專利名稱：氣動(dòng)軌道彈射飛行器發(fā)射系統(tǒng)的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實(shí)用新型涉及一種飛行器發(fā)射系統(tǒng)，特別是涉及一種氣動(dòng)軌道彈射飛行器發(fā)射系統(tǒng)，屬于飛行器發(fā)射領(lǐng)域。
背景技術(shù)：
飛行器發(fā)射系統(tǒng)按照發(fā)射方式不同分為火箭助推發(fā)射系統(tǒng)、地面滑跑發(fā)射系統(tǒng)、空中發(fā)射系統(tǒng)、地面導(dǎo)軌動(dòng)能彈射系統(tǒng)。對(duì)于小型飛行器的地面發(fā)射，地面導(dǎo)軌動(dòng)能彈射系統(tǒng)是適應(yīng)性最強(qiáng)和最經(jīng)濟(jì)的發(fā)射方式，在國(guó)外有廣泛的應(yīng)用，按彈射系統(tǒng)的動(dòng)力輸入分別有氣液壓動(dòng)彈射發(fā)射系統(tǒng)和彈性儲(chǔ)能彈射發(fā)射系統(tǒng)，主要應(yīng)用于軍用領(lǐng)域。
國(guó)外飛行器導(dǎo)軌動(dòng)能彈射系統(tǒng)主要以氣液壓動(dòng)彈射裝置作為發(fā)射系統(tǒng)的動(dòng)力，應(yīng)用的機(jī)型有影子(Shadow)、天眼(Skyeye)和巡邏兵(Ranger)等。根據(jù)相關(guān)文獻(xiàn)(《南京航空航天大學(xué)學(xué)報(bào)》2005年8月第37巻第四期和《南昌航空工業(yè)學(xué)院學(xué)報(bào)》2002年6月第16巻第2期)，二十一世紀(jì)初國(guó)內(nèi)開始研究氣液壓動(dòng)彈射裝置。氣液壓動(dòng)彈射發(fā)射系統(tǒng)使用的液壓系統(tǒng)對(duì)油源要求高、體積大、造價(jià)相當(dāng)高，發(fā)射系統(tǒng)多裝載于單獨(dú)的發(fā)射架車上，與飛行器總體系統(tǒng)集成性差。
當(dāng)前，國(guó)內(nèi)彈性儲(chǔ)能彈射發(fā)射系統(tǒng)(專利號(hào)200610035763《無人機(jī)發(fā)射系統(tǒng)及方法》)主要以彈性體所儲(chǔ)能量為動(dòng)力，其彈性體主要為橡皮筋束。這樣的動(dòng)能彈射系統(tǒng)其橡皮筋束的動(dòng)能輸出穩(wěn)定性和使用壽命受環(huán)境溫度影響大，適應(yīng)性較差。
實(shí)用新型內(nèi)容
本實(shí)用新型的技術(shù)解決問題是克服現(xiàn)有技術(shù)的不足，提供一種濟(jì)性好、集成度高的飛4亍器發(fā)射系統(tǒng)。本實(shí)用新型的技術(shù)解決方案是氣動(dòng)軌道彈射飛行器發(fā)射系統(tǒng)，包括導(dǎo)軌系統(tǒng)、滑車、動(dòng)力系統(tǒng)、牽制釋放機(jī)構(gòu)和制動(dòng)系統(tǒng)，導(dǎo)軌系統(tǒng)設(shè)置于發(fā)控車上，通過俯仰回轉(zhuǎn)軸與發(fā)控車連接，滑車設(shè)置于導(dǎo)軌系統(tǒng)上，動(dòng)力系統(tǒng)安裝在發(fā)控車上，牽制釋放機(jī)構(gòu)設(shè)置于導(dǎo)軌系統(tǒng)前端，與滑車機(jī)械連接，制動(dòng)系統(tǒng)設(shè)置于導(dǎo)軌系統(tǒng)末端，所述的動(dòng)力系統(tǒng)為氣動(dòng)式，包括供配氣系統(tǒng)、絞盤、鋼絲繩和滑輪組，其中供配氣系統(tǒng)包括氣缸、氣控閥、蓄能器和氣瓶，蓄能器將壓縮氣體通過氣控閥壓入氣缸的缸筒內(nèi)，推動(dòng)氣缸的活塞桿運(yùn)動(dòng)，絞盤固定在發(fā)控車上，鋼絲繩一端固定纏繞在絞盤上，繞過滑輪組與滑車連接，將氣缸輸出的動(dòng)力和速度傳遞給滑車。
