专利名称：液压动力合页连杆式飞机弹射器的制作方法
技术领域：
本发明涉及航空母舰的飞机弹射装置，尤其是涉及利用液压动力和合页连杆式机 械装置的飞机弹射器。
背景技术：
目前，航空母舰的固定翼舰载机，从航空母舰上起飞有两种起飞方式，一种是滑跃 起飞，一种是弹射起飞。由于政治和军事的原因，西方对中国和苏联前实行技术封锁，前苏 联或俄罗斯在发展航空母舰时使用滑跃式起飞来替代蒸汽弹射器。虽然使用滑跃式起飞能 替代弹射器，据报导，舰载机苏-33用滑跃起飞，在带有60%的燃料条件下只能挂2吨左右 的载荷，如果使用弹射器就可以使苏-33的外挂能力在满油的情况下提高到6吨，到这时候 才能够充分发挥出作为重型战斗机的全部作战性能。使用弹射装置，从航母上起飞的舰载机依靠蒸气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。弹射起飞与滑跃起飞相比，弹射起飞 可以起飞大型预警机，并且重型战斗机可以满油重载起飞因弹射起飞可以减少起飞油耗， 从而增加了预警范围和作战半径。滑跃式起飞不能起飞大型预警机，并且由于重型战斗机 起飞时载弹量和载油量受到限制，起飞时耗油量大，从而极大的影响了作战效果。蒸气弹射器是目前大型直通式航母的重要设备之一，一座弹射器每分钟可以弹射 两架舰载机。蒸气弹射器拥有高可靠性，迄今为止，没有一架飞机在近千万次的弹射起飞中 因装置本身的故障而出事。但是，虽然蒸气弹射器具有上述优点，但其结构复杂，蒸气弹射器由外围设备和弹 射机及控制系统组成，外围设备包括海水淡化设备、蓄水池、高压水泵、高压气泵、高压储 气罐、导气管、气动阀门、安全阀、弹射阀、输气管道和锅炉等装置；弹射机包括开口汽缸、 活塞、密封装置、密封刀、传动臂、拖索、往复钢索、固定滑轮、导向滑轨等；控制系统有压 力传感器、温度传感器、位置传感器以及计算机系统等构成完整的弹射器系统。它涉及到多 领域的技术金属冶炼技术、金属加工技术、焊接技术、计算机软件控制技术以及安装技术 等。从设计到安装要求都很高，尤其是蒸气弹射器采用的是开口汽缸，其最大的难点是活塞 在开口汽缸运动中，密封刀经过开口时的密封问题。如果密封条的密封强度越大密封越好， 那麽密封刀受到的阻力就越大，密封条的磨损也越快，因此，造成漏气，降低效率，据说蒸气 弹射器的效率仅能达到5%左右。我国自行建造航母在某种程度上是我国海军将来发展的一个方向。从世界范围来 看，打造一支强有力的航母战斗群是极其挑战性的。航母上必备的蒸气弹射器、舰载机、拦 阻索、大型升降机等技术均掌握在欧美乃至美国一家手里，而国外也不可能有任何国家卖 给中国先进军事技术，中国海军未来建造航母需要解决弹射器的问题，如果这个问题中国 海军不下大力气解决和处理好，那麽将直接影响中国海军的未来航母建造的进度和中国海 军蓝水舰队的成军时间。
发明内容
本发明的目的在于克服蒸汽弹射器的固有缺陷，抛弃传统蒸汽弹射的观念，提出 一种采用液压和气压动力，利用机械杠杆作用原理的，实现结构简单，弹射力大，效率高的 飞机弹射器。为实现本发明的目的，采用一种液压动力合页连杆式飞机弹射器，该弹射器由液 压动力部分和机械传动部分和机座构成。所述液压传动部分由5个高压油缸构成，分别为1个承重座油缸(4)，2个水平油 缸(2)和2个垂直油缸(3)，所述承重座油缸(4)安装在机座1的中心点，2个水平油缸(2) 分别安装在机座1两端侧壁；所述机械传动结构为合页连杆结构，固定在机座(1)上，所述合页连杆结构的各 个连杆(5)之间采用铰接结构；所述机座(1)前方横向安装有导向杆(8)，所述导向杆(8)两端分别设置绞耳座 (9)，所述绞耳座(9)可以沿导向杆⑶滑动；其中，机座(1)中心的承重座(10)与铰接点B点铰接固定，和承重座油缸(4)的 活塞杆与铰接点A点铰接；左右绞耳座(9)分别和连杆(5)铰接于D、D’点，左右垂直油缸 (3)的安装座分别和连杆(5)的C、C’点铰接，左边的水平油缸(2)和垂直油缸(3)的活塞 杆固定在左边的绞耳座(9)上，右边的水平油缸(2)和垂直油缸(3)的活塞杆固定在右边 的绞耳座(9)上，位于最上方的铰接点E点作为推力点(7)，挂接牵引飞机的前轮钩。在液压系统中，采用320kg/cm2-210kg/cm2的高压齿轮油泵，水平油缸2的活塞直 径30厘米，活塞杆推力为226吨-148吨，在推力点(7)处于最远短时的牵引推力为160吨， 相对30吨的飞机推重比5. 