專利名稱：航空母艦水力彈射器的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及航空母艦上助推艦載機(jī)起飛的彈射設(shè)備，尤其涉及一種航空母艦水力彈射器。
背景技術(shù)：
彈射器的發(fā)展是隨著航空母艦的問世而發(fā)展起來的。據(jù)資料表明，現(xiàn)在普遍采用的噴氣 式艦載機(jī)起飛時(shí)，需要達(dá)到每小時(shí)330公里以上的速度才能拔地而起。以現(xiàn)行飛機(jī)的重量和 發(fā)動(dòng)機(jī)功率來計(jì)算，若無助推，飛機(jī)需在跑道上滑跑幾千米距離才能達(dá)到，即使當(dāng)今最大的 "尼米茲"級(jí)航空母艦，甲板亦不過300余米，所以，依靠彈射器加快起飛速度是必不可少 的環(huán)節(jié)。
世界上最早的彈射器是由美國西奧多，埃利森海軍上尉于1911年研制成功的。這種原始 的彈射器由3條繩索和1塊砝碼組成，幾乎沒起到什么作用。后來，埃利森又對(duì)這種原始的 彈射器進(jìn)行改進(jìn)，研制成功壓縮空氣彈射器，于1912年11月12日進(jìn)行了人類史上第一次彈 射起飛。1951年英國海軍航空兵后備隊(duì)司令米切爾率先研制出蒸汽彈射器，并裝備在海軍"莫 仙座"號(hào)航空母艦上。后來美國人又于1960年研制成功了內(nèi)燃式彈射器，并安裝到"企業(yè)" 號(hào)核動(dòng)力航空母艦上。不過，這種內(nèi)燃式彈射器至今仍不能令人滿意，所以，"企業(yè)"號(hào)除裝 備內(nèi)燃式彈射器之外，還裝備有蒸汽彈射器。
蒸汽彈5t器實(shí)際就是一臺(tái)往復(fù)式蒸汽機(jī)，只不過其動(dòng)力沖程很長。蒸汽彈射器由發(fā)射系 統(tǒng)、蒸汽系統(tǒng)、拖索張緊系統(tǒng)、潤滑及控制系統(tǒng)等部分組成。工作時(shí)，由鍋爐產(chǎn)生高壓蒸汽， 并把這種高壓蒸汽儲(chǔ)存在蒸汽罐里，彈射前，用拖索將艦載機(jī)鉤在往復(fù)車上， 一旦將高壓蒸 汽充入有縫汽缸筒，蒸汽的巨大壓力推動(dòng)活塞，活塞上的密封刀穿過汽缸筒的縱向縫隙帶動(dòng) 往復(fù)車，往復(fù)車帶動(dòng)艦載機(jī)加速向前滑跑，最終將飛機(jī)彈射出去。
這種蒸汽彈射器，從能量轉(zhuǎn)換和傳遞角度，可分解為三部分能源設(shè)備、能量轉(zhuǎn)換設(shè)備、 能量輸出設(shè)備。能源設(shè)備包括鍋爐、蒸汽罐，能量轉(zhuǎn)換設(shè)備包括汽缸筒、活塞，能量輸出設(shè) 備包括密封刀、往復(fù)車。
美國的C一13型蒸汽彈射器，可將34噸重的艦載機(jī)F14以185節(jié)(即339公里/小時(shí)) 的高速彈射出去。目前，美國海軍的航空母艦彈射一架飛機(jī)僅需30秒。蒸汽彈射器現(xiàn)在只有 美國能制造，俄羅斯與法國研發(fā)多年，都未成功，這種東西絕對(duì)是"尖端且敏感的軍用技術(shù)"， 不要指望美國向我們出口，怎么辦？只有自己研制彈射器。
上述有關(guān)航空母艦彈射器的背景技術(shù)，在以下專著中有詳細(xì)描述
1.雪巴，美國海軍航母彈射飛行發(fā)展史，艦載武器第92期，鄭州機(jī)電工程研究所，2007。2.曲立樹，航空母艦及其克星，北京兵器工業(yè)出版社，2003。
縱觀世界各國，沒有那個(gè)國家和民族不是首先從海岸線上發(fā)展起來的。當(dāng)今世界強(qiáng)國沒 有不是海洋大國的。中華民族要復(fù)興就必須走向海洋，走向世界。但是，海洋并不太平，作 為唯一超級(jí)大國的美國，不能容忍敢于為真每而吶喊的中國崛起于世界的東方。中華民族要 復(fù)興首先要發(fā)展國防，只有強(qiáng)大的國防才是我國建設(shè)事業(yè)可靠的保障。航母是流動(dòng)的國土， 是當(dāng)代一個(gè)國家國防強(qiáng)大的標(biāo)志，也是現(xiàn)代海軍中最具戰(zhàn)斗力的大型水面艦只，其作用和意 義都不言而喻。
我國發(fā)展航母，彈射器是繞不開的難題?，F(xiàn)在普遍認(rèn)為沒有彈射器就不要造航母，蒸汽 彈射器技術(shù)難度大過航母本身。我國有造大船的經(jīng)驗(yàn)，然而，彈射器卻是中國航母的瓶頸。
目前世界上約有10個(gè)國家有能力建造航空母艦，但是只有美國能造蒸汽彈射器，蒸汽彈射器
的制造難度極大。
可以通過一些簡(jiǎn)單計(jì)算，得知美國蒸汽彈射器的主要性能參數(shù)。34噸重的艦載機(jī)F14以 185節(jié)(即339km/h，或94m/ )彈射起飛，跑道長為95m。假設(shè)艦載機(jī)滑跑是勻加速運(yùn) 動(dòng)，由力學(xué)公式
Vt2-Vo2=2as ，因?yàn)閂(^0 ，所以a二VtV2s 加速度a為
a=942/ (2*95) =46.5(m/s2) 跑道長s為95m，滑跑時(shí)間計(jì)算，由力學(xué)公式
s=at2/2 ; t2=2s/a 得 t=2. 02 (s) 牽引力f計(jì)算，由力學(xué)公式
f=ma
其中，質(zhì)量m為34000kg，則牽弓j力f為
f=34000*46.5=1581000(N)=1581(kN) 又得知艦載機(jī)F14有兩臺(tái)推力均為120kN的發(fā)動(dòng)機(jī)，考慮到還有加力燃燒，總推力按300kN 計(jì)算，忽略空氣阻力和飛行甲板摩擦力，則彈射器的牽引力f'應(yīng)為
f' =1581-300=1281(kN) 艦載機(jī)F14起飛瞬間，速度Vt最快，為94m/s，同時(shí)牽引功率P最大，其值按力學(xué)公式
P=Vt*f'
計(jì)算得到
P=94*1281=120414 (kW)美國蒸汽彈射器的牽引力廠和牽引功率P的最大值，的確是通常艦載動(dòng)力設(shè)備很難達(dá)到 的，因此成為美國借以稱霸海洋的獨(dú)有的軍事壟斷技術(shù)，但是，它也有如下嚴(yán)重的缺陷
(1) 維護(hù)成本高，密封件更換頻繁而又十分麻煩，被稱為"海軍的噩夢(mèng)"；
(2) 蒸汽彈射器成本高，配套設(shè)施多，系統(tǒng)煩瑣，體積1000立方米，重量500噸；
(3) 因?yàn)檎羝荒芑厥?，消耗大量淡水，每彈射一架艦載機(jī)起飛，消耗一噸淡水；
(4) 蒸汽彈射器效率低，蒸汽能量利用率只有百分之六。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的是要給出一種航空母艦水力彈射器，它利用蒸汽噴水推動(dòng)水輪機(jī)，水輪機(jī) 帶動(dòng)巻揚(yáng)機(jī)，巻揚(yáng)機(jī)拉動(dòng)往復(fù)車，往復(fù)車帶動(dòng)艦載機(jī)滑跑，最終將艦載機(jī)彈射出去。蒸汽與 水均為循環(huán)使用，能量轉(zhuǎn)換及彈射機(jī)構(gòu)簡(jiǎn)單，工作可靠，成本低，蒸汽能量利用率高。
為達(dá)到上述目的，本發(fā)明給出的航空母艦水力彈射器由蒸汽給水器、給水控制器、循環(huán) 水箱、水輪機(jī)、水輪機(jī)控制器、巻揚(yáng)機(jī)離合器、巻揚(yáng)機(jī)、制動(dòng)器、往復(fù)車、逆行車、逆行電 機(jī)、車道、拉力螺栓、終點(diǎn)傳感器、蒸汽源、空氣源、淡水源等共十七部分組成。
其中，蒸汽給水器、給水控制器、循環(huán)水箱共三部分稱作給水器裝置；巻揚(yáng)機(jī)離合器、 巻揚(yáng)機(jī)、制動(dòng)器共三部分稱作巻揚(yáng)機(jī)裝置；往復(fù)車、逆行車、逆行電機(jī)、車道、拉力螺栓、 終點(diǎn)傳感器共六部分稱作行車裝置。
蒸汽源、空氣源、淡水源等三部分為能源設(shè)備，蒸汽給水器、給水控制器、水輪機(jī)、水 輪機(jī)控制器、循環(huán)水箱等五部分為能量轉(zhuǎn)換設(shè)備，巻揚(yáng)機(jī)離合器、巻揚(yáng)機(jī)、制動(dòng)器、往復(fù)車、 逆行車、逆行電機(jī)、車道、拉力螺栓、終點(diǎn)傳感器等九部分為能量輸出設(shè)備。
