舰载机油楔二段式弹射器的制作方法

文档序号:19125493发布日期:2019-11-13 02:04阅读:234来源:国知局
舰载机油楔二段式弹射器的制作方法

一种用高压气体推动缸筒(1)内活塞(2)产生动力,通过舰载机油楔二段式弹射器把活塞(2)的大推力短行程运动力,转换为适应航母舰载机做弹射用的弹射力和弹射行程,此技术是用低速运行部件对舰载机进行匀加速高速弹射。



背景技术:

在网络上可以看到:蒸汽弹射器c-13型是美军使用的航母舰载机弹射器。它的缺点如:因为蒸汽缸筒太长,传力杆过长中间会下沉,质量也太重,弹射工作无法进行。所以就在缸筒上从头到尾开个大长裂口,用最短距离把活塞的力从裂口传出对舰载机进行弹射。这有很大的缺陷,长口密闭元件磨损很快,长口密闭处会有蒸汽泄露,易磨损更换麻烦,高压高热气体突发故障维修不方便。弹射时为有足够的动力,从弹射开始到弹射尾端都要保持足够的气体压强,所以从高压锅炉进入整个缸筒的高压高热能量气体基本是原体积不膨胀的,弹射完成后高压高热能量气体就释放掉了,能量利用率极低。因是高压高热蒸汽散热不可避免,需定时补充热能,弹射时会浪费大量淡水。电磁弹射器,在极短时间输出极大的电量电流使导线和电子元件超饱和运行,产生很大热量,要有很麻烦的降温设备,要有大型发动机和储存电能和电能转换设备,弹射和缓冲轨道总长度在200m左右,占有空间大。在材料和技术方面要求和造价极高,电磁弹射器的电磁推进器运动件质量比蒸汽的自身质量更大。火箭助推弹射,弹簧弹射,势能弹射,燃气弹射这几种先天不足,没使用就被否定了。



技术实现要素:

做一套缸筒(1)活塞(2),缸筒(1)尾部于高压储气筒(7)连通,使高压储气筒(7)内的压缩空气可流进缸筒(1)推动活塞(2)为弹射做功。缸筒(1)内活塞(2)工作行程是蒸汽弹射器活塞行程的1/4,而活塞(2)的受力面积是蒸汽弹射器活塞面积的4倍,二者弹射工作中用的气体体积也就相等,若是两种弹射器的气体压强也相等时,两种弹射器进行弹射做出的功也就相等。舰载机油楔二段式弹射器的活塞(2)受力面积是蒸汽活塞的4倍,推力也就是蒸汽弹射器活塞推力的4倍,而工作行程是蒸汽弹射器的1/4。在弹射舰载机时利用舰载机油楔二段式弹射器再把活塞(2)推力缩小为1/4的弹射力,行程增加为4倍的弹射行程,又转换成了原蒸汽弹射器的弹射推力和弹射行程,满足了舰载机弹射工作所需力的条件。

舰载机油楔二段式弹射器的加速弹射工作分一段提速和二段提速两个阶段,在进行加速弹射工作时,高压气体推动缸筒(1)内的活塞(2),活塞(2)推动一段滑块总成(5)每向前移动1m,就可使一段滑块总成(5)上的一段钢带(4)拉动二段油楔滑块(25)移动2m。同时二段油楔滑块(25)移动2m,又可使二段钢带(6)拉动弹射滑梭(39)对舰载机进行4m的加速弹射。

弹射时一段滑块总成(5)、二段油楔滑块(25)、被弹射舰载机三者被活塞(2)加速推动,三者同一时间移动距离的比,也是速度比,一段滑块总成(5)1:二段油楔滑块(25)2:被弹射舰载机4。

等物体受外力作用可服惯性做加速运动时,所达到的速度与所用外力功w的关系是:速度的平方与所用功w成正比,所以加速弹射过程中三者每kg质量物质各自耗用活塞(2)功w的比,就等于三者各自速度平方的比:

