CN101948009A - 航空母舰舰载飞机蒸汽动力弹射器 - Google Patents

Abstract

本发明涉及了一种航空母舰舰载飞机蒸汽动力弹射器。它以高压蒸汽式动力弹射器为基础，安装由蒸汽蓄压器、缓冲汽缸、三通阀门、弹射高压汽缸缸体、水缸活塞、传动滑梭及凸起的柄穿过喷汽传动槽连接牵引器与飞机前起落架，动能通过以上顺序串连合传递将飞机弹射起飞。另外，通过在传动滑梭和水缸活塞内径安装水刹杆并且注入占内径容积1/5的注入水，将前者的剩余动能转换成受压水柱喷出，而安全停车。

Description

航空母舰舰载飞机蒸汽动力弹射器

技术领域

本发明涉及一种航空母舰舰载飞机蒸汽动力弹射器。

背景技术

按照动力和性价比分类，目前航空母舰的舰载飞机弹射器依次为：内燃弹射器、蒸汽弹射器、火药弹射器和磁悬弹射器。除了蒸汽弹射器相对技术较为成熟，其余三种都处于研制阶段。以蒸汽为动力的飞机弹射器是由蒸汽储压器、缓冲气缸、三通阀门、弹射高压气缸缸体、喷气传动槽、水缸活塞、传动滑梭、飞机前起落架牵引器、水刹车装置和回位装置构成。由于使用的航母舰载飞机蒸汽动力弹射器是一项军事技术，关系到国家海洋安全，作为发明国家美国把此类技术列为国家机密，不予公开。

发明内容

本发明提供的一种使用可靠安全的航空母舰舰载飞机蒸汽动力弹射器。

为了达到上述发明目的，本发明的航空母舰舰载飞机蒸汽动力弹射器是这样实现的：它包括有蒸汽储压器、缓冲气缸、三通阀门、弹射高压气缸缸体、喷气传动槽、水缸活塞、传动滑梭、飞机前起落架牵引器、水刹车装置和回位装置，其特征在于：弹射高压气缸缸体上设置有密封构件，且附设有喷射传动槽，缸体内组装有水缸活塞、水刹杆、连接销、传动滑梭，在另一端连接蒸汽三通阀门；弹射高压气缸缸体由数千片耐压环A与数百片耐压环B，分别从长达数十米的内胆两端外径套入用与内胆等长的四根螺杆勒紧固定，从耐压环B4的凹槽处插入密封条；传动滑梭与飞机前起落架牵引器连接；

其中内胆和密封条配合用于密封，耐压环用于受力，喷气传动槽为高压蒸汽的喷出与动能传递提供空间。

为了方便的生产与维修，应用水缸活塞可将传动滑梭与高压蒸汽隔离的特征，将内胆分割为两段，安装时分别焊接在一片耐压环A里面再对接；

组装在弹射高压气缸缸体的水缸活塞、水刹杆、连接销、传动滑梭，其特征在于：传动滑梭套在水刹杆外径，再一同插入水缸活塞的内径由连接销连接后共同组装在弹射高压气缸缸体内；

采用这样的结构可实现动能传递、水刹制动和将飞机与高压蒸汽隔离的三重功能；

当高压蒸汽由三通阀门进入弹射高压气缸缸体内推动水缸活塞、传动滑梭凸起的梭柄穿过喷气传动槽，向飞机前起落架牵引器传递动力，牵引飞机滑行起飞；长于飞机前起落架至机尾长度的传动滑梭加上水缸活塞将经由喷气传动槽喷出的高压蒸汽与飞机隔离保护飞机的安全；占水缸活塞容积1/5的水向前者运动相反的方向集中，撞击水刹杆撞击头，形成受压水柱，经过水刹杆进出水管、刹车底座A的内径喷出，水缸活塞牵引传动滑梭减速并停车；

三通阀门有两个对冲进气管和一个出气管，三者内径之和大于同等体积球阀内径之和，出气管插入弹射高压气缸缸体内；

在三通阀门和蒸汽储压器之间设置有缓冲气缸；

采用缓冲气缸可限制向弹射高压气缸缸体内的供气总量，加快三通阀门的供气速度，并且承受其反作用力，通过减小从蒸汽储压器的进气口，延长进气时间，减缓对蒸汽储压器的冲击力；

