本實(shí)用新型涉及彈射器,尤其是涉及航空母艦上艦載機(jī)使用的彈射器。
背景技術(shù):
眾所周知,航空母艦是當(dāng)今世界各軍事強(qiáng)國(guó)標(biāo)致性的大型軍事裝備平臺(tái),而艦載機(jī)的彈射器則成為航母執(zhí)行重載量,高頻次,遠(yuǎn)距離作戰(zhàn),訓(xùn)練的重型艦機(jī)離艦的必配裝備。
美國(guó)是世界上航母最早使用彈射器和擁有彈射器種類最多的國(guó)家,(法國(guó)“戴高樂”號(hào)航母使用的蒸汽彈射器仍是從美國(guó)訂制到這項(xiàng)專利技術(shù)并裝備的)它經(jīng)歷了一個(gè)世紀(jì)來(lái)長(zhǎng)期的研發(fā),特別是經(jīng)過(guò)上世紀(jì)中期美、蘇世界爭(zhēng)霸,長(zhǎng)期冷戰(zhàn)帶來(lái)的航母建造鼎盛時(shí)期及本世紀(jì)初“小鷹”級(jí)常規(guī)動(dòng)力全部退役,核動(dòng)力航母時(shí)代的到來(lái)。它在多艘航母上不但擁有功能強(qiáng)大的蒸汽彈射器群,近年來(lái)還研發(fā)出大功率電磁彈射器裝備在核動(dòng)力的十萬(wàn)噸級(jí)超大型“福特”號(hào)航母上。而其它國(guó)家如:俄羅斯、印度、意大利、西班牙、巴西、阿根廷、泰國(guó)及我國(guó)的“遼寧”號(hào)航母上由于缺少這類技術(shù)裝備只能采用普通的滑躍起飛方式,(英國(guó)航母上則采用高耗油的“鷂式”艦機(jī)垂直起降)以“遼寧”號(hào)為例:僅管它的艦首采用12°翹起的夾角,有利于輕型艦機(jī)在正常氣候條件下的升空,但在不良?xì)夂蚣吧源箫L(fēng)速情況下對(duì)離艦艦機(jī),特別是對(duì)我國(guó)殲15型這類重載量艦機(jī)(它的自重為:17.5噸,掛滿彈,滿載油料量后達(dá)33噸,巡航半徑為:1000公里)來(lái)說(shuō),航母上短距離的起飛甲板。重載量的起飛條件下還是使得它滿載使用受到嚴(yán)格的限制。
更由于缺少專用的艦機(jī)離艦系統(tǒng),艦機(jī)群在有限的甲板上不同的起,降作業(yè)中形成交叉矛盾,容留機(jī)數(shù)受到限制,作戰(zhàn)效能最大化難以發(fā)揮。據(jù)軍事專家們的分析估算:采用和不采用艦機(jī)的彈射方式航母整體作戰(zhàn)的效能上約有四倍大的差距。這因此成為我國(guó)航母整體作戰(zhàn)性能中的一個(gè)重大的缺陷和短板,同時(shí)亦成為我國(guó)軍事科研領(lǐng)域中一項(xiàng)迫切亟待解決的重大課題。
對(duì)航母艦機(jī)的彈射,無(wú)論采用何種方式,何種結(jié)構(gòu)予以實(shí)現(xiàn),它們彈射的基本原理和要達(dá)到的目的都是高度一致的既:通過(guò)巨大的爆發(fā)性動(dòng)力源在瞬間,短距離的釋放,對(duì)艦機(jī)實(shí)施連續(xù)不斷的外力驅(qū)動(dòng),促使艦機(jī)在短時(shí)間內(nèi)獲得最大的慣性勢(shì)能并利用這種外力的輔助和自身發(fā)動(dòng)機(jī)的動(dòng)力,迅速而安全的升空離艦?zāi)康摹?/p>
技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素:
本實(shí)用新型的目的是提供了一種航空母艦艦載機(jī)勢(shì)能彈射器,它包括鋼構(gòu)制成的主體構(gòu)架件、勢(shì)能錘、承重中心軸、勢(shì)能錘弧形軌道,曲軸桿組合體、電動(dòng)齒輪鎖位器、反沖彈力器、雙向?qū)鬏?、配重錘弧形軌道、提升鋼質(zhì)構(gòu)架、循環(huán)卷?yè)P(yáng)機(jī)、配重錘、配重錘導(dǎo)輪、雙向?qū)л啞⒆詣?dòng)鎖位器、電動(dòng)小絞車、活動(dòng)伸縮桿、內(nèi)置活動(dòng)鋼索、彈簧緩沖氣墊裝置、彈射推車和增程增速活動(dòng)桿結(jié)構(gòu),所述勢(shì)能錘一端通過(guò)承重中心軸與主體構(gòu)架件活動(dòng)相連、另一端與曲軸桿組合體上的曲軸頭桿一端活動(dòng)相連,曲軸頭桿另一端與曲軸中桿一端用滾輪活動(dòng)相連,曲軸中桿另一端用滾輪與曲軸尾桿一端活動(dòng)相連,曲軸尾桿一端與活動(dòng)伸縮桿一端相連,滾輪設(shè)置在勢(shì)能錘弧形軌道上,雙向?qū)鬏喸O(shè)置在提升鋼質(zhì)構(gòu)架頂部,在提升鋼質(zhì)構(gòu)架底部設(shè)置有循環(huán)卷?yè)P(yáng)機(jī),在雙向?qū)鬏喓脱h(huán)卷?yè)P(yáng)機(jī)之間連接有雙向?qū)л?,配重錘弧形軌道跨接在雙向?qū)鬏?、循環(huán)卷?yè)P(yáng)機(jī)和雙向?qū)л喩希渲劐N導(dǎo)輪設(shè)置在配重錘內(nèi),配重錘在配重錘弧形軌道上運(yùn)動(dòng);所述增程增速活動(dòng)桿結(jié)構(gòu)由曲軸尾桿內(nèi)加裝活動(dòng)伸縮桿,在活動(dòng)伸縮桿內(nèi)設(shè)置有用于牽引伸縮作用的內(nèi)置活動(dòng)鋼索,內(nèi)置活動(dòng)鋼索由一整根鋼索組成,內(nèi)置活動(dòng)鋼索兩端系于活動(dòng)伸縮桿的底部用緩沖彈簧活動(dòng)卡套與活動(dòng)伸縮桿相連,內(nèi)置活動(dòng)鋼索中間與兩個(gè)重疊在一起且在運(yùn)行中可帶動(dòng)活動(dòng)伸縮桿前進(jìn)的重疊對(duì)轉(zhuǎn)導(dǎo)索輪和著地牽制鋼索相連接,在活動(dòng)伸縮桿的前端部設(shè)置有手工絞盤,手工絞盤通過(guò)對(duì)緩沖彈簧活動(dòng)卡套在運(yùn)行中長(zhǎng)度的控制調(diào)整活動(dòng)伸縮桿的伸出長(zhǎng)度,內(nèi)置活動(dòng)鋼索的伸縮端活動(dòng)設(shè)置在內(nèi)桿兩側(cè)的活動(dòng)槽中。