3 1，60吨飞机推重比2.6 1。根据本发明的另一个实施例，所述的2个水平油缸(2)铰接在机座1的两端，其结 构使之能够在机座1的水平面上摆动，水平油缸(2)的活塞杆和从铰接点D延伸的连杆(5) 铰接，随着绞耳座(9)的移动，水平油缸(2)逆时针摆动，活塞杆和连杆(5)始终保持垂直 状态。本发明的弹射器体积小，占用舰艇的空间小，效率高。为航母上的各种类型的飞机 起飞提供理想的推动力和弹射力；推力大，为重型飞机在航母上起飞提供可能；工艺简单， 造价低，不消耗舰艇在海上航行非常宝贵的淡水资源。
图1是本发明的弹射器结构示意图；图2显示本发明的弹射器弹出状态示意图；图3是弹射器液压管路示意图；图4水平油缸另一种安装方式在初始状态的位置示意图；图5是水平油缸另一种安装方式在弹射状态的位置示意图。图中1机座12齿轮泵2水平油缸13电动机3垂直油缸14压力表
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4承重座油缸15电液变量调压阀
5连杆16电磁溢流阀
6承重座17压力储油罐
7推力点18承重座油缸控制阀
8导向杆19垂直油缸控制阀
9绞耳座20水平油缸控制阀
10承重座21储油罐
11滤清器
具体实施例方式为使本发明的目的、技术方案和优点更加清楚明白，以下结合具体实施例，对本发 明进一步详细说明。本发明为一种利用液压动力的快速弹射器，其机械传动结构采用合页连杆机构， 该弹射器的机械传动结构固定在机座1上，液压传动部分由5个高压油缸构成，分别为1个 承重座油缸4，2个水平油缸2和2个垂直油缸3，合页连杆结构的各个连杆5之间采用铰 接结构。承重座油缸4前方横向安装有导向杆8，导向杆8两端分别设置绞耳座9，绞耳座 9可以沿导向杆8滑动。承重座油缸4安装在机座1的中心点，2个水平油缸2分别安装在机座1两端侧 壁。根据本发明，在合页连杆机构的全部铰接点中，有7个关键点，分别为处于连杆机构中 间的下方的两个点A、B和最上方的点E，位于连杆机构左边最下方的两个点C、D，位于右边 最下方的两个点C’、D’，其中，B点和机座1中心的承重座10连接固定，A点和承重座油缸 4的活塞杆铰接；D、D’点分别和左右绞耳座9铰接，C、C’分别和左右垂直油缸3的安装座 铰接。左边的水平油缸2和垂直油缸3的活塞杆固定在左边的绞耳座9上，右边的水平油 缸2和垂直油缸3的活塞杆固定在右边的绞耳座9上，位于最上方的点E点作为推力点7， 挂接牵引飞机的前轮钩。图3是弹射器液压管路示意图；由电机或内燃机为动力源驱动油泵(大排量齿轮 油泵)从油箱抽取液压油，经滤清器过滤，压入主油路，由电脑控制弹射过程的分段时间和 距离，所需系统压力由电液变量调压阀和电磁溢流阀互动调控，液压油进入压力储油罐后 压缩氮气，增大储油量。弹射器工作时，由电脑指令开启承重座油缸4，水平油缸3和垂直油 缸2，然后，通过电磁换向阀的作用，整个弹射器完成一个工作循环。结合附图1、2和3，说明本发明的弹射器的工作原理如下打开图3所示的分配阀，液压油在高压氮气的作用下，迅速进入承重座油缸4、2个 水平油缸2和2个垂直油缸3，推动各自的活塞和活塞杆运动。对于承重座油缸4，由于B 点固定，A点在承重座油缸4推动下向前方滑动；同时，左右绞耳座9分别在2个水平油缸 2的推动下向机座1的中心滑动，带动D和D’点向机座1的中心移动，2个垂直油缸3分别 向上移动；在2个垂直油缸3和左右绞耳座9的共同作用下，C和C’点在向中心移动的同 时，分别在垂直方向向上移动。上述铰接点的运动，使合页连杆之间的夹角发生变化，上下 两个夹角由大于90°逐渐变小，左右两个夹角由小于90°逐渐变大，整个合页连杆由图1 所示的状态，最终形成图2所示的状态。
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从推力点7的状态分析，由于连杆之间角度的变化，推力点7受到的推力由大到小 逐步变化，同时，推力点7向前移动的速度又由慢到快逐步加快，将挂接在推力点7的飞机
