專利名稱：大推力倍增加速式氣動(dòng)航母艦載機(jī)彈射器的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及航空母艦配套設(shè)備，具體地說是一種大推力倍增加速式氣動(dòng)航母艦載機(jī)彈射器。
背景技術(shù)：
眾所周知，現(xiàn)在最先進(jìn)的艦載機(jī)起飛方式是蒸汽彈射起飛。它能夠把大型固定翼飛機(jī)(如預(yù)警機(jī)、反潛機(jī))從航空母艦的飛行甲板上彈射出去，而滑躍式甲板就不能讓如預(yù)警機(jī)、反潛機(jī)之類大型飛機(jī)起飛。航母艦載機(jī)蒸汽彈射器是美國購買英國的專利并實(shí)施用于航母，目前只有美國能夠生產(chǎn)，美國航母艦載機(jī)蒸汽彈射器技術(shù)指標(biāo)是，開口汽缸的長度是70-98米，活塞直徑是475毫米，蒸汽壓力約20公斤，每套售價(jià)約2000萬美元。現(xiàn)有技術(shù)的蒸汽彈射器存在的不足是1)結(jié)構(gòu)復(fù)雜，造價(jià)高昂。一臺蒸汽動(dòng)力彈射器總重量近500噸，按功能可以分成7個(gè)主要系統(tǒng)1.起飛系統(tǒng)2.蒸汽系統(tǒng)3.歸位系統(tǒng) 4.液壓系統(tǒng)5.預(yù)力系統(tǒng)6.潤滑系統(tǒng)7.控制系統(tǒng)。這些系統(tǒng)又可以分解為更多的小系統(tǒng)； 2)是對材料、工藝要求很高?，F(xiàn)在除美國外，包括英法等海軍大國都不能制造，要向美國購買；3)是效率低，耗費(fèi)大。一次彈射要消耗800——1000公斤蒸汽。產(chǎn)生這些蒸汽先要將海水淡化，再將淡化的水在鍋爐里加熱成高溫高壓蒸汽。美國的蒸汽彈射器采用雙開縫氣缸并行設(shè)計(jì)，高溫高壓蒸汽僅僅作用在兩個(gè)直徑為457mm的活塞上，大量高溫高壓蒸汽僅僅是對兩根長98米直徑為457mm開縫氣缸的填充，而將這些蒸汽轉(zhuǎn)化成活塞的彈射動(dòng)力只有4-6 %，而這4%的動(dòng)力是在活塞前十米的形成中轉(zhuǎn)化的，剩下2 %的動(dòng)力是活塞在剩下90米的行程中轉(zhuǎn)化成慣性運(yùn)動(dòng)，如果以最小間隔進(jìn)行彈射，需要消耗航母鍋爐20%的蒸汽；4)是系統(tǒng)復(fù)雜必然帶來操作人員多，一部彈射器需要操作人員和維新人員約120人。四部彈射器需要的操作和維修人員多達(dá)500多，占全艦編制的10%左右，維修量大，彈射400 至IJ 500次就需要停飛，由隨艦人員進(jìn)行1-2天的檢修)；5)是彈射功率大，功率不能調(diào)整，故不能彈射小型飛機(jī)(如無人機(jī))……。6)致命的缺點(diǎn)是采用開縫汽缸，活塞通過開縫直接與滑梭聯(lián)動(dòng)，造成汽缸容易變形，開縫需要特殊金屬密封條進(jìn)行密封，氣密性降低，蒸汽損失量大，金屬密封條容易損壞直接影響彈射汽缸的使用壽命。從艦載機(jī)起飛對彈射器的要求看，特點(diǎn)是要求在很短的時(shí)間內(nèi)，用很大的功率，暴發(fā)式的把很重的飛機(jī)以高速度彈射出去。