[发明专利]航母舰载机弹射拦阻模拟训练系统

摘要

本发明提供航母舰载机弹射拦阻模拟训练系统，系统包括弹射跑道、拦阻跑道和舰载机模拟训练车，弹射跑道和拦阻跑道是一条200米长的直通跑道，弹射跑道与拦阻跑道首尾相连，训练人员可以不用上航母或驾驶舰载机就可体验享受舰载机在航母上的弹射起飞和拦阻着舰的真实感受，获得弹射加速过载和拦阻着舰减速过载的极限训练，该系统结构简单，造价低，能量利用率高，全部是模块化和程控化，弹射质量可调，弹射速度可调，方便加工、安装和训练，是军校训练和娱乐场所必备设备，增加弹射模块的数量或增加储能电机和外置动力设备的功率，就可直接用于航母舰载机的弹射，系统中的弹射拦阻设备是中国航母舰载机弹射器和拦阻器的必选装备。

主权项

1.航母舰载机弹射拦阻模拟训练系统，其特征在于系统包括弹射跑道、拦阻跑道和舰载机模拟训练车，弹射跑道与拦阻跑道首尾相连组成直通跑道，弹射跑道和拦阻跑道各长100米，其中：弹射跑道包括机坑、弹射模块、归位模块和跑道沟，跑道沟的下方设置机坑，弹射模块和归位模块安装在机坑中，机坑上开口覆盖弹射甲板组成直通型弹射跑道，跑道沟是由U型预制件或U型钢构件组成，跑道沟中间设置托辊组，两端设置反向辊，每个托辊组由两个托辊上下排列组成，跑道沟侧壁设置有直线轴承，滑梭连接板的两边与直线轴承滑动连接，跑道沟上口覆盖弹射甲板，弹射甲板中间设置开缝，固定在滑梭连接板中间的滑梭从开缝中间向上伸出弹射甲板，弹射甲板的底部通过锚固件与跑道沟上开口锚固在一起；弹射模块与归位模块的结构相同，其结构包括机箱、传动轴、牵引介质、盘式制动器、内置储能电机、离合器、储能取力器、弹射控制器和外置动力设备，传动轴通过轴承设置在机箱的中间，牵引介质缠绕在位于机箱中的传动轴上，机箱两侧伸出的传动轴上对称设置有圆盘制动器；圆盘制动器包括制动盘和制动钳，刹车盘的中心与传动轴连接，刹车盘的边缘与设置在机箱外侧的刹车钳配合，圆盘制动器的外侧设置有内置储能电机；内置储能电机是由转子和定子绕组组成，转子中心设置有轴承与传动轴转动连接，定子绕组通过电机壳体与机箱两侧连接固定；离合器设置在传动轴的最外端，离合器的内摩擦盘中心与传动轴固定，离合器的外摩擦盘的内侧面与内置储能电机的转子外侧面连接固定；储能取力器包括凹形储能盘和取力器，凹形储能盘的內圆与离合器外摩擦盘的外圆连接在一起；机箱的顶部设置有跑道沟接口，跑道沟接口中设置有导向辊，滑梭连接板固定在牵引介质的中间，牵引介质经导向辊延伸进跑道沟从托辊组的两个托辊中间穿过，经反向辊和各托辊组顶部的托辊上部滑动返回，再经归位模块机箱上的导向辊与归位模块的传动轴连接；弹射控制器由单片机控制圆盘制动器和离合器工作，采用无线遥控方式，弹射跑道的起点和终点设置有位置传感器为弹射控制器提供控制信号；拦阻跑道上设置有拦阻器和拦阻网，拦阻跑道的中间间隔设置拦阻器机坑，每个拦阻器机坑中安装一个拦阻器，每个拦阻器的结构包括拦阻器壳体、拦阻机构、发条、制动机构、制动盘转速控制器和反向滑轮，其中，拦阻器壳体设置在拦阻跑道中间下方，拦阻机构包括双槽绞盘、联动轴和拦阻索，双槽绞盘通过联动轴固定在拦阻器壳体中间，拦阻器壳体的两侧开有供拦阻索通过的通孔，拦阻索的两端部分别穿过拦阻器壳体两侧的通孔进入双槽绞盘中间与联动轴固定在一起，拦阻索的其余部分分别同向缠绕在双槽绞盘中的上下两个独立拦阻索槽之中，拦阻器壳体外部的拦阻索端头互联成环形，分别绕过设置拦阻跑道两侧的两个反向滑轮横向设置在拦阻跑道的上面；复位机构是由弹性发条组成，设置在双槽绞的下方，弹性发条盘成螺旋状，中心端头与联动轴固定，外圆端头与拦阻器壳体固定；电磁制动器设置在拦阻器壳体的底部，包括制动盘和电磁制动钳，制动盘的中心与联动轴伸出拦阻器壳体底部的下端连接，电磁制动