本發(fā)明安裝在航母甲板上適當(dāng)位置,其具體結(jié)構(gòu)為:它由鋼構(gòu)制成的半徑園主體構(gòu)架件1的內(nèi)部安裝用于運(yùn)行中能產(chǎn)生巨大勢(shì)能矢量的勢(shì)能錘2。勢(shì)能錘運(yùn)行中受到牽控和承重中心軸3及軸承組合。用于勢(shì)能錘下墜作業(yè)的勢(shì)能錘弧形軌道4。用于勢(shì)能錘下墜過(guò)程中產(chǎn)生的垂直勢(shì)能矢量改變?yōu)樗椒较蚝蛡鬟f這種力量的曲軸桿組合體5。用于開放和鎖閉勢(shì)能錘運(yùn)行狀態(tài)的電動(dòng)齒輪鎖位器6。用于勢(shì)能錘下墜運(yùn)行即將到位時(shí)經(jīng)緩沖處理產(chǎn)生反沖力使勢(shì)能錘的勢(shì)能得到完全釋放后又將對(duì)它的沖擊力反回給勢(shì)能錘使勢(shì)能錘經(jīng)反沖后倒退到有利于提升它最佳高位的反沖彈力器7。用于勢(shì)能錘經(jīng)反沖彈力器反沖倒位后自動(dòng)按通電位開關(guān),伸出舌部迅速將勢(shì)能錘自動(dòng)鎖定在高位的自動(dòng)鎖位器15。
安裝用于勢(shì)能錘下墜作業(yè)后再次將它提升待彈射的雙向?qū)鬏?(上輪)。配重錘弧形軌道9,提升鋼質(zhì)構(gòu)架10,循環(huán)卷?yè)P(yáng)機(jī)11,配重錘12,配重錘導(dǎo)輪13,雙向?qū)л?4(下輪)等提升部分。
安裝用于曲軸桿上為增程,增速作用的活動(dòng)伸縮桿鋼索回收電動(dòng)小絞車16?;顒?dòng)伸縮桿23牽制地索。安裝在內(nèi)桿37中的內(nèi)置活動(dòng)鋼索18,鋼索導(dǎo)輪28,行程調(diào)節(jié)及頂力機(jī)構(gòu)等。
活動(dòng)鋼索由一整根鋼索組成,內(nèi)置活動(dòng)鋼索兩端系于活動(dòng)伸縮桿的底部并用緩沖彈簧活動(dòng)卡套24與活動(dòng)伸縮桿相連,內(nèi)置活動(dòng)鋼索中間與兩個(gè)重疊在一起且在運(yùn)行中可帶動(dòng)活動(dòng)伸縮桿前進(jìn)的重疊對(duì)轉(zhuǎn)導(dǎo)索輪25和著地牽制鋼索17相連接,在活動(dòng)伸縮桿的前端部設(shè)置有手工絞盤26,其上設(shè)有手工絞盤檢查孔29,手工絞盤通過(guò)對(duì)緩沖彈簧活動(dòng)卡套24在運(yùn)行中長(zhǎng)度的控制調(diào)整活動(dòng)伸縮桿的伸出長(zhǎng)度,內(nèi)置活動(dòng)鋼索18的伸縮端活動(dòng)設(shè)置在內(nèi)桿兩側(cè)的活動(dòng)槽27中,活動(dòng)伸縮桿一端設(shè)置的擋翼板38,所述主體構(gòu)架件1與提升鋼質(zhì)構(gòu)架10之間設(shè)置有橫梁37。
安裝用于彈射作業(yè)中能有效減緩對(duì)艦機(jī)沖撞的彈簧緩沖氣墊裝置19。用于彈射作業(yè)中與艦機(jī)、緊密配合實(shí)施對(duì)艦機(jī)彈射作業(yè)的彈射推車20及彈射機(jī)車上的的檔焰板,避免彈射推車橡膠輪胎被艦機(jī)發(fā)動(dòng)機(jī)噴口高溫?zé)煔鉄龘p的臨時(shí)朝上煙氣彎道。用于平時(shí)對(duì)勢(shì)能錘構(gòu)件日常保養(yǎng)的安全欄桿21和勢(shì)能錘重量分組增減精配行車22等等,調(diào)試各安裝部件后試運(yùn)行。
本發(fā)明運(yùn)行過(guò)程是:
運(yùn)行前接到指令后,待射艦機(jī)由待飛區(qū)域緩緩倒入彈射推車的相應(yīng)位置,彈射推車緊扣艦機(jī)特殊部位,(其緊扣艦機(jī)的擒縱器待視情研制)飛行員啟動(dòng)發(fā)動(dòng)機(jī)做好起飛準(zhǔn)備,一切就緒后放行指示燈亮起后將動(dòng)力調(diào)整到最大負(fù)荷,操作員開啟勢(shì)能錘下方的電動(dòng)齒輪鎖位器,勢(shì)能錘在另一端中心軸的牽控下沿半徑園弧內(nèi)迅速下墜,隨著它下墜的過(guò)程與它緊密連接的各點(diǎn)曲軸桿隨之下行并自行變換各自不同的角度和它們的彈射行程,將勢(shì)能錘下墜中重量加速度產(chǎn)生的巨大慣性勢(shì)能直接轉(zhuǎn)變?yōu)橥苿?dòng)艦機(jī)飛速前進(jìn)的慣性勢(shì)能,并擁有比升空初速高得多的彈射推速,迅速而安全的順利離艦,勢(shì)能彈射器作業(yè)一次性自動(dòng)完成。
當(dāng)勢(shì)能錘下行即將到達(dá)終點(diǎn)時(shí),它與反沖彈力器接觸將它的勢(shì)能余量沖擊釋放到反沖彈力器彈簧組件上,彈簧組件吸收沖擊能量后將彈簧收緊,在勢(shì)能錘帶動(dòng)曲軸桿,彈射機(jī)車將艦機(jī)彈射離艦后,反沖彈力器又將收緊的彈力反饋給勢(shì)能錘,迫使勢(shì)能錘一次性攜各曲軸桿和彈射推車在高位上定位。這樣,不但贏得了勢(shì)能錘再次提升的時(shí)間和效率,而且一次性的定位后還避免了勢(shì)能錘在中心軸的牽控下失重后攜曲軸桿系統(tǒng)產(chǎn)生的反復(fù)鐘擺效應(yīng),為勢(shì)能錘的提升歸位再次彈射作業(yè)創(chuàng)造了條件。
它的再次復(fù)射作業(yè)同樣十分簡(jiǎn)單;將它的提升鋼索掛于配重錘的起重吊環(huán)上,開啟循環(huán)卷?yè)P(yáng)機(jī),配重錘向下,勢(shì)能錘向上,它在配重錘自身重量(約15噸)和卷?yè)P(yáng)機(jī)(約:20噸)向下拉力的雙重驅(qū)動(dòng)下迅速上升歸位,電動(dòng)齒輪舌板自動(dòng)伸出將它鎖位后,摘下鋼索鉤,關(guān)閉下方待升自動(dòng)定位器舌部電開關(guān)將它收回后即可快速的進(jìn)行再次彈射作業(yè),在卷?yè)P(yáng)機(jī)提升勢(shì)能錘歸位的同時(shí)待彈射的艦機(jī)將進(jìn)行待射的定位各項(xiàng)準(zhǔn)備工作。
本發(fā)明特點(diǎn)主要體現(xiàn)在四個(gè)方面:
