CN102765486B - 航空母舰舰载机弹射装置 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及一种航空母舰舰载机弹射装置。它包括有高压空气压缩机（1）、储气室（2）、推力汽缸（4）、第一滑轨齿条组合（5）、变速器（6）和第二滑轨齿条组合（7），高压空气压缩机（1）的输出口与储气室（2）输入口联接，储气室（2）输出口通过安装在进气管上的进气阀（3）与推力汽缸（4）的进气口联接，推力汽缸（4）的连杆与第一滑轨齿条组合（5）联接，第一滑轨齿条组合(5)的齿条与变速器(6)的输入齿轮啮合，变速器(6)的输出齿轮与第二滑轨齿条组合(7)的齿条啮合，第二滑轨齿条组合(7)的前端安装有牵引钩(8)。本发明具有如下的优点：不消耗淡水、能耗低、加工制造容易、故障率低、使用寿命长。

Description

航空母舰舰载机弹射装置
技术领域
本发明涉及一种航空母舰舰载机弹射装置。
背景技术
目前，美国航空母舰舰载机采用蒸汽弹射装置，它是利用核能所产生的高温高压水蒸汽（温度在450℃以上）推动两个活塞，在长度为70～80米的汽缸内高速运动，活塞带动航空母舰甲板上可滑动的牵引钩，牵引钩拉动飞机实现起飞。这种蒸汽弹射装置的缺点是：能量和淡水消耗太多，一次起飞需要1吨高温水蒸气；弹射装置的汽缸长度70～80米，制造困难，汽缸密封难度大；推动活塞的高温高压水蒸气对机件的损害和腐蚀也严重，故障率高，使用寿命短。
发明内容
本发明所要解决的技术问题就是提供一种不消耗淡水、能耗低、加工制造容易、故障率低、使用寿命长的航空母舰舰载机弹射装置。
本发明所要解决的技术问题是通过这样的技术方案实现的，它包括有高压空气压缩机、储气室、推力汽缸、第一滑轨齿条组合、变速器和第二滑轨齿条组合，高压空气压缩机的输出口与储气室输入口联接，储气室输出口通过安装在气管上的进气阀与推力汽缸的进气口联接，推力汽缸的连杆与第一滑轨齿条组合联接，第一滑轨齿条组合的齿条与变速器的输入齿轮啮合，变速器的输出齿轮与第二滑轨齿条组合的齿条啮合，第二滑轨齿条组合的前端安装有牵引钩。
本发明的工作过程是：高压空气压缩机一方面连续产生压缩空气，另一方面将预先压缩的空气储存在储气室里，打开安装在气管上的进气阀，储气室的压力通过高压空气作用在推力汽缸的活塞上，推动活塞向前运动，与活塞连接的连杆推动第一滑轨齿条组合，促使变速器的输入齿轮转动，通过变速器的变速，将第二滑轨齿条组合的速度提升至飞机起飞速度，第二滑轨齿条组合上安装的牵引钩能牵引飞机，实现舰载机弹射起飞。
由于本发明采用高压空气压缩机产生压缩空气，不使用淡水产生高温高压蒸汽，又由于本发明在推力汽缸后接有变速器，再用滑轨齿条组合将直线移动与齿轮转动相互转换，这样缩短了汽缸的长度，汽缸的加工制造变得容易，汽缸密封性好，耗能减少；另外，本发明汽缸没有高温蒸汽，对机件不会产生损害，由于汽缸无水蒸气，对机件也不会有腐蚀，所以本发明的故障率低、使用寿命长。本发明具有如下的优点：不消耗淡水、能耗低、加工制造容易、故障率低、使用寿命长。
附图说明
本发明的附图说明如下：
图1为本发明的结构示意图；
图2为图1中推力汽缸的结构示意图；
图3为图1中变速器的结构示意图；
图中：1.高压空气压缩机；2.储气室；3.进气阀；4.推力汽缸；41.汽缸底座；42.活塞；43.连杆；44.汽缸缸体；45.放气阀；46.汽缸后室；47.汽缸前室；48.前室气阀；5.第一滑轨齿条组合；51.第一滑轨槽；6.变速器；61.输入齿轮；62.变速齿轮组合；63.变速箱体；64.输出齿轮；7.第二滑轨齿条组合；71. 第二滑轨槽；8.牵引钩。
