;
[0120] 主动力齿轮1-13动力经过与作功轮1-7连接的齿轮结构，驱动作功轮1-7旋转， 然后通过计算机对飞机1-14起飞参数进行计算，得出同步器作用时机；横向进位气缸1-5 动作，保证任意时刻被卷入的弹性绳索1-2在卷入点正上方；
[0121] (3)松开挡铁1-3,同时第一同步器1-6-1与第一作功轮本体1-8-1结合，弹性绳 索1-2被卷入螺旋槽；由于此时飞机1-14速度低于弹性绳索1-2随作功轮旋转的速度，弹 性绳索1-2不断伸长，拖拽飞机1-14加速前进，期间通过控制涨紧轮气缸1-4的回位距离， 从而控制弹性绳索1-2的伸长量，使飞机1-14在第一部分2-1的加速度达到预期值4g ;飞 机1-14加速度可以根据实际情况需要进行调整；
[0122] (4)第一部分2-1和第二部分2-2连接处称为拟合点，弹性绳索1-2到达拟合点 时，飞机1-14速度等于弹性绳索1-2速度，飞机1-14加速度也等于所述第二部分2-2所 形成的弹性绳索1-2加速度，并且此时弹性绳索1-2的变形量所产生的拉力恰好保证飞机 1-14此时的加速度，具备这些要素的状态称为"实现拟合";"实现拟合"之后，弹性绳索1-2 被卷入曲线锥螺旋槽轮的中间段，飞机1-14加速度基本保持恒定，飞机1-14加速前进；
[0123] (5)当弹性绳索1-2被卷入第一作功轮本体1-8-1的第三部分2-3时，被卷入弹性 绳索1-2的速度不再增大，飞机1-14由于拥有自身动力，速度逐渐超越弹性绳索1-2速度， 直到弹性绳索1-2变形量变为零时，飞机1-14加速度降到自身动力所产生的加速度，飞机 1-14与弹性绳索1-2自然脱离；
[0124] (6)所述第一支撑轴1-11-1动作，与第一作功轮本体1-8-1脱离至指定位置。第 一径向进位气缸4-5-1动作，使第一径向进位杆4-4-1的开口槽卡住弹性绳索1-2,且径向 移动至作功轮1-7旋转中心；第一剥离电机1-9-1启动，带动第一外转子4-1-1超越第一作 功轮本体1-8-1的转速，从而把绳子从第一作功轮本体1-8-1上拨下来，第一同步器1-6-1 与第一作功轮本体1-8-1脱开；第一复位电机1-1启动，横向进位气缸1-5回位，把弹性绳 索1-2拉回到起始位置；作功轮1-7在主动力齿轮1-13作用下恢复转速。
[0125] 上述为弹飞机1-14弹射及弹性绳索1-2回收的完整过程。
[0126] 针对上述提及的针对重型飞机1-14的弹射，所述第一作功轮本体1-8-1和第二作 功轮本体1-8-2共同操作以完成弹射作业，由于该弹射作业与上述介绍其中一个作功轮本 体的弹射原理相同，在此仅用简述方式介绍共同操作的流程。
[0127] 重型飞机就位之后，将与第一同步器1-6-1和第二同步器1-6-2连接的弹性绳索 1-2挂在该飞机的相应位置，所述第一同步器1-6-1和第二同步器1-6-2分别与所述第一作 功轮本体1-8-1起始端以及第二作功轮本体1-8-2的起始端结合，两根弹性绳索1-2在作 功轮1-7的旋转带动下，共同拉动所述重型飞机，使所述重型飞机的加速度达到起飞预期 值。上述方式是针对重型飞机而言，对于质量小的飞机的弹射，采用其中一个作功轮本体即 可完成弹射作业。
[0128] 2、基本参数与相关分析；
[0129] 本实施中，所述弹性绳索的长度为L，弹性模量为E，直径为Ds。
[0130] 时间t自所述同步器与所述作功轮本体连接开始，弹性绳索缠绕至拟合处的时间 为h，缠绕至第二部分2-2的结束位置的时间为t2。
[0131] X为在回转轴线方向上，弹性绳索缠绕位置与弹性绳索起始位置之间的距离。
[0132] 由于弹射时弹性绳索上承受很大载荷，考虑到弹性绳索的可靠性，选取弹性绳索 直径为60毫米，该弹性绳索对应最大拉断力为565吨。此时弹性绳索缠绕于螺旋槽中，弹 性绳索上的载荷反作用于作功轮1-7,作功轮1-7承受很大的扭矩，通过扭矩校核及选取安 全系数为3. 5,选取作功轮本体第一部分直径为800mm。
[0133] 所述作功轮t时刻的转速为nt;所述作功轮转动惯量为I ;所述作功轮质量为M # 功轮°
[0134] &为飞机的速度，为弹性绳索的速度，aj为飞机的加速度，&#为弹性绳索的加 速度，a为飞机目标加速度。
[0135] 第二部分2-2中，X与t的变化量为
[0137] 弹性绳索1-2缠绕至t时所处位置的螺旋线体直径为Dt。
[0138] 可知：
[0140] 拟合处：
[0141] V飞=V绳
[0142] a飞=a绳=a
[0143] 飞机1-14起飞质量为M飞机。
[0144] 3、采用"微时法"分析。
