【某无人机液压发射系统方案设计案例4700字】

某无人机液压发射系统方案设计案例 1 1 2 3 5 液压发射技术即以液压作为主要驱动能量对无人机进行加速发射的一种技1.1液压发射系统功能飞机起飞时所需的最低飞行速度并有效保证被使用的5级左右，10级大风以下的天气条件下进行工作的一种设备。快速的实现且易于掌握。可以将整个弹射系统放置于机动车上，使其十分灵(1)无人机的起飞速度：35m/s;(2)最大弹射重量：500kg;(3)发射角度10°;(4)发射架长度≤20m;(5)加速距离≤15m-20m;(6)抗风性能：5级。1.2液压发射系统原理及结构气动式液压马达发射的具体设计工作电路原理及系统结构如流形图2-1所示，其中a和b点分别同时位于两个液压马达上方。首先向大型蓄能器中充入一定量通过液压油将空气压缩成大量的高压气体来储存能量。加速瞬间，蓄能器的气体燃料开始高速膨胀，蓄能器内的大量高压气体直接进入液压马达，使整个液压马达保持高速旋转运动，然后将牵引带高速拉出。装有牵引带的车辆沿导轨高速滑动。例如当一辆车载的无人机从轨道b线起点运行时，牵引带车载中力的马达移动量和方向可能随之有所较大的变化，载物小车会感觉到一股强烈的推动力来自于一台高速液压马达推动牵引减速带的拉力，同时这辆车载的无人机和这辆载物小车也自动地分离。载物小车是在一台液压马达牵引减速带给予的推力后，才开始移速降低。最终它们都停止了。在只使用一个发射机的基础上。也能有效地使能源的供给系统迅速的进行了卸荷，保证了整个系统中所有能量的正常使用。射和加速时的主要受力结构如图2-2所示。无人机在高速运动时进行的运动方程式中Ft—-液压马达牵引力(N);Fa--空气阻力(N);其中式(2-1)V--无人机沿轨道方向的速度(m/s);m-一载物车车轮与轨道间的滚动与摩擦系数，取0.01。图2-2无人机加速过程受力分析让无人机在发射架的有限长度之内，速度从0达到15m/s,这就要求需要加速持续时间0.85s,加速度为4g。液压弹射系统总质量为500KG,以利用巡逻兵作战速度过程阶段中的最高发射运行加快速度35m/s4来作为依据计算其空气阻力的式中m₁--载物车质量(kg);假设一辆载物汽车正在进行最大减速运动过程中是一辆载物汽车正在对其35m/s的最大减速运动距离下降至0所需要的运动加速时间大约为0.17s,加速度大约为20.4g。在这种减速行驶的过程中载物和汽车所需的拦截力70kg,约是14294n。液压弹射系统的能源分别是无人机在达到起飞航行速度时的动能系统在工作时一般都需要把发射器中总质量为500kg的最大发射负载直接进行加速至35m/s的最大运行频率，加速工作全部完成后能够实现可以达到1.统所需的最大功率为364kw。1.4液压发射系统总体方案前端和中间液压驱动马达之间的中间距离是车辆和中间液压驱动马达之间的加1.无人机发射系统牵引车1.蓄能器2.固定液压泵站4.前定滑轮5.固定液压马达6.后定滑轮7.发射架8.固定牵引带9.无人机10.载物小车11.锁紧制动装置该方案下液压发射装置的工作过程如下(1)弹射准备阶段在弹射准备阶段无人机将会被放置在载物小车上，将载物小车移动到发射架的初始发射位置，载物小车上有锁紧装置防止无人机脱轨。液压泵由柴油发电机进行驱动，向蓄能器进行充油和储能，当压力超过要求，液压泵就会停止运行。液压马达缓慢地转动，排出了液压传动回路内部中的空气，显示了汽车在开始准备行驶阶段的情况。车辆位于发射器后部，后固定钩用锁定(2)加速阶段操作员按下开关，液压马达以齿轮高速旋转的运动方式带动了牵引带让载物小车和无人机一起在发射轨道上高速进行弹射加速。在无人机进行一个向上加速低空运动的这个过程中。