专利名称：航母舰载机多级套筒活塞式重力液压弹射器的制作方法
技术领域：
本发明涉及航母舰载机多级套筒活塞式重力液压弹射器，适用于航空母舰舰载机起飞用的弹射器，属于国防科技领域。
背景技术：
航空母舰舰载机起飞的弹射器是美国的专有技术，虽然我国的“辽宁号”没采用弹射器，但弹射器起飞能节省大量的油料，从而不仅能加大舰载机的运载量，而且还可以增大舰载机的航程，因此，发展舰载机起飞弹射器的思路是永远没有错的；弹射器最关键的部分是弹射装置，因为只有具备最强大的弹射功能的装置，才能将舰载机弹射出去，美国使用的是蒸汽弹射装置，这种装置最大的好处是能产生大推力的蒸汽，但产生大蒸汽的设备和消耗的动力是非常大的，而我国“辽宁号”采用的是俄罗斯的8度滑跃式起飞，这种起飞效·率低，起飞速度慢，在作战中会体现出较多的不利；美国海军研发了多种弹射器，包括:A等系列气动转盘式弹射器，P系列火药转盘式弹射器，F系列惯性飞轮弹射器，H系列液压机械式弹射器，J系列喷气轻型弹射器，M系列燃气蒸汽弹射器，C系列开槽气缸弹射器，等七代产品，便最后他们认为最好的还是现在用的最多的蒸汽开槽气缸弹射器，所以他们将此项技术绝对保密，其他国家也不敢问津；我认为我国发展的道路应该是介于美国和俄罗斯之间的利用一种较简便的弹射器进行弹射式滑跃起飞，因为这样即可以利用甲板的8度坡度，又可以制造轻型的弹射器助推起飞，轻型弹射器要求结构简单、占用空间小、性能稳定、推力适中、起动快、能耗小最好是不弹射起飞时没有能耗等特点，本发明利用重铁块做液压动力，并利用魏伯卿的发明专利“航母舰载机弹射器套筒式活塞管”和“弹射器用活塞式变径弹簧减速装置”，组合成一种具备以上特点的用于舰空母舰舰载机起飞弹射器。
发明内容
本发明的目的是提供一种轻型的、结构简单、占用空间小、性能稳定、推力适中、起动快、能耗小且在不起飞时没有能耗的航母舰载机多级套筒活塞式重力液压弹射器。航母舰载机多级套筒活塞式重力液压弹射器，包括由一个重铁块和连接于重铁块下方的多根垂直长活塞组成的重力活塞组，每支长活塞外均套有垂直安装的活塞缸，活塞缸安装在一个储液缸的上部，每支长活塞的下端都有一组活塞环与活塞缸密封，储液缸的底部正中间有漏斗形的液体出口，与液体出口相连有高压管，在高压管上安装有控制液体在高压管上流通的高压阀，高压管与套筒式活塞管相连，套筒式活塞管远离重力活塞组一端有外套筒末端顶板，在套筒式活塞管被储液缸的液体高压冲击并伸长到接近最大长度时，外套筒末端顶板触及安装在弹射器滑轨末端的活塞式变径弹簧减速装置；其特征在于
I、重铁块可以做成重达几百吨，通过长活塞顶压储液缸的液体，并通过储液缸的液体经过高压阀控制，将液体高压传输到套筒式活塞管，从而使套筒式活塞管向远离重力活塞组方向快速伸长并带动安装在套筒式活塞管末端的舰载机推杆，推动舰载机加速起飞，在舰载机起飞后，套筒式活塞管末端的外套筒末端顶板触及安装在弹射器滑轨末端的活塞式变径弹簧减速装置，并使套筒式活塞管减速最后停止继续伸长，完成一次舰载机起飞弹射。2、重铁块下降后，可以通过电动千斤顶快速升起，也可以通过电动葫芦快速升起，这两种方式都不需要太大的电机功率，因此，这种靠重力液压的方式是非常节能的，尽管它需要几百吨的重铁块，但这几百吨的重铁块的体积比较小，而且不消耗。