專利名稱：一種飛輪動力安全發(fā)射方法及裝置的制作方法
技術領域：
本發(fā)明涉及一種動力發(fā)射系統(tǒng)，特別涉及一種飛輪動力安全發(fā)射方法及裝置。
背景技術：
動力系統(tǒng)是用于發(fā)射汽車用于汽車碰撞試驗以及飛機的常用裝置，但由于汽車及 飛機的質(zhì)量大速度快，所以對動力系統(tǒng)的功率要求高，從而使發(fā)射裝置的體積和重量增大， 試驗和使用成本增加?，F(xiàn)在雖然也有相關技術對動力發(fā)射裝置進行了一些改進，如中國專 利局于1997. 04. 02公告的申請?zhí)?4115859. 4發(fā)明名稱《飛機彈射及回收系統(tǒng)》，通過采用 鋼絲繩與活塞直接環(huán)連接的方式來發(fā)射，該發(fā)明雖然可靠實用，速度快，效率高，適于國產(chǎn) 化等特點，但從工藝上難以做到發(fā)射飛機所需要的功率。又如中國專利局于2003. 05. 21公 告的專利申請?zhí)枮?1807253. 4發(fā)明名稱《一種加速系統(tǒng)》也同樣存在著功率達不到發(fā)射飛 機所需要的要求。而美國海軍所使用的是采用直徑1米的蒸汽開口缸推動飛機的，每次使 用的蒸汽量高達1噸，但該設備制造工藝復雜體積大，重量大，不利于安裝使用，同時占據(jù) 了船的大量空間和載重量。現(xiàn)在急需解決一種本身動力小，重量輕，體積小，而發(fā)射動力大 的動力安全發(fā)射方法及裝置。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的在于克服上述缺點，提供一種本身動力小，重量輕，體積小，而發(fā)射 動力大的一種飛輪動力安全發(fā)射方法及裝置。為此，本發(fā)明提供了一種飛輪動力安全發(fā)射方法及裝置，所述方法是通過將作圓 周動力的動力系統(tǒng)與一個質(zhì)量大于發(fā)射體的飛輪慣性儲能裝置相連，動力系統(tǒng)將能量不斷 地輸入給飛輪，飛輪能將動力系統(tǒng)輸入的能量以轉動慣量的形式將能量累積儲存起來，從 而變成一個巨大的轉動慣量，通過離合器瞬間傳遞給發(fā)射體，使發(fā)射體在瞬間獲得足夠能 量，從而被加速到預先設定的速度；達到將發(fā)射體發(fā)射出去的目的。所述裝置包括動力系 統(tǒng)、飛輪、離合器、動能輸出裝置、發(fā)射體，其中所述的動力系統(tǒng)與飛輪慣性儲能裝置相連， 動力系統(tǒng)將能源不斷地輸入給飛輪慣性儲能裝置，飛輪慣性儲能裝置能將動力系統(tǒng)輸入的 能量以轉動慣量的形式將能量累積儲存起來；所述離合器與飛輪慣性儲能裝置的位置相 對應，當不相接觸時離合器不起作用，兩者之間不發(fā)生能量傳遞作用；當接觸時離合器起 作用，離合器將飛輪慣性儲能裝置的能量通過摩擦力的方式傳遞給連接在一起動能輸出裝 置，所述動能輸出裝置與發(fā)射體相連，發(fā)射體獲得動能后被發(fā)射出去。如將一個小功率的電 動機與一個大重量的飛輪相連，飛輪的重量大于要發(fā)射的發(fā)射體的重量，通過電動機的不 斷地旋轉帶動與之相連的飛輪旋轉，最后使飛輪的轉速達到了與電動機所帶動的轉速，由 于飛輪是作圓周運動，飛輪的線速度可以遠大于發(fā)射體的速度，飛輪所貯存的能量已經(jīng)遠 大于發(fā)射體發(fā)射時所需要的能量，當飛輪通過離合器將能量傳遞給發(fā)射體時，由于發(fā)射所 需要的能量只是飛輪的很小一部分，所以飛輪在受到離合器的作用時并不會因為帶動了發(fā) 射體而停止旋轉，仍然以比原來稍低的速度旋轉，而發(fā)射體從飛輪獲得能量后被發(fā)射出去。