所說水輪機(jī)為沖擊式的水輪機(jī)，主要結(jié)構(gòu)包括機(jī)殼、主軸、轉(zhuǎn)輪、噴管、給水管等部分。 給水管內(nèi)的來水，通過穿進(jìn)機(jī)殼的噴管，在機(jī)殼內(nèi)產(chǎn)生高速水射流，沖擊水輪機(jī)主軸上的轉(zhuǎn) 輪，帶動(dòng)水輪機(jī)旋轉(zhuǎn)并對(duì)外做功。
蒸汽給水器是本發(fā)明的核心部件，它把蒸汽的熱能轉(zhuǎn)換為水的壓力勢(shì)能，再通過水輪機(jī) 對(duì)外做功。蒸汽給水器的工作過程近似于蒸汽給水泵，但是，蒸汽給水器的結(jié)構(gòu)和工作原理 與蒸汽給水泵不同。
蒸汽給水器由汽水管、進(jìn)水管、升壓管共三根彎管和穩(wěn)壓罐組成。汽水管的上段為豎直 段，上端入口端板上有空氣閥和蒸汽閥，下段為彎管，出口向上，在出口上有擾流閥；在汽 水管的中部連接進(jìn)水管，在進(jìn)水管水平段上設(shè)置進(jìn)水閥，豎直段向下開口為進(jìn)水口；升壓管 豎直段向下開口與汽水管出口的擾流閥相接，其水平段有一個(gè)逆止閥，水平出口呈喇叭形。 蒸汽給水器的穩(wěn)壓罐是一個(gè)穩(wěn)定出水壓力的壓力容器，它的入口接升壓管出口，它的出口通 過出水閥接到水輪機(jī)的給水管。給水控制器是蒸汽給水器的閥門的控制裝置，其內(nèi)部，有控制空氣閥、蒸汽閥、進(jìn)水閥 和擾流閥四個(gè)電動(dòng)閥門開閉的控制電路，四個(gè)電動(dòng)閥門開閉的順序是固定的，每個(gè)電動(dòng)閥門 開閉時(shí)間的長短，可根據(jù)實(shí)際情況，通過改變電路中元件參數(shù)進(jìn)行調(diào)整。
循環(huán)水箱是一個(gè)盛裝與供給動(dòng)力循環(huán)用水的容器，為蒸汽給水器和水輪機(jī)提供做功的媒 質(zhì)水。水的溫度、潔凈度和水量要符合要求。水是循環(huán)使用的，循環(huán)水箱上設(shè)有散熱器。循 環(huán)水箱要足夠大，蒸汽給水器和水輪機(jī)都坐落在循環(huán)水箱上，蒸汽給水器的進(jìn)水口浸沒在水 面之下。
蒸汽給水器的工作原理與步驟如下
1. 啟動(dòng)
通過供水管向循環(huán)水箱內(nèi)注水，當(dāng)循環(huán)水箱的水位達(dá)到水箱側(cè)壁四分之三高度時(shí)，停止 注水。
蒸汽給水器坐落在循環(huán)水箱上，蒸汽給水器的進(jìn)水口在循環(huán)水箱水面以下。 關(guān)閉蒸汽給水器汽水管上的擾流閥，打開進(jìn)水管上的進(jìn)水閥，打開汽水管的蒸汽閥。蒸 汽源通過蒸汽連接管向蒸汽給水器內(nèi)供給高溫高壓蒸汽，蒸汽吹掃并清除汽水管和進(jìn)水管內(nèi) 的積水和空氣，使之通過進(jìn)水口排出到循環(huán)水箱。然后，關(guān)閉進(jìn)水閥，進(jìn)水管內(nèi)蒸汽溶于水， 循環(huán)水箱的水進(jìn)入進(jìn)水管，到達(dá)進(jìn)水閥。
打開擾流閥，再打開汽水管的蒸汽閥。蒸汽源通過蒸汽連接管和蒸汽閥，向蒸汽給水器 內(nèi)注入高溫高壓蒸汽。高溫高壓蒸汽吹掃并清除汽水管和升壓管內(nèi)的積水和空氣，使之通過 擾流閥，沖開逆止閥，進(jìn)入穩(wěn)壓罐。然后關(guān)閉擾流閥和蒸汽閥，逆止閥自動(dòng)關(guān)閉。
2. 進(jìn)水過程
打開進(jìn)水管上的進(jìn)水閥，蒸汽給水器內(nèi)高溫蒸汽迅速溶入進(jìn)水閥閥口處的常溫水表面， 汽水管內(nèi)蒸汽壓力下降，水向汽水管內(nèi)涌入，并在閥口變徑處濺起水花，增大了汽水接觸面 積，促使蒸汽加快溶入水中，汽水管內(nèi)蒸汽壓力進(jìn)一步下降，汽水相互結(jié)合的循環(huán)熱力作用， 瞬間就產(chǎn)生雪崩式的蒸汽水擊，循環(huán)水箱內(nèi)的水爆炸式地沖進(jìn)并占據(jù)了汽水管內(nèi)空間，然后 關(guān)閉進(jìn)水閥。
3. 進(jìn)產(chǎn).推水過程
打開汽水管的擾流閥和端板上的空氣閥，空氣源通過空氣連接管向蒸汽給水器內(nèi)供給少 許空氣，在汽水管端板內(nèi)表面與管內(nèi)水體之間形成一個(gè)空氣薄層，稱之空氣墊，然后關(guān)閉空 氣閥。打開汽水管端板上的蒸汽閥，蒸汽源通過蒸汽連接管向蒸汽給水器內(nèi)注入高溫高壓蒸 汽。由于空氣墊的隔離作用，僅有極少量蒸汽溶入水中。其余絕大部分高溫高壓蒸汽推動(dòng)空 氣墊，同時(shí)墊著空氣墊推動(dòng)水體流動(dòng)，不斷加速。通過擾流閥時(shí)，濺起水花、飛沫，增大了汽水接觸面積，升壓管內(nèi)的蒸汽迅速溶入水中，降低了升壓管內(nèi)的蒸汽壓力與水的流動(dòng)阻力， 進(jìn)一步促進(jìn)水流在升壓管內(nèi)加速。 4.升壓過程
升壓管內(nèi)的高速水流沖開逆止閥，在流經(jīng)升壓管喇叭形的出口時(shí)，由于水流截面積逐漸 加大，流速減慢，根據(jù)伯努利方程，水流壓力增高。從升壓管流出的高壓水，進(jìn)入穩(wěn)壓罐。 從穩(wěn)壓罐出水閥流出高壓水，提供給水輪機(jī)做功。
水輪機(jī)的工作過程如下
從穩(wěn)壓罐出水閥流出的高壓水進(jìn)入水輪機(jī)的給水管，經(jīng)過這個(gè)給水管進(jìn)入水輪機(jī)機(jī)殼內(nèi) 的噴管，通過噴管的出口噴出，在水輪機(jī)的機(jī)殼內(nèi)空間形成高速水射流，沖擊水輪機(jī)主軸上 的轉(zhuǎn)輪，帶動(dòng)主軸銜轉(zhuǎn)并對(duì)外做功，做完功的水落入循環(huán)水箱。由于在蒸汽給水器內(nèi)，部分 蒸汽溶入水中，做完功的水比循環(huán)水箱內(nèi)的水溫度高，導(dǎo)致循環(huán)水箱內(nèi)的水升溫，影響進(jìn)水 管進(jìn)水閥進(jìn)水時(shí)的蒸汽水擊，蒸汽水擊過程是循環(huán)水箱向蒸汽給水器內(nèi)快速供水的必要條件。 為防止循環(huán)水箱內(nèi)的水升溫，循環(huán)水箱內(nèi)設(shè)有散熱器。
巻揚(yáng)機(jī)裝置工作過程如下
巻揚(yáng)機(jī)的巻筒在水輪機(jī)帶動(dòng)下旋轉(zhuǎn)，牽引艦載機(jī)的鋼絲繩沿著巻筒表面的導(dǎo)向螺旋槽進(jìn) 行單層巻繞，巻筒是圓錐形的，轉(zhuǎn)速恒定，巻繞鋼絲繩的巻筒直徑逐圈增大，巻繞鋼絲繩的 速度逐圈加決，艦載機(jī)就越跑越快，達(dá)到起飛速度，艦載機(jī)離地，脫離牽引。
行車裝置工作過程如下
行車裝置是指跑道上參與艦載機(jī)彈射的往復(fù)車、逆行車、車道、逆行電機(jī)、拉力螺栓和 終點(diǎn)傳感器。往復(fù)車受鋼絲繩牽引，往復(fù)車位于飛行甲板下方的車道上，往復(fù)車上的一個(gè)立 桿，通過飛行甲板上的縱向開縫，向上伸出飛行甲板，并通過一小段牽引繩，牽引艦載機(jī)。 當(dāng)彈射開始，艦載機(jī)掙脫拉力螺栓，加速滑跑，起飛，脫離牽引，往復(fù)車到達(dá)終點(diǎn)傳感器， 終點(diǎn)傳感器給出信號(hào)，逆行電機(jī)啟動(dòng)，帶動(dòng)逆行車阻尼往復(fù)車，使其停止，隨后再將往復(fù)車 拉回到起點(diǎn)。
在能量輸出設(shè)備中，巻揚(yáng)機(jī)離合器位于水輪機(jī)軸頭和巻揚(yáng)機(jī)軸頭的接合處，制動(dòng)器靠近 巻揚(yáng)機(jī)軸的另一端軸頭，拉力螺栓位于飛行甲板的起點(diǎn)，終點(diǎn)傳感器接近車道的終點(diǎn)。 本發(fā)明的優(yōu)點(diǎn)是
1. 本發(fā)明^J蒸汽給水器利用蒸汽膨脹，直接作用于水，促成水體噴射，推動(dòng)水輪機(jī)的轉(zhuǎn) 輪做功，實(shí)現(xiàn)能量轉(zhuǎn)換，機(jī)構(gòu)簡(jiǎn)單，工作可靠，操作方便。
2. 本發(fā)明的巻揚(yáng)機(jī)拉動(dòng)往復(fù)車，往復(fù)車帶動(dòng)艦載機(jī)滑跑，最終將艦載機(jī)彈射出去。該彈 射機(jī)構(gòu)遠(yuǎn)比^溫高壓的蒸汽彈射器的成本要低得多，維修量要小得多。3. 本發(fā)明的蒸汽給水器，蒸汽推動(dòng)水體通過擾流閥時(shí)，濺起的水花增大了汽水接觸面積, 升壓管內(nèi)的蒸汽迅速溶入水中，降低了升壓管內(nèi)的蒸汽壓力，近似等于對(duì)應(yīng)水溫的飽和壓力， 相當(dāng)于火電廠冷凝器中的乏汽壓力。蒸汽膨脹做功時(shí)，有較低的背壓，可以實(shí)現(xiàn)充分的膨脹， 所以，在本發(fā)明中，蒸汽能量利用率較高；