3、在重铁块升起时，同时可通过电机卷绕固定于套筒式活塞管的外套筒末端顶板上的拉索，使套筒式活塞管回位回缩到最短的状态，并关闭高压阀，锁定电动千斤顶或电动葫芦，等待下一次的液压弹射指令，锁定电动千斤顶或电动葫芦后，重力活塞组处于固定状态而不再消耗能源。4、舰载机弹射起飞的详细过程接到弹射指令后，立即解锁电动千斤顶或电动葫 芦，使重铁块重压在储液缸的液体上，使活塞缸内液体、储液缸内液体和高压阀与储液缸之间的高压管内液体均处于大重力的高液压状态，电动快速打开高压阀，使高压液体迅速冲入套筒式活塞管，并使套筒式活塞管高速伸长从而以较大的吨位力推动舰载机加速起飞，舰载机起飞后，套筒式活塞管的外套筒末端顶板触及活塞式变径弹簧减速装置，由于活塞式变径弹簧减速装置的活塞压缩空气的反弹力和变径弹簧的反弹力作用，使套筒式活塞管减速最后停止继续伸长；然后，开启电动千斤顶或电动葫芦提升重力活塞组，同时，开启电机卷绕拉索将套筒式活塞管回缩到最短状态，套筒式活塞管回缩的同时，套筒式活塞管内的液体也流回到储液缸，最后重力活塞组回复到最高的位置并锁定电动千斤顶或电动葫芦，关闭高压阀，等待下次弹射指令。5、重铁块重量与舰载机推杆推力关系
(A)设重铁块体积为长3米X宽3米X高3米，
多支长活塞直径总面积2平方米，
套筒式活塞管平均管内径O. 3米，
套筒式活塞管伸长到最大长度时的总长度200米，实际舰载机推杆推行舰载机的长度约为120米；
则装满200米套筒式活塞管所需要的液体体积为
200 米 X O. 15 米 X O. 15x3. 14=14. 13 立方米，
多支长活塞直径总面积2平方米所要压出14. 13立方米的液体的多支长活塞长度
14. 13立方米/2平方米=7. 065米，
即重铁块要下降7. 065米才能使足够的液体压入套筒式活塞管，
重力活塞组的重量
体积为3米X 3米X 3米的重铁块重量加上多支长活塞的重量
3米 X 3 米 X 3 米 X 7. 8+2 平方米 x 7. 065 米 x 7. 8=210. 6 吨 +110. 2 吨=320. 8 吨液体是靠压强传递压力的，所以外套筒末端顶板的压力即舰载机推杆推力为
舰载机推杆推力F2
=重力活塞组的重量Fl X套筒式活塞管直径面积/多支长活塞直径总面积 =320. 8 吨 X O. 15x0. 15x3. 14 平方米 /2 平方米 =11. 3 吨。(B)设重铁块体积为长4米X宽4米X高4米，多支长活塞直径总面积2平方米，
套筒式活塞管平均管内径O. 3米，
套筒式活塞管伸长到最大长度时的总长度200米，实际舰载机推杆推行舰载机的长度约为120米；
则装满200米套筒式 活塞管所需要的液体体积
200 米 X O. 15 米 X O. 15x3. 14=14. 13 立方米，
多支长活塞直径总面积2平方米所要压出14. 13立方米的液体的多支长活塞长度
14. 13立方米/2平方米=7. 065米，
即重铁块要下降7. 065米才能使足够的液体压入套筒式活塞管，
重力活塞组的重量
体积为4米X 4米X 4米的重铁块重量加上多支长活塞的重量
4米 X 4 米 X 4 米 X 7. 8+2 平方米 x 7. 065 米 x 7. 8=499. 2 吨 +110. 2 吨=609. 4 吨液体是靠压强传递压力的，所以外套筒末端顶板的压力即舰载机推杆推力为
舰载机推杆推力F2