(1)這種由天而降(高度約22m左右,重量25噸左右)重量加速度產(chǎn)生的巨大勢(shì)能失量直接作用于艦機(jī)的彈射推力上,它所產(chǎn)生的力量將十分強(qiáng)烈和巨大。這為艦機(jī)的高效,低成本、自動(dòng)彈射作業(yè)的完成奠定了基礎(chǔ)。
(2)將這種強(qiáng)大的動(dòng)力在瞬時(shí),短距內(nèi)使艦機(jī)目身獲得最大的慣性勢(shì)能它的做功行程就顯得十分重要(彈射過(guò)程中它的施力行程越長(zhǎng)效果就越好)在勢(shì)能彈射方式的結(jié)構(gòu)中它 的中心軸高度越高,半徑越長(zhǎng)推射的行程隨之增長(zhǎng),它們之間的比例關(guān)系為:1∶2倍;勢(shì)能錘的臂長(zhǎng)為:20m×2=40m,25m×2=50m……。但在艦?zāi)笇?shí)際運(yùn)用中它的實(shí)際使用高度出于各方面的原因?qū)⑹艿较拗?。另外,如何保證它的行程在艦機(jī)彈射作業(yè)的后期它的阻力減小后加上自身發(fā)動(dòng)機(jī)的動(dòng)力推進(jìn),現(xiàn)有彈射行程的速度趕不上艦機(jī)自身速度這個(gè)美國(guó)目前無(wú)論是蒸汽還是電磁彈射中存在的運(yùn)行弊端方面本方案研發(fā)出在曲軸桿上增加活動(dòng)伸縮桿的方法來(lái)解決這個(gè)棘手的難題。它可在現(xiàn)有固定行程長(zhǎng)度上增程2-20m之間,而另一個(gè)十分明顯的變化就是它的增速作用:它的行程在彈射作業(yè)中的中、后時(shí)段內(nèi)曲軸桿每前進(jìn)1m外而它隨之在這個(gè)前進(jìn)1m的基礎(chǔ)上又重疊前進(jìn)1m,假設(shè)它的曲軸桿固定長(zhǎng)度為44m,彈射作業(yè)用時(shí)為4.5·秒,換算它的勻速為9.7m·秒,但通過(guò)增程10m后它用時(shí)仍為4.5秒,換算它的勻速將達(dá)12m·秒,增程到16m后,它的彈射總行程為60m,它的最終推速為18m·秒以上,通過(guò)增程、增速處理后它的彈射機(jī)理由美國(guó)現(xiàn)在普遍的暴發(fā)力過(guò)后形成的先快后慢,改變?yōu)橄嚷罂?,彈射行程追著艦機(jī)施力的過(guò)程。
(3)利用普通的快速型循環(huán)卷?yè)P(yáng)機(jī)與配重錘的上、下循環(huán)組合對(duì)勢(shì)能錘的快速提升歸位是一種分散重量后小馬快速拉大車的方法:假定勢(shì)能錘重量為25噸,配重錘重量為15噸,卷?yè)P(yáng)機(jī)的拉力負(fù)荷為20噸既:卷?yè)P(yáng)機(jī)用20噸的拉力將配重錘提升上構(gòu)架輕而易舉。而將勢(shì)能錘提升時(shí)用卷?yè)P(yáng)機(jī)20噸的拉力加上配重錘15噸的自重將勢(shì)能錘快速提升歸位就成為一個(gè)現(xiàn)實(shí)。這種利用卷?yè)P(yáng)機(jī)循環(huán)作業(yè)另外一個(gè)好處是:勢(shì)能錘的下墜作業(yè)與配重錘的上升準(zhǔn)備作業(yè)由于兩套系統(tǒng)而互不干撓,這就為勢(shì)能錘的再次提升快速待射作業(yè)創(chuàng)造了條件。它的初期應(yīng)用目標(biāo)是:在實(shí)際應(yīng)用中假定以三臺(tái)彈射器構(gòu)成一個(gè)彈射系統(tǒng)在30架次的艦機(jī)彈射波次中力爭(zhēng)用13-15分鐘的時(shí)間全部安全彈射離艦,要達(dá)到這個(gè)目標(biāo)除了彈射器本身結(jié)構(gòu)的高效合理外,對(duì)艦機(jī)群彈射離艦方面的精心安排、科學(xué)指揮,協(xié)調(diào)能力,飛行員對(duì)彈射環(huán)境和各工序的熟悉程度,快速反應(yīng)及精準(zhǔn)定位能力都將待未來(lái)實(shí)踐中相互磨合、總結(jié)、提高。
(4)各種不同重量級(jí)的艦機(jī)彈射離艦是對(duì)彈射器應(yīng)用范圍的一個(gè)考驗(yàn),勢(shì)能彈射器采用勢(shì)能錘基礎(chǔ)部份加多組不同重量塊組合而成,它由不用時(shí)待在待用架上大重塊和彈射器構(gòu)架上的精配行車上的小重塊共同完成它的精配重量,而它的精配重量配置由陸地試驗(yàn)場(chǎng)多次試驗(yàn)后確定。
附圖說(shuō)明
圖1是本發(fā)明勢(shì)能錘初始運(yùn)行狀態(tài)主視結(jié)構(gòu)示意圖,
圖2是本發(fā)明勢(shì)能錘中間運(yùn)行狀態(tài)主視結(jié)構(gòu)示意圖,
圖3是本發(fā)明勢(shì)能錘終端運(yùn)行狀態(tài)主視結(jié)構(gòu)示意圖,
圖4是圖8中I-I結(jié)構(gòu)放大示意圖,
圖5是圖4的D-D剖視結(jié)構(gòu)示意圖,
圖6是本發(fā)明手工絞盤橫斷面結(jié)構(gòu)示意圖,
圖7是本發(fā)明勢(shì)能錘終端運(yùn)行狀態(tài)俯視結(jié)構(gòu)示意圖,
圖8是本發(fā)明增程增速活動(dòng)桿的結(jié)構(gòu)示意圖,
圖9是圖8的A-A剖視結(jié)構(gòu)示意圖。
在圖中,1、主體構(gòu)架件、2勢(shì)能錘、3、承重中心軸、4、勢(shì)能錘弧形軌道,5、曲軸桿組合體 5a、曲軸頭桿 5b、曲軸中桿 5c、曲軸尾桿 6、電動(dòng)齒輪鎖位器、7、反沖彈力器、8、雙向?qū)鬏啞?、配重錘弧形軌道 10、提升鋼質(zhì)構(gòu)架 11、循環(huán)卷?yè)P(yáng)機(jī) 12、配重錘 13、配重錘導(dǎo)輪 14、雙向?qū)л?15、自動(dòng)鎖位器 16、電動(dòng)小絞車 17、著地牽制鋼索 18、內(nèi)置活動(dòng)鋼索 19、彈簧緩沖氣墊裝置 20、彈射推車 21、安全欄桿 22、勢(shì)能錘重量分組增減精配行車 23、活動(dòng)伸縮桿 24、緩沖彈簧活動(dòng)卡套 25、重疊對(duì)轉(zhuǎn)導(dǎo)索輪 26、手工絞盤 27、活動(dòng)槽 28、滑動(dòng)輪 29、手工絞盤檢查孔 30、調(diào)節(jié)鋼索 31、絞盤卡鐵塊 32、套體 33、圓錐體 34、緩沖彈簧 35、底墊鋼板 36、支撐桿 37、橫梁 38、擋翼板。