所述的導(dǎo)軌系統(tǒng)為折疊式，包括導(dǎo)軌、使導(dǎo)軌能傾斜不同角度的俯仰推桿和支撐結(jié)構(gòu)，導(dǎo)軌通過俯仰回轉(zhuǎn)軸與發(fā)控車機(jī)械連接，運(yùn)輸狀態(tài)時(shí)導(dǎo)軌在水平面內(nèi)進(jìn)行折疊，通過發(fā)控車上高度可調(diào)的輔助支撐座支撐并鎖緊，俯仰推桿一端與導(dǎo)軌相連，另一端與發(fā)控車相連，支撐結(jié)構(gòu)一端與導(dǎo)軌相連，另一端支撐在地面上。
所述的牽制釋放機(jī)構(gòu)包括牽制結(jié)構(gòu)、彈簧、定力螺栓、釋放機(jī)構(gòu)、牽制銷和回轉(zhuǎn)銷，牽制結(jié)構(gòu)機(jī)械連接在導(dǎo)軌上，定力螺栓沖幾械連接在牽制結(jié)構(gòu)上，彈簧套在定力螺栓上，釋放機(jī)構(gòu)一端通過回轉(zhuǎn)銷連接在牽制結(jié)構(gòu)上，另一端套在定力螺栓上，牽制銷插在釋放機(jī)構(gòu)內(nèi)，將滑車與牽制釋放機(jī)構(gòu)機(jī)械連接在一起。
所述的滑車包括滑車底架、滾動(dòng)組和可翻轉(zhuǎn)的飛行器支架，滾動(dòng)組和飛行器支架與底架機(jī)械連接，滾動(dòng)組與導(dǎo)軌相連，使滑車沿導(dǎo)軌滑動(dòng)。
所述的定力螺栓上標(biāo)有表征牽制力的刻度。
本實(shí)用新型與現(xiàn)有技術(shù)相比有益效果為
(1)本實(shí)用新型采用氣動(dòng)彈射方式，高壓氣體可直接采用空氣，體積小且質(zhì)量輕，價(jià)格低，環(huán)境適應(yīng)性高；
(2)本實(shí)用新型氣動(dòng)動(dòng)力系統(tǒng)與折疊式導(dǎo)軌和滑車配合，大大提高了飛行器總體系統(tǒng)的高度集成性；(3 )本實(shí)用新型氣動(dòng)軌道彈射發(fā)射系統(tǒng)有效地避免了其它彈射方法的環(huán)境適應(yīng)性差、集成度低、應(yīng)用領(lǐng)域受限等缺點(diǎn)，且能夠重復(fù)使用，為有效拓展飛
行器的軍民應(yīng)用領(lǐng)域提供了條件和途徑；
(4) 本實(shí)用新型通過俯仰推桿可實(shí)現(xiàn)導(dǎo)軌不同角度俯仰；
(5) 本實(shí)用新型的定力螺栓上標(biāo)有表征牽制力的刻度，可直觀地表示出牽制力的大小。


圖1為本實(shí)用新型發(fā)射系統(tǒng)側(cè)面示意圖；圖2為本實(shí)用新型發(fā)射系統(tǒng)A向示意圖；圖3為本實(shí)用新型滑車結(jié)構(gòu)示意圖；圖4為本實(shí)用新型牽制釋放機(jī)構(gòu)結(jié)構(gòu)示意圖；圖5為本實(shí)用新型實(shí)施例2總體布局簡(jiǎn)圖；圖6為本實(shí)用新型實(shí)施例3總體布局簡(jiǎn)圖；圖7為本實(shí)用新型定力計(jì)算簡(jiǎn)圖。
具體實(shí)施方式
實(shí)施例1
