一种弹射器空气止动器的制作方法

1.本发明属于航空母舰弹射装备领域，具体涉及一种弹射器空气止动器。


背景技术：

2.弹射器止动环节是弹射器所必备的功能之一，它主要功能是将高速运动部件进行减速并停止，为系统复位做好准备，目的是消除弹射器移动部件动能的冲击破坏，对弹射器寿命起到关键作用。止动器的设计与弹射器运动部件的质量密切相关。我们知道弹射速度的大小是根据被弹射物特性决定的(即各型飞机的起飞速度)，根据能量公式：mv2可知除速度外动能与质量成正比。我们发明的弹射器采用曳引式弹射，整个弹射器系统中的运动部件有牵引车、定滑轮、活塞以及曳引绳四部分。也是因为采用曳引式弹射的低间距避免了巨大弹射扭矩的发生，并降低了结构强度的要求，故可以采用轻质高强材料制作牵引车与活塞，来减轻重量以降低运动部件的冲击动能。
3.以蒸汽弹射器为例，其一体型活塞牵引器质量达2.883吨，以85米/秒的速度与3～4米的止动距离计算，则止动冲击过载为90～120g，冲击力达260～346吨，其破坏性可想而知，所以蒸汽弹射的止动采用液体锥止动方案。针对弹射器止动技术研究相当薄弱，绝大多数弹射技术专利未考虑止动方案或止动技术无法工程化。我们发明的一种火药激发液态二氧化碳为动力的智能弹射技术是采用曳引式弹射整体运动部件含曳引绳在内总的质量在500kg以内(曳引绳的重量在360kg左右)，而曳引绳基本是分两段方向相反运动，通过滑轮来解决其止动，剩下的活塞与牵引车的重量相比蒸汽弹射和电磁弹射的运动部件重量大大减小，为空气止动技术的实现奠定了基础，根据气体做功w＝pδv，关键是压强与体积变化。再有通过设计设计有两种止动器分别作用于止动活塞与牵引车，从而进一步分散止动系统的单体功率。曳引绳的止动受力比较复杂，它因两次变向和防脱落罩的作用惯性止动相当复杂，滑轮可以通过摩擦刹车技术止动。
4.高速运动物体的快速平稳止动技术弹射系统中相当重要的环节，相比蒸汽弹射的液体止动方案的抗冲击弹性、止动的平衡性、止动能量的可调节性都是比较关键。


技术实现要素：

5.本发明的目的在于提供一种可靠性好，止动冲击平稳而小的止动器，尽最大程度降低简易冲击止动对运动部件造成的疲劳损伤。
6.实现本发明目的的技术方案为：
7.一种弹射器空气止动器，包括：
8.止动气缸段，作为活塞的止动行程段，通过活塞压缩止动气缸段内的空气实现止动，将活塞动能转变为空气能量；
9.高压仓段，通过止回阀和单向电磁阀与止动气缸段前端相连；
10.高压气体补偿模块，通过电磁阀与高压仓段相连，用于向高压仓段补充压缩气体；
11.所述止动气缸段后端设有泄压孔，前端设有排气阀；
12.所述止高压仓段与止动气缸段之间设有空气流向控制模块，用于控制高压仓段从向止动气缸段内补入气体，或控制气体从止动气缸段进入高压仓段；
13.所述止动气缸排气阀，当活塞速度减为零时，压缩空气夺力达到最大值，活塞开始作反向运动，此时高频高精压力传感器检测到压力有降低趋势，系统会打开排气阀释放止动气缸段内的高压空气，从而大大降低活塞反弹速度。
14.与现有技术相比，本发明的显著优点为：
15.1、空气止动相比其它止动方式有着更平稳的冲击曲线，充分利用空气的可压缩性即弹性大特点，具有止动冲击破坏力小的优势；
16.2、重量优势明显，空气止动器相比其它止动方式重量更轻；
17.3、环保优势，相比液压止动不会因泄漏而造成环境问题与其它设备的影响；
18.4、功率调节优势，其止动输出功率调节范围大是其它止动方式所无法实现的；
19.5、获取方便可回收，通过压缩机可轻松获取高压空气，利用止回阀(单向阀)实现止动高压气体的回收利用；
20.6、系统寿命长，低止动冲击力大大降低止动破坏，有助于降低机构重量延长寿命。
21.下面结合附图对本发明作进一步详细描述。
附图说明
22.图1为本发明弹射器空气止动器的整体结构示意图。
23.图2为本发明弹射器空气止动器的整体结构侧视图。
24.图3为本发明弹射器空气止动器的内部结构示意图。
25.图4为高压仓段连接示意图。
具体实施方式
26.结合图1-图4，本发明的一种弹射器空气止动器，包括止动气缸段1、高压气罐2、电磁阀3、高频高精压力传感器4、电磁阀门5、单向电磁阀6、止回阀7、高压仓段8；
27.所述止动气缸段1后端与气缸连接，用于对气缸内的活塞进行通道对接，止动气缸段1后端设有多个泄压孔1-1，当活塞经过气缸通过泄压孔1-1进入止动气缸段1时，泄压孔1-1将导出推动活塞运动的高压气体进行泄压，活塞以惯性速度进入止动气缸段。
28.止动气缸段1末端、高压仓段8内均设有一个高频高精压力传感器4,分别用于检测止动气缸段1和高压仓段8内气体压力。
29.止动气缸段1前端与高压仓段8相连，止动气缸段1与高压仓段8之间设有单向电磁阀6和止回阀7，止回阀7使得气体只能从止动气缸段1向高压仓段8流通，单向电磁阀6使得气体只能从高压仓段8向止动气缸段1流通，当活塞以较低的速度(根据计算机存储不同类型的飞行器的弹射速度)进入止动器，计算机计算出止动气缸段自然空气压力能达到止动目的，则单向电磁阀6不打开。当活塞以高速进入止动器，计算机会控制电磁阀6打开，使高压仓段8的高压气体与活塞同步进入止动气缸段1，此部分高压气体参与止动做功，达到在止动气缸1行程内实现活塞止动。
30.所述高压仓段8通过管路与高压气罐2连接，该管路上设有电磁阀5，用于为高压仓
段8补充气体。
31.当活塞逐渐压缩止动气缸段1内的气体，气体受压缩对活塞进行制动，当气体压力达到一定值时，止回阀7打开，气体进入高压仓段8，参与反弹做功气体减少，避免活塞高速反弹。当压力出现衰减趋势即活塞开始反弹时，电磁阀3打开进行泄压，降低活塞回弹速度。
32.高压仓段8到止动气缸1之间的单向电磁阀6和止动气缸的电磁阀3，这两个电磁阀强调的是动作速度，因为整个止动时间在0.07～0.094秒左右。
33.空气止动器充分利用空气弹性特征，但是存在能量密度小，空气压缩后的反弹缺点。为解决这两个问题，首先是解决能量密度小，即活塞在进入止动气缸段时注入高压空气，给止动气缸提前增加压力，提高止动力缩短止动行程；第二是解决或降低止动后高压气体的反弹作用，可采用两个方案一是将止动形成的高压气体通过单向阀压入高压仓段；二是活塞止动后通过电磁阀3将高压气体放掉，使活塞失去反弹动力。
34.空气止动器相比液体止动器具有获取利用方便、止动平稳性好、减震效果好、整体结构简单高效。
35.本发明的弹射器空气止动器，止动气缸段1与活塞的活塞缸相连，主要用于无人机或舰载机的活塞式弹射器的止动，活塞式弹射器动力是通过火药激发液态二氧化碳产生高压混合气体，高压气体推动活塞运动并通过曳引绳拉动舰载机完成助力起飞达到弹射目的，该弹射器空气止动器用于活塞的止动和牵引车的止动，牵引车的止动结构相对要小些。


