专利名称：一种飞轮蓄能加速式舰载机弹射器及弹射方法
技术领域：
本发明涉及一种弹射器，具体的说是一种飞轮蓄能加速式舰载机弹射器及弹射方法。
背景技术：
目前，航空母舰上的舰载机起飞方式主要有两种，一种是美、英、法等国军航母上使用的蒸汽式弹射器，该弹射器使用蒸汽作动力通过汽缸活塞带动牵引钩拉动飞机加速起 飞。第二种是俄罗斯航母上的滑跃式，即飞机靠自身在甲板上加速通过一个向上翘起的跑 道实现弹射离舰飞行，两种弹射方式在实际应用过程中存在的最大不足是，蒸汽弹射器设 备体积庞大，占有较大空间，而且必须有蒸汽锅炉，消耗能量大，运行成本高，维修成本高， 还有消耗淡水量大，有消息报道，小鹰号或米尼兹的飞机弹射系统，每弹射一架飞机消耗淡 水近1吨，巨大的淡水消耗量是一个不可忽略的问题；滑跃式弹射方式存在的不足是甲板 上必须修建滑跃式起飞平台，必须使用大推重比的双引擎飞机，所以一般中小型航母和单 引擎战机无法使用。由于以美国为首西方国家在舰载机弹射技术方面对中国进行严格技术 封锁，俄罗斯的双引擎舰载机对中国禁售，所以中国急需一种较好的舰载机弹射器实现中 国的能够起飞歼10系列单发战机的航母。
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、体积小、使用 方便、安全性高的飞轮蓄能加速式舰载机弹射器。本发明的技术方案是按以下方式实现的其结构是由动力机、离合器、飞轮、传动 轴、牵引绞车和放绳绞车组成，其中牵引绞车和飞轮设置在传动轴上，飞轮与传动轴固定在 一起，牵引绞车通过轴承与传动轴连接，飞轮与牵引绞车之间设置离合器，传动轴通过轴承 架固定，传动轴的端部通过离合器与动力机连接。飞轮在牵引绞车两侧对称设置。动力机在传动轴两端对称设置。放绳绞车的钢丝绳与牵引钩连接，牵引钩与牵引绞车连接。牵引钩上设置有滑轮，两台舰载机弹射器牵引绞车使用一根牵引绳，牵引绳的中 间牵引钩上的滑轮连接。动力机是指电动机、柴油机、汽油机、汽轮机、涡轮机及液压马达。采用本发明的技术车库的有益效果是，设计科学、结构简单、体积小、可使用多种 动力源，操作灵活、加速性好，加速马力大，运行费用低、节省能源、使用寿命长等特点。
附图1是飞轮蓄能加速式舰载机弹射器主机的结构示意图；附图2是飞轮蓄能加速式舰载机弹射器整机的示意附图标记说明动力机1、电机离合器2、轴承座3、飞轮4、飞轮离合器5、牵引绳6、 牵引绞车7、传动轴8、放绳绞车9、放绳绞车离合器10、放绳绞车电机11、牵引钩12。
具体实施例方式本发明的技术方案是按以下方式实现的如图1和图2所示，其结构是由动力机1、离合器、飞轮4、传动轴8、牵引绞车7和放绳绞车9组成，其中牵引绞车7和飞轮4设置 在传动轴8上，飞轮4与传动轴8固定在一起，牵引绞车7通过轴承与传动轴8连接，飞轮 4与牵引绞车7之间设置飞轮离合器5，传动轴通过轴承座3支撑固定，传动轴8的端部通 过电机离合器2与动力机1连接。飞轮4在牵弓I绞车7两侧对称设置。动力机1在传动轴8两端对称设置。放绳绞车9的钢丝绳与牵引钩10连接，牵引钩12与通过钢丝绳与牵引绞车连接。牵引钩12上设置有滑轮，两台舰载机弹射器牵引绞车7使用一根牵引绳6，牵引绳 6的中间与牵引钩12上的滑轮连接。动力机1是指电动机、柴油机、汽油机、汽轮机、涡轮机及液压马达。放绳绞车9通过放绳绞车离合器10与放绳绞车电机11连接。动力机的选型是根据航母的吨位或类别而定，如果是核动力航母，由于自带蒸汽 锅炉，可以使用蒸汽机或汽轮机提供动力。