飞轮弹射器.pdf

(19)中华人民共和国国家知识产权局(12)发明专利申请(10)申请公布号CN106864765A(43)申请公布日2017.06.20(21)申请号201510907362.3(22)申请日2015.12.11(71)申请人章华正地址646000四川省泸州市江阳区阳光花园9-1-8(72)发明人章华正(51)Int.Cl.B64F1/06(2006.01)权利要求书4页说明书29页附图9页(54)发明名称飞轮弹射器(57)摘要飞轮弹射器将飞轮储存的能量转换成直线推力，使被弹射物体在短时间内获得极高的速度，主要部件及动作顺序如下：飞轮-差速联轴器-变速器-传动机构-驱动齿轮-从动齿条-飞机，核心技术是圆锥螺线齿条无级变速器，飞轮带动变速器，输出的是无级加速转动；核心技术之二是连环驱动，一根主轴上串联若干个驱动齿轮，由这些驱动齿轮依次带动从动齿条，最终获得加速直线运动。本发明所列举舰载机弹射器，重量100吨，体积100m3，源动力功率5000kw，飞轮直径4米、重26吨，助推电机平均负载1万kw，动力扭矩500kN·m以上，常规弹射起飞重量45吨，平均加速度3.5g，末速度70.65m/s，弹射距离76.3米，每次弹射耗电50千瓦时，最短循环周期30秒。飞轮弹射器主要用于弹射军用飞机、民航飞机、火箭、轨道列车，等等。CN106864765ACN106864765A权利要求书1/4页1.一种飞轮弹射器，主要由以下部件构成：飞轮-差速联轴器-圆锥螺线齿条无级变速器-主传动轴-伞齿轮组-驱动齿轮-从动齿条-被弹射物体(第二类型：飞轮-差速联轴器-圆锥螺线齿条无级变速器-绞轮-钢缆-牵引梭-被弹射物体)。其特征是圆锥螺线齿条无级变速器能将飞轮基本恒定的转动，变成为无级加速的转动；传动方式之一是采用连环驱动技术，用一根主轴带动若干个驱动齿轮，由这些驱动齿轮依次接续带动从动齿条，最终获得加速直线运动；传动方式之二是采用绞轮技术。2.根据权利要求1所述的飞轮弹射器，其特征是：弹射系统配备助推电机；弹射机构本身运行所消耗的能量主要由助推电机提供；飞机进入滑跃跑道附加的推力由助推电机提供；弹射起步阶段，飞机加速所需要的能量主要由助推电机提供，尽可能降低飞机发动机推力，和差速联轴器(3)的摩擦力；助推电机可设置多台，舰载机弹射器的主传动轴上每段配备1台，根据主轴各段的最高转速来设置各台助推电机的额定转速，每台助推电机超额配备功率，输出功率随时根据负荷的变化酌情调整，用以来平衡整个弹射系统的受力状况；助推电机的连接方式分为两种，一种是直接串联在主轴上，用转子的轴代替一段主轴；二是旁接，设置一组传动齿轮或皮带轮，从动轮安装在主轴上，主动轮安装在电机转轴上，第二种方式可利用改变主动轮和从动轮的直径比，降低动力输出转速，通过机械减速，实现力矩输出的增加；助推电机配备的功率较大，可单独设置供电系统，由储能飞轮带动发电机，弹射器工作时，发电机与助推电机同步工作，如不单独设置专用发电机，也可暂停舰船上部分其他电机供电，让其他电力设备根据助推电机的工作周期，适时避让，避免电源负荷太大；助推电机采用特殊高滑差电机(电磁调速异步电动机)。3.根据权利要求1所述的飞轮弹射器，其特征是：圆锥螺线齿条无级变速器(以下简称“变速器”)由：圆锥螺线齿条无级变速器主动轮(以下简称“主动轮”)-传动轮(或链条)-圆锥螺线齿条无级变速器从动轮(以下简称“从动轮”)组成；主动轮采用近似外凸的抛物线旋转面圆锥体，从动轮采用近似内凹的抛物线旋转面圆锥体；圆锥体的错位(错位距离为齿条的宽度)横截面的外廓，是一条螺线；将齿条一圈挨一圈缠绕该在圆锥体侧面上，得到的就是圆锥螺线齿条；主动轮上齿条与从动轮上齿条的齿数必须相等；在主动轮和从动轮之间，通过传动轮(或链条)来实现啮合；在啮合的任何部位，主动轮齿和从动轮齿之间的距离保持不变；从动轮(或主动轮)采用花键轴，使从动轮能够自由的沿着花键轴移位，从而使主动轮和从动轮能够始终保持啮合；变速器工作起始时刻，通过传动轮(或链条)，主动轮的小头与从动轮的大头啮合，随着主动轮旋转，在从动轮移动控制控制机构的控制下，传动轮顺着螺线齿条，向主动轮的大头和从动轮的小头移动，由于主动轮转速的降幅较小，而啮合处直径比变得越来越大，因此从动轮的转速变得越来越快，弹射终了时刻，主动轮的大头与从动轮的小头啮合，变速比达到最大值；在主动轮和从动轮的齿条末端设置空齿段，飞轮动力撤除之后，在惯性作用下，主动轮、从动轮继续转动，传动轮越过齿条尽头后，进入到空齿段上，主动轮和从动轮之间脱离啮合，在制动机构的作用下，逐渐消减惯性；设置主动轮和从动轮复位电机，刹住车后，启动主动轮和从动轮复位电机，让两轮齿条的末端头处于最相邻近的位置；设置传动轮控制杆，在传动轮控制杆的支配下，将传动轮送入