用于将处于弹射末端的水缸活塞和传动滑梭拉回的回位装置，其特征在于：在喷气传动槽上方的弹射气缸盖板与盖板之间的空间设置钢绳和滑轮，钢绳与电动回位装置和传动滑梭连接；

综合以上结构，本发明由于弹射高压气缸缸体采用喷气传动槽，结合水缸活塞，传动滑梭牵引飞机前起落架牵引器，达到牵引飞机加速滑行起飞；采用片型耐压环、内胆和密封条使弹射高压气缸缸体的耐压能力明显提高；由于水缸活塞可将传动滑梭、飞机与高压蒸汽分离，使本发明的实用性和安全性大大提高；设置的蒸汽进气口大于出气口并且大于相同体积球阀出气口，高压蒸汽的输出功率更大，推动飞机的滑行速度更快；设置的缓冲气缸在满足大功率高压蒸汽输出的同时限制了反作用力对蒸汽储压器的损坏；水刹车杆与水缸活塞配合，用水的作用力来缓冲传动滑梭与水缸活塞撞击力使后者安全停车，提高设备的使用寿命和平稳性。

附图说明

图1为本发明航空母舰舰载飞机蒸汽动力弹射器工作原理示意图；

图2为本发明航空母舰舰载飞机蒸汽动力弹射器系列分布俯视图；

图3为本发明的水刹杆、传动滑梭、水缸活塞和弹射高压汽缸缸体等的组装示意图；

图4为本发明的弹射高压气缸缸体、耐压环B、蒸汽三通阀门等的组装示意图；

图5为本发明的飞机前起落架与牵引器工作原理示意图；

图6为本发明的刹车底座、水刹杆、传动滑梭组装立体图；

图7为本发明弹射槽与非密封弹射高压汽缸左示图；

图8为本发明弹射槽与密封弹射高压汽缸右示图；

图9为本发明的高压水枪、传动滑梭、水缸活塞等工作示意图；

图10为本发明的蒸汽三通阀门侧视图；

图11、图12、图13为本发明的三通阀门分解侧视图；

以上图中所示：1、弹射气缸盖板，2、弹射槽，3、耐压环(A)，4、耐压环(B)，5、内胆，6、喷气传动槽，7、螺杆，8、异流板，9、弹射高压汽缸缸体，10、密封条，11、牵引器12、飞机前起落架，13、定位凸板，15、弹簧片，16、传动滑梭，17、水缸活塞，18、连接销，21、三通阀门，22、缓冲气缸，23、蒸汽蓄压器，26、阀门插管，27、传动轴，28、十字开关指示针，29、减速器，30、电动机，31、三通阀门进气管，33、受力支架，36、水刹杆，37、水刹杆撞击头，39、水刹杆进出水管，40、刹车底座(A)，41、刹车底座(B)，42、内胆固定销，43、水刹杆与底座B固定销，44、高压水枪，45、循环水箱，46、水泵，47、三通阀门转子、48、三通阀门外壳、56、电动回位装置，57、回位钢绳固定点，58、滑轮，59、回位钢绳

具体实施方式

实施例不构成对本发明的限制。

由图1所示：高压蒸汽经过蒸汽蓄压器23、缓冲汽缸22、三通阀门进汽管道31、受传动轴27、减速器29、电动机30的控制，通过三通阀门21进入弹射高压汽缸缸体9，如图4所示，快速推动水缸活塞17经过数米长的耐压环(B)4组成的密封段进入耐压环(A)3组成的非密封段，蒸汽由喷汽传动槽6向弹射气缸盖板1和飞行跑道上方喷出。

动能经过水缸活塞17、传动滑梭16凸起的柄穿过弹射高压汽缸9的喷汽传动槽6向牵引器11，飞机前起落架12传递，牵引飞机快速滑行。

占水缸活塞17容积1/5的水向前者运动向反的方向集中，撞击水刹杆撞击头37，如图9所示，形成受压水注，水经过水刹杆进出水管39和刹车底座A(40)的内径喷出，水缸活塞17通过连接销18牵引传动滑梭16减速并且停车。

牵引器11，如图5所示，与传动滑梭16分离，弹簧片15复原，并且与前起落架12一起回收，随飞机快速起飞而去。

关闭蒸汽三通阀门21，启动电动回位装置56，通过回位钢绳59滑轮58回位钢绳固定点57将传动滑梭16和水缸活塞17拉回起点。

如图1，图9所示，刹车底座(A)40内径喷出的水流入循环水箱45，再经过水泵46、高压水枪44、刹车底座(A)40的内径、水刹杆进出水管39重新注入水缸活塞17。

