本發(fā)明涉及軍工或海軍裝備技術(shù)領(lǐng)域,具體地說是機(jī)電一體化動(dòng)態(tài)儲(chǔ)能式艦載機(jī)彈射器系統(tǒng)。

背景技術(shù)：

蒸汽彈射器已經(jīng)在美國的十個(gè)米尼茲級(jí)核動(dòng)力航母上使用，電磁彈射器在陸基機(jī)場(chǎng)上試驗(yàn)成功正在福特級(jí)核動(dòng)力航母上試驗(yàn)，上述兩種彈射器在應(yīng)用過程中存在的致命不足是結(jié)構(gòu)復(fù)雜、價(jià)格昂貴，耗能高，所以只能在核動(dòng)力航母或超級(jí)核動(dòng)力航母上使用或試驗(yàn)，目前常規(guī)動(dòng)力航母上艦載機(jī)只能采用滑躍式起飛，由于沒有彈射器，滑躍式起飛的艦載機(jī)不能滿載起飛，大型固定翼飛機(jī)比如反潛機(jī)、預(yù)警機(jī)和貨運(yùn)固定翼機(jī)都不能上航母，制約了航母的作戰(zhàn)能力制約了中國航母的發(fā)展。

現(xiàn)有技術(shù)中，本發(fā)明人在201310272662.X號(hào)專利，發(fā)明名稱“一種帶式艦載機(jī)助推器系統(tǒng)及分散蓄能集中隨機(jī)助推做功方法”一文中公開了一種彈射器模塊和分散蓄能集中做功的方法，該彈射模塊全部采用外置式動(dòng)力設(shè)備，存在的缺點(diǎn)是彈射模塊的功率密度小，動(dòng)態(tài)蓄能功率小，滿足彈射60噸以上質(zhì)量的艦載機(jī)需要集成配置較多的彈射模塊，因而占用空間大，不能根據(jù)不同彈射質(zhì)量靈活合理分配彈射功率，不能滿足國產(chǎn)航母艦載機(jī)彈射器的需要。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：

本發(fā)明的目的是提供一種自帶內(nèi)置蓄能電機(jī)的機(jī)電一體化動(dòng)態(tài)儲(chǔ)能式艦載機(jī)彈射器系統(tǒng)。

本發(fā)明的目的是按以下方式實(shí)現(xiàn)的，包括彈射模塊、歸位模塊和外置動(dòng)力設(shè)備，彈射模塊與歸位模塊結(jié)構(gòu)相同，歸位模塊與一個(gè)以上彈射模塊配合進(jìn)行分散動(dòng)態(tài)蓄能和集中全部動(dòng)能驅(qū)動(dòng)牽引帶雙向牽引滑梭直線做功，將艦載機(jī)彈射升空，其中：

彈射模塊的結(jié)構(gòu)是由機(jī)箱、傳動(dòng)軸、牽引帶、盤式制動(dòng)器、內(nèi)置蓄能電機(jī)、離合器、蓄能取力器、彈射控制器組成，傳動(dòng)軸通過軸承設(shè)置在機(jī)箱的中間，牽引帶纏繞在位于機(jī)箱中的傳動(dòng)軸上，機(jī)箱兩側(cè)伸出的傳動(dòng)軸上對(duì)稱設(shè)置有圓盤制動(dòng)器、蓄能電機(jī)、離合器和蓄能取力器；

圓盤制動(dòng)器包括制動(dòng)盤和制動(dòng)鉗，制動(dòng)盤的中心與傳動(dòng)軸連接，制動(dòng)盤的邊緣與設(shè)置在機(jī)箱外側(cè)的制動(dòng)鉗配合，圓盤制動(dòng)器的外側(cè)設(shè)置有內(nèi)置蓄能電機(jī)；

內(nèi)置蓄能電機(jī)是由轉(zhuǎn)子和定子繞組組成，轉(zhuǎn)子中心設(shè)置有軸承與傳動(dòng)軸轉(zhuǎn)動(dòng)連接，定子繞組通過電機(jī)殼體與機(jī)箱兩側(cè)連接固定；

