專利名稱：液壓動力合頁連桿式飛機(jī)彈射器的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及航空母艦的飛機(jī)彈射裝置，尤其是涉及利用液壓動力和合頁連桿式機(jī) 械裝置的飛機(jī)彈射器。
背景技術(shù)：
目前，航空母艦的固定翼艦載機(jī)，從航空母艦上起飛有兩種起飛方式，一種是滑躍 起飛，一種是彈射起飛。由于政治和軍事的原因，西方對中國和蘇聯(lián)前實行技術(shù)封鎖，前蘇 聯(lián)或俄羅斯在發(fā)展航空母艦時使用滑躍式起飛來替代蒸汽彈射器。雖然使用滑躍式起飛能 替代彈射器，據(jù)報導(dǎo)，艦載機(jī)蘇-33用滑躍起飛，在帶有60%的燃料條件下只能掛2噸左右 的載荷，如果使用彈射器就可以使蘇-33的外掛能力在滿油的情況下提高到6噸，到這時候 才能夠充分發(fā)揮出作為重型戰(zhàn)斗機(jī)的全部作戰(zhàn)性能。使用彈射裝置，從航母上起飛的艦載機(jī)依靠蒸氣彈射器來獲得一個初始加速度， 從而在滑跑距離有限的條件下達(dá)到足夠的起飛速度。彈射起飛與滑躍起飛相比，彈射起飛 可以起飛大型預(yù)警機(jī)，并且重型戰(zhàn)斗機(jī)可以滿油重載起飛因彈射起飛可以減少起飛油耗， 從而增加了預(yù)警范圍和作戰(zhàn)半徑?；S式起飛不能起飛大型預(yù)警機(jī)，并且由于重型戰(zhàn)斗機(jī) 起飛時載彈量和載油量受到限制，起飛時耗油量大，從而極大的影響了作戰(zhàn)效果。蒸氣彈射器是目前大型直通式航母的重要設(shè)備之一，一座彈射器每分鐘可以彈射 兩架艦載機(jī)。蒸氣彈射器擁有高可靠性，迄今為止，沒有一架飛機(jī)在近千萬次的彈射起飛中 因裝置本身的故障而出事。但是，雖然蒸氣彈射器具有上述優(yōu)點(diǎn)，但其結(jié)構(gòu)復(fù)雜，蒸氣彈射器由外圍設(shè)備和彈 射機(jī)及控制系統(tǒng)組成，外圍設(shè)備包括海水淡化設(shè)備、蓄水池、高壓水泵、高壓氣泵、高壓儲 氣罐、導(dǎo)氣管、氣動閥門、安全閥、彈射閥、輸氣管道和鍋爐等裝置；彈射機(jī)包括開口汽缸、 活塞、密封裝置、密封刀、傳動臂、拖索、往復(fù)鋼索、固定滑輪、導(dǎo)向滑軌等；控制系統(tǒng)有壓 力傳感器、溫度傳感器、位置傳感器以及計算機(jī)系統(tǒng)等構(gòu)成完整的彈射器系統(tǒng)。它涉及到多 領(lǐng)域的技術(shù)金屬冶煉技術(shù)、金屬加工技術(shù)、焊接技術(shù)、計算機(jī)軟件控制技術(shù)以及安裝技術(shù) 等。從設(shè)計到安裝要求都很高，尤其是蒸氣彈射器采用的是開口汽缸，其最大的難點(diǎn)是活塞 在開口汽缸運(yùn)動中，密封刀經(jīng)過開口時的密封問題。如果密封條的密封強(qiáng)度越大密封越好， 那麼密封刀受到的阻力就越大，密封條的磨損也越快，因此，造成漏氣，降低效率，據(jù)說蒸氣 彈射器的效率僅能達(dá)到5%左右。我國自行建造航母在某種程度上是我國海軍將來發(fā)展的一個方向。從世界范圍來 看，打造一支強(qiáng)有力的航母戰(zhàn)斗群是極其挑戰(zhàn)性的。