专利名称：组合式多用途航母舰载机陆基弹射起飞训练装置的制作方法
技术领域：
本发明涉及一种军事装备或航母舰载机陆基弹射训练装备，具体的说是一种组合式多用途航母舰载机陆基弹射起飞训练装置。
背景技术：
目前，我国已经成功改装了一艘供舰载机滑跃起飞的滑跃式航母，据说在长兴岛还建造了两艘相同类型的航母，但是由于滑跃式航母不能建在大型预警机、反潜机和运输机，还有舰载机不能满载起飞，决定其作战能力远不及美国现有蒸汽弹射器航母作战能力，根本无法和美国的航母抗衡，所以，发展带有弹射器的航母是中国航母的根本出路，虽然中国军方已经在各地建造了 3-5处滑跃式舰载机的训练基地，由于思路不对，即使修建再多的训练基地也是白白浪费军费，不能从根本上解决中国航母舰载机训练的落后问题，因为采用滑跃式起飞，航母上不能用固定翼式反潜机、预警机和运输机，作战能力只有弹射起飞 舰载机的30%，目前由于中国根本没有带弹射器的航母对舰载机进行训练，所以中国的舰载机飞行员的弹射飞行训练是我国海军舰载机飞行员训练的空白，为了强我海军，加快研制陆机舰载机弹射训练装备，为我海军快速培训大批的舰载机飞行员是当务之急。
发明内容
本发明的技术任务是克服上述缺点，提供一种结构简单、设计合理、使用方便、安全性高，能应用于陆基机场为舰载机提供短距弹射起飞，也能快速移植到各种航母上使用的一种组合式多用途航母舰载机陆基弹射起飞训练装置。本发明的技术方案是按以下方式实现的包括机座、液压举升装置、悬臂跑道、舰载机、弹射器总成，其中，机座设置在地面开挖的机槽之中，悬臂跑道的一端通过绞轴与机座连接，弹射器总成设置在悬机座之中，液压举升装置的上端与悬臂跑道的底部铰接，下端与机槽底部连接；悬臂跑道的是用U型槽钢制成，U型槽钢的上部两边设置有相内弯曲的翻边，U型槽钢中间设置两层托辊，上层托辊的上部设置有槽型滑板，槽型滑板底部与托辊两端滚动连接，槽型滑板上部设置有飞机托盘，飞机托盘呈T型，飞机托盘上表面开有与飞机起落架位置相吻合的T型孔，可拆卸的飞机起落架连接支架底部通过燕尾结构与T型孔连接，悬臂跑道的两端设置有导向滑轮、起点位置传感器和终点位置传感器；弹射器总成，包括机架、弹射控制器、原动机、主传动轴、付传动轴、联轴器、轴承座、牵引绞盘、返回绞盘、牵引片基带、返回片基带，其中弹射控制器、原动机固定在机架上，牵引片基带的一端缠绕在牵引绞盘轴上、返回片基带的一端缠绕在返回绞盘轴上，牵引片基带的另一端经悬臂跑道底部的导向滑轮、经悬臂跑道底部的托辊，再经悬臂跑道左端部的导向滑轮和上层托辊与悬臂跑道中的槽型滑板左端连接固定，返回片基带的另一端经悬臂跑道右端的导向滑轮与悬臂跑道中的槽型滑板右端连接固定；牵引绞盘和返回绞盘的两侧分别甚至有离合器和制动器，牵引绞盘通过轴承设置在主传动轴上，返回绞盘通过轴承设置在付传动轴上，主传动轴和付传动轴两端分别通过轴承架与机架固定，主传动轴的一端通过联轴器与原动机连接，另一端设置有小皮带轮通过皮带与付动轴端的大皮带轮连接，进而联动付传动轴同步转动，由于缠绕在牵引绞盘上的牵引片基带和缠绕在返回绞盘的返回片基带的另一端部均与设置在悬臂跑道中的槽型滑板底部固定，牵引绞盘和返回绞盘的交替转动驱动槽型滑板带动其上部的飞机托盘在悬臂跑道上往返移动； 