[0145] 把弹射时间分成有限的较短的时间段，每段时间相等，均为At。分析时间t和时 间t+Δ t两个时间点的运动状态，从而得出整个运动过程的运动状态。
[0146] 3. 1以弹性绳索1-2为研究对象：
[0147] 弹性绳索 1_2 速度：V绳=ω 锥 *Dt/2 = π *Dt*nt/6〇
[0148] 弹性绳索1-2加速度：
[0150] 弹性绳索1-2位移：
[0151] 所述弹性绳索1-2变形产生的拉力：
CN 105151311 A 说明书 12/14 页
[0153] 所述弹性绳索1-2变形储存的能量：
[0155] 其中所述弹性绳索1-2变形量Δ L = S绳-S飞+S其他
[0156] S飞和S其他见下文。
[0157] 3. 2以飞机为研究对象：
[0158] 弹射过程中，飞机所受到的滚动阻力为F1 ;飞机所受到的空气阻力为F2。
[0159] 除自身动力外，飞机所受到的合力为：
[0161] 飞机的总加速度为：
[0162] 飞机的速度为：v飞机=vt At+a飞机*Δ t
[0163] 飞机的位移为：
[0165] vt 表示〖-△ t时刻飞机的速度；s t At表示t时刻飞机的位移。
[0166] S其他=S涨紧-S进
[0167] 弹射过程中，进位气缸动作，弹性绳索1-2产生的位移为：
[0169] 涨紧轮气缸1-4作用使弹性绳索1-2产生的变形量为Sa，该数据可通过检测元件 检测到。
[0170] 3. 3以整体为研究对象：
[0171] 在弹射过程中的能量关系如下式所示：
[0172] E1= E 2
[0173] E1为弹射过程中所需的能量，E2为作功轮消耗的能量，展开为：
[0174] ES+EA+EL= 0· 5*1* ω 2-〇· 5*1* ω t2
[0175] Es:弹性绳索弹性变形储存的能量
[0176] Ea:弹射过程中飞机从齿轮飞轮1-12获得的能量
[0177] 弹射过程中的能量损耗
[0178] I :作功轮对转动轴的转动惯量
[0179] ω :作功轮的起始转动角速度
[0180] ω t:作功轮在t时刻的转动角速度
[0181] 4、绘图
[0182] 采用上述"微时法"和利用以下参数，进行计算绘图。
[0183] 基本思路：取Δ t等于1毫秒（ms);计算出t = Ims时，计算卷入作功轮本体1-8 的弹性绳索速度、加速度及位移，进而计算出t时刻飞机1-14的速度、加速度和位移以及飞 机1-14所受到的阻力；然后计算出弹性绳索1-2的变形量△ L，从而计算出弹性绳索上力F 绳的大小；
[0184] 然后进一步计算出飞机t+At在时刻的加速度，通过上文弹射过程中的能量关系 公式计算出作功轮本体1-8的在t+Δ t时刻的转速，从而计算出在t+Δ t时刻弹性绳索速 度、加速度及位移，t+At时刻飞机的速度、加速度和位移以及飞机所受到的阻力；
[0185] 如此循环计算，直到飞机加速度降到自身动力所产生的加速度，飞机挂钩与弹性 绳索自然脱离，飞机实现完全弹射起飞，结束计算。
[0186] 整个装置的结构设计就是基于微时法计算结果进行控制，以保证该计算结果被准 确执行。即同步器与作功轮结合时机使得弹性绳索运动至第一部分和第二部分2-2结合处 时，速度相同，加速度相同。
[0187] 然后根据所得数据制作出飞机加速度与时间关系曲线。
[0188] 相关参数：s = 0· 12m、D1= 0· 8m、D 2 末=2. 9128m，
[0189] I = 325000kg · m2, L = 250m、D绳=60mm ;
[0190] 歼 15 最大起飞重量，M15= 32. 5T，a 6. 17m/s 2。
[0191] 歼 10 最大起飞重量，Miq= 19. 3T，a != 5. 47m/s 2。
[0192] 预警机最大起飞重量，M预=60T，S1 = 3. 344/s 2。
[0193] 作功轮初始转速 n_轮=500rpm，g = 10m/s2。
[0194] 图6是符合拟合条件下，弹射歼15舰载战斗机过程中飞机加速度与时间变化关 系曲线。可以看出，最开始飞机加速度维持在4g ;当到达拟合点后飞机加速度仍然维持在 4g ;进入减速段第三部分后，飞机加速度迅速降到自身动力所提供的加速度。整个弹射过 程，弹性绳索最大变形量为0. 7072m，弹性绳索上最大合力为111. 91吨，弹性绳索安全系数 为5 ;飞机从齿轮飞轮1-12获得能量为77. 95兆焦，齿轮飞轮1-12转速从500rpm下降到 453. 46rpm，飞机滑跑距离为75. 1米，飞机滑跑时间为1. 938秒。
[0195] 图7是符合拟合条件下，弹射歼10轻型战斗机过程中飞机加速度与