航母上必備的蒸氣彈射器、艦載機(jī)、攔 阻索、大型升降機(jī)等技術(shù)均掌握在歐美乃至美國一家手里，而國外也不可能有任何國家賣 給中國先進(jìn)軍事技術(shù)，中國海軍未來建造航母需要解決彈射器的問題，如果這個問題中國 海軍不下大力氣解決和處理好，那麼將直接影響中國海軍的未來航母建造的進(jìn)度和中國海 軍藍(lán)水艦隊的成軍時間。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的在于克服蒸汽彈射器的固有缺陷，拋棄傳統(tǒng)蒸汽彈射的觀念，提出 一種采用液壓和氣壓動力，利用機(jī)械杠桿作用原理的，實現(xiàn)結(jié)構(gòu)簡單，彈射力大，效率高的 飛機(jī)彈射器。為實現(xiàn)本發(fā)明的目的，采用一種液壓動力合頁連桿式飛機(jī)彈射器，該彈射器由液 壓動力部分和機(jī)械傳動部分和機(jī)座構(gòu)成。所述液壓傳動部分由5個高壓油缸構(gòu)成，分別為1個承重座油缸(4)，2個水平油 缸(2)和2個垂直油缸(3)，所述承重座油缸(4)安裝在機(jī)座1的中心點(diǎn)，2個水平油缸(2) 分別安裝在機(jī)座1兩端側(cè)壁；所述機(jī)械傳動結(jié)構(gòu)為合頁連桿結(jié)構(gòu)，固定在機(jī)座(1)上，所述合頁連桿結(jié)構(gòu)的各 個連桿(5)之間采用鉸接結(jié)構(gòu)；所述機(jī)座(1)前方橫向安裝有導(dǎo)向桿(8)，所述導(dǎo)向桿(8)兩端分別設(shè)置絞耳座 (9)，所述絞耳座(9)可以沿導(dǎo)向桿⑶滑動；其中，機(jī)座(1)中心的承重座(10)與鉸接點(diǎn)B點(diǎn)鉸接固定，和承重座油缸(4)的 活塞桿與鉸接點(diǎn)A點(diǎn)鉸接；左右絞耳座(9)分別和連桿(5)鉸接于D、D’點(diǎn)，左右垂直油缸 (3)的安裝座分別和連桿(5)的C、C’點(diǎn)鉸接，左邊的水平油缸(2)和垂直油缸(3)的活塞 桿固定在左邊的絞耳座(9)上，右邊的水平油缸(2)和垂直油缸(3)的活塞桿固定在右邊 的絞耳座(9)上，位于最上方的鉸接點(diǎn)E點(diǎn)作為推力點(diǎn)(7)，掛接牽引飛機(jī)的前輪鉤。在液壓系統(tǒng)中，采用320kg/cm2-210kg/cm2的高壓齒輪油泵，水平油缸2的活塞直 徑30厘米，活塞桿推力為226噸-148噸，在推力點(diǎn)(7)處于最遠(yuǎn)短時的牽引推力為160噸， 相對30噸的飛機(jī)推重比5. 3 1，60噸飛機(jī)推重比2.6 1。根據(jù)本發(fā)明的另一個實施例，所述的2個水平油缸(2)鉸接在機(jī)座1的兩端，其結(jié) 構(gòu)使之能夠在機(jī)座1的水平面上擺動，水平油缸(2)的活塞桿和從鉸接點(diǎn)D延伸的連桿(5) 鉸接，隨著絞耳座(9)的移動，水平油缸(2)逆時針擺動，活塞桿和連桿(5)始終保持垂直 狀態(tài)。本發(fā)明的彈射器體積小，占用艦艇的空間小，效率高。為航母上的各種類型的飛機(jī) 起飛提供理想的推動力和彈射力；推力大，為重型飛機(jī)在航母上起飛提供可能；工藝簡單， 造價低，不消耗艦艇在海上航行非常寶貴的淡水資源。