一段滑块总成(5)w/kg:二段油楔滑块(25)w/kg:被弹射舰载机w/kg

=一段滑块总成(5)1^2/kg:二段油楔滑块(25)2^2/kg:被弹射舰载机4^2/kg

=一段滑块总成(5)1/kg:二段油楔滑块(25)4/kg:被弹射舰载机16/kg。

可得到在加速过程中一段滑块总成(5)1kg物质加速所用的功只是被弹射舰载机1kg物质加速用功的1/16,一段滑块总成(5)自身16kg物质加速用功只等于被弹射舰载机1kg物质加速用的功,二段油楔滑块(25)4kg物质加速所用的功只能等于被弹射舰载机1kg物质加速用的功,相比来说舰载机油楔二段式弹射器运行部件可称为:低加速能耗质量。弹射滑梭(39)和被弹射舰载机单位质量加速能耗是一段滑块总成(5)的16倍,是二段油楔滑块(25)的4倍,称为:高加速能耗质量。舰载机油楔二段式弹射器是用自身低加速能耗质量运行部件对舰载机进行高速弹射。

舰载机油楔二段式弹射器的两段钢带(4)(6)在加速弹射过程中自身质量加速也消耗一定的能量,钢带运动转过油楔滑块半圆时,把钢带加速的惯性变成向前的离心力,力的方向与油楔滑块向前的推力一致,两种力合并在一起为弹射做功,等两段钢带(4)(6)转到两个油楔滑块(8)(25)的另一边时它们的能量释放完毕变为静止状态,约占总长度94%的钢带转过油楔滑块后没有自身质量耗能。弹射完成后约6%的钢带用于刹车,有自身质量耗能。

加速弹射工作完成后,由拦截绳(11)对舰载机油楔二段式弹射器自身运动部件进行缓冲拦截,使其在拦截区(12)内停止,弹射器拦截系统与辽宁舰舰载机降落着舰时用的拦截系统构造原理类似。再由航母主动力带动储能绞车(50)拉动弹射滑梭(39),把弹射滑梭(39)从缓冲区(12)拉回到弹射起点(42),弹射滑梭(39)与下一架舰载机连接等待再次弹射,此时因弹射器各部件力的相互连接,活塞(2)和弹射器各运动件也都返回到弹射工作前的位置,高压气体也被活塞(2)压回到高压储气筒(7)内完成储能,使其循环利用。

舰载机油楔二段式弹射器主要部件尺寸与弹射参数设计:

①弹射力与弹射行程设计:缸筒(1)长2050cm,活塞(2)有效工作行程2000cm。缸筒(1)内径110cm活塞(2)受力面积9503cm^2,高压气体压强40kg/cm^2。活塞(2)推力=9503cm^2*40kg/cm^2=380120kg=380t,通过舰载机油楔二段式弹射器转换成1/4弹射滑梭(39)对舰载机的弹射力再扣除弹射系统4%摩擦力=380*1/4*(1-4%)=91.2t。再加舰载机自身发动机推力25t,总加速弹射力为:91.2+25=116.2t。弹射滑梭(39)弹射行程=活塞(2)工作行程2000cm*4=80m。

②弹射加速总质量包括:舰载机最大起飞质量(高加速能耗质量)32.5t。弹射系统自身加速部件质量(材料铁质估计值):弹射滑梭(39)(高加速能耗质量)0.35t。活塞(2)和一段滑块总成(5)低加速能耗质量3.2t*1/16=高加速能耗质量(换算为舰载机弹射加速质量)0.2t。二段油楔滑块(25)0.8t*1/4=高加速能耗质量(换算为舰载机弹射加速质量)0.2t。总弹射加速质量32.5t+0.35+0.2t+0.2t=33.25t。

③弹射舰载机加速度(总加速弹射力/总弹射加速质量)*g=(116.2t/33.25t)*9.8m/s^2=34.25m/s^2。

④舰载机弹射终速度34.25m/s^2*平方根(80mx2÷34.25m/s^2)=34.25m/s^2*平方根4.6715s^2=34.25m/s^2*2.161s=74m/s。因弹射末端高压气体压强有所降低,舰载机加速中可服空气阻力,带动储能绞车等因数,弹射终速度有所影响,但会在70m/s以上,再加航母向前航行速度约10m/s,舰载机起飞速度达80m/s,能达到飞机起飞的速度了吧。像辽宁舰的前甲板向上翘起,使飞机离舰时带有一定的向上运动惯性,可使飞机再有几秒的加速,再加海风的空气流速,使飞机飞行更有把握。部件尺寸与弹射参数只是初步设计,按实际需要都可修改。

