被加速物体起飞辅助装置及起飞方法与流程

本申请涉及动力与传动，具体为一种被加速物体起飞辅助装置及起飞方法。

背景技术：

1、飞机起飞之前需要在长跑道上进行加速滑跑，直到具备足够起飞的速度，才能离开地面，在航空母舰上也不例外。由于航空母舰的体积和长度有限，无法满足航空母舰上的舰载机的短距离起飞，因此，人们设计出多种短距离起飞的方法，如滑跃起飞，蒸汽驱动起飞，以及电磁驱动起飞等辅助起飞方法。

2、现有技术中，主要使用蒸汽驱动起飞方法，即通过蒸汽锅炉产生高温高压的蒸汽，蒸汽随后被储存在蓄压器中，当被加速物体准备起飞时，蒸汽转化为动能做功带动被加速物体起飞。

3、但是，上述辅助起飞方法存在气体使用效率较低、且气体不能回收利用的问题。

技术实现思路

1、本申请提供了一种被加速物体起飞辅助装置及起飞方法，用以解决目前的辅助起飞方法气体使用效率较低、且气体不能回收利用的问题。

2、为了实现上述目的，本申请的技术方案如下：

3、本申请提供的一种被加速物体起飞辅助装置，用于设置在被加速物体的起飞跑道下方，被加速物体起飞辅助装置包括滑梭、动力系统、加速系统、缓冲系统、冷凝回流系统和复位系统，加速系统包括牵引件、驱动腔、动力源接口和冷凝回流接口，滑梭的一端与牵引件固接，另一端用于与被加速物体可拆卸连接；动力系统包括相变单元和与相变单元连通的混流均压单元，相变单元用于二氧化碳的相变转换，混流均压单元远离相变单元的一端通过动力源接口与驱动腔连通，以使相变后的二氧化碳输送至驱动腔内，驱动腔内相变后的二氧化碳驱动牵引件带动滑梭移动，以使滑梭带动被加速物体加速移动；缓冲系统包括缓冲腔和与缓冲腔连通的液压管路，缓冲系统用于抵消驱动腔内相变后的二氧化碳，消耗被加速物体加速移动结束后的剩余动能，复位系统设置在液压管路上，复位系统用于驱动加速系统和缓冲系统复位；冷凝回流系统与相变单元连通，且通过冷凝回流接口与驱动腔连通，以回收驱动腔内相变后的二氧化碳。

4、在一种可能的实现方式中，本申请提供的被加速物体起飞辅助装置，冷凝回流系统包括依次连通的过滤器、压缩机、干燥器、冷凝器和储存罐，回收的二氧化碳依次通过过滤器、压缩机、干燥器、冷凝器以进行相变，从而进入储存罐。

5、在一种可能的实现方式中，本申请提供的被加速物体起飞辅助装置，相变单元包括集气管、至少一个固定板、多个相变管和多个泄压阀，多个相变管通过固定板固定；相变管与泄压阀一一对应设置，相变管通过泄压阀与集气管连接，集气管与混流均压单元连接，集气管用于将通过泄压阀形成的高压气体汇入混流均压单元。

6、在一种可能的实现方式中，本申请提供的被加速物体起飞辅助装置，相变管包括管体、充装头、后端盖、电阻芯和与电阻芯连接的激发管，充装头和后端盖分别安装在管体的两端，后端盖用于与泄压阀连接；电阻芯和激发管均位于管体内，且电阻芯远离激发管的一端与充装头固接。

7、在一种可能的实现方式中，本申请提供的被加速物体起飞辅助装置，加速系统还包括驱动连杆、第一滑轮组和多个定滑轮，各定滑轮间隔设置，以驱动牵引件滑动；部分驱动连杆位于驱动腔内，第一滑轮组与驱动连杆远离驱动腔的一端固接。

8、在一种可能的实现方式中，本申请提供的被加速物体起飞辅助装置，缓冲系统包括缓冲连杆和第二滑轮组，部分缓冲连杆位于缓冲腔内，第二滑轮组与缓冲连杆远离缓冲腔的一端固接；牵引件绕设在第一滑轮组、第二滑轮组和各定滑轮上，缓冲连杆和驱动连杆同时移动，以使第一滑轮组和第二滑轮组驱动牵引件相对于第一滑轮组、第二滑轮组和各定滑轮滑动。

