舰载无人机电磁弹射器应用能力分析.pdf

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1、第32卷第3期2010年3月舰船科学技术SHIPSCIENCEANDTECHNOLOGYV01．32，No．3Mar．，2010舰载无人机电磁弹射器应用能力分析赵宏涛，吴峻(国防科技大学机电工程与自动化学院，湖南长沙410073)摘要：在预研阶段对舰载无人机电磁弹射器的应用能力进行分析，有利于研制重点的确定和关键部件的选型。建立了应用能力的层次结构模型，以此为基础采用层次分析法给出了应用能力的幂指数模型，并利用幂指数模型确定了舰载无人机电磁弹射器的研究重点和直线电机、储能装置这两类关键部件的选型。关键词：舰载无人机；电磁弹射器；应用能力；层次结构；幂指数模型中图分类号：TJ83文献

2、标识码：A文章编号：1672—7649(2010)03—0078—03DOI：10．3404／j．issn．1672—7649．2010．03．017ApplicationcapabilityanalysisfortheelectromagneticlauncherforUAVonawarshipZHAOHong—tao．WUJun(CollegeofMechatronicsEngineeringandAutomation，NationalUniversityofDefenseTechndogy，Changsha410073，China)Abstract：Whenanelectro

3、magneticlauncher(EML)forUAVonawarshipisbeingdeveloped，applicationcapabilityanalysisisgoodfortheestablishmentofresearchemphasesandthechoiceofkeycomponents．AhiberarchymodeloftheapplicationcapabilityisbuiltandbasedonthismodelapowerexponentfunctionmodelispresentedutilizingAHP．Usingthispowerexponen

4、tfunctionmodel，researchemphasesofthelauncherdevelopmentareestablishedandtypesforthetwokeycomponents，i．e．thelinearmotorandtheenergystorageequipment，areselected．Keywords：UAVonawarship；EML；applicationcapability；hiberarchy；powerexponentfunctionmodel0引言电磁飞机弹射系统(EMALS)可以在短距离内用电磁推力使舰载固定翼战机达到起飞速度，弹射过程

5、全程町控，效率高，体积重量小，维护方便⋯。开展舰载固定翼无人机电磁弹射器的研究，适合我国国情，任务十分紧迫。电磁弹射器是一种新型的武器装备，若将武器装备的应用能力定义为该装备完成研制任务，达到可应用状态的能力，则在预研阶段对电磁弹射器的应用能力从系统的角度做出分析评估，有利于确定系统构成和研制重点，选择关键部件类型，从而提高研制效率。由徐瑞恩等引入的幂指数模型¨’是确定武器装备应用能力的一种较为理性化的计算方法。本文将建立舰载无人机电磁弹射器应用能力的幂指数模型，并利用该模型开展相关预研分析。1舰载无人机电磁弹射器应用能力的幂指数模型1．1应用能力的层次结构模型以美国海军EMALS

6、研制任务⋯为参照，可类比舰载无人机电磁弹射器的研制任务，如表1所示。将表1量化任务概括为：电磁弹射器要在舰船空问和吨位允许的前提下，通过电磁加速装置在短时间内将储能装置所储能量迅速转换为无人机动能，将无人机平稳、精确地加速至起飞速度。其中的末速度是收稿日期：2009—10—22；修回日期：2009—12—17作者简介：赵宏涛(1980一)，男，博士研究生，研究方向为电磁弹射技术和电力电子技术。第3期赵宏涛，等：舰栽无人机电磁弹射器应用能力分析·79·表1舰载无人机电磁弹射器研制任务1)对各子应用能力q(_『=1，2，3)关于应用能力Tab．1Developmentmissionof

7、theUAVlauncheronawarship任务分项指标弹射本体重量／kg<60Ooo弹射本体体积／m3<100弹射周期／e<45推力波动1．05一次弹射储能／MJ>4弹射末速度／m·s‘130～60末速度偏差／m·s“—O一+1．5个取值范围，对应不同的无人机型号。这样的研制任务对应的电磁弹射器系统一般理解应由以下4部分组成¨’3—1：储能系统、电力变换系统、直线加速电机、控制与监测系统。基于研制任务，舰载无人机电磁弹射器的应用能力可以分解为弹射能力、舰船环境适