4. 本發(fā)明航空母艦水力彈射器的蒸汽與水都是循環(huán)使用的，不存在原理上的損耗。
5. 與蒸汽彈射器相比，本發(fā)明航空母艦水力彈射器不需要龐大的高溫高壓蒸汽儲(chǔ)罐，散 熱損失小；不需要百米長的開口汽缸，加工難度小。


圖1是本發(fā)明航空母艦水力彈射器實(shí)施例的蒸汽給水器結(jié)構(gòu)圖； 圖2是本發(fā)明航空母艦水力彈射器實(shí)施例的循環(huán)水箱結(jié)構(gòu)圖； 圖3是本發(fā)明航空母艦水力彈射器實(shí)施例的給水器裝置圖； 圖4是本發(fā)明航空母艦水力彈射器實(shí)施例的給水器裝置工作原理圖； 圖5是本發(fā)明航空母艦水力彈射器實(shí)施例的給水控制器的電路圖； 圖6是本發(fā)明航空母艦水力彈射器實(shí)施例的水輪機(jī)結(jié)構(gòu)圖； 圖7是本發(fā)明航空母艦水力彈射器實(shí)施例的水輪機(jī)控制器原理圖； '圖8是本發(fā)明航空母艦水力彈射器實(shí)施例的巻揚(yáng)機(jī)裝置圖； 圖9是本發(fā)明航空母艦水力彈射器實(shí)施例的行車裝置圖； 圖IO是本發(fā)明航空母艦水力彈射器實(shí)施例的蒸汽源結(jié)構(gòu)圖； 圖11是本發(fā)明航空母艦水力彈射器實(shí)施例的空氣源結(jié)構(gòu)圖； 圖12是本發(fā)明航空母艦水力彈射器實(shí)施例的淡水源結(jié)構(gòu)圖； 圖13是本發(fā)明航空母艦水力彈射器實(shí)施例的總體圖。
具體實(shí)施例方式
下面結(jié)合附圖和實(shí)施例，對(duì)本發(fā)明作進(jìn)一步詳細(xì)描述。
圖1是本發(fā)明航空母艦水力彈射器實(shí)施例的蒸汽給水器結(jié)構(gòu)圖，蒸汽給水器由進(jìn)水管、 汽水管、升壓管和穩(wěn)壓罐組成，其中，進(jìn)水管、汽水管、升壓管又合稱作換能器。
蒸汽給水器1的進(jìn)水管IO是一個(gè)直角彎管，其入口垂直向下，為進(jìn)水口 11，在出水口 前，設(shè)置一個(gè)進(jìn)水閥12。
蒸汽給水器l的汽水管24是一個(gè)J形彎管，其豎直段上端為入口，被端板17封閉，在端板 17上設(shè)置一個(gè)空氣閥16和一個(gè)蒸汽閥15。空氣閥16通過連接管與空氣源相連，蒸汽閥15 通過連接管與蒸汽源相連。在汽水管24的中部有一個(gè)進(jìn)水口，與進(jìn)水管10的出水口相接， 汽水管24的下端為彎管，出口向上，出口設(shè)置一個(gè)擾流閥13。擾流閥13的閥孔內(nèi)，設(shè)置擾流片，擾流片是一個(gè)孔板，其外圓直徑等于擾流閥13的閥孔內(nèi)徑，其內(nèi)圓直徑等于外圓直徑 的四分之三，擾流片平面垂直于流道。
蒸汽給水器l的升壓管26也是一個(gè)直角彎管，其朝下的端口為入口，與汽水管24出口 的擾流閥13相接，其上部的水平的出口 19，呈喇叭形，在這個(gè)喇叭形管段之前設(shè)置一個(gè)逆 止閥14，單向流水。逆止閥14的結(jié)構(gòu)是特制的，對(duì)正向流水的阻力很小，當(dāng)正向流水動(dòng)力 使它的兩扇Jf圓門合在一起時(shí)，流道流向與截面積幾乎都沒有變化。
蒸汽給水器1的穩(wěn)壓罐20，用于穩(wěn)定出水壓力，穩(wěn)壓罐20是豎放的圓形壓力容器，容 積為20m^儲(chǔ)水占5W，其余為壓縮空氣。它的入口 22與升壓管26的喇叭形的出口 19相接， 它的出水口有出水閥23，與水輪設(shè)備的給7jC管相連。蒸汽閥15前的進(jìn)汽壓力等于鍋爐出口 蒸汽壓力，為lOMPa，穩(wěn)壓罐20中水的壓力為8MPa，穩(wěn)壓罐20出水到達(dá)水輪機(jī)的給水管時(shí)， 水頭為800m。從端板17到擾流閥13的汽水管總長度為5m，直徑為0. 5m，內(nèi)部儲(chǔ)水容積為 0.98m3，由進(jìn)水管、汽水管、升壓管組成的換能器每完成一個(gè)循環(huán)，即進(jìn)水、進(jìn)空氣、進(jìn)蒸 汽、膨脹做力，推動(dòng)水體進(jìn)入穩(wěn)壓罐(20)，總共需要2s,則一個(gè)換能器通過升壓管出口每 秒鐘向穩(wěn)壓罐(20)供水為0.49m3。每個(gè)穩(wěn)壓罐(20)安裝3個(gè)換能器，換能器每秒鐘向穩(wěn) 壓罐(20)供水總量為1.47m3，可以保證彈射艦載機(jī)時(shí)，水壓波動(dòng)很小。水位的高度由水位 傳感器25檢測(cè)，根據(jù)水位信號(hào)調(diào)整穩(wěn)壓罐20的進(jìn)水量，使穩(wěn)壓罐20的水位保持在規(guī)定范圍 內(nèi)。穩(wěn)壓罐20的筒體21的上端橢圓封頭上設(shè)置一個(gè)安全閥29，這個(gè)閥的作用是放掉多余的 空氣，這部分多余的空氣是升壓管26向穩(wěn)壓罐20注水時(shí)帶進(jìn)來的。穩(wěn)壓罐20的下端橢圓封 頭部設(shè)有一個(gè)排污閥27，在穩(wěn)壓罐筒體21上有壓力表28。
蒸汽給水器1的進(jìn)水閥12、擾流閥13、蒸汽閥15、空氣閥16、出水閥23等五個(gè)閥門都 是依靠電磁力動(dòng)作的電動(dòng)閥門，通電時(shí)開啟，斷電時(shí)關(guān)閉。其中，出水閥23的開閉受飛行甲 板上的終點(diǎn)傳感器控制，艦載機(jī)起飛后，自動(dòng)關(guān)閉出水閥23。
圖2是本發(fā)明航空母艦水力彈射器實(shí)施例的循環(huán)水箱結(jié)構(gòu)圖，循環(huán)水箱是一個(gè)盛裝與供 給動(dòng)力循環(huán)用水的容器，為蒸汽給水器和水輪機(jī)提供和回收做功的媒質(zhì)水。循環(huán)水箱30由箱 體31、進(jìn)水閥32、水位計(jì)33、換熱器34、溢流管35、排污閥36、溫度計(jì)37組成。水的溫 度、潔凈度和水量要符合要求。水是循環(huán)使用的，循環(huán)水箱30內(nèi)的散熱器34呈蛇形管狀， 管內(nèi)水流帶走熱量，通過進(jìn)出口與外部其它，熱設(shè)備相接，最終將熱量傳到大氣中。水的溫 度由溫度計(jì)37檢測(cè)，當(dāng)水溫偏離規(guī)定值范圍時(shí)，人工調(diào)節(jié)散熱器34內(nèi)水流速，提速降溫， 減速升溫。水位的高度由水位計(jì)33檢測(cè)。當(dāng)因?yàn)樗亩幌陆禃r(shí)，打開進(jìn)水閥32，使 循環(huán)水箱的水位恢復(fù)到規(guī)定值。循環(huán)水箱需要足夠大，蒸汽給水器和水輪機(jī)都坐落在循環(huán)水 箱上，蒸汽給水器的進(jìn)水口浸沒在水面之下。圖3是本發(fā)明航空母艦水力彈射器實(shí)施例的給水器裝置圖，給水器裝置由蒸汽給水器1、 給水控制器18和循環(huán)水箱30組成。本圖重點(diǎn)表示了給水器裝置的兩個(gè)主要部件蒸汽給水 器1和循環(huán)水箱30的相互位置和裝配關(guān)系。蒸汽給水器的穩(wěn)壓罐20，位于循環(huán)水箱箱體31 中間的位置，它坐落在大支架38上，而大支架38坐落在箱體31的底版上。蒸汽給水器的汽 水管24坐落在小支架39上，而小支架39也坐落在箱體31的底版上。穩(wěn)壓罐20的最低點(diǎn)、 汽水管24的最低點(diǎn)與循環(huán)水箱30內(nèi)的水面，三者基本都位于箱體31側(cè)壁的四分之三高度的 位置上。蒸汽給水器1大約占據(jù)了循環(huán)水箱30上表面五分之三的面積。給水控制器18固定 在循環(huán)水箱30的一側(cè)，它接出的四根控制線，分別接到蒸汽給水器l的四個(gè)電動(dòng)閥門上。圖4是本發(fā)明航空母艦水力彈射器實(shí)施例的給水器裝置工作原理圖，給水器裝置的工作 原理可分解為四個(gè)過程來說明，對(duì)應(yīng)地用4-l、 4-2、 4-3、 4-4等四個(gè)圖來表示。4-1圖表示的是啟動(dòng)第一過程，關(guān)閉擾辦閥13，打開進(jìn)水閥12，打開蒸汽閥15，由蒸汽 源向蒸汽給水器內(nèi)注入高溫高壓蒸汽，吹掃蒸汽給水器的進(jìn)水管10內(nèi)的積水和漏入的空氣， 通過進(jìn)水口 11排到循環(huán)水箱30，然后，關(guān)閉蒸汽閥15和進(jìn)水閥12。