一种双向驱动缠绕加速式舰载机弹射器制造技术

本发明专利技术提供一种双向驱动缠绕加速式舰载机弹射器，在弹射跑道两端分别设置有两台变速绞车，其中设定左端的是牵引绞车，右端的是返回绞车，牵引带穿过弹射跑道分别与两台变速绞车上的带盘连接，滑梭设置在牵引带中间，通过牵引带在牵引绞车带盘轴上的连续缠绕过程，直径由小快速变大，同步牵引滑梭在弹射跑道上由低速到高速的加速方式，实现滑梭对舰载机从低速到高速的加速弹射起飞，并采用牵引带在返回绞车带盘上的连续缠绕直径由小快速变大的加速方式牵引弹射跑道上的滑梭快速自动返回，带盘的瞬间转动动力是通过设置在带盘两侧的电磁离合器从主轴上获得，主轴的转动力是通过联轴器与调速电机连接获得，带盘的瞬间制动力是通过带盘外圆与设置在机座上的电磁离制动器的摩擦获得。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及一种军事装备或航母舰载机弹射器
，具体的说是一种双向驱动缠绕加速式舰载机弹射器。
技术介绍
目前，航空母舰上的舰载机起飞方式主要有三种，一种是以美军航母上使用的蒸汽式弹射器，该弹射器使用蒸汽作动力通过开口汽缸中活塞带动牵引钩拉动飞机加速起飞。蒸汽弹射器设备体积庞大，占有较大空间，制作工艺复杂，还要消耗大量的淡水，由于美 国的蒸汽弹射器采用的是开缝气缸，因而蒸汽泄漏量大，能耗大，气缸密封件使用寿命短，维修成本高，在严寒地区或冬季，泄漏的蒸汽会在甲板上结冰，严重影响舰载机的起飞或降落，这也是美国航母在冬季活动范围减小，或根本不敢到北极范围活动的根本原因。由于技术对外保密，所以目前只有美军在11艘航母上配备蒸汽弹射器。第二种是俄罗斯航母上的滑跃式飞行甲板，即飞机靠自身在甲板上加速通过一个向上翘起的跑道实现滑跃式离舰飞行，滑跃式弹射方式存在的不足是甲板上必须修建滑跃式起飞平台，必须使用大推重比的双引擎飞机，单引擎战机无法使用，所以舰载机的机种收到限制。另外，滑跃式起飞方式是靠飞机自身动力起飞，所以不能满载起飞，通常起飞重量只占满载起飞重量的70%，以苏33为例，满载是33吨，而目前实际起飞重量只有27吨，满负荷起飞不了，损失掉6吨的载荷，据说，采用任何一种弹射器都可以帮助苏33满载起飞，不能满载起飞就意味着降低舰载机的战斗力和减小巡航半径。第三种电磁式舰载机弹射器，美国已经试制成功，前后耗时20多年，耗资26亿，但是由于体积庞大，耗电巨大、结构过于复杂，稳定性十分不可靠，美军至今也不敢装备航母。
技术实现思路
本专利技术的技术任务是克服上述缺点，提供一种结构简单、设计巧妙、科学合理、体积小、使用方便、安全性高、使用寿命长，能适应各种舰载机弹射起飞的的双向驱动缠绕加速式舰载机弹射器。本专利技术的技术方案是按以下方式实现的在弹射跑道两端分别设置有两台变速绞车，其中设定左端的是牵引绞车，右端的是返回绞车，牵引带穿过弹射跑道分别与两台变速绞车上的带盘连接，滑梭设置在牵引带中间，通过牵引带在牵引绞车带盘轴上的连续缠绕过程，直径由小快速变大，同步牵引滑梭在弹射跑道上由低速到高速的加速方式，实现滑梭对舰载机从低速到高速的加速弹射起飞，并采用牵引带在返回绞车带盘上的连续缠绕直径由小快速变大的加速方式牵引弹射跑道上的滑梭快速自动返回，带盘的瞬间转动动力是通过设置在带盘两侧的电磁离合器从主轴上获得，主轴的转动力是通过联轴器与调速电机连接获得，带盘的瞬间制动力是通过带盘外圆与设置在机座上的电磁离制动器的摩擦获得；弹射步骤如下I)调速电机上电，将动力通过联轴器传递给主轴主轴开始转动；2)舰载机滑行到弹射跑道起点，机身或前起落架