具體實(shí)施方式
從勢(shì)能彈射器結(jié)構(gòu)運(yùn)行中的四個(gè)方面的結(jié)構(gòu),運(yùn)行介紹我們能大致了解到它在未來(lái)實(shí)際運(yùn)行中的具體表現(xiàn)。勢(shì)能彈射器結(jié)構(gòu)包括鋼構(gòu)制成的主體構(gòu)架件1、勢(shì)能錘2、承重中心軸3、勢(shì)能錘弧形軌道4,曲軸桿組合體5(它包括曲軸頭桿5a、曲軸中桿5b及曲桿尾桿5c)、電動(dòng)齒輪鎖位器6、反沖彈力器7、雙向?qū)鬏?、配重錘弧形軌道9、提升鋼質(zhì)構(gòu)架10、循環(huán)卷?yè)P(yáng)機(jī)11、配重錘12、配重錘導(dǎo)輪13、雙向?qū)л?4、自動(dòng)鎖位器15、電動(dòng)小絞車16、活動(dòng)伸縮桿23、內(nèi)置活動(dòng)鋼索18、彈簧緩沖氣墊裝置19、彈射推車20和增程增速活動(dòng)桿結(jié)構(gòu),所述勢(shì)能錘一端通過(guò)承重中心軸與主體構(gòu)架件活動(dòng)相連、另一端與曲軸桿組合體上的曲軸頭桿一端活動(dòng)相連,曲軸頭桿另一端與曲軸中桿一端用滾輪活動(dòng)相連,曲軸中桿另一端用滾輪與曲軸尾桿一端活動(dòng)相連,曲軸尾桿一端與活動(dòng)伸縮桿23一端相連,滾輪設(shè)置在勢(shì)能錘弧形軌道上,配重錘弧形軌道與支撐桿36相連,雙向?qū)鬏喸O(shè)置在提升鋼質(zhì)構(gòu)架頂部,在提升鋼質(zhì)構(gòu)架底部設(shè)置有循環(huán)卷?yè)P(yáng)機(jī),在雙向?qū)鬏喓脱h(huán)卷?yè)P(yáng)機(jī)之間連接有雙向?qū)л?4,配重錘弧形軌道跨接在雙向?qū)鬏?、循環(huán)卷?yè)P(yáng)機(jī)和雙向?qū)л喩希渲劐N導(dǎo)輪13設(shè)置在配重錘內(nèi),配重錘在配重錘弧形軌道上運(yùn)動(dòng);所述增程增速活動(dòng)桿結(jié)構(gòu)由曲軸尾桿5C內(nèi)加裝活動(dòng)伸縮桿,在活動(dòng)伸縮桿內(nèi)設(shè)置有用于牽引伸縮作用的內(nèi)置活動(dòng)鋼索18,內(nèi)置活動(dòng)鋼索由一整根鋼索組成,內(nèi)置活動(dòng)鋼索兩端系于活動(dòng)伸縮桿的底部并用緩沖彈簧活動(dòng)卡套24與活動(dòng)伸縮桿相連,內(nèi)置活動(dòng)鋼索中間與兩個(gè)重疊在一起且在運(yùn)行中可帶動(dòng)活動(dòng)伸縮桿前進(jìn)的重疊對(duì)轉(zhuǎn)導(dǎo)索輪25和著地牽制鋼索17相連接,在活動(dòng)伸縮桿的前端部設(shè)置有手工絞盤26,其上設(shè)有手工絞盤檢查孔29,手工絞盤通過(guò)對(duì)緩沖彈簧活動(dòng)卡套24在運(yùn)行中長(zhǎng)度的控制調(diào)整活動(dòng)伸縮桿的伸出長(zhǎng)度,內(nèi)置活動(dòng)鋼索18的伸縮端活動(dòng)設(shè)置在內(nèi)桿兩側(cè)的活動(dòng)槽27中,活動(dòng)伸縮桿一端設(shè)置的擋翼板38,所述主體構(gòu)架件1與提升鋼質(zhì)構(gòu)架10之間設(shè)置有橫梁37。
本發(fā)明所述增程增速活動(dòng)伸縮桿結(jié)構(gòu)說(shuō)明:
增程增速活動(dòng)桿結(jié)構(gòu)由曲軸桿組合體上的曲軸尾桿上加裝活動(dòng)伸縮桿23,在活動(dòng)伸縮桿內(nèi)設(shè)置有具有牽引伸縮作用的內(nèi)置活動(dòng)鋼索18,內(nèi)置活動(dòng)鋼索由一整根鋼索組成,它的兩端系于活動(dòng)伸縮桿的底部用緩沖彈簧活動(dòng)卡套24與活動(dòng)伸縮桿相連,中間與兩個(gè)重疊在一起且在運(yùn)行中帶動(dòng)活動(dòng)伸縮桿前進(jìn)的重疊對(duì)轉(zhuǎn)導(dǎo)索輪25和著地牽制鋼索17相連接組成一個(gè)由于行程位置變化,它的行程隨之變化的聯(lián)動(dòng)體。在活動(dòng)伸縮桿的前端部設(shè)置有手工絞盤26,它的作用是通過(guò)對(duì)緩沖彈簧活動(dòng)索卡在運(yùn)行中長(zhǎng)度的控制達(dá)到有效調(diào)整活動(dòng)伸縮桿的伸出長(zhǎng)度(行程)的目的,內(nèi)置活動(dòng)鋼索18的伸縮端活動(dòng)設(shè)置在內(nèi)桿兩側(cè)的活動(dòng)槽27中,在曲軸尾桿內(nèi)的滑動(dòng)輪28可減少活動(dòng)伸縮桿的伸縮摩擦阻力。
運(yùn)行前用手工絞盤調(diào)節(jié)好所需的調(diào)節(jié)鋼索30的長(zhǎng)度,檢查著地牽制鋼索的固定位置(位于內(nèi)桿彈射作業(yè)中的伸出點(diǎn))由于每次彈射作業(yè)時(shí)它的內(nèi)桿(行程)是固定位置的,當(dāng)運(yùn)行中勢(shì)能錘帶動(dòng)曲軸桿推動(dòng)艦機(jī)前進(jìn)到中、后期時(shí)內(nèi)桿中的著地牽制鋼索17的預(yù)留調(diào)節(jié)長(zhǎng)度到頭卡緊內(nèi)置活動(dòng)索18在曲軸尾桿5C內(nèi),在重疊對(duì)轉(zhuǎn)導(dǎo)索輪25的強(qiáng)勢(shì)頂壓力下隨之向內(nèi)側(cè)收縮,帶動(dòng)活動(dòng)伸縮桿伸出,形成內(nèi)桿前進(jìn)1m,而重疊對(duì)轉(zhuǎn)導(dǎo)輪頂壓活動(dòng)索向內(nèi)收縮1m,帶動(dòng)活動(dòng)伸縮桿重疊前進(jìn)1m,達(dá)到增程增速的目的。
