專利名稱：滑躍式航母艦載機(jī)彈射器及彈射方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種軍事裝備或航母艦載機(jī)彈射器，具體的說是一種滑躍式航母艦載 機(jī)彈射器及彈射方法。
背景技術(shù)：
目前，航空母艦上的艦載機(jī)起飛方式主要有兩種，一種是以美軍航母上使用的蒸 汽式彈射器，該彈射器使用蒸汽作動(dòng)力通過汽缸活塞帶動(dòng)牽引鉤拉動(dòng)飛機(jī)加速起飛。蒸汽 彈射器設(shè)備體積龐大，占有較大空間，而且必須有蒸汽鍋爐，消耗能量大，運(yùn)行成本高，維修 成本高，還有消耗淡水量大，有消息報(bào)道，小鷹號(hào)或米尼茲的飛機(jī)彈射系統(tǒng)，每彈射一架飛 機(jī)消耗淡水近1噸，將淡水加熱成高溫高壓蒸汽，要消耗大量的能量，僅彈射器消耗的能量 占整個(gè)航母能量的2096，巨大的淡水消耗量是一個(gè)不可忽略的問題；蒸汽彈射器的制造工 藝相當(dāng)復(fù)雜，目前只有美國(guó)、法國(guó)和英國(guó)掌握有制造蒸汽彈射器的技術(shù)，目前已經(jīng)掌握的蒸 汽彈射器，其結(jié)構(gòu)是兩根并行的長(zhǎng)度為90米，直徑為457mm的開縫氣缸，還需要配套兩個(gè)巨 大的直徑2米，長(zhǎng)為20米儲(chǔ)汽罐，總體積約600立方米，體積如此龐大，通常在7萬噸以上 核動(dòng)力航母上使用，目前只有美國(guó)有核動(dòng)力航母。所謂蒸汽彈射器，實(shí)際就是一個(gè)蒸汽彈射 炮，根據(jù)有關(guān)資料報(bào)道，飛行員在彈射起飛時(shí)因?yàn)槌跛俣冗^大會(huì)產(chǎn)生瞬間的昏迷，飛機(jī)需要 自動(dòng)飛行儀自動(dòng)控制，等飛行員醒來后在人工駕駛。如果駕駛員昏迷時(shí)間過長(zhǎng)，飛機(jī)墜海也 是不稀奇的事。除了體積大、造價(jià)高、耗能高、維修和使用壽命也使美軍倍感頭疼，根據(jù)報(bào)道 蒸汽彈射器使用500次就要大修，氣缸壽命是2000次，即彈射2000架次，氣缸就要更換。所 以美軍也在尋找新的彈射器替換方案，目前還未有好的結(jié)果。根據(jù)本人的分析，艦載機(jī)的彈射技術(shù)，并非只有蒸汽彈射器是唯一，當(dāng)美國(guó)為什么 選擇蒸汽彈射，原因有以下幾個(gè)方面，1)豐富造艦技術(shù)和充足的軍費(fèi)開支，美國(guó)在軍費(fèi)充足和豐富造船技術(shù)支持下建造 的多是大型核動(dòng)力航母，這是小國(guó)和發(fā)展中國(guó)家是無法攀比的，所以利用核反應(yīng)堆的巨大 產(chǎn)汽功能，首選用蒸汽作動(dòng)力的蒸汽彈射器也是可以理解的。2)故弄玄虛，提高技術(shù)門檻，為了防止有造船能力和有能力發(fā)展航母國(guó)家的崛起， 將建造航母的技術(shù)門檻太高，也是技術(shù)壟斷的一種方式，所以利用核反應(yīng)堆的巨大產(chǎn)汽功 能，首選用蒸汽作動(dòng)力，制造其他國(guó)家不可能制造的98. 5米的雙開縫蒸汽汽缸，盡管它自 己也感覺這種彈射方式不好用，但是也不去宣傳和研發(fā)更簡(jiǎn)單有效好用的其他彈射方式， 不然是個(gè)國(guó)家都會(huì)制造航母，都有航母了，海上霸權(quán)地位就不保了，這就和你衛(wèi)星，別人也 有衛(wèi)星，你有導(dǎo)彈，別人也有導(dǎo)彈，你有核武器，別人也有核武器一樣，大家都有了，就沒有 什么可以耀武揚(yáng)威的了通過上述分析，美國(guó)的經(jīng)濟(jì)優(yōu)勢(shì)隨著世界經(jīng)濟(jì)危機(jī)的發(fā)生逐漸失去，技術(shù)優(yōu)勢(shì)在 失去經(jīng)濟(jì)優(yōu)勢(shì)的前提下也不會(huì)長(zhǎng)久，故弄玄機(jī)早晚會(huì)被人們識(shí)破，更簡(jiǎn)單躉有效更安全的 艦載機(jī)彈射器必然要替代蒸汽彈射器。第二種是俄羅斯航母上的滑躍式飛行甲板，即飛機(jī)靠自身在甲板上加速通過一個(gè)向上翹起的跑道實(shí)現(xiàn)滑躍式離艦飛行，滑躍式彈射方式存在的不足是甲板上必須修建滑躍 式起飛平臺(tái)，必須使用大推重比的雙引擎飛機(jī)，單引擎戰(zhàn)機(jī)無法使用，所以艦載機(jī)的機(jī)種收 到限制。另外，滑躍式起飛方式是靠飛機(jī)自身動(dòng)力起飛，所以不能滿載起飛，通常起飛重量 只占滿載起飛重量的70%，以蘇33為例，滿載是33噸，而目前實(shí)際起飛重量只有27噸，滿 負(fù)荷起飛不了，損失掉6噸的載荷，據(jù)說，采用任何一種彈射器幫助都可以讓蘇33在滑躍式 跑道上滿載起飛，滿載起飛就意味著提高了戰(zhàn)斗力和加大了巡航半徑。