[發明專利]基于磁齒輪的電磁彈射器

無效

• 申請號: 201310509310.1
• 申請日: 2013-10-25
• 公開（公告）號: CN103523242A
• 公開（公告）日: 2014-01-22
• 發明（設計）人: 樊英;顧玲玲;夏子朋
• 申請（專利權）人: 東南大學
• 主分類號: B64F1/04
• 分類號: B64F1/04
• 代理公司: 江蘇永衡昭輝律師事務所 32250
• 代理人: 王斌

技術領域

本發明涉及一種彈射器，特別是用于航母艦載機起飛助力的一種基于磁齒輪的電磁彈射器。?

背景技術

航母上空間有限，艦載機要在較短跑道內順利升空就必須借助于起飛助力裝置——彈射器。

傳統的蒸汽彈射器經多年演變在技術上已相當成熟，但在效率和彈射力道控制上仍不夠理想。另外，蒸汽彈射器也有體積笨重，耗能大，維護勞動強度大，運行成本高等缺陷。而電磁彈射器可在不啟用被發射體自身的動力裝置的前提下，以電磁力為加速手段，靠發射器的動力使被發射體獲得起飛所需的運動能量。與傳統的蒸汽彈射器相比，電磁彈射器具有體積小、效率高、質量輕、運行和維護費用低廉的優點，是近年來國內外軍事專家的研究熱點。

目前，電磁彈射器中大部分采用直線電機，可將其視作一臺沿半徑方向剖開展平的旋轉電機，原旋轉電機的定子和轉子分別演變為直線電機的初級和次級。當初級中通電流，次級就在電磁力的作用下沿著初級做直線運動。但該種電機的工作方式僅僅是將旋轉運動變作直線運動。為實現全程加速，初級需要做得很長，繞組的放置與電流控制極為困難，故障率高，維護難，損耗大，工作效率低。因此，有必要提出一種新型電磁彈射器方案，改進直線電機運行模式下的不足，推動國防科技的發展。

發明內容

本發明所要解決的技術問題是提供一種電磁彈射器設計方案，克服傳統直線電機運行模式下故障率高、維護難、損耗大、效率低的缺陷。

為實現上述目的，本發明采用如下技術方案：

一種基于磁齒輪的電磁彈射器，包括旋轉電機1、機械軸2、雙邊轉子結構3和艦載機搭載平臺4。

所述旋轉電機1位于機械軸2的中心部位，該旋轉電機包括圓柱型的定子和轉子。

所述雙邊轉子結構3包括圓柱狀鐵芯5和外部沿周向極性交替均勻分布排列的永磁體6，該雙邊轉子結構3與旋轉電機1中的轉子通過機械軸共軸連接，且該雙邊轉子結構3以旋轉電機1鏡向對稱地連接在機械軸2的兩端。

所述艦載機搭載平臺4包括下層極性交替均勻分布排列永磁體7與上層鐵芯8；所述艦載機搭載平臺中的下層永磁體7與雙邊轉子結構中的永磁體6極距相同，兩者通過磁耦合實現運動傳遞，構成雙邊磁齒輪結構。

進一步地，所述永磁體6和7采用釹鐵硼材料，所述鐵芯材料5和8采用硅鋼片材料。

進一步地，所述旋轉電機1、機械軸2與雙邊轉子結構3共同組成一個彈射單元，彈射單元間獨立工作，共用艦載機搭載平臺4，一個或多個彈射單元組成該彈射器。

本發明運用于艦載機起飛助力，改變了傳統直線電機運行模式下的旋轉運動變直線運動的運行機理，實現了旋轉運動與直線運動相結合的工作方式：位置固定的普通旋轉電機通過機械軸連接帶動同軸的兩個轉子旋轉；兩個轉子在旋轉過程中通過磁齒輪作用帶動艦載機搭載平臺實現直線運動；最終把實現直線運動的能量傳遞給待加速艦載機。本發明的有益效果如下：

（1）將普通旋轉電機的旋轉運動與直線運動相結合，旋轉電機位置固定，便于電流控制與電機檢修，避免了傳統直線電機長軌道繞組鋪設帶來的電流控制困難與繞組故障檢修困難，提高了控制精度和運行可靠性，降低了維護成本。

（2）多臺彈射單元獨立工作，可根據艦載機改變彈射單元的工作數量，減小能量損耗。同時，多臺彈射單元獨立工作可減小單個單元工作故障導致的危害，提高了系統的容錯性能。

（3）雙邊轉子結構與搭載平臺間通過永磁體的磁耦合代替傳統機械耦合實現傳速，充分利用了磁齒輪無接觸、高可靠性、低維護成本的優點，提高了系統性能。

（4）雙邊轉子結構既起到運動傳遞的作用，又起到了機械支撐搭載平臺的功能，避免了傳統直線運動式彈射器的導軌、支撐滑輪設計，簡化了系統結構。

附圖說明

圖1為本發明結構的前視圖；

圖2為本發明整體結構的示意圖；

圖3為本發明單個彈射單元的示意圖；

其中，1、旋轉電機，2、機械軸，?3、雙邊轉子結構，4、公用的艦載機搭載平臺，5、圓柱形鐵芯，6、環形永磁體，7、搭載平臺下層永磁體，8、搭載平臺上層鐵芯。

具體實施方式

下面是對本發明的具體實施過程的進一步描述：