一种以火药激发液态二氧化碳为动力的智能弹射器的制作方法

1.本发明属于动力与传动领域，可用于陆上移动平台无人机的投放以及海基航空母舰飞行器弹射起飞，具体涉及一种以火药激发液态二氧化碳汽化为动力的智能弹射器。


背景技术：

2.弹射器主要应用场景是陆基移动平台无人机助力起飞和海基航空母舰的舰载机的弹射起飞，为提高无人机对作战环境适应性需在移动平台上投放，移动平台的短距起飞必须采用助力加速，以达到最小起飞速度。目前陆基移动平台解决了小型无人机的投放技术要求，如采用机械能弹射或是火药、火箭助力弹射也在探索高压气体弹射，但对中大型无人机的弹射技术尚不成熟或存在一定不足。海基航母弹射器可以说是陆上移动平台无人机弹射技术的放大版，弹射器主要是解决动力输出的能量级别、动力输出的平稳性、瞬发性等问题，鉴于陆基与海基对弹射器要求的基本相同只是功率差距，以下着重以航母弹射器进行分析，陆基移动平台无人机弹射只是小型化(或是微缩版)。
3.航母战斗力主要表现为航母的各型战机携带数量与投放速度，受航母甲板长度限制以及舰载机的停放阻拦索等对甲板面积的占用较大，舰载机的甲板跑道长度十分有限，舰载机采用滑跃式起飞一是起飞频率降低；二是无法实现满弹满油起飞，影响了战机的战斗力；三是无法起降大型预警机，环境探测能力降低。而垂直起降技术一是对战机技术要求太高，二是垂直起降对自身的载弹量也有影响。影响了航母战斗群的生存能力。要解决以上问题需采用弹射器助力才能实现战机满荷载与高频次起飞，以充分发挥战斗力。弹射器与阻拦索配合以实现预警机的起降，提高航母编队的侦察、打击与生存能力。可见弹射器对航母整体性能的提高至关重要。
4.现役航母应用的弹射器有蒸汽弹射和电磁弹射器，电磁弹射器作为蒸汽弹射器的升级替代品开发的，技术虽然先进但同样存在储多问题：以下分析现役弹射器存在的问题：
5.1、蒸汽弹射器存在的主要问题：弹射动力低、平稳性很差(从伯努利方程：1、蒸汽弹射器存在的主要问题：弹射动力低、平稳性很差(从伯努利方程：和克拉珀龙方程：pv＝nrt推导出蒸汽弹射的平稳性无理论支撑)、汽缸需要预热时间长约24小时(极寒天气有可能导致弹射失败)、蒸汽存储受高温高压影响制罐材料与工艺要求很高，临界态的温度降低了材料的强度，蒸汽对环境温度敏感、双开口汽缸壁厚导致重量与体积大、保形难密封性差、密封胶条等易耗品费用高、后勤人员配备多、淡水制备等；
6.2、电磁弹射虽实现了动力平稳性与可调节性，但存在强磁场影响、永磁动子消磁问题、轨道异物损伤、瞬时电能转换问题、重量与空间占用、首次储能时间长15分钟(导致快速响应能力降低)；
7.3、蒸汽弹射器与电磁弹射器共性问题如下：
8.①
、弹射动力源于航母动力，弹射会导致航母续航能力与航速降低：如美国小鹰级常规航母采用蒸汽弹射每分钟一架连续弹射8次，航母锅炉压力损失20％，动力损失32％，
航速下降8节，一个编队是12架次，对航母的影响可想而知。电磁弹射一架重型战机需在2.5秒内耗电量约50千瓦
·
时，而舰用20mw发电机组要9秒才能完成50千瓦
·
时的发电量，同时要兼顾航母其它系统的工作消耗，可见电磁弹射对全舰的电力系统调配影响巨大；
9.②
、动能转化利用率低：电磁弹射与蒸汽弹射的弹射合力点与起落架拖杆的受力点间存在较大的距离(蒸汽约700mm)，势必产生相当大的弹射扭矩，这对甲板结构和牵引装置提出了更高结构强度要求，所以牵引器(活塞或动子)要有足够的长度来抵抗弹射扭矩，导致牵引结构笨重(如蒸汽弹射牵引器重2.883吨，弹射一次30吨的战机相当于要弹射33吨的物体)能量转化率低；
10.③
