[發(fā)明專利]一種光纖傳導(dǎo)加熱柔性彈射裝置及其彈射系統(tǒng)和彈射方法

有效

• 申請?zhí)枺?/td>: 202110055269.X
• 申請日: 2021-01-15
• 公開（公告）號: CN112678198B
• 公開（公告）日: 2022-10-11
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 馬修泉;胡暢;周邵巍;蒲慧慧;劉華坪;周奇;曹龍超;張健;武利龍
• 申請（專利權(quán)）人: 華中科技大學(xué)
• 主分類號: B64F1/06
• 分類號: B64F1/06
• 代理公司: 北京高沃律師事務(wù)所 11569
• 代理人: 張?zhí)煲?/td>

本發(fā)明公開一種光纖傳導(dǎo)加熱柔性彈射裝置及其彈射系統(tǒng)和彈射方法，包括能量轉(zhuǎn)換腔以及能夠?qū)⒓す鈧鬏數(shù)剿瞿芰哭D(zhuǎn)換腔的光纖輸出頭，所述能量轉(zhuǎn)換腔內(nèi)注入有能夠吸收激光能量由液相轉(zhuǎn)換成氣相的能量轉(zhuǎn)換介質(zhì)，所述能量轉(zhuǎn)換腔連通有彈道，所述彈道方向與激光入射方向不重合，所述彈道內(nèi)填裝有待彈射物，所述待彈射物能夠封堵所述彈道并由所述彈道的彈射出口彈出；本發(fā)明能夠利用激光照射使得能量轉(zhuǎn)介質(zhì)在能量轉(zhuǎn)換腔內(nèi)由液態(tài)轉(zhuǎn)換為氣態(tài)，從而能夠使得能量轉(zhuǎn)換腔內(nèi)的氣壓增大，進(jìn)而能夠?qū)⒋龔椛湮镉蓮椀赖膹椛涑隹趶棾觯瓿扇嵝詮椛溥\(yùn)動，激光的能量幾乎完全被能量轉(zhuǎn)換腔內(nèi)的能量轉(zhuǎn)換介質(zhì)所吸收，能量轉(zhuǎn)化效率和能量利用效率均能夠達(dá)到較高的水平。

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及激光及特種用途的技術(shù)領(lǐng)域，特別是涉及一種光纖傳導(dǎo)加熱柔性彈射裝置及其彈射系統(tǒng)和彈射方法。

背景技術(shù)

1g水溫度升高1℃吸熱4.2J，而在101kPa下，100℃時1mol H₂O的體積比0℃時1molH₂O的體積增大了約1700倍，因而，利用水的氣液相變化所導(dǎo)致的壓力變化，可以進(jìn)行蒸汽彈射，目前常規(guī)的蒸汽彈射器需要配備蒸汽儲罐、管線和輔助設(shè)備，體積和重量過于龐大；蒸汽彈射器工作時需消耗大量蒸汽，彈射時候的能量損耗較大；蒸汽彈射的彈射力量調(diào)節(jié)范圍小，無法彈射較輕的無人機(jī)；因而使得該種蒸汽彈射機(jī)構(gòu)不能靈活的廣泛使用。現(xiàn)有技術(shù)中還有一種彈射方式為電磁彈射，電磁彈射雖體積較常規(guī)蒸汽彈射有較大改善，且彈射重量也有了較大的提高，但其耗費(fèi)較大的電能，且維護(hù)成本較高。

授權(quán)公告號為CN 202244097 U的中國專利，公開了一種蒸汽彈射器，包括蒸汽動力系統(tǒng)、發(fā)射系統(tǒng)、彈射系統(tǒng)，蒸汽動力系統(tǒng)設(shè)有依次連接的蒸汽發(fā)生器、儲汽罐、增壓罐、蒸汽回收缸；彈射系統(tǒng)設(shè)有由支架支撐并與甲板固連的導(dǎo)軌、與導(dǎo)軌滑動連接的滑梭，滑梭上面設(shè)有卡具，下面設(shè)有底盤；發(fā)射系統(tǒng)設(shè)有兩個并排的氣缸，兩個氣缸與增壓罐輸出管道連接，兩個氣缸的排氣口分別與真空泵、蒸汽回收缸、儲汽罐的輸出管道依次連接，氣缸內(nèi)裝有活塞，活塞前面通過活塞桿與滑梭底盤固連，氣缸后方設(shè)有復(fù)位絞盤，鋼索一端與滑梭底盤固連，另一端與復(fù)位絞盤固連，導(dǎo)軌在滑梭凹槽內(nèi)為嵌入式連接；該專利文件雖然利用了蒸汽進(jìn)行彈射，但是還需要設(shè)置增壓罐，而且專利文件中并沒有介紹蒸汽發(fā)生器的具體工作原理，可見，其采用常規(guī)的產(chǎn)生蒸汽的方案，比如采用鍋爐加熱水，產(chǎn)生蒸氣，蒸汽產(chǎn)生速度慢，如果需要較大的蒸汽量，則設(shè)備龐大、復(fù)雜。

激光因其具有高亮度、高方向性、高單色性及高相干性而被廣泛應(yīng)用于各行各業(yè)中，隨著光纖技術(shù)的不斷成熟，使得激光器能輕易勝任各種多維任意空間加工應(yīng)用。但是，現(xiàn)有技術(shù)中通常應(yīng)用了激光產(chǎn)生的熱量進(jìn)行切割、焊接金屬或可熔融的材料，而沒有利用激光直接加熱液態(tài)水的方案。如何能夠利用激光將水或其他液體進(jìn)行氣化增大體積以增大壓強(qiáng)，使其能夠應(yīng)用到蒸汽彈射系統(tǒng)中是客觀存在的技術(shù)問題。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明的目的是提供一種光纖傳導(dǎo)加熱柔性彈射裝置及其彈射系統(tǒng)和彈射方法，以解決上述現(xiàn)有技術(shù)存在的問題，能夠利用激光照射使得能量轉(zhuǎn)介質(zhì)在能量轉(zhuǎn)換腔內(nèi)由液態(tài)轉(zhuǎn)換為氣態(tài)，從而能夠使得能量轉(zhuǎn)換腔內(nèi)的氣壓增大，進(jìn)而能夠?qū)⒋龔椛湮飶棾觯瓿扇嵝詮椛溥\(yùn)動。

為實(shí)現(xiàn)上述目的，本發(fā)明提供了如下方案：

本發(fā)明提供一種光纖傳導(dǎo)加熱柔性彈射裝置，包括能量轉(zhuǎn)換腔以及能夠?qū)⒓す鈧鬏數(shù)剿瞿芰哭D(zhuǎn)換腔的光纖輸出頭，所述能量轉(zhuǎn)換腔內(nèi)注入有能夠吸收激光能量由液相轉(zhuǎn)換成氣相的能量轉(zhuǎn)換介質(zhì)，所述能量轉(zhuǎn)換腔連通有彈道，所述彈道方向與激光入射方向不重合，所述彈道內(nèi)填裝有待彈射物，所述待彈射物能夠封堵所述彈道并由所述彈道的彈射出口彈出。

優(yōu)選地，所述能量轉(zhuǎn)換腔截面為正多邊形或圓形，內(nèi)表面鍍金或鍍激光反射膜，激光在所述能量轉(zhuǎn)換腔內(nèi)形成漫反射。

優(yōu)選地，所述彈射出口設(shè)置有彈射閥門，所述彈射閥門能夠限定待彈射物的位置。