如圖1、 2和3所示，氣動(dòng)軌道彈射飛行器發(fā)射系統(tǒng)集成于飛行器發(fā)控車7上，折疊式導(dǎo)軌系統(tǒng)包括導(dǎo)軌1及其支撐結(jié)構(gòu)，導(dǎo)軌1通過俯仰回轉(zhuǎn)軸71與發(fā)控車7連接；導(dǎo)軌由多節(jié)滑軌組成，導(dǎo)軌節(jié)數(shù)可根據(jù)發(fā)控車總體設(shè)計(jì)確定，本例為四節(jié)滑軌11-14,各節(jié)滑軌之間通過鉸鏈和拉緊器(或螺栓)連接，可人工折疊也可自動(dòng)折疊。運(yùn)輸狀態(tài)時(shí)各節(jié)滑軌在水平面內(nèi)進(jìn)行折疊，通過高度可調(diào)節(jié)的輔助支撐座72支撐并鎖緊；導(dǎo)軌展開后，可通過俯仰推桿15實(shí)現(xiàn)導(dǎo)軌的不同俯仰傾角，俯仰推桿15可以是電動(dòng)的絲杠，也可以是手動(dòng)絲杠；實(shí)施發(fā)射前，借助支撐在地面和導(dǎo)軌1之間的支撐結(jié)構(gòu)16保證導(dǎo)軌系統(tǒng)剛度要求?；?、牽制釋放機(jī)構(gòu)6和制動(dòng)系統(tǒng)8設(shè)置于導(dǎo)軌1上。滑車2設(shè)置于導(dǎo)軌1上，包括滑車底架21、滾動(dòng)組22和飛行器支架23等，本例采用可以折疊支架23的方式，使滑車在運(yùn)輸狀態(tài)時(shí)占用較小空間，使結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)更緊湊。運(yùn)輸狀態(tài)下，飛行器支架23折疊成水平狀態(tài)，滑車2與滑軌14通過滾動(dòng)組22和限位銷進(jìn)行鎖定運(yùn)輸；工作狀態(tài)下，飛行器支架23展開為垂直狀態(tài)，通過螺栓將飛行器支架23與底架21連接，飛行器架放在飛行器支架23上，滑車2前端連接鋼絲繩5,后端通過牽制銷65與牽制釋放機(jī)構(gòu)6連接；滑車2在動(dòng)力系統(tǒng)的作用下，由鋼絲繩5牽引沿著滑軌11、 12、 13、 14運(yùn)動(dòng)。
如圖4所示，滑車牽制釋放機(jī)構(gòu)6包括牽制結(jié)構(gòu)61、彈簧62、定力螺栓63、釋放機(jī)構(gòu)64、牽制銷65和回轉(zhuǎn)銷66，牽制結(jié)構(gòu)61機(jī)械連接在導(dǎo)軌1上，定力螺栓63機(jī)械連接在牽制結(jié)構(gòu)61，彈簧62套在定力螺栓63,釋放機(jī)構(gòu)64一端通過回轉(zhuǎn)銷66連^t妄在牽制結(jié)構(gòu)61上，另一端套在定力螺4全63上，牽制銷65插在釋放機(jī)構(gòu)64內(nèi)，將滑車2與牽制釋》丈機(jī)構(gòu)6連接在一起。
如圖7所示，根據(jù)滑車2需要釋放的牽制力范圍計(jì)算釋放機(jī)構(gòu)64的壓緊力Fy,利用力矩平tf原理計(jì)算彈簧62工作載荷Ft的范圍。才艮據(jù)彈簧62的出廠試驗(yàn)剛度參數(shù)K計(jì)算彈簧的壓縮量L= Ft/k,將L按需求等分來設(shè)置定力螺栓63的刻度。通過調(diào)整定力螺栓63上的調(diào)節(jié)螺母轉(zhuǎn)至一定的刻度時(shí)，彈簧62就產(chǎn)生相應(yīng)的預(yù)緊力，使滑車2獲得預(yù)定的牽制力，釋放機(jī)構(gòu)64由兩個(gè)帶有銷孔和坡面的結(jié)構(gòu)件組成，通過牽制銷65插入釋放機(jī)構(gòu)64的銷孔中對(duì)滑車2進(jìn)行牽制釋;^文，當(dāng)鋼絲繩5在動(dòng)力系統(tǒng)的作用下達(dá)到一定^i力后牽制釋力文機(jī)構(gòu)6自動(dòng)釋放滑車2。