如果是常规动力航母，可以使用电动机、涡轮机、 液压马达或柴油机做动力。按照附图所示，将动力机的动力输出轴与动力机离合器连接即 可工作。本发明的弹射器可以有多种组合，比如牵引绞车可以使用一台动力机驱动，也可 以使用两台动力机对称连接驱动，还可以使用两套双动力机的牵引绞车并联使用提供大牵 引力，用于弹射预警机或其他重型轰炸机。结构图如图2所示。实施例本发明的工作原理如下以动力机作为动力源配以飞轮蓄能，通过飞轮蓄量，在离 合器的配合下将飞轮的能量和动力机的能量集合起来在短时间内为战机提供最大的牵引 力，战机滑行5-10米内，离合器全部吸合，动力机就能全负荷对战机进行全速牵引，另外在 牵引绞车的变径作用下，为战机提供额外的加速，实现战机的短距离弹射起飞；具体弹射步 骤如下动力机提供转动力，通过电机离合器和传动轴驱动飞轮转动，当飞轮转动达到一 定转速后，待机备用；牵引绞车的牵引绳端部连接牵引钩，牵引钩通过放绳绞车的钢丝绳牵引至舰载机 起飞点与舰载机前轮连接待命；当调度员下达起飞命令后，飞轮与牵引绞车之间的飞轮离合器吸合，动力机继续 全负荷工作，牵引绞车通过飞轮离合器与飞轮连接迅速驱动牵引绞车转动，牵引绳端的牵 引钩拉动战机加速前行，由于牵引绞车在转动初期，牵引绳在牵引绞车轴部的缠绕是小直 径缠绕，牵引速度慢，但牵引力大，随着缠绕圈数的增加，缠绕直径越来越大，因而牵引速度 越来越快，当到达船舷前，战机已达到起飞速度，这时牵引钩分离，战机升空；放绳绞车是通过放绳离合器与放绳电机连接，当牵引绞车牵引战机开始滑行时， 放绳绞车离合器释放，放绳绞车的钢丝绳一直被牵引拉至跑道终点，当战机飞离甲板后，放绳绞车的离合器吸合，飞轮离合器释放，牵引绞车不再受力，放绳绞车对牵引绞车的转动惯 性进行阻尼，牵引绞车停转，继而牵引钩被放绳绞车拉回跑道起点，放绳绞车离合器释放待 机，第二架战机进入起飞点与牵引钩连接等待下一个起飞命令。采用电动机提供动力，各离合器的工作全部是继电器或电脑程序自动控制，控制 非常简单可靠。比如，在弹射跑道的起点和终点分别设置限位继电器，战机起飞时程序启 动，放绳绞车离合器释放，飞轮离合器吸合，牵引钩牵引战机在跑道上滑行到跑道尽头时， 跑道终点的限位继电器启动，飞轮离合器释放，放绳绞车离合器吸合，阻止牵引绞车产生的 惯性，同时拖带牵引钩回到跑道起点备用。采用电动机的优点是自动化程度高，体积小、安 全性好，电能通过舰艇的供电系统提供。如果采用柴油机、燃气轮机为例，战机起飞时，程序启动油门自动加大，放绳绞车 离合器释放，飞轮离合器吸合，牵引钩牵引战机滑行到跑道终点，限位继电器启动，飞轮离 合器释放，放绳绞车离合器吸合，阻止牵引绞车产生的惯性，同时拖带牵引钩回到跑道起点 备用。牵引钩行到终点时，飞轮同时被加速到最大转速，油门自动释放，柴油机待速工作，飞 轮继续转动。柴油的间歇工作可以降低燃料消耗，延长设备的使用寿命。动力机的动力的设计要求，单动力机应该在5-15秒内能将战机加速到起飞速度， 一个飞轮的蓄能量应该至少等于一台动力机在单位时间内的能量输出，这样采用双动力机 和双飞轮设置，就有三台动力机的冗余量，完全能确保战机的全速安全弹射。如果对预警机 或轰炸机的弹射，除了选用配套的动力机和飞轮外，还可以两套以上装置并联使用，如图2 所示。如有必要还可以在离合器上配置无级变速器以适应不同飞机的弹射起飞。本发明的装置如果设计成小型化，还可以用于无人机的弹射。
权利要求
