[发明专利]一种光纤传导加热柔性弹射装置及其弹射系统和弹射方法

说明书

本发明公开一种光纤传导加热柔性弹射装置及其弹射系统和弹射方法，包括能量转换腔以及能够将激光传输到所述能量转换腔的光纤输出头，所述能量转换腔内注入有能够吸收激光能量由液相转换成气相的能量转换介质，所述能量转换腔连通有弹道，所述弹道方向与激光入射方向不重合，所述弹道内填装有待弹射物，所述待弹射物能够封堵所述弹道并由所述弹道的弹射出口弹出；本发明能够利用激光照射使得能量转介质在能量转换腔内由液态转换为气态，从而能够使得能量转换腔内的气压增大，进而能够将待弹射物由弹道的弹射出口弹出，完成柔性弹射运动，激光的能量几乎完全被能量转换腔内的能量转换介质所吸收，能量转化效率和能量利用效率均能够达到较高的水平。

技术领域

本发明涉及激光及特种用途的技术领域，特别是涉及一种光纤传导加热柔性弹射装置及其弹射系统和弹射方法。

背景技术

1g水温度升高1℃吸热4.2J，而在101kPa下，100℃时1mol H₂O的体积比0℃时1molH₂O的体积增大了约1700倍，因而，利用水的气液相变化所导致的压力变化，可以进行蒸汽弹射，目前常规的蒸汽弹射器需要配备蒸汽储罐、管线和辅助设备，体积和重量过于庞大；蒸汽弹射器工作时需消耗大量蒸汽，弹射时候的能量损耗较大；蒸汽弹射的弹射力量调节范围小，无法弹射较轻的无人机；因而使得该种蒸汽弹射机构不能灵活的广泛使用。现有技术中还有一种弹射方式为电磁弹射，电磁弹射虽体积较常规蒸汽弹射有较大改善，且弹射重量也有了较大的提高，但其耗费较大的电能，且维护成本较高。

授权公告号为CN 202244097 U的中国专利，公开了一种蒸汽弹射器，包括蒸汽动力系统、发射系统、弹射系统，蒸汽动力系统设有依次连接的蒸汽发生器、储汽罐、增压罐、蒸汽回收缸；弹射系统设有由支架支撑并与甲板固连的导轨、与导轨滑动连接的滑梭，滑梭上面设有卡具，下面设有底盘；发射系统设有两个并排的气缸，两个气缸与增压罐输出管道连接，两个气缸的排气口分别与真空泵、蒸汽回收缸、储汽罐的输出管道依次连接，气缸内装有活塞，活塞前面通过活塞杆与滑梭底盘固连，气缸后方设有复位绞盘，钢索一端与滑梭底盘固连，另一端与复位绞盘固连，导轨在滑梭凹槽内为嵌入式连接；该专利文件虽然利用了蒸汽进行弹射，但是还需要设置增压罐，而且专利文件中并没有介绍蒸汽发生器的具体工作原理，可见，其采用常规的产生蒸汽的方案，比如采用锅炉加热水，产生蒸气，蒸汽产生速度慢，如果需要较大的蒸汽量，则设备庞大、复杂。

激光因其具有高亮度、高方向性、高单色性及高相干性而被广泛应用于各行各业中，随着光纤技术的不断成熟，使得激光器能轻易胜任各种多维任意空间加工应用。但是，现有技术中通常应用了激光产生的热量进行切割、焊接金属或可熔融的材料，而没有利用激光直接加热液态水的方案。如何能够利用激光将水或其他液体进行气化增大体积以增大压强，使其能够应用到蒸汽弹射系统中是客观存在的技术问题。

发明内容

本发明的目的是提供一种光纤传导加热柔性弹射装置及其弹射系统和弹射方法，以解决上述现有技术存在的问题，能够利用激光照射使得能量转介质在能量转换腔内由液态转换为气态，从而能够使得能量转换腔内的气压增大，进而能够将待弹射物弹出，完成柔性弹射运动。

为实现上述目的，本发明提供了如下方案：

本发明提供一种光纤传导加热柔性弹射装置，包括能量转换腔以及能够将激光传输到所述能量转换腔的光纤输出头，所述能量转换腔内注入有能够吸收激光能量由液相转换成气相的能量转换介质，所述能量转换腔连通有弹道，所述弹道方向与激光入射方向不重合，所述弹道内填装有待弹射物，所述待弹射物能够封堵所述弹道并由所述弹道的弹射出口弹出。

优选地，所述能量转换腔截面为正多边形或圆形，内表面镀金或镀激光反射膜，激光在所述能量转换腔内形成漫反射。

优选地，所述弹射出口设置有弹射阀门，所述弹射阀门能够限定待弹射物的位置。