目前成熟的正在使 用的彈射器只有美國(guó)的蒸氣式彈射器，美國(guó)對(duì)俄羅斯技術(shù)封鎖，俄羅斯也造不了，就連美國(guó) 也沒有適應(yīng)滑躍式起飛跑道的弧線蒸汽氣缸。兩種彈射方式在實(shí)際應(yīng)用過程中存在的最人不足是，由于以美國(guó)為首西方國(guó)家在 艦載機(jī)彈射技術(shù)方面對(duì)中國(guó)進(jìn)行嚴(yán)格技術(shù)封鎖，俄羅斯的雙引擎艦載機(jī)對(duì)中國(guó)禁售，如果 解決了滑躍式航母艦載機(jī)的彈射任何集中經(jīng)過改造都可以做艦載機(jī)，俄羅斯對(duì)中國(guó)的禁售 也失去了實(shí)際意義，所以中國(guó)一定設(shè)計(jì)一種更好的艦載機(jī)彈射器實(shí)現(xiàn)中國(guó)的航母發(fā)展夢(mèng)想。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的技術(shù)任務(wù)是克服上述缺點(diǎn)，提供一種結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、設(shè)計(jì)合理、體積小、使用 方便、安全性高能適應(yīng)各種機(jī)種作艦載機(jī)的航母艦載機(jī)彈射器。本發(fā)明的技術(shù)方案是按以下方式實(shí)現(xiàn)的其結(jié)構(gòu)是由航母滑躍式飛行甲板，滑梭 牽引滑車，牽引滑車索道，主牽引絞車，副牽引絞車和彈射程序控制器組成，其中，牽引滑車 索道設(shè)置在航母滑躍式起飛跑道或水平式起飛跑道的中間，滑梭牽引滑車設(shè)置在牽引滑車 索道之中，主牽引絞車和副牽引絞車設(shè)置在起飛跑道下方的機(jī)艙之中，主牽引絞車和副牽 引絞車的鋼索分別與滑梭牽引滑車的前后兩端連接；牽弓I滑車索道是由上蓋板、滑槽、鋼索防護(hù)角鐵和吊滑輪組成，滑槽的上部設(shè)置 有翻邊，翻邊與飛行甲板的底部固定在一起，上蓋板的IIJ問設(shè)置有開縫，兩邊與飛行甲板 平行并與滑槽上部的翻邊固定在一起，鋼索防護(hù)角鐵設(shè)置在開縫的下部，與開縫平行，吊滑 輪設(shè)置在滑槽的底部，滑槽的兩端分別設(shè)置有電磁或光電傳感器和測(cè)速傳感器，為彈射程 序控制器提供開關(guān)控制信號(hào)；滑梭牽引滑車是由車架、滾輪、主牽引鋼索平衡滑輪、副牽引鋼索平衡滑輪和滑梭 連接板組成，主牽引鋼索平衡滑輪和副牽引鋼索平衡滑輪通過主滑輪軸座和副滑輪軸座固 定在車架的底部，車架呈水平放置的工字型，中間水平部分為車橫梁，兩邊垂直部分為滾輪 固定板，滾輪分上下兩排設(shè)置在車架兩邊的固定板上，固定板上部?jī)蛇叺膬膳艥L輪與上蓋 板底部滾動(dòng)相接，固定板下部?jī)蛇叺膬膳艥L輪與滑槽底部滾動(dòng)相接，滑梭連接板縱向設(shè)置 在橫梁的中間，其上部穿過上蓋板中間的開縫向上露出與滑梭連接，滑梭與飛機(jī)前輪連接， 位于橫梁的底部設(shè)置有主鋼索平衡滑輪和副牽引鋼索平衡滑輪，宅鋼索乎嘶滑輪和副牽引 鋼索平衡滑輪分別通過主牽引鋼索和副牽引鋼索與主牽引絞車和副牽引絞車連接，主牽引 鋼索和副牽引鋼索在滑槽和吊滑輪之中穿行，在滑槽兩端與反向滑輪連接，反向后的主牽 引鋼索和副牽引鋼索穿在滑槽底部的吊滑輪之中主牽引絞車，是由機(jī)座、動(dòng)力機(jī)、離合器、飛輪、傳動(dòng)軸、絞車輥筒和剎車裝置組成， 其中絞車輥筒設(shè)置在傳動(dòng)軸上，傳動(dòng)軸兩端通過軸承座與機(jī)座固定，其中傳動(dòng)軸的一端穿過軸承座與離合器連接，離合器與動(dòng)力機(jī)動(dòng)力輸出軸端的飛輪連接，絞車輥筒的兩端設(shè)置 有剎車裝置，動(dòng)力機(jī)和絞車輥筒采用兩套對(duì)置的方式設(shè)置在機(jī)座上，兩套絞車輥筒設(shè)置在 中間，動(dòng)力機(jī)設(shè)置在機(jī)座的兩邊，兩個(gè)絞車輥筒上使用一根主牽引鋼索，主牽引鋼索的端頭 與絞車輥筒軸固定，主牽引鋼索的中間與滑梭牽引滑車上的主牽引鋼索平衡滑輪連接；副牽引絞車，是由副機(jī)座、電動(dòng)機(jī)、副離合器、副傳動(dòng)軸、副絞車輥筒和副剎車裝置 組成，其中副絞車輥筒的副傳動(dòng)軸兩端通過副軸承座與副機(jī)座固定，副傳動(dòng)軸的兩端穿過 副軸承座與副離合器連接，副離合器與電動(dòng)機(jī)動(dòng)力輸出軸連接，副絞車輥筒的兩端設(shè)置有 副剎車裝置，電動(dòng)機(jī)和副絞車輥筒采用兩套對(duì)置的方式設(shè)置在副機(jī)座上，兩套副絞車輥筒 設(shè)置在中間，電動(dòng)機(jī)設(shè)置在副機(jī)座的兩邊，兩個(gè)副絞車輥筒上使用一根副牽引鋼索，副牽引 鋼索的端頭與兩個(gè)副絞車輥筒軸固定，副牽引鋼索的中間與滑梭牽引滑車上的副牽引鋼索 平衡滑輪連接。