9、在一种可能的实现方式中，本申请提供的被加速物体起飞辅助装置，缓冲系统还包括状态切换阀、缓冲背压阀、电比例溢流阀和储油箱，储油箱与液压管路连通；状态切换阀、缓冲背压阀和电比例溢流阀均设置在液压管路上，且状态切换阀位于缓冲背压阀和电比例溢流阀之间，状态切换阀的开闭控制缓冲系统的启停。

10、在一种可能的实现方式中，本申请提供的被加速物体起飞辅助装置，还包括至少一个气缸缸体和位于气缸缸体内的活塞，气缸缸体通过支架固定在起飞跑道下方，气缸缸体用于形成驱动腔和缓冲腔中的至少一者；活塞连接驱动连杆和缓冲连杆中的至少一者，活塞相对于气缸缸体移动，以带动驱动连杆和缓冲连杆相对于气缸缸体移动。

11、在一种可能的实现方式中，本申请提供的被加速物体起飞辅助装置，复位系统包括依次设置的复位控制阀、复位蓄能器、单向阀、复位泵站，复位控制阀的开闭控制复位系统的启停，复位泵站电连接有电机，电机用于驱动复位泵站向复位蓄能器供能；复位泵站的输出端设置有安全阀，以检测复位泵站的输出压力。

12、本申请还提供了一种起飞方法，采用上述被加速物体起飞辅助装置，起飞方法包括如下步骤：

13、被加速物体起飞辅助装置处于复位状态，被加速物体起飞辅助装置的冷凝回流接口和缓冲系统均处于关闭状态，被加速物体与被加速物体起飞辅助装置的滑梭连接；

14、打开被加速物体起飞辅助装置的动力源接口，被加速物体起飞辅助装置的动力系统进行相变，相变后的二氧化碳通过被加速物体起飞辅助装置的混流均压单元进入被加速物体起飞辅助装置的加速系统，以使加速系统驱动滑梭移动，滑梭带动被加速物体加速移动直至被加速物体起飞；

15、当滑梭与被加速物体分离，被加速物体起飞辅助装置的缓冲系统启动进行缓冲制动；

16、启动被加速物体起飞辅助装置的复位系统将加速系统和缓冲系统复位，开启冷凝回流接口，通过被加速物体起飞辅助装置的冷凝回流系统回收相变后的二氧化碳。

17、本申请提供的被加速物体起飞辅助装置及起飞方法，通过设置动力系统、加速系统和滑梭以向被加速物体提供加速移动所需的动能，动力系统包括相变单元和混流均压单元，加速系统包括牵引件、驱动腔、动力源接口和冷凝回流接口，滑梭的两端分别与牵引件和被加速物体连接，相变单元用于二氧化碳的相变转换，混流均压单元通过动力源接口与驱动腔连通，以使相变后的二氧化碳输送至驱动腔内，由此，提高能量转换效率和利用效率。驱动腔内相变后的二氧化碳驱动牵引件带动滑梭移动，以使滑梭带动被加速物体加速移动。通过设置缓冲系统以消耗被加速物体加速移动结束后驱动腔驱动牵引件和滑梭的剩余动能。在缓冲系统的液压管路上设置复位系统，以驱动加速系统和缓冲系统复位。通过设置冷凝回流系统，且冷凝回流系统的一端与相变单元连通，另一端通过冷凝回流接口与驱动腔连通，由此，实现对驱动腔内相变的二氧化碳进行回收利用。

技术特征：

1.一种被加速物体起飞辅助装置，其特征在于，用于设置在被加速物体(100)的起飞跑道(200)下方，所述被加速物体起飞辅助装置包括滑梭(300)、动力系统(400)、加速系统(500)、缓冲系统(600)、冷凝回流系统(700)和复位系统(800)，所述加速系统(500)包括牵引件(510)、驱动腔(520)、动力源接口(530)和冷凝回流接口(540)，所述滑梭(300)的一端与所述牵引件(510)固接，另一端用于与所述被加速物体(100)可拆卸连接；