增程、增速桿運(yùn)行中的速度相當(dāng)快,自身在運(yùn)行中產(chǎn)生的勢(shì)能也相當(dāng)大,為保障它的行程安全、開發(fā)出簡(jiǎn)易的緩沖彈簧活動(dòng)索卡套24,它的結(jié)構(gòu)由套體32部份,兩片相同的上小下大的圓錐體33、調(diào)節(jié)鋼索30、緩沖彈簧34,以及固定它的底墊鋼板35組成,底墊板與內(nèi)桿底板基礎(chǔ)電焊焊成一體,當(dāng)調(diào)節(jié)鋼索30受力后,兩片活動(dòng)相同的圓錐體緊抱行程調(diào)節(jié)鋼索30,越拉越緊,而在它的順方向則可輕松的抽出以配合行程的調(diào)節(jié)。它的手工絞盤26鋼索在活動(dòng)伸縮桿內(nèi)部且通過(guò)它外側(cè)的調(diào)節(jié)盤可進(jìn)行長(zhǎng)度的調(diào)節(jié),調(diào)節(jié)好適當(dāng)?shù)拈L(zhǎng)度后,將絞盤卡鐵塊31卡死在絞盤棘盤上某一個(gè)位置。
本發(fā)明從物理學(xué)角度分析這種彈射方式:它的勢(shì)能矢量的產(chǎn)生與物體的重量及下墜的高度成正比,它十分類似于我們?nèi)粘I钪械蔫F錘釘釘子,鐵錘重量越大,用力提起的位置越高,施加到釘子上的受力則越大,反之亦小。在對(duì)航母實(shí)際的彈射應(yīng)用中這種由上而下產(chǎn)生垂直勢(shì)能矢量因空間和高度條件的限制難于滿足上述條件,為創(chuàng)造出彈射作業(yè)中應(yīng)具備的充裕勢(shì)能量又考慮到航母自身結(jié)構(gòu)處理等實(shí)際情況及確定數(shù)據(jù)的需要,本方案在勢(shì)能錘的高度(中心軸)確定為22m左右,它的垂直高度最低限度過(guò)16m,供專家們根據(jù)實(shí)際情況再予以確定。
伴隨勢(shì)能錘的下墜做功過(guò)程中大至將形成以下幾個(gè)結(jié)構(gòu)性方面的影響,它們分別是(1)勢(shì)能錘下墜過(guò)程由垂直落地改變?yōu)榛⌒温涞剡^(guò)程中中心軸對(duì)它的牽控作用。(2)下墜過(guò)程弧形軌跡形成的時(shí)間及行程的倍增。(3)曲軸桿的連接對(duì)它運(yùn)行中產(chǎn)生的牽掛影響。(4)來(lái)自艦機(jī)彈射推進(jìn)過(guò)程中產(chǎn)生的重量和摩擦形成的阻力。(5)勢(shì)能錘下墜中迎風(fēng)面形成的空氣阻力等等。勢(shì)能彈射器結(jié)構(gòu)雖然簡(jiǎn)單,但在實(shí)際的應(yīng)用過(guò)程中存在上述多個(gè)方面的阻力因素,以現(xiàn)有物理學(xué)理論無(wú)法提供有針對(duì)性的計(jì)算公式和運(yùn)算方法,但通過(guò)對(duì)彈射機(jī)理的探研和模擬試驗(yàn)中得出的相應(yīng)估算值仍可作為設(shè)計(jì)中的參考。研究表明:在上述高程下它每一標(biāo)準(zhǔn)重量噸下墜時(shí)產(chǎn)生的勢(shì)能(動(dòng)能)矢量相當(dāng)于在同等狀態(tài)下水平推力的約:1.5倍左右。也就是說(shuō):在上述高程下1噸重量下墜中它所產(chǎn)生的勢(shì)能量相當(dāng)推動(dòng)水平狀態(tài)下同等重量的1.5倍。考慮到彈射的對(duì)象是結(jié)構(gòu)上有著著地輪胎,摩擦阻力相對(duì)減少和它自身發(fā)動(dòng)機(jī)的推力作用,因此,它的實(shí)際彈推力不會(huì)小于上述估值。
以33噸載重量的殲15型艦機(jī)彈射為例:它的勢(shì)能錘重量為25噸左右。(保守重量為28噸,它的定型重量將以試驗(yàn)場(chǎng)工程基礎(chǔ)試驗(yàn)數(shù)據(jù)為準(zhǔn))。
本發(fā)明下墜運(yùn)行時(shí)間、速度、行程:
物理學(xué)中物體的重量由高處墜落過(guò)程中它的初始速度為:9.8m·秒,第二秒為:19.6m·秒,第三秒為:29.4m·秒………。物體的重量加速度等值之前它的墜落位置越高,重量越大,形成的勢(shì)能矢量將越大。物體在自由下墜中22m高程下它的勻速用時(shí)約為:2.25秒,但勢(shì)能彈射的實(shí)際應(yīng)用中受到幾個(gè)結(jié)構(gòu)阻力的影響,特別是它的下墜因垂直改變?yōu)榛⌒螇嬄浜笏南滦熊壽E延長(zhǎng)一倍,因此它的運(yùn)行用時(shí)也將延長(zhǎng)一倍,達(dá)到約:4.5-4.7秒左右(在實(shí)際作業(yè)中由于阻力因素稍有延遲是正?,F(xiàn)象但延時(shí)過(guò)長(zhǎng),則說(shuō)明勢(shì)能錘自身重量形成的動(dòng)力不足,需增重處理),在這個(gè)作業(yè)過(guò)程中如需更高的速度,則可通過(guò)活動(dòng)增程增速桿與固定曲軸比例構(gòu)成來(lái)調(diào)節(jié)它的實(shí)際需要以構(gòu)成更為合理的彈射作業(yè)的配置(它的活動(dòng)增程增速桿在行程的設(shè)計(jì)構(gòu)成中比例越長(zhǎng),調(diào)節(jié)作用越大)。
蒸汽彈射是美國(guó)航母上使用歷史悠久且目前仍在廣泛使用的一種,以它的C-13-1 型為例:它的蒸汽彈射行程為76.3m,由起飛,定位、歸位、液壓、預(yù)力、潤(rùn)滑、控制等七個(gè)仔系統(tǒng)組合而成。由高壓鍋爐提供高溫高壓蒸汽動(dòng)力,儲(chǔ)汽缸儲(chǔ)備蒸汽,它的結(jié)構(gòu)不但龐大而且十分復(fù)雜,它的單臺(tái)重量達(dá)538噸,占用航母內(nèi)部空間1100立方米,每彈射一架次就消耗蒸發(fā)量的20%由于采用鍋爐提供動(dòng)力它的儲(chǔ)汽,生產(chǎn)輔機(jī)數(shù)多量重、其中用于耐火保溫的材料就重達(dá)幾十噸。因?yàn)檫^(guò)于復(fù)雜的各工序中難題一直伴隨美軍近七十年來(lái)的使用過(guò)程,據(jù)資料顯示:它的一個(gè)開口U型槽及活塞金屬墊密封問(wèn)題就困繞了幾十年才勉強(qiáng)解決,至今在使用中仍需頻繁更換。