主牽引絞車使用的動(dòng)力機(jī)是指變頻電動(dòng)機(jī)、柴油機(jī)、汽油機(jī)、汽輪機(jī)、渦輪機(jī)及液 壓馬達(dá)。位于滑槽的兩端主牽引鋼索往返經(jīng)過的通道上設(shè)置的激光測(cè)速儀、光電傳感器通 過數(shù)據(jù)線與彈射控制器連接。主牽引絞車和福牽引絞車上的剎車裝置、離合器以及開關(guān)調(diào)速裝置均通過數(shù)據(jù)線 與彈射控制器連接?；S式航母艦載機(jī)彈射器的彈射方法，是以動(dòng)力機(jī)作為動(dòng)力源配以飛輪蓄能，通 過飛輪蓄量，在彈射程序控制器的控制下以及在離合器和牽引鋼索在牽引繩盤的纏繞變徑 作用下，將飛輪和動(dòng)力機(jī)的能量集合起來在95米-130米的起飛跑道上為各類艦載機(jī)提供 基本起飛速度，實(shí)現(xiàn)各類艦載機(jī)在滑躍式航母起飛跑道上的彈射起飛具體彈射步驟如下1)通過彈射器控制器設(shè)置起飛飛機(jī)的種類、載荷和起飛速度，彈射器控制器控制 動(dòng)力機(jī)帶動(dòng)飛輪同步轉(zhuǎn)動(dòng)，當(dāng)動(dòng)力機(jī)轉(zhuǎn)速達(dá)到設(shè)定轉(zhuǎn)速后，待機(jī)備用；2)滑梭牽引滑車位于起飛跑道的起點(diǎn)，主牽引絞車和副牽引絞車的絞車輥筒通過 制動(dòng)器鎖定，與滑梭連接板連接的滑梭與停放在跑道起點(diǎn)的飛機(jī)前輪連接，艦載機(jī)處于待 命狀態(tài)；3)當(dāng)調(diào)度員下達(dá)起飛命令后，彈射程序控制器控制主牽引絞車的與動(dòng)力機(jī)動(dòng)力輸 出軸連接飛輪通過飛輪離合器吸合，制動(dòng)器同時(shí)釋放，副牽引絞車的離合器和制動(dòng)器全部 釋放，主牽引絞車的動(dòng)力機(jī)全速帶動(dòng)絞車輥筒轉(zhuǎn)動(dòng)，鋼索向絞車輥筒軸上纏繞的同時(shí)牽引 滑車在滑槽中快速滑動(dòng)同時(shí)帶動(dòng)滑梭牽引艦載機(jī)在起飛跑道上加速滑行，由于絞車輥筒在 轉(zhuǎn)動(dòng)初期，鋼索在絞車輥筒軸部的纏繞是小直徑纏繞，牽引速度慢，忸牽引力大，正好符合 艦載機(jī)初始速度為零時(shí)的低速度火牽引力起飛條件，隨著鋼索在絞車輥筒軸上纏繞圈數(shù)的 增加，纏繞直徑越來越大，因而牽引速度越來越快，當(dāng)艦載機(jī)到達(dá)起飛跑道終點(diǎn)時(shí)，鋼索在 絞車輥筒軸上纏繞的直徑最大，鋼索的纏繞速度就是艦載機(jī)的基本起飛速度，這時(shí)滑梭與 飛機(jī)前輪分離，艦載機(jī)升空；4)當(dāng)滑梭與艦載機(jī)分離的瞬間，起飛跑道終點(diǎn)處的傳感器觸發(fā)，彈射程序控制器 控制主牽引絞車和副牽引絞車絞車輥筒上的離合器全部釋放，主牽引絞車和副牽引絞車絞 車輥筒上的制動(dòng)器同時(shí)制動(dòng)，滑梭牽引滑車在起飛跑道終點(diǎn)停止；主牽引絞車上的動(dòng)力機(jī) 按怠速運(yùn)轉(zhuǎn)，副牽引絞車上的電動(dòng)機(jī)繼續(xù)運(yùn)轉(zhuǎn)；
5)彈射程序控制器控制主牽引絞車和副牽弓1絞車絞車輥筒上的制動(dòng)器同時(shí)釋 放，主牽引絞車絞車輥筒的離合器釋放，副牽引絞車絞車輥筒上的離合器吸合.副牽引絞 車牽引滑梭牽引滑車返回起飛跑道起點(diǎn)，彈射程序控制器控制主牽引絞車和副牽引絞車上 絞車輥筒的制動(dòng)器同時(shí)制動(dòng)，滑梭停止在起飛跑道起點(diǎn)待命。本發(fā)明的優(yōu)異效果是，體積小，用空間少，起飛跑道不受距離限制，也不受弧度限 制，不僅可以在滑躍式航母上使用，也可以在平面普通航母上使用，蒸汽彈射器之所以限制 的98. 5米主要是開縫氣缸的加工長(zhǎng)度的限制。本發(fā)明的滑槽長(zhǎng)度不受限制，彎曲度不受限 制，所以可以是有滑躍式飛行甲板，更可以適應(yīng)水平飛行甲板。動(dòng)力機(jī)的選擇范圍更寬，可 以使用航母上的任何動(dòng)力，包括蒸汽、電力或內(nèi)燃機(jī)，本發(fā)明的彈射器與蒸汽彈射器相比， 優(yōu)異效果在于，各種大功率動(dòng)力機(jī)已經(jīng)是現(xiàn)有技術(shù)，在動(dòng)力機(jī)提供充足功率的情況下，在起 飛跑道90-130米的距離內(nèi)，飛機(jī)實(shí)現(xiàn)0-75米/秒勻加速，即在90-130米的距離內(nèi)將飛機(jī) 加速到75-85米/秒的起飛速度，這種加速方式是由慢變快，飛行員適應(yīng)快不會(huì)造成飛行員 瞬間昏迷，像蒸汽彈射是由快到慢，一起步就達(dá)到75米/秒，突然達(dá)到高速會(huì)造成飛行員瞬 間昏迷，當(dāng)汽缸運(yùn)行到汽缸終點(diǎn)時(shí)，反而因蒸汽壓降低，造成推力下降.起飛速度下降的弊 端，用中國(guó)謗語來形容彈射出的飛機(jī)如同“強(qiáng)弩之末”。


