飛機(jī)著艦或著陸電磁攔阻裝置的制造方法
【專利摘要】飛機(jī)著艦或著陸電磁攔阻裝置，涉及一種電磁攔阻系統(tǒng)，目的是為了解決現(xiàn)有助降攔阻系統(tǒng)存在質(zhì)量大、體積大、結(jié)構(gòu)復(fù)雜、可靠性低等問題。該裝置包括兩臺結(jié)構(gòu)相同的旋轉(zhuǎn)型電磁攔阻器和一根攔阻索；旋轉(zhuǎn)型電磁攔阻器包括旋轉(zhuǎn)電機(jī)、旋轉(zhuǎn)型渦流制動器、攔阻索纜鼓和電機(jī)驅(qū)動控制器，旋轉(zhuǎn)電機(jī)、旋轉(zhuǎn)型渦流制動器和攔阻索纜鼓共用一根轉(zhuǎn)軸；兩臺旋轉(zhuǎn)型電磁攔阻器以飛機(jī)降落跑道為中心對稱布置，攔阻索的兩端分別纏繞在兩個攔阻索纜鼓上。本發(fā)明適用于航母艦載機(jī)的著艦或著陸。
【專利說明】
飛機(jī)著艦或著陸電磁攔阻裝置
技術(shù)領(lǐng)域
[0001]本發(fā)明涉及一種電磁攔阻系統(tǒng)，適用于航母艦載機(jī)的著艦或著陸。
【背景技術(shù)】
[0002]目前，航母上的艦載機(jī)助降攔阻系統(tǒng)主要采用攔阻索。由于飛行速度非常高，艦載機(jī)在著艦時，航母的甲板長度遠(yuǎn)不能滿足降落滑行距離，因此必須借助攔阻索的阻力作用使其順利降落。
[0003]傳統(tǒng)的攔阻索系統(tǒng)采用的是液壓攔阻裝置，存在運動部件多、系統(tǒng)重量大、瞬間沖擊力大、可靠性低等缺點。此外，為避免著艦時的攔阻載荷超過機(jī)體強(qiáng)度或液壓攔阻裝置的制動力，液壓攔阻裝置對艦載機(jī)著艦時的重量和著艦速度都有較為嚴(yán)格的要求，盡管要求嚴(yán)格，艦載機(jī)著艦時拉斷攔阻索的情況仍時有發(fā)生。
[0004]電磁攔阻系統(tǒng)是近十年來出現(xiàn)的新型攔阻方案，美國通用原子公司提出的技術(shù)方案是渦輪電力系統(tǒng)，采用將水渦輪阻尼裝置與電磁阻尼裝置結(jié)合的技術(shù)方案，但該裝置仍然屬于一種機(jī)械與電磁混合形式，系統(tǒng)結(jié)構(gòu)較為復(fù)雜。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0005]本發(fā)明的目的是為了解決現(xiàn)有助降攔阻系統(tǒng)存在質(zhì)量大、體積大、結(jié)構(gòu)復(fù)雜、可靠性低等問題，提出了一種飛機(jī)著艦或著陸電磁攔阻裝置。
[0006]本發(fā)明所述的飛機(jī)著艦或著陸電磁攔阻裝置包括兩臺結(jié)構(gòu)相同的旋轉(zhuǎn)型電磁攔阻器I和一根攔阻索2;
[0007]旋轉(zhuǎn)型電磁攔阻器I包括旋轉(zhuǎn)電機(jī)1-1、旋轉(zhuǎn)型渦流制動器1-2、攔阻索纜鼓1-3和電機(jī)驅(qū)動控制器，旋轉(zhuǎn)電機(jī)1-1、旋轉(zhuǎn)型渦流制動器1-2和攔阻索纜鼓1-3共用一根轉(zhuǎn)軸；
[0008]兩臺旋轉(zhuǎn)型電磁攔阻器I以飛機(jī)降落跑道為中心對稱布置，攔阻索2的兩端分別纏繞在兩個攔阻索纜鼓1-3上。