与滑梭连接定位，等待弹射起飞指令；3)塔台下达起飞指令，弹射器操作员按下弹射按钮，两台变速绞车的电磁制动器释放，牵引绞车上的电磁离合器吸合，转动的主轴通过电磁离合器驱动牵引绞车上的带盘转动，牵引带在带盘上快速缠绕，牵引带在带盘轴上的缠绕直径开始从小到大，牵引速度由小到快；而此时返回绞车上的带盘处于自由转动状态，缠绕在返回绞车带盘上的与弹射跑道等长的牵引带，在牵引绞车上的带盘对牵引带的缠绕过程中将牵引带释放出，释放过程与牵引绞车带盘的缠绕过程相反，牵引带的缠绕直径从大到小，转速由慢变快，滑梭以相同的速度变化，随牵引带的释放在弹射跑道上快速移动，对舰载机实施弹射拖曳，为舰载机提供最佳起飞速度； 4)当滑梭移动到弹射跑道终点时，舰载机已达到起飞速度，起飞离舰，滑梭触发终点传感器，弹射控制器立即控制牵引绞车上的电磁离合器释放，两台变速绞车上的电磁制动器同时吸合，对两个带盘实施制动，滑梭在弹射跑道终点停止；5)两个带盘制动后，制动器立即释放，弹射控制器通过换向电路立即控制返回绞车带盘上的电磁离合器吸合，主轴通过电磁离合器驱动带盘转动，对牵引带进行反向缠绕，此时，牵引绞车上的带盘处于自由转动状态，缠绕在带盘上的牵引带在返回绞车带盘对牵引带的缠绕过程中，将牵引带释放给返回绞车上带盘，滑梭随牵引带的反向释放在弹射跑道上反向移动返回起弹射道起点，滑梭返回起点时，起点传感器触发，返回绞车上电磁离合器释放，两台变速绞车上的电磁制动器同时制动，将滑梭定位在弹射跑道起点上，准备对下一架舰载机实施弹射。变速绞车包括机座、弹射控制器、调速电机、联轴器、主轴、带盘、电磁离合器、电磁制动器和轴承架，其中调速电机的动力输出轴通过联轴器与主轴连接，轴承架设置在主轴的两端，带盘通过轴承设置在主轴的中间，牵引带缠绕在带盘上，电磁离合器设置在带盘的两侧，电磁离合器的动力输出端与带盘侧面固定，电磁离合器的动力输入端通过花键与主轴连接，电磁制动器设置在机座上，与带盘的边缘组成制动机构。弹射跑道是由槽钢、托辊和盖板组成，槽钢的开口向上，两侧边部设置有翻边，翻边上固定有盖板，盖板之间留有滑梭移动的开缝，槽钢中间设置有槽型托辊。滑梭是由槽型溜板和滑梭连接板和钩形滑块组成，牵引带固定在槽型溜板的底部，槽型溜板的两侧翻边与槽型托辊的两端滚动连接，牵引带与槽型托辊的中间滚动链接，滑梭连接板纵向设置在槽型溜板的上部从弹射跑道盖板中间开封中间向上伸出与盖板上的钩形滑块连接。调速电机至少设置高、中、低速档，高速档用于弹射舰载攻击机，中速档用于弹射舰载运输机、舰载反潜机和减灾预警机，低速档用于弹射无人机。牵引带是尼龙片基带或钢丝绳编织带。本专利技术的弹射器工作原理如下充分利用了大功率电机转子的转动蓄能，由于弹射器工作是电机始终以额定转速工作，只有在需要弹射飞机时，电子离合器才把电机的功率外加转子转动蓄能瞬间传递给带盘，且牵引带是在小直径带盘轴上缠绕，此时电机输入的扭矩大，而带盘轴上扭矩小，巧妙借用杠杆原理对舰载机提供低速大扭矩牵引起动，随着牵引带在带盘轴上的缠绕速度越来越快，外加飞机自身的发动机推力，飞机在起动I. 5秒时就能达到75秒/米以上的速度，由于飞机已经75米/秒的惯性速度，带盘只要保持恒定转速，牵引带就会不断地在带盘上变径缠绕加速，飞机就会继续变加速，直到跑道终点飞机即可达到设定的起飞速度。带盘的缠绕变速就和汽车的自动离合器一样，低速提供大扭矩，高速则提供小扭矩，加速度是靠油门控制，所以汽车在刚启动时，加大油门让发动机则高速运转，通过一级一级变速来提高行车速度，一旦汽车在高速当上高速行驶时，只要轻轻踏动油门，就会明显感到汽车加速，这是因为发动机已经靠惯性运转，如果向在已有的速度基础上继续加速，只要增加少量的燃料即可明显提高速度。