舰载机陆基弹射起飞训练步骤如下I)原动机启动，原动机通过联轴器将动力传递给主传动轴，主传动轴通过大小皮带轮带动福传动轴转动，此时牵引绞盘和返回绞盘受制动器制动保持静止，飞机托盘位于悬臂跑道的起飞起点，连接牵引绞盘和槽型滑板的牵引片基带全部伸展在悬臂跑道之中，连接槽型滑板和返回绞盘的返回片基带全部缠绕在返回绞盘上；2)舰载机滑行到飞机托盘上，三个起落架的后部与飞机托盘上的起落架连接支架连接定位，飞机发动机加速等待弹射起飞指令；3)塔台下达起飞指令，弹射器操作员按下弹射按钮，牵引绞盘和返回绞盘上的制动器释放，牵引绞盘上的离合器吸合，主传动轴通过离合器驱动牵引绞盘转动，牵引片基带在牵引绞盘上快速缠绕，牵引片基带在牵引绞盘轴上的缠绕过程中，牵引片基带的缠绕速度由慢变快，同速牵引飞机托盘在悬臂跑道上变加速移动，处于自由转动状态的返回绞盘上的返回片基带，随着飞机托盘的移动，快速将返回片基带释放出，释放过程与牵引绞盘的缠绕过程相反，牵引带的缠绕直径从大到小，转速由慢变快，随牵飞机托盘在悬臂跑道上快速移动，对舰载机实施弹射拖曳，为舰载机提供最佳训练起飞速度；4)当飞机托盘移动到悬臂跑道终点时，舰载机已达到训练起飞速度，起飞离地，飞机托盘触发终点传感器，弹射控制器立即控制牵引绞盘上的离合器释放，牵引绞盘和返回绞盘上的制动器同时吸合实施制动，飞机托盘在悬臂跑道终点停止；此时，牵引片基带全部缠绕在牵引绞盘上，返回片基带伸展在悬臂跑道之中；5)牵引绞盘和返回绞盘制动后，制动器立即释放，弹射控制器立即控制返回绞盘上的离合器吸合，付传动轴通过离合器驱动返回绞盘盘转动，对伸展在悬臂跑道中的返回片基带实施缠绕收回，飞机托盘随机返回，此时，牵引绞盘处于自由转动状态，缠绕在牵引绞盘上的牵引片基带在飞机托盘的返回过程中重新伸展在悬臂跑道之中，当飞机托盘返回起点时，起点传感器触发，返回绞盘上的离合器释放，牵引绞盘和返回绞盘的制动器同时制动，将飞机托盘定位在悬臂跑道的起飞起点上，准备对下一架舰载机实施弹射。当悬臂跑道与地面平行时用于有动力重型飞机弹射起飞，当悬臂跑道被液压举升装置举升扬起时用于轻型有动力飞机或无动力滑翔机弹射起飞。制动器和离合器是电磁制动器、电磁离合器或液压制动器、液压离合器或气动制动器、气动离合器。原动机是电动机、柴油机、汽轮机、涡扇发动机中的一种。本发明的优异效果是I)设计超级合理，弹射器的加速方式通过速度时间曲线可以看出，速度是由慢变快，匀变加速，如果飞机在100米跑道上起飞时间是2. 5秒，第一秒末的起飞速度不超过30米，第二秒末的起飞速度即可达到80米/秒的起飞速度要求，所以，功率利用率可以达到90%以上，由于本发明的弹射器是巧妙运用了纯机械原理，所有数据参数都是可以设计和计算的，包括速度、时间、使用功率和机械强度，根据目前的科技水平，包括原动机、电子控制器和牵引带，都能满足弹射器弹射目前已知的各种舰载机的要求，所以使用蒸汽弹射方式和电磁弹射方式不是中国航母的最佳选择，从成本上讲，已知现役的美国一台蒸汽弹射器至少售价8000万美元，电磁弹射器至少26亿美元，而本发明的弹射器满打满算也用不了500万人民币，投资远不及上述两种弹射器的零头。2)高度人性化，弹射过程具有较慢的初速度和可控的起飞末速度，非常人性化，飞行员弹射起飞过程对过载反应适应快，不会像传统舰载机弹射器那样使用恒定的弹射速度，造成飞行员弹射起飞时出现的瞬间昏迷。3)体积小，结构简单，占用空间少，悬臂跑道长度不受限制，也不受弧度限制，不仅可以在陆基机场上使用，也可以在各种航母甲板上使用，悬臂跑道在飞行甲板上的开槽深度不超过30公分，宽度不超过50公分，截面积不超过0. 15平米，可以为航母节省大量的使用空间，主机占用机舱面积不超过10平米，如果使用的绞盘直径为两米，机座内部空间高度是3米即可。 4)原动机选择范围宽，输入功率2000KW以上，即可使舰载机在60-100米以上的弹射跑道内获得80米/秒以上起飞速度，所以，原动机可以使用航母上的任何动力，包括蒸汽机、电动机或内燃机。5)操作实现智能控制，可以通过无线遥控操作，实现飞机托盘自动弹射和自动返回，能够适应各种舰载机包括无人机的弹射需要。