本發(fā)明通過飛輪的旋轉速度的不斷提高來累積獲得能量，而在瞬間釋放，從而有效地降低 了發(fā)射所需要的功率。在本發(fā)明提供的另一種飛輪動力安全發(fā)射方法及裝置中，在所述飛輪的周圍安裝 一個或一個以上的滾輪，滾輪的外沿與飛輪相接觸，防止飛輪在旋轉過程中偏離飛輪的軸 心。因為當飛輪高速旋轉時，飛輪所貯存的能量非常巨大，如果飛輪在旋轉過程中偏離中心 軸特別是在發(fā)射時，由于帶動發(fā)射體旋轉會受到外力的作用，這時如果產(chǎn)生偏離旋轉運動 將產(chǎn)生安全事故?，F(xiàn)在在飛輪的周圍如在飛輪的外沿對稱安裝一定數(shù)量的滾輪，由于滾輪 本身是處于固定狀態(tài)，所以當飛輪產(chǎn)生偏離旋轉時就會對滾輪產(chǎn)生偏心的推力，滾輪受到 飛輪的推力后會產(chǎn)生相反的力將飛輪推回到中心軸的位置。當然，滾輪除安裝在飛輪的外 沿外也可以安裝在飛輪的其它部位，如安裝在飛輪的下部或上部起到支撐或保持飛輪穩(wěn)定 的作用。在本發(fā)明提供的另一種飛輪動力安全發(fā)射方法及裝置中，所述離合器是摩擦式離 合器，摩擦式離合方式比較容易制造和控制。當然，根據(jù)不同情況和需求，也可以采用離心 式離合器或其它離合器。在所述摩擦式離合器上安裝有摩擦力控制系統(tǒng)，摩擦力控制系統(tǒng) 能準確控制摩擦力的大小。通過準確控制摩擦力的大小就可以準確控制給予發(fā)射體的動力 的大小，準確控制了給予發(fā)射體的動力大小就能準確控制發(fā)射體的速度。所述摩擦力控制 系統(tǒng)可以是液壓伺服系統(tǒng)，液壓伺服系統(tǒng)容易控制和操作。為了減少其它不定因素對摩擦 力的干擾，在摩擦力控制系統(tǒng)與摩擦片之間安裝平面軸承，通過平面軸承將摩擦力傳遞離器。本發(fā)明提供的另一種飛輪動力安全發(fā)射方法及裝置中，所述動力輸出裝置是一個 鋼絲繩滾筒，滾筒上繞鋼絲繩，鋼絲繩與發(fā)射體相連。當離合器在摩擦動力的作用下與飛輪 相連后，離合器將逐漸地與飛輪同速旋轉，與離合器相連的鋼絲繩滾筒也將逐漸地與飛輪 同步旋轉，鋼絲繩滾筒上的鋼絲繩也同樣與鋼絲繩滾筒同步運動，其速度由鋼絲繩滾筒的 直徑及轉速所控制，從而在鋼絲繩的拉動下被加速。在鋼絲繩滾筒的鋼絲繩與發(fā)射體上安 裝脫鉤機構，當發(fā)射體達到預先設定的速度后，發(fā)射體通過脫鉤機構與鋼絲繩脫離，從而被 發(fā)射出去。根據(jù)需要，動力輸出裝置也可以安裝變速系統(tǒng)，調(diào)整發(fā)射速度。本發(fā)明提供的飛輪動力安全發(fā)射方法及裝置與現(xiàn)有方法相比具有以下優(yōu)點1.裝置簡單本發(fā)明的裝置比現(xiàn)有的發(fā)射系統(tǒng)結構簡單；2.體積小重量輕與美國同類產(chǎn)品比，體積只有十分之一，重量只有四分之一；3.制造成本低本發(fā)明產(chǎn)品只有同類產(chǎn)品的五分之一。下面通過附圖描述的本發(fā)明的實施例，可以更清楚地理解本發(fā)明的構思、方法。


