CN201343147Y - 气动轨道弹射飞行器发射系统 - Google Patents
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Abstract
气动轨道弹射飞行器发射系统，包括导轨系统、滑车、气动式动力系统、牵制释放机构和制动系统，导轨系统设置于发控车上，通过俯仰回转轴与发控车连接，滑车设置于导轨系统上，气动式动力系统安装在发控车上，牵制释放机构设置于导轨系统前端，与滑车机械连接，制动系统设置于导轨系统末端。本实用新型采用气动弹射方式，高压气体可直接采用空气，体积小且质量轻，价格低，环境适应性高；气动动力系统与折叠式导轨和滑车配合，大大提高了飞行器总体系统的高度集成性；本实用新型有效地避免了其它弹射方法的环境适应性差、应用领域受限等缺点，且能够重复使用，为有效拓展飞行器的军民应用领域提供了条件和途径。
Description
技术领域
本实用新型涉及一种飞行器发射系统，特别是涉及一种气动轨道弹射飞行器发射系统，属于飞行器发射领域。
背景技术
飞行器发射系统按照发射方式不同分为：火箭助推发射系统、地面滑跑发射系统、空中发射系统、地面导轨动能弹射系统。对于小型飞行器的地面发射，地面导轨动能弹射系统是适应性最强和最经济的发射方式，在国外有广泛的应用，按弹射系统的动力输入分别有气液压动弹射发射系统和弹性储能弹射发射系统，主要应用于军用领域。
国外飞行器导轨动能弹射系统主要以气液压动弹射装置作为发射系统的动力，应用的机型有影子(Shadow)、天眼(Skyeye)和巡逻兵(Ranger)等。根据相关文献(《南京航空航天大学学报》2005年8月第37卷第四期和《南昌航空工业学院学报》2002年6月第16卷第2期)，二十一世纪初国内开始研究气液压动弹射装置。气液压动弹射发射系统使用的液压系统对油源要求高、体积大、造价相当高，发射系统多装载于单独的发射架车上，与飞行器总体系统集成性差。
当前，国内弹性储能弹射发射系统(专利号200610035763《无人机发射系统及方法》)主要以弹性体所储能量为动力，其弹性体主要为橡皮筋束。这样的动能弹射系统其橡皮筋束的动能输出稳定性和使用寿命受环境温度影响大，适应性较差。
实用新型内容
本实用新型的技术解决问题是：克服现有技术的不足，提供一种济性好、集成度高的飞行器发射系统。
本实用新型的技术解决方案是：气动轨道弹射飞行器发射系统，包括导轨系统、滑车、动力系统、牵制释放机构和制动系统，导轨系统设置于发控车上，通过俯仰回转轴与发控车连接，滑车设置于导轨系统上，动力系统安装在发控车上，牵制释放机构设置于导轨系统前端，与滑车机械连接，制动系统设置于导轨系统末端，所述的动力系统为气动式，包括供配气系统、绞盘、钢丝绳和滑轮组，其中供配气系统包括气缸、气控阀、蓄能器和气瓶，蓄能器将压缩气体通过气控阀压入气缸的缸筒内，推动气缸的活塞杆运动，绞盘固定在发控车上，钢丝绳一端固定缠绕在绞盘上，绕过滑轮组与滑车连接，将气缸输出的动力和速度传递给滑车。
所述的导轨系统为折叠式，包括导轨、使导轨能倾斜不同角度的俯仰推杆和支撑结构，导轨通过俯仰回转轴与发控车机械连接，运输状态时导轨在水平面内进行折叠，通过发控车上高度可调的辅助支撑座支撑并锁紧，俯仰推杆一端与导轨相连，另一端与发控车相连，支撑结构一端与导轨相连，另一端支撑在地面上。
所述的牵制释放机构包括牵制结构、弹簧、定力螺栓、释放机构、牵制销和回转销，牵制结构机械连接在导轨上，定力螺栓机械连接在牵制结构上，弹簧套在定力螺栓上，释放机构一端通过回转销连接在牵制结构上，另一端套在定力螺栓上，牵制销插在释放机构内，将滑车与牵制释放机构机械连接在一起。
所述的滑车包括滑车底架、滚动组和可翻转的飞行器支架，滚动组和飞行器支架与底架机械连接，滚动组与导轨相连，使滑车沿导轨滑动。
所述的定力螺栓上标有表征牵制力的刻度。
本实用新型与现有技术相比有益效果为：
(1)本实用新型采用气动弹射方式，高压气体可直接采用空气，体积小且质量轻，价格低，环境适应性高；
(2)本实用新型气动动力系统与折叠式导轨和滑车配合，大大提高了飞行器总体系统的高度集成性；
(3)本实用新型气动轨道弹射发射系统有效地避免了其它弹射方法的环境适应性差、集成度低、应用领域受限等缺点，且能够重复使用，为有效拓展飞行器的军民应用领域提供了条件和途径；
