[发明专利]一种弹载轴向风能采集转换装置及弹载电源

说明书

本发明公开了一种弹载轴向风能采集转换装置，包括呈圆筒形状的壳体，与壳体连接的控制器，沿径向方向开设在壳体内、且呈漏斗形状的进风口，开设在壳体内、且与进风口连通的风道，环形开设在壳体的后端边缘的数个出风口，布设在风道内的能量转换器，布设在控制器内、且与能量转换器连接的控制电路，以及与控制电路连接的输出线。通过上述方案，本发明具有结构简单、采集可靠等优点，在弹载电源技术领域具有很高的实用价值和推广价值。

技术领域

本发明涉及弹载电源技术领域，尤其是一种弹载轴向风能采集转换装置及弹载电源。

背景技术

目前，现行的弹载电源主要有热电池，又称热激活储备电池，其属于一次性使用的电池，贮存时电解质为不导电的固体。而使用时，用电发火头或撞针机构引燃其内部的加热药剂，使电解质熔融成为离子导体而被激活的一种储备电池。但由于需要发火药及主要材料为活性材料，制作过程需要严格的安全管控及复杂的工艺流程，很多关键工序都需要人工来完成，很难实现全面机械化，生产效率极其低下，所以一直以来价格居高不下，产品一致性差。由此可见，现有技术中的弹载电源要保证产品能够长期贮存及安全性，产品的外形尺寸很难做到小型化。更重要的是热电池因为是一次性使用的电池，只有在使用时激活后才有电输出，所以在生产过程中无法实现电性能的全检，只能采用抽检，这样很难保证产品的一致性和可靠性，更不适合规模生产。在应对当前弹药小型化、集约化、智能化的发展趋势显得力不从心。

正是由于热电池具有这些缺点，一次性锂电池近年来也在一些弹药上开始使用，其小型化、标准化、输出稳定性是优于热电池的，但是其也有致命的弱点，国产锂电池的贮存年限很难达到10年以上，且贮存10年以上会产生钝化膜，电压响应滞后。能够满足弹载要求的目前主要是进口锂电池，但纯粹依赖进口也不符合国产化的要求。由于锂电池本身有电不需要激活，但在使用时也要有专门的控制电路来控制输出，以保证平时不耗电及勤务状态的安全。

众所周知，热电池和锂电池均需要额外的专门的机构来控制电池的输出，热电池现在常用的方式是通过磁电机在发射过载时发电或弹上额外的电源给热电池内部的发火头供电激活，还有通过撞针机构撞击热电池底部的撞击底火激活。然而这种激活机构均有致命的缺陷，由于磁电机是通过发射过载发电，这种在小过载的发射环境下无法提供足够的发火能量和无法区别勤务状态的过载。撞击底火的方式需要设计复杂的撞击机构，而撞击机构又需要锁定机构，锁定机构有机械式触发和电触发，这种机构的复杂性给系统带来了不可靠性。另外如果是直接弹上供电激活或锁定机构是电触发均需要额外的供电，能够提供这种条件的弹种是少量的，所以这种方式不具备通用性，无法大规模使用，也难做到低成本。锂电池需要的隔离机构的触发条件也基本上依赖发射过载或弹体旋转的离心力，这种方式跟磁电机的使用条件类似，存在同样的问题。

总之，现在的弹载电源的激活和控制输出均是基于弹药发射产生的过载或者基于发射的机构来实现，这种单一的机械式为主的控制方式已经无法满足现代智能弹药的发展需求，而且由于结构的不可逆性使得无法实现批量化的重复测试，很容易在一些特殊的条件下发生意外造成人员伤亡。

随着现代武器系统对武器可靠器、安全性、通用性和贮存寿命等技术的要求越来越高，世界许多国家越来越重视弹上电源的研制与发展工作，都把研制与发展弹上电源列为一项重要的科研课题。

美国研发了很多以气动涡轮发电机为核心的迫击炮弹引信，这种电源依靠空气动力驱动，在炮弹飞行过程中空气从引信前端进入，带动内部的电机叶片转动，从而产生电流，但是这类发电机有一定缺陷，如体积大、功率小；不能长时间供电等。基于此，近年来我们国内也开始在此类新型电源研制上下功夫，例如公开号为CN207475349U的申请专利提供了一种弹上涡轮外转子物理电源，但该电源采用传统的铁芯绕组和多级轴承的电机结构，此种结构无法做到小型化，更重要的是该电源只是能够发出电，并没有解决传统电源存在的问题，只是提供了一种新电源。每种电源技术都有各自的优势，一种电源并不能完全取代另一种电源，而真正需要的是一种能够将以上几种电源的问题全部解决并能将以上电源的各自优势发挥出来的电源控制器，目前在这一领域是空白。