舰载机油楔二段式弹射器的明显优点:一、用自身低加速能耗质量运动部件对舰载机输送动力进行弹射。蒸汽弹射器的运动部件与被弹射舰载机是同样速度,网上看的蒸汽弹射器自身传力运动部件质量约2t多。舰载机油楔二段式弹射器在弹射工作中自身传力运动部件(低加速能耗部件)换算成舰载机弹射速度(高加速能耗质量)0.75t,自身质量加速能耗要比蒸汽弹射器小3倍,缓冲刹车也小很多,自身工作加速部件比重用铁计算。设计可优化方面,①若自身运行部件改用碳纤维材料比重用碳计算,自身加速能耗会减少一大半。②弹射完成后,突然失去活塞(2)推力的自身运动部件自由向前运动1~2m距离,使受力弹性变形的运动部件释放能量做反弹运动,把自身加速耗能的一部分传给航载机继续做加速弹射,并使自身运行部件反弹减速,降低能耗和刹车压力,最后再接触拦截绳(11)进行刹车。优化后舰载机油楔二段式弹射器在弹射工作中自身加速能耗可由高加速能耗质量0.75t降为0.3t左右。

二、避免了像蒸汽弹射器缸筒从头到尾开大裂口气体泄漏的麻烦,不再需要对大裂口进行维护工作。

三、舰载机油楔二段式弹射器的两段钢带在加速弹射过程中自身质量加速消耗一定能量,转过油楔滑块时变为离心力又把能量释放为弹射做功。加速弹射段钢带等于没有自身加速耗能,钢带只是把加速弹射过程中开始时过高的弹射力调整给了弹射力不足的后半段。

四、蒸汽弹射器进行弹射时为确保有足够的弹射力,从弹射开始到弹射末段缸筒内都要保持足够的气体压强,所以从高压蒸汽锅炉进入整个缸筒的高压高热气体基本是原体积不膨胀的,没有利用气体膨胀做功,弹射完成后高压高热能量气体就释放掉了,能量利用率极低,导致在做弹射工作时航母巨大的动力都感觉不足。高压高热气体储存时间很短,散热耗能严重,失去高热就变成了水没了压力,战备时期需要随时加热补充气体压力,要做保温保热层。舰载机油楔二段式弹射器是利用航母主动力对高压气体进行弹射储能的,高压气体常温可循环利用,航母主动力无论蒸汽轮机或其它发动机都会很好利用气体膨胀做功,使能量转换做功效率达到最佳状态,能量利用率要比蒸汽弹射器的一次性不膨胀使用高压高热气体的利用率高数倍,也节约了淡水。油楔滑块(25)和钢带(4)的设计,减少加速能耗和摩擦力,全弹射过程自身耗能约在15%以下,有效弹射做功达85%以上,比蒸汽和电磁的高几倍。

五,在弹射质量大小不同的舰载机时,蒸汽弹射器就难了,而舰载机油楔二段式弹射器就可以,设想一艘航母并排安装四套油楔二段式弹射器,一个长高压储气筒(7)横在四个缸筒(1)的尾部并与四个缸筒(1)相连通,向4个缸简(1)输入高压气体进行舰载机弹射。每个缸筒(1)都有储存和调整高压气体压强的作用,等4个缸筒(1)内的活塞(2)位置都在缸筒(1)尾部时气体压强最高,可进行最大质量舰载机的弹射,等其中一个活塞(2)在缸筒(1)口时,高压储气筒(7)内的高压气体就流进了这个缸筒(1),它就变成高压储气筒(7)了,高压气体体积由高压储气筒(7)加一个缸简(1)容量,气体体积增大而质量不变使得气体压强减少,其余三个缸筒(1)尾部的活塞(2)弹射推力就相应减小。如果两个或三个缸筒(1)做为高压储气筒(7)气体压强将会有第二次、第三次的减少,则弹射推力也相应有第二.第三次减小。利用缸筒容量调整高压气体压强,来决定弹射推力的大小,从而对轻重不同质量的舰载机进行弹射。一般来说弹射较轻质量的飞机时不会有大机群轰炸任务。四套弹射器中也可设计一套大弹射力的,来对预警机、加油机进行弹射。