圖1是本發(fā)明的彈射器結(jié)構(gòu)示意圖；圖2顯示本發(fā)明的彈射器彈出狀態(tài)示意圖；圖3是彈射器液壓管路示意圖；圖4水平油缸另一種安裝方式在初始狀態(tài)的位置示意圖；圖5是水平油缸另一種安裝方式在彈射狀態(tài)的位置示意圖。圖中1機(jī)座12齒輪泵2水平油缸13電動機(jī)3垂直油缸14壓力表
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4承重座油缸15電液變量調(diào)壓閥
5連桿16電磁溢流閥
6承重座17壓力儲油罐
7推力點(diǎn)18承重座油缸控制閥
8導(dǎo)向桿19垂直油缸控制閥
9絞耳座20水平油缸控制閥
10承重座21儲油罐
11濾清器
具體實施例方式為使本發(fā)明的目的、技術(shù)方案和優(yōu)點(diǎn)更加清楚明白，以下結(jié)合具體實施例，對本發(fā) 明進(jìn)一步詳細(xì)說明。本發(fā)明為一種利用液壓動力的快速彈射器，其機(jī)械傳動結(jié)構(gòu)采用合頁連桿機(jī)構(gòu)， 該彈射器的機(jī)械傳動結(jié)構(gòu)固定在機(jī)座1上，液壓傳動部分由5個高壓油缸構(gòu)成，分別為1個 承重座油缸4，2個水平油缸2和2個垂直油缸3，合頁連桿結(jié)構(gòu)的各個連桿5之間采用鉸 接結(jié)構(gòu)。承重座油缸4前方橫向安裝有導(dǎo)向桿8，導(dǎo)向桿8兩端分別設(shè)置絞耳座9，絞耳座 9可以沿導(dǎo)向桿8滑動。承重座油缸4安裝在機(jī)座1的中心點(diǎn)，2個水平油缸2分別安裝在機(jī)座1兩端側(cè) 壁。根據(jù)本發(fā)明，在合頁連桿機(jī)構(gòu)的全部鉸接點(diǎn)中，有7個關(guān)鍵點(diǎn)，分別為處于連桿機(jī)構(gòu)中 間的下方的兩個點(diǎn)A、B和最上方的點(diǎn)E，位于連桿機(jī)構(gòu)左邊最下方的兩個點(diǎn)C、D，位于右邊 最下方的兩個點(diǎn)C’、D’，其中，B點(diǎn)和機(jī)座1中心的承重座10連接固定，A點(diǎn)和承重座油缸 4的活塞桿鉸接；D、D’點(diǎn)分別和左右絞耳座9鉸接，C、C’分別和左右垂直油缸3的安裝座 鉸接。左邊的水平油缸2和垂直油缸3的活塞桿固定在左邊的絞耳座9上，右邊的水平油 缸2和垂直油缸3的活塞桿固定在右邊的絞耳座9上，位于最上方的點(diǎn)E點(diǎn)作為推力點(diǎn)7， 掛接牽引飛機(jī)的前輪鉤。圖3是彈射器液壓管路示意圖；由電機(jī)或內(nèi)燃機(jī)為動力源驅(qū)動油泵(大排量齒輪 油泵)從油箱抽取液壓油，經(jīng)濾清器過濾，壓入主油路，由電腦控制彈射過程的分段時間和 距離，所需系統(tǒng)壓力由電液變量調(diào)壓閥和電磁溢流閥互動調(diào)控，液壓油進(jìn)入壓力儲油罐后 壓縮氮?dú)?，增大儲油量。彈射器工作時，由電腦指令開啟承重座油缸4，水平油缸3和垂直油 缸2，然后，通過電磁換向閥的作用，整個彈射器完成一個工作循環(huán)。結(jié)合附圖1、2和3，說明本發(fā)明的彈射器的工作原理如下打開圖3所示的分配閥，液壓油在高壓氮?dú)獾淖饔孟?，迅速進(jìn)入承重座油缸4、2個 水平油缸2和2個垂直油缸3，推動各自的活塞和活塞桿運(yùn)動。