專利名稱：航空母艦艦載機蒸汽彈射器的制作方法
技術領域：
本實用新型涉及一種蒸汽彈射器，特別涉及一種航空母艦艦載機蒸 汽彈射器。
背景技術：
目前，航空母艦艦載機蒸汽彈射器技術對固定翼艦載機，從航母上 起飛必須依靠彈射器來獲得一個初始加速度，從而在滑跑距離有限的條 件下達到足夠的起飛速度，雖然該技術是英國人發明的蒸汽彈射器，但 迄今為止，只有美國造出了用于實戰的彈射器，美國現用的蒸汽彈射器 使用的是氣缸開口技術，此技術缺陷是1、在解決氣缸開口處所要承受 的強大漲力上，要付出質量上的代價。2、在解決氣缸開口反扣技術上， 指"密封鎖鏈"要承受巨大的蒸汽壓力和鎖鏈磨損，極易變形和損壞， 上千架次需要維修和更換部件，維護量大。原因是美國現用的航空母艦艦載機彈射器采用的是開口氣缸，其開 口對稱的筒壁就需要相應加厚，否則在蒸汽的高壓之下，開口處會增大， 導致密封不嚴密，蒸汽外瀉。實際上，除對稱筒壁加厚外，開口氣缸外 壁也要加固，由于采用了開口氣缸，最大的麻煩是活塞的密封刀經過開 口時的密封問題，其實，彈射器活塞與普通活塞沒有不同，不過彈射器 上的活塞較長，主要目的是1、增強其穩定性，2、是由于密封刀必須 非常薄，而推力又比較大，所以只有增加密封刀寬度才能解決問題，而 密封刀的寬度增加了，活塞也需要相應增加長度。引出牽引部分是通過 密封與外部部件連接的，彈射器最大的問題是密封刀與U型密封條的結 合處，由于密封刀經過時必須把U型密封條在接口處頂開，頂開之后與 密封刀接縫處一定會又蒸汽外瀉，如果U型密封條的密封力很大，密封 效果肯定很好，但是密封刀的阻力也會很大，U型密封條磨損也就越快，所以為了很好地解決密封，運行阻力及u型密封條磨損問題，美國率先采用了 "高壓細流水密封技術"解決了這個問題，雖然還會有一些蒸汽外瀉，但密封刀的摩擦阻力與u型密封條磨損率已經大大降低。不過，它并不完美，u型密封條磨損仍然是困擾彈射器的最大隱患，日常維護與檢修都相當麻煩，雖然一直在不斷改進材質及采用新技術，但至今仍 不能令人滿意，美軍對此意見很大。艦載機起飛時都是利用彈射器軌道上的滑塊把飛機高速彈射出去， 而依據艦載機與滑塊的聯結方式，彈射方式可分為拖索式和前輪牽引式，其中拖索式彈射方式是五十年代開始使用的老方式，需要8 — 10名甲板 工作人員先用鋼質拖索把飛機掛在滑塊索上，再用一根索引釋放桿把其 尾部與彈射器后端固定連接，彈射時，猛力前沖的滑塊拉斷索引釋放桿 上的定力拉斷栓，牽引飛機沿軌道迅速加速，在軌道末端把飛機加速到 直起飛速度拋離甲板，拖索從飛機上拖落，滑塊返回彈射器起點準備下 一次工作。另一種方式是前輪牽引彈射方式是美國海軍1964年試驗成功 的，艦載機的前輪支架裝有拖曳桿，前輪就直接掛在滑塊上，彈射時， 由滑塊直接拉著飛機前輪加速起飛，這樣就不用8 — 10名甲板工作人員 掛拖索和撿拖索了。本方案彈射時間縮短，飛機的方向安全性好，操作 簡便，美軍現役核動力航空母艦都采用這種起飛方式，但由于力的作用 是直接加力，沒有能量緩沖，艦載機的前輪起落架需要做專門設計并加 固。