現(xiàn)在最大的蒸汽彈射器的能量是95兆焦耳。它必須在1.5秒到2秒的短時(shí)間釋放出來！也就說，蒸汽彈射器的功率是47. 5兆瓦(47，500千瓦)到63. 3兆瓦(63，333千瓦)！ 而做功時(shí)間只有1. 5到2秒鐘。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的是克服現(xiàn)有技術(shù)的不足提供一種采用多個(gè)封閉汽缸，同時(shí)驅(qū)動(dòng)一組鋼絲繩，再通過鋼絲繩驅(qū)動(dòng)起飛跑道上滑梭滑動(dòng)推動(dòng)艦載機(jī)彈射起飛的大推力倍增加速式氣動(dòng)航母艦載機(jī)彈射器。本發(fā)明的目的是按以下方式實(shí)現(xiàn)的，采用多個(gè)封閉式氣壓缸模塊組件同時(shí)驅(qū)動(dòng)一組牽引鋼絲繩收縮來驅(qū)動(dòng)起飛跑道上的滑梭滑動(dòng)，進(jìn)而推動(dòng)艦載機(jī)彈射起飛。該彈射器的結(jié)構(gòu)是由艦載機(jī)起飛跑道、滑梭、牽引鋼絲繩、若干個(gè)氣壓缸模塊組件、高壓氣管和歸位絞車等部件組成，氣壓缸模塊組件是由固定框架、氣壓缸、活塞、活塞連桿、滑輪架、驅(qū)動(dòng)滑輪、防脫滑輪和滑塊組成，氣壓缸的缸體固定在固定框架之中，各氣壓缸的頭部交錯(cuò)相對間隔排列，氣壓缸的尾部通過分電控閥與高壓氣管連接，高壓氣管的進(jìn)汽口上設(shè)置有三通電控閥，氣壓缸中設(shè)置有活塞，活塞連接活塞連桿，活塞連桿的端部從氣壓缸的頭部伸出與滑輪架連接，驅(qū)動(dòng)滑輪和防脫滑輪通過滑輪軸固定在滑輪架之中，滑輪軸的兩端設(shè)置有滑塊，滑塊與設(shè)置在固定框架兩側(cè)的導(dǎo)向滑槽滑動(dòng)連接，牽引鋼絲繩的一端與錨固滑輪錨固，錨固滑輪與航母船體固定，牽引鋼絲繩的另一端從所有驅(qū)動(dòng)滑輪和防脫滑輪之間穿過，再繞過起飛跑道終點(diǎn)換向滑輪與設(shè)置在艦載機(jī)起飛跑道上的滑梭的一端連接，滑梭的另一端連接歸位鋼絲繩的一端，歸位鋼絲繩的另一端繞過起飛跑道起點(diǎn)換向滑輪與歸位絞車4連接，歸位鋼絲繩與艦載機(jī)起飛跑道等長；設(shè)置在滑輪架中的驅(qū)動(dòng)滑輪和防脫滑輪至少是一個(gè)，相對應(yīng)連接的鋼牽引鋼絲繩 1至少是一根，具體應(yīng)根據(jù)艦載機(jī)的最大起飛重量計(jì)算選用鋼絲繩的直徑和根數(shù)。防脫滑輪作用是防止?fàn)恳摻z繩1脫離驅(qū)動(dòng)滑輪。高壓氣管中使用的高壓氣體是空氣或蒸汽。艦載機(jī)彈射器彈射的工作原理如下