本专利技术的弹射器正是利用牵引带在带盘轴上的缠绕变径无级变速原理对舰载机进行变加速牵引弹射，由于这种变加速是在固定长度的牵引带上瞬间实现的，所以更安全可靠，弹射器的所有数据参数是可以设计和计算的，包括速度、时间、使用功率和机械强度，当牵引带长度一定，厚度一定，带盘的直径就一定，如果知道一定长度的牵引带在带盘上缠绕的层数，因为每一层等于带盘转一圈，就能确定带盘在规定时间内缠完一定长度牵引带所需要的转速，知道带盘的转速就能计算出电机需要提供的转速和变速比，根据牵引带的断面积就能计算出抗断强度和带盘的宽度，根据滑梭的末速度和牵引载荷，就能计算出所需电动机的功率，由于采用与飞机起飞速度相吻合的缠绕变速方式，所以电机的实际功率应该小于理论计本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种双向驱动缠绕加速式舰载机弹射器，其特征在于，在弹射跑道两端分别设置有两台变速绞车，其中设定左端的是牵引绞车，右端的是返回绞车，牵引带穿过弹射跑道分别与两台变速绞车上的带盘连接，滑梭设置在牵引带中间，通过牵引带在牵引绞车带盘轴上的连续缠绕过程，直径由小快速变大，同步牵引滑梭在弹射跑道上由低速到高速的加速方式，实现滑梭对舰载机从低速到高速的加速弹射起飞，并采用牵引带在返回绞车带盘上的连续缠绕直径由小快速变大的加速方式牵引弹射跑道上的滑梭快速自动返回，带盘的瞬间转动动力是通过设置在带盘两侧的电磁离合器从主轴上获得，主轴的转动力是通过联轴器与调速电机连接获得，带盘的瞬间制动力是通过带盘外圆与设置在机座上的电磁离制动器的摩擦获得；弹射步骤如下：1)调速电机上电，将动力通过联轴器传递给主轴主轴开始转动；2)舰载机滑行到弹射跑道起点，机身或前起落架与滑梭连接定位，等待弹射起飞指令；3)塔台下达起飞指令，弹射器操作员按下弹射按钮，两台变速绞车的电磁制动器释放，牵引绞车上的电磁离合器吸合，转动的主轴通过电磁离合器驱动牵引绞车上的带盘转动，牵引带在带盘上快速缠绕，牵引带在带盘轴上的缠绕直径开始从小到大，牵引速度由小到快；而此时返回绞车上的带盘处于自由转动状态，缠绕在返回绞车带盘上的与弹射跑道等长的牵引带，在牵引绞车上的带盘对牵引带的缠绕过程中将牵引带释放出，释放过程与牵引绞车带盘的缠绕过程相反，牵引带的缠绕直径从大到小，转速由慢变快，滑梭以相同的速度变化，随牵引带的释放在弹射跑道上快速移动，对舰载机实施弹射拖曳，为舰载机提供最佳起飞速度；4)当滑梭移动到弹射跑道终点时，舰载机已达到起飞速度，起飞离舰，滑梭触发终点传感器，弹射控制器立即控制牵引绞车上的电磁离合器释放，两台变速绞车上的电磁制动器同时吸合，对两个带盘实施制动，滑梭在弹射跑道终点停止；5)两个带盘制动后，制动器立即释放，弹射控制器通过换向电路立即控制返回绞车带盘上的电磁离合器吸合，主轴通过电磁离合器驱动带盘转动，对牵引带进行反向缠绕，此时，牵引绞车上的带盘处于自由转动状态，缠绕在带盘上的牵引带在返回绞车带盘对牵引带的缠绕过程中，将牵引带释放给返回绞车上带盘，滑梭随牵引带的反向释放在弹射跑道上反向移动返回起弹射道起点，滑梭返回起点时，起点传感器触发，返回绞车上电磁离合器释放，两台变速绞车上的电磁制动器同时制动，将滑梭定位在弹射跑道起点上，准备对下一架舰载机实施弹射。...

【技术特征摘要】

【专利技术属性】
技术研发人员：姜明，姜鹏，李元贵，
申请(专利权)人：朱惠芬，
类型：发明
国别省市：