離合器設(shè)置在傳動(dòng)軸的最外端，離合器的內(nèi)摩擦盤中心與傳動(dòng)軸固定，離合器的外摩擦盤的內(nèi)側(cè)面與內(nèi)置蓄能電機(jī)的轉(zhuǎn)子外側(cè)面連接固定；

蓄能取力器包括凹形蓄能盤和取力器，凹形蓄能盤的內(nèi)圓與離合器外摩擦盤的外圓連接在一起，取力器與外置動(dòng)力設(shè)備的動(dòng)力輸出軸連接；

歸位模塊只負(fù)責(zé)將滑梭牽引返回起點(diǎn)，功耗小，內(nèi)置蓄能電機(jī)功率足夠不用連接外置動(dòng)力設(shè)備；

機(jī)箱的頂部設(shè)置有跑道溝，跑道溝中設(shè)置有導(dǎo)向輥，滑索連接板固定在牽引帶的中間，牽引帶經(jīng)導(dǎo)向輥延伸進(jìn)跑道溝從托輥組的兩個(gè)托輥中間穿過，經(jīng)反向輥和各托輥組頂部的托輥上部滑動(dòng)返回，再經(jīng)歸位模塊機(jī)箱上的導(dǎo)向輥與歸位模塊的傳動(dòng)軸連接；

彈射控制器由單片機(jī)采用無線遙控方式，控制彈射模塊和歸位模塊中的圓盤制動(dòng)器和離合器工作，彈射跑道的起點(diǎn)和終點(diǎn)設(shè)置有位置傳感器為彈射控制器提供控制信號(hào)；

彈射器系統(tǒng)分散蓄能集中做功原理如下：

1）每個(gè)彈射模塊設(shè)置兩個(gè)內(nèi)置蓄能電機(jī)，同時(shí)通過變頻器控制內(nèi)置蓄能電機(jī)的轉(zhuǎn)速，內(nèi)置蓄能電機(jī)的轉(zhuǎn)子在傳動(dòng)軸上空載轉(zhuǎn)動(dòng)同時(shí)帶動(dòng)蓄能取力器轉(zhuǎn)動(dòng)進(jìn)入動(dòng)態(tài)蓄能狀態(tài)，取力器上的蓄能凹盤是一個(gè)與電機(jī)轉(zhuǎn)子直徑質(zhì)量相當(dāng)?shù)娘w輪，盤式制動(dòng)器處于制動(dòng)狀態(tài)，離合器處于釋放狀態(tài)，傳動(dòng)軸靜止，纏繞在傳動(dòng)軸上的牽引帶不對(duì)滑梭牽引做功，靜止在歸位模塊上方的彈射跑道起點(diǎn)；

在彈射模塊彈射大質(zhì)量物體時(shí)，兩個(gè)內(nèi)置蓄能電機(jī)分別通過兩個(gè)蓄能取力器與兩個(gè)外置動(dòng)力設(shè)備連接，獲取額外的軸功率以增加模塊的彈射功率；

兩個(gè)蓄能電機(jī)不通電時(shí)，由兩臺(tái)外置動(dòng)力設(shè)備通過蓄能取力器帶動(dòng)其轉(zhuǎn)動(dòng)，兩個(gè)蓄能電機(jī)作飛輪使用；

由于兩個(gè)內(nèi)置蓄能電機(jī)和兩個(gè)外置動(dòng)力設(shè)備能夠通過取力器將軸功率分開或合并，使彈射模塊能夠靈活地選擇不同的軸功率彈射不同質(zhì)量的艦載機(jī)；

若干彈射模塊縱向排列在跑道溝的底部，每個(gè)彈射模塊都有一組牽引帶連接在傳動(dòng)軸與滑梭之間，以纖夫拉纖或眾人把河的方式把所有內(nèi)置蓄能電機(jī)、蓄能取力器和外置動(dòng)力設(shè)備的轉(zhuǎn)動(dòng)軸功率傳遞給滑梭，滑梭則把牽引功率和牽引速度傳遞給艦載機(jī)；