制動(dòng)系統(tǒng)8用于將滑車制動(dòng)在導(dǎo)軌系統(tǒng)行程末端，防止滑車2飛出滑軌，主要由托板、復(fù)合材料組成，通過滑車2撞擊復(fù)合材料使其壓縮變形實(shí)現(xiàn)滑車2制動(dòng)緩沖，從而帶動(dòng)氣缸運(yùn)動(dòng)件的聯(lián)動(dòng)制動(dòng)。
如圖1和圖2所示，動(dòng)力系統(tǒng)包括供配氣系統(tǒng)和絞盤4、鋼絲繩5及滑輪組，供配氣系統(tǒng)包括氣缸31、氣控閥32、蓄能器33和氣瓶34等；氣缸31和絞盤4固定安裝在發(fā)控車7側(cè)面，鋼絲繩5—端固定纏繞在絞盤4上，繞過滑輪組與滑車2連接，氣控閥32與氣缸31通過管路連接，氣控閥32、蓄能
7器33和氣瓶34等其他供配氣組成設(shè)置在發(fā)控車7頂面，動(dòng)力系統(tǒng)滑輪組除安裝于滑軌14端頭的定滑輪垂直布置于導(dǎo)軌截面外，其余滑輪布置于發(fā)控車7的側(cè)面。供配氣系統(tǒng)通過蓄能器33蓄積壓縮氣體能量，當(dāng)氣控閥32打開，壓縮氣體迅速進(jìn)入氣缸31的缸筒內(nèi)，推動(dòng)氣缸31活塞桿快速收回，帶動(dòng)安裝于活塞桿端頭的動(dòng)滑輪組運(yùn)動(dòng)，從而牽引滑車2快速沿導(dǎo)軌1滑動(dòng)。
氣動(dòng)軌道彈射飛行器發(fā)射系統(tǒng)的工作過程如下將導(dǎo)軌1展開后，通過俯仰推桿15將導(dǎo)軌1前端下降至地面，通過絞盤4釋放鋼絲繩5，從而將滑車2下放到導(dǎo)軌1前端，與牽制釋放結(jié)構(gòu)6接觸并通過牽制銷65連接。將飛行器架設(shè)到飛行器支架23上后，通過俯仰推桿15將導(dǎo)軌1調(diào)整到發(fā)射狀態(tài)下的俯仰角度，并通過支撐結(jié)構(gòu)16穩(wěn)定支撐在地面，將鋼絲繩5拉緊，并將絞盤4鎖定，等待發(fā)射。在發(fā)射指令下達(dá)后，啟動(dòng)動(dòng)力系統(tǒng)氣控閥32，壓縮氣體推動(dòng)氣缸31活塞桿迅速收回，滑車2在動(dòng)力系統(tǒng)的作用下，沿著導(dǎo)軌1加速滑動(dòng)，當(dāng)達(dá)到一定速度時(shí)，飛行器起飛升空，同時(shí)滑車2撞擊制動(dòng)系統(tǒng)8迅速制動(dòng)。
實(shí)施例2
如圖5所示，動(dòng)力系統(tǒng)氣缸31和滑輪組水平布置于發(fā)控車7頂面上；氣缸31活塞桿在壓縮氣體作用下快速伸出，帶動(dòng)安裝于活塞桿端頭的動(dòng)滑輪組運(yùn)動(dòng)，從而牽引滑車2快速沿導(dǎo)軌1滑動(dòng)。其余同實(shí)施例1。
實(shí)施例3
如圖6所示，滑輪組平行布置于滑車2的滑行平面(即垂直于導(dǎo)軌1橫截面)，氣缸31通過可回轉(zhuǎn)的銷軸和螺栓平行連接在滑軌14上。氣缸31活塞桿在壓縮氣體作用下快速伸出，帶動(dòng)安裝于活塞桿端頭的動(dòng)滑輪組運(yùn)動(dòng)，從而牽引滑車2快速沿導(dǎo)軌1滑動(dòng)。其余同實(shí)施例1 。
本實(shí)用新型未詳細(xì)說明部分屬本領(lǐng)域技術(shù)人員公知常識(shí)。
8
