本發(fā)明涉及一種基于電渦流制動的航母阻攔索系統(tǒng)，屬于航母艦載機著艦攔阻技術(shù)領(lǐng)域。

背景技術(shù)：

現(xiàn)代固定翼艦載機飛行速度約200-300km/h，為使其在長度有限的航母甲板上安全著艦，必須安裝航母阻攔裝置。

現(xiàn)有技術(shù)中大多數(shù)航母采用液壓緩沖式阻攔裝置，它包含多種精密控制閥，動密封等，結(jié)構(gòu)復(fù)雜，成本高昂，技術(shù)難度大。

技術(shù)實現(xiàn)要素：

本發(fā)明克服了液壓緩沖式阻攔裝置的不足，提供了一種結(jié)構(gòu)簡單，成本低廉，控制方便的基于電渦流制動的航母阻攔索系統(tǒng)。

本發(fā)明解決上述技術(shù)問題的技術(shù)方案如下：本發(fā)明提供了一種基于電渦流制動的航母阻攔索系統(tǒng)，該系統(tǒng)包括阻攔機(1)、復(fù)位裝置(2)、鋼索(3)、阻攔索(4)、阻攔索支撐(5)、導(dǎo)向滑輪組(6)、滑輪緩沖系統(tǒng)(7)、循環(huán)水冷卻裝置(8)、控制柜(9)；利用循環(huán)水冷卻裝置(8)散熱，防止制動力矩?zé)崴ネ?，增強其持續(xù)制動能力；利用復(fù)位裝置(2)對阻攔后的阻攔索進行回收復(fù)位，為下次著艦做準(zhǔn)備；利用控制柜(9)采集阻攔索(4)的張力信號與阻攔機傳動軸(1.5)上轉(zhuǎn)速信號，通過調(diào)節(jié)勵磁電流，對阻攔索系統(tǒng)進行實時控制。

進一步，所述阻攔機包含四臺液冷式電渦流制動器(左右各兩臺)，左/右邊兩臺液冷式電渦流制動器定子(1.3)通過軸承(1.4)與傳動軸(1.5)連接；轉(zhuǎn)子(1.1)通過連接件與傳動軸(1.5)連為一體，兩根鋼索(3)的一端分別繞在這兩個傳動軸(1.5)上，另一端穿過導(dǎo)向滑輪組(6)分別與阻攔索(4)兩端相連。

進一步，所述定子(1.3)內(nèi)層與外層均為圓筒形，并由環(huán)形筒底連接。定子(1.3)外層表面有進出水口，內(nèi)部有冷卻水道；所述轉(zhuǎn)子(1.1)主要由沿圓周分布的導(dǎo)磁齒組成，這些導(dǎo)磁齒“嵌在”定子(1.3)內(nèi)外層之間，并通過連接件與傳動軸(1.5)相連，轉(zhuǎn)子(1.1)隨傳動軸(1.5)一起旋轉(zhuǎn)。

進一步，所述轉(zhuǎn)子(1.1)導(dǎo)磁齒位于定子(1.3)內(nèi)層與外層之間，定子(1.3)外層內(nèi)表面與內(nèi)層外表面均受磁力線切割。所述轉(zhuǎn)子(1.1)導(dǎo)磁齒的齒頂圓弧與所述定子(1.3)外層內(nèi)表面圓弧之間保持約2毫米的間隙；所述轉(zhuǎn)子(1.1)導(dǎo)磁齒的齒底圓弧與所述定子(1.3)內(nèi)層外表面圓弧之間保持約2毫米的間隙。

本發(fā)明一種基于電渦流制動的航母阻攔索系統(tǒng)的工作原理如下：

當(dāng)飛機著艦并鉤住阻攔索(4)時，會通過鋼索(3)帶動傳動軸(1.5)轉(zhuǎn)動，同時轉(zhuǎn)子(1.1)也隨之旋轉(zhuǎn)；此時因勵磁線圈(1.2)通電，與導(dǎo)磁齒正對的定子(1.3)表面受磁力線切割并產(chǎn)生電渦流，從而產(chǎn)生阻礙轉(zhuǎn)子(1.1)持續(xù)轉(zhuǎn)動的阻力矩，該阻力矩通過傳動軸(1.5)，鋼索(3)傳遞到阻攔索(4)上，形成對艦載機的制動力；制動時，由于電渦流只在定子(1.3)上產(chǎn)生，因而只有定子(1.3)上產(chǎn)生熱量，這些熱量通過定子(1.3)內(nèi)部冷卻水道中的冷卻水帶走；不需要制動時，線圈(1.2)中的勵磁電流通過控制柜(9)斷開，此時線圈(1.2)也就不會產(chǎn)生磁力線，定子(1.3)表面就不會產(chǎn)生電渦流，即不會產(chǎn)生制動力矩。