設(shè)定起飛跑道的長度是L，氣壓缸的數(shù)量是n，活塞連桿的長度是1，η根活塞連桿同時(shí)伸出就能夠縮短2η根活塞連桿長度1的鋼絲繩，那么起飛跑道的長度與氣壓缸的配置數(shù)量計(jì)算公式如下L = 2nl，再設(shè)定每個(gè)活塞的推力是f，活塞的推力取決于活塞的端面積和工作氣體的壓力，當(dāng)工作氣體壓力和活塞的端面積恒定時(shí)，活塞的總推力取決于活塞的數(shù)量，當(dāng)η個(gè)活塞共同作用在一組鋼絲繩上時(shí)，活塞的總推力F = nf，滑梭通過鋼絲繩得到的總推力F = nf,已知傳統(tǒng)航母艦載機(jī)蒸汽彈射器活塞在98米開縫汽缸中加速時(shí)間T = 2-4秒，如果η個(gè)活塞同時(shí)驅(qū)動(dòng)，那么每個(gè)氣壓缸中的活塞運(yùn)動(dòng)時(shí)間t = 2-4/n ； 通過上述計(jì)算可以看出，匯總到滑梭上的速度和推力與η有關(guān)，η > 1，速度和推力都倍增，用于航母艦載機(jī)彈射器設(shè)計(jì)，在保證滑梭滑動(dòng)時(shí)間和推力的情況下，通過增加氣壓缸的數(shù)量，能夠減少氣壓缸直徑和工作氣體的壓力，提高高壓氣體的動(dòng)能轉(zhuǎn)化率，進(jìn)而降低設(shè)備的重量、體積、加工成本和工作氣體的壓力，控制工作氣體的壓力和氣壓缸的工作順序和數(shù)量，就能夠適應(yīng)不同艦載機(jī)在航母上的彈射起飛；艦載機(jī)彈射器彈射步驟如下1)活塞連桿全部縮進(jìn)氣壓缸缸體內(nèi)，鋼絲繩減少折彎，歸位絞車釋放，滑梭位于起飛跑道的起飛起點(diǎn)，滑梭與被彈射飛機(jī)鉤掛連接起飛待命；2)起飛命令下達(dá)，三通閥打開，高壓氣源通過三通閥向高壓氣管充汽，高壓氣管分別向各個(gè)氣壓缸充氣，活塞受到高壓氣體推動(dòng)將活塞連桿推出氣壓缸缸體，連桿端部的驅(qū)動(dòng)滑輪推動(dòng)鋼絲繩打彎，鋼絲繩在氣壓缸之間呈S形排列，由于鋼絲繩的S形折彎，鋼絲繩在起飛跑道上的長度被縮短，因而牽引滑梭由起飛起點(diǎn)向起飛終點(diǎn)沿滑梭牽引縫快速滑動(dòng)將艦載機(jī)彈射出去；滑梭滑行道起飛跑道終點(diǎn)，歸位鋼絲繩從歸位絞車上釋放完畢，由于歸位鋼絲繩與起飛跑道等長，歸位鋼絲繩將滑梭反向牽引，滑梭停止滑動(dòng)；3)滑梭停止滑動(dòng)，歸位絞車啟動(dòng)，三通閥的充氣口關(guān)閉，排氣口打開，歸位鋼絲繩牽引滑梭返回起飛跑道起點(diǎn)待命，同時(shí)牽引各個(gè)活塞連桿縮進(jìn)氣壓缸缸體內(nèi)準(zhǔn)備下一次彈射。設(shè)置在滑輪架中的驅(qū)動(dòng)滑輪和防脫滑輪至少是一個(gè)，連接的鋼絲繩至少是一根。每個(gè)氣壓缸尾部通過電控閥與高壓氣管連接，使用的高壓氣體是空氣或蒸汽。本發(fā)明的優(yōu)異效果是結(jié)構(gòu)簡單，成本低廉，重量輕、動(dòng)力轉(zhuǎn)化率高、使用壽命長、 節(jié)省能源、功率可以調(diào)整，起飛距離可以調(diào)整，能夠適應(yīng)各種艦載機(jī)起飛(包括輕型飛機(jī)和無人機(jī))。