[0009]本發(fā)明所述的飛機(jī)著艦或著陸電磁攔阻裝置，充分發(fā)揮了基于電磁感應(yīng)原理產(chǎn)生的被動阻尼力在攔阻系統(tǒng)中的作用，從而減小攔阻系統(tǒng)的體積重量、減少航母設(shè)計的制約因素，同時提高了裝置的可靠性，具有結(jié)構(gòu)簡單、易于實現(xiàn)、質(zhì)量小、體積小、攔阻力大、攔阻力可控、攔阻索可快速復(fù)位、可靠性高等優(yōu)點。
【附圖說明】
[0010]圖1為實施方式一所述的飛機(jī)著艦或著陸電磁攔阻裝置的原理示意圖；
[0011]圖2為實施方式一所述的飛機(jī)著艦或著陸電磁攔阻裝置的結(jié)構(gòu)示意圖；
[0012]圖3為實施方式一中的旋轉(zhuǎn)型電磁攔阻器的結(jié)構(gòu)示意圖；
[0013]圖4為實施方式二中的旋轉(zhuǎn)型渦流制動器的立體圖；
[0014]圖5為實施方式二中的旋轉(zhuǎn)型渦流制動器的側(cè)視圖；
[0015]圖6為實施方式三第一種方案中導(dǎo)體板的結(jié)構(gòu)示意圖；
[0016]圖7為實施方式三第二種方案中導(dǎo)磁板的結(jié)構(gòu)示意圖；
[0017]圖8為實施方式三第三種方案中導(dǎo)體板與導(dǎo)磁板組合的結(jié)構(gòu)示意圖；
[0018]圖9為實施方式四中的端部定子的立體圖；
[0019]圖10為實施方式四中的端部定子的側(cè)視圖；
[0020]圖11為實施方式四中的中間定子的一個側(cè)面的結(jié)構(gòu)示意圖；
[0021]圖12為實施方式四中的中間定子的另一個側(cè)面的結(jié)構(gòu)示意圖；
[0022]圖13為實施方式四中的中間定子的側(cè)視圖。
【具體實施方式】
[0023]【具體實施方式】一:結(jié)合圖1至圖3說明本實施方式，本實施方式所述的飛機(jī)著艦或著陸電磁攔阻裝置包括兩臺結(jié)構(gòu)相同的旋轉(zhuǎn)型電磁攔阻器I和一根攔阻索2;
[0024]旋轉(zhuǎn)型電磁攔阻器I包括旋轉(zhuǎn)電機(jī)1-1、旋轉(zhuǎn)型渦流制動器1-2、攔阻索纜鼓1-3和電機(jī)驅(qū)動控制器，旋轉(zhuǎn)電機(jī)1-1、旋轉(zhuǎn)型渦流制動器1-2和攔阻索纜鼓1-3共用一根轉(zhuǎn)軸，電機(jī)驅(qū)動控制器的控制信號輸出端與旋轉(zhuǎn)電機(jī)1-1的控制信號輸入端連接；
[0025]兩臺旋轉(zhuǎn)型電磁攔阻器I以飛機(jī)降落跑道為中心對稱布置，攔阻索2的兩端分別纏繞在兩個攔阻索纜鼓1-3上。
[0026]本實施方式所述的電磁攔阻裝置的工作原理為:艦載機(jī)著艦時或著陸時，艦載機(jī)尾勾與電磁攔阻裝置中的攔阻索掛接，攔阻索同時帶動兩個旋轉(zhuǎn)型電磁攔阻器I中的旋轉(zhuǎn)電機(jī)1-1和旋轉(zhuǎn)型渦流制動器1-2旋轉(zhuǎn)，旋轉(zhuǎn)電機(jī)1-1和旋轉(zhuǎn)型渦流制動器1-2分別產(chǎn)生主動電磁制動力和被動電磁阻尼力，使艦載機(jī)在外力作用之下迅速減速;在著艦過程中，兩個旋轉(zhuǎn)型電磁攔阻器I中的旋轉(zhuǎn)電機(jī)1-1在電機(jī)驅(qū)動控制器的作用之下，將根據(jù)艦載機(jī)運行軌跡實時校正其兩側(cè)所受到的制動力偏差，防止飛機(jī)發(fā)生側(cè)移;著艦完成后，兩個電機(jī)驅(qū)動控制器分別控制兩個旋轉(zhuǎn)型電磁攔阻器I中的旋轉(zhuǎn)電機(jī)1-1反轉(zhuǎn)，實現(xiàn)攔阻索快速回收復(fù)位，以備下次著艦使用。