權(quán)利要求1、氣動(dòng)軌道彈射飛行器發(fā)射系統(tǒng)，包括導(dǎo)軌系統(tǒng)、滑車(2)、動(dòng)力系統(tǒng)、牽制釋放機(jī)構(gòu)(6)和制動(dòng)系統(tǒng)(8)，導(dǎo)軌系統(tǒng)設(shè)置于發(fā)控車(7)上，通過俯仰回轉(zhuǎn)軸(71)與發(fā)控車(7)連接，滑車(2)設(shè)置于導(dǎo)軌系統(tǒng)上，動(dòng)力系統(tǒng)安裝在發(fā)控車(7)上，牽制釋放機(jī)構(gòu)(6)設(shè)置于導(dǎo)軌系統(tǒng)前端，與滑車(2)機(jī)械連接，制動(dòng)系統(tǒng)(8)設(shè)置于導(dǎo)軌系統(tǒng)末端，其特征在于動(dòng)力系統(tǒng)為氣動(dòng)式，包括供配氣系統(tǒng)、絞盤(4)、鋼絲繩(5)和滑輪組，其中供配氣系統(tǒng)包括氣缸(31)、氣控閥(32)、蓄能器(33)和氣瓶(34)，蓄能器(33)將壓縮氣體通過氣控閥(32)壓入氣缸(31)的缸筒內(nèi)，推動(dòng)氣缸(31)的活塞桿運(yùn)動(dòng)，絞盤(4)安裝在發(fā)控車(7)上，鋼絲繩(5)一端固定纏繞在絞盤(4)上，繞過滑輪組與滑車(2)連接，將氣缸(31)輸出的動(dòng)力和速度傳遞給滑車(2)。
2、 根據(jù)權(quán)利要求1所述的氣動(dòng)軌道彈射飛行器發(fā)射系統(tǒng)，其特征在于所述的導(dǎo)軌系統(tǒng)為折疊式，包括導(dǎo)軌(1 )、使導(dǎo)軌(1 )能傾斜不同角度的俯仰推桿(15 )和支撐結(jié)構(gòu)(16 )，導(dǎo)軌(1 )通過俯仰回轉(zhuǎn)軸(71 )與發(fā)控車(7 )機(jī)械連接，運(yùn)輸狀態(tài)時(shí)導(dǎo)軌(1)在水平面內(nèi)進(jìn)行折疊，通過發(fā)控車(7)上高度可調(diào)的輔助支撐座(72)支撐并鎖緊，俯仰推桿(15) —端與導(dǎo)軌(1 )相連，另一端與發(fā)控車(7)相連，支撐結(jié)構(gòu)(16) —端與導(dǎo)軌(1 )相連，另一端支撐在地面上。
3、 根據(jù)權(quán)利要求1所述的氣動(dòng)軌道彈射飛行器發(fā)射系統(tǒng)，其特征在于所述的牽制釋放機(jī)構(gòu)(6)包括牽制結(jié)構(gòu)(61)、彈簧(62)、定力螺栓(63)、釋放機(jī)構(gòu)(64)、牽制銷(65)和回轉(zhuǎn)銷(66),牽制結(jié)構(gòu)(61 )機(jī)械連接在導(dǎo)軌(1 )上，定力螺栓(63)機(jī)械連接在牽制結(jié)構(gòu)(61 )上，彈簧(62)套在定力螺栓(63)上，釋放機(jī)構(gòu)(64) —端通過回轉(zhuǎn)銷(66)機(jī)械連接在牽制結(jié)構(gòu)(61)上，另一端套在定力螺栓(63)上，牽制銷(65)插在釋i文機(jī)構(gòu)(64)內(nèi)，將滑車(2)與牽制釋放機(jī)構(gòu)(6)機(jī)械連接在一起。
4、 根據(jù)權(quán)利要求1所述的氣動(dòng)軌道彈射飛行器發(fā)射系統(tǒng)，其特征在于所述的滑車(2 )包括滑車底架(21 )、滾動(dòng)組(22 )和可翻轉(zhuǎn)的飛行器支架(23 )，滾動(dòng)組(22)和飛行器支架(23)與底架(21 )機(jī)械連接，滾動(dòng)組(22)與導(dǎo)軌(1 )相連，使滑車(2)沿導(dǎo)軌(1 )滑動(dòng)。