2）艦載機(jī)滑行到彈射跑道的起始端，艦載機(jī)的牽引桿與滑梭鉤掛在一起進(jìn)入準(zhǔn)備彈射狀態(tài)；

3）指揮員通過無線遙控器發(fā)出彈射信號(hào)，彈射控制器控制離合器吸合，內(nèi)置蓄能電機(jī)進(jìn)入動(dòng)態(tài)蓄能做工狀態(tài)，傳動(dòng)軸通過離合器向內(nèi)置蓄能電機(jī)的轉(zhuǎn)子取力，傳動(dòng)軸轉(zhuǎn)動(dòng)牽引牽引帶在傳動(dòng)軸上纏繞，每纏繞一圈，牽引帶就牽引滑梭行進(jìn)一個(gè)周長(zhǎng)的長(zhǎng)度，同時(shí)增加一個(gè)加速度，當(dāng)傳動(dòng)軸在設(shè)定的轉(zhuǎn)速下3秒內(nèi)100米長(zhǎng)的牽引帶全部纏繞到傳動(dòng)軸上時(shí)，滑梭就將艦載機(jī)模擬訓(xùn)練車牽引到彈射跑道終點(diǎn)，艦載機(jī)就能加速到設(shè)定的加速度，調(diào)節(jié)內(nèi)置蓄能電機(jī)的轉(zhuǎn)速就能獲得所需要的設(shè)定彈射速度；

4）當(dāng)滑梭行進(jìn)到彈射跑道終點(diǎn)時(shí)，觸發(fā)制動(dòng)傳感器，彈射模塊和歸位模塊的盤式制動(dòng)器同時(shí)制動(dòng)，彈射模塊的離合器同時(shí)釋放，傳動(dòng)軸不再從內(nèi)置蓄能電機(jī)上取力，傳動(dòng)軸瞬間剎車制動(dòng)，同時(shí)牽引帶反向牽引滑梭制動(dòng)，滑梭質(zhì)量產(chǎn)生的彈射慣性被牽引帶的彈性張力抵消，滑梭停止在彈射跑道終點(diǎn)；

5）彈射控制器控制彈射模塊和歸位模塊的盤式制動(dòng)器同時(shí)制動(dòng)延時(shí)1-3秒，再同時(shí)釋放，歸位模塊的離合器吸合，傳動(dòng)軸向轉(zhuǎn)動(dòng)的內(nèi)置蓄能電機(jī)轉(zhuǎn)子取力，傳動(dòng)軸轉(zhuǎn)動(dòng)反向纏繞彈射介質(zhì)，牽引滑梭返回彈射跑道起點(diǎn)時(shí)，同時(shí)觸發(fā)起點(diǎn)傳感器，彈射控制器再次控制彈射模塊和歸位模塊的盤式制動(dòng)器同時(shí)制動(dòng)，歸位模塊離合器釋放，滑梭靜止在彈射跑道起點(diǎn)，等待下次彈射信號(hào)。

所述的航母艦載機(jī)彈射攔阻模擬訓(xùn)練系統(tǒng)，外置動(dòng)力設(shè)備是指增加彈射質(zhì)量時(shí)通過蓄能取力器為內(nèi)置蓄能電機(jī)從模塊外部獲取額外動(dòng)力的電動(dòng)機(jī)、柴油機(jī)或渦軸發(fā)動(dòng)機(jī)的一種或兩種以上動(dòng)力設(shè)備的組合體。

所述的航母艦載機(jī)彈射攔阻模擬訓(xùn)練系統(tǒng)，蓄能取力器是皮帶輪、聯(lián)軸器或離合器中的一種。

所述的航母艦載機(jī)彈射攔阻模擬訓(xùn)練系統(tǒng)，離合器是氣動(dòng)離合器或電磁離合器中的一種。

所述的航母艦載機(jī)彈射攔阻模擬訓(xùn)練系統(tǒng)，牽引帶是工業(yè)片基帶或鋼絲繩中的一種。

本發(fā)明的有益效果是：結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，造價(jià)低，能量利用率高，全部是模塊化和程控化，彈射質(zhì)量可調(diào)，彈射速度可調(diào)，方便加工、安裝和訓(xùn)練，增加彈射模塊的數(shù)量同時(shí)增加蓄能電機(jī)和外置動(dòng)力設(shè)備的功率，就可直接用于航母艦載機(jī)的彈射，將是未來中國航母艦載機(jī)彈射器的必選裝備。