同时，后一架飞机的飞行员操作飞机对准数十米长的喷汽传动槽6滑行，如图2所示，轮胎压过定位凸板13产生震动，飞行员凭感觉操作飞机准确地操作飞机停入弹射位置，如图5所示，工作人员下压牵引器11，飞行员操作前起落架12上升，牵引器11勾紧传动滑梭16凸起的柄准备下一次弹射。

由图2所示，高压水枪44、受力支架33、刹车底座(A)40、刹车底座(B)41、弹射高压汽缸缸体9非密封段，耐压环(A)3、喷汽传动槽6、传动滑梭16凸起的柄、弹射高压汽缸缸体9密封段、耐压环(B)4、三通阀门21、受力支架33、减速器29、电动机30、电动回位装置56、异流板8分布俯视图。

还由图2所示可知，弹射起点的传动滑梭16至刹车底座(B)41的距离为最大弹射距离，在减去占水缸活塞17容积1/5的水的距离，本航母舰载飞机蒸汽动力弹射器的实际弹射距离不足20米。因此，必须有超过载4倍的动力才能将飞机弹射起飞。

由图3所示，弹射高压汽缸缸体9的一部分是由数千片耐压环(A)3套入内胆5外径，用四根螺杆7固定组成，有一条数十米长的喷汽传动槽6，槽内可容传动滑梭16凸起的柄来回自由地滑动；其次，传动滑梭16与水缸活塞17外套在水刹杆36的外径，并且是由连接销18固定的；再次，水刹杆36是由固定销43固定在刹车底座(A)41的；其四，高压水枪44与刹车底座(A)40的内径在同一条中心线上；其五，箭头所指为系列插入方向，直至刹车底座(B)41与耐压环(A)3相连，内胆固定销42插入高压汽缸内胆5。

由图4所示，弹射高压汽缸缸体9的另一部分是由数百片耐压环(B)4套入内胆5的外径，再插入数米长的密封条10用螺杆7固定组成的，箭头所指为三通阀门插管26的插入组装方向。

由图5所示，弹射汽缸盖板1、牵引器11、弹簧片15、飞机前起落架12、传动滑梭16、定位凸板13、回位钢绳固定点57、滑轮58、回位钢绳59分布图。

由图6所示，刹车底座(A)40、刹车底座(B)41、内胆固定销42、水刹杆与刹车底座(B)固定销43，水刹杆36、水刹杆撞击头37、水刹杆进出水管39、传动滑梭16、回位钢绳固定点57、连接销18的位置连接关系立体图。箭头所指为传动滑梭16的滑动方向，本图省略了水缸活塞17。

由图6可知，水刹杆36受自身结构强度的限制，不可能无限延长，合适的长度应为21米。

由图7所示，弹射汽缸盖板1以及弹射高压汽缸缸体9的耐压环(A)3、内胆5、喷汽传动槽6、螺杆7与弹射槽2的连接位置关系图。

由图8所示，弹射槽2与弹射汽缸盖板1、滑轮58以及弹射高压汽缸9的耐压环(B)4、内胆5、螺杆7、密封条10的位置连接关系。

由图7和图8结合图3和图4可知，只需简单扩大片型耐压环的外径和高度，弹射高压气缸缸体9就具有耐压200公斤/平方厘米以上的能力，只要将内径扩大到80厘米，弹射槽2的宽度1.2米，就能以300吨的动力，将40余吨的飞机以7倍超过载弹射起飞。

由图9所示，高压水枪44、刹车底座(A)40、刹车底座(B)41、内胆固定销42、水刹杆与底座B固定销43、水刹杆36、水刹杆撞击头37、水刹杆进出水管39、传动滑梭16、连接销18、水缸活塞17、回位钢绳固定点57的连接位置关系。

由图9可知，箭头所指方向为动能传递和水进出流动的方向，传递滑梭16连接销18和水缸活塞17传递给飞机后的剩余动能被转换成受压水柱喷出而安全停车。

由图10所示，三通阀门插管26、三通阀门转子47、三通阀门21、受力支架33、十字开关指示针28、传动轴27、减速器29、电动机30的位置连接关系。

由图11、图12、图13所示，三通阀门21的三通阀门插管26、三通阀门转子47、三通阀门外壳48的分解侧视图。

Claims (10)