發明內容本實用新型的目的在于提供一種成本低廉、實用性強、維護量低的 航空母艦艦載機蒸汽彈射器。本實用新型通過以下技術方案實現本實用新型的一種航空母艦艦載機蒸汽彈射器，包括航空母艦艦甲 板，程序控制系統，所述艦甲板和程序控制系統包括發射系統和潤滑系 統，所述發射系統包括艦甲板尾部開設的導槽，沿導槽移動的彈射緩沖 器，彈射緩沖器一端與一環形鋼纜連接，所述環形鋼纜環繞在設置于艦 倉內的沿所述導槽布置的前、后兩固定支承輪上，通過支架固定在艦體 上的氣缸設置于所述環形鋼纜下方，可做環形移動的所述環形鋼纜和氣 缸內的活塞兩端固定連接，所述高壓密封式氣缸一端設有潤滑系統、并 通過高壓蒸汽管與氣動閥門相連接，另一端設有排氣孔和活塞制動緩沖器。本實用新型所述的一種航空母艦艦載機蒸汽彈射器，其中所述潤 滑系統包括在所述氣缸兩端部設有徑向隔板，所述徑向隔板兩側各設有 一對相切的密封潤滑輪，其相切面帶有凹槽，從所述兩輪凹槽之間穿過 的所述鋼纜與所述凹槽之間設有通過高壓油泵注入高壓密封潤滑油的潤 滑腔；所述活塞制動緩沖器為彈簧；所述前、后固定支承輪的輪外緣帶 有凹槽，所述后固定支承輪為通過電機帶動鋼纜可反向移動；所述鋼纜 為光滑處理的鋼纜；所述氣缸為若干段活塞筒體通過法蘭連接構成一個 整體式氣缸。本實用新型具有如下顯著優點本實用新型所述的航空母艦艦載機 蒸汽彈射器無需氣缸開口和密封鎖鏈設計，彈射架次在一萬次以上不需 要維修，降低了建造成本和發射成本，并使得艦載機飛行員操作起飛和 彈射同步自動化，本實用新型設計合理，造價低廉，實用性強，維護量 低，對大推力彈射器的發展留有廣闊發展空間，可根據航空母艦和艦載 機所要求的數據對5—200噸推力的彈射器和70米、80米、90米、120 米等起飛距離，即彈射器的行程距離，進行彈射器的設計和定型，本技 術是未來艦載機彈射器領域的領先技術。

圖1:表示本實用新型的一種航空母艦艦載機蒸汽彈射器結構示意圖。 圖2:表示本實用新型的一種航空母艦艦載機蒸汽彈射器潤滑系統結 構示意圖。圖3:表示潤滑系統左視圖。
具體實施方式
以下結合附圖和具體實施例對本實用新型作進一步介紹，但不作為 對本實用新型的限定。如圖1所示， 一種航空母艦艦載機蒸汽彈射器，包括航空母艦艦甲 板l，程序控制系統、發射系統和潤滑系統4，所述發射系統包括艦甲板 l尾部開設的導槽8，該導槽8既為蒸汽彈射器軌道，內設滑塊5，沿導 槽8移動的滑塊5，滑塊5 —端與一鋼纜可做環形移動的環形鋼纜3連接， 所述環形鋼纜3環繞在設置于艦倉內的沿所述導槽8布置的前固定支承 輪2和后固定支承輪9上，通過支架(圖中未示出)固定在艦體上的高壓密封式氣缸10設置于所述環形鋼纜3下方，所述環形鋼纜3和氣缸10 內的活塞6兩端固定連接，所述氣缸10—端設有密封潤滑系統4、并通 過高壓蒸汽管12與連通，氣動閥門13主要是控制蒸汽進入的速度，通 常采用氣動模度閥門，該種閥門可以控制蒸汽壓力而達到控制彈射器動 作的目的，另一端設有排氣閥17和活塞制動緩沖器15，所述活塞制動緩 沖器15為彈簧，所述排氣閥17是把氣缸內的蒸汽排放出去，所述環形 鋼纜3為光滑處理的鋼纜，在活塞上設置有工作側排氣閥22，在甲板尾 部設置有位持器19。