本發(fā)明的彈射器與現(xiàn)有技術(shù)的蒸汽彈射器相比，美國的蒸汽彈射器好比一匹馬拉著50噸重物在一條跑道上3秒內(nèi)跑100米，本發(fā)明的彈射器使用10個(gè)氣壓缸，好比10匹馬分別拉著5噸重物在10個(gè)跑道上3秒鐘內(nèi)分別跑10米，相比之下，本發(fā)明的10匹馬在規(guī)定的時(shí)間內(nèi)拉著相同的數(shù)量的重物跑了相同距離，如果每匹馬的體質(zhì)相同，10匹馬在100 米的跑道內(nèi)和3秒鐘的時(shí)間內(nèi)在牽引重物上仍有10倍的潛力，使用10匹馬，即使是馬駒或瘦馬，牽引力也比一匹壯馬力量大，道理非常簡單，也和拔河或接力賽跑一樣，10個(gè)人配合， 無論是速度還是力度都比一個(gè)快和高。從加工工藝和制造成本上說，將98米長的長汽缸分成10個(gè)短汽缸，每個(gè)氣壓缸的長度不到5米，工藝簡單了、制造難度下降了、組裝和使用也方便了，再加采用封閉式汽缸， 沒有工作介質(zhì)的損失，動(dòng)力轉(zhuǎn)化率將大幅度提高，使用壽命也大幅度延長，可以保守地說使用壽命將是美國艦載機(jī)蒸汽彈射器的1000倍以上，牽引艦載機(jī)的噸位至少增加兩倍以上。


圖1是氣壓缸上下布局的航母艦載機(jī)彈射器待命狀態(tài)結(jié)構(gòu)示意圖；圖2是氣壓缸上下布局航母艦載機(jī)彈射器彈射后狀態(tài)的結(jié)構(gòu)示意圖；圖3是氣壓缸模塊組件的俯視結(jié)構(gòu)示意圖；圖4是圖3的左視結(jié)構(gòu)示意圖；圖5是圖4的A-A向斷面結(jié)構(gòu)示意圖；圖6是圖4的左視結(jié)構(gòu)示意圖；圖7是氣壓缸水平布局的待命狀態(tài)結(jié)構(gòu)示意圖；圖8是氣壓缸水平布局的彈射后狀態(tài)結(jié)構(gòu)示意圖。附圖標(biāo)記說明牽引鋼絲繩1、防脫滑輪2、驅(qū)動(dòng)滑輪3、歸位絞車4、滑梭5、起飛跑道6、起點(diǎn)換向滑輪7、氣壓缸8、高壓氣管9、三通電控閥10、進(jìn)汽口 11、錨固滑輪12、活塞連桿13、滑輪架14、固定框架15、滑塊16、滑槽17、活塞18、歸位鋼絲繩19、終點(diǎn)換向滑輪20、 分電控閥21。
具體實(shí)施例方式參照說明書附圖對本發(fā)明的艦載機(jī)彈射器作以下詳細(xì)地說明。如附圖1-8所示，本發(fā)明的大推力倍增加速式氣動(dòng)航母艦載機(jī)彈射器，是采用多個(gè)封閉式氣壓缸模塊組件同時(shí)驅(qū)動(dòng)一組牽引鋼絲繩1收縮來驅(qū)動(dòng)起飛跑道6上的滑梭5滑動(dòng)，進(jìn)而推動(dòng)艦載機(jī)彈射起飛，該彈射器的結(jié)構(gòu)是由艦載機(jī)起飛跑道6、滑梭5、牽引鋼絲繩 1、若干個(gè)氣壓缸模塊組件、高壓氣管9和歸位絞車4等部件組成，氣壓缸模塊組件是由固定框架15、氣壓缸8、活塞18、活塞連桿13、滑輪架14、驅(qū)動(dòng)滑輪3、防脫滑輪2和滑塊16組成， 氣壓缸8的缸體固定在固定框架15之中，各氣壓缸8的頭部交錯(cuò)相對間隔排列，氣壓缸8 的尾部通過分電控閥21與高壓氣管9連接，高壓氣管9的進(jìn)汽口 11上設(shè)置有三通電控閥 