专利名称：密闭气缸航母飞机蒸汽弹射器的制作方法
技术领域：
本发明属于航母用舰载飞机起飞辅助装置。
背景技术：
弹射器是高性能航母的必备装备。美、英、法航母，除直升机航母外，全部装备有弹 射器，性能达到空前先进水平。俄罗斯航母无弹射装置，飞机只能采用滑跳起飞方式，预警 机无法上航母，战斗机的挂蛋及燃油装载量均受到很大影响，导致航母战斗群的预警、空管 和战斗能力大大降低。弹射器按照动力类型可分为蒸汽弹射器、电磁弹射器、重力势能弹射器等。日前普 遍使用的是蒸汽弹射器，美、英、法航母采用的均是蒸汽弹射器。该种弹射器由带开口的细 长气缸和活塞等组成，具有能量(蒸汽)便于储存、控制，建造、运行费用低等优点。缺点是 汽缸开口处蒸汽泄漏比较严重(从飞机起飞后弹射器槽沟冒出的烟雾可见一斑)，汽缸开 口 “拉链”易磨损等。电磁弹射器是一些发达国家追捧的新目标。然而，从理论上分析，电磁弹射器在能 量储存、控制等方面与蒸汽弹射器相比并无优势。并且电磁弹射器动子的质量远远大于蒸 汽弹射器活塞的质量，能量损失大大增加，并由此带来一系列技术问题。2009年美国电磁弹 射器实验失败，损失惨重，证明电磁弹射器技术还很不成熟，距离实用还有相当大的距离， 实际性能就更另当别论。综合考虑各种因素，蒸汽弹射器仍是目前航母的唯一选择。对蒸汽弹射器进行改 进，进一步提高其性能，是今后航母弹射器发展的最佳方向。为提高蒸汽弹射器工作效率，减少蒸汽泄漏，本人曾发明了 “飞机弹射及回收系 统”，专利申请号94115859. 4，论文发表在《现代舰船》1995年第10期上。该种弹射器为密 闭气缸，活塞通过钢丝绳环绕牵引滑车，进而带动飞机起飞。由于钢丝绳的直径在不同受力 情况下略有不同，因而在弹射时钢丝绳与气缸孔洞之间，需保留一定间隙，故而存在一定的 蒸汽泄漏。为彻底消除蒸汽泄漏，本人又发明了“新型飞机弹射及回收系统”，专利申请号 02208037. 6。该种弹射器采用外形规整的活塞拉杆代替部分钢丝绳，彻底消除了蒸汽泄漏， 缺点是弹射器的整体长度比前者增加了两倍。发明目的本发明的目的是研制和生产一种结构更为先进、性能更为完善的新型蒸汽弹射 器，彻底解决弹射器蒸汽泄漏和长度过大的问题，为我国航母设计建造提供最佳的技术方 案和最强有力的技术保障。
发明内容
本发明所述的密闭气缸航母飞机蒸汽弹射器，包括气缸、活塞、牵引带、牵引车、换 向张紧轮、锅炉(或高压储气罐)、冷凝器、储水池、间阀、管道、水泵等组成。位于密闭气缸 之中的活塞，两端分别与牵引带连接。牵引带穿过密闭气缸两端的滑孔，与位于飞行甲板下面轨道内的牵引车连接。位于弹射器两端的滑轮使牵引带换向，并使之保持张紧状态。密闭 气缸中的活塞将气缸腔体分为两个部分，每个部分均通过管道、间阀分别与锅炉(或高压 储气罐)和冷凝器连接。牵引带采用高弹性材料制成，断面为扁平状，在扁平面具有较小的 弯曲半径。在经过换向张紧轮时，牵引带弯曲处于弹性变形状态，不会因弯曲疲劳而损坏。 牵引带与气缸两端的滑孔之间，精密配合并充分润滑，保持良好密封状态。弹射器工作原理是储水池通过水泵向锅炉供水，锅炉中水体被加热形成高压蒸 汽，通过管道和闸阀向汽缸供气。气缸被活塞分开的的两个部分，其中一部分打开锅炉闸 阀、关闭冷凝器闸阀，另一部分打开冷凝器闸阀、关闭锅炉闸阀，锅炉通过打开的闸阀向气 缸内充气。活塞在蒸汽压力作用下，向没有充汽、气压低的一侧运动。运动的活塞通过牵引 带驱动牵引车运动，牵引车进而通过连接装置与舰载飞机的前轮衔接，带动飞机弹射起飞。 控制闸阀的打开、关闭以及开度，就可以使弹射器完成飞机起飞加速和弹射完成后牵引车 复位等动作。气缸另一部分内部的气体，在活塞挤压作用下通过打开的间阀排入冷凝器。然 后经冷却形成冷凝水经水泵排入储水池，封闭循环利用。在活塞接近终点时，控制该部分排 气闸阀的开度，利用气垫作用，使活塞迅速平稳制动。应用实例本发明所述的密闭气缸航母飞机蒸汽弹射器应用实例详见附图