在進(jìn)水口 11處，進(jìn)水 管10內(nèi)的高溫蒸汽迅速溶入進(jìn)水口 11下邊的常溫水，進(jìn)水管10內(nèi)蒸汽壓下降，進(jìn)水口 11 下邊的水向進(jìn)水管10內(nèi)涌入，很快就占據(jù)了從進(jìn)水口 11到進(jìn)水閥12的進(jìn)水管內(nèi)空間。4-2圖表示的是啟動(dòng)第二過程，打開擾流閥13,再打開蒸汽閥15，由蒸汽源向蒸汽給水 器內(nèi)注入高溫高壓蒸汽，吹掃蒸汽給水器的汽水管24和升壓管26中的積水和漏入的空氣， 通過擾流閥13和逆止閥14，再通過升壓管26的喇叭形出口 19進(jìn)入穩(wěn)壓罐20。然后，關(guān)閉 擾流閥13和蒸汽閥15。4-3圖表示的是兩沖程的給水器裝置的進(jìn)水沖程打開進(jìn)水閥12，進(jìn)水閥12外是常溫水， 進(jìn)水閥12內(nèi)是高溫蒸汽，蒸汽溶于水，汽水'管24內(nèi)蒸汽壓力下降，水涌入進(jìn)水閥12。由于 進(jìn)水閥12的閥孔徑比閥前后的管徑都小，這個(gè)變徑有擾流作用，使涌入的水流飛濺，形成水 花和飛沫，蒸汽更快溶于水，汽水管24內(nèi)的汽壓迅速下降，汽與水的循環(huán)互動(dòng)，引發(fā)蒸汽水 擊，進(jìn)汽閥12外的水迅速?zèng)_進(jìn)并占據(jù)從進(jìn)水閥12到端板17，再到擾流閥13的汽水管24的 全部空間。然后，關(guān)閉進(jìn)水閥12。4-4圖表示的是兩沖程的給水器裝置的做功沖程打開擾流閥13，打開空氣閥16，空氣 源向汽水管內(nèi)充進(jìn)少量空氣，在汽水管24內(nèi)的水體與端板17之間，形成1到2厘米的空氣 薄層，稱作空氣墊，關(guān)閉空氣陶16。打開蒸汽閥15，蒸汽源向蒸汽給水器內(nèi)注入高溫高壓蒸 汽，由于空氣墊的隔離作用，僅有極少蒸汽溶入水中，其余高溫高壓蒸汽的進(jìn)汽和膨脹過程 做功。高溫高壓蒸汽通過空氣墊，推動(dòng)蒸汽給水器內(nèi)水體運(yùn)動(dòng)、加速，通過擾流閥13，沖開 逆止閥14，經(jīng)過喇叭形出口 19時(shí)是減速增壓，然后進(jìn)入了穩(wěn)壓罐20。關(guān)閉擾流閥13和蒸汽閥15。在蒸汽給水器內(nèi)水體通過擾流閥13時(shí)，由于擾流閥13孔道內(nèi)的擾流葉片的擾流作用， 水流飛濺，產(chǎn)生大量水花和飛沫。在擾流閥13至逆止閥14間的高溫蒸汽，迅速溶入常溫的 飛濺水流。在此管段，蒸汽對(duì)水流的阻力很小，可以認(rèn)為水流遇到的蒸汽壓力近似等于水溫 對(duì)應(yīng)的飽和蒸汽壓。所以，高溫高壓蒸汽膨脹做功，推動(dòng)蒸汽給水器內(nèi)水體在管內(nèi)運(yùn)動(dòng)時(shí)， 背壓是很低的。較高的進(jìn)汽壓力，'再加上較&的背壓，蒸汽做功時(shí)有較高的熱效率。啟動(dòng)后的蒸汽給水器反復(fù)進(jìn)行兩沖程循環(huán)，即進(jìn)水沖程和做功沖程。啟動(dòng)的第一過程和 第二過程是手動(dòng)電開關(guān)控制閥門，兩沖程循環(huán)是由給水控制器自動(dòng)控制閥門。圖5是本發(fā)明航空母艦水力彈射器實(shí)施例的給水控制器的電路圖，這是利用一個(gè)三級(jí)時(shí) 序定時(shí)器，按順序驅(qū)動(dòng)四個(gè)磁力電開關(guān)，控制蒸汽給水器的四個(gè)電動(dòng)閥門的電路。采用三個(gè) 555集成電路，產(chǎn)生三個(gè)順序脈沖，第三個(gè)555集成電路的輸出端接到第一個(gè)555集成電路 的觸發(fā)端，實(shí)現(xiàn)非穩(wěn)態(tài)工作。第一個(gè)555集成電路120，為了能可靠復(fù)位，防止干擾的影響，其復(fù)位端(管腳4)和電 源端(管腳8)都直接與Vcc電源相接。集成電路120的接地端(管腳1)接地，控制端125 (管腳5)通過一個(gè)電容接地，防止干擾信號(hào)影響脈寬。其觸發(fā)端122 (管腳2)的觸發(fā)信號(hào)， 來自第三個(gè)555集成電路140的輸出信號(hào)，經(jīng)由電阻121和電容124所組成的微分電路產(chǎn)生 的觸發(fā)脈沖，脈寬約1微秒，下跳沿起作用。當(dāng)觸發(fā)端122 (管腳2)被觸發(fā)，且脈沖電壓低 于Vcc/3時(shí)，內(nèi)部觸發(fā)比較器翻轉(zhuǎn)，輸出端(管腳3)輸出高電平。放電端127 (管腳7)內(nèi) 部開路，電源Vcc開始通過定時(shí)電阻128向定時(shí)電容129充電。定時(shí)電容129上充電到2Vcc/3 時(shí)，閾值端126(管腳6)內(nèi)部的閾值比較器翻轉(zhuǎn)，定時(shí)電容129迅速放電到地電位，輸出端 回到低電平。定時(shí)時(shí)間約為1.1*定時(shí)電阻*定時(shí)電容。具體定時(shí)時(shí)間由實(shí)驗(yàn)決定，再根據(jù)定時(shí) 時(shí)間選取定時(shí)電阻和定時(shí)電容。例如當(dāng)定時(shí)電阻為2兆歐，定時(shí)電容為l微法，定時(shí)時(shí)間約 為2秒。集成電路120的輸出端123的輸出信號(hào)經(jīng)過電阻241接到電流放大管240的基極， 這是一個(gè)3DK4管，它的集電極回路中，有一個(gè)磁力電開關(guān)242，用于控制電動(dòng)的進(jìn)水闊的 開閉。 '第二個(gè)555集成電路130，其觸發(fā)端132 (管腳2)的觸發(fā)信號(hào)，來自第一個(gè)555集成電 路120的輸出信號(hào)，經(jīng)由電阻和電容所組成的微分電路產(chǎn)生的觸發(fā)脈沖。放電端137(管腳7)、 閾值端136 (管腳6)共同與Vcc電源間有定時(shí)電阻138，與地間有定時(shí)電容139。具體定時(shí) 時(shí)間由實(shí)驗(yàn)決定，例如取1秒，再根據(jù)定時(shí)時(shí)間選取定時(shí)電阻和定時(shí)電容。其輸出端133的 輸出信號(hào)通過電阻151接到電流放大管150的基極，這是一.個(gè)3DK4管，它的集電極回路中， 有一個(gè)磁力電開關(guān)152，用于控制電動(dòng)的空氣閥。第三個(gè)555集成電路140，其觸發(fā)端142 (管腳2)的觸發(fā)信號(hào)，來自第二個(gè)555集成電路130的輸出信號(hào)，經(jīng)由電阻和電容所組成的微分電路產(chǎn)生的觸發(fā)脈沖。放電端147(管腳7)、 閾值端146 (管腳6)共同與Vcc電源間有定時(shí)電阻148，與地間有定時(shí)電容149。具體定時(shí) 時(shí)間由實(shí)驗(yàn)決定，例如取2秒，再根據(jù)定時(shí)時(shí)間選取定時(shí)電阻和定時(shí)電容。其輸出端143的 輸出信號(hào)通過電阻161接到電流放大管160的基極，這是一個(gè)3DK4管，它的集電極回路中， 有一個(gè)磁力電開關(guān)162，用于控制電動(dòng)的蒸汽閥。第二個(gè)555集成電路130的輸出端133和第三個(gè)555集成電路140的輸出端 143分別通過整流管后，合并連接到電阻171的一端，而電阻171的另一端接到電流放大管 170的基極，這是一個(gè)3DK4管，它的集電極'回路中，有一個(gè)磁力電開關(guān)172，用于控制電動(dòng) 的擾流閥。電流放大管170的導(dǎo)通時(shí)間，也就是磁力電開關(guān)172控制擾流閥開啟的時(shí)間，等 于第二個(gè)555集成電路130和第三個(gè)555集成電路140兩個(gè)集成電路的定時(shí)時(shí)間之和，當(dāng)兩 個(gè)集成電路的定時(shí)時(shí)間分別為1秒和2秒時(shí)，電流放大管170導(dǎo)通的定時(shí)時(shí)間為3秒。圖6是本發(fā)明航空母艦水力彈射器實(shí)施例的水輪機(jī)結(jié)構(gòu)圖，實(shí)施例的水輪機(jī)是多轉(zhuǎn)輪的 切擊式水輪機(jī)40。