、待机损耗与寿命问题：无论是蒸汽弹射的蒸汽储罐还是电磁弹射的超级电容或储能飞轮待机都存在热交换与能量损失，并降低设备寿命；
11.④
、系统庞大空间利用率低：因动力对航母的依赖，航母动力锅炉在底层而弹射器位置甲板位置，这势必造成管路与线缆的复杂程度，给航母空间布局设计提高了难度，降低空间利用率；
12.⑤
、存在重量与空间占用劣势：电磁的定子线圈、变压与储能系统重量以及蒸汽的双动力系统(单个弹射器需两个汽缸两个储汽罐)的重量在250～500吨之间与空间占用则在1200m3左右、电磁弹射技术空间占用为1060m3；
13.⑥
、快速反应能力差、弹射效率低(间隔时间长)；
14.⑦
、动力没有扩展性或补偿机制，弹射系统一旦定型装备上舰，其动力最大值将无法改变或突破，因源头的锅炉蒸汽压力与发电电压均为定值，无法拓展上限。再有缺少补偿机制，一旦开口汽缸的密封条或个别定子线圈出问题会导致弹射失败；
15.⑧
、全天候弹射能力差，蒸汽弹射主要是极寒天气，而电磁弹射则会因雨水或海水进入间隙而影响弹射；
16.⑨
、无法实现滑跃式航母的弹射型升级改造，因弹射器动力对航母的强依赖性，必然导致甲板层与动力层的管线、电路增加，故均无法实现非弹射型航母的升级改装，因两者动力完全依赖航母，航母动力设备均在下层，而弹射器在甲板位置，改装涉及到动力加装以及动力管道线路敷设量大，必然导致对全舰的影响较大，增加费用与时间均难以控制。
17.综合航母弹射工况条件弹射器需满足以下几个维度要求：
18.1、能量级别：其最大输出功率满足2.5秒钟左右时间释放能量超过120mj，最大弹射动力超过120吨，最好上限有弹性；
19.2、系统刚强度与耐疲劳性能：在最大弹射动力与高频率使用情况下保持结构刚度，并不发生疲劳破坏；
20.3、弹射动力平稳性：动力输出波动控制在5％以内；
21.4、弹射动力可调节性：如输出动力范围3吨～120吨(能量1mj～120mj)之间自由调节；
22.5、弹射周期或频率：为提高响应效率系统弹射周期越短越好20秒～30秒，最好是弹射间隙仅取决于战机准备时间；
23.6、快速响应能力：即在非战备状态，从接到弹射指令到完成第一次弹射所需时间，即弹射准备时间，以短为宜，现在技术这方面指标太差；
24.7、具备全天候工作能力：可实现极寒天气、雨天等恶劣天气条件下弹射起飞。
25.通过对检索到的多项相关专利进行研究分析，发现均缺泛系统性，导致功能不达标不完善，漏掉了弹射过程的个别环节。满足弹射维度要求的专利几乎没有，绝大多数是无法实现前两个维度要求，更别说后面的要求了。蒸汽弹射是动力平稳性太差且不具备调节能力；而电磁弹射单次耗电量近50度，其瞬间能量技术(即电能储存与释放效率)尚需突破；两者的快速反应能力均差如人意，有数据显示蒸汽与电磁的弹射准备时间分别是24小时和15分钟(洲际弹道导弹的攻击时间不到30分钟，可见快速反应的重要性)。两者的战备状态是个不断消耗的过程，且有一定的危险性且缩短寿命。我们为解决现役弹射器与相关技术存在的问题，开发了一种以火药激发液态二氧化碳为动力的智能弹射器。新弹射技术创新点达八十余项，现将整体与六个分系统的过程技术申请专利。


技术实现要素：

26.本发明的目的在于提供一种设备为飞行器的短距起飞提供动力，以实现中大型无人机、战机的移动平台起飞。本发明用在陆基移动平台可以高效弹射中大型无人机或巡飞弹的发射；用于海基航母平台则可以实现舰载机的满油满弹的高频次起飞，弹射范围覆盖无人机、战机、预警机等。
27.实现本发明目的的技术方案为：
28.一种以火药激发液态二氧化碳为动力的智能弹射器，包括：