图I是组合式多用途航母舰载机陆基弹射起飞训练装置主视结构示意图图2是图I的俯视结构示意3是悬臂跑道仰起时的结构示意图；图4是悬臂跑道的断面结构示意5是弹射器总成的俯视结构示意图；图6是弹射器总成准备弹射时的工作状态示意图；图7是弹射器总成弹射后的工作状态示意图；图8是悬臂跑道移植到航母甲板上的俯视结构示意图；图9是悬臂跑道移植到航母甲板上的断面结构示意图；图10是本发明的弹射器飞机起飞速度曲线。附图标记说明机座I、铰轴2、飞机托盘3、机槽4、液压举升装置5、悬臂跑道6、舰载机7、牵引片基带8、制动器9、离合器10、主传动轴11、小皮带轮12、牵引绞盘13、返回绞盘14、返回片基带15、大皮带轮16、付传动轴17、轴承座18、机架19.原动机20、联轴器21、导向滑轮22、托辊23、飞机起落架连接支架24、起点传感器25、终点传感器26、弹射控制器27、槽型滑板28。
具体实施例方式参照附图对本发明的组合式多用途航母舰载机陆基弹射起飞训练装置作以下详细的说明。本发明的组合式多用途航母舰载机陆基弹射起飞训练装置，包括机座I、液压举升装置5、悬臂跑道6、舰载机7、弹射器总成，其中，机座I设置在地面开挖的机槽4之中，悬臂跑道6的一端通过绞轴与机座I连接，弹射器总成设置在悬机座I之中，液压举升装置5的上端与悬臂跑道6的底部铰接，下端与机槽4底部连接；悬臂跑道6的是用U型槽钢制成，U型槽钢的上部两边设置有相内弯曲的翻边，U型槽钢中间设置两层托辊23，上层托辊23的上部设置有槽型滑板28，槽型滑板28底部与托辊23两端滚动连接，槽型滑板28上部设置有飞机托盘3，飞机托盘3呈T型，飞机托盘3上表面开有与飞机起落架位置相吻合的T型孔，可拆卸的飞机起落架连接支架24底部通过燕尾结构与T型孔连接，悬臂跑道6的两端设置有导向滑轮22、起点位置传感器25和终点位置传感器26 ；弹射器总成，包括机架19、弹射控制器27、原动机20、主传动轴11、付传动轴17、联轴器21、轴承座18、牵引绞盘13、返回绞盘14、牵引片基带8、返回片基带15，其中弹射控 制器27、原动机20固定在机架19上，牵引片基带8的一端缠绕在牵引绞盘13轴上、返回片基带15的一端缠绕在返回绞盘14轴上，牵引片基带8的另一端经悬臂跑道6底部的导向滑轮22、经悬臂跑道6底部的托辊23，再经悬臂跑道左端部的导向滑轮22和上层托辊23与悬臂跑道6中的槽型滑板28左端连接固定，返回片基带15的另一端经悬臂跑道6右端的导向滑轮22与悬臂跑道6中的槽型滑板28右端连接固定；牵引绞盘13和返回绞盘14的两侧分别甚至有离合器9和制动器10，牵引绞盘13通过轴承设置在主传动轴11上，返回绞盘14通过轴承设置在付传动轴17上，主传动轴11和付传动轴17两端分别通过轴承架18与机架19固定，主传动轴11的一端通过联轴器21与原动机20连接，另一端设置有小皮带轮12通过皮带与付动轴端的大皮带轮16连接，进而联动付传动轴17同步转动，由于缠绕在牵引绞盘13上的牵引片基带8和缠绕在返回绞盘14的返回片基带的另一端部均与设置在悬臂跑道6中的槽型滑板28底部固定，牵引绞盘13和返回绞盘14的交替转动驱动槽型滑板28带动其上部的飞机托盘3在悬臂跑道6上往返移动；实施例舰载机陆基弹射起飞训练步骤如下I)原动机启动，原动机通过联轴器将动力传递给主传动轴，主传动轴通过大小皮带轮带动福传动轴转动，此时