專利名稱：一種飛機(jī)彈射器動(dòng)力設(shè)備與工藝的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明屬于飛機(jī)彈射器領(lǐng)域。本發(fā)明涉及一種飛機(jī)彈射器動(dòng)力設(shè)備與工藝，更具體地說(shuō)，是一種以高壓氣體為推動(dòng)力，推動(dòng)氣缸中活塞高速運(yùn)動(dòng)并通過(guò)連桿帶動(dòng)飛機(jī)加速，在很短的距離(很短時(shí)間)內(nèi)使飛機(jī)達(dá)到起飛速度；在活塞運(yùn)動(dòng)后程再通過(guò)減壓氣缸減速停止，在活塞兩端氣壓相等的情況下回位并回收動(dòng)力氣體。
背景技術(shù)：
我國(guó)首艘航母已經(jīng)入役了，是對(duì)前蘇聯(lián)瓦良格號(hào)的改裝，采用滑躍起飛。這種起飛方式由于受甲板長(zhǎng)度的限制，嚴(yán)重制約了飛機(jī)的起飛重量及起飛頻率，戰(zhàn)斗機(jī)的載彈量與燃油攜帶量也將會(huì)收到很大限制，幾乎不可能搭載重量超過(guò)30噸的預(yù)警機(jī)、反潛偵察機(jī)以及電子對(duì)抗機(jī)等。而彈射器可以克服滑躍起飛的缺點(diǎn)。彈射器相關(guān)專利及文獻(xiàn)如下CNlO 1948009A公開(kāi)了 一種航空母艦艦載飛機(jī)蒸汽動(dòng)力彈射器。它以高壓蒸汽式動(dòng)力彈射器為基礎(chǔ)，安裝由蒸汽蓄壓器、緩沖汽缸、三通閥門(mén)、彈射高壓汽缸缸體、水缸活塞、傳動(dòng)滑梭及凸起的柄穿過(guò)噴汽傳動(dòng)槽連接牽引器與飛機(jī)前起落架，動(dòng)能通過(guò)以上順序串連合傳遞將飛機(jī)彈射起飛。另外，通過(guò)在傳動(dòng)滑梭和水缸活塞內(nèi)徑安裝水剎桿并且注入占內(nèi)徑容積1/5的注入水，將前者的剩余動(dòng)能轉(zhuǎn)換成受壓水柱噴出，而安全停車(chē)。目前世界上服役的航母裝備彈射器的都是蒸汽彈射器。這種彈射器存在結(jié)構(gòu)復(fù)雜，工作環(huán)境惡劣，運(yùn)行與維護(hù)費(fèi)用高的缺點(diǎn)。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的在于提供一種結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，工作環(huán)境良好，運(yùn)行與維護(hù)費(fèi)用較低的飛機(jī)起飛的彈射設(shè)備。本發(fā)明的方法是以高壓氣體作為動(dòng)力，減壓氣缸與活塞運(yùn)動(dòng)的氣缸連成一個(gè)整體，彈射活塞的停止采用緩沖氣缸和減速汽缸減速，回收大部分高壓氣體。本發(fā)明體現(xiàn)在以下幾點(diǎn)(I)以高壓氣體作為動(dòng)力，高壓氣體主要指空氣(可以是其他氣體或蒸汽)，這樣避免了高溫蒸汽對(duì)操作環(huán)境的影響，避免了高溫下設(shè)備保溫防護(hù)的苛刻要求，避免了高溫下對(duì)潤(rùn)滑油的較高要求與較大損耗；采取常溫操作，改善了工作環(huán)境，降低了運(yùn)行維護(hù)成本。