29.存储罐，用于存储液态二氧化碳，并向发动机内注入液态二氧化碳；
30.发动机，用于产生火药燃气并控制内部的液态二氧化碳的释放量，并将液态二氧化碳转化为气态二氧化碳，与火药燃气形成混合气体，以注入气缸内；
31.气缸，作为弹射作业的作动件，内部设有活塞，活塞尾部与曳引绳连接，并通过曳引绳与牵引车连接；
32.导向轨道，作为牵引车弹射作业的导向机构；
33.牵引车，其上设有弹射杆钩、起落架钩以及复位对接机构，用于与被弹射飞机的起落架连接固定与复位机构对接；
34.释放器，用于牵引车起始位置的约束，并在弹射作业时与牵引车分离；
35.复位系统，用于完成弹射后的牵引车和活塞的复位；
36.所述气缸和导向轨道前部均设有止动器，分别用于活塞和牵引车的止动。
37.与现有技术相比，本发明的显著优点为：
38.1、动力不依赖航母动力，发动机燃料是火药与液态二氧化碳，故不影响航母的航速与航程；弹射动力与航母间的弱联系减少了管线布置，降低了航母系统的复杂性；
39.2、整体重量与体积大幅优化，单系统空间占用小约300m3，重量小于50吨，相比现役弹射器空间占用超过1000m3，整体重量在250～500吨，高能量密度原料占用空间小；
40.3、本发明具有相对独立性易于滑跌式航母的弹射改造升级，较小的体积以及与主动力系统弱联系为现役滑跌型航母升级提供了可能；
41.4、通过对发动机火药单元设计实现弹射动力可宽幅调节与平稳性，满足从无人机到重型战机的助力起飞要求；
42.5、可实现部分能源回收再利用，主要是二氧化碳的回收利用，实现循环减小供给与存放压力；
43.6、可满足全天候弹射需求，创新动力系统、动力补偿(火药单元)机制无惧严寒与风雨，只要战机能够适应起飞条件；
44.7、快速反应能力(无需预热)，具有战斗响应时间极短优势，弹射准备时间仅取决于战机就位时间；相比现役弹射技术基本实现战备状态零损耗。
45.下面结合附图对本发明作进一步详细描述。
附图说明
46.图1为火药激发液态二氧化碳为动力的智能弹射器结构图。
47.图2为发动机剖面图。
48.图3为复位系统结构图。
49.图4为5mm厚合金钢气缸6mpa压力仿真结果图。
具体实施方式
50.结合图1-图4，本实施例的一种以火药激发液态二氧化碳为动力的智能弹射器，包括存储罐1、一级阀门2、发动机3、气缸4、活塞5、气体导向管6、定滑轮组7、曳引绳8、发动机出气管9、牵引车10、高频压力传感器11、复位系统12、位置传感器13、释放器14、活塞空气止动器15、牵引车止动器16、导向轨道17。
51.所述存储罐1用于存储液态二氧化碳，液态二氧化碳存储罐1通过管道与发动机3进液口相连，该管道上设有一级阀门2，用于控制液态二氧化碳的注入过程开关。发动机3内设有多列液态二氧化碳供给支管31，发动机3进液口处设有分路器37，用于将注入发动机3内部的液态二氧化碳分成多路分别注入多个液态二氧化碳供给支管31内。每个液态二氧化碳供给支管31上均设有多个二级阀门39，每个二级阀门39对应一个火药单元装填室32，火药喷射口38与二级阀门39上的回缩口311对应，二级阀门能够在火药燃气作用下打开，将存储在二氧化碳供给支管31内的液态二氧化碳注入到发动机3内。火药单元装填室上连接有旋转仓盖34、固定仓盖35以及开启马达36，马达36实现仓盖的自动开关，连接板310将几个液态二氧化碳供给管31固定约束起来，设置在阀门层上方；