技术特征：
1.一种弹射器空气止动器，其特征在于，包括：止动气缸段，作为活塞的止动行程段，通过活塞压缩止动气缸段内的空气实现止动，将活塞动能转变空气能量；高压仓段，通过止回阀和单向电磁阀与止动气缸段前端相连；高压气体补偿模块，通过电磁阀与高压仓段相连，用于向高压仓段补充压缩气体；所述止动气缸段后端设有泄压孔，前端设有排气阀；所述止高压仓段与止动气缸段之间设有空气流向控制模块，用于控制高压仓段从向止动气缸段内补入气体，或控制气体从止动气缸段进入高压仓段。2.根据权利要求1所述的弹射器空气止动器，其特征在于，所述空气流向控制模块包括设置在止动气缸段和高压仓段上的压力传感器，设置在止动气缸段和高压仓段之间的单向电磁阀和止回阀；所述止回阀使得气体只能从止动气缸段向高压仓段流通，单向电磁阀使得气体只能从高压仓段向止动气缸段流通；所述压力传感器用于检测止动气缸段和高压仓段内气体压力，当止动气缸段内空气压力能达到止动目的时，则单向电磁阀不打开；当止动气缸段内空气压力无法达到止动目的时，则单向电磁阀打开，向止动气缸段注入高压气体。3.根据权利要求2所述的弹射器空气止动器，其特征在于，所述排气阀采用电磁阀，当气体压力达到设定值时，排气阀打开。4.根据权利要求1所述的弹射器空气止动器，其特征在于，所述高压气体补偿模块包括高压气罐，所述高压气罐通过管路与高压仓段连接，该管路上设有电磁阀，用于为高压仓段补充气体保持压力。

技术总结
本发明公开了一种弹射器空气止动器，包括：止动气缸段，作为活塞的止动行程段，通过活塞压缩止动气缸段内的空气实现止动；高压仓段，与止动气缸段前端相连；高压气体补偿模块，与高压仓段相连，用于向高压仓段补充压缩气体；所述止动气缸段后端设有泄压孔，前端设有排气阀；所述止高压仓段与止动气缸段之间设有空气流向控制模块，用于控制高压仓段从向止动气缸段内补入气体，或控制气体从止动气缸段进入高压仓段。本发明能够尽最大程度降低简易冲击止动对运动部件造成的疲劳损伤。击止动对运动部件造成的疲劳损伤。击止动对运动部件造成的疲劳损伤。


技术研发人员：冯魁廷
受保护的技术使用者：南京奎道科技有限公司
技术研发日：2022.11.28
技术公布日：2023/4/5