专利名称：航空母舰舰载机蒸汽弹射器的制作方法
技术领域：
本实用新型涉及一种蒸汽弹射器，特别涉及一种航空母舰舰载机蒸 汽弹射器。
背景技术：
目前，航空母舰舰载机蒸汽弹射器技术对固定翼舰载机，从航母上 起飞必须依靠弹射器来获得一个初始加速度，从而在滑跑距离有限的条 件下达到足够的起飞速度，虽然该技术是英国人发明的蒸汽弹射器，但 迄今为止，只有美国造出了用于实战的弹射器，美国现用的蒸汽弹射器 使用的是气缸开口技术，此技术缺陷是1、在解决气缸开口处所要承受 的强大涨力上，要付出质量上的代价。2、在解决气缸开口反扣技术上， 指"密封锁链"要承受巨大的蒸汽压力和锁链磨损，极易变形和损坏， 上千架次需要维修和更换部件，维护量大。原因是美国现用的航空母舰舰载机弹射器采用的是开口气缸，其开 口对称的筒壁就需要相应加厚，否则在蒸汽的高压之下，开口处会增大， 导致密封不严密，蒸汽外泻。实际上，除对称筒壁加厚外，开口气缸外 壁也要加固，由于采用了开口气缸，最大的麻烦是活塞的密封刀经过开 口时的密封问题，其实，弹射器活塞与普通活塞没有不同，不过弹射器 上的活塞较长，主要目的是1、增强其稳定性，2、是由于密封刀必须 非常薄，而推力又比较大，所以只有增加密封刀宽度才能解决问题，而 密封刀的宽度增加了，活塞也需要相应增加长度。引出牵引部分是通过 密封与外部部件连接的，弹射器最大的问题是密封刀与U型密封条的结 合处，由于密封刀经过时必须把U型密封条在接口处顶开，顶开之后与 密封刀接缝处一定会又蒸汽外泻，如果U型密封条的密封力很大，密封 效果肯定很好，但是密封刀的阻力也会很大，U型密封条磨损也就越快，所以为了很好地解决密封，运行阻力及u型密封条磨损问题，美国率先采用了 "高压细流水密封技术"解决了这个问题，虽然还会有一些蒸汽外泻，但密封刀的摩擦阻力与u型密封条磨损率已经大大降低。不过，它并不完美，u型密封条磨损仍然是困扰弹射器的最大隐患，日常维护与检修都相当麻烦，虽然一直在不断改进材质及采用新技术，但至今仍 不能令人满意，美军对此意见很大。舰载机起飞时都是利用弹射器轨道上的滑块把飞机高速弹射出去， 而依据舰载机与滑块的联结方式，弹射方式可分为拖索式和前轮牵引式，其中拖索式弹射方式是五十年代开始使用的老方式，需要8 — 10名甲板 工作人员先用钢质拖索把飞机挂在滑块索上，再用一根索引释放杆把其 尾部与弹射器后端固定连接，弹射时，猛力前冲的滑块拉断索引释放杆 上的定力拉断栓，牵引飞机沿轨道迅速加速，在轨道末端把飞机加速到 直起飞速度抛离甲板，拖索从飞机上拖落，滑块返回弹射器起点准备下 一次工作。另一种方式是前轮牵引弹射方式是美国海军1964年试验成功 的，舰载机的前轮支架装有拖曳杆，前轮就直接挂在滑块上，弹射时， 由滑块直接拉着飞机前轮加速起飞，这样就不用8 — 10名甲板工作人员 挂拖索和捡拖索了。本方案弹射时间縮短，飞机的方向安全性好，操作 简便，美军现役核动力航空母舰都采用这种起飞方式，但由于力的作用 是直接加力，没有能量缓冲，舰载机的前轮起落架需要做专门设计并加 固。发明内容本实用新型的目的在于提供一种成本低廉、实用性强、维护量低的 航空母舰舰载机蒸汽弹射器。本实用新型通过以下技术方案实现本实用新型的一种航空母舰舰载机蒸汽弹射器，包括航空母舰舰甲 板，程序控制系统，所述舰甲板和程序控制系统包括发射系统和润滑系 统，所述发射系统包括舰甲板尾部开设的导槽，沿导槽移动的弹射缓冲 器，弹射缓冲器一端与一环形钢缆连接，所述环形钢缆环绕在设置于舰 仓内的沿所述导槽布置的前、后两固定支承轮上，通过支架固定在舰体 上的气缸设置于所述环形钢缆下方，可做环形移动的所述环形钢缆和气 缸内的活塞两端固定连接，所述高压密封式气缸一端设有润滑系统、并 通过高压蒸汽管与气动阀门相连接，另一端设有排气孔和活塞制动缓冲器。