52.发动机3外部设有多个火药单元装填室32，类似于电磁弹射的定子线圈，火药单元的大小、密度、数量决定了发动机的平稳性、最大输出功率等参数。火药单元装填室32用于装填火药单元，火药单元装填室32外盖设有点火线33，发动机3点火后，通过点燃火药能够形成高温燃气对注入发动机3内，并利用燃气压力打开二级液态注入阀门39，以释放液态二氧化碳与之混合加热，液态二氧化碳受热快速汽化形成高压的混合气体，发动机出气管9与气缸4后端连通，将高压的混合气体注入到气缸4内。发动机出气管9直径大于进液口直径。
53.气缸4内设有活塞5，活塞5的起始位置处设有位置传感器13，活塞5在高压的混合气体作用下能够在气缸4内向前滑动。靠近气缸4前端设有泄压孔，泄压孔外设有气体导向管6，气体导向管6用于对泄压孔排出的混合气体进行汇总定向排放，为二氧化碳排放或回收作引导，泄压孔的前端是空气止动器15，利用活塞压缩空气来止动，也可通过在空气止动器15内注入高压气体，提高止动功率。
54.活塞5末端与曳引绳8一端连接，曳引绳8另一端绕过两个定滑轮7后与牵引车10相连。牵引车10设置在导向轨道17上，能够沿导向轨道17滑动，牵引车10上设有起落架钩，起
落架钩用于与被弹射飞机的起落架连接。活塞5在高压气体下冲程时带动牵引车10在导向轨道17上滑动，将飞机弹射出去。导向轨道17一端设有牵引车止动器16，用于对牵引车10进行制动；导向轨道另一端设有释放器14，用于固定牵引车10，并在工作时释放牵引车10。释放器14可采用弹簧约束的两个挂钩向内钩住牵引车10，实现对牵引车10的固定与释放动作。
55.两个定滑轮7的作用是对曳引绳8的滑动方向进行换向，使得牵引车10在导向轨道17上的滑动方向与活塞5在气缸4中的滑动方向可以调节，节约空间。气缸4内后端设有高频压力传感器11，能够快速检测气缸4内压力变化。
56.所述复位系统12包括驱动机构21、牵引绳22、定滑轮23、复位连接板24、张力机构25；
57.整个复位系统12两端各设有一个定滑轮23，复位装置的牵引绳22穿过定滑轮23、驱动机构21、张力调节机构25后，两端在复位连接板24的牵引绳槽内对接，并由复位连接板24的压盘通过高强螺栓固定约束，这样优势是整个环无外接头，便于复位连接板24的牵引移动。
58.所述张力机构25主要功能是给牵引绳足够的拉紧力，便于驱动机构21对牵引绳22的牵引，使牵引绳22与驱动机构有足够的摩擦力完成对战机的定位牵引，驱动机构21用于带动牵引绳，控制牵引反向、牵引速度和功率，可通过电机、变速箱和多个驱动轮实现，牵引绳22缠绕在多个驱动轮上。复位连接板24用于与牵引车10对接，弹射后驱动机构21拉动牵引绳22带动复位连接板24前进与牵引车10对接，然后驱动机构21拉动牵引绳22带动复位连接板24后退，带动牵引车10复位并与释放器对接，并在完成复位(活塞通过曳引绳8牵引车10一同复位)与后，复位连接板24解除与牵引车10的对接。复位连接板24与牵引车10的对接可采用卡合结构、磁力销钉、电控制开关等方式实现。
59.整个智能弹射器通过自动化控制，自动控制一级阀门2的启闭根据高频压力传感器11数据，控制发动机3的点火、控制释放器14的释放与锁定、控制复位系统对牵引车10的回拉复位。根据位置传感器13的数据控制定滑轮组7的位置调节。根据弹射速度确定空气止动器15的动作。整个智能弹射器还可配置自动识别系统、环境监测传感器，例如通过二维码等扫描系统识别战机的型号(包含战机的重量与对应的起飞速度等数据)，通过环境监测传感器检测风向、风速、发动机推力等环境参数。计算机根据获得的参数拟定弹射工作方案，由plc控制发动机系统其它相应系统与之配合，共同完成弹射智能化自动控制。