=重力活塞组的重量Fl X套筒式活塞管直径面积/多支长活塞直径总面积 =609. 4 吨 X O. 15x0. 15x3. 14 平方米 /2 平方米 =21. 5 吨。(C)设重铁块体积为长5米X宽5米X高4米，
多支长活塞直径总面积2平方米，
套筒式活塞管平均管内径O. 3米，
套筒式活塞管伸长到最大长度时的总长度200米，实际舰载机推杆推行舰载机的长度约为120米；
则装满200米套筒式活塞管所需要的液体体积
200 米 X O. 15 米 X O. 15x3. 14=14. 13 立方米，
多支长活塞直径总面积2平方米所要压出14. 13立方米的液体的多支长活塞长度
14. 13立方米/2平方米=7. 065米，
即重铁块要下降7. 065米才能使足够的液体压入套筒式活塞管，
重力活塞组的重量
体积为5米X 5米X 4米的重铁块重量加上多支长活塞的重量
5米 X 5 米 X 4 米 X 7. 8+2 平方米 x 7. 065 米 x 7. 8=780 吨 +110. 2 吨=890. 2 吨液体是靠压强传递压力的，所以外套筒末端顶板的压力即舰载机推杆推力为
舰载机推杆推力F2
=重力活塞组的重量Fl X套筒式活塞管直径面积/多支长活塞直径总面积 =890. 2 吨 X O. 15 X O. 15 X 3. 14 平方米 /2 平方米 =31. 4 吨。以上三种吨位的推力可以满足一般舰载机的需要。6、本发明所用的传递压力的液体可以是各种专用的液压油，也可以是没有成本的普通海水。本发明与现有技术相比具有以下优点I、最大的优点是节能，在弹射器不使用时没有能量消耗，而且推力也能达到一般舰载机的起飞要求。2、在接到弹射指令时，不需要准备或预备时间，没有象美国的蒸汽弹射器要么蒸汽机一直开着，能耗巨大；要么就是在接到弹射指令时需要较长的时间发生足够的蒸汽，这对战争是不利的。3、本发明所用的传递压力的液体可以是各种专用的液压油，也可以是没有成本的普通海水。
图I是本发明实施例剖面示意 图2是图I所示实施例中套筒式活塞管示意图；· 图3是图I所示实施例中活塞式变径弹簧减速装置示意图。图1-3中1、重铁块 2、长活塞 3、活塞缸 4、储液缸 5、液体出口6、活塞环 7、高压管 8、高压阀 9、法兰 10、螺杆 11、内套筒前滑爪 12、轴承 13、中套筒前圆钢环 14、中套筒前滑爪 15、外套筒前滑爪 16、外套筒前圆钢环 17、外套筒 18、中套筒19、内套筒 20、内套筒后活塞环 21、中套筒后活塞环 22、外套筒后法兰 23、内套筒前法兰 24、螺帽 25、中套筒前滑挡26、外套筒前滑挡 27、滑轨 28、内套筒后滑挡 29、中套筒后滑挡 30、外套筒末端斜口 31、舰载机推杆 32、外套筒末端顶板 33、外套筒后滑爪 34、套筒式活塞管 35、活塞缸 36、活塞 37、第一组活塞环 38、第二组活塞环 39、第三组活塞环 40、弹簧活塞连接端 41、弹簧 42、弹簧顶板连接端 43、顶板44、活塞式变径弹簧减速装置。
具体实施例方式在图I一3所示的实施例中航母舰载机多级套筒活塞式重力液压弹射器，包括由一个重铁块I和连接于重铁块I下方的多根垂直长活塞2组成的重力活塞组，每支长活塞2外均套有垂直安装的活塞缸3，活塞缸3安装在一个储液缸4的上部，每支长活塞2的下端都有一组活塞环6与活塞缸3密封，储液缸4的底部正中间有漏斗形的液体出口 5，与液体出口 5相连有高压管7，在高压管7上安装有控制液体在高压管7上流通的高压阀8，高压管7与套筒式活塞管34相连，套筒式活塞管34远离重力活塞组一端有外套筒末端顶板32，在套筒式活塞管34被储液缸4的液体高压冲击并伸长到接近最大长度时，外套筒末端顶板32触及安装在弹射器滑轨27末端的活塞式变径弹簧减速装置44 ;其特征在于
