一体化构造液电复合制动航母阻拦机及阻拦系统技术方案

本发明专利技术提供了一体化构造液电复合制动航母阻拦机，包括多组励磁线圈分布式布置的毂式电涡流辅助制动器，毂式电涡流辅助制动器包括定子、侧盖和转子，定子、转子同轴设置，定子位于转子外，侧盖封盖在定子、转子两端，在转子与侧盖之间、转子与定子之间设有互相贯通的冷却液流道，冷却液流道形成液压辅助制动器；本发明专利技术克服已有阻拦装置的不足，提供一种功率密度高，结构简单，尺寸小，成本低廉，控制方便，响应速度快，力矩可调的新型液电复合构造航母阻拦机及应用该阻拦机的阻拦系统。

Integrated construction of hydro electric composite brake aircraft carrier arresting machine and blocking system

The invention provides an integrated structure hydraulic composite brake aircraft carrier blocking machine, including a hub type eddy current auxiliary brake with a number of excitation coils distributed. The hub type eddy current auxiliary brake includes the stator, the side cover and the rotor, the stator and the rotor are set up, the stator is located outside the rotor, and the side cover is sealed at both ends of the stator and rotor. The cooling liquid channel is formed between the rotor and the side cover, the rotor and the stator, and the cooling liquid channel forms a hydraulic auxiliary brake. The invention overcomes the shortage of the existing blocking device, and provides a high power density, simple structure, small size, low cost, convenient control, quick response and adjustable torque. The new type of electro-hydraulic composite structure is used to construct aircraft arresting machine and the blocking system applying the arresting machine.