圖1是滑躍式航母艦載機(jī)彈射器在滑躍式航母上的使用結(jié)構(gòu)示意圖圖2是滑躍式航母艦載機(jī)彈射器的整體結(jié)構(gòu)示意3是滑梭牽引滑車在滑槽中結(jié)構(gòu)示意圖；圖4是滑槽的斷面結(jié)構(gòu)示意圖；圖5是滑梭牽引滑車的仰視結(jié)構(gòu)示意圖；圖6是滑梭牽引滑車的俯視結(jié)構(gòu)示意圖；圖7是滑梭牽引滑車的主視結(jié)構(gòu)示意圖。附圖標(biāo)記說明飛行甲板1、上蓋板2、鋼索防護(hù)角鐵3、滑槽4、吊滑輪5、主牽引 鋼索6、主牽引鋼索平衡滑輪7、主滑輪軸座8、車架9、副牽引鋼索平衡滑輪10、副滑輪軸座 11、滾輪12、副牽引鋼索13、滑梭連接板14、動(dòng)力機(jī)15離合器16、剎車裝置17、絞車輥筒18、 軸承座19、機(jī)座20、電動(dòng)機(jī)21、副離合器22、副絞車輥筒23、副絞車牽引鋼索24、副剎車裝 置25、測(cè)速傳感器沈、觸發(fā)開關(guān)27、彈射控制器觀、飛輪四、傳動(dòng)軸30、副機(jī)座31、副傳動(dòng)軸 32、副軸承座33。
具體實(shí)施例方式參照附圖對(duì)滑躍式航母艦載機(jī)彈射器及彈射方法作以下詳細(xì)的說明。本發(fā)明的滑躍式航母艦載機(jī)彈射器，是由航母滑躍式飛行甲板，滑梭牽引滑車，牽 引滑車索道，主牽引絞車，副牽引絞車和彈射程序控制器組成，其中，牽引滑車索道設(shè)置在 航母滑躍式起飛跑道或水平式起飛跑道的中間，滑梭牽引滑車設(shè)置在牽引滑車索道之中， 主牽引絞車和副牽引絞車設(shè)置在起飛跑道下方的機(jī)艙之中，主牽引絞車和副牽引絞車的鋼 索分別與滑梭牽引滑車的前后兩端連接；牽引滑車索道是由上蓋板2、滑槽4、鋼索防護(hù)角鐵3和吊滑輪5組成，滑槽4的上 部設(shè)置有翻邊，翻邊與飛行甲板1的底部固定在一起，上蓋板2的中間設(shè)置有開縫，兩邊與
7飛行甲板1平行并與滑槽4上部的翻邊固定在一起，鋼索防護(hù)角鐵3設(shè)置在開縫的下部，與 開縫平行，吊滑輪5設(shè)置在滑槽4的底部，滑槽4的兩端分別設(shè)置有電磁或光電傳感器27 和測(cè)速傳感器沈，為彈射程序控制器觀提供開關(guān)控制信號(hào)；滑梭牽引滑車是由車架9、滾輪12、主牽引鋼索平衡滑輪7、副牽引鋼索平衡滑輪 10和滑梭連接板14組成，主牽引鋼索平衡滑輪7和副牽引鋼索平衡滑輪10通過主滑輪軸 座8和副滑輪軸座11固定在車架9的底部，車架9呈水平放置的工字型，中間水平部分為 車橫梁，兩邊垂直部分為滾輪固定板，滾輪12分上下兩排設(shè)置在車架9兩邊的固定板上，固 定板上部?jī)蛇叺膬膳艥L輪12與上蓋板2底部滾動(dòng)相接，固定板下部?jī)蛇叺膬膳艥L輪12與 滑槽9底部滾動(dòng)相接，滑梭連接板14縱向設(shè)置在車架橫梁的中間，其上部穿過上蓋板2中 間的開縫向上露出與滑梭連接，滑梭與飛機(jī)前輪連接，位于車架橫粱的底部沒置有主鋼索 平衡滑輪7和副牽引鋼索平衡滑輪10，主鋼索平衡滑輪7和副牽引鋼索平衡滑輪10分別通 過主牽引鋼索6和副牽引鋼索13與主牽引絞車和副牽引絞車連接，主牽引鋼索6和副牽引 鋼索13在滑槽4和吊滑輪5之中穿行，在滑槽4兩端與反向滑輪25連接；主牽引絞車，是由機(jī)座20、動(dòng)力機(jī)lt5、離合器16、飛輪四、傳動(dòng)軸30、絞車輥筒18 和剎車裝置17組成，其中絞車輥筒18設(shè)置在傳動(dòng)軸30上，傳動(dòng)軸30兩端通過軸承座19 與機(jī)座20固定，其中傳動(dòng)軸30的一端穿過軸承座19與離合器16連接，離合器16與動(dòng)力 機(jī)15動(dòng)力輸出軸端的飛輪四連接，絞車輥筒18的兩端設(shè)置有剎車裝置17，動(dòng)力機(jī)15和絞 車輥筒18采用兩套對(duì)置的方式設(shè)置在機(jī)座20上，兩套絞車輥筒18設(shè)置在中間，動(dòng)力機(jī)15 設(shè)置在機(jī)座20的兩邊，兩個(gè)絞車輥筒18上使用一根主牽引鋼索6，主牽引鋼索6的端頭與 絞車輥筒軸固定，主牽引鋼索6的中間與滑梭牽引滑車上的主牽引鋼索平衡滑輪7連接；副牽引絞車，是由副機(jī)座31、電動(dòng)機(jī)21、副離合器22、副傳動(dòng)軸32、副絞車輥筒23 和副剎車裝置25組成，其中副絞車輥筒23的副傳動(dòng)軸32兩端通過副軸承座33與副機(jī)座 31固定，副傳動(dòng)軸32的兩端穿過副軸承座33與副離合器22連接，副離合器22與電動(dòng)機(jī)動(dòng) 力輸出軸連接，副絞車輥筒23的兩端設(shè)置有副剎乍裝置25，電動(dòng)機(jī)和副絞車輥筒23采用 兩套對(duì)置的方式設(shè)置在副機(jī)座31上，兩套副絞車輥筒23設(shè)置在中間，電動(dòng)機(jī)設(shè)置在副機(jī)座 31的兩邊，兩個(gè)副絞車輥筒23上使用一根副牽引鋼索M，副牽引鋼索M的端頭與兩個(gè)副 絞車輥筒軸固定，副牽引鋼索M的中間與滑梭牽引滑車上的副牽引鋼索平衡滑輪10連接。