安全弹射升空。。推力点7的最大推力可以达到单油缸2或单油缸4活塞杆推力的1. 5倍左右，由 电脑程控液压系统的电液变量调压阀，溢流阀，双向节流阀等，调控5个液压油缸的活塞杆 推力和速度，可以完成各型重量(20吨-60吨)的飞机在100米的甲板上起飞。液压系统的参数设置采用大排量高压齿轮油泵(320kg/cm2-210kg/cm2)，水平油 缸2的活塞直径30厘米，活塞杆推力可以达到226吨-148吨，牵引推力达160吨左右，相 对30吨的飞机推重比5. 3 1，60吨飞机推重比2. 6 1。图4和图5是本发明水平油缸2另一种安装方式的实施例，显示初始状态和弹射 状态。分析水平油箱2的活塞杆对连杆的作用力，在启动时，绞耳座9位于两端距离中心 最远端的位置，活塞杆和连杆有一定的夹角，启动时的夹角比最小，活塞杆对连杆垂直方向 上的分力最小，随着绞耳座9向中心移动，活塞杆对连杆垂直方向上的分力才逐渐加大。在 本实施例，水平油箱2枢接在机座1的两侧壁，水平油箱2的活塞杆与从D点延伸的连杆铰 接，这样，在整个工作过程中，随着连杆的收拢，水平油箱2做逆时针摆动，使活塞杆始终和 连杆保持垂直，通过杠杆的作用，使该连杆始终处于最大受力状态。本发明的弹射器，可以广泛用于装载货物，在实施防洪时用于抛射物料等。以上对本发明所提供的液压动力合页连杆式飞机弹射器进行了详细介绍，本文中 应用了具体实施例对本发明的原理及实施方式进行了阐述。所述的具体实施例，对本发明的目的、技术方案和有益效果进行了进一步的详细 说明，所应理解的是，以上所述仅为本发明的具体实施例而已，并不用于限制本发明，凡在 本发明的精神和原则之内，所做的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护 范围之内。
权利要求
一种液压动力合页连杆式飞机弹射器，该弹射器由液压动力部分和机械传动部分和机座构成，其特征在于，所述液压传动部分由5个高压油缸构成，分别为1个承重座油缸(4)，2个水平油缸(2)和2个垂直油缸(3)，所述承重座油缸(4)安装在机座1的中心点，2个水平油缸(2)分别安装在机座1两端侧壁；所述机械传动结构为合页连杆结构，固定在机座(1)上，所述合页连杆结构的各个连杆(5)之间采用铰接结构；所述机座(1)前方横向安装有导向杆(8)，所述导向杆(8)两端分别设置绞耳座(9)，所述绞耳座(9)可以沿导向杆(8)滑动；其中，机座(1)中心的承重座(10)与铰接点B点铰接固定，和承重座油缸(4)的活塞杆与铰接点A点铰接；左右绞耳座(9)分别和连杆(5)铰接于D、D’点，左右垂直油缸(3)的安装座分别和连杆(5)的C、C’点铰接，左边的水平油缸(2)和垂直油缸(3)的活塞杆固定在左边的绞耳座(9)上，右边的水平油缸(2)和垂直油缸(3)的活塞杆固定在右边的绞耳座(9)上，位于最上方的铰接点E点作为推力点(7)，挂接牵引飞机的前轮钩。
2.根据权利要求1所述的飞机弹射器，其特征在于，采用320kg/cm2-210kg/cm2的高压 齿轮油泵，水平油缸2的活塞直径30厘米，活塞杆推力为226吨-148吨，在推力点(7)处于 最远短时的牵引推力为160吨，相对30吨的飞机推重比5. 3 1，60吨飞机推重比2.6 1。
3.根据权利要求1所述的飞机弹射器，其特征在于，所述的2个水平油缸(2)铰接在 机座1的两端，其结构使之能够在机座1的水平面上摆动，水平油缸(2)的活塞杆和从铰接 点D延伸的连杆(5)铰接，随着绞耳座(9)的移动，水平油缸(2)逆时针摆动，活塞杆和连 杆(5)始终保持垂直状态。
全文摘要
本发明涉及一种液压动力合页连杆式飞机弹射器，该弹射器由液压动力部分和机械传动部分和机座构成，所述液压传动部分由5个高压油缸构成，所述合页连杆结构的各个连杆(5)之间采用铰接结构；所述机座(1)前方横向安装有导向杆(8)，所述导向杆(8)两端分别设置绞耳座(9)，所述绞耳座(9)可以沿导向杆(8)滑动，通过5个高压油缸驱动合页连杆结构达到弹射飞机。本发明的弹射器体积小，占用舰艇的空间小，效率高。为航母上的各种类型的飞机起飞提供理想的推动力和弹射力；推力大，为重型飞机在航母上起飞提供可能；工艺简单，造价低，不消耗舰艇在海上航行非常宝贵的淡水资源。
文档编号B64F1/06GK101885384SQ201010233940
公开日2010年11月17日 申请日期2010年7月22日 优先权日2010年7月22日
发明者陈作应 申请人:陈作应