牵引绞盘和返回绞盘受制动器制动保持静止，飞机托盘位于悬臂跑道的起飞起点，连接牵引绞盘和槽型滑板的牵引片基带全部伸展在悬臂跑道之中，连接槽型滑板和返回绞盘的返回片基带全部缠绕在返回绞盘上；2)舰载机滑行到飞机托盘上，三个起落架的后部与飞机托盘上的起落架连接支架连接定位，飞机发动机加速等待弹射起飞指令；3)塔台下达起飞指令，弹射器操作员按下弹射按钮，牵引绞盘和返回绞盘上的制动器释放，牵引绞盘上的离合器吸合，主传动轴通过离合器驱动牵引绞盘转动，牵引片基带在牵引绞盘上快速缠绕，牵引片基带在牵引绞盘轴上的缠绕过程中，牵引片基带的缠绕速度由慢变快，同速牵引飞机托盘在悬臂跑道上变加速移动，处于自由转动状态的返回绞盘上的返回片基带，随着飞机托盘的移动，快速将返回片基带释放出，释放过程与牵引绞盘的缠绕过程相反，牵引带的缠绕直径从大到小，转速由慢变快，随牵飞机托盘在悬臂跑道上快速移动，对舰载机实施弹射拖曳，为舰载机提供最佳训练起飞速度；4)当飞机托盘移动到悬臂跑道终点时，舰载机已达到训练起飞速度，起飞离地，飞机托盘触发终点传感器，弹射控制器立即控制牵引绞盘上的离合器释放，牵引绞盘和返回绞盘上的制动器同时吸合实施制动，飞机托盘在悬臂跑道终点停止；此时，牵引片基带全部缠绕在牵引绞盘上，返回片基带 伸展在悬臂跑道之中；5)牵引绞盘和返回绞盘制动后，制动器立即释放，弹射控制器立即控制返回绞盘上的离合器吸合，付传动轴通过离合器驱动返回绞盘盘转动，对伸展在悬臂跑道中的返回片基带实施缠绕收回，飞机托盘随机返回，此时，牵引绞盘处于自由转动状态，缠绕在牵引绞盘上的牵引片基带在飞机托盘的返回过程中重新伸展在悬臂跑道之中，当飞机托盘返回起点时，起点传感器触发，返回绞盘上的离合器释放，牵引绞盘和返回绞盘的制动器同时制动，将飞机托盘定位在悬臂跑道的起飞起点上，准备对下一架舰载机实施弹射。当悬臂跑道与地面平行时用于有动力重型飞机弹射起飞，当悬臂跑道被液压举升装置举升扬起时用于轻型有动力飞机或无动力滑翔机弹射起飞。制动器和离合器是电磁制动器、电磁离合器或液压制动器、液压离合器或气动制动器、气动离合器。弹射控制器是通用单片机。原动机是电动机、柴油机、汽轮机、涡扇发动机中的一种。实施例I :I)弹射无动力或轻型飞机时，通过液压举升装置将悬臂跑道的一端升起，呈仰射状。实施例2弹射有动力或重型飞机时，悬臂跑道全部落到机槽内，悬臂跑道与地面平行，飞机滑行到飞机托盘上，弹射过程与实施例I相同。实施例3本发明的装置不仅可以在陆基机场使用，也可以整机移植到航母甲板上使用，移植到航母甲板上时，直接利用钢板将悬臂跑道盖在甲板下，只留一条供滑梭滑动的开缝即可，如图8-9所示。悬臂跑道的长度控制在60-100米之间，根据悬臂跑道长度设置液压举升装置的数量。实施例4弹射器总成设计步骤如下舰载机在100米的跑道上必须得到30m/s2的加速度才能起飞，飞机起飞速度和加速度运动时间计算公式如下V = V (2aL) = V (200X30) ^ 77. 46m/s (I)t = V (2L/a) = V (200/30) ^ 2. 58s (2)牵引片基带的长度L =跑道的长度=100米,100米长的牵引片基带缠绕在绞盘轴上，各层牵引片基带长度Li之和=牵引片基带长度L(i = 1、2、3…η)L = (L1+L2+...LX) = 100 米(3)缠绕在绞盘轴上的每层片基带长度的长度计算公式