主牽引絞車使用的動(dòng)力機(jī)15是指變頻電動(dòng)機(jī)、柴油機(jī)、汽油機(jī)、汽輪機(jī)、渦輪機(jī)及 液壓馬達(dá)。位于滑槽的兩端主牽引鋼索往返經(jīng)過的通道上設(shè)置的激光測(cè)速儀沈、光電傳感器 27通過數(shù)據(jù)線與彈射控制器觀連接。主牽引絞車和福牽引絞車上的剎車裝置、離合器以及開關(guān)調(diào)速裝置均通過數(shù)據(jù)線 與彈射控制器連接。滑躍式航母艦載機(jī)彈射器的彈射方法，是以動(dòng)力機(jī)作為動(dòng)力源配以飛輪蓄能，通 過飛輪蓄量，在彈射程序控制器的控制下以及在離合器和牽引鋼索在牽引繩盤的纏繞變徑 作用下，將飛輪和動(dòng)力機(jī)的能量集合起來在95米-130米的起飛跑道上為各類艦載機(jī)提供 75米/秒基本起飛速度，實(shí)現(xiàn)各類艦載機(jī)在滑躍式航母起飛跑道上的彈射起飛；具體彈射步驟如下1)通過彈射器控制器設(shè)置起飛飛機(jī)的種類、載荷和起飛速度，彈射器控制器控制
8動(dòng)力機(jī)帶動(dòng)飛輪同步轉(zhuǎn)動(dòng)，當(dāng)動(dòng)力機(jī)轉(zhuǎn)速達(dá)到設(shè)定轉(zhuǎn)速后，待機(jī)備用；2)滑梭牽引滑車位于起飛跑道的起點(diǎn)，主牽引絞車和副牽引絞車的絞車輥筒通過 制動(dòng)器鎖定，與滑梭連接板連接的滑梭與停放在跑道起點(diǎn)的飛機(jī)前輪連接，艦載機(jī)處于待 命狀態(tài)；3)當(dāng)調(diào)度員下達(dá)起飛命令后，彈射程序控制器控制主牽引絞車的與動(dòng)力機(jī)動(dòng)力輸 出軸連接飛輪通過飛輪離合器吸合，制動(dòng)器同時(shí)釋放，副牽引絞車的離合器和制動(dòng)器全部 釋放，主牽引絞車的動(dòng)力機(jī)全速帶動(dòng)絞車輥筒轉(zhuǎn)動(dòng)，鋼索向絞車輥筒軸上纏繞的同時(shí)牽引 滑車在滑槽中快速滑動(dòng)同時(shí)帶動(dòng)滑梭牽引艦載機(jī)在起飛跑道上加速滑行，由于絞車輥筒在 轉(zhuǎn)動(dòng)初期，鋼索在絞車輥筒軸部的纏繞是小直徑纏繞，牽引速度慢，但牽引力大，正好符合 艦載機(jī)初始速度為零時(shí)的低速度火牽引力起飛條件，隨著鋼索在絞車輥筒軸上纏繞圈數(shù)的 增加，纏繞直徑越來越大，因而牽引速度越來越快，當(dāng)艦載機(jī)到達(dá)起飛跑道終點(diǎn)時(shí)，鋼索在 絞車輥筒軸上纏繞的直徑最大，鋼索的纏繞速度就是艦載機(jī)的基本起飛速度，這時(shí)滑梭與 飛機(jī)前輪分離，艦載機(jī)升空；4)當(dāng)滑梭與艦載機(jī)分離的瞬間，起飛跑道終點(diǎn)處的傳感器觸發(fā)，彈射程序控制器 控制主牽引絞車和副牽引絞車上的離合器全部釋放，制動(dòng)器同時(shí)制動(dòng)，滑梭牽引滑車在起 飛跑道終點(diǎn)停止5)彈射程序控制器控制主牽引絞車和副牽引絞車上的制動(dòng)器同時(shí)釋放，主牽引絞 車的離合器釋放，副牽引絞車上的離合器吸合，副牽引絞車牽引滑梭牽引滑車返回起飛跑 道起點(diǎn)，彈射程序控制器控制主牽引絞車和副牽引絞車上的制動(dòng)器同時(shí)制動(dòng)，滑梭停止在 起飛跑道起點(diǎn)待命。
實(shí)施例通過控制絞車輥筒的寬度和鋼索的纏繞直徑來控制飛機(jī)離地的瞬間起飛速度，計(jì) 算公式由下式表示艦載機(jī)在100米的跑道上必須得到30m/s ‘2的加速度才能起飛成功，飛機(jī)起飛速 度和加速
度運(yùn)動(dòng)時(shí)間計(jì)算公式如下
V = V (2aX) = V (200X30) ^ 77. 46m/s (1)
t = V (2X/a) = V (200/30) ^ 2. 58s (2)
鋼索的長(zhǎng)度=跑道的長(zhǎng)度，鋼索的長(zhǎng)度=各層鋼索長(zhǎng)度之和，鋼索的長(zhǎng)度
L= (L1+L2+"'LX)=起飛跑道的長(zhǎng)度 (3)
絞車輥筒每層鋼索的長(zhǎng)度計(jì)算公式
Li = 3. 14N(D+2dC) (4)
D是纏繞在絞車輥筒軸的直徑，
N是每層鋼索的圈數(shù)；
Di =絞車輥筒軸的直徑；
d=鋼索的直徑；
C=鋼索的層數(shù)
