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原文传递一种航母舰载机电磁弹射器

专利名称：	一种航母舰载机电磁弹射器
摘要：	一种航母舰载机电磁弹射器，由航母、舰载机、电磁弹射器、轨道滑轮车、锥体卷扬机、返程电机、电磁制动器、电磁离合器、蓄电池组、智能控制器和操作台组成，锥体卷扬机拉动轨道滑轮车推动舰载机实现电磁弹射起飞，锥体卷扬筒下端的周长小，钢丝绳索拉力大，拉速低，锥体卷扬筒上端的周长大，钢丝绳索拉力小，拉速高，高速外转子永磁无刷电机的转速固定，钢丝绳索的线速度是在无级变速状态下的加速度，高速外转子永磁无刷电机始终工作在效率高、功率大的高转速状态，调整蓄电池的数量和电压，满足舰载机弹射起飞时必需的电量和功率，根据舰载机的大小，按动高低电压转换按钮，选择不同的起飞电压，实现电磁弹射推力可控的有益效果。
专利类型：	发明专利
申请人：	朱幕松
发明人：	朱幕松
专利状态：	有效
申请日期：	1900-01-20T00:00:00+0805
发布日期：	1900-01-20T21:00:00+0805
申请号：	CN202010077190.2
公开号：	CN111038725A
分类号：	B64F1/06;B;B64;B64F;B64F1;B64F1/06
申请人地址：	236008 安徽省阜阳市颍泉区颍州中路49号电业一村7号楼203室
主权项：	1.一种航母舰载机电磁弹射器，由航母、舰载机、电磁弹射器、轨道滑轮车、锥体卷扬机、返程电机、电磁制动器、电磁离合器、蓄电池组、智能控制器和操作台组成，其特征在于：航母（1）的甲板（2）上设置多个舰载机（3），舰载机包括轻型战斗机和重型战斗机或者无人战斗机，航母的甲板上设置舰载机跑道，舰载机跑道的长度大于100米，航母的舱底（4）前端设置智能控制器（5），智能控制器后端设置蓄电池组（6），蓄电池组的输出线连接智能控制器的电源端，航母的舰载发电机给蓄电池组充电，航母甲板下端设置电磁弹射器，电磁弹射器设有长槽形机壳（7），长槽形机壳的长度大于200米、小于航母甲板的长度，长槽形机壳的横截面为U形，长槽形机壳上端设有左连接边（8）和右连接边（9）以及前连接边（10）和后连接边（11），4个连接边上设有多个螺钉孔，多个固定螺丝钉（12）通过螺钉孔将长槽形机壳与航母甲板固定为一体，长槽形机壳内的左端面和右端面均设有连接板（13），左连接板右端设有左双面轨道，右连接板左端设有右双面轨道，所述左双面轨道、右双面轨道均设有上梯形轨道（14）和下梯形轨道（15），上梯形轨道和下梯形轨对称于连接板，左双面轨道与左连接板组成左T形轨道（16），右双面轨道与右连接板组成右T形轨道（17），左T形轨道和右T形轨道规格相同，对称于长槽形机壳底的左、右端，左形轨道、右T形轨道的长度略小于长槽形机壳的长度，电磁弹射器设有轨道滑轮车，轨道滑轮车设有条形车架（18），条形车架的横截面为H形，条形车架的长度等于舰载机跑道的长度，条形车架设有前上轮轴和前下轮轴，以及后上轮轴（19）和后下轮轴（20），4个轮轴的左、右端均安装轴承（21），8个轴承的外圆均安装滑轮（22），4个轮轴的左、右端均安装外卡簧（23），8个滑轮圆周均设有梯形槽，8个滑轮的规格均相同，8个滑轮的梯形槽均与双面的梯形轨道吻合，前面的左上滑轮、左下滑轮和后面的左上滑轮、左下滑轮吻合在左双面轨道上，沿左双面轨道前后滚动运行；前面的右上滑轮、右下滑轮和后面的右上滑轮、右下滑轮吻合在右双面轨道上，沿右双面轨