Li = 3. 14(D+2hn)(4)D是绞盘轴的直径，h =片基带长度的厚度；η =片基带的层数通过公式(4)计算片基带的缠绕层数η和绞盘的最大直径(D+2hn)跑道的长度=缠绕在绞盘上钢索的长度=100米，忽略钢索缠绕的密度，设定绞 盘轴的直径D = O. 3米；片基带的厚度h = O. 02米；根据公式(4) Li = 3. 14(D+2hn)各层片基带的长度分别是每层钢索的长度(米)累计长度(米)LI = 3. 14(0. 3+0. 04*1) = 3. 14*0. 34 = I. 07I. 07L2 = 3. 14(0. 3+0. 04*2) = 3. 14*0. 38 = I. 192. 26L3 = 3. 14(0. 3+0. 04*3) = 3. 14*0. 42 = I. 33. 56L4 = 3. 14(0. 3+0. 04*4) = 3. 14*0. 46 = I. 455. 01L5 = 3. 14(0. 3+0. 04*5) = 3. 14*0. 5 = I. 576. 58L6 = 3. 14(0. 3+0. 04*6) = 3. 14*0. 54 = I. 6958. 275L7 = 3. 14(0. 3+0. 04*7) = 3. 14*0. 58 = I. 629. 895L8 = 3. 14(0. 3+0. 04*8) = 3. 14*0. 62 = I. 94511. 84L9 = 3. 14(0. 3+0. 04*9) = 3. 14*0. 66 = 2. 0713. 91LlO = 3. 14(0. 3+0. 04*10) = 3. 14*0. 7 = 2. 19516. 105Lll = 3. 14(0. 3+0. 04*11) = 3. 14*0. 74 = 2. 3218.425L12 = 3. 14(0. 3+0. 04*12) = 3. 14*0. 78 = 2. 4520. 875L13 = 3. 14(0. 3+0. 04*13) = 3. 14*0. 82 = 2. 57523. 45L14 = 3. 14(0. 3+0. 04*14) = 3. 14*0. 86 = 2. 726. 15L15 = 3. 14(0. 3+0. 04*15) = 3. 14*0. 9 = 2. 82528. 975L16 = 3. 14(0. 3+0. 04*16) = 3. 14*0. 94 = 2. 9532. 05L17 = 3. 14(0. 3+0. 04*17) = 3. 14*0. 98 = 3. 07535. 125L18 = 3. 14(0. 3+0. 04*18) = 3. 14*1. 02 = 3. 238. 325L19 = 3. 14(0. 3+0. 04*19) = 3. 14*1. 06 = 3. 32541. 65L20 = 3. 14(0. 3+0. 04*20) = 3. 14*1. I = 3. 4545. IL21 = 3. 14(0. 3+0. 04*21) = 3. 14*1. 14 = 3. 579548.68L22 = 3. 14(0. 3+0. 04*22) = 3. 14*1. 18 = 3. 70552. 385L23 = 3. 14(0. 3+0. 04*23) = 3. 14*1. 22 = 3. 8356. 215L24 = 3. 14(0. 3+0. 04*24) = 3. 14*1. 26 = 3. 95660. 171L25 = 3. 14(0. 3+0. 04*25) = 3. 14*1. 3 = 4. 0864. 251L26 = 3. 14(0. 3+0. 04*26) = 3. 14*1. 34 = 4. 268. 451L27 = 3. 14(0. 3+0. 04*27) = 3. 14*1. 38 = 4. 3372. 781L28 = 3. 14(0. 3+0. 04*28) = 3. 14*1. 42 = 4. 458877. 2398L29 = 3. 14(0. 3+0. 04*29) = 3. 14*1. 46 = 4. 584481. 82L30 = 3. 14(0. 3+0. 04*30) = 3. 14*1. 5 = 4. 7186. 5342