60.系统动作过程：战机引导指挥就位后，计算机启动控制牵引车10实现对前起落架抱锁后交由释放器14固定，并通过识别系统读取被弹射战机型号、重量、发动机推力、风向、风速等参数计算确定弹射速度，拟定弹射动力与发动机工作方案。根据弹射动力控制单个、单列、多个或多列火药单元装填室32的点火，实现弹射动力的控制，计算机将方案传送给发动机控制的plc系统启动点火程序，火药单元被点燃的同时自动打开并调节发动机内液态二氧化碳供给支管31上的二级阀门给发动机注入液态二氧化碳，通过压力传感器11检测气缸压达标后，计算机控制释放器14释放牵引车10，活塞5在拟定的点火程序与液态二氧化碳注入配合下获得较稳定的缸压，以较稳定加速度运动，带动牵引车10和战机实现助力起飞，当活塞5通过泄压孔后，与牵引车10同步进入止动过程，战机脱钩起飞。计算机全程监测并调节缸压，确保其平稳性。计算机控制复位系统实现牵引车10与活塞以较低速度返回，利用
回弹动力配合发动机控制系统实现过火单元退膛，然后启动自动旋转机构与对接装填机构，完成火药单元装填室32内火药单元的更换装填，同时复位系统12对牵引车10实现复位，牵引车10复位同时，拉动活塞5复位，为下一次弹射做好准备。
61.本发明以火药激发液态二氧化碳汽化为动力，利用化学能与物理相变相结合的方式将热能转化为动能(以火药激发水汽化的动力方式在导弹潜射系统中已经应用)，即解决了弹射能量级别与瞬发问题，又通过集成式发动机设计解决了能量释放控制、调节与安全性问题，降低了系统环境温度，解决了火药的烧蚀问题。
62.以舰载机j-15为例，其最大起飞重量为32.5吨，发动推力为2*117.6kn，起飞速度按300公里/小时计算，最大承受牵引过载是4g，假定气缸冲程为100米，缸径直径为520mm，所需推力为：32500*9.81*4＝1275300n，牵引力为1275300-117600*2＝1040100n，即106吨。实际工况应增加战机与运动部件的风阻、摩擦接触面的摩擦阻力、运动部件(牵引车、牵引绳、活塞、滑轮组)的动能消耗，这部分数据将通过传感器与试验获得。
63.液态二氧化碳温度、压力、密度与汽化热关系表
[0064][0065][0066]
注：上表可知20℃时1m3液态二氧化碳汽化后体积膨胀392.28倍。
[0067]
液态二氧化碳存储条件：在常温20℃时压力是5.7274mpa，缸径是520mm，按5mpa计算压力，末端速度是85米/秒，则推力为106吨，由伯努利方程：算压力，末端速度是85米/秒，则推力为106吨，由伯努利方程：可知，压降为0.362mpa，也就是液态二氧化碳注入压力变化是由开始的5mpa到最后的5.362mpa，才能保证活塞高速运动到气缸末端时的压强为5mpa。故在常温20℃时压力5.7274mpa完全满足无需外加动力，如需提高弹射动力则通过提高液态二氧化碳存储温度即可实现(二氧化碳临界条件是31.2℃和7.39mpa)。如遇低温环境可以液态二氧化碳中加入其它耐压气体作驱动并提高火药用量来获得所需压力。
[0068]
对比弹射时火药加不加液态二氧化碳差别：(按燃烧产生的气量计算)1kg硝基火药燃烧产生热量是1028kj产气量是995l。
[0069]
二氧化碳的性能：常温标压下1公斤二氧化碳的体积是509l，液态二氧化碳汽化热是155.23kj。常温下1公斤火药燃烧产生的热量可汽化6.6公斤液态二氧化碳。
[0070]