道前后滚动运行；条形车架的前上端焊接三角板架（24），航母甲板设有三角板槽（25），三角板槽的长度略大于舰载机跑道的长度，三角板槽位于长槽形机壳的上端中部与长槽形机壳平行，三角板架上端位于三角板槽内，位于三角板架后端的条形车架上设有滑轮轴（26），滑轮轴上设有轴承（27），轴承外圆安装动滑轮（28），动滑轮圆周设有三角形槽，三角形槽内设有钢丝绳索（29），滑轮轴下端设有下螺丝帽（30）将滑轮轴固定在条形车架上端，动滑轮后端设有绳索拦板（31），绳索拦板为U形，滑轮轴的上端设有上螺丝帽（32）紧固绳索拦板的上端，滑轮轴的下螺丝帽紧固绳索拦板的下端，绳索拦板将钢丝绳索挡在三角形槽内，条形车架的右下端焊接齿条（33），齿条平行于条形车架，齿条的长度等于条形车架的长度，长槽形机壳的中部下端安装电机轴，电机轴是一种台阶轴，电机轴左端是细轴，细轴右端是台阶细轴（34），台阶细轴上设有电磁制动器和电磁离合器，电机轴右端是粗轴，粗轴左端是台阶粗轴（35），台阶粗轴上设有外转子永磁无刷电机，细轴安装在长槽形机壳左端的中部下端，由电机小螺丝帽（36）紧固，粗轴安装在长槽形机壳右端的中部下端，由电机大螺丝帽（37）紧固，由外转子永磁无刷电机、电磁制动器和电磁离合器组成一种同轴安装的机电一体化的可控多功能的返程电机，所述外转子永磁无刷电机安装在台阶粗轴上，台阶粗轴外圆紧配合安装定子支架（38），定子支架外圆紧配合安装定子铁芯（39），定子铁芯圆周设有多个T形齿牙，T形齿牙之间形成多个齿槽，定子铁芯由多个硅钢片叠加成型，多个齿槽内绕制39个磁极的3相线圈绕组（40），定子铁芯圆周的齿槽内设有3个不同位置的霍尔传感器（41），台阶细轴外圆安装小轴承（42），台阶细轴右端设有小卡簧（43），小卡簧挡住小轴承，小轴承外圆安装轴承架，轴承架外圆设有左端盖（44），左端盖外圆右端设有导磁筒（45），导磁筒右端内圆设有内螺纹，所述粗轴外圆安装大轴承（46），粗轴外圆设有大卡簧（47），大卡簧挡住大轴承，大轴承外圆安装轴承架，轴承架外圆设有右端盖（48），右端盖外圆设有外螺纹，所述内、外螺纹的齿牙模数相同，右端盖拧进导磁筒右端内圆组成外转子永磁无刷电机的外壳，导磁筒内圆设有永磁圈（49），永磁圈用40块方块形永磁体拼接组成，方块形永磁体是用稀土材料制成的强磁体，相邻的方块形永磁体的极性互为相反，永磁圈内圆与定子铁芯外圆之间设有均匀气隙，永磁圈的左、右端与定子铁芯的左、右端对齐，由40极的永磁转子配合39极的电磁定子，组成低速外转子永磁无刷电机，电机轴中心设有电线孔（50）；长槽形机壳内左端设有制动圆板（51），制动圆板的中心孔套进电机轴左端的细轴上，制动板圆板紧贴长槽形机壳内左端，制动板圆板与长槽形机壳之间设有稳钉（52），台阶细轴左端紧配合安装左线圈骨架（53），左线圈骨架内绕制左电磁线圈（54），台阶细轴右端紧配合安装右线圈骨架（55），右线圈骨架内绕制右电磁线圈（56），左电磁线圈、右电磁线圈和3相线圈绕组与电线孔之间均设有斜孔（57），左、右电磁线圈的输出线与3相线圈绕组的输出线和3个霍尔传感器的输出线分别经过斜孔，合并为一股输出电缆（58）从电线孔引出长槽形机壳，输出电缆的各个输出线分别连接智能控制器的相关输入端和输出端，台阶细轴的外圆设有左滑动轴承（59）和右滑动轴承（60），台阶细轴的外圆与左、右滑动轴承内圆之间是滑动配合状态，左、右滑动轴承的外圆紧配合安装轴承架（61），轴承架外圆设有外齿圈（62），外齿圈与齿条啮合，外齿圈的齿牙模数与齿条的齿牙模数相同，外