L31 = 3. 14(0. 3+0. 04*31) = 3. 14*1. 54 = 4. 8356 91. 3698L32 = 3. 14(0. 3+0. 04*32) = 3. 14*1. 58 = 4. 9612 96. 331L33 = 3. 14(0. 3+0. 04*33) = 3. 14*1. 62 = 5. 0868 101. 4178已知飞机在101米跑道上加速起飞时间是2. 58秒，绞盘在2. 58秒内缠完101米片基带，共缠绕33层，平均每秒缠绳是33/2. 58 13层/秒，钢索在缠绕33层后的累计长度是101米，第33层钢索在绞盘上的缠绕直径是I. 62米，设计绞盘最大直径是I. 8米。如果选用柴油机提供动力·，柴油机的额定转速是1500转/分钟，每秒转速是25转，通过皮带轮变速调整为13转/秒，即柴油机只要为绞车绞盘提供13转/秒的转速，即可达到舰载机的起飞速度。速度时间曲线如图10所示通过速度曲线可以看出，飞机在100米跑道上起飞用时2. 58秒与在300米跑道上起飞用时6-10秒的速度曲线是相同的，既然速度曲线相同，剩下的问题只是柴油机的功率，如果飞机喷气发动机的推力是软推力，柴油机就可以为飞机额外提供1-3倍的硬推力，弹射33-60吨的各种舰载机就是轻易而举的问题了。如果使用低速大功率柴油机可以直接联轴传动，如图5所示，在离合器吸合以后还可通过调节柴油机的油门为飞机提供额外的功率和加速度。无论是蒸汽弹射器还是电磁弹射器，必须具备以下特性I)必须具备强大的蓄能，能够在2. 5秒内迅速释放出最大推力为飞机提供起飞的初速度；并在2. 5秒末为飞机提供80米/秒的起飞速度；2)当滑梭在跑道终端时必须要能够克服滑梭的巨大惯性使其在短距离内停止；3)滑梭能够迅速返回起点准备下一次弹射；在这里我们不再讨论蒸汽弹射器和电磁弹射器的体积庞大、结构复杂和巨大的能量损耗不足，只描述本发明如何对上述三个特性的巧妙实现；I)弹射过程，如图5-6所示，以电动机为例，假设2000千瓦电动机的转子直径是2米，绞盘轴的直径是O. 3，半径比是I : 0.15 = 6.7 1，利用电动机自身的强大功率和转子的转动潜能，加上包括传动轴、皮带轮和飞轮在内的转动潜能，通过离合器结合驱动牵引绞盘从O. 3米直径的轴上开始缠绕牵引片基带，所以具有强大的转动扭矩；在2000千瓦电动机驱动下，当牵引片基带逐渐缠满绞盘时，绞盘的直径与电机转子的直径相等，扭矩相等，2000千瓦的功率与舰载机的功率相同，相当于舰载机以相同的加速速率吸收了弹射器的额外强大推力，这个额外推力还可以通过合成的方法成倍增加，这样飞机在具有两倍以上额外推力的助推下弹射起飞是很轻松的。2)滑梭制动过程，如图7所示，当返回绞盘上的片基带释放完，离合器释放，牵引绞盘失去动力，此时，返回绞盘上只有返回片基带的端部与绞盘轴连接，返回绞盘的直径是2米，而绞盘轴的直径是O. 3米，半径比是I : 0.15 = 6.7 1，如果制动器在返回绞盘的外圆上进行制动，扭矩比则是I : 6. 