切擊式水輪機(jī)40又稱作水斗式水輪機(jī)，是沖擊式水輪機(jī)的一種主要類型。 它靠從噴管41中出來的射流水，沿轉(zhuǎn)輪44節(jié)圓切線方向沖擊轉(zhuǎn)輪44而做功。噴管41中， 有一個(gè)針閥42，轉(zhuǎn)動(dòng)調(diào)針輪43可以調(diào)節(jié)針閥42的位置，達(dá)到控制噴管出口大小的目的。轉(zhuǎn) 輪44被水沖擊而旋轉(zhuǎn)，帶動(dòng)輪軸45旋轉(zhuǎn)，輪軸45對(duì)外做功。本實(shí)施例的水輪機(jī)的臥式輪軸 上有4個(gè)相同的轉(zhuǎn)輪，轉(zhuǎn)輪直徑為2.15m，每個(gè)轉(zhuǎn)輪上有20個(gè)水斗。對(duì)應(yīng)每個(gè)轉(zhuǎn)輪，有4個(gè) 噴管，來自兩個(gè)穩(wěn)壓罐的供水。全部轉(zhuǎn)輪和噴管被機(jī)殼46罩住，以防濺水和噪音。機(jī)殼46 并不是密不透風(fēng)的，設(shè)有通風(fēng)孔，維持機(jī)殼46內(nèi)外氣壓平衡。該機(jī)主要參數(shù)為設(shè)計(jì)水頭 800m，每個(gè)轉(zhuǎn)輪最大水流量5.6mVs，額定轉(zhuǎn)速375r/min，水輪機(jī)效率0. 86，每個(gè)轉(zhuǎn)輪最大 輸出功率為38000kW，總共最大輸出功率為152000kW，這個(gè)輸出功率超過了美國的蒸汽彈 射器。其中，直徑為2.15m，有4個(gè)噴管，輸出功率為38000kW的單個(gè)水輪機(jī)轉(zhuǎn)輪，重慶水 輪機(jī)廠能夠生產(chǎn)。圖7是本發(fā)明航空母艦水力彈射器實(shí)施例的水輪機(jī)控制器原理圖，水輪機(jī)控制器是控制 水輪機(jī)噴管噴水量的裝置，它由變頻器50、變頻電機(jī)54、減速機(jī)離合器55、減速機(jī)57、針閥標(biāo)尺58所組成。根據(jù)艦載機(jī)的總質(zhì)量確定彈射的功率，根據(jù)彈射功率和經(jīng)驗(yàn)決定變頻器50輸出頻率；當(dāng) 彈射開始，變頻器50輸出并驅(qū)動(dòng)變頻電機(jī)54，變頻電機(jī)54通過減速機(jī)離合器55，帶動(dòng)減速 機(jī)57，減速機(jī)57帶動(dòng)調(diào)針輪43轉(zhuǎn)動(dòng)，噴管41內(nèi)的針閥42開始移動(dòng)，噴管41的出口面積 持續(xù)增大，噴出水量持續(xù)增大，彈射功率持續(xù)增大，水輪機(jī)保持在額定轉(zhuǎn)速下運(yùn)行，直到彈 射結(jié)束；針閥標(biāo)尺58用于確定針閥42的位置。水輪機(jī)的4個(gè)轉(zhuǎn)輪共對(duì)應(yīng)16個(gè)噴管，要同步控制，變頻器50是共用的，其它裝置是每 個(gè)噴管單獨(dú)配置，本圖給出了其中一個(gè)噴管的控制裝置，具體控制過程為1. 首先觀察針閥42的尾端在針閥標(biāo)尺58的位置，確定噴管41內(nèi)的針閥42是否在指 定的起點(diǎn)，如偏離，予以調(diào)整；2. 根據(jù)待彈射的艦載機(jī)的總質(zhì)量，計(jì)算所需牽引力及最大牽引功率，為在彈射過程中 保證水輪機(jī)運(yùn)行在額定轉(zhuǎn)速375r/min，根據(jù)計(jì)算和經(jīng)驗(yàn)確定噴管41的加水速率，換 算成變頻電機(jī)54的設(shè)定頻率，將變頻器50的頻率旋鈕53調(diào)整到設(shè)定頻率；3. 啟動(dòng)蒸汽給水器，當(dāng)穩(wěn)壓罐的水量、水壓達(dá)到規(guī)定，打開穩(wěn)壓罐的出水閥，確認(rèn)噴 管41已經(jīng)噴水；4. 啟動(dòng)變頻器50，合上變頻器開關(guān)52:變頻電機(jī)54開始運(yùn)轉(zhuǎn)；5. 當(dāng)接到彈射命令，合上減速機(jī)離合器開關(guān)56，減速機(jī)離合器55使減速器57與變頻 電機(jī)54接合，減速器57帶動(dòng)調(diào)針輪43旋轉(zhuǎn)，噴管41內(nèi)的針閥42連續(xù)移動(dòng)，噴管 的出口面積持續(xù)增大，噴水量持續(xù)增大。6. 艦載機(jī)起飛離艦時(shí)，飛行甲板上的終點(diǎn)傳感器給出信號(hào)，不僅自動(dòng)切斷穩(wěn)壓罐的出 水閥，也對(duì)給水控制器的操作人員提示扳動(dòng)變頻器50上的正反轉(zhuǎn)開關(guān)51，使變頻 電機(jī)54反轉(zhuǎn)，使針闊42回復(fù)到起點(diǎn)；7. 斷開減速機(jī)離合器開關(guān)56，斷開變頻器開關(guān)52，將正反轉(zhuǎn)開關(guān)51扳到正轉(zhuǎn)位置， 準(zhǔn)備下一次彈射。圖8是本發(fā)明航空母艦水力彈射器實(shí)施例的巻揚(yáng)機(jī)裝置圖，巻揚(yáng)機(jī)裝置由巻揚(yáng)機(jī)60、巻 揚(yáng)機(jī)離合器62、制動(dòng)器65等三部分組成。巻揚(yáng)機(jī)離合器62是濕式多摩擦片電磁離合器，另 有供油裝置未畫出，巻揚(yáng)機(jī)離合器開關(guān)63的功能有兩個(gè)， 一個(gè)是手動(dòng)接通或斷開巻揚(yáng)機(jī)離合 器62的電源，另一個(gè)是當(dāng)艦載機(jī)起飛時(shí)，飛行甲板上的終點(diǎn)傳感器給出信號(hào)，自動(dòng)切斷巻揚(yáng) 機(jī)離合器62的電源，使巻揚(yáng)機(jī)離合器62分離。即巻揚(yáng)機(jī)離合器開關(guān)63受雙重控制， 一個(gè)是 手動(dòng)控制，另一個(gè)是由飛行甲板上的終點(diǎn)傳感器自動(dòng)控制。制動(dòng)器65是帶式摩擦式電動(dòng)制動(dòng) 器，電磁鐵66通電后，拉動(dòng)制動(dòng)杠桿，使制動(dòng)鋼帶壓緊制動(dòng)輪，靠摩擦實(shí)現(xiàn)制動(dòng)。電磁鐵開 關(guān)67的功能有兩個(gè)， 一個(gè)是手動(dòng)制動(dòng)或松閘，另一個(gè)是當(dāng)艦載機(jī)起飛時(shí)，飛行甲板上的終點(diǎn) 傳感器給出信號(hào)，通過電磁鐵開關(guān)67自動(dòng)接合電磁鐵66的電源，使制動(dòng)器65制動(dòng)，使巻揚(yáng) 機(jī)的巻筒61迅速停止轉(zhuǎn)動(dòng)。即電磁鐵開關(guān)67受雙重控制， 一個(gè)是手動(dòng)控制，另一個(gè)是由飛 行甲板上的終點(diǎn)傳感器自動(dòng)控制。巻揚(yáng)機(jī)裝置工作過程如下巻揚(yáng)機(jī)60的巻筒61，通過巻揚(yáng)機(jī)離合器62和聯(lián)軸器64，在水輪機(jī)軸帶動(dòng)下旋轉(zhuǎn)，其轉(zhuǎn)速與水輪機(jī)相同，為375r/min。牽引艦載機(jī)的鋼絲繩68沿著巻筒表面的導(dǎo)向螺旋槽進(jìn)行 單層巻繞，巻筒61是圓錐形的，巻繞鋼絲繩68的巻筒直徑逐圈增大，巻繞速度逐圈加快， 艦載機(jī)就越跑越快，達(dá)到起飛速度，艦載機(jī)離地，往復(fù)車作用于車道上的終點(diǎn)傳感器，終點(diǎn) 傳感器給出的信號(hào)，使巻揚(yáng)機(jī)離合器62分離；同時(shí)使制動(dòng)器65制動(dòng)，巻筒61迅速停止轉(zhuǎn)動(dòng)。 為了保證艦載機(jī)在滑跑到終點(diǎn)前達(dá)到起飛速度，即94m/s，對(duì)巻筒61的最大直徑d需要計(jì)算， 方法是375r/min=6. 25r/s94/6. 25=15. 04m/r 這個(gè)15. 04m就是巻筒的最大周長，記作Ll，巻筒的最大直徑d為 d= Ll/3. 14= 15, 04/3. 14=4. 79 (m)要說明的是，沿著巻筒表面的導(dǎo)向螺旋槽的直徑是變化的，上述4. 79m是巻筒的最大周 長處的直徑，在巻筒61的最大直徑處，鋼絲繩68的巻繞速度為94m/s。沿著巻筒表面的導(dǎo) 向螺旋槽的展開總長度應(yīng)等于飛行甲板跑道的長度，即95m。巻筒的最大直徑d是根據(jù)艦載 機(jī)起飛速度和巻筒轉(zhuǎn)速計(jì)算出來的。