(4)本实用新型通过俯仰推杆可实现导轨不同角度俯仰；
(5)本实用新型的定力螺栓上标有表征牵制力的刻度，可直观地表示出牵制力的大小。
附图说明
图1为本实用新型发射系统侧面示意图；
图2为本实用新型发射系统A向示意图；
图3为本实用新型滑车结构示意图；
图4为本实用新型牵制释放机构结构示意图；
图5为本实用新型实施例2总体布局简图；
图6为本实用新型实施例3总体布局简图；
图7为本实用新型定力计算简图。
具体实施方式
实施例1
如图1、2和3所示，气动轨道弹射飞行器发射系统集成于飞行器发控车7上，折叠式导轨系统包括导轨1及其支撑结构，导轨1通过俯仰回转轴71与发控车7连接；导轨由多节滑轨组成，导轨节数可根据发控车总体设计确定，本例为四节滑轨11～14，各节滑轨之间通过铰链和拉紧器(或螺栓)连接，可人工折叠也可自动折叠。运输状态时各节滑轨在水平面内进行折叠，通过高度可调节的辅助支撑座72支撑并锁紧；导轨展开后，可通过俯仰推杆15实现导轨的不同俯仰倾角，俯仰推杆15可以是电动的丝杠，也可以是手动丝杠；实施发射前，借助支撑在地面和导轨1之间的支撑结构16保证导轨系统刚度要求。滑车2、牵制释放机构6和制动系统8设置于导轨1上。滑车2设置于导轨1上，包括滑车底架21、滚动组22和飞行器支架23等，本例采用可以折叠支架23的方式，使滑车在运输状态时占用较小空间，使结构设计更紧凑。运输状态下，飞行器支架23折叠成水平状态，滑车2与滑轨14通过滚动组22和限位销进行锁定运输；工作状态下，飞行器支架23展开为垂直状态，通过螺栓将飞行器支架23与底架21连接，飞行器架放在飞行器支架23上，滑车2前端连接钢丝绳5，后端通过牵制销65与牵制释放机构6连接；滑车2在动力系统的作用下，由钢丝绳5牵引沿着滑轨11、12、13、14运动。
如图4所示，滑车牵制释放机构6包括牵制结构61、弹簧62、定力螺栓63、释放机构64、牵制销65和回转销66，牵制结构61机械连接在导轨1上，定力螺栓63机械连接在牵制结构61，弹簧62套在定力螺栓63，释放机构64一端通过回转销66连接在牵制结构61上，另一端套在定力螺栓63上，牵制销65插在释放机构64内，将滑车2与牵制释放机构6连接在一起。
如图7所示，根据滑车2需要释放的牵制力范围计算释放机构64的压紧力Fy，利用力矩平衡原理计算弹簧62工作载荷Ft的范围。根据弹簧62的出厂试验刚度参数K计算弹簧的压缩量L＝Ft/k，将L按需求等分来设置定力螺栓63的刻度。通过调整定力螺栓63上的调节螺母转至一定的刻度时，弹簧62就产生相应的预紧力，使滑车2获得预定的牵制力，释放机构64由两个带有销孔和坡面的结构件组成，通过牵制销65插入释放机构64的销孔中对滑车2进行牵制释放，当钢丝绳5在动力系统的作用下达到一定拉力后牵制释放机构6自动释放滑车2。
制动系统8用于将滑车制动在导轨系统行程末端，防止滑车2飞出滑轨，主要由托板、复合材料组成，通过滑车2撞击复合材料使其压缩变形实现滑车2制动缓冲，从而带动气缸运动件的联动制动。
如图1和图2所示，动力系统包括供配气系统和绞盘4、钢丝绳5及滑轮组，供配气系统包括气缸31、气控阀32、蓄能器33和气瓶34等；气缸31和绞盘4固定安装在发控车7侧面，钢丝绳5一端固定缠绕在绞盘4上，绕过滑轮组与滑车2连接，气控阀32与气缸31通过管路连接，气控阀32、蓄能器33和气瓶34等其他供配气组成设置在发控车7顶面，动力系统滑轮组除安装于滑轨14端头的定滑轮垂直布置于导轨截面外，其余滑轮布置于发控车7的侧面。供配气系统通过蓄能器33蓄积压缩气体能量，当气控阀32打开，压缩气体迅速进入气缸31的缸筒内，推动气缸31活塞杆快速收回，带动安装于活塞杆端头的动滑轮组运动，从而牵引滑车2快速沿导轨1滑动。
气动轨道弹射飞行器发射系统的工作过程如下：将导轨1展开后，通过俯仰推杆15将导轨1前端下降至地面，通过绞盘4释放钢丝绳5，从而将滑车2下放到导轨1前端，与牵制释放结构6接触并通过牵制销65连接。将飞行器架设到飞行器支架23上后，通过俯仰推杆15将导轨1调整到发射状态下的俯仰角度，并通过支撑结构16稳定支撑在地面，将钢丝绳5拉紧，并将绞盘4锁定，等待发射。在发射指令下达后，启动动力系统气控阀32，压缩气体推动气缸31活塞杆迅速收回，滑车2在动力系统的作用下，沿着导轨1加速滑动，当达到一定速度时，飞行器起飞升空，同时滑车2撞击制动系统8迅速制动。