(2)結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，結(jié)構(gòu)主體為氣缸，由彈射氣缸、緩沖氣缸與減速氣缸三段構(gòu)成一個(gè)整體，彈射氣缸與減速氣缸用緩沖氣缸隔開(kāi)；減速氣缸呈喇叭狀，氣缸的活塞直徑也大于彈射活塞；緩沖氣缸中設(shè)有彈簧，與迎撞活塞和減速氣缸活塞相連；彈射氣缸的末端與緩沖氣缸各設(shè)置兩個(gè)閥，分別與大氣連通和轉(zhuǎn)換氣包連通。(3)彈射活塞的停止采用緩沖氣缸和減速汽缸減速，當(dāng)高速運(yùn)動(dòng)的彈射活塞的子彈頭撞擊到緩沖氣缸的迎撞活塞后，彈簧首先被壓縮并推開(kāi)減速氣缸活塞，減速氣缸中氣體涌入緩沖氣缸進(jìn)一步對(duì)彈射活塞緩沖減速，彈射活塞受到的反向作用力逐漸增大，很快運(yùn)動(dòng)活塞在巨大的反向力作用下停止；在彈射活塞運(yùn)動(dòng)過(guò)程中，當(dāng)活塞體超過(guò)大氣連通閥位時(shí)，連通閥內(nèi)活塞被頂起，繼續(xù)保持氣缸的密閉狀態(tài)，在減速氣缸中氣體被壓縮與減速氣缸中氣體涌入的雙重作用下，緩沖氣缸與大氣連通閥內(nèi)活塞也被頂起，實(shí)現(xiàn)氣缸的封閉；與水剎相比，不消耗水，同時(shí)可以回收部分動(dòng)能。(4)活塞運(yùn)動(dòng)停止后，減速氣缸的活塞回位，彈射活塞被推回彈射汽缸的尾部；關(guān)閉彈射閥，打開(kāi)彈射氣缸前后的連通閥，實(shí)現(xiàn)彈射活塞前后壓力的平衡，再打開(kāi)緩沖氣缸與轉(zhuǎn)換氣包連通閥，開(kāi)通與壓縮機(jī)吸入缸之間的連通閥，回收大部高壓氣體，與此同時(shí)，牽引活塞歸位。本發(fā)明還在彈射汽缸底部設(shè)置補(bǔ)壓管道(與儲(chǔ)氣氣包相連)，間隔地設(shè)置補(bǔ)壓閥，由程序自動(dòng)控制閥的開(kāi)啟，及時(shí)補(bǔ)壓，在彈射條件相同的情況下可以增加載彈量。本發(fā)明還采取調(diào)整儲(chǔ)氣氣包壓力方式，可以讓彈射器適應(yīng)不同機(jī)種、不同載彈量飛機(jī)彈射起飛的要求。本發(fā)明的具體實(shí)現(xiàn)過(guò)程彈射操作員啟動(dòng)彈射閥，高壓氣體進(jìn)入氣缸，對(duì)活塞產(chǎn)生推力并傳遞給飛機(jī)牽引桿(彈射活塞與飛機(jī)的連接方式及甲板上的操作參見(jiàn)現(xiàn)有航母彈射器，關(guān)于很多設(shè)備部件現(xiàn)有航母彈射器存在較大改進(jìn)空間，細(xì)節(jié)參見(jiàn)相關(guān)組成設(shè)備的實(shí)用新型)，拖拽桿釋放，飛機(jī)便開(kāi)始加速滑行，高壓氣體源源不斷地進(jìn)入氣缸，持續(xù)產(chǎn)生彈射力，飛機(jī)滑行越來(lái)越快，達(dá)到起飛速度時(shí)，牽引桿與滑梭脫離，飛機(jī)便如離弦之箭飛速而去。