5、 根據(jù)權(quán)利要求3所述的氣動(dòng)軌道彈射飛行器發(fā)射系統(tǒng)，其特征在于所述的定力螺栓(63)上標(biāo)有表征牽制力的刻度。
6、 根據(jù)權(quán)利要求1所述的氣動(dòng)軌道彈射飛行器發(fā)射系統(tǒng)，其特征在于所述的動(dòng)力系統(tǒng)的氣缸(31 )和絞盤(4)固定安裝在發(fā)控車(7)側(cè)面，鋼絲繩(5) —端固定纏繞在絞盤(4)上，繞過動(dòng)力系統(tǒng)的滑輪組與滑車(2)連接，氣控閥(32)、蓄能器(33)和氣瓶(34)設(shè)置在發(fā)控車(7)頂面，動(dòng)力系統(tǒng)的滑輪組除安裝于滑軌(14)端頭的定滑輪垂直布置于導(dǎo)軌(1 )截面外，其余滑輪布置于發(fā)控車(7)的側(cè)面。
7、 根據(jù)權(quán)利要求1所述的氣動(dòng)軌道彈射飛行器發(fā)射系統(tǒng)，其特征在于所述的動(dòng)力系統(tǒng)的氣缸(31)和滑輪組水平布置于發(fā)控車(7)頂面上。
8、 根據(jù)權(quán)利要求1所述的氣動(dòng)軌道彈射飛行器發(fā)射系統(tǒng)，其特征在于所述的動(dòng)力系統(tǒng)的滑輪組平行布置于滑車(2)的滑行平面，即垂直于導(dǎo)軌(1)橫截面，氣缸(31 )過可回轉(zhuǎn)的銷軸和螺栓平行連接在滑軌(14)上。
9、 根據(jù)權(quán)利要求1所述的氣動(dòng)軌道彈射飛行器發(fā)射系統(tǒng)，其特征在于所述的俯仰推桿(15)可以是電動(dòng)的絲杠，也可以是手動(dòng)絲杠。
10、 根據(jù)權(quán)利要求1所述的氣動(dòng)軌道彈射飛行器發(fā)射系統(tǒng)，其特征在于所述的導(dǎo)軌(1 )由多節(jié)滑軌機(jī)械連接在一起。
專利摘要氣動(dòng)軌道彈射飛行器發(fā)射系統(tǒng)，包括導(dǎo)軌系統(tǒng)、滑車、氣動(dòng)式動(dòng)力系統(tǒng)、牽制釋放機(jī)構(gòu)和制動(dòng)系統(tǒng)，導(dǎo)軌系統(tǒng)設(shè)置于發(fā)控車上，通過俯仰回轉(zhuǎn)軸與發(fā)控車連接，滑車設(shè)置于導(dǎo)軌系統(tǒng)上，氣動(dòng)式動(dòng)力系統(tǒng)安裝在發(fā)控車上，牽制釋放機(jī)構(gòu)設(shè)置于導(dǎo)軌系統(tǒng)前端，與滑車機(jī)械連接，制動(dòng)系統(tǒng)設(shè)置于導(dǎo)軌系統(tǒng)末端。本實(shí)用新型采用氣動(dòng)彈射方式，高壓氣體可直接采用空氣，體積小且質(zhì)量輕，價(jià)格低，環(huán)境適應(yīng)性高；氣動(dòng)動(dòng)力系統(tǒng)與折疊式導(dǎo)軌和滑車配合，大大提高了飛行器總體系統(tǒng)的高度集成性；本實(shí)用新型有效地避免了其它彈射方法的環(huán)境適應(yīng)性差、應(yīng)用領(lǐng)域受限等缺點(diǎn)，且能夠重復(fù)使用，為有效拓展飛行器的軍民應(yīng)用領(lǐng)域提供了條件和途徑。
文檔編號(hào)B64F1/00GK201343147SQ200820124239
公開日2009年11月11日 申請(qǐng)日期2008年12月3日 優(yōu)先權(quán)日2008年12月3日
發(fā)明者婧 孟, 張國(guó)勝, 禹 林, 王文瑞, 趙立喬, 韋學(xué)中, 齊志會(huì) 申請(qǐng)人:北京航天發(fā)射技術(shù)研究所