气缸截面积0.26*0.26*3.14＝0.212264m2要产生106吨牵引力，活塞端压强p＝f/s＝5mpa，考虑压降因素按5.362mpa计算，冲程按100米计算，依据克拉珀龙方程：pv＝nrt，则弹射需标准大气压下气体为21.226*5.362/0.1013＝1123.55m3。标压下1公斤火药可产生0.995m3混合气体，则所需火药量为：1123.5/0.995＝1129.18kg。如果按能量守恒来计算火药用量则，104mj/1.028mj＝101.17kg，如果按火药30％左右内能转化为动能，则需火药为337.22kg。弹射器气缸工作与火炮发射原理类似但不同，更追求平稳性。
[0071]
已知常温下1公斤火药燃烧热量可汽化6.6公斤液态二氧化碳。考虑到热交换损失按火药与液态二氧化碳1：6的质量配比燃烧产生混合气体：0.995+6*0.509＝4.05m3，故弹射需1123.5/4.05＝277.41份，即火药277.41kg，液态二氧化碳1664.44kg，合计重量是1941.85kg。利用液态二氧化碳将热能转变为动能，相比动力材料消耗减少812.67kg，火药减少851.77kg。直接优化了装药工程量和残渣量生成量，并有效降低了系统温度，解决了火药的烧蚀问题。通过相应技术设备可实现二氧化碳气体回收利用。而液态二氧化碳20℃时密度为770.7kg/m3，在0℃时为924.0kg/m3，在常温20℃条件下消耗液态二氧化碳为2.16m3，在2.5秒左右注入2.16m3液体要比21.23m3气体容易的多，这样每个弹射器配备9m3的液态存储罐，三个弹射器可完成一个编队的弹射起飞。
[0072]
牵引绳计算：按1.5的安全系数，比如采用芳纶长丝纤维作牵引绳，因其抗拉强度3.6gpa，耐热温度为600℃，计算牵引绳直径为r2＝106000*1.5/3.14/360，r＝14.6mm，如绳径ф30mm理论计算安全系数为2.4。曳引绳采用一端工厂锚固一端开放，锚固端置于旋转活塞上的曳引绳孔中，开放端在牵引车的孔中被坚固螺丝固定，也便于多次弹射后对曳引绳延伸进行调节。
[0073]
活塞与牵引车空气止动：当活塞通过泄压孔后进入止动过程的压缩空气环节，满足有限元分析的直径520mm活塞质量小于100kg，速度是85米/秒，活塞动能为：和w＝pδv，可以推算出气缸长度和活塞止动行程l，初步计算止动气缸长度在4米应满足止动要求(4米则平均止动过载为90g，3米则平均止动过载为120g)，如在末端加压来增加动力(90g过载所需压力为0.424mpa)，即进入止动过程时止动器先释放气体使初始压力增加，以减小行程，降低冲击波动(获得较稳定的止动加速度)。以蒸汽弹射牵引车计算其平均止动受力约350吨，只能采用锥形水刹(这也是绝大部分现有专利所或略的问题)。
[0074]
重量体积：本发明在这方面的优势是蒸汽与电磁所无法比拟的，蒸汽弹射的双开口汽缸，为保形缸壁厚度大(不低于45mm)、管道系统、储汽罐；而电磁弹射两条直线定子线圈、冷却系统、变压系统、储能飞轮等，电磁弹射整体重量在250吨以上，空间占用是1060m3，而蒸汽弹射整体重量约500吨，空间占用是1200m3。本发明利用液态二氧化碳汽化吸热来降温，系统温度低材料强度损失小，如图4所示，仿真与有限元分析达标的单个密闭气缸推力满足，且含止动部分全冲程重不到8吨，三台集成式发动机加装填系统重量小于3吨，导向轨
道系统约4吨，再加自动装填系统与计算机系统一套系统重量小于50吨。单系统空间占用小于300m3，如果转接技术实现一拖二弹射后，则整体空间占用与重量将达到减半效果。
[0075]
本发明充分结合了液态二氧化碳与火药(发射药)的特点，并将两者通过发动机完美结合，液态二氧化碳高能量密度、汽化热低、临界点低实现了常温存储便宜性，是液态二氧化碳工业爆破的全新应用。火药的控制技术已经相当成熟，本发明充分利用了火药化学反应的超高速度与燃烧热，进行激发液态二氧化碳以得到易于控制的高速高压气体，无需外加注入动力情况下，发动机可实现5～7mpa的压力输出，为弹射技术创新开辟了新的思路。其它系统详见相关专利说明。