在彈射行程末端，當(dāng)高速運(yùn)動(dòng)的彈射活塞的子彈頭撞擊到緩沖氣缸的迎撞活塞后，彈簧首先被壓縮并推開(kāi)減速氣缸活塞，減速氣缸中氣體涌入緩沖氣缸進(jìn)一步對(duì)彈射活塞緩沖減速，彈射活塞受到的反向作用力逐漸增大，很快運(yùn)動(dòng)活塞在巨大的反向力作用下停止；在彈射活塞運(yùn)動(dòng)過(guò)程中，當(dāng)活塞體超過(guò)大氣連通閥位時(shí)，連通閥內(nèi)活塞被頂起，繼續(xù)保持氣缸的密閉狀態(tài)，在減速氣缸中氣體被壓縮與減速氣缸中氣體涌入的雙重作用下，緩沖氣缸與大氣連通閥內(nèi)活塞也被頂起，實(shí)現(xiàn)氣缸的封閉。活塞運(yùn)動(dòng)停止后，減速氣缸的活塞回位，彈射活塞被推回彈射汽缸的尾部；關(guān)閉彈射閥，打開(kāi)彈射氣缸前后的連通閥，實(shí)現(xiàn)彈射活塞前后壓力的平衡，再打開(kāi)緩沖氣缸與轉(zhuǎn)換氣包連通閥，開(kāi)通與壓縮機(jī)吸入缸之間的連通閥，回收大部高壓氣體，與此同時(shí)，牽引活塞歸位。設(shè)置補(bǔ)壓閥時(shí)，當(dāng)彈射活塞經(jīng)過(guò)閥位時(shí)，壓力作用于補(bǔ)壓閥活塞，活塞打開(kāi)，實(shí)現(xiàn)補(bǔ)壓；當(dāng)彈射行程結(jié)束后，關(guān)閉閥門(mén)，當(dāng)彈射活塞歸位超過(guò)補(bǔ)壓閥閥位時(shí)，補(bǔ)壓閥活塞在氣壓作用下復(fù)位。調(diào)整儲(chǔ)氣氣包壓力，采取的方式可以是多設(shè)一個(gè)高壓儲(chǔ)氣包，通過(guò)節(jié)流閥調(diào)整壓力；可以是在儲(chǔ)氣氣包中設(shè)置加熱器，通過(guò)換熱調(diào)溫調(diào)整壓力。


附圖1是發(fā)明實(shí)施例1的工藝流程示意圖附圖2是發(fā)明實(shí)施例2的工藝流程示意圖
具體實(shí)施例方式實(shí)施例1圖1中氣源氣包I，彈射氣缸2，彈射活塞3，減速氣缸4，緩沖氣缸5，轉(zhuǎn)換氣包6，壓縮機(jī)7，大氣連通閥8。設(shè)計(jì)參數(shù)彈射汽缸長(zhǎng)80m與緩沖汽缸長(zhǎng)2m，缸徑450mm，減速氣缸長(zhǎng)3m，兩個(gè)一組，活塞、連桿、滑梭重量500KG，滑塊滑動(dòng)摩擦系數(shù)取O.1，飛機(jī)推力40000N，空氣絕熱指數(shù)1.29，單個(gè)儲(chǔ)氣包體積110m3，壓力35atm。經(jīng)簡(jiǎn)單計(jì)算，起飛飛機(jī)質(zhì)量22500KG。彈射活塞由連杠連接滑梭，再用牽引桿與飛機(jī)前起落架相連，滑梭由拖拽桿固定。彈射操作員啟動(dòng)彈射閥，高壓氣體由氣源氣包I進(jìn)入彈射氣缸2前端，對(duì)彈射活塞3產(chǎn)生推力并傳遞給牽引桿，拖拽桿釋放，飛機(jī)便開(kāi)始加速滑行，高壓氣體源源不斷地進(jìn)入彈射氣缸2，持續(xù)產(chǎn)生彈射力，飛機(jī)滑行越來(lái)越快，滑行加速度平均約42m/s2，到達(dá)76m處，用時(shí)約1.9s，飛機(jī)達(dá)到起飛速度時(shí)，牽引桿與滑梭脫離，飛機(jī)便如離弦之箭飛速而去。