附圖1是本發(fā)明提供的一種飛輪動力安全發(fā)射方法及裝置的一個實施例的原理 示意圖；附圖2是本發(fā)明提供的一種飛輪動力安全發(fā)射方法及裝置的飛輪防止偏離的示 意圖。
具體實施例方式參照附圖1，附圖1描述了本發(fā)明提供的一種飛輪動力安全發(fā)射方法及裝置的一 個實施例的原理示意圖電動機1將能量通過皮帶及皮帶輪2傳遞給飛輪3，飛輪3的重量 遠大于飛機12的重量；當摩擦式離合器4與飛輪3不相接觸時，飛輪3在電動機1的帶動 下將電動機1傳遞過來的能量不斷地貯存起來，隨著能量的不斷增加，速度越來越快，貯存 的能量越來越多。當進行發(fā)射時，液壓伺服動力系統(tǒng)5通過中心軸6將壓力傳遞給平面軸承 7，中心軸6由支撐架10固定，中心軸6可以在支撐架10里上下移動，支撐架10通過固定點 9固定；平面軸承7位于中心軸6與動能輸出裝置8之間，當動能輸出裝置8旋轉時通過平 面軸承7的作用，中心軸6可以不隨之旋轉保持不動。在液壓伺服動力系統(tǒng)5的壓力作用 下，摩擦式離合器4與飛輪3產(chǎn)生摩擦作用，能量輸出裝置8在摩擦力的作用下開始旋轉， 能量輸出裝置8旋轉時上面的鋼絲繩13也同時運動，鋼絲繩13運動帶動脫鉤機構11及與 之相連的飛機12 —起運動。根據(jù)摩擦力定律，摩擦力的大小等于壓力與摩擦系數(shù)的乘積， 摩擦系數(shù)是一定的；因此，壓力越大，產(chǎn)生的摩擦力就越大，根據(jù)飛機12的重量、跑道距離、 起飛速度的要求，可以確定鋼絲繩13的拉力的大小，確定了鋼絲繩13的拉力就可以知道需 要多大的摩擦力，需要多大的摩擦力就可以確定液壓伺服系統(tǒng)5需要提供多大的壓力。由 于飛輪3的重量遠大于飛機12的重量，同時飛輪3的轉速也遠大于飛機12起飛所需要的 速度，所以飛輪3完全可以將飛機帶動。當飛機12到達跑道的起飛地點時，脫鉤機構11與 飛機12分離，飛機被發(fā)射出去。參照附圖2，附圖2是本發(fā)明提供的一種飛輪動力安全發(fā)射方法及裝置的飛輪防 止偏離的示意圖在飛輪21的外沿分別安裝了四個防止飛輪偏離的滾輪定位裝置23、24、 25、26。當飛輪21受到外力(如發(fā)射時)作用偏離飛輪中心軸22時，如偏向滾輪定位裝置 23時，飛輪21將對滾輪定位裝置23的滾輪27產(chǎn)生推力，滾輪27受到飛輪21的推力后將 通過滾輪27的滾輪中心軸28將推力傳遞到支撐架29上，由于支撐架29固定在固定壁30 上，而固定壁30受到推力作用時產(chǎn)生反作用力，反作用力通過支撐架29、滾輪中心軸28傳 遞到滾輪27上，滾輪27將反作用力作用在飛輪21上，使飛輪21又被推回到飛輪中心軸 22。從而防止飛輪21偏離飛輪中心軸22，保證飛輪21的正常旋轉，防止安全事故的發(fā)生。上面所述實施例是對本發(fā)明進行說明，并非對本發(fā)明進行限定。本發(fā)明要求保護 的構思、方法和范圍，都記載在本發(fā)明的權利要求書中。
權利要求
一種飛輪動力安全發(fā)射方法及裝置，其特征是所述方法是通過將作圓周動力的動力系統(tǒng)與一個質(zhì)量大于發(fā)射體的飛輪慣性儲能裝置相連，動力系統(tǒng)將能量不斷地輸入給飛輪，飛輪能將動力系統(tǒng)輸入的能量以轉動慣量的形式將能量累積儲存起來，從而變成一個巨大的轉動慣量，通過離合器瞬間將能量傳遞給發(fā)射體，使發(fā)射體在瞬間獲得足夠能量，從而被加速到預先設定的速度；達到將發(fā)射體發(fā)射出去的目的。