2.根据权利要求1所述的被加速物体起飞辅助装置，其特征在于，所述冷凝回流系统(700)包括依次连通的过滤器(710)、压缩机(720)、干燥器(730)、冷凝器(740)和储存罐(750)，回收的所述二氧化碳依次通过所述过滤器(710)、所述压缩机(720)、所述干燥器(730)、所述冷凝器(740)以进行相变，从而进入所述储存罐(750)。

3.根据权利要求2所述的被加速物体起飞辅助装置，其特征在于，所述相变单元(410)包括集气管(411)、至少一个固定板(412)、多个相变管(413)和多个泄压阀(414)，多个所述相变管(413)通过所述固定板(412)固定；

4.根据权利要求3所述的被加速物体起飞辅助装置，其特征在于，所述相变管(413)包括管体(4131)、充装头(4132)、后端盖(4133)、电阻芯(4134)和与所述电阻芯(4134)连接的激发管(4135)，所述充装头(4132)和所述后端盖(4133)分别安装在所述管体(4131)的两端，所述后端盖(4133)用于与所述泄压阀(414)连接；

5.根据权利要求1所述的被加速物体起飞辅助装置，其特征在于，所述加速系统(500)还包括驱动连杆(550)、第一滑轮组(560)和多个定滑轮(570)，各所述定滑轮(570)间隔设置，以驱动所述牵引件(510)滑动；

6.根据权利要求5所述的被加速物体起飞辅助装置，其特征在于，所述缓冲系统(600)包括缓冲连杆(630)和第二滑轮组(640)，部分所述缓冲连杆(630)位于所述缓冲腔(610)内，所述第二滑轮组(640)与所述缓冲连杆(630)远离所述缓冲腔(610)的一端固接；

7.根据权利要求6所述的被加速物体起飞辅助装置，其特征在于，所述缓冲系统(600)还包括状态切换阀(650)、缓冲背压阀(660)、电比例溢流阀(670)和储油箱(680)，所述储油箱(680)与所述液压管路(620)连通；

8.根据权利要求7所述的被加速物体起飞辅助装置，其特征在于，还包括至少一个气缸缸体(900)和位于所述气缸缸体(900)内的活塞(910)，所述气缸缸体(900)通过支架(920)固定在所述起飞跑道(200)下方，所述气缸缸体(900)用于形成所述驱动腔(520)和所述缓冲腔(610)中的至少一者；

9.根据权利要求8所述的被加速物体起飞辅助装置，其特征在于，所述复位系统(800)包括依次设置的复位控制阀(810)、复位蓄能器(820)、单向阀(830)、复位泵站(840)，所述复位控制阀(810)的开闭控制所述复位系统(800)的启停，所述复位泵站(840)电连接有电机(850)，所述电机(850)用于驱动所述复位泵站(840)向所述复位蓄能器(820)供能；

10.一种起飞方法，其特征在于，采用权利要求1至9任一项所述的被加速物体起飞辅助装置，所述起飞方法包括如下步骤：

技术总结本申请涉及动力与传动技术领域，具体为一种被加速物体起飞辅助装置及起飞方法。本申请提供的被加速物体起飞辅助装置，通过设置相变单元以实现二氧化碳的相变转换，混流均压单元通过动力源接口与驱动腔连通，以使相变后的二氧化碳输送至驱动腔内，由此，提高能量转换效率和利用效率。驱动腔内相变后的二氧化碳驱动牵引件带动滑梭移动，以使滑梭带动被加速物体加速移动。通过设置缓冲系统和复位系统以消耗被加速物体加速移动结束后驱动腔驱动牵引件和滑梭的剩余动能，以及驱动加速系统和缓冲系统复位。通过设置冷凝回流系统，且冷凝回流系统分别与相变单元和驱动腔连通，由此，实现对驱动腔内相变的二氧化碳进行回收利用。技术研发人员：刘飞香,廖金军,蒋海华,胡骞,高继民,王宁,林磊,于钟博,赵贵生,张坚受保护的技术使用者：中国铁建重工集团股份有限公司技术研发日：技术公布日：2024/6/18