在彈射行程末端，當(dāng)高速運(yùn)動(dòng)的彈射活塞3的子彈頭撞擊到緩沖氣缸5的迎撞活塞后，彈簧首先被壓縮并推開(kāi)減速氣缸4的活塞，減速氣缸4中氣體涌入緩沖氣缸5進(jìn)一步對(duì)彈射活塞3緩沖減速,彈射活塞3受到的反向作用力逐漸增大,很快彈射活塞3在巨大的反向力作用下停止；在彈射活塞3運(yùn)動(dòng)過(guò)程中，當(dāng)活塞體超過(guò)大氣連通閥8閥位時(shí)，連通閥內(nèi)活塞被頂起，繼續(xù)保持氣缸的密閉狀態(tài)，在減速氣缸中氣體被壓縮與減速氣缸中氣體涌入的雙重作用下，緩沖氣缸與大氣連通閥8內(nèi)活塞也被頂起，實(shí)現(xiàn)氣缸的封閉。彈射活塞3運(yùn)動(dòng)停止后，減速氣缸4的活塞回位，彈射活塞3被推回彈射汽缸2的尾部；關(guān)閉彈射閥，打開(kāi)彈射氣缸前后的連通閥，實(shí)現(xiàn)彈射活塞3前后壓力的平衡，再打開(kāi)緩沖氣缸5與轉(zhuǎn)換氣包6連通閥，開(kāi)通與壓縮機(jī)7吸入缸之間的連通閥，回收大部高壓氣體，與此同時(shí)，牽引彈射活塞3歸位；當(dāng)彈射缸及緩沖缸內(nèi)壓力降低至設(shè)定值，與之相連的大氣連通閥8活塞在重力作用下復(fù)位。本發(fā)明例I事實(shí)的效果是結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，工作環(huán)境良好，運(yùn)行與維護(hù)費(fèi)用較低。實(shí)施例2圖2中儲(chǔ)氣包1，彈射氣缸2，彈射活塞3，減速氣缸4，緩沖氣缸5，轉(zhuǎn)換氣包6，壓縮機(jī)7，大氣連通閥8，補(bǔ)壓閥9。設(shè)計(jì)參數(shù)彈射汽缸長(zhǎng)85m與緩沖汽缸長(zhǎng)3m，缸徑450mm，減速氣缸長(zhǎng)3m，兩個(gè)一組，活塞、連桿、滑梭重量500KG，滑塊滑動(dòng)摩擦系數(shù)取O.1，飛機(jī)推力40000N，空氣絕熱指數(shù)1. 29,單個(gè)儲(chǔ)氣包體積IlOm3,補(bǔ)壓筒體積IOm3,壓力35atm。經(jīng)簡(jiǎn)單計(jì)算,起飛飛機(jī)質(zhì)量23600KG，較例I增加載彈量1100KG。彈射活塞由連杠連接滑梭，再用牽引桿與飛機(jī)前起落架相連，滑梭由拖拽桿固定。彈射操作員啟動(dòng)彈射閥，高壓氣體由儲(chǔ)氣包I進(jìn)入彈射氣缸2前端，對(duì)彈射活塞3產(chǎn)生推力并傳遞給牽引桿，拖拽桿釋放，飛機(jī)便開(kāi)始加速滑行，高壓氣體源源不斷地進(jìn)入彈射氣缸2，持續(xù)產(chǎn)生彈射力，當(dāng)彈射活塞經(jīng)過(guò)補(bǔ)壓閥位時(shí)，壓力作用于補(bǔ)壓閥活塞，活塞打開(kāi)，實(shí)現(xiàn)補(bǔ)壓，使飛機(jī)基本處于恒加速度下滑行。飛機(jī)滑行越來(lái)越快，滑行加速度約42m/s2，到達(dá)76m處，用時(shí)約1. 9s，飛機(jī)達(dá)到起飛速度時(shí)，牽引桿與滑梭脫離，飛機(jī)便如離弦之箭飛速而去。