞板，所述起飞板与飞行器的加速方向呈预设角度，每块所述安装板上还设有滑轮，所述滑轮通过电刷与安装板连接，两个所述滑轮上放置有两根间隔设置的通电导轨。
2.根据权利要求1所述的一种用于飞行器起飞的发射装置，其特征在于：每块所述安装板上均开有多个减重孔。
3.根据权利要求1所述的一种用于飞行器起飞的发射装置，其特征在于：每块所述安装板上均开有纵向设置的限位孔，所述滑轮滑动连接在限位孔内。
4.根据权利要求1-3中任一项所述的一种用于飞行器起飞的发射装置，其特征在于：所述发射装置的发射方法如下：将飞行器放置在起飞板和导体棒上，利用通电导轨、电刷和导体棒带动飞行器加速，在加速期间启动飞行器的推进装置，当飞行器达到预定起飞速度后与本发射装置分离实现起飞，当飞行器未达到飞行器所要求的起飞速度，飞行器将与发射装置共同减速直至停止。
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