六、构造简单,永久性使用,占用空间小,稳定性安全性好,维护保养方便。

附图说明

图1是舰载机油楔二段式弹射器截面图,弹射轨道(41)紧靠固定在飞机甲板(10)下面,钢带固定点(9)将一段钢带(4)的尾端固定在舰体适当位置,一段钢带(4)绕过一段滑块总成(5)后,前端于二段油楔滑块(25)连接,二段油楔滑块(25)位置在弹射轨道(41)正下方,钢带固定点(18)将二段钢带(6)尾端固定,二段钢带(6)绕过二段油楔滑块(25)前端于弹射滑梭(39)连接,弹射滑梭(39)是安装在弹射轨道(41)上可顺着弹射轨道(41)前后滑动,它与舰载机直接接触,把二段钢带(6)的拉力传递给舰载机做加速弹射运动。储存压缩空气的高压储气筒(7)横在缸筒(1)尾部并于其相连通,高压储气筒(7)内的高压气体可推动缸筒(1)内的活塞(2),活塞(2)再推动一段滑块总成(5)每向前移动1米,可使一段滑块总成(5)上的一段钢带(4)拉动二段油楔滑块(25)向前移动2m,二段油楔滑块(25)向前移动2m可使二段钢带(6)拉动弹射滑梭(39)向前移动4m。设计活塞(2)推动一段滑块总成(5)做功行程为20m,可使一段钢带(4)可拉动二段油楔滑块(25)移动40m,又可使二段钢带(6)拉动弹射滑梭(39),从弹射起点(42)加速到弹射终点(43)对舰载机进行80m的弹射。二段钢带(6)拉动弹射滑梭(39)的力是活塞(2)推力的1/4。在加速弹射过程中,一段滑块总成(5)∶二段油楔滑块(25)∶被弹射舰载机三者的速度比1∶2∶4。三者相等kg物质各自在加速中所用功w的比是,一段滑块总成(5)w∶二段油楔滑块(25)w∶被弹射舰载机w=1^2∶2^2∶4^2=1∶4∶16。可得到加速过程中一段滑块总成(5)每kg物质加速所用的功只是被弹射舰载机每kg物质所用功的1/16,二段油楔滑块(25)每kg物质加速所用的功只是被弹射舰载机的1/4,舰载机油楔二段式弹射器是用自身低加速能耗运行部件对舰载机进行高速弹射。二段油楔滑块(25)位置在弹射轨道(41)正下方姿态为直立,它的移动与弹谢轨道(41)平行。缸筒(1)和一段滑块总成(5)位置在二段油楔滑块(25)旁边位置,一段滑块总成(5)姿态平放。在绘图时缸筒(1)和一段滑块总成{5)绘在二段油楔滑块(25)下方,是为了能看清两个油楔滑块上的两条钢带(4)(6)线条的运行状况,不与其它线条混在一起看不清,在图3前视图中可看到一段滑块总成{5)、二段油楔滑块(25)的真实位置姿势。加速弹射工作完成后,弹射滑梭(39)接触到拦截绳(11)进行栏截缓冲在缓冲区(12)内停止,因舰载机油楔二段式弹射器自身各运动部件力的相互连接,各部件都和弹射滑梭(39)同时缓冲停止。弹射器拦截系统与辽宁舰舰载机降落着舰时用的拦截系统原理构造相同,只是拦截距离要短很多。加速弹射工作开始时,自动挂钓器(48)就挂在弹射滑梭(39)后边,自动挂钩器(48)后连接着储能绳索(46)和储能绞车(50),加速弹射开始时弹射滑梭(39)不仅拉动舰载机做加速,也拉动自动挂钩器(48)对储能绞车(50)做加速,在弹射滑梭(39)加速运行4m处时自动挂钩器(48)碰上弹射轨道(41)边设置的脱钩柄(13),使其开钩与弹射滑梭(39)分离,弹射滑梭(39)继续为舰艇机做加速运动直到加速弹射完成,冲击拦截绳(11)在缓冲区(12)内缓冲停止。自动挂钓器(48)受弹射滑梭(39)的4m加速在脱钩时自身已有每秒10m多向前滑行的惯性速度,滑行到拦截区(12)位置,与弹射滑梭(39)碰撞并与其自动挂钩连接,再由航母主动力通过转动轴带动储能长轴(49)从而带动储能绞车(50),使其储能绳索(46)拉动自动挂钩器(48)钩着的弹射滑梭(39),把弹射滑梭(39)从缓冲区(12)拉回到弹射起点(42),弹射滑梭(39)与下一架舰载机连接可再次进行弹射。此时因弹射器各部件力的相互连接,活塞(2)和各加速运动工作件也都拉回到了弹射工作前的位置,高压气体也被活塞(2)压回到高压储气筒(7)内完成储能,使其循环利用。再次进行舰载机弹射时,自动挂钩器(48)又在开始加速运行4m处与弹射滑梭(39)脱钩分离,又滑行到拦截区(12)与弹射滑梭(39)碰撞连接拉回,就这样一次弹射一次拉回储能,往返进行。