與現(xiàn)有技術(shù)相比，本發(fā)明具有如下有益效果。

本發(fā)明作為一種艦載機著艦阻攔裝置，其結(jié)構(gòu)簡單，控制方便。阻攔索(4)通過鋼索(3)、以及連接件帶動制動器轉(zhuǎn)子(1.1)旋轉(zhuǎn)，轉(zhuǎn)子導(dǎo)磁齒位于定子(1.3)內(nèi)層和外層之間，定子(1.3)內(nèi)部有冷卻水道，轉(zhuǎn)子(1.1)隨傳動軸轉(zhuǎn)動時，與導(dǎo)磁齒正對的定子(1.3)表面受磁力線切割而產(chǎn)生電渦流，從而在定子(1.3)表面產(chǎn)生熱量，這些熱量最后通過冷卻水道中的冷卻水帶走，本發(fā)明就是利用這種原理不斷地消耗和轉(zhuǎn)化飛機的機械能，從而起到制動的作用。

本發(fā)明最大的特點是鋼索(3)繞在阻攔機(1)的兩根傳動軸(1.5)上，結(jié)構(gòu)簡單；阻攔機(1)采用液冷式電渦流制動器，結(jié)構(gòu)簡單，可靠性高；阻攔機轉(zhuǎn)子(1.1)轉(zhuǎn)動慣量小，對傳動系統(tǒng)影響小；利用循環(huán)水冷卻裝置(8)散熱，散熱效果好；線圈(1.2)集中且直接繞制在定子(1.3)上，使得加工工藝更加簡單；線圈(1.2)產(chǎn)生的環(huán)形磁路是一個整體，減少了磁損失，提高了工作效率，安裝簡便，可靠性高，并且可以實現(xiàn)制動力矩的無極調(diào)節(jié)，實時控制。

附圖說明

圖1為本發(fā)明一種基于電渦流制動的航母阻攔索系統(tǒng)等軸測視圖；

圖2為本發(fā)明一種基于電渦流制動的航母阻攔索系統(tǒng)阻攔機主視圖；

圖3為本發(fā)明一種基于電渦流制動的航母阻攔索系統(tǒng)液冷式電渦流制動器定子結(jié)構(gòu)；

圖4為本發(fā)明一種基于電渦流制動的航母阻攔索系統(tǒng)液冷式電渦流制動器轉(zhuǎn)子結(jié)構(gòu)；

圖5為本發(fā)明一種基于電渦流制動的航母阻攔索系統(tǒng)液冷式電渦流制動器主要結(jié)構(gòu)參數(shù)；

圖中：1、阻攔機，2、復(fù)位裝置，3、鋼索，4、阻攔索，5、阻攔索支撐，6、導(dǎo)向滑輪組，7、滑輪緩沖系統(tǒng)，8、循環(huán)水冷卻裝置，9、控制柜，1.1、轉(zhuǎn)子，1.2、線圈，1.3、定子，1.4、軸承，1.5、傳動軸。