【技术实现步骤摘要】
一体化构造液电复合制动航母阻拦机及阻拦系统
本专利技术属于非接触式辅助制动领域，尤其涉及一体化构造液电复合制动航母阻拦机和应用该阻拦机的阻拦系统。
技术介绍
现代固定翼舰载机飞行速度约200-300km/h，为使其在长度有限的航母甲板上安全着舰，必须安装航母阻拦装置。该装置还需满足不同吨位的舰载机安全着舰；现有技术中大多数航母采用液压缓冲式阻拦装置，该装置结构复杂，价格昂贵，技术难度大；舰载机着舰偏离正常轨迹，导致钩住的阻拦索两端受力不相等，需要通过调整阻拦索两端阻拦机的输出制动功率来对舰载机进行纠偏。所以对于航母上阻拦系统中的阻拦机来说，需要具备高体积功率密度、扭矩可调、快速响应、价格低廉等多方面优点。电磁类产品体积功率密度低，要想满足航母上阻拦系统对功率的需求，需要增加产品体积来获取足够的制动功率。现有凸极构造的液冷式电涡流缓速器，申请号为201210061975.6的专利通过增加直径来弥补其制动功率的不足，此类制动器只有外圈工作，内圈空间浪费。电磁类辅助制动器中，多励磁线圈分布的电涡流缓速器(如传统风冷式电涡流缓速器)响应时间快于单励磁线圈分布的电涡流缓速器(如凸极构造的液冷式电涡流缓速器)；对于液力缓速器来说，高速下性能优越，但低速制动功率低，响应时间长，难以及时对力矩进行调整。
技术实现思路
有鉴于此，本专利技术旨在提出一体化构造液电复合制动航母阻拦机，以克服已有阻拦装置的不足，提供一种功率密度高，结构简单，尺寸小，成本低廉，控制方便，响应速度快，力矩可调的新型液电复合构造航母阻拦机及应用该阻拦机的阻拦系统。为达到上述目的，本专利技术的技术方案是这样实现的：一体化构造液电复合制动航母阻拦机，包括多组励磁线圈分布式布置的毂式电涡流辅助制动器，毂式电涡流辅助制动器包括定子、侧盖和转子，定子、转子同轴设置，定子位于转子外，侧盖封盖在定子、转子两端，在转子与侧盖之间、转子与定子之间设有互相贯通的冷却液流道，冷却液流道形成液压辅助制动器；优选的，定子为空心圆柱结构，转子设置在定子内中心轴处，定子内壁周向均布定子磁极，定子磁极上缠绕励磁线圈，相邻的两定子磁极、相应的转子部分与两者之间的气隙/间隙产生闭合磁路；在定子内还设有线圈密封板，线圈密封板密封固定励磁线圈于定子内壁；优选的，定子磁极为均布在定子内周的分布式齿形结构，励磁线圈缠套在定子磁极上，相邻的励磁线圈通过绕制方向不同或电流方向不同，在圆周方向上形成NS交替磁场，转子旋转后，转子上与定子磁极相对应部分磁场强度随时间呈周期性变化；优选的，转子为圆柱体，转子外圆柱周面为光面，两侧对称设有转子循环圆槽，侧盖封盖在定子两侧，侧盖支撑且固定定子，侧盖中心通过轴承支撑转子，侧盖内对应转子循环圆槽部设有侧盖循环圆槽，侧盖循环圆槽与转子循环圆槽形成液压辅助制动器的循环圆结构；在转子的外圆周面上设有转子周面孔，转子周面孔与液压辅助制动器的循环圆贯通；在侧盖上设有冷却液进口和冷却液出口，冷却液进口与液压辅助制动器的循环圆直接贯通，冷却液出口与转子周面孔相通；其中，转子与定子之间留设有间隙，间隙既保证工作过程中不接触又兼顾较小的磁阻；其中定子、励磁线圈及间隙、转子的部分结构共同形成电涡流辅助制动器工作部分，液压辅助制动器的循环圆作为液压辅助制动器工作部分，即从阻拦机整体上看，实现了一套电涡流辅助制动器工作部分和两套液压辅助制动器工作部分结构上的一体化设计，提高了阻拦机的功率密度；优选的，电涡流辅助制动器工作部分的定子和电涡流辅助制动器工作部分的转子采用导磁材料制成；优选的，线圈密封板、侧盖、液压辅助制动器工作部分的转子可采用非导磁材料加工，但不限于此材料；一种阻拦系统，包括阻拦机，阻拦机即为所述一体化构造液电复合制动航母；优选的，还包括中央控制器、冷却液循环系统、锥形鼓轮、可调支撑、复位-制动-测速装置、滑轮组件和阻拦索；阻拦机、复位、制动、测速装置和滑轮缓冲系统与中央控制器电联接；冷却液循环系统与阻拦机连接，且冷却液循环系统与中央控制器电联接，复位-制动-测速装置设置在锥形鼓轮中心转轴端，阻拦机安装在锥形鼓轮上，阻拦索缠绕在锥形鼓轮上，阻拦索穿过可调支撑后绕进两组滑轮组件后再经另一可调支撑绕回另一锥形鼓轮上；优选的，在滑轮组件上设有用于调节滑轮组件缓冲性能的滑轮缓冲系统；优选的，在阻拦索上还设有压力传感器，压力传感器位于滑轮组件工作处，压力传感器与中央控制器电联接；中央控制器根据压力传感器的拉力信号和测速装置的速度信号调整励磁线圈的励磁和进口处冷却液的流量进行输出制动功率的控制；中央控制器控制冷却液循环系统为阻拦机提供低温冷却液；相对于现有技术，本专利技术所述的阻拦机及阻拦系统具有以下优势：(1)多组励磁线圈分布式布置的毂式电涡流辅助制动器低速下力矩性能好，力矩可调，控制容易，响应时间快。液力辅助制动器高速下制动效果优越。将两者进行结构上的一体化设计，提高其体积功率密度，能够结合上述两者共同的优点，弥补其单方面的不足；(2)本专利技术一体化构造液电复合制动航母阻拦机，比传统液压缓冲式阻拦装置的体积小，功率密度高；制动功率可调，控制简单，可通过控制循环冷却液流量和励磁线圈激励出的磁动势两方面来调整制动功率大小；能量消耗少；响应快；可高密度作业；可以通过左右阻拦机励磁电流的不同对飞机降落进行纠偏。对于现有的电磁阻拦系统来说，将液力辅助制动器和电涡流辅助制动器进行一体化设计，结构更紧凑，体积功率密度大。附图说明构成本专利技术的一部分的附图用来提供对本专利技术的进一步理解，本专利技术的示意性实施例及其说明用于解释本专利技术，并不构成对本专利技术的不当限定。在附图中：图1为本专利技术实施例所述的阻拦机装置结构部分剖面图；图2为本专利技术实施例所述的阻拦机立体效果图；图3为本专利技术实施例所述的阻拦机电磁原理图(阻拦机主视图剖面)；图4为应用本专利技术实施例所述的阻拦机的航母阻拦索系统示意图；附图标记说明：1-定子；2-励磁线圈；3-线圈密封板；4-侧盖；5-循环冷却液流动方向；6-转子；7-液压辅助制动器工作部分；8-电涡流辅助制动器工作部分；9-闭合磁路；10-定子磁极；11-冷却液进口；12-冷却液出口；S1-中央控制器；S2-冷却液循环系统；S3-阻拦机；S4-锥形鼓轮；S5-可调支撑；S6-复位、制动、测速装置；S7-滑轮缓冲系统；S8-滑轮组件；S9-压力传感器；S10-阻拦索。具体实施方式需要说明的是，在不冲突的情况下，本专利技术中的实施例及实施例中的特征可以相互组合。在本专利技术的描述中，需要理解的是，术语“中心”、“纵向”、“横向”、“上”、“下”、“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专利技术和简化描述，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专利技术的限制。此外，术语“第一”、“第二”等仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性或者隐含指明所指示的技术特征的数量。由此，限定有“第一”、“第二”等的特征可以明示或者隐含地包括一个或者更多个该特征。在本专利技术的描述中，除非另有说明，“多个”的含义是两个或两个以上。在本专利技术的描述中，需要说明的是，除非另本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一体化构造液电复合制动航母阻拦机，其特征在于：包括多组励磁线圈分布式布置的毂式电涡流辅助制动器，毂式电涡流辅助制动器包括定子、侧盖和转子，定子、转子同轴设置，定子位于转子外，侧盖封盖在定子、转子两端，在转子与侧盖之间、转子与定子之间设有互相贯通的冷却液流道，冷却液流道形成液压辅助制动器。