图2是缸筒截面图,缸筒(1)由数节短缸筒(1)用法兰盘(33)和法兰罗丝(34)连接成一个20.5m长的缸筒(1),缸筒(1)内活塞(2)实际工作行程20m。缸筒(1)尾端直接与高压储气筒(7)连接,缸筒(1)口与活塞缓冲板(20)连接。一段滑块总成(5)由尾部活塞(14),力杆(3),一段油楔滑块(8)3部分连接一体组成。尾部活塞(14)长度1m,直径65cm,皮厚1cm。力杆(3)为高强度钢圆管,长度19.5m,圆管直径40cm,管皮厚1.cm,管皮横截面积124cm^2,钢管强度按1400mpa计算,力杆抗压破断力为1736t,可承受活塞(2)380t的推力。一次做不了长的力杆(3)可做几根短力杆(3)连接起来成为19.5m的长力杆(3),尾部活塞(14)长度加力杆(3)长度是20.5m。在做加速工作时活塞(2)顶在一段滑块总成(5)后边的尾部活塞(14)上使其向前做加速运动,加速工作完成后,活塞(2)缓冲在活塞缓冲板(20)上急减速停止,阻止了高压气体推动活塞(2)的做功运动。一段滑块总成(5)因惯性离开活塞(2),又受弹射系统刹车力向前缓冲一小段距离而停止。一段油楔滑块(8)姿态平放,图上看到的是它的厚度。一段油楔滑块(8)装在平行滑槽(37)内工作中使其前后滑动与弹射轨道(41)保持平行。二段油楔滑块(25)位置在缸筒(1)背面绘为了虚线。

图3舰载机油楔二段式弹射器前视图,航母甲板(10)下面固定按装着弹射轨道(41),两条弹射轨道(41)中间装着弹射滑梭(39),二段油楔滑块(25)在弹射滑梭(39)正下边,姿态直立。一段滑块总成(5)的一段油楔滑块(8)在二段油楔滑块(25)的旁边,姿势平放。一段油楔滑块(8)和二段油楔滑块(25)上都有平行滑块(32)装在平行滑槽(37)内,平行滑槽(37)形状如槽钢,使油楔滑块(32)在槽里滑行可与弹射轨道(41)保持平行。一段油楔滑块(8)后面是活塞缓冲板(20),活塞缓冲板(20)中间是力杆孔(23)。

图4是活塞缓冲板(20)平面图,图5是活塞缓冲板(20)截面图,活塞缓冲板(20)就是一个厚圆板,边沿有一圈法兰罗孔(22),用法兰罗丝(34)串进法兰罗孔(22)可将活塞缓冲板(20)密封固定在缸筒(1)口法兰盘(33)上,活塞缓冲板(20)中间是力杆孔(23),可使一段滑块总成(5)上的尾部活塞(14)和力杆(3)在力杆孔(23)内前后移动。尾部活塞(14)直径65cm与力杆孔(23)内径相等,力杆(3)的直径40cm比力杆孔(23)内径小的多。等活塞(2)推动一段滑块总成(5)向前运动,力杆(3)在力杆孔(23)内移动时,力杆(3)与力杆孔(23)之间有空气流动缝隙(21),使活塞(2)与活塞缓冲板(20)之间的空气在此缝隙中流出。等弹射工作接近末段,尾部活塞(14)移动到力杆孔(23)内时,因尾部活塞(14)直径与力杆孔(23)内径相等,尾部活塞(14)就占满了力杆孔(23)没有了空气流动缝隙,阻止了活塞(2)与活塞缓冲板(20)之间的空气向外流出。空气受活塞(2)向前移动被压缩从而压强急剧增大,并大于高压储气筒(7)内的高压气体压强时形成反冲力,活塞(2)受反冲力急剧减速,尾部活塞(14)因惯性在力杆孔(23)内继续向前移动与活塞(2)分离,尾部活塞(14)的向前移动也为被压缩的空气腾出空间,使活塞(2)慢速向前移动冲击在活塞缓冲板(20)上停止,阻止了活塞(2)的做功运动。一段滑块总成(5)继续向前受弹射系统刹车力作用移动一小段距离后停止。滑动臂(15)固定在力杆孔(23)边沿上,作用使尾部活塞(14)向前运动离开力杆孔(23)后的移动能保持平行。活塞(2)边沿有密封圈(19),阻止高压气体外漏。活塞(2)平面上有个略为凸起的定位圈(16),能保障尾部活塞(14)顶在活塞上运动时不会偏移。

