[发明专利]一种冷弹射能量回收装置

说明书

技术领域：

本发明涉及工程力学技术领域，具体涉及一种在机械完全关闭的冷态下弹射能量回收装置，可广泛应用于航空母舰、鱼雷、导弹、事故救援、被毁机场、洞库、海上钻井平台、岛屿联络等。

背景技术：

各国都把弹射器视为航母的命根子，由美国独占鳌头，其所以会成为世界难题，是因为真正有效的航母弹射途径未被发现，现有弹射器有许多不足之处：

如美国的蒸汽弹射器运用开口汽缸技术，系统庞大、复杂、昂贵、制造维修难度大、仅4-6％的效率，难以满足更大飞机的弹射要求，已发展到了极限。

又如美国正在研制的电磁弹射器(EMALS)，采用飞轮强迫储能和直线电机技术，不足之处是：1)“强迫储能”的效果不佳，EMALS采用飞轮(即转子)强迫储能难度大，飞轮小不起作用，转速高不稳定，做大飞轮，一是舰上条件不允许，二是其储能与负荷的耦合难实现，最终采用多台集飞轮电动机发电机于一体的盘式发电机、成对安装在扭矩框架上、以反向高速转动强迫每个转子储一点有限的动能，每次备战都必先启动这些盘式发电机后，才有弹射的能量，这既暴露了目标，又错失了战机！整个备战期间，其补能平均功率高达6.35MW，而所储能量除用来强迫设备在6400rpm高速下磨损(作有害功)外，仅有20％左右的峰值段在弹射的2-3秒钟内被利用，其弹射过程还有直线电动机的定子损耗、循环变频器的热损耗和盘式发电机的损耗，加在一起，即算EMALS在弹射的瞬间效率可达60％，但整个备战期间的总效率极低；2)中间环节多，由于航母所需的弹射速度单靠直线电动机的磁场移动速度是达不到的，要靠大功率电子设备来升高频率和电压后、EMALS才能用，因而再度增大了投入，美国研制航母电磁弹射器28年，耗资32亿美元，至今EMALS还未用在舰上；3)它有强大的电磁干扰，阻碍其高灵敏度飞行器和制导系统的应用；4)它采用涡流加换相制动方式，不安全；5)重要的是武器性能，电磁弹射器平时应对突发事件、恶劣海况等不利条件，不能做到及时和择机弹射，加之体积大影响舰载机的数量、重量大对舰艇的稳定性和扶正力矩不利。可见，寻找航母的有效弹射途径，势在必行。

发明内容：

本发明所要解决的技术问题是：解决上述现有技术存在的问题，而提供一种冷弹射能量回收装置，回收转换利用惯性能，大幅减少弹射功能，缩短滑跑距离，增加弹射的连续性，以利于在各类型舰艇上使用，而且结构简单，体积小，重量轻，易制造，功耗小，适应性好。

本发明采用的技术方案是：

一种冷弹射能量回收装置，包括能量回收泵、跃升缸、往复车、传感器、限位挡油缸、导向滑轨，能量回收泵与跃升缸均安装在作为飞行器载体的往复车上，往复车置于导向滑轨上，传感器与限位挡油缸安装在导向滑轨前端的适当位置。

上述技术方案中，能量回收泵的泵头正对限位挡油缸，以吸收弹射系统的惯性能转换成液压能，能量回收泵的输出端通过管道连接跃升缸，跃升缸前端与飞行器相连，跃升缸又将液压能转换成机械能，促成飞行器作半自主起飞。

上述技术方案中，能量回收泵、跃升缸和限位挡油缸均内置有缓冲弹簧，限位挡油缸活塞上带有阻尼孔。

本发明的另一种冷弹射能量回收装置，包括能量回收泵，跃升缸、导向滑轨、活动滑轨、往复车、传感器，导向滑轨前端铰接活动滑轨，作为飞行器载体的往复车置于导向滑轨上，传感器与能量回收泵安装在活动滑轨前端，能量回收泵的输出端通过管道连接跃升缸，跃升缸顶端与活动滑轨相连。

上述技术方案中，能量回收泵与跃升缸均内置有缓冲弹簧。

本发明所述的冷弹射为：遵循“集能骤释+高效传动＝弹射运动”的弹射公式，采用气液融合油缸作弹射主体，配合气瓶和控制阀，在弹射器机械完全关闭的冷态下，用弹射器内气瓶集存的高能气体，经控制阀进入气液融合油缸的气至端骤释能量，同步推动气液融合油缸的液至端各级活塞，恒功率高效冷弹射负荷。

上述冷弹射装置，包括高能气源、气瓶、控制阀、气液融合油缸，高能气源连接气瓶，并给气瓶自由集能，气瓶通过控制阀及连接管道连接至气液融合油缸的气至端，气液融合油缸的无杆腔为气至端，气液融合油缸的有杆腔为液至端。