本实用新型所述的一种航空母舰舰载机蒸汽弹射器，其中所述润 滑系统包括在所述气缸两端部设有径向隔板，所述径向隔板两侧各设有 一对相切的密封润滑轮，其相切面带有凹槽，从所述两轮凹槽之间穿过 的所述钢缆与所述凹槽之间设有通过高压油泵注入高压密封润滑油的润 滑腔；所述活塞制动缓冲器为弹簧；所述前、后固定支承轮的轮外缘带 有凹槽，所述后固定支承轮为通过电机带动钢缆可反向移动；所述钢缆 为光滑处理的钢缆；所述气缸为若干段活塞筒体通过法兰连接构成一个 整体式气缸。本实用新型具有如下显著优点本实用新型所述的航空母舰舰载机 蒸汽弹射器无需气缸开口和密封锁链设计，弹射架次在一万次以上不需 要维修，降低了建造成本和发射成本，并使得舰载机飞行员操作起飞和 弹射同步自动化，本实用新型设计合理，造价低廉，实用性强，维护量 低，对大推力弹射器的发展留有广阔发展空间，可根据航空母舰和舰载 机所要求的数据对5—200吨推力的弹射器和70米、80米、90米、120 米等起飞距离，即弹射器的行程距离，进行弹射器的设计和定型，本技 术是未来舰载机弹射器领域的领先技术。
图1:表示本实用新型的一种航空母舰舰载机蒸汽弹射器结构示意图。 图2:表示本实用新型的一种航空母舰舰载机蒸汽弹射器润滑系统结 构示意图。图3:表示润滑系统左视图。
具体实施方式
以下结合附图和具体实施例对本实用新型作进一步介绍，但不作为 对本实用新型的限定。如图1所示， 一种航空母舰舰载机蒸汽弹射器，包括航空母舰舰甲 板l，程序控制系统、发射系统和润滑系统4，所述发射系统包括舰甲板 l尾部开设的导槽8，该导槽8既为蒸汽弹射器轨道，内设滑块5，沿导 槽8移动的滑块5，滑块5 —端与一钢缆可做环形移动的环形钢缆3连接， 所述环形钢缆3环绕在设置于舰仓内的沿所述导槽8布置的前固定支承 轮2和后固定支承轮9上，通过支架(图中未示出)固定在舰体上的高压密封式气缸10设置于所述环形钢缆3下方，所述环形钢缆3和气缸10 内的活塞6两端固定连接，所述气缸10—端设有密封润滑系统4、并通 过高压蒸汽管12与连通，气动阀门13主要是控制蒸汽进入的速度，通 常采用气动模度阀门，该种阀门可以控制蒸汽压力而达到控制弹射器动 作的目的，另一端设有排气阀17和活塞制动缓冲器15，所述活塞制动缓 冲器15为弹簧，所述排气阀17是把气缸内的蒸汽排放出去，所述环形 钢缆3为光滑处理的钢缆，在活塞上设置有工作侧排气阀22，在甲板尾 部设置有位持器19。所述润滑系统4如图2所示，包括在所述气缸10 —端部设有径向隔 板11，所述径向隔板11两侧各设有一对相切的密封润滑轮16,如图3 所示，密封润滑轮16外缘环面带有半圆形凹槽18，两相切的密封润滑轮 16的半圆形凹槽18构成一个圆环形通道，所述环形钢缆3从所述凹槽 18之间组成圆形通道内穿过，所述环形钢缆3与所述凹槽18之间设有通 过高压油泵20注入高压密封润滑油的润滑腔21 。所述前、后固定支承轮的轮外缘带有凹槽，其中后固定支承轮9为 可通过电机带动进行反向转动，使环形钢缆3产生反向回位运动。所述 气缸10为若干段气缸筒体7通过法兰14连接构成一个整体式气缸10。工作原理及过程重型飞机要想从航空母舰上起飞，必须有蒸汽弹射器，蒸汽弹射器 做动系统主要部件除了前述气缸、活塞、引出牵引部分、高压蒸汽管、气动阀门，排气阀之外，还需要包括弹射器附属系统:、贮水池、高压水泵，锅炉、加热装置，安全阀、测距仪、压力传感器等部件。每起飞 一架飞机，通过海水淡化设备、锅炉和加热装置制造蒸汽，在飞机起飞前，由位持器19把尾部扣在一个坚固点上，飞机前轮与滑块5相连，滑 块5以挂钩钩住飞机，滑块5是蒸汽弹射器唯一露在飞行甲板1上的零 件，飞机前面的甲板下，设有气缸IO，至少45m长，气缸10内的活塞6 通过环形钢缆3与滑块5相连，蒸汽由航空母舰上的锅炉输出，增压后 通过气动阀门13和高压蒸汽管12输入气缸10，飞机起飞时开足马力， 但被位持器19扣住，蒸汽弹射器一启动，飞机引擎的动力加上蒸汽压力， 飞机前冲，在设定的距离内达到飞机起飞相适应的速度，如时速250km。