图6一段油楔滑块(8)弧面平展图,图7是一段油楔滑块(8)侧面图,一段油楔滑块(8)正面的弧面中间纵向是一条长的润滑油槽(29),润滑油槽(29)两边是诸多浅的油楔槽(27),四周边沿有密封沿(26),等一段钢带(4)受一段油楔滑块(8)的推力紧贴在半圆弧面上时就封闭了整个弧面,使油楔槽(27)内的润滑油不会外流。一段油楔滑块(8)半圆体按力学钢框架结构设计达到受力安全要求即可。后边受力面(45)与力杆(3)连接。一段油楔滑块(8)两边有钢带挡片(31)是为保障钢带在弧面上滑动时不会左右偏移。润滑油壶(30)在钢框架体内的空格里,壶内一半是润滑油,一半是高压气体,高压气体压力传给壶内润滑油,使润滑油流过油道(28)和润滑油槽(29),再流向诸多的油楔槽(27)。一段钢带(4)与一段油楔滑块(8)之间的力70%以上由润滑油压力顶着做漂浮移动,30%以下的力是油楔槽(27)凸起的面顶着做滑行移动,这样可减少一段钢带(4)与一段油楔滑块(8)之间磨擦力。一段油楔滑块(8)弧面上的润滑油槽(29)、油楔槽(27)都很浅薄,槽内油量很少。等一段钢带(4)与一段油楔滑块(8)弧面分开时,很薄的润滑油粘在二者表面上,几乎是不流动的。使二者在缓冲、停机等情况分开时流失的润滑油量很少,不用频繁的向润滑油壶(30)添加润滑油。进行加速弹射时一段油楔滑块(8)自身不做加速转动和半圆体质量小。不像普通滑轮,做加速时整个圆滑轮体都有加速运动耗能,还要有整个圆滑轮体的加速转动耗能。一段钢带(4)过厚不易在一段油楔滑块(8)弧面上弯曲,影响一段钢带(4)抗拉力。设计一段钢带(4)就像钢卷尺尺条的加大板,最好由4层同尺寸的一段钢带(4)叠加起来,柔性好抗拉力强,层与层之间要有润滑剂或涂润滑模。半圆弧面宽与一段钢带(4)宽相等,一段钢带(4)宽60cm,厚0.4cm,长20多m。一段油楔滑块(8)半圆直径160~200cm。二段油楔滑块(25)的构造设计与一段油楔滑块(8)一样,只是受力面(45)上连接着的是一段钢带(4)前端,它的力是一段钢带(4)向前拉的。二段钢带(6)宽30cm,厚0.4cm,长40多m,二段油楔滑块(8)直径160~200cm。