7，返回绞盘很容易刹车制动，返回片基带同时牵引滑梭和牵引绞盘同时进行制动，外加牵引绞盘上的制动器产生的制动力，滑梭立即制动停止效果将非常明显，瞬间刹车是可行的。不使用制动器直接使用返回绞盘牵引制动也是可行的，因为片基带具有很好的弹性缓冲性，道理和放风筝一样，风筝线放完了，风筝也不会失控。根具目前已知的所有弹射方式都不具有此种牵引制动特性。无论使用何种原动机，本发明的弹射器一旦进入战备状态，原动机始终处于运转状态或动态蓄能状态，只有当弹射飞机时离合器才将能量传递给绞盘，一旦弹射完毕，离合器又将绞盘的能量断开，制动过程只是对绞盘、滑梭和牵引片基带的惯性动能进行制动，而无需对电机及其他转动部件进行制动，其他转动部件的转动潜能会继续保留为下一次弹射使用，节约能耗提高能源的利用率是本发明的独到之处，初步估算能量利用率在95%以上，美国的蒸汽弹射器的能量利用率只有30%，电磁弹射器的能量利用率只有25%。3)滑梭的返回就是很简单的事了，由于返回片基带是从返回绞盘的轴部缠绕，且滑梭处于空载，只需很小的动力即可驱动，驱动和制动的工作原理与牵引绞盘相同，由于采用大小皮带轮的变速，滑梭可以使用较低的安全速度返回。关于牵引片基带，包括尼龙片基带，碳纤维片基带、碳纤维橡胶复合片基带、尼龙橡胶复合片基带以及钢丝橡胶复合片基带等等，品种非常齐全，如果选用普通厚度20mm，宽度400mm的锦纶纤维片基带，破断强度为200吨。牵引30-50吨的舰载机还有4_5倍的强度冗余。根据强度需要，只是增加片基带的宽度和厚度即可，因此，利用高强度尼龙片基带或碳纤维片基带作为能量的传递介质完全是安全可行的，不仅重量轻，强度高，还具有防腐蚀的特性，最适应海上装备。 综上所述，本发明的舰载机弹射驱动方法和现有技术的弹射器相比，具有非常突出明显的优势，这个优势包括，设计科学、体积小、结构简单、重量轻、功率的利用效率高，还有高可操控性、高安全性等等。
权利要求
1.组合式多用途航母舰载机陆基弹射起飞训练装置，其特征在于，包括机座、液压举升装置、悬臂跑道、舰载机、弹射器总成，其中，机座设置在地面开挖的机槽之中，悬臂跑道的一端通过绞轴与机座连接，弹射器总成设置在悬机座之中，液压举升装置的上端与悬臂跑道的底部铰接，下端与机槽底部连接； 悬臂跑道的是用U型槽钢制成，U型槽钢的上部两边设置有相内弯曲的翻边，U型槽钢中间设置两层托辊，上层托辊的上部设置有槽型滑板，槽型滑板底部与托辊两端滚动连接，槽型滑板上部设置有飞机托盘，飞机托盘呈T型，飞机托盘上表面开有与飞机起落架位置相吻合的T型孔，可拆卸的飞机起落架连接支架底部通过燕尾结构与T型孔连接，悬臂跑道的两端设置有导向滑轮、起点位置传感器和终点位置传感器； 弹射器总成，包括机架、弹射控制器、原动机、主传动轴、付传动轴、联轴器、轴承座、牵引绞盘、返回绞盘、牵引片基带、返回片基带，其中弹射控制器、原动机固定在机架上，牵引片基带的一端缠绕在牵引绞盘轴上、返回片基带的一端缠绕在返回绞盘轴上，牵引片基带的另一端经悬臂跑道底部的导向滑轮、经悬臂跑道底部的托辊，再经悬臂跑道左端部的导向滑轮和上层托辊与悬臂跑道中的槽型滑板左端连接固定，返回片基带的另一端经悬臂跑道右端的导向滑轮与悬臂跑道中的槽型滑板右端连接固定； 牵引绞盘和返回绞盘的两侧分别甚至有离合器和制动器，牵引绞盘通过轴承设置在主传动轴上，返回绞盘通过轴承设置在付传动轴上，主传动轴和付传动轴两端分别通过轴承架与机架固定，主传动轴的一端通过联轴器与原动机连接，另一端设置有小皮带轮通过皮带与付动轴端的大皮带轮连接，进而联动付传动轴同步转动，由于缠绕在牵引绞盘上的牵引片基带和缠绕在返回绞盘的返回片基带的另一端部均与设置在悬臂跑道中的槽型滑板底部固定，牵引绞盘和返回绞盘的交替转动驱动槽型滑板带动其上部的飞机托盘在悬臂跑道上往返移动； 