10，氣壓缸8中設(shè)置有活塞18，活塞18連接活塞連桿13，活塞連桿13的端部從氣壓缸8的頭部伸出與滑輪架14連接，驅(qū)動(dòng)滑輪3和防脫滑輪2通過滑輪軸固定在滑輪架14之中，滑輪軸的兩端設(shè)置有滑塊16，滑塊16與設(shè)置在固定框架15兩側(cè)的導(dǎo)向滑槽19滑動(dòng)連接，牽引鋼絲繩1的一端與錨固滑輪12錨固，錨固滑輪12與航母船體固定，牽引鋼絲繩1的另一端從所有驅(qū)動(dòng)滑輪3和防脫滑輪2之間穿過，再繞過起飛跑道6終點(diǎn)換向滑輪20與設(shè)置在艦載機(jī)起飛跑道6上的滑梭5的一端連接，滑梭5的另一端連接歸位鋼絲繩21的一端，歸位鋼絲繩21的另一端繞過起飛跑道6起點(diǎn)換向滑輪7與歸位絞車4連接，歸位鋼絲繩21 與艦載機(jī)起飛跑道6等長；設(shè)置在滑輪架14中的驅(qū)動(dòng)滑輪3和防脫滑輪2至少是一個(gè)，相對應(yīng)連接的鋼牽引鋼絲繩1至少是一根，具體應(yīng)根據(jù)艦載機(jī)的最大起飛重量計(jì)算選用鋼絲繩的直徑和根數(shù)。 防脫滑輪2作用是防止?fàn)恳摻z繩1脫離驅(qū)動(dòng)滑輪3。高壓氣管9中使用的高壓氣體是空氣、蒸汽或液體。通過計(jì)算機(jī)控制各個(gè)電控閥的開閉，適應(yīng)不同艦載機(jī)所需起飛跑道的長度，對于輕型飛機(jī)或無人機(jī)可以選用短跑道起飛，比如，彈射器采用10根氣壓缸，全程跑道是100 米，使用5根氣壓缸即可牽引50米，每根活塞連桿的長度只有5米。也就是說每一根氣壓缸可以牽引10米距離。選擇開啟不同氣壓缸的數(shù)量即可控制起飛跑道的長度。關(guān)于牽引速度的控制，為了避免大功率將輕型飛機(jī)或無人機(jī)損壞，可以通過在高壓氣體管道上分段設(shè)置限流閥加以限制，流體限流是常規(guī)技術(shù)。還可以采用分批分段限流，即前20-30米對2-3根氣壓缸采用低流速充氣，中間對 2-3根采用中速充氣，后2-4根等到飛機(jī)加速度提高以后，再全速充氣共同用力將艦載機(jī)加速彈射出去。這樣可有效避免艦載機(jī)初速度過快造成飛行員短時(shí)昏厥，發(fā)生飛行事故，具體情況根據(jù)不同機(jī)種分別對待，通過實(shí)際測試制定彈射程序和使用規(guī)則。實(shí)施例本發(fā)明的大推力倍增加速式氣動(dòng)航母艦載機(jī)彈射器彈射步驟如下1)活塞連桿全部縮進(jìn)氣壓缸缸體內(nèi)，鋼絲繩減少折彎，歸位絞車釋放，滑梭位于起飛跑道的起飛起點(diǎn)，滑梭與被彈射飛機(jī)鉤掛連接起飛待命；2)起飛命令下達(dá)，三通閥打開，高壓氣源通過三通閥向高壓氣管充汽，高壓氣管分別向各個(gè)氣壓缸充氣，活塞受到高壓氣體推動(dòng)將活塞連桿推出氣壓缸缸體，連桿端部的驅(qū)動(dòng)滑輪推動(dòng)鋼絲繩打彎，鋼絲繩在氣壓缸之間呈S形排列，由于鋼絲繩的S形折彎，鋼絲繩在起飛跑道上的長度被縮短，因而牽引滑梭由起飛起點(diǎn)向起飛終點(diǎn)沿滑梭牽引縫快速滑動(dòng)將艦載機(