為在實(shí)戰(zhàn)中提供飽和的彈射量,它在多艘航母上都配置有3-4臺(tái)彈射器以組成一個(gè)密集的彈射系統(tǒng)。而每臺(tái)彈射器需40-50人從事各工種之間的配合以維持它的正常作業(yè),由于鍋爐不能熄火,長(zhǎng)年累月由船攜帶的燃油儲(chǔ)備不但擠占大量空間,大量消耗后成為巨額成本。用于彈射系統(tǒng)各崗位龐大而雍腫的非戰(zhàn)斗人員占到它全艦編制人員的五分之一至六分之一,這令財(cái)大氣粗的美國(guó)軍方也設(shè)法考慮它的技術(shù)替換問(wèn)題。2013年美國(guó)軍方向國(guó)會(huì)提出新的撥款預(yù)算,計(jì)劃用專項(xiàng)資金用于現(xiàn)有蒸汽彈射的技術(shù)改造上,并計(jì)劃通過(guò)技改后將蒸汽彈射使用到2050年。屆時(shí)蒸汽彈射方式將告別它百年的歷史。
與這種使用近七十年歷史悠久的蒸汽彈射“大、老、粗”形象相比較2013年10月23日花費(fèi)了28年研究時(shí)間,32億美金巨資研制裝備在十萬(wàn)噸級(jí)超大型核動(dòng)力“福特”號(hào)上的大功率電磁彈射器當(dāng)屬世界軍事科技領(lǐng)域中的“高、大、上”時(shí)髦項(xiàng)目。
電磁彈射根據(jù)電磁感應(yīng)原理,采用超大型強(qiáng)迫儲(chǔ)能系統(tǒng)(超大功率電容器)直線電機(jī)驅(qū)動(dòng)技術(shù),彈射微機(jī)控制技術(shù)等高科技復(fù)雜系統(tǒng)構(gòu)成。它的總重量為280噸,體積425立方米,約為蒸汽彈射重量及體積的二分之一。它每彈射一架次時(shí)間為3秒左右,但峰值電能功率確高達(dá)百兆瓦。而為準(zhǔn)備下個(gè)架次彈射作業(yè)中一次性需補(bǔ)充儲(chǔ)能就達(dá)6350千瓦。由此可見它對(duì)電能的耗用量多么巨大。電磁彈射對(duì)巨額電能的需求在現(xiàn)有常規(guī)動(dòng)力航母中難有用武之地。除此外電磁彈射作業(yè)中產(chǎn)生的超強(qiáng)電磁場(chǎng)對(duì)艦機(jī)和艦?zāi)杆械碾姶旁O(shè)備都非常敏感,極易受到干繞,為加強(qiáng)對(duì)電磁的屏蔽工作,雖然采用更為復(fù)雜的磁條片塊處理,但由于開口結(jié)構(gòu),它的電磁泄露仍為一個(gè)十分棘手的難題,而超大容量強(qiáng)迫充電裝置在如此短瞬的頻繁過(guò)載充電,放電后引發(fā)的線路高溫和材料疲勞同樣將形成重大的安全隱患。
我國(guó)在電磁彈射技術(shù)的研發(fā)中也走在了世界的前列,以海軍工程大學(xué)馬偉民教授為主的課題組奮力拼搏攻克了眾多的技術(shù)難題,建立了世界第二條試驗(yàn)意義的電磁彈射跑道,為我國(guó)尚未定型起步的艦機(jī)彈射領(lǐng)域貢獻(xiàn)了技術(shù)儲(chǔ)備。電磁彈射作為一種先進(jìn)的彈射方式值得探研,但它對(duì)電能的巨大需求特征以至于在我國(guó)現(xiàn)階段并不適合剛剛起步特別是使用第一 代常規(guī)動(dòng)力下的深藍(lán)航母現(xiàn)實(shí)。而我國(guó)對(duì)蒸汽彈射的研制工作也有年頭,但它的進(jìn)展“只見樓梯響,不見人下來(lái)”據(jù)傳遭遇技術(shù)瓶頸的制約暫未取得重大突破,這也許就是我國(guó)艦?zāi)笍椛漕I(lǐng)域所面臨的現(xiàn)實(shí)。
三種彈射方式的能源構(gòu)成及結(jié)構(gòu)對(duì)比
我們小的時(shí)候玩彈弓或弓箭時(shí)一手執(zhí)弓,一手將包裸“彈丸”的橡皮筋用力張開,一松手彈丸被拋射出去了,我們對(duì)橡皮筋施加的力越大,彈丸的射程就越遠(yuǎn),是什么原因產(chǎn)生了這種彈射現(xiàn)象呢?這是因?yàn)槲覀冇昧堥_橡皮筋時(shí),橡皮筋儲(chǔ)能變形,一松手后彈丸被拋射正是儲(chǔ)能后釋放的結(jié)果,如果沒有這個(gè)力的積儲(chǔ)過(guò)程再好的彈弓或弓箭都不可能自動(dòng)彈射出“彈丸”或“箭簇”。由此我們可以得出結(jié)論:能量的積儲(chǔ)和釋放是彈射機(jī)理形成的基本要素。現(xiàn)代艦機(jī)的彈射與小小的玩具彈弓相比其原理和要達(dá)到的目的都是一致的,所不同的是這張“彈弓”所彈射的是重量達(dá)幾十噸的艦載機(jī),而彈射時(shí)所積儲(chǔ)的能量十分強(qiáng)烈而巨大罷了。(由此我們可聯(lián)想到常規(guī)動(dòng)力下難于使用電磁彈射的道理)。
以蒸氣彈射器為例:它的動(dòng)力來(lái)源于燃料(艦船一般采用燃油)通過(guò)鍋爐的燃燒加熱淡水(艦船一般采用人工淡化水)加工成高溫,高壓的蒸汽、蒸汽推動(dòng)活塞運(yùn)動(dòng)對(duì)艦機(jī)實(shí)施彈射,這是一種典型的化學(xué)能轉(zhuǎn)換為動(dòng)能積儲(chǔ)與釋放的方式。
電磁彈射同樣是一種能量的積儲(chǔ),轉(zhuǎn)化和釋放的過(guò)程,由強(qiáng)迫型電能儲(chǔ)備系統(tǒng)(超大型電容器)在短暫的40秒內(nèi)積聚巨大的電能量利用電磁感應(yīng)原理的直線電機(jī)的驅(qū)動(dòng)釋放能量完成彈射作業(yè)。
本方案的勢(shì)能彈射方式同樣進(jìn)行這樣一個(gè)過(guò)程:以快速型卷?yè)P(yáng)機(jī)的拉力和配重錘的自身重量下墜過(guò)程將勢(shì)能錘用50秒提升到一定高度后,勢(shì)能錘用4.5秒左右的下墜做功時(shí)間完成50秒能量的積儲(chǔ)與釋放達(dá)到艦機(jī)彈射離艦的目的。