起飛跑道的長(zhǎng)度=絞車輥筒上鋼索的長(zhǎng)度=100米，忽略鋼索纏繞的密度，設(shè)定絞車輥筒軸的直徑D軸=0. 3米；鋼索的直徑d = 0. 02米；每層鋼索的圈數(shù)N = 2，根據(jù)公 各層鋼索的長(zhǎng)度分別是 每層鋼索的長(zhǎng)度(米)累計(jì)長(zhǎng)度(米)
Ll ==6. 28(0. 3+0. 04*1)=2.142. 14L2 ==6. 28(0. 3+0. 04*2)=2.384. 52L3 ==6. 28(0. 3+0. 04*3)=2.637. 14L4 ==6. 28(0. 3+0. 04*4)=2.910. 05L5 ==6. 28(0. 3+0. 04*5)=3.1413. 18L6 ==6. 28(0. 3+0. 04*6)=3.3916. 57L7 ==6. 28(0. 3+0. 04*7) 36420. 21L8 ==6. 28(0. 3+0. 04*8)=3.8924. 10L9 ==6. 28(0. 3+0. 04*9)=4.1428. 24LLO=6. 28(0. 3+0. 04*10)=4. 3932. 63Lll=6. 28(0. 3+0. 04*11)=4. 6437. 27L12=6. 28(0. 3+0. 04*12)=4. 942. 17L136. 28(0. 3+0. 04*13)=51547. 32L14=6. 28(0. 3+0. 04*14)=5. 452. 57L15=6. 28(0. 3+0. 04*15)=5. 6558. 37Lt6=6. 28(0. 3+0. 04*16)=5. 964. 27L17=6. 28(0. 3+0. 04*17)=6. 1570. 42L18=6. 28(0. 3+0. 04*18)=6. 476. 82L196. 28(0. 3+0. 04*19)=66583. 47L20=6. 28(0. 3+0. 04*20)=6. 990. 37L21=6. 28(0. 3+0. 04*21)=7. 15997. 53L22=6. 28(0. 3+0. 04*22)=7. 41104. 9L23=6. 28(0. 3+0. 04*23)=7. 66112. 6L24=6. 28(0. 3+0. 04*24)=7. 91120. 51
第22層鋼索的長(zhǎng)度是L= (LI+L2+...L21) :104. 9米， 第M層鋼索的長(zhǎng)度是L= (Li L2+...L21) :120. 51米， 已知飛機(jī)在100米跑道上加速起飛時(shí)間是2. 58秒，每秒纏繩44/2. 58 17圈， 17/2 = 8. 53層/秒，2. 58秒輥筒轉(zhuǎn)2. 58*8. 53 = 22層，鋼索在22層的累計(jì)長(zhǎng)度是105米， 如果選用柴油機(jī)提供動(dòng)力，柴油機(jī)的標(biāo)準(zhǔn)轉(zhuǎn)速是1500轉(zhuǎn)/分鐘，每秒轉(zhuǎn)速是25，通過變速調(diào) 整為18轉(zhuǎn)/秒，為絞車輥筒提供18轉(zhuǎn)/秒的轉(zhuǎn)速即可達(dá)到艦載機(jī)的起飛速度。
通過上述計(jì)算可以看出，第一秒鋼索的長(zhǎng)度是10米，第二秒鋼索的長(zhǎng)度是 64. 27米，加速40. 17米，第三秒鋼索長(zhǎng)度是120. 51米，第三秒與第二秒之間的加速是 56. M米，2. 58秒時(shí)105米鋼索在輥筒上共纏繞44圈，此種加速方式非常人性化，不會(huì)對(duì)駕 駛員和飛機(jī)造成損害。直徑20mm的鋼絲繩抗斷強(qiáng)度是67噸，雙繩抗斷強(qiáng)度是134噸，大黃 蜂艦載機(jī)的重量是M噸，選用20mm的鋼絲繩強(qiáng)度已經(jīng)滿足。如果滿足預(yù)警機(jī)，的彈射可選 用30-40mm直徑的鋼絲繩。
10
當(dāng)絞車輥筒轉(zhuǎn)速一定時(shí)，通過鋼索在輥筒上纏繞層數(shù)的增加，為艦載機(jī)提供 30m/s ^ 2的加速度和77. 46m/s的起飛速度。如果柴油機(jī)通過調(diào)節(jié)油門提供額外的勻加 速，艦載機(jī)的起飛速度還可以提高20-50%。在轉(zhuǎn)速一定的情況下，適當(dāng)增加輥筒的直徑或鋼索得直徑也增加艦載機(jī)的起飛速度。主牽引絞車采用雙配置，鋼索中間通過滑輪與牽引滑車連接，使用時(shí)可以單機(jī)牽 引，用于低速艦載預(yù)警機(jī)的彈射，也可以雙機(jī)同時(shí)牽引，通過控制動(dòng)力機(jī)轉(zhuǎn)速適應(yīng)不同艦載 機(jī)的起飛。彈射控制器內(nèi)設(shè)置有單片機(jī)和存儲(chǔ)器，單片機(jī)屬于工業(yè)控制技術(shù)，為公知技術(shù)。