图8是储能绞车绳索盘(51)截面图,储能绞车(50)缠绕储能绳索(46)的绳索盘(51)上有浅的绳槽(52),储能绳索(46)顺着绳槽(52)缠绕在绳索盘(51)上,绳索盘(51)直径200cm。在刚开始做弹射工作时(看图1),弹射滑梭(39)拉动自动挂钓器(48)和储能绳索(46)带转绳索盘(51)做3m加速转动,此3m是130cm小直径绳索盘(53),小直径绳索盘(53)与绳索盘(51)是一体的。接着再有1m多长的过度绳索盘(54)直径从130cm转动增大到200cm直径绳索盘(51)。等储能绳索(46)拉动绳索盘(51)做3m加速时,在大直径200cm绳索盘(51)上的储能绳索(46)移动速度要比小直径130cm绳索盘(53)上绳索速度快1.5倍。这样在弹射滑梭(39)继续为舰载机做加速的情况下大直径索盘(51)上的储能绳索(46)就有了一个不做加速的短暂时间,使做加速时拉紧的储能绳索(46)松驰,不会使拉紧的储能绳索(46)在突然脱钩时造成反弹。在弹射滑梭(39)加速到4m时自动挂钩器(48)会碰到弹射轨道(41)边上的脱钩柄(13),自动挂钩器(48)于弹射滑梭(39)脱钩分开。储能绳索(46)和自动挂钓器(48)能用前3m加速每秒10m多的惯性速度向前滑行,到达缓冲区(12)与弹射滑梭(39)碰撞连接,再有航母主动力通过转动轴把力传给储能长轴(49)转动,带动储能绞车(50)上的储能绳索(46)和自动挂钓器(48),把弹射滑梭(39)拉回到弹射起点(42)完成储能。储能长轴(49)由4节或多节连接成一根长轴,有弹射任务时就开始转动,随时为每一个弹射器储能。

弹射滑梭(39)要与航母甲板、航载机弹射受力面在一起设计,这里没有设计。转动轴如车辆转动轴、储能绞车(50)如矿用绞车、电梯升降机,自动挂钓器(48)如火车挂钩、枪栓之类,这此装置稍做改动便是,这里没做设计。

具体实施方式

看图6,图7,一段油楔滑块(8)半圆体按力学设计做个钢框架结构,抗压能力达到安全系数要求即可,尽量降低质量。在框架的空格子里做个润滑油壶(30),一段油楔滑块(8)的弧面要平滑,弧面上做好润滑油槽(29)、油楔槽(27)和边沿的密封沿(26),用细油管(28)把润滑油壶(30)和润滑油槽(29)连通。一段油楔滑块(8)后边受力面(45)与力杆(3)连接。一段油楔滑块(8)两边安装好钢带挡片(31)防止钢带(4)偏移,一段油楔滑块(8)的两边合适位置做平行滑块(32)与航母空间安装平行滑槽(37)位置要配合。用高强度钢做一段纲带(4),把它做成约直径400cm自由弯曲的圆圈形,使它在滑过一段油楔滑块(25)200cm直径时的弹性弯曲力少一点,从直径400cm的弧弯成直径200cm的弧要比直线钢带弯曲成200cm直径圆弧的弹性弯曲力少一半。无论直径400cm的弧受力变为直线还是变为直径200cm的弧都要比直线弯成200cm弧的弹性弯曲力少一半,它可使钢带(4)更好的承受拉力。二段钢带(6)和二段油楔滑块(25)做法与一段的相同。钢带制做厚度、平整度的精确度要高,使其能均匀的受力和更好的封闭油楔槽(27)内的润滑油。另外还要做润滑油壶(30)的进油口设计,壶内气压油量显示,钢带(4)离开一段油楔滑块(8)时细油管(28)口做阻止润滑油流出的压力开关等诸多小的细节。

看图2、图3、图4、图5,缸筒(1)可分做数节短缸筒(1),内径110cm,两端带有缸筒法兰(33),用法兰螺栓(34)将短缸筒(1)连接成为长度为20.5m的缸筒(1)。再把尾部活塞(14),力杆(3),一段油楔滑块(8)3部件按顺序连接组成一段滑块总成(5)。在制作力杆(3)时让它的中间段向上略微弯一点与安装后的中间下沉向敌消。活塞(2)用钛或用碳材料做一厚圆盘,有活塞密封圈(19)胶粘在活塞(2)的边缘,防止高压气体漏出。活塞缓冲板(20)用能承受活塞(2)推力和缓冲力的厚钢板加工。中间位置做个力杆孔(23),力杆孔(23)内径65cm与尾部活塞(14)直径相等,滑动臂(15)固定在力杆孔(23)边沿上,使尾部活塞(14)在缓冲中冲出力杆孔(23)时能保持平行移动。