[0027]【具體實施方式】二:結(jié)合圖2、圖4和圖5說明本實施方式，本實施方式是對實施方式一所述的飛機(jī)著艦或著陸電磁攔阻裝置的進(jìn)一步限定，本實施方式中，所述旋轉(zhuǎn)型渦流制動器1-2為多層盤式結(jié)構(gòu)，包括N+1層定子和N層轉(zhuǎn)子，N為正整數(shù)，定子與轉(zhuǎn)子沿軸向交替分布，共形成2N層氣隙，各層氣隙的軸向長度相等；
[0028]定子包括圓盤形的導(dǎo)磁軛板和多個永磁體，多個永磁體在導(dǎo)磁軛板表面沿圓周方向均勻分布；
[0029]轉(zhuǎn)子為圓盤形。
[0030]如圖2所示，旋轉(zhuǎn)電機(jī)1-1的外殼和旋轉(zhuǎn)型渦流制動器1-2的定子均固定在支撐框架4上，攔阻索纜鼓1-3轉(zhuǎn)動時帶動轉(zhuǎn)軸轉(zhuǎn)動，轉(zhuǎn)軸帶動旋轉(zhuǎn)電機(jī)1-1的轉(zhuǎn)子和旋轉(zhuǎn)型渦流制動器1-2的轉(zhuǎn)子轉(zhuǎn)動。
[0031]【具體實施方式】三:結(jié)合圖6至圖8說明本實施方式，本實施方式是對實施方式二所述的飛機(jī)著艦或著陸電磁攔阻裝置的進(jìn)一步限定，本實施方式中，N層轉(zhuǎn)子采用以下三種結(jié)構(gòu)中的任意一種、兩種或三種；
[0032]第一種結(jié)構(gòu):轉(zhuǎn)子采用低電阻率非磁性導(dǎo)體板(即導(dǎo)體板，用A表示)；
[0033]第二種結(jié)構(gòu):轉(zhuǎn)子采用導(dǎo)磁材料板(S卩導(dǎo)磁板，用B表示)；
[0034]第三種結(jié)構(gòu):轉(zhuǎn)子包括兩個低電阻率非磁性導(dǎo)體板和一個圓盤形導(dǎo)磁板，兩個導(dǎo)體板分別粘接在導(dǎo)磁板的兩側(cè)(即導(dǎo)體板與導(dǎo)磁板的組合，用C表示)。
[0035]當(dāng)N個轉(zhuǎn)子均采用第一種結(jié)構(gòu)時，各層轉(zhuǎn)子采用的導(dǎo)體材料可以相同或不同，軸向厚度可以相同或不同；
[0036]當(dāng)N個轉(zhuǎn)子均采用第二種結(jié)構(gòu)時，各層轉(zhuǎn)子采用相的導(dǎo)磁材料可以相同或不同，且軸向厚度可以相同或不同；
[0037]當(dāng)N個轉(zhuǎn)子均采用第三種結(jié)構(gòu)時，各層轉(zhuǎn)子的材料均可以相同或不同，且各層轉(zhuǎn)子的軸向總厚度可以相同或不同。
[0038]所述旋轉(zhuǎn)型渦流制動器1-2的轉(zhuǎn)子有多種方案，各層轉(zhuǎn)子可以采用相同材料，也可以采用不同材料;本實施方式提出三種轉(zhuǎn)子材料方案，共7種組合形式:
[0039]由于所述旋轉(zhuǎn)型渦流制動器1-2為多層盤式結(jié)構(gòu)，因此三種方案可以單獨使用，或兩兩組合，或三者組合，共形成7種組合形式;對于組合式轉(zhuǎn)子，各層轉(zhuǎn)子可根據(jù)需要按任意組合規(guī)律沿軸向與定子層間隔布置。