因为无人机飞行速度的不断增加而高速移动导致了脱离了发射系统。无人机进行弹射系统这个过程中的的刹车定位载物槽刹车状态运动结构如图2-6所示，载物小车的刹车就是一个相对减速运动的过程。当无人机完全离开这个载物小车后运动方向就有所改变，定位槽中的一个销是载物小车相对于这个限位槽的上方而言已经进行了一定的移动，但是当无人机完全地脱离这个载物小车的这个定位槽上面仍然还是在挡块上。和刹车锁紧臂的一定压力作用下必须要做到的是不能移动而且脱出发射系统轨道。此外，在滚动轮和滚动轴的配合下，车辆能够沿装置轴线平稳移动。(3)无人机释放阶段当载物小车到达预定位置时，无人机和载物小车完全分离。如图2-8,飞行器锁定臂在飞行阶段的正常工作状态。车辆上外臂会与发射架上的机构进行猛烈冲击，从而促使锁紧臂末端能够有效克服振动弹簧的巨大弹簧力并围绕着一个转轴高速旋转，锁紧臂自然地就被打开。此时整个载物小车的位置如上图2-8所示，此时由于整个液压马达在卡车中部的牵引带给其产生运动中力的加速运动方向与其在整个加速运动起飞阶段完全相反，牵引运动力运载到整个卡车中部，提供了一定的运动惯性和阻力，这个惯性在阻力场的影响下就会导致整个载物小车迅速开始快速减速，无人机在这个惯性加速的影响下自然而然地进行了加速和脱离整个弹射汽车。(4)载物小车减速阶段无人机飞行起飞后，载物小车仍以最高飞行速度在发射架上飞行和移动。车辆状态如上图2-9所示。从这张图中我们清楚地知道，牵引带的旋转方向与无人机加速时的液压马达旋转方向正好相反，此时，由于它是一辆具有一定剩余加速力和剩余转速的车辆和涡轮，它的液压马达被拉过发射器。此阶段液压马达是一个给蓄能器供油的元件。同时，液压弹射系统还可以为液压马达和弹射机车移动负载提供一定的阻力。在这种阻力的影响下，载物小车会停在发射架上。由于蓄能器存储在液压回路中，蓄能器中的气体压力将保持在一定的压力水平。2机械子系统各部分结构设计液压发射架需要根据其刚度强度与质量的要求，并能够确定在10级大风以下的环境中不会发生故障。对于这些需求，考虑采用钢管焊接的方法制成桁架结构。发射架的内部主体结构横面和截面是一个三角形，它的外形如图3-1所示，需要能够充分保证其整体结构的机械刚度与运动强度，并且同时还要充分考虑到其使用的经济性。连接钢管在总体设计中及其布置结构方案如下图图3-2所示。为了减轻发射架的重量，方便整体系统的安装，发射架分为三个部分，每个部分之间有连接器。连接时，将接头插入发射架后段钢管内定位。发射架的前后部分与紧固装置紧密结合，如图3-3所示。螺纹装置包括两个螺纹接头和一个中间连接管。2.2载物小车结构设计载物小车最关键的部分是其与无人机之间的连接方式。将装载车辆分为上下两层。作为与无人机接口的一部分，载物小车的上部应能在高速加速时稳定限制无人机，并在加速到起飞速度后迅速与无人机分离。对于此次载物小车结构模型，在四个无人机的四点固定限位槽和四个支撑结构方面，分别选择了四点固定限位槽和四个支撑块，如图3-4所示，图中的载物小车两层一共分别配备了四个固定限位槽，限位槽前方四个挡块分别同时配备了四个固定锁紧块，限位槽配备了固定弹簧的作用力下，锁紧块快速地自动靠近到载物小车和一台无人飞机上的固定活塞销上，限位槽和四个锁紧块一起保证了无人机的安全性和稳定性。2.3系统总体布局该传动系统元件总体结构布置设计框图总体设计方案如下：如框图3-5所示，弹射器传动装置主要由发射架，载物输送车，锁紧传动机构，液压马达泵站，液压马达联合器等连接组成元件和动力拖拉机。发射机在前段部分安装大型液压马达，定位滑轮，动支撑互相连接，有效地实现了对发射机拖车前端的固定。这种拖车配备了一个大型的液压马达泵站。将发射架尾部两端相互连接处的定位板采用方形钢钉直接紧固在发