飞机弹射起飞脱离滑块5后，活塞6短距离内停止，即可在2—5米的距 离内停顿，滑块5移回原位，推动另一架飞机起飞，航空母舰上每个蒸 汽弹射器每分钟可推动两架飞机起飞，测距仪可以精确地测量出蒸汽弹 射器位置以及蒸汽弹射器的速度，而两侧的压力传感器可精确地读出蒸 汽弹射器内的压力，这些数据以极快的速度输入程序控制系统，程序控 制系统对这些数据进行处理后，准确控制气动阀门，从而达到起飞飞机 的目的，也能通过控制气动阀门使弹射器返回原来位置，通常航空母舰 最多装设4个蒸汽弹射器。 工作流程-第一步弹射飞机，当锅炉的蒸汽可以满足弹射使用时，气动阀门 才能打开，这时，飞机发动机起动，同时弹射器动作信号发出，工作一 侧的气动阀门13打开，同时返回侧的排气阀门17打开，活塞6在高压 蒸汽推动下同时通过推动滑块带动飞机，使飞机高速运行，活塞6另一 侧气缸筒体内侧因压力剧增使余汽从排气阀迅速排出，当达到起飞速度 时，工作侧气动阀门13关闭，同时排气阀17也关闭，由于活塞6没有 了外力，即蒸汽推力，同时也由于排气阀17关闭，使活塞6运行时受到 极大阻力而停止，当然，为了安全起见，还是需要安装一个活塞制动缓 冲器15。第二步蒸汽弹射器返回，为了弹射另一架飞机，蒸汽弹射器必须 在极短的时间内迅速返回原位，返回时与上述程序相反，还可安装带有 离合器的电机驱动回位，同时，工作侧排气阀22打开，活塞6用电机驱 动返回到原位，由于仅是使弹射器归位而己，弹射器返回不同于工作， 工作时只要飞机起飞了，弹射器立即停止，而不管弹射器在什么位置， 而返回时则需要弹射器准确地停在起飞飞机的位置上，以便再次迅速起 飞飞机，减少起飞间隔时间。
权利要求1. 一种航空母舰舰载机蒸汽弹射器，包括航空母舰舰甲板，程序控制系统，其特征在于所述舰甲板和程序控制系统包括发射系统和润滑系统，所述发射系统包括舰甲板尾部开设的导槽，沿导槽移动的弹射缓冲器，弹射缓冲器一端与一环形钢缆连接，所述环形钢缆环绕在设置于舰仓内的沿所述导槽布置的前固定支承轮与后固定支承轮上，通过支架固定在舰体上的气缸设置于所述环形钢缆下方，可做环形移动的所述环形钢缆和气缸内的活塞两端固定连接，所述高压密封式气缸一端设有润滑系统、并通过高压蒸汽管与气动阀门相连接，另一端设有排气孔和活塞制动缓冲器。
2. 根据权利要求1所述的一种航空母舰舰载机蒸汽弹射器，其 特征在于所述润滑系统包括在所述气缸一端部设有径向隔板，所 述径向隔板两侧各设有一对相切的密封润滑轮，其相切面带有凹槽， 从所述两轮凹槽之间穿过的所述钢缆与所述凹槽之间设有通过高压 油泵注入高压密封润滑油的润滑腔。
3. 根据权利要求2所述的一种航空母舰舰载机蒸汽弹射器，其 特征在于所述活塞制动缓冲器为弹簧。
4. 根据权利要求3所述的一种航空母舰舰载机蒸汽弹射器，其特 征在于所述前固定支承轮、后固定支承轮的轮外缘带有凹槽，所述 后固定支承轮为通过电机带动钢缆可反向移动。
5. 根据权利要求4所述的一种航空母舰舰载机蒸汽弹射器，其特 征在于所述钢缆为光滑处理的钢缆。
6. 根据权利要求5所述的一种航空母舰舰载机蒸汽弹射器，其特 征在于所述气缸为若干段活塞筒体通过法兰连接构成一个整体式气 缸。
专利摘要本实用新型涉及一种蒸汽弹射器，特别涉及一种航空母舰舰载机蒸汽弹射器，提供一种成本低廉、实用性强、维护量低的航空母舰舰载机蒸汽弹射器，包括甲板，程序控制系统、发射系统和润滑系统，发射系统包括甲板尾部开设的导槽，沿导槽移动的弹射缓冲器，弹射缓冲器一端与一环形钢缆连接，环形钢缆环绕在前、后两固定支承轮上，气缸设置于所述环形钢缆下方，环形钢缆和气缸内的活塞两端固定连接，高压密封式气缸一端设有润滑系统、通过高压蒸汽管与气动阀门相连接，另一端设排气孔和活塞制动缓冲器，无需气缸开口和密封锁链设计，弹射架次在一万次以上不需要维修，降低建造成本和发射成本，设计合理，造价低廉，实用性强，维护量低。
文档编号B64F1/06GK201089521SQ200720170140
公开日2008年7月23日 申请日期2007年8月10日 优先权日2007年8月10日
发明者霍宏岭, 霍方华 申请人:霍方华