齿圈左端设有制动环（63），制动环与制动板之间设有左间隙，外齿圈右端设有离合环（64），离合环与返程电机的左端盖之间设有右间隙，左、右电磁线圈不通电，轨道滑轮车前后运动时，齿条驱动外齿圈空转，外齿圈与制动环和离合环是一体化制造成型的导磁体，左电磁线圈通电后，制动环与制动板吸合，制动环与制动板之间的摩擦力成为轨道滑轮车的制动力，右电磁线圈通电后，离合环与左端盖吸合，离合环与左端盖之间的摩擦力成为返程电机驱动轨道滑轮车的传动力；所述长槽形机壳内前端设有锥体卷扬机，锥体卷扬机由锥体卷扬筒（65）与高速外转子永磁无刷电机（66）一体化组成，锥体卷扬机设有圆底座（67），圆底座用4个螺丝钉（68）固定在长槽形机壳的底部，圆底座中心设有台阶轴（69），台阶轴中部外圆紧配合安装定子支架（70），定子支架外圆紧配合安装定子铁芯（71），定子铁芯圆周设有多个T形齿牙，T形齿牙之间形成多个齿槽，定子铁芯由多个硅钢片叠加成型，多个齿槽内绕制3个磁极的3相线圈绕组（72），定子铁芯圆周的齿槽内设有3个不同位置的霍尔传感器（73），台阶轴中端的台阶上安装上轴承（74），上轴承外圆设有中轴承架，中轴承架外圆设有上端盖（75），上端盖外圆下端设有导磁筒（76），导磁筒下端外圆设有连接圈（77），台阶轴下端的台阶上安装下轴承（78），下轴承外圆设有下轴承架，下轴承架外圆设有下端盖（79），下端盖上端设有定位圈（80），下端盖圆周设有多个固定螺丝钉（81）将连接圈紧固，组成外转子永磁无刷电机的外壳，导磁筒内圆设有永磁圈（82），永磁圈用4块弧形永磁体拼接组成，弧形永磁体是用稀土材料制成的强磁体，相邻的弧形永磁体的极性互为相反，永磁圈内圆与定子铁芯外圆之间设有均匀气隙，永磁圈的左、右端与定子铁芯的左、右端对齐，由4极的永磁转子配合3极的电磁定子，组成高速外转子永磁无刷电机，电机轴中心设有电线孔（83），圆底座下端长槽形机壳的底部设有与电线孔同心的线孔，3相线圈绕组的输出线和3个霍尔传感器的输出线合并为一股输出线（84）从电线孔引出长槽形机壳；所述中轴承架上端设有锥体卷扬筒，锥体卷扬筒设有上拦圈（85）和下拦圈（86），上拦圈内圆设有上轴承架，上轴承架内圆设有大轴承（87），大轴承安装在台阶轴上方，台阶轴的上端安装在航母甲板上的轴孔内，上拦圈和下拦圈之间是锥体卷扬筒，锥体卷扬筒下端设有首绳索孔（88），所述钢丝绳索（29）的首端穿进首绳索孔后打一个首端死结（89），长槽形机壳的前端设有尾绳索孔（90），钢丝绳索的尾端绕过动滑轮穿进尾绳索孔后打一个尾端死结（91），轨道滑轮车位于长槽形机壳的后端时，动滑轮两边的钢丝绳索拉直张紧，钢丝绳索的尾端位于锥体卷扬筒的下端，当锥体卷扬筒逆时针旋转，钢丝绳索从锥体卷扬筒的下端开始卷绕，拉动轨道滑轮车，由于锥体卷扬筒上大下小，拉力使钢丝绳索卷绕时自动下滑、整齐排列，沿锥体表面自下而上地平行卷绕，高速外转子永磁无刷电机的转速不变，钢丝绳索在锥体卷扬筒卷绕过程中的线速度是无级变速的加速度，钢丝绳索卷满到锥体卷扬筒上端时，钢丝绳索的高度与动滑轮的高度一致，此时拉动轨道滑轮车的速度最高，锥体卷扬机将轨道滑轮车拉到长槽形机壳内前端，长槽形机壳内前端设有缓冲橡胶垫（92），轨道滑轮车前下轮轴的左端粘接永磁体颗粒（93），长槽形机壳前右端设有前传感孔，前传感孔内设有前霍尔传感器（94），长槽形机壳后右端设有后传感孔，后传感孔内设有后霍尔传感器（95），前、后霍尔传感器的输出线分别连接智能控制器的相关输入端，高速外转子永磁无刷电机和低速外转子永磁无刷电机