具體實施方式

以下結(jié)合附圖對本發(fā)明的原理和特征進行描述，所舉實例只用于解釋本發(fā)明，并非用于限定本發(fā)明的范圍。

如圖1所示，一種基于電渦流制動的航母阻攔索系統(tǒng)，該系統(tǒng)包括阻攔機(1)、復(fù)位裝置(2)、鋼索(3)、阻攔索(4)、阻攔索支撐(5)、導(dǎo)向滑輪組(6)、滑輪緩沖系統(tǒng)(7)、循環(huán)水冷卻裝置(8)、控制柜(9)；阻攔機(1)由四臺相互對稱布置的液冷式電渦流制動器，以及軸承(1.4)和傳動軸(1.5)組成，每臺液冷式電渦流制動器由轉(zhuǎn)子(1.1)、線圈(1.2)、定子(1.3)組成；定子(1.3)通過軸承(1.4)與傳動軸(1.5)連接；轉(zhuǎn)子(1.1)通過連接件與傳動軸(1.5)連為一體，兩根鋼索(3)的一端分別繞在兩個傳動軸(1.5)上，兩根鋼索(3)的另一端穿過導(dǎo)向滑輪組(6)、滑輪緩沖系統(tǒng)(7)后再分別與阻攔索(4)兩端相連；轉(zhuǎn)子(1.1)導(dǎo)磁齒的齒頂圓弧與所述定子(1.3)外層內(nèi)表面圓弧之間保持約2毫米的間隙；所述轉(zhuǎn)子(1.1)導(dǎo)磁齒的齒底圓弧與所述定子(1.3)內(nèi)層外表面圓弧之間保持約2毫米的間隙。復(fù)位裝置(2)設(shè)置在傳動軸(1.5)的端部，定子(1.3)的外側(cè)設(shè)有循環(huán)水冷卻裝置(8)，控制柜(9)與線圈(1.2)連接。

所述轉(zhuǎn)子(1.1)由沿圓周分布的導(dǎo)磁齒組成，轉(zhuǎn)子(1.1)隨傳動軸(1.5)一起轉(zhuǎn)動。定子(1.3)的內(nèi)層與外層均為圓筒形，并通過環(huán)形筒底連接；定子(1.3)的內(nèi)部設(shè)有冷卻水道；所述線圈(1.2)集中且直接繞制在所述定子(1.3)上，所述線圈(1.2)和定子(1.3)均為靜止部件；所述線圈(1.2)通電后形成環(huán)形磁路，所述環(huán)形磁路為一個整體，以減少磁損失。所述控制柜(9)通過導(dǎo)線與所述線圈(1.2)相連接，控制線圈(1.2)的通斷電以及電流大小，以達到控制制動力矩的目的。

工作時，控制柜(9)使電瓶與線圈(1.2)連通，使線圈(1.2)能夠獲得勵磁能力；磁路從定子(1.3)內(nèi)層開始，經(jīng)過轉(zhuǎn)子(1.1)導(dǎo)磁齒，到達定子(1.3)外層，并形成一個完整磁路。轉(zhuǎn)子(1.1)與定子(1.3)之間的氣隙中形成磁場，該磁場與勵磁電流相關(guān)；當(dāng)飛機著艦并鉤住阻攔索(4)時，會通過鋼索(3)帶動傳動軸(1.5)轉(zhuǎn)動，同時轉(zhuǎn)子(1.1)也隨之旋轉(zhuǎn)；此時因勵磁線圈(1.2)通電，與導(dǎo)磁齒正對的定子(1.3)表面受磁力線切割并產(chǎn)生電渦流，從而產(chǎn)生阻礙轉(zhuǎn)子(1.1)持續(xù)轉(zhuǎn)動的阻力矩，該阻力矩通過傳動軸(1.5)，鋼索(3)傳遞到阻攔索(4)上，形成對艦載機的制動力；制動時，由于電渦流只在定子(1.3)上產(chǎn)生，因而只有定子(1.3)上產(chǎn)生熱量，這些熱量通過定子(1.3)內(nèi)部冷卻水道中的冷卻水帶走；不需要制動時，線圈(1.2)中的勵磁電流通過控制柜(9)斷開，此時線圈(1.2)也就不會產(chǎn)生磁力線，定子(1.3)表面就不會產(chǎn)生電渦流，即不會產(chǎn)生制動力矩。

實施例

設(shè)計一款電渦流制動器，轉(zhuǎn)子與定子材料采用低碳鋼，氣隙長度1.5mm。其它主要參數(shù)如下：定子外層外徑；定子外層內(nèi)徑；定子內(nèi)層外徑；定子內(nèi)層內(nèi)徑；制動器寬度w＝475mm；導(dǎo)磁齒齒數(shù)；D＝1000mm；線圈匝數(shù)N＝1000匝；四臺制動器總重約20噸。

通過仿真計算得當(dāng)電流I＝45A時，能產(chǎn)生的平均制動力F≈1300kN；假設(shè)艦載機重量m＝30000kg，著艦速，不考慮偏心、偏航、空氣阻力、摩擦力等因素時；通過計算得：平均減速度a＝43m/s²；制動時間，制動距離?？刂乒窨梢酝ㄟ^調(diào)節(jié)電流，調(diào)節(jié)制動時間和制動距離。