技术特征：
1.一种以火药激发液态二氧化碳为动力的智能弹射器，其特征在于，包括：存储罐，用于存储液态二氧化碳，并向发动机内注入液态二氧化碳；发动机，用于产生火药燃气并控制内部的液态二氧化碳的释放量，并将液态二氧化碳转化为气态二氧化碳，与火药燃气形成混合气体，以注入气缸内；气缸，作为弹射作业的作动件，内部设有活塞，活塞尾部与曳引绳连接，并通过曳引绳与牵引车连接；导向轨道，作为牵引车弹射作业的导向机构；牵引车，其上设有弹射杆钩、起落架钩以及复位对接机构，用于与被弹射飞机的起落架连接固定与复位机构对接；释放器，用于牵引车起始位置的约束，并在弹射作业时与牵引车分离；复位系统，用于完成弹射后的牵引车和活塞的复位；所述气缸和导向轨道前部均设有止动器，分别用于活塞和牵引车的止动。2.根据权利要求1所述的智能弹射器，其特征在于，所述发动机外部设有多个火药单元装填室，所述发动机内设有与火药单元装填室对应的多列液态二氧化碳供给支管，发动机进液口处设有分路器，用于将注入发动机内部的液态二氧化碳分成多路分别注入多个液态二氧化碳供给支管内；每个液态二氧化碳供给支管上均设有多个二级阀门，每个二级阀门对应一个火药单元装填室，二级阀门能够在火药燃气作用下打开，将存储在二氧化碳供给支管内的液态二氧化碳注入到发动机内。3.根据权利要求2所述的智能弹射器，其特征在于，根据弹射动力控制单个、单列、多个或多列火药单元装填室内的火药单元点火，实现弹射动力的控制。4.根据权利要求1所述的智能弹射器，其特征在于，所述绕过两个定滑轮组后与牵引车相连，两个定滑轮组用于对曳引绳的滑动方向进行换向，使得牵引车在导向轨道上的滑动方向与活塞在气缸中的滑动方向可以调整。5.根据权利要求1所述的智能弹射器，其特征在于，所述复位系统包括牵引机构、牵引绳、定滑轮、复位连接板、张力机构；整个复位系统两端各设有一个定滑轮，复位装置的牵引绳穿过定滑轮、牵引机构、张力调节机构后，两端在复位连接板的牵引绳槽内对接固定。6.根据权利要求1所述的智能弹射器，其特征在于，所述气缸前端设有泄压孔，泄压孔外设有气体导向管，将混合气体向指定方向排出。7.根据权利要求6所述的智能弹射器，其特征在于，所述泄压孔的前端是空气止动器。8.根据权利要求1所述的智能弹射器，其特征在于，所述气缸、止动器内均设有传感器，用于检测压力。9.根据权利要求1所述的智能弹射器，其特征在于，所述气缸端部设有位置传感器，用于检测活塞起始位置的变化。

技术总结
本发明公开了一种以火药激发液态二氧化碳相变汽化为动力的智能弹射器，包括：存储罐，用于向发动机内注入液态二氧化碳；发动机，用于产生火药燃气，控制内部的液态二氧化碳的释放量，并将液态二氧化碳转化为气态二氧化碳，与火药燃气形成混合气体，注入气缸内形成动力；气缸内部设有活塞，活塞尾部与曳引绳连接，并通过曳引绳与牵引车连接；导向轨道，作为牵引车弹射作业的导向；牵引车，用于与被弹射飞机的起落架连接；释放器，用于牵引车起始位置的约束，并在弹射作业时与牵引车分离；复位系统，用于完成弹射后的牵引车和活塞的复位；所述气缸和导向轨道前部均设有止动器，分别用于活塞和牵引车的止动。本发明可实现中大型无人机、战机的移动平台助力起飞。战机的移动平台助力起飞。战机的移动平台助力起飞。


技术研发人员：冯魁廷
受保护的技术使用者：南京奎道科技有限公司
技术研发日：2022.11.28
技术公布日：2023/4/18