附圖說明

圖1是機(jī)電一體化動(dòng)態(tài)儲(chǔ)能式艦載機(jī)彈射器系統(tǒng)的整體結(jié)構(gòu)示意圖。

圖2是彈射模塊實(shí)施方式示意圖；

附圖標(biāo)記說明：機(jī)箱1、電機(jī)殼體2、傳動(dòng)軸3、取力器4、蓄能盤5、離合器外摩擦盤6、離合器內(nèi)摩擦盤7、定子繞組8、轉(zhuǎn)子9、制動(dòng)盤10、制動(dòng)鉗11、彈射甲板12、滑梭13、滑梭連接板14、牽引帶15、直線軸承16、導(dǎo)向輥17、反向輥18、托輥組19、外置動(dòng)力設(shè)備20、跑道溝21。

具體實(shí)施方式

參照說明書附圖對(duì)本發(fā)明機(jī)電一體化動(dòng)態(tài)儲(chǔ)能式艦載機(jī)彈射器系統(tǒng)作以下詳細(xì)地說明。

本發(fā)明的機(jī)電一體化動(dòng)態(tài)儲(chǔ)能式艦載機(jī)彈射器系統(tǒng)，包括彈射模塊、歸位模塊和外置動(dòng)力設(shè)備，彈射模塊與歸位模塊結(jié)構(gòu)相同，歸位模塊與一個(gè)以上彈射模塊配合進(jìn)行分散動(dòng)態(tài)蓄能和集中全部動(dòng)能驅(qū)動(dòng)牽引帶雙向牽引滑梭直線做功，將艦載機(jī)彈射升空，其中：

彈射模塊，包括機(jī)箱1、傳動(dòng)軸3、牽引帶15、盤式制動(dòng)器、內(nèi)置蓄能電機(jī)、離合器、蓄能取力器、彈射控制器和外置動(dòng)力設(shè)備20，傳動(dòng)軸3通過軸承設(shè)置在機(jī)箱1的中間，牽引帶15纏繞在位于機(jī)箱1中的傳動(dòng)軸3上，機(jī)箱1兩側(cè)伸出的傳動(dòng)軸3上對(duì)稱設(shè)置有圓盤制動(dòng)器、蓄能電機(jī)、離合器和蓄能取力器；

圓盤制動(dòng)器包括制動(dòng)盤10和制動(dòng)鉗11，制動(dòng)盤10的中心與傳動(dòng)軸3連接，制動(dòng)盤10的邊緣與設(shè)置在機(jī)箱1外側(cè)的制動(dòng)鉗11配合，圓盤制動(dòng)器的外側(cè)設(shè)置有內(nèi)置蓄能電機(jī)；

內(nèi)置蓄能電機(jī)是由轉(zhuǎn)子9和定子繞組8組成，轉(zhuǎn)子9中心設(shè)置有軸承與傳動(dòng)軸3轉(zhuǎn)動(dòng)連接，定子繞組8通過電機(jī)殼體2與機(jī)箱1兩側(cè)連接固定；

離合器設(shè)置在傳動(dòng)軸3的最外端，離合器的內(nèi)摩擦盤7中心與傳動(dòng)軸3固定，離合器的外摩擦盤6的內(nèi)側(cè)面與內(nèi)置蓄能電機(jī)的轉(zhuǎn)子9外側(cè)面連接固定；