一种飞轮蓄能加速式舰载机弹射器，其特征在于包括动力机、离合器、飞轮、传动轴、牵引绞车和放绳绞车，其中牵引绞车和飞轮设置在传动轴上，飞轮与传动轴固定在一起，牵引绞车通过轴承与传动轴连接，飞轮与牵引绞车之间设置离合器，传动轴通过轴承架固定，传动轴的端部通过离合器与动力机连接。
2.根据权利要求1所述的离心蓄能加速式舰载机弹射器，其特征在于飞轮在牵引绞车 两侧对称设置。
3.据权利要求1所述的离心蓄能加速式舰载机弹射器，其特征在于动力机在传动轴两 端对称设置。
4.据权利要求1所述的离心蓄能加速式舰载机弹射器，其特征在于放绳绞车的钢丝绳 与牵引钩连接，牵引钩与牵引绞车连接。
5.据权利要求4所述的离心蓄能加速式舰载机弹射器，其特征在于牵引钩上设置有滑 轮，两台舰载机弹射器牵引绞车使用一根牵引绳，牵引绳的中间牵引钩上的滑轮连接。
6.据权利要求1所述的离心蓄能加速式舰载机弹射器，其特征在于动力机是指电动 机、柴油机、汽油机、汽轮机、涡轮机及液压马达。
7.据权利要求1所述的离心蓄能加速式舰载机弹射器，其特征在于放绳绞车通过放绳 绞车离合器与放绳绞车电机连接。
8.一种飞轮蓄能加速式舰载机弹射器的弹射方法，其特征在于，以动力机作为动力源 配以飞轮蓄能，通过飞轮蓄量，在离合器的配合下将飞轮的能量和动力机的能量集合起来 在短时间内为战机提供最大的牵引力，战机滑行5-10米内，离合器全部吸合，动力机就能 全负荷对战机进行全速牵引，另外在牵引绞车的变径作用下，为战机提供额外的加速，实现 战机的短距离弹射起飞；具体弹射步骤如下动力机提供转动力，通过电机离合器和传动轴驱动飞轮转动，当飞轮转动达到一定转 速后，待机备用；牵引绞车的牵引绳端部连接牵引钩，牵引钩通过放绳绞车的钢丝绳牵引至舰载机起飞 点与舰载机前轮连接待命；当调度员下达起飞命令后，飞轮与牵引绞车之间的飞轮离合器吸合，动力机继续全负 荷工作，牵引绞车通过飞轮离合器与飞轮连接迅速驱动牵引绞车转动，牵引绳端的牵引钩 拉动战机加速前行，由于牵引绞车在转动初期，牵引绳在牵引绞车轴部的缠绕是小直径缠 绕，牵引速度慢，但牵引力大，随着缠绕圈数的增加，缠绕直径越来越大，因而牵引速度越来 越快，当到达船舷前，战机已达到起飞速度，这时牵引钩分离，战机升空；放绳绞车是通过放绳离合器与放绳电机连接，当牵引绞车牵引战机开始滑行时，放绳 绞车离合器释放，放绳绞车的钢丝绳一直被牵引拉至跑道终点，当战机飞离甲板后，放绳绞 车的离合器吸合，飞轮离合器释放，牵引绞车不再受力，放绳绞车对牵引绞车的转动惯性进 行阻尼，牵引绞车停转，继而牵引钩被放绳绞车拉回跑道起点，放绳绞车离合器释放待机， 第二架战机进入起飞点与牵引钩连接等待下一个起飞命令。
全文摘要
本发明提供一种飞轮蓄能加速式舰载机弹射器及弹射方法，其结构是由动力机、离合器、飞轮、传动轴、牵引绞车和放绳绞车，其中牵引绞车和飞轮设置在传动轴上，飞轮与传动轴固定在一起，牵引绞车通过轴承与传动轴连接，飞轮与牵引绞车之间设置飞轮离合器，传动轴通过轴承架固定，传动轴的端部通过电机离合器与动力机连接。该飞轮蓄能加速式舰载机弹射器和现有技术相比，具有设计合理、结构简单、安全可靠、体积小、自动化程度高、使用方便、易于维护等特点，具有很好的推广使用价值。
文档编号B64F1/08GK101804866SQ201010110019
公开日2010年8月18日 申请日期2010年2月20日 优先权日2010年2月20日
发明者姜明 申请人:姜明