jī)彈射出去；滑梭滑行道起飛跑道終點(diǎn)，歸位鋼絲繩從歸位絞車上釋放完畢，由于歸位鋼絲繩與起飛跑道等長，歸位鋼絲繩將滑梭反向牽弓丨，滑梭停止滑動(dòng)；3)滑梭停止滑動(dòng)，歸位絞車啟動(dòng)，三通閥的充氣口關(guān)閉，排氣口打開，歸位鋼絲繩牽引滑梭返回起飛跑道起點(diǎn)待命，同時(shí)牽引各個(gè)活塞連桿縮進(jìn)氣壓缸缸體內(nèi)準(zhǔn)備下一次彈 射。
我們國家在2011年開始初步規(guī)劃建造6個(gè)航母戰(zhàn)斗群，每個(gè)航母上最少需要一條彈射跑道，大型的航母則需要2-4個(gè)，本發(fā)明的彈射器和現(xiàn)有技術(shù)的比較，具有非常顯著的優(yōu)勢，完全有必要和有可能在中國的所有航母上使用。據(jù)說我國的前期航母由于沒有艦載機(jī)彈射器，為了應(yīng)急仍采用俄羅斯的滑躍起飛方式，僅僅用于滑躍式起飛的陸地訓(xùn)練基地就建造了 3個(gè)，凸顯我國建造航母的迫切性，但是，采用滑躍式起飛航母就要購買俄羅斯的蘇33艦載機(jī)，滑躍式起飛的缺點(diǎn)是降低艦載機(jī)的有效載荷，蘇33艦載機(jī)的陸地起飛滿載復(fù)合是33噸，采用滑躍式起飛，飛機(jī)載荷只有26 噸，減少7噸載荷就意味著作戰(zhàn)性能降低，滯空時(shí)間減少，巡航半徑減少。另外沒有艦載機(jī)彈射器就不能艦載反潛機(jī)和預(yù)警機(jī)，沒有艦載反潛機(jī)和預(yù)警機(jī)，航母的作戰(zhàn)功能就比美國的帶蒸汽彈射器的航母少了三分之二。還聽說中國軍方正在花重金仿制美國的蒸汽彈射器，本人認(rèn)為，連美國人自己都認(rèn)為已經(jīng)使用了近100多年的艦載機(jī)蒸汽彈射器仍存在有許多不可克服的致命的缺陷，中國人還要去仿制，實(shí)在是太小看中國人的創(chuàng)造力。美國艦載機(jī)彈射器的致命缺點(diǎn)是，1)采用98米長的開縫汽缸，加工工藝復(fù)雜、 成本昂貴，需要特殊的密封條對開縫密封，安全性和氣密性不能保證，工作壓力不能提高， 壓力過大，開縫汽缸就要變形造成漏氣量增大，能源浪費(fèi)大；2)最主要的是使用壽命短， 200-400次就需要檢修1-2天，2000-5000次就需要大修2_3個(gè)月，3)占用操作和維修人員 120多人。上述制造加工的高難度也是俄羅斯放棄蒸汽彈射而選用笨拙的滑躍式起飛的主要原因。盡管本發(fā)明的彈射器可能在短時(shí)間不能被中國軍方認(rèn)可，但是還是希望航母設(shè)計(jì)者能夠有超前的意識在航母上設(shè)計(jì)上彈射起飛跑道，早晚會(huì)安裝使用中國人自己設(shè)計(jì)的艦載機(jī)彈射器，只是希望這種等待不要過久。通過附圖可以看出，每個(gè)氣壓缸模塊組件由于體積小，長度短，可以豎向排列或水平排列在起飛跑道的下方，根本占用不了多少空間，儲氣罐可以放在船底，高壓氣源可以使用蒸汽鍋爐，也可使用空壓機(jī)或大功率液壓泵，布局非常靈活方便。 如果使用液壓傳動(dòng)，每個(gè)液壓缸配制一臺或多臺液壓泵，可以克服液體比氣體流動(dòng)慢的弊端。