關(guān)于飛輪的使用根據(jù)實(shí)際情況可以使用也可以不使用，取決于動(dòng)力機(jī)選擇，動(dòng)力 機(jī)的選擇要考慮到航母的大小，如果是核動(dòng)力可以考慮使用蒸汽機(jī)或汽輪機(jī)，如果是中型 航母則使用柴油機(jī)或渦輪機(jī)，各種動(dòng)力機(jī)是成熟技術(shù)，具有較寬的選擇范圍。即使選用兩臺(tái) 大功率航空發(fā)動(dòng)機(jī)，也小會(huì)占用多大空間，如果一臺(tái)航空發(fā)動(dòng)機(jī)的動(dòng)力是艦載機(jī)發(fā)動(dòng)機(jī)的 兩倍，那么兩臺(tái)航空發(fā)動(dòng)機(jī)牽引一架艦載機(jī)，將會(huì)有1倍的動(dòng)力冗余，無論是設(shè)備造價(jià)，還 是使用成本，都要比蒸汽彈射器來的劃算，技術(shù)難度要小容易實(shí)現(xiàn)，使用壽命也比蒸汽彈射 器要長(zhǎng)。由于本發(fā)明的設(shè)計(jì)全部足模塊化，無論是加工制作、安裝使用，還是保全維修都非 常簡(jiǎn)單方便。
權(quán)利要求
1.滑躍式航母艦載機(jī)彈射器，其特征在于，包括航母滑躍式飛行甲板，滑梭牽引滑車， 牽引滑車索道，主牽引絞車，副牽引絞車和彈射程序控制器，其中，牽引滑車索道設(shè)置在航 母滑躍式起飛跑道或水平式起飛跑道的中間，滑梭牽引滑車設(shè)置在牽引滑車索道之中，主 牽引絞車和副牽引絞車設(shè)置在起飛跑道下方的機(jī)艙之中，主牽引絞車和副牽引絞車的鋼索 分別與滑梭牽引滑車的前后兩端連接；牽引滑車索道是由上蓋板、滑槽、鋼索防護(hù)角鐵和吊滑輪組成，滑槽的上部設(shè)置有翻 邊，翻邊與飛行甲板的底部固定在一起，上蓋板的中間設(shè)置有開縫，兩邊與飛行甲板平行并 與滑槽上部的翻邊固定在一起，鋼索防護(hù)角鐵設(shè)置在開縫的下部，與開縫平行，吊滑輪設(shè)置 在滑槽的底部，滑槽的兩端分別設(shè)置有電磁或光電傳感器和測(cè)速傳感器，為彈射程序控制 器提供開關(guān)控制信號(hào)；滑梭牽引滑車是由車架、滾輪、主牽引鋼索平衡滑輪、副牽引鋼索平衡滑輪和滑梭連接 板組成，主牽引鋼索平衡滑輪和副牽引鋼索平衡滑輪通過主滑輪軸座和副滑輪軸座固定在 車架的底部，車架呈水平放置的工字型，中間水平部分為車橫梁，兩邊垂直部分為滾輪固定 板，滾輪分上下兩排設(shè)置在車架兩邊的固定板上，固定板上部?jī)蛇叺膬膳艥L輪與上蓋板底 部滾動(dòng)相接，固定板下部?jī)蛇叺膬膳艥L輪與滑槽底部滾動(dòng)相接，滑梭連接板縱向設(shè)置在橫 梁的中間，其上部穿過上蓋板中間的開縫向上露出與滑梭連接，滑梭與飛機(jī)前輪連接，位于 橫梁的底部設(shè)置有主鋼索平衡滑輪和副牽引鋼索平衡滑輪，主鋼索平衡滑輪和副牽引鋼索 平衡滑輪分別通過主牽引鋼索和副牽引鋼索與主牽引絞車和副牽引絞車連接，主牽引鋼索 和副牽引鋼索在滑槽和吊滑輪之中穿行，在滑槽兩端與反向滑輪連接，反向后的主牽引鋼 索和副牽引鋼索穿在滑槽底部的吊滑輪之中；主牽引絞車，是由機(jī)座、動(dòng)力機(jī)、離合器、飛輪、傳動(dòng)軸、絞車輥筒和剎車裝置組成，其中 絞車輥筒設(shè)置在傳動(dòng)軸上，傳動(dòng)軸兩端通過軸承座與機(jī)座固定，其中傳動(dòng)軸的一端穿過軸 承座與離合器連接，離合器與動(dòng)力機(jī)動(dòng)力輸出軸端的飛輪連接，絞車輥筒的兩端設(shè)置有剎 車裝置，動(dòng)力機(jī)和絞車輥筒采用兩套對(duì)置的方式設(shè)置在機(jī)座上，兩套絞車輥筒設(shè)置在中間， 動(dòng)力機(jī)設(shè)置在機(jī)座的兩邊，兩個(gè)絞車輥筒上使用一根主牽引鋼索，主牽引鋼索的端頭與絞 車輥筒軸固定，主牽引鋼索的中間與滑梭牽引滑車上的主牽引鋼索平衡滑輪連接；副牽引絞車，是由副機(jī)座、電動(dòng)機(jī)、副離合器、副傳動(dòng)軸、副絞車輥筒和副剎車裝置組 成，其中副絞車輥筒的副傳動(dòng)軸兩端通過副軸承座與副機(jī)座固定，副傳動(dòng)軸的兩端穿過副 軸承座與副離合器連接，副離合器與電動(dòng)機(jī)動(dòng)力輸出軸連接，副絞車輥筒的兩端設(shè)置有副 剎車裝置，電動(dòng)機(jī)和副絞車輥筒采用兩套對(duì)置的方式設(shè)置在副機(jī)座上，兩套副絞車輥筒設(shè) 置在中間，電動(dòng)機(jī)設(shè)置在副機(jī)座的兩邊，兩個(gè)副絞車輥筒上使用一根副牽引鋼索，副牽引鋼 索的端頭與兩個(gè)副絞車輥筒軸固定，副牽引鋼索的中間與滑梭牽引滑車上的副牽引鋼索平 衡滑輪連接。
2.據(jù)權(quán)利要求1所述的滑躍式航母艦載機(jī)彈射器，其特征在于主牽引絞車使用的動(dòng)力 機(jī)是指變頻電動(dòng)機(jī)、柴油機(jī)、汽油機(jī)、汽輪機(jī)、渦輪機(jī)及液壓馬達(dá)。