鋼絲繩68沿著錐形巻筒表面的導(dǎo)向螺旋槽巻繞時(shí)，每巻繞一圈，長度變化是多少，按照 艦載機(jī)勻加速滑跑的假定，距離和時(shí)間的力學(xué)公式為S=a*tV2即距離S和時(shí)間t的平方成正比，即l: 4: 9: 16……。巻筒的轉(zhuǎn)速恒定，每轉(zhuǎn)一圈的時(shí)間相同，因此，巻筒各圈的展開長度比也應(yīng)為1: 4: 9: 16……。按照這樣的比例加工錐形巻筒的導(dǎo)向螺旋槽，在小直徑的幾圈中，直徑太小，而且 相鄰兩圈長度變化太大?？紤]牽引鋼絲繩的撓性，在巻筒上，最小幾圈的巻筒錐度可以小一 點(diǎn)，亦即放大了最小圈的直徑，同時(shí)減少相鄰兩圈長度的變化，但導(dǎo)向螺旋槽的展開總長度仍為95m不變，巻筒的最大直徑d不變。沿著巻筒表面的導(dǎo)向螺旋槽進(jìn)行巻繞的鋼絲繩長度等于飛行甲板跑道的長度，以保證艦載機(jī)滑跑到終點(diǎn)時(shí)，恰好巻筒上巻繞完最大一圈鋼絲繩， 牽引艦載機(jī)達(dá)到起飛速度。按照34噸重的艦載機(jī)以185節(jié)(即339km/h，或94m/s)彈射起飛，跑道長為95m，前面已計(jì)算得出牽引力r為「 =1281(kN)關(guān)于牽引艦載機(jī)的鋼絲繩的選擇，考慮牽引力f'、撓性和安全系數(shù)，在GB/T8918-1996 中進(jìn)行挑選，例如，可選6*373+ (:，纖維芯，公稱直徑52mm，最小破斷拉力為1660kN。圖9是本發(fā)明航空母艦水力彈射器實(shí)施例的行車裝置圖，行車裝置是跑道上具體參與艦載機(jī)彈射的往復(fù)車80、逆行車83、車道82、逆行電機(jī)88、拉力螺栓87和終點(diǎn)傳感器86。 車道82位于飛行甲板81的下方，與飛行甲板81平行，長度相等，往復(fù)車80在車道82與飛 行甲板81間運(yùn)行。巻筒61在水輪機(jī)的帶動(dòng)下，巻繞鋼絲繩68，往復(fù)車80受鋼絲繩68牽引， 在車道82上滑跑，往復(fù)車80上的一個(gè)立桿，通過飛行甲板81上的縱向開縫，向上伸出飛行 甲板81，并通過一小段牽引繩，拉動(dòng)艦載機(jī)2滑跑。艦載機(jī)2起飛后，往復(fù)車80作用于終 點(diǎn)傳感器86，終點(diǎn)傳感器86給出信號(hào)，使逆行電機(jī)開關(guān)89接通電源，逆行電機(jī)88啟動(dòng)， 帶動(dòng)逆行車83阻尼往復(fù)車80，使其停止，i后再將往復(fù)車80拉回到起點(diǎn)。在飛行甲板81 上的彈射起點(diǎn)，有一個(gè)拉力螺栓87，當(dāng)艦載機(jī)2起跑前，拉力螺栓87將艦載機(jī).2拉住，當(dāng) 艦載機(jī)2的牽引力大于一個(gè)設(shè)定值時(shí)，拉力螺栓87松開艦載機(jī)2，艦載機(jī)2開始滑跑。此外， 大滑輪85用于鋼絲繩68的折向，小滑輪84與逆行電機(jī)88上的動(dòng)力輪盤共同承載著逆行車 83的環(huán)行牽引繩。圖IO是本發(fā)明航空母艦水力彈射器實(shí)施例的蒸汽源結(jié)構(gòu)圖，這是一臺(tái)船用燃油鍋爐，沉 降式爐膛鍋爐，生產(chǎn)過熱蒸汽，簡(jiǎn)稱船用鍋爐70。出口蒸汽參數(shù)壓力為lOMPa，溫度為510 °C，蒸發(fā)量為100t/h。在汽包71和水筒72之間，有對(duì)流管束73。水冷壁76是從汽包71向 下連接到下集箱78，而連接水筒72和下集箱78的是下降管77。燃燒器75布置在前爐墻， 因而，爐膛前墻水冷壁向前延伸，.使火焰能自由伸展?；鹧婕案邷?zé)煔庥鼗貟哌^水冷壁76、 過熱器74、對(duì)流管束73，最后從煙箱79排出。本發(fā)明的水輪機(jī)的最大出力約為15萬千瓦， 而一臺(tái)船用鍋爐70的出力約為3萬千瓦，考慮到彈射艦載機(jī)是斷續(xù)的，穩(wěn)壓罐具有儲(chǔ)能作用， 一臺(tái)航空母艦水力彈射器需配置2到4臺(tái)同樣的船用鍋爐。圖11是本發(fā)明航空母艦水力彈射器實(shí)施例的空氣源結(jié)構(gòu)圖，這是一個(gè)有壓力的空氣源 100?？諝庠?00由空壓機(jī)102、氣壓罐101、出氣管103、氣壓表104組成?？諌簷C(jī)102生 產(chǎn)的壓縮空氣，經(jīng)過連接管，進(jìn)入氣壓罐IOI。通過氣壓罐IOI的出氣管103和外接連接管， 將壓力空氣輸送到使用設(shè)備。圖12是本發(fā)明航空母艦水力彈射器實(shí)施例的淡水源結(jié)構(gòu)圖，這是一個(gè)利用熱源加熱海水 并閃蒸的海水淡化裝置90。海水淡化裝置卯的海水泵92，從設(shè)置在舷外海水門91抽取海水， 經(jīng)過多級(jí)閃蒸器95的換熱管93時(shí)被預(yù)熱。然后進(jìn)入熱源94，被加熱到135'C。從熱源94出 來，進(jìn)入多級(jí)閃蒸器95的第一個(gè)閃蒸室，再依次進(jìn)入以后的閃蒸室。逐級(jí)閃蒸、降壓，閃 蒸的蒸汽在換熱管93的表面凝結(jié)成淡水，滴落到淡水盤96。各個(gè)閃蒸室收集的淡水，通過 管路集中，經(jīng)過淡水閥98提供給用戶。海水在各個(gè)閃蒸室閃蒸時(shí)，海水中所含不凝氣同時(shí)析 出，經(jīng)過管路集中，通過不凝氣閥99排出。閃蒸后剩余的高濃度鹽水，通過鹽水閥97排出。 海水淡化方案90所利用的熱源94的具體裝置可以是鍋爐，也可以是核反應(yīng)堆。圖13是本發(fā)明航空母艦水力彈射器實(shí)施例的總體圖。在空氣源100參與下，船用鍋爐 70提供的蒸汽，作為蒸汽給水器1的能源，船用鍋爐70提供蒸汽的壓力為10MPa，溫度為 510°C。在給水控制器的控制下，蒸汽給水器1從循環(huán)水箱30中吸水，在蒸汽給水器l內(nèi)使 水加壓并聚集在穩(wěn)壓罐20內(nèi)，穩(wěn)壓罐20內(nèi)水壓為8MPa，穩(wěn)壓罐20的出水到達(dá)水輪機(jī)的給 水管時(shí)，水頭為800m。 一個(gè)穩(wěn)壓罐的出水供給兩個(gè)噴管，每個(gè)轉(zhuǎn)輪4個(gè)噴管需要兩個(gè)穩(wěn)壓罐， 水輪機(jī)上4個(gè)轉(zhuǎn)輪共需要8個(gè)穩(wěn)壓罐。給水通過噴管41出口形成射流高速噴出，沖擊水輪機(jī) 的轉(zhuǎn)輪44，使轉(zhuǎn)輪轉(zhuǎn)動(dòng)，再通過離合器，帶動(dòng)巻揚(yáng)機(jī)的巻筒61旋轉(zhuǎn)，并巻繞鋼絲繩，鋼絲 繩拉動(dòng)往復(fù)車68奔跑，往復(fù)車68帶動(dòng)艦載機(jī)2在飛行甲板上加速前進(jìn)，直到艦載機(jī)2起飛。 由于巻揚(yáng)機(jī)的巻筒61是圓錐形的，往復(fù)車68帶動(dòng)艦載機(jī)2在飛行甲板上奔跑時(shí)，速度越來 越快，需要的牽引功率越來越大，'為此，變類電機(jī)54通過減速器57，連續(xù)增大噴管41出口 面積，使其出水量越來越大，每個(gè)轉(zhuǎn)輪最終達(dá)到最大流量為5.6m3/s。當(dāng)往復(fù)車68到達(dá)終點(diǎn) 傳感器86時(shí)，傳感器86給出的信號(hào)，使逆行電機(jī)啟動(dòng)并帶動(dòng)逆行車83，阻尼往復(fù)車68，使 其停止，然后推動(dòng)往復(fù)車68回到彈射的起點(diǎn)。循環(huán)水箱30水中有散熱器，通過連接管和水 泵散熱到舷外的海水中。盡管媒質(zhì)水、蒸汽都是封閉循環(huán)，但在循環(huán)水箱30、船用鍋爐70、 各處管路中，避免不了水消耗，補(bǔ)給水來自航空母艦上的海水淡化裝置。
權(quán)利要求