在彈射行程末端，當(dāng)高速運(yùn)動(dòng)的彈射活塞3的子彈頭撞擊到緩沖氣缸5的迎撞活塞后，彈簧首先被壓縮并推開(kāi)減速氣缸4的活塞，減速氣缸4中氣體涌入緩沖氣缸5進(jìn)一步對(duì)彈射活塞3緩沖減速,彈射活塞3受到的反向作用力逐漸增大,很快彈射活塞3在巨大的反向力作用下停止；在彈射活塞3運(yùn)動(dòng)過(guò)程中，當(dāng)活塞體超過(guò)大氣連通閥8閥位時(shí)，連通閥內(nèi)活塞被頂起，繼續(xù)保持氣缸的密閉狀態(tài)，在減速氣缸中氣體被壓縮與減速氣缸中氣體涌入的雙重作用下，緩沖氣缸與大氣連通閥8內(nèi)活塞也被頂起，實(shí)現(xiàn)氣缸的封閉。彈射活塞3運(yùn)動(dòng)停止后，減速氣缸4的活塞回位，彈射活塞3被推回彈射汽缸2的尾部；關(guān)閉彈射閥，打開(kāi)彈射氣缸前后的連通閥，實(shí)現(xiàn)彈射活塞3前后壓力的平衡，再打開(kāi)緩沖氣缸5與轉(zhuǎn)換氣包6連通閥，開(kāi)通與壓縮機(jī)7吸入缸之間的連通閥，回收大部高壓氣體，與此同時(shí)，牽引彈射活塞3歸位；當(dāng)彈射缸及緩沖缸內(nèi)壓力降低至設(shè)定值，與之相連的大氣連通閥8活塞在重力作用下復(fù)位；當(dāng)彈射行程結(jié)束時(shí)，關(guān)閉補(bǔ)壓閥9，當(dāng)彈射活塞3歸位超過(guò)補(bǔ)壓閥9閥位時(shí)，補(bǔ)壓閥9活塞在氣壓作用下復(fù)位。本發(fā)明例2實(shí)施的效果是推力基本恒定，確保較高的加速度，使飛機(jī)載彈量增加。實(shí)施例3參見(jiàn)圖1，儲(chǔ)氣氣包中設(shè)置加熱器，溫度由30°C升溫至90°C，壓力調(diào)整至42atm。設(shè)計(jì)參數(shù)彈射汽缸長(zhǎng)85m與緩沖汽缸長(zhǎng)3m，缸徑450mm，減速氣缸長(zhǎng)3m，兩個(gè)一組，活塞、連桿、滑梭重量500KG，滑塊滑動(dòng)摩擦系數(shù)取O.1，飛機(jī)推力40000N，空氣絕熱指數(shù)1. 29，單個(gè)儲(chǔ)氣包體積110m3。調(diào)整儲(chǔ)氣氣包壓力至42atm，經(jīng)簡(jiǎn)單計(jì)算，起飛飛機(jī)質(zhì)量30000KG，較例I增加起飛重量7500KG。本發(fā)明例3實(shí)施的效果是采取調(diào)整儲(chǔ)氣氣包壓力方式，可以讓彈射器適應(yīng)不同機(jī)種、不同載彈量飛機(jī)彈射起飛的要求。
權(quán)利要求
1.一種飛機(jī)彈射器動(dòng)力設(shè)備與工藝，其特征在于(1)以高壓氣體作為動(dòng)力，高壓氣體主要指空氣(可以是其他氣體或蒸汽)，采取常溫操作，改善了工作環(huán)境，降低了運(yùn)行維護(hù)成本；(2)結(jié)構(gòu)主體為氣缸，由彈射氣缸、緩沖氣缸與減速氣缸三段構(gòu)成一個(gè)整體，彈射氣缸與減速氣缸用緩沖氣缸隔開(kāi)，減速氣缸呈喇叭狀，氣缸的活塞直徑也大于彈射活塞，緩沖氣缸中設(shè)有彈簧，與迎撞活塞和減速氣缸活塞相連，彈射氣缸的末端與緩沖氣缸各設(shè)置兩個(gè)閥，分