钳设置在拦阻器壳体的底部与制动盘的边缘连接组成制动机构，制动盘转速控制器设置在拦阻器壳体的侧面通过控制电缆与电磁制动钳连接控制制动盘的转速；拦阻网设置在拦阻器的后面，是舰载机模拟训练车在拦阻器拦阻失败后设置的最后安全屏障，其结构是立柱和安全网组成，立柱设置在拦阻跑道的两侧，安全网是由尼龙带或尼龙绳编制制成，安全网的两端通过弹性橡胶带与立柱连接成垂直平面张开横向设置在拦阻跑道上；舰载机模拟训练车是用汽车代替舰载机，汽车底盘前部设置牵引杆，汽车底盘后部设置尾钩，牵引杆和尾钩的末端设置有摇臂和铰链，铰链与汽车底盘连接，牵引杆和尾钩上的摇臂通过连杆连接在一起，连杆中间设置有套筒，套筒中设置复位弹簧，牵引杆下压与滑梭连接，连杆拉动尾钩向上抬起，牵引杆脱离滑梭，牵引杆前端抬起，复位弹簧推动连杆后推尾钩向下贴近地面与拦阻索钩挂；系统训练使用方法如下：系统工作指标：根据实验测定，一个弹射器模块的功耗为300‑500千瓦/吨，设计两个内置储能电机的功率大于1000千瓦，舰载机模拟训练车自重2‑3吨车载客5人；弹射跑道100米，舰载机模拟训练车3秒内从0加速到75‑100米/秒；拦阻跑道50‑100米，设置三道拦阻器一道拦阻网；1）通过电缆连接弹射模块和归位模块上的内置储能电机，通过变频器控制内置储能电机的转速，内置储能电机进入动态储能状态，盘式制动器处于制动状态，离合器处于释放状态，滑梭静止位于归位模块上方的弹射跑道起点；2）舰载机模拟训练车行驶到弹射跑道的起始端，舰载机模拟训练车底部的牵引杆与滑梭钩挂在一起进入准备弹射状态；3）指挥员通过无线遥控器发出弹射信号，弹射控制器控制离合器吸合，内置储能电机进入动态储能做工状态，传动轴通过离合器向内置储能电机的转子取力，传动轴转动牵引牵引介质在传动轴上缠绕，每缠绕一圈，牵引介质就牵引滑梭行进一个周长的长度，同时增加一个加速度，当传动轴在设定的转速下3秒内100米长的牵引介质全部缠绕到传动轴上时，滑梭就将舰载机模拟训练车牵引到弹射跑道终点，舰载机模拟训练车就能加速到设定的加速度，调节内置储能电机的转速就能获得所需要的设定弹射速度；4）当滑梭行进到弹射跑道终点时，触发制动传感器，弹射模块和归位模块的盘式制动器同时制动，弹射模块的离合器同时释放，传动轴不再从内置储能电机上取力，传动轴瞬间刹车制动，同时牵引介质反向牵引滑梭制动，滑梭质量产生的弹射惯性被牵引介质的弹性张力抵消，滑梭停止在弹射跑道终点；5）弹射控制器控制弹射模块和归位模块的盘式制动器同时制动延时1‑3秒，再同时释放，归位模块的离合器吸合，传动轴向转动的内置储能电机转子取力，传动轴转动反向缠绕弹射介质，牵引滑梭返回弹射跑道起点时，同时触发起点传感器，弹射控制器再次控制弹射模块和归位模块的盘式制动器同时制动，归位模块离合器释放，滑梭静止在弹射跑道起点，等待下次弹射信号；6）舰载机模拟训练车离开弹射跑道后进入拦阻跑道，舰载机模拟训练车底部的牵引钩脱离滑梭后再复位弹簧的作用下向上抬起，尾钩在复位弹簧的作用下迅速向下与地面持平，当行进到拦阻索跟前时，钩住三组拦阻索中的一根，将拦阻索从双槽绞盘中拉出，随着拦阻索从双槽绞盘中的释放，拦阻索缠绕在双槽绞盘上的直径越来越小，双槽绞盘的转速越来越快，制动盘转速控制器中的单片机控制制动盘的转速对其实施制动，直到舰载机模拟训练车被拦阻索拦阻停下；7）舰载机模拟训练车倒车将拦阻索从尾钩上摘下，拦阻索在制动盘转速控制器的控制下复位机构将拦阻索回收复位；8）一旦三道拦阻索拦阻失败，舰载机模拟训练车利用自身的制动系统刹车距离过长，舰载机模拟训练车就直接由拦阻网进行拦阻，以确保训练人员的安全，9）舰载机模拟训练车拦阻成功后，利用自身的行驶功能调头返回到弹射跑道起点，牵引杆重新与滑梭钩挂在一起准备下一次弹射模拟训练。