2.根據(jù)權利要求1所述的飛輪動力安全發(fā)射方法及裝置，其特征是所述裝置包括動 力系統(tǒng)、飛輪、離合器、動能輸出裝置、發(fā)射體，其中所述的動力系統(tǒng)與飛輪慣性儲能裝置相 連，動力系統(tǒng)將能源不斷地輸入給飛輪慣性儲能裝置，飛輪慣性儲能裝置能將動力系統(tǒng)輸 入的能量以轉動慣量的形式將能量累積儲存起來；所述離合器與飛輪慣性儲能裝置的位置 相對應，當不相接觸時離合器不起作用，兩者之間不發(fā)生能量傳遞作用；當接觸時離合器起 作用，離合器將飛輪慣性儲能裝置的能量通過摩擦力的方式傳遞給連接在一起動能輸出裝 置，所述動能輸出裝置與發(fā)射體相連，發(fā)射體獲得動能后被發(fā)射出去。
3.根據(jù)權利要求1或2所述的飛輪動力安全發(fā)射方法及裝置，其特征是在所述飛輪 的周圍安裝一個或一個以上的滾輪，滾輪的外沿與飛輪相接觸，防止飛輪在旋轉過程中偏 離飛輪的軸心。
4.根據(jù)權利要求1或2所述的飛輪動力安全發(fā)射方法及裝置，其特征是所述離合器 是離心式離合器。
5.根據(jù)權利要求1或2所述的飛輪動力安全發(fā)射方法及裝置，其特征是所述離合器 是摩擦式離合器。
6.根據(jù)權利要求5所述的飛輪動力安全發(fā)射方法及裝置，其特征是所述摩擦式離合 器上安裝有摩擦力控制系統(tǒng)，摩擦力控制系統(tǒng)能控制摩擦力的大小。
7.根據(jù)權利要求6所述的飛輪動力安全發(fā)射方法及裝置，其特征是所述摩擦力控制 系統(tǒng)是液壓伺服系統(tǒng)。
8.根據(jù)權利要求6或7所述的飛輪動力安全發(fā)射方法及裝置，其特征是所述摩擦力 控制系統(tǒng)與摩擦式離合器之間通過平面軸承傳遞動力。
9.根據(jù)權利要求2所述的飛輪動力安全發(fā)射方法及裝置，其特征是所述動力輸出裝 置是一個鋼絲繩滾筒，滾筒上繞鋼絲繩，鋼絲繩與發(fā)射體相連。
10.根據(jù)權利要求9所述的飛輪動力安全發(fā)射方法及裝置，其特征是在所述與發(fā)射體 相連的鋼絲繩上安裝脫鉤機構。
全文摘要
本發(fā)明公開了一種飛輪動力安全發(fā)射方法及裝置。本發(fā)明的目的在于克服現(xiàn)有技術缺點，提供一種本身動力小，重量輕，體積小，而發(fā)射動力大的一種飛輪動力安全發(fā)射方法及裝置。所述方法是通過將作圓周動力的動力系統(tǒng)與一個質(zhì)量大于發(fā)射體的飛輪慣性儲能裝置相連，動力系統(tǒng)將能量不斷地輸入給飛輪，飛輪將動力系統(tǒng)輸入的能量以轉動慣量的形式將能量累積儲存起來，從而變成一個巨大的轉動慣量，通過離合器瞬間傳遞給發(fā)射體，使發(fā)射體在瞬間獲得足夠能量，從而被加速到預先設定的速度，達到將發(fā)射體發(fā)射出去的目的。所述裝置包括動力系統(tǒng)、慣性儲能裝置、離合器、動能輸出裝置、發(fā)射體。本發(fā)明用于汽車試驗、飛機等的發(fā)射。
文檔編號B64F1/04GK101850848SQ20091004858
公開日2010年10月6日 申請日期2009年3月31日 優(yōu)先權日2009年3月31日
發(fā)明者王武生 申請人:上海奇謀能源技術開發(fā)有限公司