無(wú)論是蒸汽彈射的化學(xué)能轉(zhuǎn)換,電磁彈射中的電能電磁能轉(zhuǎn)換,或是勢(shì)能彈射中的電能機(jī)械能轉(zhuǎn)換,一個(gè)落腳點(diǎn)是十分重要的既:航母執(zhí)行任務(wù)中在這個(gè)遠(yuǎn)離陸地封閉的容器中,它的一切,除空氣外任何物資、設(shè)備、油料都需隨船攜帶,因此它的能量轉(zhuǎn)換率的高低就顯得尤為的重要。
再以蒸氣彈射為例:蒸氣由化學(xué)能通過(guò)鍋爐的燃燒將淡水轉(zhuǎn)變?yōu)楦邷?、高壓汽體過(guò)程中它的一般效率為:75-80%,這是因?yàn)樵谌紵^(guò)程中將產(chǎn)生大量的含熱量高溫?zé)煔夂透邷伢w對(duì)接觸它的材質(zhì)的熱量幅射和傳導(dǎo)及產(chǎn)生散熱過(guò)程和各類機(jī)械設(shè)備的運(yùn)動(dòng)損耗,鍋爐高壓運(yùn)行狀態(tài)下的注水補(bǔ)充,燃油管道的泵輸送,煙氣含硫的處理,大量再生淡化水的制取(一般采用漠法再生)等無(wú)一不是以大量能源消耗為基礎(chǔ)實(shí)現(xiàn)的。
電磁彈射的應(yīng)用基礎(chǔ)是規(guī)模電能的供應(yīng),在常規(guī)動(dòng)力中它的動(dòng)力產(chǎn)生主要用于對(duì)艦船的推進(jìn)方面,如強(qiáng)行應(yīng)用就需增設(shè)新的電能產(chǎn)出,其中發(fā)、輸、供、變各系統(tǒng)的配套龐大而復(fù)雜將堪比一座海上工廠,這些大量的設(shè)施、設(shè)備和賴以生存的燃油儲(chǔ)備將擠占寶貴的艦?zāi)缚臻g,而復(fù)雜的設(shè)施、設(shè)備的運(yùn)轉(zhuǎn)又形成眾多的工種需求,非戰(zhàn)斗人員的大量增加反過(guò)來(lái)又形成后勤保障相關(guān)的各類生活設(shè)施、設(shè)備物資流的大量供應(yīng)儲(chǔ)備和消耗,最終帶來(lái)動(dòng)力更大的無(wú)功消耗和整體作戰(zhàn)效能的銳減。航母作為一個(gè)現(xiàn)代化海上作戰(zhàn)總系統(tǒng),而艦載機(jī)的離艦只是它的一個(gè)分支任務(wù),它對(duì)航母總系統(tǒng)的影響過(guò)大,能源的消耗比例過(guò)多,非戰(zhàn)斗人員的增設(shè)過(guò)于龐大必然影響到其它真正作戰(zhàn)系統(tǒng)的效能構(gòu)成上——必竟艦機(jī)的離艦只是艦?zāi)副姸嗟南到y(tǒng)中一個(gè)環(huán)節(jié)而已。
勢(shì)能彈射器沒有發(fā)明之前美國(guó)人的蒸汽彈射一統(tǒng)天下,而它花費(fèi)28年時(shí)間,耗資32億巨資研發(fā)的電磁彈射不見瘦身,反而復(fù)雜的程度堪比登月工程,它的高耗能程度更是令世人吃驚,同時(shí)它為人們對(duì)這個(gè)領(lǐng)域帶來(lái)了更大的神密感,認(rèn)為:對(duì)航母艦機(jī)的彈射唯有蒸汽、電磁兩種途徑。在這種情況下這種巨大的能源消耗就顯得很正常,須知:這種“正?!贝_是以犧牲艦?zāi)刚w作戰(zhàn)效能為前提的。
我們從示圖中能一目了然、清晰的了解到這種彈射方式的工作原理,它的作用與特點(diǎn)。它原理的普通,結(jié)構(gòu)的簡(jiǎn)單程度很可能令人質(zhì)疑它的作用,但只要通過(guò)耐心細(xì)致的分析,你會(huì)發(fā)現(xiàn)它的實(shí)質(zhì)所在:在低成本下,實(shí)現(xiàn)高效、自動(dòng)化的彈射作業(yè)上幾乎任何一點(diǎn)上也不輸于上述兩種方式。比如在彈射質(zhì)量上還將大大優(yōu)于上述兩種彈射方式。
由于結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單但實(shí)用,因此制造容易、成本低廉,操作簡(jiǎn)單,維修方便,與蒸汽、電磁彈射方式相比較它的總重量為:110噸左右(其中勢(shì)能錘為25噸,金屬構(gòu)架45噸,卷?yè)P(yáng)機(jī)10噸,各曲軸組合5噸,配重錘15噸,其它部件約10噸)是蒸氣彈射的五分之一,電磁彈射的五分之二,各類工作人員編制的十分之一,電磁彈射能量消耗的三十分之一(美國(guó)電磁彈射補(bǔ)充電能量計(jì)算:6350千瓦÷卷?yè)P(yáng)機(jī)等電機(jī)容量170千瓦)據(jù)資料介紹電磁彈射利用率還高于蒸汽彈射的8倍。因此與蒸氣彈射在對(duì)能源的消耗方面更是無(wú)法比較。在占用航母空間中對(duì)比:蒸汽為1100立方米,電磁為425立方米,勢(shì)能為:甲板以下約40立方米,甲板以上視實(shí)際結(jié)構(gòu)計(jì)算。
由于采用普通電量、電壓它對(duì)電能沒有特殊的要求,在結(jié)構(gòu)上除了一臺(tái)循環(huán)卷?yè)P(yáng)機(jī),不提升時(shí)不消耗一度電、一滴淡水,在勢(shì)能錘彈射作業(yè)過(guò)程中幾乎再無(wú)其它能量的損耗,由于耗能少,常規(guī)用電,然而不再向上述兩種彈射方式那樣消耗大量的燃油,因此可節(jié)省大量的儲(chǔ)油空間和節(jié)省以億計(jì)為單位的巨額的運(yùn)行費(fèi)用,特別是簡(jiǎn)單的結(jié)構(gòu)就能達(dá)到低成 本下的高效彈射目的。因此它的制造成本可能只有上述兩種彈射方式的百分之一,初期基礎(chǔ)工程研究費(fèi)用的萬(wàn)分之一,它與上述兩款彈射方式在再次復(fù)射的準(zhǔn)備間隙時(shí)間上尚有微小差距,蒸汽由于是提前準(zhǔn)備好儲(chǔ)汽缸內(nèi)的蒸汽它的再次復(fù)射間隙理論上為:35秒,電磁快速充電間隙為:45秒,而勢(shì)能需將勢(shì)能錘提升歸位后才能再次復(fù)射,它的22m高程中需用時(shí)約為:50秒,既垂直上升速度為0.44m·秒。但這項(xiàng)微小差距并不影響到它的整個(gè)品質(zhì),這是因?yàn)楫?dāng)彈射一架次艦機(jī)時(shí),另一架必須待在側(cè)面的安全區(qū)域內(nèi),只有當(dāng)這一架次彈射后待彈射的艦機(jī)緩緩倒入彈射位置后才能再次進(jìn)行彈射作業(yè),這個(gè)倒機(jī)定位的作業(yè)時(shí)間最快也在一分鐘以上,因?yàn)槭且粋€(gè)不同工序間的相互配合作業(yè),彈射器作業(yè)時(shí)間間隙再快,對(duì)加快艦載機(jī)彈射沒有實(shí)際作用。