3.據(jù)權(quán)利要求1所述的滑躍式航母艦載機(jī)彈射器，其特征在于，位于滑槽的兩端主牽 引鋼索往返經(jīng)過的通道上設(shè)置的激光測(cè)速儀、光電傳感器通過數(shù)據(jù)線與彈射控制器連接。
4.據(jù)權(quán)利要求1所述的滑躍式航母艦載機(jī)彈射器，其特征在于，主牽引絞車和福牽引 絞車上的剎車裝置、離合器以及開關(guān)調(diào)速裝置均通過數(shù)據(jù)線與彈射控制器連接。
5.滑躍式航母艦載機(jī)彈射器的彈射方法，其特征在于，以動(dòng)力機(jī)作為動(dòng)力源配以飛輪 蓄能，通過飛輪蓄量，在彈射程序控制器的控制下以及在離合器和牽引鋼索在牽引繩盤的 纏繞變徑作用下，將飛輪和動(dòng)力機(jī)的能量集合起來在95米-130米的起飛跑道上為各類艦 載機(jī)提供基本起飛速度，實(shí)現(xiàn)各類艦載機(jī)在滑躍式航母起飛跑道上的彈射起飛；具體彈射 步驟如下1)通過彈射器控制器設(shè)置起飛飛機(jī)的種類、載荷和起飛速度，彈射器控制器控制動(dòng)力 機(jī)帶動(dòng)飛輪同步轉(zhuǎn)動(dòng)，當(dāng)動(dòng)力機(jī)轉(zhuǎn)速達(dá)到設(shè)定轉(zhuǎn)速后，待機(jī)備用；2)滑梭牽引滑車位于起飛跑道的起點(diǎn)，主牽引絞車和副牽引絞車的絞車輥筒通過制動(dòng) 器鎖定，與滑梭連接板連接的滑梭與停放在跑道起點(diǎn)的飛機(jī)前輪連接，艦載機(jī)處于待命狀 態(tài)；3)當(dāng)調(diào)度員下達(dá)起飛命令后，彈射程序控制器控制主牽引絞車的與動(dòng)力機(jī)動(dòng)力輸出軸 連接飛輪通過飛輪離合器吸合，制動(dòng)器同時(shí)釋放，動(dòng)力機(jī)加速運(yùn)轉(zhuǎn)，副牽引絞車的離合器和 制動(dòng)器全部釋放，此時(shí)主牽引絞車的動(dòng)力機(jī)全速帶動(dòng)絞車輥筒轉(zhuǎn)動(dòng)，鋼索向絞車輥筒軸上 纏繞的同時(shí)牽引滑車在滑槽中快速滑動(dòng)同時(shí)帶動(dòng)滑梭牽引艦載機(jī)在起飛跑道上加速滑行， 由于絞車輥筒在轉(zhuǎn)動(dòng)初期，鋼索在絞車輥筒軸部的纏繞是小直徑纏繞，牽引速度慢，但牽引 力大，正好符合艦載機(jī)初始速度為零時(shí)的低速度大牽引力起飛條件，隨著鋼索在絞車輥筒 軸上纏繞圈數(shù)的增加，纏繞直徑越來越大，因而牽引速度越來越快，當(dāng)艦載機(jī)到達(dá)起飛跑道 終點(diǎn)時(shí)，鋼索在絞車輥筒軸上纏繞的直徑最大，鋼索的纏繞速度就是艦載機(jī)的基本起飛速 度，這時(shí)滑梭與飛機(jī)前輪分離，艦載機(jī)升空；4)當(dāng)滑梭與艦載機(jī)分離的瞬間，起飛跑道終點(diǎn)處的傳感器觸發(fā)，彈射程序控制器控制 主牽引絞車和副牽引絞車絞車輥筒上的離合器全部釋放，主牽引絞車和副牽引絞車絞車輥 筒上的制動(dòng)器同時(shí)制動(dòng)，滑梭牽引滑車在起飛跑道終點(diǎn)停止；主牽引絞車上的動(dòng)力機(jī)按怠 速運(yùn)轉(zhuǎn)，副牽引絞車上的電動(dòng)機(jī)繼續(xù)運(yùn)轉(zhuǎn)；5)彈射程序控制器控制主牽引絞車和副牽引絞車絞車輥筒上的制動(dòng)器同時(shí)釋放，主牽 引絞車絞車輥筒的離合器釋放，副牽引絞車絞車輥筒上的離合器吸合，副牽引絞車牽引滑 梭牽引滑車返回起飛跑道起點(diǎn)，彈射程序控制器控制主牽引絞車和副牽引絞車上絞車輥筒 的制動(dòng)器同時(shí)制動(dòng)，滑梭停止在起飛跑道起點(diǎn)待命。
全文摘要
本發(fā)明提供一種滑躍式航母艦載機(jī)彈射器及彈射方法，其結(jié)構(gòu)是由動(dòng)力機(jī)、離合器、飛輪、傳動(dòng)軸、牽引絞車和放繩絞車，其中牽引絞車和飛輪設(shè)置在傳動(dòng)軸上，飛輪與傳動(dòng)軸固定在一起，牽引絞車通過軸承與傳動(dòng)軸連接，飛輪與牽引絞車之間設(shè)置飛輪離合器，傳動(dòng)軸通過軸承架固定，傳動(dòng)軸的端部通過電機(jī)離合器與動(dòng)力機(jī)連接。該飛輪蓄能加速式艦載機(jī)彈射器和現(xiàn)有技術(shù)相比，具有設(shè)計(jì)合理、結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、安全可靠、體積小、自動(dòng)化程度高、使用方便、易于維護(hù)等特點(diǎn)，具有很好的推廣使用價(jià)值。
文檔編號(hào)B64F1/06GK102120495SQ20101028514
公開日2011年7月13日 申請(qǐng)日期2011年4月9日 優(yōu)先權(quán)日2011年4月9日
發(fā)明者姜明 申請(qǐng)人:朱惠芬