【技术特征摘要】
1.一体化构造液电复合制动航母阻拦机，其特征在于：包括多组励磁线圈分布式布置的毂式电涡流辅助制动器，毂式电涡流辅助制动器包括定子、侧盖和转子，定子、转子同轴设置，定子位于转子外，侧盖封盖在定子、转子两端，在转子与侧盖之间、转子与定子之间设有互相贯通的冷却液流道，冷却液流道形成液压辅助制动器。2.根据权利要求1所述的一体化构造液电复合制动航母阻拦机，其特征在于，定子为空心圆柱结构，转子设置在定子内中心轴处，定子内壁周向均布定子磁极，定子磁极上缠绕励磁线圈，相邻的两定子磁极、相应的转子部分与两者之间的气隙产生闭合磁路；在定子内还设有线圈密封板，线圈密封板密封固定励磁线圈于定子内壁。3.根据权利要求2所述的一体化构造液电复合制动航母阻拦机，其特征在于，定子磁极为均布在定子内周的分布式齿形结构，励磁线圈缠套在定子磁极上。4.根据权利要求3所述的一体化构造液电复合制动航母阻拦机，其特征在于，转子为圆柱体，转子外圆柱周面为光面，两侧对称设有转子循环圆槽，侧盖封盖在定子两侧，侧盖支撑且固定定子，侧盖中心通过轴承支撑转子，侧盖内对应转子循环圆槽部设有侧盖循环圆槽，侧盖循环圆槽与转子循环圆槽形成液压辅助制动器的循环圆结构；在转子的外圆周面上设有转子周面孔，转子周面孔与液压辅助制动器的循环圆贯通；在侧盖上设有冷却液进口和冷却液出口，冷却液进口与液压辅助制动器的循环圆直接贯通，冷却液出口与转子周面孔相通；...

【专利技术属性】
技术研发人员：李德胜，田金山，郭文光，叶乐志，
申请(专利权)人：清华大学天津高端装备研究院，
类型：发明
国别省市：天津,12