[0040]7種組合形式分別為:
[0041]第I種:采用第一種結(jié)構(gòu)，轉(zhuǎn)子以A、A-A、A-A_A等方式沿軸向與定子層間隔布置；
[0042]第2種:采用第二種結(jié)構(gòu)，轉(zhuǎn)子以等方式沿軸向與定子層間隔布置；
[0043]第3種:采用第三種結(jié)構(gòu)，轉(zhuǎn)子以C、C-C、C-C_C等方式沿軸向與定子層間隔布置；
[0044]第4種:采用第一種結(jié)構(gòu)和第二種結(jié)構(gòu)，兩種轉(zhuǎn)子以A-B、A-B-A、B-A-B、A-B-A-B、A-B-B-A、B-A-A-B等任意組合規(guī)律沿軸向與定子層間隔布置；
[0045]第5種:采用第一種結(jié)構(gòu)和第三種結(jié)構(gòu)，兩種轉(zhuǎn)子以A-C、A-C-A、C-A-C、A-C-A-C、A-C-C-A、C-A-A-C等任意組合；
[0046]第6種:采用第二種結(jié)構(gòu)和第三種結(jié)構(gòu)，兩種轉(zhuǎn)子以B-C、B-C-B、C-B-C、B-C-B-C、B-C-C-B、C-B-B-C等任意組合規(guī)律沿軸向與定子層間隔布置；
[0047]第7種:采用第一種結(jié)構(gòu)、第二種結(jié)構(gòu)和第三種結(jié)構(gòu)，三種轉(zhuǎn)子以A-B-C、A-C-B、A-B-C-A、A-B-C-A-B-C等任意組合規(guī)律沿軸向與定子層間隔布置。
[0048]采用組合式轉(zhuǎn)子的目的是利用不同材料的反應(yīng)板具有不同阻尼力-速度特性曲線的特點，進(jìn)行合理疊加，使旋轉(zhuǎn)型渦流制動器的制動力-速度特性曲線平滑，即保證艦載機(jī)著艦時，從高速至低速的整個過程中，艦載機(jī)可以受到恒定的制動力，提高攔阻性能。
[0049]【具體實施方式】四:結(jié)合圖9至圖13說明本實施方式，本實施方式是對實施方式二和三所述的飛機(jī)著艦或著陸電磁攔阻裝置的進(jìn)一步限定，本實施方式中，旋轉(zhuǎn)型渦流制動器
1-2中位于兩端的定子為端部定子，其余的定子為中間定子；
[0050]所述端部定子包括一個端部導(dǎo)磁軛板和2M塊扇形(或矩形)永磁體，M為正整數(shù)，2M塊永磁體在端部導(dǎo)磁軛板上沿圓周方向均勻分布，同一個導(dǎo)磁軛板上同一側(cè)面沿圓周方向相鄰永磁體充磁方向相反；
[0051 ] 所述中間定子包括一個中間導(dǎo)磁軛板和4M塊扇形(或矩形)永磁體，其中2M塊永磁體在中間導(dǎo)磁軛板一側(cè)表面沿圓周方向均勻分布，另外2M塊永磁體在中間導(dǎo)磁軛板另一側(cè)表面沿圓周方向均勻分布，永磁體充磁方向沿軸向充磁，同一個導(dǎo)磁軛板上同一側(cè)面沿圓周方向相鄰永磁體充磁方向相反，同一個導(dǎo)磁軛板兩個側(cè)面對應(yīng)位置的永磁體充磁方向相同，沿軸向相鄰兩個導(dǎo)磁軛板對應(yīng)位置的永磁體充磁方向相同；
[0052] 沿軸向方向，端部定子與中間定子對應(yīng)位置的永磁體充磁方向相同。
【主權(quán)項】