重铁块I可以做成重达几百吨，通过长活塞2顶压储液缸4的液体，并通过储液缸4的液体经过高压阀8控制，将液体高压传输到套筒式活塞管34，从而使套筒式活塞管34向远离重力活塞组方向快速伸长并带动安装在套筒式活塞管34末端的舰载机推杆31，推动舰载机加速起飞，在舰载机起飞后，套筒式活塞管34末端的外套筒末端顶板32触及安装在弹射器滑轨27末端的活塞式变径弹簧减速装置44，并使套筒式活塞管34减速最后停止继续伸长，完成一次舰载机起飞弹射。重铁块I下降后，可以通过电动千斤顶快速升起，也可以通过电动葫芦快速升起，这两种方式都不需要太大的电机功率，因此，这种靠重力液压的方式是非常节能的，尽管它需要几百吨的重铁块1，但这几百吨的重铁块I的体积比较小，而且不消耗。在重铁块I升起时，同时可通过电机卷绕固定于套筒式活塞管34的外套筒末端顶板32上的拉索，使套筒式活塞管34回位回缩到最短的状态，并关闭高压阀8，锁定电动千斤顶或电动葫芦，等待 下一次的液压弹射指令，锁定电动千斤顶或电动葫芦后，重力活塞组处于固定状态而不再消耗能源。舰载机弹射起飞的详细过程接到弹射指令后，立即解锁电动千斤顶或电动葫芦，使重铁块I重压在储液缸4的液体上，使活塞缸3内液体、储液缸4内液体和高压阀8与储液缸4之间的高压管7内液体均处于大重力的高液压状态，电动快速打开高压阀8，使高压液体迅速冲入套筒式活塞管34，并使套筒式活塞管34高速伸长从而以较大的吨位力推动舰载机加速起飞，舰载机起飞后，套筒式活塞管34的外套筒末端顶板32触及活塞式变径弹簧减速装置44，由于活塞式变径弹簧减速装置44的活塞压缩空气的反弹力和变径弹簧的反弹力作用，使套筒式活塞管34减速最后停止继续伸长；然后，开启电动千斤顶或电动葫芦提升重力活塞组，同时，开启电机卷绕拉索将套筒式活塞管34回缩到最短状态，套筒式活塞管34回缩的同时，套筒式活塞管34内的液体也流回到储液缸4，最后重力活塞组回复到最高的位置并锁定电动千斤顶或电动葫芦，关闭高压阀8，等待下次弹射指令。
权利要求
1.航母舰载机多级套筒活塞式重力液压弹射器，包括由一个重铁块(I)和连接于重铁块(I)下方的多根垂直长活塞(2)组成的重力活塞组，每支长活塞(2)外均套有垂直安装的活塞缸(3)，活塞缸(3)安装在一个储液缸(4)的上部，每支长活塞(2)的下端都有一组活塞环(6)与活塞缸(3)密封，储液缸(4)的底部正中间有漏斗形的液体出口(5)，与液体出口(5)相连有高压管(7)，在高压管(7)上安装有控制液体在高压管(7)上流通的高压阀(8),高压管(7)与套筒式活塞管(34)相连，套筒式活塞管(34)远离重力活塞组一端有外套筒末端顶板(32)，在套筒式活塞管(34)被储液缸(4)的液体高压冲击并伸长到接近最大长度时，外套筒末端顶板(32)触及安装在弹射器滑轨(27)末端的活塞式变径弹簧减速装置(44);其特征在于重铁块(I)可以做成重达几百吨，通过长活塞(2)顶压储液缸(4)的液体，并通过储液缸(4)的液体经过高压阀(8)控制，将液体高压传输到套筒式活塞管(34)，从而使套筒式活塞管(34)向远离重力活塞组方向快速伸长并带动安装在套筒式活塞管(34)末端的舰载机推杆(31)，推动舰载机加速起飞，在舰载机起飞后，套筒式活塞管(34)末端的外套筒末端顶板(32)触及安装在弹射器滑轨(27)末端的活塞式变径弹簧减速装置(44)，并使套筒式活塞管(34)减速最后停止继续伸长，完成一次舰载机起飞弹射。