。图例说明如下[1]、汽缸；[2]、活塞；[3]、牵引带；[4]、牵引车；[5]、换向张紧 轮甲；[6]、换向张紧轮乙；[7]、闸阀甲；[8]、闸阀乙；[9]、闸阀丙；[10]、闸阀丁；[11]、管 道；[12]、冷凝器；[13]、储水池；[14]、锅炉；[15]、水泵甲；[16]、水泵乙；[17]、舰载飞机； [18]、航母飞行甲板。飞机弹射程序进一步说明如下一、牵引车进入起始状态。储水池[1 经水泵乙[16]向锅炉[14]供水，经锅炉 加热后形成水蒸气待用。打开闸阀乙[8]、闸阀丙[9]，关闭闸阀甲[7]、闸阀丁 [10]，锅炉通过闸阀乙[8]向汽缸[1]的A腔充气。汽缸[1]B腔的气体通过闸阀丙[9]排入冷 凝器[12]，蒸汽经冷凝器[12]冷却后成为液态体水，经水泵甲[15]排入储水池[13]。活 塞[2]在气体压力作用下向右移动，并通过牵引带[3]驱动牵引车向左移动至飞机弹射起 始位置。二、飞机弹射过程。弹射器牵引车W]与飞机前轮连接。打开闸阀甲[7]、闸阀丁 [10]，关闭闸阀乙[8]、闸阀丙[9]，锅炉[14]通过闸阀丁 [10]向汽缸[1]的B腔充气。汽 缸[1]A腔的气体通过闸阀甲[7]排入冷凝器[12]，蒸汽经冷凝器[12]冷却后成为液态水， 经水泵甲[15]排入储水池[13]。活塞[2]在气体压力作用下向左移动，并通过牵引带[3] 驱动牵引车向右移动，带动飞机加速起飞。当飞机即将到达弹射器右端终点时，牵引车与飞 机连接装置脱离，飞机依靠惯性进入自由飞行状态。弹射器则迅速关闭闸阀甲[7]、闸阀丁 [10]，打开闸阀丙[9]，并保持闸阀乙[8]仍处于关闭状态，一方面不再向汽缸[1]B腔充气， 而是利用闸阀丙[9]向冷凝器快速排气，迅速降低汽缸[1]B腔的蒸汽压力；另一方面利用 闸阀甲[7]关闭后汽缸[1]A腔经活塞[2]挤压形成的高压，使活塞迅速制动。当活塞[2] 运动接近停止时，适当打开闸阀甲[7]，使活塞[2]平稳停止，防止反弹。三、牵引车复位。打开闸阀乙[8]、闸阀丙[9]，关闭闸阀甲[7]、闸阀丁 [10]，锅炉 [14]通过闸阀乙[8]向汽缸[1]的A腔充气；汽缸[1]B腔的气体通过闸阀丙[9]排入冷 凝器[12]。活塞[2]在汽缸[1]两侧气压作用下运动至左端起始状态，完成一个飞机弹射工作循环。技术优势本发明所述的密闭气缸航母飞机蒸汽弹射器，结构科学合理，性能超越欧美当前 最先进的蒸汽弹射器，具有以下优势1、汽缸为全密闭式，完余没有蒸汽泄露，能量损失小， 工作效率高；2、弹射器长度及体积均较小，便于航母装载和布置；3、运动机构质量小，惯性 损失小，制动容易；4、水体封闭循环，节约用水；5、牵引带与汽缸滑孔之间充分润滑，磨损 小，性能安全可靠；6、结构简单、便于制造、不存在其他技术瓶颈；7、成本低廉、运行维修方 便；8、因无蒸汽泄漏，红外特征小，航母不易受到热寻的导弹的攻击。适用范围本发明适用于航母以及路基飞机弹射使用，对加快我国航母研制速度，提高航母 战斗力、生存力具有重大意义。
权利要求
1.蒸汽弹射器，特别是航母舰载飞机用蒸汽弹射器，包括气缸、活塞、牵引带、牵引车、 换向张紧轮等。其特征是a、位于气缸之中的活塞，两端分别与牵引带连接。牵引带穿过气缸两端的滑孔，与位于 飞行甲板下面的牵引车相连。b、位于弹射器两端的换向张紧轮使牵引带换向，并使之保持张紧状态。 C、牵引带横断面为扁平状，具有较小的弯曲半径。d、牵弓I带与气缸两端的滑孔之间，密封并润滑。
全文摘要
本发明属于航母用舰载机起飞辅助装置。本发明所述的密闭气缸航母飞机蒸汽弹射器，利用牵引带穿过经良好润滑和密封的密闭气缸滑孔，两端分别与活塞和牵引车连接，并经换向张进轮换向，形成弹射器特定的循环运动机构。活塞利用牵引带驱动牵引车运动，进而驱动飞机弹射起飞。牵引带采用高弹性材料制成，断面为扁平状，在扁平方向具有较小的弯曲半径。在经过换向张紧轮时，牵引带弯曲处于完全弹性变形状态，不会因弯曲疲劳而损坏。本发明所述装置具有运转灵活、性能可靠、效率高、体积小、节水、结构简单、易于制造、红外特征小等优点，适用于航母安装使用，对加快我国航母研制速度，提高航母战斗力、生存力具有重大意义。
文档编号B64F1/06GK102120497SQ201110008968
公开日2011年7月13日 申请日期2011年1月3日 优先权日2010年10月7日
发明者朱炎炎 申请人:朱炎炎