別與大氣連通和轉(zhuǎn)換氣包連通；(3)彈射活塞的停止采用緩沖氣缸和減速汽缸減速，當(dāng)高速運(yùn)動(dòng)的彈射活塞的子彈頭撞擊到緩沖氣缸的迎撞活塞后，彈簧首先被壓縮并推開(kāi)減速氣缸活塞，減速氣缸中氣體涌入緩沖氣缸進(jìn)一步對(duì)彈射活塞緩沖減速，彈射活塞受到的反向作用力逐漸增大，很快運(yùn)動(dòng)活塞在巨大的反向力作用下停止，在彈射活塞運(yùn)動(dòng)過(guò)程中，當(dāng)活塞體超過(guò)大氣連通閥位時(shí)，連通閥內(nèi)活塞被頂起，繼續(xù)保持氣缸的密閉狀態(tài)，在減速氣缸中氣體被壓縮與減速氣缸中氣體涌入的雙重作用下，緩沖氣缸與大氣連通閥內(nèi)活塞也被頂起，實(shí)現(xiàn)氣缸的封閉；(4)活塞運(yùn)動(dòng)停止后，減速氣缸的活塞回位，彈射活塞被推回彈射汽缸的尾部，關(guān)閉彈射閥，打開(kāi)彈射氣缸前后的連通閥，實(shí)現(xiàn)彈射活塞前后壓力的平衡，再打開(kāi)緩沖氣缸與轉(zhuǎn)換氣包連通閥，開(kāi)通與壓縮機(jī)吸入缸之間的連通閥，回收大部高壓氣體，與此同時(shí)，牽引活塞歸位。
2.根據(jù)權(quán)利I所述的飛機(jī)彈射器動(dòng)力設(shè)備與工藝，其特征在于在彈射汽缸底部設(shè)置補(bǔ)壓管道(與儲(chǔ)氣氣包相連)，間隔地設(shè)置補(bǔ)壓閥，由程序自動(dòng)控制閥的開(kāi)啟，及時(shí)補(bǔ)壓，在彈射條件相同的情況下可以增加載彈量。
3.根據(jù)權(quán)利I所述的一種飛機(jī)彈射器動(dòng)力設(shè)備與工藝，其特征在于采取調(diào)整儲(chǔ)氣氣包壓力方式，可以讓彈射器適應(yīng)不同機(jī)種、不同載彈量飛機(jī)彈射起飛的要求。
全文摘要
一種飛機(jī)彈射器動(dòng)力設(shè)備與工藝，更具體地說(shuō)，是一種以高壓氣體為推動(dòng)力，推動(dòng)氣缸中活塞高速運(yùn)動(dòng)并通過(guò)連桿帶動(dòng)飛機(jī)加速，在很短的距離(很短時(shí)間)內(nèi)使飛機(jī)達(dá)到起飛速度；在活塞運(yùn)動(dòng)后程再通過(guò)減壓氣缸減速停止，在活塞兩端氣壓相等的情況下回位并回收動(dòng)力氣體。本發(fā)明能達(dá)到的效果結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，工作環(huán)境良好，運(yùn)行與維護(hù)費(fèi)用較低；可以維持推力基本恒定，確保較高的加速度，使飛機(jī)載彈量增加；可以采取調(diào)整儲(chǔ)氣氣包壓力方式，可以讓彈射器適應(yīng)不同機(jī)種、不同載彈量飛機(jī)彈射起飛的要求。
文檔編號(hào)B64F1/06GK103010478SQ20121056219
公開(kāi)日2013年4月3日 申請(qǐng)日期2012年12月11日 優(yōu)先權(quán)日2012年12月11日
發(fā)明者陶俊, 徐繼紅 申請(qǐng)人:淮南市明月環(huán)?？萍加邢挢?zé)任公司