1.一種航空母艦水力彈射器，它包括能源設(shè)備、能量轉(zhuǎn)換設(shè)備、能量輸出設(shè)備；它的能源設(shè)備包括蒸汽源、淡水源，它的能量輸出設(shè)備包括往復(fù)車、車道；淡水源向蒸汽源提供給水，在蒸汽源中，燃料燃燒加熱使給水變成蒸汽，蒸汽進(jìn)入能量轉(zhuǎn)換設(shè)備膨脹做功，最后，通過能量輸出設(shè)備的往復(fù)車?yán)瓌?dòng)艦載機(jī)在飛行甲板上滑跑、起飛，其特征在于(1)所述能源設(shè)備還包括空氣源，主要由空壓機(jī)和氣壓罐組成，當(dāng)蒸汽進(jìn)入能量轉(zhuǎn)換設(shè)備膨脹做功，推動(dòng)給水時(shí)，空氣源向能量轉(zhuǎn)換設(shè)備供給空氣，在水與蒸汽間形成空氣墊；(2)所述能量轉(zhuǎn)換設(shè)備由蒸汽給水器、給水控制器、水輪機(jī)、水輪機(jī)控制器、循環(huán)水箱共五部分組成，其中，蒸汽給水器由汽水管、進(jìn)水管、升壓管共三根彎管和穩(wěn)壓罐組成，汽水管的入口端板上有空氣閥和蒸汽閥，出口上有擾流閥，在汽水管的中部連接進(jìn)水管，在進(jìn)水管上有一個(gè)進(jìn)水閥，一個(gè)進(jìn)水口，升壓管與汽水管出口的擾流閥相接，升壓管上有一個(gè)逆止閥，升壓管出口呈喇叭形，蒸汽給水器的穩(wěn)壓罐是一個(gè)壓力容器，它的入口接升壓管出口，它的出口通過出水閥接到水輪機(jī)的噴管進(jìn)口；水輪機(jī)是臥軸多轉(zhuǎn)輪的切擊式水輪機(jī)；(3)所述能量輸出設(shè)備還包括卷揚(yáng)機(jī)離合器、卷揚(yáng)機(jī)、制動(dòng)器、逆行車、逆行電機(jī)、拉力螺栓、終點(diǎn)傳感器；其中，卷揚(yáng)機(jī)離合器、卷揚(yáng)機(jī)、制動(dòng)器合稱卷揚(yáng)機(jī)裝置，逆行車、逆行電機(jī)、拉力螺栓、終點(diǎn)傳感器與往復(fù)車、車道合稱行車裝置；卷揚(yáng)機(jī)離合器位于水輪機(jī)軸頭和卷揚(yáng)機(jī)軸頭的接合處；制動(dòng)器制動(dòng)卷揚(yáng)機(jī)，它靠近卷揚(yáng)機(jī)軸另一端軸頭；卷揚(yáng)機(jī)的卷筒是圓錐形的，轉(zhuǎn)速恒定，牽引艦載機(jī)的鋼絲繩沿著圓錐形卷筒表面的導(dǎo)向螺旋槽卷繞，卷筒直徑逐圈增大，卷繞鋼絲繩的速度逐圈加快；拉力螺栓位于飛行甲板的起點(diǎn)，終點(diǎn)傳感器接近車道的終點(diǎn)；當(dāng)艦載機(jī)起飛，逆行電機(jī)帶動(dòng)逆行車阻尼往復(fù)車，并將往復(fù)車?yán)氐綇椛淦瘘c(diǎn)。
2. 按照權(quán)利要求1所述的一種航空母艦水力彈射器，其特征在于所述蒸汽源是船用鍋爐(70)，沉降式爐膛鍋爐，生產(chǎn)過熱蒸汽，出口蒸汽參數(shù)壓力為10MPa，溫度為51(TC， 蒸發(fā)量為100t/h，在汽包(71)和水筒(72)之間，有對(duì)流管束(73)，水冷壁(76)是從汽 包(71)向下連接到下集箱(78)，而連接水筒(72)和下集箱(78)的是下降管(77)，燃 燒器(75)布置在前爐墻，火焰及高溫?zé)煔庥鼗貟哌^水冷壁(76)、過熱器(74)、對(duì)流管束 (73)，最后從煙箱(79)排出。
3. 按照權(quán)利要求1所述的一種航空母艦水力彈射器，其特征在于所述淡水源是一個(gè)利 用熱源加熱海水并閃蒸的海水淡化裝置(90)，海水淡化裝置(90)的海水泵(92)，從舷外 海水門(91)抽取海水，經(jīng)過多級(jí)閃蒸器(？5)的換熱管(93)時(shí)被預(yù)熱，進(jìn)入熱源(94) 被加熱到135°C，再依次進(jìn)入多級(jí)閃蒸器(95)的各個(gè)閃蒸室，閃蒸蒸汽在換熱管(93)的 表面凝結(jié)成淡水，滴落到淡水盤(96)，再經(jīng)過淡水閥(98)提供給用戶，海水閃蒸時(shí)，所含不凝氣同時(shí)析出，通過不凝氣閥(99)排出，閃蒸后剩余的高濃度鹽水，通過鹽水閥(97) 排出，所用的熱源(94)可以是鍋爐，也可以是核反應(yīng)堆。
4. 按照權(quán)利要求1所述的一種航空母艦水力彈射器，其特征在于所述空氣源是有壓力 的空氣源(100),空氣源(100)由一壓機(jī)(102)、 ^壓罐(101)、出氣管(103)、氣壓表(104) 組成，空壓機(jī)(102)生產(chǎn)的壓縮空氣，進(jìn)入氣壓罐(101)，氣壓罐(101)的出氣管(103) 外接用氣設(shè)備。
5. 按照權(quán)利要求1所述的一種航空母艦水力彈射器，其特征在于所述蒸汽給水器由進(jìn) 水管、汽水管、升壓管和穩(wěn)壓罐組成，其中，進(jìn)水管、汽水管、升壓管又合稱作換能器；蒸 汽給水器的進(jìn)水管(10)是一個(gè)直角彎管，其入口垂直向下，為進(jìn)水口 (11)，在出水口前， 設(shè)置一個(gè)進(jìn)水閥(12);汽水管(24)是一個(gè)J形彎管，其豎直段上端為入口，被端板(17) 封閉，在端板(17)上有空氣閥(16)和蒸汽閥(15)，汽水管(24)的中部有進(jìn)水口，與進(jìn) 水管(10)的出水口相接，汽水管(24)的下端為彎管，出口向上，出口有擾流閥13，擾流 閥(13)的閥孔內(nèi)設(shè)置擾流片，擾流片是孔板，其外圓直徑等于擾流閥(13)的閥孔內(nèi)徑， 其內(nèi)圓直徑等于外圓直徑的四分之三，擾流片平面垂直于流道；升壓管(26)是直角彎管， 朝下的端口為入口，與汽水管(24)出口的擾流閥(13)相接，其上部的水平出口 (19)呈 喇叭形，在喇叭形管前有逆止閥(14);穩(wěn)壓罐(20)是豎放的圓形壓力容器，容積為20m3, 儲(chǔ)水占5rtf，其余為壓縮空氣，它的入口 (22)與升壓管(26)的出口 (19)相接，它的出水 口通過出水閥(23)，與水輪機(jī)的給水管相連；蒸汽閥(15)前的進(jìn)汽壓力等于鍋爐出口蒸汽 壓力，為lOMPa，穩(wěn)壓罐(20)中水的壓力為8MPa，穩(wěn)壓罐(20)出水到達(dá)水輪機(jī)的給水管 時(shí)，水頭為800m;在換能器中，從端板(17)到擾流閥(13)的汽水管總長度為5m，直徑為 0.5m，內(nèi)部儲(chǔ)水容積為0.98m3，由進(jìn)水管、汽水管、升壓管組成的換能器每完成一個(gè)循環(huán)， 即進(jìn)水、進(jìn)空氣、進(jìn)蒸汽、膨脹做功，推動(dòng)水體進(jìn)入穩(wěn)壓罐(20)，總共需要2s， 一個(gè)換能 器通過升壓管出口每秒鐘向穩(wěn)壓罐(20)供水為0. 49m3 ;每個(gè)穩(wěn)壓罐(20)安裝3個(gè)換能器， 換能器每秒鐘向穩(wěn)壓罐(20)供水總量為1.47m3，彈射艦載機(jī)時(shí)，穩(wěn)壓罐水壓波動(dòng)很??；穩(wěn) 壓罐(20)上有水位傳感器(25)、安全閥(29)、排污閥(27)、壓力表(28);進(jìn)水閥(12)、 擾流閥(13)、蒸汽閥(15)、空氣閥(16)、出水閥(23)等五個(gè)閥門都是依靠電磁力動(dòng)作的 電動(dòng)閥門，通電時(shí)開啟，斷電時(shí)關(guān)閉。
6. 按照權(quán)利要求1所述的一種航空母艦水力彈射器，其特征在于所述給水控制器是蒸 汽給水器閥門的控制裝置，其內(nèi)部，有控制空氣閥、蒸汽閥、進(jìn)水閥和擾流閥四個(gè)電動(dòng)閥門 開閉的控制電路，四個(gè)電動(dòng)閥門開閉的順序是固定的，每個(gè)電動(dòng)閥門開閉時(shí)間的長短，可通 過改變電路中定時(shí)元件的參數(shù)進(jìn)行調(diào)整；第一個(gè)555集成電路(120)，復(fù)位端和電源端與Vcc電源相接，接地端接地，控制端(125) 通過一個(gè)電容接地，觸發(fā)端(122)的觸發(fā)信號(hào)，來自第三個(gè)555集成電路(140)的輸出信 號(hào)，經(jīng)由電阻(121)和電容(124)所組成的微分電路產(chǎn)生的觸發(fā)脈沖，放電端(127)和閾 值端(126)共同與Vcc電源間有定時(shí)電阻(128)，與地間有定時(shí)電容(129)，集成電路(120) 的輸出端(123)的輸出信號(hào)經(jīng)過電阻(241)接到電流放大管(240)的基極，這是一個(gè)3DK4 管，它的集電極回路中，有一個(gè)磁力電開關(guān)(242),用于控制電動(dòng)的進(jìn)水閥的開閉；第二個(gè)555集成電路(130)，觸發(fā)端(132)的觸發(fā)信號(hào)，來自第一個(gè)555集成電路(120) 的輸出信號(hào)，放電端(137)、閾值端(136)共同與Vcc電源間有定時(shí)電阻(138)，與地間有 定時(shí)電容(139)，輸出端(133)的輸出信號(hào)通過電阻(151)接到電流放大管(150)的基極， 這是一個(gè)3DK4管，它的集電極回路中，有一個(gè)磁力電開關(guān)(152)，用于控制電動(dòng)的空氣閥；第三個(gè)555集成電路(140)，觸發(fā)端(142)的觸發(fā)信號(hào)，來自第二個(gè)555集成電路(130) 的輸出信號(hào)，放電端(147)、閾值端(146)共同與Vcc電源間有定時(shí)電阻(148)，與地間有 定時(shí)電容(M9)，輸出端(143)的輸出信號(hào)通過電阻(161)接到電流放大管(160)的基極， 這是一個(gè)3DK4管，它的集電極回路中，有一個(gè)磁力電開關(guān)(162)，用于控制電動(dòng)的蒸汽閥；第二個(gè)555集成電路(130)的輸出端(133)和第三個(gè)555集成電路(140)的輸出端(143) 分別通過整流管后，合并連接到電阻(171)的一端，電阻(171)的另一端接到電流放大管 (170)的基極，這是一個(gè)3DK4管，它的集'電極回路中，有一個(gè)磁力電開關(guān)(172)，用于控 制電動(dòng)的擾流閥。