的输出线分别连接智能控制器的相关输出端，轨道滑轮车拉到长槽形机壳内前端时，永磁体颗粒与前霍尔传感器对齐，使前霍尔传感器控制高速外转子永磁无刷电机自动关机，并且控制电磁制动器刹车，轨道滑轮车返回时，电磁离合器吸合，返程电机驱动轨道滑轮车后退到长槽形机壳内后端，永磁体颗粒与后霍尔传感器对齐，使后霍尔传感器控制返程电机自动关机，并且控制电磁制动器刹车，锥体卷扬机拉动轨道滑轮车向前加速时，后霍尔传感器控制电磁离合器分离，避免返程电机的磁阻影响轨道滑轮车的加速；所述三角板架是舰载机的推进架，舰载机下端设有V形拦杆（96），V形拦杆用钢筋弯成直角形，直角尖朝前下端，V形拦杆上端的左边和右边（97）与机身连接，三角板架上端位于V形拦杆的直角尖，三角板架向前推动V形拦杆驱动舰载机在跑道上加速，舰载机逐渐上升，V形拦杆在三角板架前端向上滑动到顶后脱离，舰载机起飞；航母甲板后方设置操作室（98），操作室内设置操作台（99），操作台上设置起飞按钮（100）、高低电压转换按钮（101）和电源按钮（102），高低电压转换按钮位于高电压时弹射重型战斗机，高低电压转换按钮位于低电压时弹射轻型战斗机或者无人战斗机，高低电压转换按钮的输出线连接智能控制器的转换输入端，起飞按钮为调速式按钮，起飞按钮设有F形的推杆（103），推杆的中端设有上永磁颗粒（104），推杆的下端设有下永磁颗粒（105），上永磁颗粒与下永磁颗粒垂直对应，极性互为相反，推杆的上永磁颗粒与下永磁颗粒之间设有调压霍尔传感器（106），推杆的上端设有复位弹簧（107），调压霍尔传感器的输出线连接智能控制器的调速输入端，智能控制器输出变化的驱动电压到高速外转子永磁无刷电机，调压霍尔传感器在变化的磁场中根据磁力线的强度和极性的变化，输出高低不同的信号电压，起飞按钮静止时，下永磁颗粒的S极靠近调压霍尔传感器，调压霍尔传感器输出的信号电压为0V，当按下起飞按钮时，上永磁颗粒N极靠近调压霍尔传感器，调压霍尔传感器输出的信号电压为5V，起飞按钮按下的过程是信号电压从0V到5V的线性变化的过程，是高速外转子永磁无刷电机的驱动电压由低到高的变化过程，因此舰载机在柔性加速状态下起飞，避免了在冲击状态下起飞。 2.根据权利要求1所述的一种航母舰载机电磁弹射器，其特征在于：所述钢丝绳索的长度大于200米，钢丝绳索的直径6mm左右，三角板架的行程大于100米，三角板架的行程是舰载机在甲板跑道上加速起飞的长度，舰载机加速起飞的时间在4秒钟左右，舰载机在起飞行程范围内，三角板架的推力和加速度必需满足舰载机的起飞要求，高速外转子永磁无刷电机的驱动功率要大于舰载机的最大起飞功率，三角板架的末段速度要大于300公里/小时，因此，高速外转子永磁无刷电机的转速大于4000转/分，锥体卷扬筒上端的周长大于2米，锥体卷扬筒下端的周长小于1米，锥体卷扬筒上下端的高度大于2米。 3.根据权利要求1所述的一种航母舰载机电磁弹射器，其特征在于：所述锥体卷扬机具有无级变速功能，锥体卷扬筒下端的周长小，驱动轨道滑轮车的钢丝绳索拉力大，拉速低，锥体卷扬筒上端的周长大，驱动轨道滑轮车的钢丝绳索拉力小，拉速高，高速外转子永磁无刷电机的转速固定，钢丝绳索在锥体卷扬筒卷绕过程中的线速度是在无级变速状态下的加速度，使高速外转子永磁无刷电机始终工作在效率高、功率大的高转速状态，蓄电池组的能量储存大，调整蓄电池的数量和电压，满足舰载机弹射起飞时必需的电量和功率，根据舰载机的大小，按动高低电压转换按钮，选择不同的起飞电压，获得电磁弹射推力可控的有益效果。
所属类别：	发明专利