实施例2
如图5所示，动力系统气缸31和滑轮组水平布置于发控车7顶面上；气缸31活塞杆在压缩气体作用下快速伸出，带动安装于活塞杆端头的动滑轮组运动，从而牵引滑车2快速沿导轨1滑动。其余同实施例1。
实施例3
如图6所示，滑轮组平行布置于滑车2的滑行平面(即垂直于导轨1横截面)，气缸31通过可回转的销轴和螺栓平行连接在滑轨14上。气缸31活塞杆在压缩气体作用下快速伸出，带动安装于活塞杆端头的动滑轮组运动，从而牵引滑车2快速沿导轨1滑动。其余同实施例1。
本实用新型未详细说明部分属本领域技术人员公知常识。
Claims (10)
1、气动轨道弹射飞行器发射系统，包括导轨系统、滑车(2)、动力系统、牵制释放机构(6)和制动系统(8)，导轨系统设置于发控车(7)上，通过俯仰回转轴(71)与发控车(7)连接，滑车(2)设置于导轨系统上，动力系统安装在发控车(7)上，牵制释放机构(6)设置于导轨系统前端，与滑车(2)机械连接，制动系统(8)设置于导轨系统末端，其特征在于：动力系统为气动式，包括供配气系统、绞盘(4)、钢丝绳(5)和滑轮组，
其中供配气系统包括气缸(31)、气控阀(32)、蓄能器(33)和气瓶(34)，蓄能器(33)将压缩气体通过气控阀(32)压入气缸(31)的缸筒内，推动气缸(31)的活塞杆运动，绞盘(4)安装在发控车(7)上，钢丝绳(5)一端固定缠绕在绞盘(4)上，绕过滑轮组与滑车(2)连接，将气缸(31)输出的动力和速度传递给滑车(2)。
2、根据权利要求1所述的气动轨道弹射飞行器发射系统，其特征在于：所述的导轨系统为折叠式，包括导轨(1)、使导轨(1)能倾斜不同角度的俯仰推杆(15)和支撑结构(16)，导轨(1)通过俯仰回转轴(71)与发控车(7)机械连接，运输状态时导轨(1)在水平面内进行折叠，通过发控车(7)上高度可调的辅助支撑座(72)支撑并锁紧，俯仰推杆(15)一端与导轨(1)相连，另一端与发控车(7)相连，支撑结构(16)一端与导轨(1)相连，另一端支撑在地面上。
3、根据权利要求1所述的气动轨道弹射飞行器发射系统，其特征在于：所述的牵制释放机构(6)包括牵制结构(61)、弹簧(62)、定力螺栓(63)、释放机构(64)、牵制销(65)和回转销(66)，牵制结构(61)机械连接在导轨(1)上，定力螺栓(63)机械连接在牵制结构(61)上，弹簧(62)套在定力螺栓(63)上，释放机构(64)一端通过回转销(66)机械连接在牵制结构(61)上，另一端套在定力螺栓(63)上，牵制销(65)插在释放机构(64)内，将滑车(2)与牵制释放机构(6)机械连接在一起。
4、根据权利要求1所述的气动轨道弹射飞行器发射系统，其特征在于：所述的滑车(2)包括滑车底架(21)、滚动组(22)和可翻转的飞行器支架(23)，滚动组(22)和飞行器支架(23)与底架(21)机械连接，滚动组(22)与导轨(1)相连，使滑车(2)沿导轨(1)滑动。
5、根据权利要求3所述的气动轨道弹射飞行器发射系统，其特征在于：所述的定力螺栓(63)上标有表征牵制力的刻度。
6、根据权利要求1所述的气动轨道弹射飞行器发射系统，其特征在于：所述的动力系统的气缸(31)和绞盘(4)固定安装在发控车(7)侧面，钢丝绳(5)一端固定缠绕在绞盘(4)上，绕过动力系统的滑轮组与滑车(2)连接，气控阀(32)、蓄能器(33)和气瓶(34)设置在发控车(7)顶面，动力系统的滑轮组除安装于滑轨(14)端头的定滑轮垂直布置于导轨(1)截面外，其余滑轮布置于发控车(7)的侧面。
7、根据权利要求1所述的气动轨道弹射飞行器发射系统，其特征在于：所述的动力系统的气缸(31)和滑轮组水平布置于发控车(7)顶面上。
8、根据权利要求1所述的气动轨道弹射飞行器发射系统，其特征在于：所述的动力系统的滑轮组平行布置于滑车(2)的滑行平面，即垂直于导轨(1)横截面，气缸(31)过可回转的销轴和螺栓平行连接在滑轨(14)上。
9、根据权利要求1所述的气动轨道弹射飞行器发射系统，其特征在于：所述的俯仰推杆(15)可以是电动的丝杠，也可以是手动丝杠。
10、根据权利要求1所述的气动轨道弹射飞行器发射系统，其特征在于：所述的导轨(1)由多节滑轨机械连接在一起。
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