7. 按照權(quán)利要求1所述的一種航空母艦水力彈射器，其特征在于所述臥軸多轉(zhuǎn)輪的切 擊式水輪機(jī)(40)，從噴管(41)出來的射流水，沖擊轉(zhuǎn)輪(44)旋轉(zhuǎn)而做功，噴管(41)中， 有針閥(42)，轉(zhuǎn)動(dòng)調(diào)針輪(43)調(diào)節(jié)針闊(42)的位置，控制噴管(41)出口大小，在水輪 機(jī)的臥式輪軸上有4個(gè)相同的轉(zhuǎn)輪，轉(zhuǎn)輪直徑為2.15m，每個(gè)轉(zhuǎn)輪上有20個(gè)水斗，對(duì)應(yīng)每個(gè) 轉(zhuǎn)輪，有4個(gè)噴管，全部轉(zhuǎn)輪和噴管被機(jī)殼(46)罩住，設(shè)有通風(fēng)孔，機(jī)殼(46)內(nèi)外氣壓 平衡，主要參數(shù)為設(shè)計(jì)水頭800m，每個(gè)轉(zhuǎn)輪最大水流量5.6mVs，額定轉(zhuǎn)速375r/min，水 輪機(jī)效率0. 86，每個(gè)轉(zhuǎn)輪最大輸出功率為38000kW，總共最大輸出功率為152000kW。
8. 按照權(quán)利要求1所述的一種航空母艦水力彈射器，其特征在于所述水輪機(jī)控制器是 控制水輪機(jī)噴管噴水量的裝置，它由變頻器(50)、變頻電機(jī)(54)、減速機(jī)離合器(55)、減 速，幾(57)、針閥標(biāo)尺(58)所組成；當(dāng)彈射開始，變頻器(50)輸出并驅(qū)動(dòng)變頻電機(jī)(54)， 變頻電機(jī)(54)通過減速機(jī)離合器(55)，帶動(dòng)減速機(jī)(57)，減速機(jī)(57)帶動(dòng)調(diào)針輪(43) 轉(zhuǎn)動(dòng)，噴管(41)內(nèi)的針閥(42)開始連續(xù)移動(dòng)，噴管(41)的出口面積持續(xù)增大，噴出水 量持續(xù)增大，彈射功率持續(xù)增大，水輪機(jī)保持在額定轉(zhuǎn)速下運(yùn)行，直到彈射結(jié)束；針閥標(biāo)尺(58)用于確定針閥(42)的位置。
9. 按照權(quán)利要求1所述的一種航空母艦水力彈射器，其特征在于所述循環(huán)水箱(30)是一個(gè)盛裝動(dòng)力循環(huán)用水的容器，為蒸汽給水器和水輪機(jī)提供與回收做功的媒質(zhì)水；循環(huán)水箱(30)由箱體(31)、進(jìn)水閥(32)、水位計(jì)(33)、換熱器(34)、溢流管(35)、排污閥(36)、 溫度計(jì)(37)組成；水是循環(huán)使用的，循環(huán)水箱(30)內(nèi)的散熱器(34)呈蛇形管狀，管內(nèi) 水流帶走熱量，通過進(jìn)出口與外部其它散熱設(shè)備相接；循環(huán)水箱需要足夠大，蒸汽給水器和 水輪機(jī)都坐落在循環(huán)水箱上，蒸汽給水器的進(jìn)水口浸沒在水面之下。
10. 按照權(quán)利要求1所述的一種航空母艦水力彈射器，其特征在于所述由巻揚(yáng)機(jī)(60)、 巻揚(yáng)機(jī)離合器(62)、制動(dòng)器(65)共三部分組成的巻揚(yáng)機(jī)裝置中，巻揚(yáng)機(jī)離合器(62)是濕 式多摩擦片電磁離合器，巻揚(yáng)機(jī)離合器開關(guān)乂63)受雙重控制， 一個(gè)是手動(dòng)控制，另一個(gè)是 由飛行甲板上的終點(diǎn)信號(hào)傳感器自動(dòng)控制；制動(dòng)器(65)是帶式摩擦式電動(dòng)制動(dòng)器，電磁鐵(66)通電后，拉動(dòng)制動(dòng)杠桿，使制動(dòng)鋼帶壓緊制動(dòng)輪，靠摩擦實(shí)現(xiàn)巻揚(yáng)機(jī)制動(dòng)，電磁鐵開 關(guān)(67)受雙重控制， 一個(gè)是手動(dòng)控制，另一個(gè)是由飛行甲板上的終點(diǎn)傳感器自動(dòng)控制；巻 揚(yáng)機(jī)(60)的巻筒(61)，通過巻揚(yáng)機(jī)離合器(62)和聯(lián)軸器(64),在水輪機(jī)帶動(dòng)下旋轉(zhuǎn)， 其轉(zhuǎn)速與水輪機(jī)相同，恒定為375r/min;牽引艦載機(jī)的鋼絲繩(68)沿著巻筒表面的導(dǎo)向螺 旋槽進(jìn)行單層巻繞，巻筒(61)是圓錐形的，鋼絲繩(68)巻繞直徑逐圈增大，巻繞速度逐 圈加快；圓錐形巻筒(61)的最大直徑為4.79m，在巻筒(61)的最大直徑處，鋼絲繩(68) 的巻繞速度為94m/s。
11. 按照權(quán)利要求1所述的一種航空母攀水力彈射器，其特征在于所述由往復(fù)車(80)、 逆行'車(83)、車道(82)、逆行電機(jī)(88)、拉力螺栓(87)和終點(diǎn)傳感器(86)組成的行車 裝置中，車道(82)位于飛行甲板(^)的下方，與飛行甲板(81)平行，長度相等，往復(fù) 車(80)在車道(82)與飛行甲板(81)間運(yùn)行；當(dāng)往復(fù)車(80)受鋼絲繩68牽引，往復(fù)車(80)上的一個(gè)立桿，伸出飛行甲板(81)上的縱向開縫，牽引艦載機(jī)(2);在飛行甲板(81) 彈射起點(diǎn)有拉力螺栓(87)將艦載機(jī)(2)拉住，當(dāng)牽引力大于設(shè)定值時(shí)，拉力螺栓(87)松 開艦載機(jī)(2)，往復(fù)車(80)拉動(dòng)艦載機(jī)(2)滑跑；艦載機(jī)(2)起飛后，往復(fù)車(80)作 用于終點(diǎn)傳感器(86)，終點(diǎn)傳感器(86)使逆行電機(jī)(88)啟動(dòng)，帶動(dòng)逆行車(83)阻尼往 復(fù)車(80)，再將往復(fù)車(80)拉回到起點(diǎn)；大滑輪(85)用于鋼絲繩(68)的折向，小滑輪(84)與逆行電機(jī)(88)上的動(dòng)力輪盤共同承載著逆行車(83)的環(huán)行牽引繩。
全文摘要
本發(fā)明公開一種航空母艦上助推艦載機(jī)起飛的航空母艦水力彈射器，它包括蒸汽給水器、給水控制器、循環(huán)水箱、水輪機(jī)、水輪機(jī)控制器、卷揚(yáng)機(jī)、往復(fù)車、逆行車、拉力螺栓、終點(diǎn)傳感器、蒸汽源、空氣源和淡水源。本發(fā)明利用蒸汽噴水推動(dòng)水輪機(jī)，水輪機(jī)帶動(dòng)卷揚(yáng)機(jī)，卷揚(yáng)機(jī)拉動(dòng)往復(fù)車，往復(fù)車帶動(dòng)艦載機(jī)滑跑，最終將艦載機(jī)彈射出去。蒸汽給水器是本發(fā)明的核心部件，它把蒸汽的熱能轉(zhuǎn)換為水的壓力勢(shì)能，再通過水輪機(jī)對(duì)外做功；蒸汽給水器由汽水管、進(jìn)水管、升壓管、穩(wěn)壓罐和一些閥門組成。本發(fā)明的優(yōu)點(diǎn)是能量轉(zhuǎn)換機(jī)構(gòu)簡(jiǎn)單，工作可靠，操作方便；成本低，維修量?。徽羝芰坷寐瘦^高；蒸汽與水循環(huán)使用；熱損失小，加工難度小。
文檔編號(hào)B64F1/00GK101301933SQ20071010623
公開日2008年11月12日 申請(qǐng)日期2007年5月11日 優(yōu)先權(quán)日2007年5月11日
發(fā)明者尚德敏 申請(qǐng)人:尚德敏