蓄能取力器包括凹形蓄能盤5和取力器4，凹形蓄能盤5的內(nèi)圓與離合器外摩擦盤6的外圓連接在一起；

機(jī)箱1的頂部設(shè)置有跑道溝，跑道溝中設(shè)置有導(dǎo)向輥17，滑索連接板14固定在牽引帶15的中間，牽引帶15經(jīng)導(dǎo)向輥17延伸進(jìn)跑道溝從托輥組19的兩個(gè)托輥中間穿過，經(jīng)反向輥18和各托輥組19頂部的托輥上部滑動(dòng)返回，再經(jīng)歸位模塊機(jī)箱上的導(dǎo)向輥17與歸位模塊的傳動(dòng)軸3連接；

彈射控制器由單片機(jī)采用無線遙控方式，控制彈射模塊和歸位模塊中的圓盤制動(dòng)器和離合器工作，彈射跑道的起點(diǎn)和終點(diǎn)設(shè)置有位置傳感器為彈射控制器提供控制信號(hào)；

分散蓄能集中做功原理如下：

1）每個(gè)彈射模塊設(shè)置兩個(gè)內(nèi)置蓄能電機(jī)，同時(shí)通過變頻器控制內(nèi)置蓄能電機(jī)的轉(zhuǎn)速，內(nèi)置蓄能電機(jī)的轉(zhuǎn)子在傳動(dòng)軸上空載轉(zhuǎn)動(dòng)同時(shí)帶動(dòng)蓄能取力器轉(zhuǎn)動(dòng)進(jìn)入動(dòng)態(tài)蓄能狀態(tài)，取力器上的蓄能凹盤是一個(gè)與電機(jī)轉(zhuǎn)子直徑質(zhì)量相當(dāng)?shù)娘w輪，盤式制動(dòng)器處于制動(dòng)狀態(tài)，離合器處于釋放狀態(tài)，傳動(dòng)軸靜止，纏繞在傳動(dòng)軸上的牽引帶不對(duì)滑梭牽引做功，靜止在歸位模塊上方的彈射跑道起點(diǎn)；

在彈射模塊彈射大質(zhì)量物體時(shí)，兩個(gè)內(nèi)置蓄能電機(jī)分別通過兩個(gè)蓄能取力器與兩個(gè)外置動(dòng)力設(shè)備連接，獲取額外的軸功率以增加模塊的彈射功率；

兩個(gè)蓄能電機(jī)不通電時(shí)，由兩臺(tái)外置動(dòng)力設(shè)備通過蓄能取力器帶動(dòng)其轉(zhuǎn)動(dòng)，兩個(gè)蓄能電機(jī)作飛輪使用；

由于兩個(gè)內(nèi)置蓄能電機(jī)和兩個(gè)外置動(dòng)力設(shè)備能夠通過取力器將軸功率分開或合并，使彈射模塊能夠靈活地選擇不同的軸功率彈射不同質(zhì)量的艦載機(jī)；

若干彈射模塊縱向排列在跑道溝的底部，每個(gè)彈射模塊都有一組牽引帶連接在傳動(dòng)軸與滑梭之間，以纖夫拉纖或眾人把河的方式把所有內(nèi)置蓄能電機(jī)、蓄能取力器和外置動(dòng)力設(shè)備的轉(zhuǎn)動(dòng)軸功率傳遞給滑梭，滑梭則把牽引功率和牽引速度傳遞給艦載機(jī)；