舰载机陆基弹射起飞训练步骤如下 1)原动机启动,原动机通过联轴器将动力传递给主传动轴,主传动轴通过大小皮带轮带动福传动轴转动，此时牵引绞盘和返回绞盘受制动器制动保持静止，飞机托盘位于悬臂跑道的起飞起点，连接牵引绞盘和槽型滑板的牵引片基带全部伸展在悬臂跑道之中，连接槽型滑板和返回绞盘的返回片基带全部缠绕在返回绞盘上； 2)舰载机滑行到飞机托盘上，三个起落架的后部与飞机托盘上的起落架连接支架连接定位，飞机发动机加速等待弹射起飞指令； 3)塔台下达起飞指令，弹射器操作员按下弹射按钮，牵引绞盘和返回绞盘上的制动器释放，牵引绞盘上的离合器吸合，主传动轴通过离合器驱动牵引绞盘转动，牵引片基带在牵引绞盘上快速缠绕，牵引片基带在牵引绞盘轴上的缠绕过程中，牵引片基带的缠绕速度由慢变快，同速牵引飞机托盘在悬臂跑道上变加速移动，处于自由转动状态的返回绞盘上的返回片基带，随着飞机托盘的移动，快速将返回片基带释放出，释放过程与牵引绞盘的缠绕过程相反，牵引带的缠绕直径从大到小，转速由慢变快，随牵飞机托盘在悬臂跑道上快速移动，对舰载机实施弹射拖曳，为舰载机提供最佳训练起飞速度； 4)当飞机托盘移动到悬臂跑道终点时，舰载机已达到训练起飞速度，起飞离地，飞机托盘触发终点传感器，弹射控制器立即控制牵引绞盘上的离合器释放，牵引绞盘和返回绞盘上的制动器同时吸合实施制动，飞机托盘在悬臂跑道终点停止，此时，牵引片基带全部缠绕在牵引绞盘上，返回片基带伸展在悬臂跑道之中； 5)牵引绞盘和返回绞盘制动后，制动器立即释放，弹射控制器立即控制返回绞盘上的离合器吸合，付传动轴通过离合器驱动返回绞盘盘转动，对伸展在悬臂跑道中的返回片基带实施缠绕收回，飞机托盘随机返回，此时，牵引绞盘处于自由转动状态，缠绕在牵引绞盘上的牵引片基带在飞机托盘的返回过程中重新伸展在悬臂跑道之中，当飞机托盘返回起点时，起点传感器触发，返回绞盘上的离合器释放，牵引绞盘和返回绞盘的制动器同时制动，将飞机托盘定位在悬臂跑道的起飞起点上，准备对下一架舰载机实施弹射。
2.根据权利要求I所述的弹射起飞训练装置，其特征在于当悬臂跑道与地面平行时用于有动力重型飞机弹射起飞，当悬臂跑道被液压举升装置举升扬起时用于轻型有动力飞机或无动力滑翔机弹射起飞。
3.根据权利要求I所述的弹射起飞训练装置，其特征在于制动器和离合器是电磁制动器、电磁离合器或液压制动器、液压离合器或气动制动器、气动离合器。
4.根据权利要求I所述的弹射起飞训练装置，其特征在于原动机是电动机、柴油机、汽轮机、涡扇发动机中的一种。
全文摘要
本发明提供一种组合式多用途航母舰载机陆基弹射起飞训练装置，其结构包括机座、液压举升装置、悬臂跑道、舰载机、弹射器总成，其中，机座设置在地面开挖的机槽之中，悬臂跑道的一端通过绞轴与机座连接，弹射器总成设置在悬机座之中，液压举升装置的上端与悬臂跑道的底部铰接，下端与机槽底部连接；该装置的优点是1)结构简单，自动化程度高，操作方便，安全可靠，使用寿命长，易于维修；2)不用修建陆基起飞跑道，适应性强，由于不占用现有机场的主要起飞跑道，因此可在任何机场广场上安装使用，有很好的适应性和很强的战备功能。
文档编号B64F1/06GK102826233SQ20121030241
公开日2012年12月19日 申请日期2012年8月24日 优先权日2012年8月24日
发明者姜明, 霍刚, 姜鹏, 李元贵 申请人:朱惠芬