所述潤滑系統4如圖2所示，包括在所述氣缸10 —端部設有徑向隔 板11，所述徑向隔板11兩側各設有一對相切的密封潤滑輪16,如圖3 所示，密封潤滑輪16外緣環面帶有半圓形凹槽18，兩相切的密封潤滑輪 16的半圓形凹槽18構成一個圓環形通道，所述環形鋼纜3從所述凹槽 18之間組成圓形通道內穿過，所述環形鋼纜3與所述凹槽18之間設有通 過高壓油泵20注入高壓密封潤滑油的潤滑腔21 。所述前、后固定支承輪的輪外緣帶有凹槽，其中后固定支承輪9為 可通過電機帶動進行反向轉動，使環形鋼纜3產生反向回位運動。所述 氣缸10為若干段氣缸筒體7通過法蘭14連接構成一個整體式氣缸10。工作原理及過程重型飛機要想從航空母艦上起飛，必須有蒸汽彈射器，蒸汽彈射器 做動系統主要部件除了前述氣缸、活塞、引出牽引部分、高壓蒸汽管、氣動閥門，排氣閥之外，還需要包括彈射器附屬系統:、貯水池、高壓水泵，鍋爐、加熱裝置，安全閥、測距儀、壓力傳感器等部件。每起飛 一架飛機，通過海水淡化設備、鍋爐和加熱裝置制造蒸汽，在飛機起飛前，由位持器19把尾部扣在一個堅固點上，飛機前輪與滑塊5相連，滑 塊5以掛鉤鉤住飛機，滑塊5是蒸汽彈射器唯一露在飛行甲板1上的零 件，飛機前面的甲板下，設有氣缸IO，至少45m長，氣缸10內的活塞6 通過環形鋼纜3與滑塊5相連，蒸汽由航空母艦上的鍋爐輸出，增壓后 通過氣動閥門13和高壓蒸汽管12輸入氣缸10，飛機起飛時開足馬力， 但被位持器19扣住，蒸汽彈射器一啟動，飛機引擎的動力加上蒸汽壓力， 飛機前沖，在設定的距離內達到飛機起飛相適應的速度，如時速250km。飛機彈射起飛脫離滑塊5后，活塞6短距離內停止，即可在2—5米的距 離內停頓，滑塊5移回原位，推動另一架飛機起飛，航空母艦上每個蒸 汽彈射器每分鐘可推動兩架飛機起飛，測距儀可以精確地測量出蒸汽彈 射器位置以及蒸汽彈射器的速度，而兩側的壓力傳感器可精確地讀出蒸 汽彈射器內的壓力，這些數據以極快的速度輸入程序控制系統，程序控 制系統對這些數據進行處理后，準確控制氣動閥門，從而達到起飛飛機 的目的，也能通過控制氣動閥門使彈射器返回原來位置，通常航空母艦 最多裝設4個蒸汽彈射器。 工作流程-第一步彈射飛機，當鍋爐的蒸汽可以滿足彈射使用時，氣動閥門 才能打開，這時，飛機發動機起動，同時彈射器動作信號發出，工作一 側的氣動閥門13打開，同時返回側的排氣閥門17打開，活塞6在高壓 蒸汽推動下同時通過推動滑塊帶動飛機，使飛機高速運行，活塞6另一 側氣缸筒體內側因壓力劇增使余汽從排氣閥迅速排出，當達到起飛速度 時，工作側氣動閥門13關閉，同時排氣閥17也關閉，由于活塞6沒有 了外力，即蒸汽推力，同時也由于排氣閥17關閉，使活塞6運行時受到 極大阻力而停止，當然，為了安全起見，還是需要安裝一個活塞制動緩 沖器15。