2）艦載機(jī)滑行到彈射跑道的起始端，艦載機(jī)的牽引桿與滑梭鉤掛在一起進(jìn)入準(zhǔn)備彈射狀態(tài)；

3）指揮員通過無線遙控器發(fā)出彈射信號(hào)，彈射控制器控制離合器吸合，內(nèi)置蓄能電機(jī)進(jìn)入動(dòng)態(tài)蓄能做工狀態(tài)，傳動(dòng)軸通過離合器向內(nèi)置蓄能電機(jī)的轉(zhuǎn)子取力，傳動(dòng)軸轉(zhuǎn)動(dòng)牽引牽引帶在傳動(dòng)軸上纏繞，每纏繞一圈，牽引帶就牽引滑梭行進(jìn)一個(gè)周長(zhǎng)的長(zhǎng)度，同時(shí)增加一個(gè)加速度，當(dāng)傳動(dòng)軸在設(shè)定的轉(zhuǎn)速下3秒內(nèi)100米長(zhǎng)的牽引帶全部纏繞到傳動(dòng)軸上時(shí)，滑梭就將艦載機(jī)模擬訓(xùn)練車牽引到彈射跑道終點(diǎn)，艦載機(jī)就能加速到設(shè)定的加速度，調(diào)節(jié)內(nèi)置蓄能電機(jī)的轉(zhuǎn)速就能獲得所需要的設(shè)定彈射速度；

4）當(dāng)滑梭行進(jìn)到彈射跑道終點(diǎn)時(shí)，觸發(fā)制動(dòng)傳感器，彈射模塊和歸位模塊的盤式制動(dòng)器同時(shí)制動(dòng)，彈射模塊的離合器同時(shí)釋放，傳動(dòng)軸不再從內(nèi)置蓄能電機(jī)上取力，傳動(dòng)軸瞬間剎車制動(dòng)，同時(shí)牽引帶反向牽引滑梭制動(dòng)，滑梭質(zhì)量產(chǎn)生的彈射慣性被牽引帶的彈性張力抵消，滑梭停止在彈射跑道終點(diǎn)；

5）彈射控制器控制彈射模塊和歸位模塊的盤式制動(dòng)器同時(shí)制動(dòng)延時(shí)1-3秒，再同時(shí)釋放，歸位模塊的離合器吸合，傳動(dòng)軸向轉(zhuǎn)動(dòng)的內(nèi)置蓄能電機(jī)轉(zhuǎn)子取力，傳動(dòng)軸轉(zhuǎn)動(dòng)反向纏繞彈射介質(zhì)，牽引滑梭返回彈射跑道起點(diǎn)時(shí)，同時(shí)觸發(fā)起點(diǎn)傳感器，彈射控制器再次控制彈射模塊和歸位模塊的盤式制動(dòng)器同時(shí)制動(dòng)，歸位模塊離合器釋放，滑梭靜止在彈射跑道起點(diǎn)，等待下次彈射信號(hào)。

所述的航母艦載機(jī)彈射攔阻模擬訓(xùn)練系統(tǒng)，外置動(dòng)力設(shè)備是指增加彈射質(zhì)量時(shí)通過蓄能取力器為內(nèi)置蓄能電機(jī)從模塊外部獲取額外動(dòng)力的電動(dòng)機(jī)、柴油機(jī)或渦軸發(fā)動(dòng)機(jī)的一種或兩種以上動(dòng)力設(shè)備的組合體。

所述的航母艦載機(jī)彈射攔阻模擬訓(xùn)練系統(tǒng)，蓄能取力器是皮帶輪、聯(lián)軸器或離合器中的一種。

所述的航母艦載機(jī)彈射攔阻模擬訓(xùn)練系統(tǒng)，離合器是氣動(dòng)離合器或電磁離合器中的一種。

所述的航母艦載機(jī)彈射攔阻模擬訓(xùn)練系統(tǒng)，牽引帶是工業(yè)片基帶或鋼絲繩中的一種。

以上所述僅為本發(fā)明的優(yōu)選實(shí)施例而已，并不用于限制本發(fā)明，盡管參照前述實(shí)施例對(duì)本發(fā)明進(jìn)行了詳細(xì)的說明，對(duì)于本領(lǐng)域的技術(shù)人員來說，其依然可以對(duì)前述各實(shí)施例所記載的技術(shù)方案進(jìn)行修改，或者對(duì)其中部分技術(shù)特征進(jìn)行等同替換。凡在本發(fā)明的精神和原則之內(nèi)所作的任何修改、等同替換或改進(jìn)等，均應(yīng)包含在本發(fā)明的保護(hù)范圍之內(nèi)。

除本發(fā)明的說明書公開的技術(shù)特征外均為本專業(yè)技術(shù)人員的公知技術(shù)。