看图1,图2,图3,航母甲板下安装好弹射轨道(41),按设计位置安装高压储气筒(7),将缸筒(1)尾端对准高压储气筒(7)上的对接口用法兰罗丝(34)连接固定。然后把活塞(2)对准缸筒(1)口装进缸筒(1)内,用法兰罗丝(34)把活塞缓冲板(20)安装固定在缸筒(1)口。将一段滑块总成(5)尾部活塞(14)的那一端串进活塞缓冲板(20)中间的力杆孔(23)内,推动一段滑块总成(5)把活塞(2)从缸筒(1)口推进到缸筒(1)尾部。把二段油楔滑块(25)安装在弹射轨道(41)的正下方为直立姿态。缸筒(1)和一段滑块总成(5)在二段油楔滑块(25)旁边位置。在一段油楔滑块(8)和二段油楔滑块(25)两边的平行滑块(32)位置向前做平行滑槽(37)固定在航母上,平行滑槽(37)与弹射轨道(41)平行,平行滑块(32)装在平行滑槽(37)的槽内。把一段钢带(4)的尾端固定在钢带固定点(9)船体的适当位置,再把一段钢带(4)绕过一段油楔滑块(8)前端于二段油楔滑块(25)连接。二段钢带(6)尾端固定在船体适当位置,二段钢带(6)再绕过二段油楔滑块(25)于上边的弹射滑梭(39)连接。钢带固定点(9)(18)也装有微调整钢带长度的功能。

看图8,图1,按图8绳索盘(51)设计做好储能绞车(50),安装在弹射轨道(41)尾端,装上储能绳索(46)和自动挂钓器(48),在自动挂钓器(48)加速4m处配套做脱钩柄(13)固定在弹射轨道(41)边沿上,自动挂钩器(48)碰到脱钩柄(13)时会开钩于弹射滑梭(39)分离。再安装好储能长轴(49)和转动轴,把航母主动力传给储能绞车(50),可拉回弹射滑梭(39)做弹射返回储能。

一艘航母并排安装4套舰载机油楔二段式弹射器,储能长轴(49)横着安装在4条弹射轨道(41)的尾端,上面串着4个储能绞车(50),分另对准4条弹射轨道(41),可随时带动四个储能绞车(50)。使每个储能绞车(50)通过自动挂钩器(48)都可拉动每个弹射轨道(41)上的弹射滑梭(39),从缓冲区(12)拉回到弹射起点(42)进行反回储能。高压储气筒(7)预计需有150m^3的容量,横着安装在4个缸筒(1)后边,高压气体可在4个缸筒(1)和高压储气筒(7)之间自由快速流动。高压储气筒(7)与空气压缩机做连接,一次压缩够高压储气筒(7)里的高压气体,以后高压气体不太足时随时可压缩补充。缓冲拦截绳(11)横着按装在弹射轨道(41)上边与航母甲板(10)下边的中间位置,并在活塞(2)弹射做功终止后弹射滑梭(39)继续向前滑行1~2m的位置。拦截绳(11)对弹射滑梭(39)的缓冲拦截区(12)长度为2m,使弹射器的自身运动部件在2m内缓冲减速停止。缓冲拦截器构造原理类似于辽宁舰的舰载机着舰拦截器。

为安全考虑有必要时,高压储气筒(7)可做成上下两条储气筒用三通接头连在缸筒(1)尾端,同时为缸筒(1)供气,上下储气筒多处用气体阀门连接,并在储气筒上也做多个气体阀门,在高压储气筒(7)有故障或不做弹射工作时关闭这些阀门,使高压储气筒(7)分隔为多个单元,防止区部受损整筒气体泄漏,某一区部有故障时利用阀门的调整依然可做弹射工作。气体阀门也可用来调整高压气体压强来适应弹射轻质量的飞机。气体阀门口径做的要大,使做弹射时高压气体的快速流动不受影响。再在高压储气筒(7)内横着做诸多个类时百叶窗的特种阀门,可在突发不测高压气体大流动超过正常工作流速时,叶片刹间被气流吹倒关闭百叶窗使其停止流动,阻止大事故发生,约间隔1m一个百叶窗阀。百叶窗架体要能承受巨大的压力又要保障正常工作时气体流动顺畅,必须做的纵向要宽点,而占用高压储气筒(7)横截面空间尽量要小,估计百叶窗阀约占高压储气筒(7)30%横截面空间能够做成。

舰载机油楔二段式弹射器的结构简单,局限性很小,应能适用与航母舰载机的弹射吧。这里只是对舰载机油楔二段式弹射器做了原理性设计说明,真正建造使用还要有更详细的设计进行性能优化与安全完善。

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