在三種不同結(jié)構(gòu)的彈射作業(yè)性能對(duì)比中,如上所述:蒸汽和電磁的動(dòng)能都為爆炸式的釋放過(guò)程,它們初始彈速都達(dá)到驚人的6g,隨著做功將艦機(jī)推進(jìn),蒸氣力度驟減為2g,電磁降為3g,它們總的趨勢(shì)是先快后慢。這種先快后慢的作業(yè)方式極易產(chǎn)生對(duì)艦機(jī)的過(guò)量沖撞而損壞艦機(jī),特別是對(duì)飛行員的突然過(guò)載對(duì)身體產(chǎn)生的不適感(法國(guó)艦機(jī)飛行員就有彈射過(guò)程中因過(guò)載產(chǎn)生身體不適而昏厥墜海的事例報(bào)道)而在后期推速銳減后美國(guó)F16艦機(jī)飛行員又常侃談這種過(guò)山車的感覺:激烈的沖撞過(guò)載后,蒸汽的推速還不如艦機(jī)自身發(fā)動(dòng)機(jī)來(lái)得快。細(xì)析這種前期動(dòng)能過(guò)量,后期動(dòng)能不足的運(yùn)行方式這是因?yàn)槌跏紩r(shí)艦機(jī)處于靜態(tài),當(dāng)對(duì)它的沖撞后它著地輪快速滾動(dòng),阻力隨之減小,加上發(fā)動(dòng)機(jī)的自身推力,而此時(shí)上述兩種能量彈射方式當(dāng)爆炸式釋放后,動(dòng)能瞬間銳減,致使它后期的行程慢于艦機(jī)的自身的速度,因此后期的行程再長(zhǎng)也無(wú)實(shí)質(zhì)上的彈射推進(jìn)作用。
勢(shì)能彈射正好與上述運(yùn)行方式相反,這是由以下原因形成的:當(dāng)勢(shì)能錘下墜時(shí)它的勢(shì)能還未形成巨大的動(dòng)能,當(dāng)接觸到靜態(tài)的艦機(jī)時(shí)艦機(jī)的重量和摩擦阻力,特別是它的彈射推力在接觸艦機(jī)前的彈射推車時(shí)結(jié)合部的緩沖彈簧和氣墊吸收一部份能量才傳遞給艦機(jī),到了中、后期巨大的勢(shì)能形成,艦機(jī)由靜態(tài)到高速動(dòng)態(tài)后阻力的減少,彈簧緩沖器裝置的復(fù)形彈力,特別是活動(dòng)增程,增速伸縮桿的參與,它的固定曲軸桿前每進(jìn)1m的基礎(chǔ)上再重疊前進(jìn)1m,因此形成由慢到快的運(yùn)行過(guò)程,這種方式十分有利于“人·機(jī)”都有一個(gè)對(duì)彈射的適應(yīng)過(guò)程,因此,在機(jī)理上更適宜艦機(jī)迅速升空的彈射實(shí)際需要,對(duì)彈射器本身的運(yùn)行安全同樣是個(gè)利好因素,在現(xiàn)有情況下要做到這點(diǎn)已十分難得。
據(jù)資料介紹:美國(guó)蒸汽彈射器作業(yè)中它的重大事故率平均每二次為305周時(shí)間,筆者分析很有可能與這種先快后慢的結(jié)構(gòu)運(yùn)行方式有著密切的關(guān)系。
隨著現(xiàn)代軍事科技日新月異的發(fā)展,航母艦機(jī)配置的功能多樣化成為一種發(fā)展趨 勢(shì)。在我國(guó)艦?zāi)干峡站?00,空警2000及無(wú)人機(jī)的上,離艦將成為未來(lái)的一種新“常態(tài)”,這為艦機(jī)彈射領(lǐng)域的應(yīng)用與發(fā)展提供了更大的契機(jī)和空間,同時(shí)將增加它完成任務(wù)的難度,不同類別的飛機(jī)重量,結(jié)構(gòu)千差萬(wàn)別。電磁彈射由于采用微機(jī)控制技術(shù)對(duì)不同重量級(jí)別的不同艦機(jī)的離艦施力方面能做到精確調(diào)節(jié)。蒸汽彈射它的可控比為:1∶6既它的調(diào)節(jié)范圍通過(guò)蒸汽流量閥得到6個(gè)級(jí)次的可控調(diào)節(jié)。如上述:勢(shì)能彈射器的勢(shì)能錘由基礎(chǔ)部份和若干組不同重量塊分片或重疊組成,它的重量配比在試驗(yàn)場(chǎng)中經(jīng)多次彈射后確定相關(guān)數(shù)據(jù),不參予作業(yè)的重塊預(yù)留在待射架上隨時(shí)待命,如得到變更指令后只需迅速與基礎(chǔ)部份的活動(dòng)扣連接,取出固定栓即可進(jìn)行彈射作業(yè),用時(shí)約:10秒,它的可控范圍比為:1∶12左右(既:保證它的精準(zhǔn)率控制在±100kg級(jí)范圍內(nèi))。第二種方案是在完成三臺(tái)套彈射系統(tǒng)后,不同重量級(jí)的艦機(jī)離艦時(shí)各行其道,互不干繞。在彈射不同重量級(jí)的作業(yè)中,電磁彈射無(wú)疑具有優(yōu)勢(shì)。但綜觀分析三種不同結(jié)構(gòu)的彈射方式的可控調(diào)節(jié)方面,除了彈射作業(yè)中的施力大小調(diào)節(jié)外,它們的彈射行程同樣起著調(diào)節(jié)作用,蒸汽、電磁的行程都是固定的,而勢(shì)能彈射確能調(diào)節(jié)不同重量級(jí)起飛的彈射上作用獨(dú)到。它可隨不同增程的需要快速的進(jìn)行調(diào)節(jié),以適應(yīng)不同彈射對(duì)象的離艦需要。它的勢(shì)能錘垂直高度最低限度為16m,在彈射推速上如對(duì)單級(jí)增程伸縮桿產(chǎn)生的推速還需更高的要求,還可在單級(jí)增程桿基礎(chǔ)上采用該原理增設(shè)為雙級(jí)重疊增程伸縮桿結(jié)構(gòu),使它最終的彈射推進(jìn)速度達(dá)到24-26m/秒之間,彈射作業(yè)時(shí)間縮短至3-3.5秒,以便完全滿足任何類型艦機(jī)升容條件需要它的有關(guān)部件如:緊扣艦機(jī)的擒縱器,用于著地控制鋼索預(yù)留盤索器等視情況后再另行研制。