2.如权利要求I所述的航母舰载机多级套筒活塞式重力液压弹射器，其特征在于重铁块(I)下降后，可以通过电动千斤顶快速升起，也可以通过电动葫芦快速升起，这两种方式都不需要太大的电机功率，因此，这种靠重力液压的方式是非常节能的，尽管它需要几百吨的重铁块(I )，但这几百吨的重铁块(I)的体积比较小，而且不消耗。
3.如权利要求I所述的航母舰载机多级套筒活塞式重力液压弹射器，其特征在于在重铁块(I)升起时，同时可通过电机卷绕固定于套筒式活塞管(34)的外套筒末端顶板(32)上的拉索，使套筒式活塞管(34)回位回缩到最短的状态，并关闭高压阀(8)，锁定电动千斤顶或电动葫芦，等待下一次的液压弹射指令，锁定电动千斤顶或电动葫芦后，重力活塞组处于固定状态而不再消耗能源。
4.如权利要求I所述的航母舰载机多级套筒活塞式重力液压弹射器，其特征在于舰载机弹射起飞的详细过程接到弹射指令后，立即解锁电动千斤顶或电动葫芦，使重铁块(I)重压在储液缸(4)的液体上，使活塞缸(3 )内液体、储液缸(4)内液体和高压阀(8 )与储液缸(4)之间的高压管(7)内液体均处于大重力的高液压状态，电动快速打开高压阀(8)，使高压液体迅速冲入套筒式活塞管(34)，并使套筒式活塞管(34)高速伸长从而以较大的吨位力推动舰载机加速起飞，舰载机起飞后，套筒式活塞管(34)的外套筒末端顶板(32)触及活塞式变径弹簧减速装置(44)，由于活塞式变径弹簧减速装置(44)的活塞压缩空气的反弹力和变径弹簧的反弹力作用，使套筒式活塞管(34)减速最后停止继续伸长；然后，开启电动千斤顶或电动葫芦提升重力活塞组，同时，开启电机卷绕拉索将套筒式活塞管(34)回缩到最短状态，套筒式活塞管(34)回缩的同时，套筒式活塞管(34)内的液体也流回到储液缸(4)，最后重力活塞组回复到最高的位置并锁定电动千斤顶或电动葫芦，关闭高压阀(8)，等待下次弹射指令。
5.如权利要求I所述的航母舰载机多级套筒活塞式重力液压弹射器，其特征在于所用的传递压力的液体可以是各种专用的液压油，也可以是没有成本的普通海水。
全文摘要
航母舰载机多级套筒活塞式重力液压弹射器，包括由一个重铁块和连接于重铁块下方的多根垂直长活塞组成的重力活塞组，每支长活塞外均套有垂直安装的活塞缸，活塞缸安装在一个储液缸的上部，每支长活塞的下端都有一组活塞环与活塞缸密封，储液缸的底部正中间有漏斗形的液体出口，与液体出口相连有高压管，在高压管上安装有控制液体在高压管上流通的高压阀，高压管与套筒式活塞管相连，套筒式活塞管远离重力活塞组一端有外套筒末端顶板，在套筒式活塞管被储液缸的液体高压冲击并伸长到接近最大长度时，外套筒末端顶板触及安装在弹射器滑轨末端的活塞式变径弹簧减速装置。
文档编号B64F1/06GK102951299SQ20121051522
公开日2013年3月6日 申请日期2012年12月5日 优先权日2012年12月5日
发明者魏伯卿 申请人:魏伯卿