1.一种航空母舰舰载飞机蒸汽动力弹射器，它以高压蒸汽式弹射为基础，安装蒸汽储压器、缓冲气缸、三通阀门、弹射高压气缸缸体、喷气传动槽、水缸活塞、传动滑梭、、飞机前起落架牵引器，通过以上顺序串连而成，其特征在于：弹射高压气缸缸体同时具有喷气传动槽的耐高压蒸汽动能且密封构件(9)；在弹射高压气缸缸体内能够组装水缸活塞(17)、水刹杆(36)、传动滑梭(16)、连接销(18)另一端还连接蒸汽三通阀门(21)；弹射高压气缸缸体是由数千片耐压环A(3)与数百片耐压环B(4)分别从长达数十米的内胆(5)两端外径套入，再用与内胆等长的四根螺杆勒紧固定，从耐压环B(4)的凹槽处插入密封条(10)组成；内胆和密封条用于密封，耐压环用于承受力，喷气传动槽(6)为高压蒸汽的喷出和动能传递提供空间。

2.按照权利要求1所述的航空母舰舰载飞机蒸汽动力弹射器，其特征在于：喷气传动槽(6)为宽5-6cm，长数十米，喷气传动槽(6)与水缸活塞(17)、连接销(18)、传动滑梭(16)和飞机前起落架牵引器(11)相组合，构成弹射器的动力传递装置。

3.按照权利要求1所述的航空母舰舰载飞机蒸汽动力弹射器，其特征在于：传动滑梭(16)套在水刹杆(36)的外径，一同插入水缸活塞(17)的内径，由连接销(18)连接；高压蒸汽推动水缸活塞(17)，传动滑梭(16)凸起的梭柄穿过喷气传动槽(6)向飞机前起落架牵引器(11)传递动力；水缸活塞(17)内的水向前者运动相反方向集中撞击水刹杆撞击头(37)形成受压水柱，经过水刹杆进出水管(39)刹车底座A(40)的内径喷出；水缸活塞(17)通过连接销(18)牵引传动滑梭(16)减速并停车；水缸活塞(17)水缸的长度等于弹射器的实际弹射距离加上水刹制动的距离；传动滑梭(16)加上水缸活塞(17)长于飞机前起落架至机尾的长度。

4.按照权利要求1所述的航空母舰舰载飞机蒸汽动力弹射器，其特征在于：连接在高压气缸缸体的蒸汽三通阀门具有两个对冲进汽管，出汽管插入高压气缸缸体(9)。

5.按照权利要求1所述的航空母舰舰载飞机蒸汽动力弹射器，其特征在于：在蒸汽三通阀门(21)与蒸汽储压器(23)之间设置有缓冲气缸(22)。

6.按照权利要求1所述的航空母舰舰载飞机蒸汽动力弹射器，其特征在于：喷气传动槽(6)上方的弹射气缸盖板(1)之间设置钢绳(59)和滑轮(58)，电动回位装置(56)拉动传动滑梭(16)及水缸活塞(17)回到起飞点。

7.按照权利要求1所述的航空母舰舰载飞机蒸汽动力弹射器，其特征在于：连接传动滑梭(16)与飞机前起落架的牵引器(11)，飞机前起落架(12)上升钩住传动滑梭(16)凸起的柄，以传动滑梭(16)传递的动能牵引飞机滑行，飞机快于传动滑梭(16)时，弹簧片(15)回位，牵引器自动分离，随起落架向前方飞行并回收。

8.按照权利要求1航空母舰舰载飞机蒸汽动力弹射器，其特征在于：在三通阀门(21)上安装有传动轴(27)、十字开关指示针(28)、减速器(29)、电动机(30)、电源开关控制三通阀门(21)的转子作360°转动来开启或者关闭阀门。

9.按照权利要求1航空母舰舰载飞机蒸汽动力弹射器其特征在于：水刹车喷出的水经过水道流入循环水箱(45)，又经水泵(46)、高压水枪(44)，射入刹车底座A(40)内径和刹车杆进出水管(39)流入水缸活塞(17)。

10.按照权利要求1航空母舰舰载飞机蒸汽动力弹射器其特征在于：飞行员操作飞机对准喷汽传动槽(6)滑行，凭轮胎压过定位凸板(13)的感觉，准确的停在弹射位置。

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