1.飛機(jī)著艦或著陸電磁攔阻裝置，其特征在于，包括兩臺結(jié)構(gòu)相同的旋轉(zhuǎn)型電磁攔阻器(I)和一根攔阻索(2); 旋轉(zhuǎn)型電磁攔阻器(I)包括旋轉(zhuǎn)電機(jī)(1-1)、旋轉(zhuǎn)型渦流制動器(1-2)、攔阻索纜鼓(1-3)和電機(jī)驅(qū)動控制器，旋轉(zhuǎn)電機(jī)(1-1)、旋轉(zhuǎn)型渦流制動器(1-2)和攔阻索纜鼓(1-3)共用一根轉(zhuǎn)軸； 兩臺旋轉(zhuǎn)型電磁攔阻器(I)以飛機(jī)降落跑道為中心對稱布置，攔阻索(2)的兩端分別纏繞在兩個攔阻索纜鼓(1-3)上。2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的飛機(jī)著艦或著陸電磁攔阻裝置，其特征在于，所述旋轉(zhuǎn)型渦流制動器(1-2)為多層盤式結(jié)構(gòu)，包括N+1層定子和N層轉(zhuǎn)子，N為正整數(shù)，定子與轉(zhuǎn)子沿軸向交替分布，共形成2N層氣隙，各層氣隙的軸向長度相等； 定子包括圓盤形的導(dǎo)磁軛板和多個永磁體，多個永磁體在導(dǎo)磁軛板表面沿圓周方向均勾分布； 轉(zhuǎn)子為圓盤形。3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的飛機(jī)著艦或著陸電磁攔阻裝置，其特征在于，N層轉(zhuǎn)子采用以下三種結(jié)構(gòu)中的任意一種、兩種或三種； 第一種結(jié)構(gòu):轉(zhuǎn)子采用低電阻率非磁性導(dǎo)體板； 第二種結(jié)構(gòu):轉(zhuǎn)子采用導(dǎo)磁材料板； 第三種結(jié)構(gòu):轉(zhuǎn)子包括兩個低電阻率非磁性導(dǎo)體板和一個圓盤形導(dǎo)磁板，兩個導(dǎo)體板分別粘接在導(dǎo)磁板的兩側(cè)。4.根據(jù)權(quán)利要求2或3所述的飛機(jī)著艦或著陸電磁攔阻裝置，其特征在于，旋轉(zhuǎn)型渦流制動器(1-2)中位于兩端的定子為端部定子，其余定子為中間定子； 所述端部定子包括一個端部導(dǎo)磁軛板和2M塊扇形永磁體，M為正整數(shù)，2M塊永磁體在端部導(dǎo)磁軛板上沿圓周方向均勻分布，同一個導(dǎo)磁軛板上同一側(cè)面沿圓周方向相鄰永磁體充磁方向相反； 所述中間定子包括一個中間導(dǎo)磁軛板和4M±夬扇形永磁體，其中2M塊永磁體在中間導(dǎo)磁軛板一側(cè)表面沿圓周方向均勻分布，另外2M塊永磁體在中間導(dǎo)磁軛板另一側(cè)表面沿圓周方向均勻分布，永磁體充磁方向沿軸向充磁，同一個導(dǎo)磁軛板上同一側(cè)面沿圓周方向相鄰永磁體充磁方向相反，同一個導(dǎo)磁軛板兩個側(cè)面對應(yīng)位置的永磁體充磁方向相同，沿軸向相鄰兩個導(dǎo)磁軛板對應(yīng)位置的永磁體充磁方向相同； 沿軸向方向，端部定子與中間定子對應(yīng)位置的永磁體充磁方向相同。
【文檔編號】B64F1/02GK106081148SQ201610437493
【公開日】2016年11月9日
【申請日】2016年6月17日
【發(fā)明人】張赫, 寇寶泉, 金銀錫, 張魯, 陳雯
【申請人】哈爾濱工業(yè)大學(xué)