氣壓缸模塊組件的加工是成熟的技術(shù)，可采用傳統(tǒng)氣動(dòng)元件加工技術(shù)制作，其他均為通用鉚焊技術(shù)。至于飛行跑道、滑梭等等，都是美國公開的技術(shù)，牽引絞車、電控閥、 限流閥均為通用機(jī)電產(chǎn)品和公知技術(shù)。本發(fā)明人非常自信，中國的國產(chǎn)飛機(jī)一定能滿負(fù)荷在中國的航母上使用本發(fā)明的艦載機(jī)彈射器彈射起飛。除說明書所述的技術(shù)特征外，均為本專業(yè)技術(shù)人員的已知技術(shù)。
權(quán)利要求
1.大推力倍增加速式氣動(dòng)航母艦載機(jī)彈射器，其特征在于，采用多個(gè)封閉氣壓缸同時(shí)驅(qū)動(dòng)一組鋼絲繩收縮，再通過鋼絲繩收縮驅(qū)動(dòng)起飛跑道上滑梭滑動(dòng)來推動(dòng)艦載機(jī)彈射起飛，結(jié)構(gòu)包括艦載機(jī)起飛跑道、滑梭、牽引鋼絲繩、若干個(gè)氣壓缸模塊組件、高壓氣管和歸位絞車，其中，氣壓缸模塊組件是由固定框架、氣壓缸、活塞、活塞連桿、滑輪架、驅(qū)動(dòng)滑輪、防脫滑輪和滑塊組成，氣壓缸的缸體固定在固定框架之中，各氣壓缸的頭部交錯(cuò)相對間隔排列，氣壓缸的尾部通過分電控閥與高壓氣管連接，高壓氣管的進(jìn)汽口上設(shè)置有三通電控閥， 氣壓缸中設(shè)置有活塞，活塞連接活塞連桿，活塞連桿的端部從氣壓缸的頭部伸出與滑輪架連接，驅(qū)動(dòng)滑輪和防脫滑輪通過滑輪軸固定在滑輪架之中，滑輪軸的兩端設(shè)置有滑塊，滑塊與設(shè)置在固定框架兩側(cè)的導(dǎo)向滑槽滑動(dòng)連接，牽引鋼絲繩的一端與錨固滑輪錨固，錨固滑輪與航母船體固定，牽引鋼絲繩的另一端從所有驅(qū)動(dòng)滑輪和防脫滑輪之間穿過，再繞過起飛跑道終點(diǎn)換向滑輪與設(shè)置在艦載機(jī)起飛跑道上的滑梭的一端連接，滑梭的另一端連接歸位鋼絲繩的一端，歸位鋼絲繩的另一端繞過起飛跑道起點(diǎn)換向滑輪與歸位絞車4連接，歸位鋼絲繩與艦載機(jī)起飛跑道等長；艦載機(jī)彈射器彈射的工作原理如下設(shè)定起飛跑道的長度是L，氣壓缸的數(shù)量是n，活塞連桿的長度是1，η根活塞連桿同時(shí)伸出就能夠縮短2η根活塞連桿長度1的鋼絲繩，那么起飛跑道的長度與氣壓缸的配置數(shù)量計(jì)算公式如下L = 2nl，再設(shè)定每個(gè)活塞的推力是f，活塞的推力取決于活塞的端面積和工作氣體的壓力，當(dāng)工作氣體壓力和活塞的端面積恒定時(shí)，活塞的總推力取決于活塞的數(shù)量， 當(dāng)η個(gè)活塞共同作用在一組鋼絲繩上時(shí)，活塞的總推力F = nf，滑梭通過鋼絲繩得到的總推力F = nf，已知傳統(tǒng)航母艦載機(jī)蒸汽彈射器活塞在98米開縫汽缸中加速時(shí)間T = 2-4秒， 如果η個(gè)活塞同時(shí)驅(qū)動(dòng)，那么每個(gè)氣壓缸中的活塞運(yùn)動(dòng)時(shí)間t = 2-4/n ；艦載機(jī)彈射器彈射步驟如下1)活塞連桿全部縮進(jìn)氣壓缸缸體內(nèi)，鋼絲繩減少折彎，歸位絞車釋放，滑梭位于起飛跑道的起飛起點(diǎn)，滑梭與被彈射飛機(jī)鉤掛連接起飛待命；2)起飛命令下達(dá)，三通閥打開，高壓氣源通過三通閥向高壓氣管充汽，高壓氣管分別向各個(gè)氣壓缸充氣，活塞受到高壓氣體推動(dòng)將活塞連桿推出氣壓缸缸體，連桿端部的驅(qū)動(dòng)滑輪推動(dòng)鋼絲繩打彎，鋼絲繩在氣壓缸之間呈S形排列，由于鋼絲繩的S形折彎，鋼絲繩在起飛跑道上的長度被縮短，因而牽引滑梭由起飛起點(diǎn)向起飛終點(diǎn)沿滑梭牽引縫快速滑動(dòng)將艦載機(jī)彈射出去；滑梭滑行道起飛跑道終點(diǎn)，歸位鋼絲繩從歸位絞車上釋放完畢，由于歸位鋼絲繩與起飛跑道等長，歸位鋼絲繩將滑梭反向牽引，滑梭停止滑動(dòng)；3)滑梭停止滑動(dòng)，歸位絞車啟動(dòng)，三通閥的充氣口關(guān)閉，排氣口打開，歸位鋼絲繩牽引滑梭返回起飛跑道起點(diǎn)待命，同時(shí)牽引各個(gè)活塞連桿縮進(jìn)氣壓缸缸體內(nèi)準(zhǔn)備下一次彈射。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的航母艦載機(jī)彈射器，其特征在于設(shè)置在滑輪架中的驅(qū)動(dòng)滑輪和防脫滑輪至少是一個(gè)，連接的鋼絲繩至少是一根。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的航母艦載機(jī)彈射器，其特征在于，高壓氣體是空氣、蒸汽或液體。
全文摘要
本發(fā)明提供一種大推力倍增加速式氣動(dòng)航母艦載機(jī)彈射器，采用多個(gè)封閉氣壓缸同時(shí)驅(qū)動(dòng)一組鋼絲繩收縮，再通過鋼絲繩收縮驅(qū)動(dòng)起飛跑道上滑梭滑動(dòng)來推動(dòng)艦載機(jī)彈射起飛，結(jié)構(gòu)包括艦載機(jī)起飛跑道、滑梭、牽引鋼絲繩、若干個(gè)氣壓缸模塊組件、高壓氣管和歸位絞車，其中，氣壓缸模塊組件是由固定框架、氣壓缸、活塞、活塞連桿、滑輪架、驅(qū)動(dòng)滑輪、防脫滑輪和滑塊組成，氣壓缸的缸體固定在固定框架之中，各氣壓缸的頭部交錯(cuò)相對間隔排列，氣壓缸的尾部通過分電控閥與高壓氣管連接，和現(xiàn)有技術(shù)相比具有結(jié)構(gòu)簡單，成本低廉，重量輕、動(dòng)力轉(zhuǎn)化率高、使用壽命長、節(jié)省能源、功率可以調(diào)整，起飛距離可以調(diào)整，能夠適應(yīng)各種艦載機(jī)起飛，(包括輕型飛機(jī)和無人機(jī))的特點(diǎn)。
文檔編號B64F1/06GK102152856SQ20101061699
公開日2011年8月17日 申請日期2010年12月31日 優(yōu)先權(quán)日2010年12月31日
發(fā)明者劉俊嶺, 姜明, 姜鵬, 朱惠芬, 陳衛(wèi)國, 陳罘杲, 霍剛 申請人:朱惠芬