第二步蒸汽彈射器返回，為了彈射另一架飛機，蒸汽彈射器必須 在極短的時間內迅速返回原位，返回時與上述程序相反，還可安裝帶有 離合器的電機驅動回位，同時，工作側排氣閥22打開，活塞6用電機驅 動返回到原位，由于僅是使彈射器歸位而己，彈射器返回不同于工作， 工作時只要飛機起飛了，彈射器立即停止，而不管彈射器在什么位置， 而返回時則需要彈射器準確地停在起飛飛機的位置上，以便再次迅速起 飛飛機，減少起飛間隔時間。
權利要求1. 一種航空母艦艦載機蒸汽彈射器，包括航空母艦艦甲板，程序控制系統，其特征在于所述艦甲板和程序控制系統包括發射系統和潤滑系統，所述發射系統包括艦甲板尾部開設的導槽，沿導槽移動的彈射緩沖器，彈射緩沖器一端與一環形鋼纜連接，所述環形鋼纜環繞在設置于艦倉內的沿所述導槽布置的前固定支承輪與后固定支承輪上，通過支架固定在艦體上的氣缸設置于所述環形鋼纜下方，可做環形移動的所述環形鋼纜和氣缸內的活塞兩端固定連接，所述高壓密封式氣缸一端設有潤滑系統、并通過高壓蒸汽管與氣動閥門相連接，另一端設有排氣孔和活塞制動緩沖器。
2. 根據權利要求1所述的一種航空母艦艦載機蒸汽彈射器，其 特征在于所述潤滑系統包括在所述氣缸一端部設有徑向隔板，所 述徑向隔板兩側各設有一對相切的密封潤滑輪，其相切面帶有凹槽， 從所述兩輪凹槽之間穿過的所述鋼纜與所述凹槽之間設有通過高壓 油泵注入高壓密封潤滑油的潤滑腔。
3. 根據權利要求2所述的一種航空母艦艦載機蒸汽彈射器，其 特征在于所述活塞制動緩沖器為彈簧。
4. 根據權利要求3所述的一種航空母艦艦載機蒸汽彈射器，其特 征在于所述前固定支承輪、后固定支承輪的輪外緣帶有凹槽，所述 后固定支承輪為通過電機帶動鋼纜可反向移動。
5. 根據權利要求4所述的一種航空母艦艦載機蒸汽彈射器，其特 征在于所述鋼纜為光滑處理的鋼纜。
6. 根據權利要求5所述的一種航空母艦艦載機蒸汽彈射器，其特 征在于所述氣缸為若干段活塞筒體通過法蘭連接構成一個整體式氣 缸。
專利摘要本實用新型涉及一種蒸汽彈射器，特別涉及一種航空母艦艦載機蒸汽彈射器，提供一種成本低廉、實用性強、維護量低的航空母艦艦載機蒸汽彈射器，包括甲板，程序控制系統、發射系統和潤滑系統，發射系統包括甲板尾部開設的導槽，沿導槽移動的彈射緩沖器，彈射緩沖器一端與一環形鋼纜連接，環形鋼纜環繞在前、后兩固定支承輪上，氣缸設置于所述環形鋼纜下方，環形鋼纜和氣缸內的活塞兩端固定連接，高壓密封式氣缸一端設有潤滑系統、通過高壓蒸汽管與氣動閥門相連接，另一端設排氣孔和活塞制動緩沖器，無需氣缸開口和密封鎖鏈設計，彈射架次在一萬次以上不需要維修，降低建造成本和發射成本，設計合理，造價低廉，實用性強，維護量低。
文檔編號B64F1/06GK201089521SQ200720170140
公開日2008年7月23日 申請日期2007年8月10日 優先權日2007年8月10日
發明者霍宏嶺, 霍方華 申請人:霍方華