對于承重座油缸4，由于B 點(diǎn)固定，A點(diǎn)在承重座油缸4推動下向前方滑動；同時，左右絞耳座9分別在2個水平油缸 2的推動下向機(jī)座1的中心滑動，帶動D和D’點(diǎn)向機(jī)座1的中心移動，2個垂直油缸3分別 向上移動；在2個垂直油缸3和左右絞耳座9的共同作用下，C和C’點(diǎn)在向中心移動的同 時，分別在垂直方向向上移動。上述鉸接點(diǎn)的運(yùn)動，使合頁連桿之間的夾角發(fā)生變化，上下 兩個夾角由大于90°逐漸變小，左右兩個夾角由小于90°逐漸變大，整個合頁連桿由圖1 所示的狀態(tài)，最終形成圖2所示的狀態(tài)。
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從推力點(diǎn)7的狀態(tài)分析，由于連桿之間角度的變化，推力點(diǎn)7受到的推力由大到小 逐步變化，同時，推力點(diǎn)7向前移動的速度又由慢到快逐步加快，將掛接在推力點(diǎn)7的飛機(jī)
安全彈射升空。。推力點(diǎn)7的最大推力可以達(dá)到單油缸2或單油缸4活塞桿推力的1. 5倍左右，由 電腦程控液壓系統(tǒng)的電液變量調(diào)壓閥，溢流閥，雙向節(jié)流閥等，調(diào)控5個液壓油缸的活塞桿 推力和速度，可以完成各型重量(20噸-60噸)的飛機(jī)在100米的甲板上起飛。液壓系統(tǒng)的參數(shù)設(shè)置采用大排量高壓齒輪油泵(320kg/cm2-210kg/cm2)，水平油 缸2的活塞直徑30厘米，活塞桿推力可以達(dá)到226噸-148噸，牽引推力達(dá)160噸左右，相 對30噸的飛機(jī)推重比5. 3 1，60噸飛機(jī)推重比2. 6 1。圖4和圖5是本發(fā)明水平油缸2另一種安裝方式的實施例，顯示初始狀態(tài)和彈射 狀態(tài)。分析水平油箱2的活塞桿對連桿的作用力，在啟動時，絞耳座9位于兩端距離中心 最遠(yuǎn)端的位置，活塞桿和連桿有一定的夾角，啟動時的夾角比最小，活塞桿對連桿垂直方向 上的分力最小，隨著絞耳座9向中心移動，活塞桿對連桿垂直方向上的分力才逐漸加大。在 本實施例，水平油箱2樞接在機(jī)座1的兩側(cè)壁，水平油箱2的活塞桿與從D點(diǎn)延伸的連桿鉸 接，這樣，在整個工作過程中，隨著連桿的收攏，水平油箱2做逆時針擺動，使活塞桿始終和 連桿保持垂直，通過杠桿的作用，使該連桿始終處于最大受力狀態(tài)。本發(fā)明的彈射器，可以廣泛用于裝載貨物，在實施防洪時用于拋射物料等。以上對本發(fā)明所提供的液壓動力合頁連桿式飛機(jī)彈射器進(jìn)行了詳細(xì)介紹，本文中 應(yīng)用了具體實施例對本發(fā)明的原理及實施方式進(jìn)行了闡述。所述的具體實施例，對本發(fā)明的目的、技術(shù)方案和有益效果進(jìn)行了進(jìn)一步的詳細(xì) 說明，所應(yīng)理解的是，以上所述僅為本發(fā)明的具體實施例而已，并不用于限制本發(fā)明，凡在 本發(fā)明的精神和原則之內(nèi)，所做的任何修改、等同替換、改進(jìn)等，均應(yīng)包含在本發(fā)明的保護(hù) 范圍之內(nèi)。
權(quán)利要求
一種液壓動力合頁連桿式飛機(jī)彈射器，該彈射器由液壓動力部分和機(jī)械傳動部分和機(jī)座構(gòu)成，其特征在于，所述液壓傳動部分由5個高壓油缸構(gòu)成，分別為1個承重座油缸(4)，2個水平油缸(2)和2個垂直油缸(3)，所述承重座油缸(4)安裝在機(jī)座1的中心點(diǎn)，2個水平油缸(2)分別安裝在機(jī)座1兩端側(cè)壁；所述機(jī)械傳動結(jié)構(gòu)為合頁連桿結(jié)構(gòu)，固定在機(jī)座(1)上，所述合頁連桿結(jié)構(gòu)的各個連桿(5)之間采用鉸接結(jié)構(gòu)；所述機(jī)座(1)前方橫向安裝有導(dǎo)向桿(8)，所述導(dǎo)向桿(8)兩端分別設(shè)置絞耳座(9)，所述絞耳座(9)可以沿導(dǎo)向桿(8)滑動；其中，機(jī)座(1)中心的承重座(10)與鉸接點(diǎn)B點(diǎn)鉸接固定，和承重座油缸(4)的活塞桿與鉸接點(diǎn)A點(diǎn)鉸接；左右絞耳座(9)分別和連桿(5)鉸接于D、D’點(diǎn)，左右垂直油缸(3)的安裝座分別和連桿(5)的C、C’點(diǎn)鉸接，左邊的水平油缸(2)和垂直油缸(3)的活塞桿固定在左邊的絞耳座(9)上，右邊的水平油缸(2)和垂直油缸(3)的活塞桿固定在右邊的絞耳座(9)上，位于最上方的鉸接點(diǎn)E點(diǎn)作為推力點(diǎn)(7)，掛接牽引飛機(jī)的前輪鉤。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的飛機(jī)彈射器，其特征在于，采用320kg/cm2-210kg/cm2的高壓 齒輪油泵，水平油缸2的活塞直徑30厘米，活塞桿推力為226噸-148噸，在推力點(diǎn)(7)處于 最遠(yuǎn)短時的牽引推力為160噸，相對30噸的飛機(jī)推重比5. 3 1，60噸飛機(jī)推重比2.6 1。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的飛機(jī)彈射器，其特征在于，所述的2個水平油缸(2)鉸接在 機(jī)座1的兩端，其結(jié)構(gòu)使之能夠在機(jī)座1的水平面上擺動，水平油缸(2)的活塞桿和從鉸接 點(diǎn)D延伸的連桿(5)鉸接，隨著絞耳座(9)的移動，水平油缸(2)逆時針擺動，活塞桿和連 桿(5)始終保持垂直狀態(tài)。
全文摘要
本發(fā)明涉及一種液壓動力合頁連桿式飛機(jī)彈射器，該彈射器由液壓動力部分和機(jī)械傳動部分和機(jī)座構(gòu)成，所述液壓傳動部分由5個高壓油缸構(gòu)成，所述合頁連桿結(jié)構(gòu)的各個連桿(5)之間采用鉸接結(jié)構(gòu)；所述機(jī)座(1)前方橫向安裝有導(dǎo)向桿(8)，所述導(dǎo)向桿(8)兩端分別設(shè)置絞耳座(9)，所述絞耳座(9)可以沿導(dǎo)向桿(8)滑動，通過5個高壓油缸驅(qū)動合頁連桿結(jié)構(gòu)達(dá)到彈射飛機(jī)。本發(fā)明的彈射器體積小，占用艦艇的空間小，效率高。為航母上的各種類型的飛機(jī)起飛提供理想的推動力和彈射力；推力大，為重型飛機(jī)在航母上起飛提供可能；工藝簡單，造價低，不消耗艦艇在海上航行非常寶貴的淡水資源。
文檔編號B64F1/06GK101885384SQ201010233940
公開日2010年11月17日 申請日期2010年7月22日 優(yōu)先權(quán)日2010年7月22日
發(fā)明者陳作應(yīng) 申請人:陳作應(yīng)