具体实施方式
本发明的构思是：利用压缩空气能瞬间释放能量产生快速运动的特性，通过变速器加速，使舰载机在短时内获得30 ～50吨的推力和最低起飞速度。
下面结合附图和实施例对本发明作进一步说明：
如图1所示，本发明包括有高压空气压缩机1、储气室2、推力汽缸4、第一滑轨齿条组合5、变速器6和第二滑轨齿条组合7，高压空气压缩机1的输出口与储气室2输入口联接，储气室2输出口通过安装在进气管上的进气阀3与推力汽缸4的进气口联接，推力汽缸4的连杆与第一滑轨齿条组合5联接，第一滑轨齿条组合5的齿条与变速器6的输入齿轮啮合，变速器6的输出齿轮与第二滑轨齿条组合7的齿条啮合，第二滑轨齿条组合7的前端安装有牵引钩8。
如图2所示，上述推力汽缸4包含有汽缸底座41、汽缸缸体44、活塞42和连杆43，汽缸底座41上接有装在进气管上的进气阀3和装在放气管上的放气阀45，活塞42装在汽缸缸体44内，将汽缸缸体44分为汽缸后室46和汽缸前室47，连杆43与活塞42正前面固定联接，并通过汽缸前室47伸出汽缸缸体44外，汽缸前室47顶端接有装在气管上的前室气阀48。
推力汽缸的工作过程是：开始时，适当开启进气阀3，高压气体缓慢进入汽缸后室46，对机械装置和飞机起到缓冲作用，活塞42的缓慢运动带动飞机缓慢运动；接着打开进气阀3至最大，高压气体快速进入汽缸后室46，推动活塞42高速前进，同时前端的飞机发动机也开大油门，二者共同作用达到飞机的起飞速度。
当活塞运行到临近顶端时，汽缸底座41上联接的放气阀45打开，释放汽缸后室46的高压气体，同时汽缸前室47联接的前室气阀48打开，向汽缸前室47充入高压气体，反向推动活塞42及相连的装置作反向运动而复位，这样完成一次飞机的起飞过程。在活塞向前推动的过程中，与前室气阀48相连的气管有排除汽缸前室47中空气的作用。
如图3所示，上述变速器6包括输入齿轮61、变速齿轮组合62、变速箱体63和输出齿轮64，输入齿轮61和输出齿轮64装在变速箱体63外的两侧，输入齿轮61通过输入轴与变速箱体63内的变速齿轮组合62连接，变速齿轮组合62通过输出轴与变速箱体63外另一侧的输出齿轮64连接。
实施例
高压空气压缩机1由发动机或电动机驱动，现有的高压空气压缩机能提供6 ～10兆帕或更高的空气压强，供气量为每分钟20 ～30立方米。储气室2放置在航空母舰的一处，其储气量设定为200 ～300立方米，储气室2可承受的压强远大于高压空气压缩机1所提供的空气压强，储气室2的作用是，在使用高压空气时，为避免高压空气压缩机1供气不足而补充气体和维持气压。
推力汽缸4为大型空气汽缸，其直径为1.5 ～2.0米，汽缸内活塞42行程为2.0～2.5米，在汽缸底座41上设有一个大的进气管或多个进气管，保证在进气阀3全部打开时，使高压气体瞬时畅通进入汽缸后室46，以实现强大推力和高速度运动。理论上计算，在活塞与汽缸缸体严格密封的条件下，活塞42可获得1500 ～2000吨的推力。而且进气阀3能有效控制推力大小和推动速度，这种控制方式安全、可靠。
将滑轨和齿条固定安装成一体构成滑轨齿条组合，滑轨齿条组合与其相啮合的齿轮之间有专用的润滑油喷嘴为齿轮运转提供润滑。第一滑轨齿条组合5安装在第一滑轨槽51内，其长度为2～2.5米，它的一端与推力汽缸4的连杆43联接，其下部齿条与变速器6的输入齿轮61啮合。输入齿轮61的直径为0.6 ～0.8米，输入齿轮61的承载力选为2000 ～4000吨，变速器6变速比可选1∶36。变速器6的输出齿轮64与第二滑轨齿条组合7的齿条啮合，输出齿轮64直径为2米，第二滑轨齿条组合7的长度为70 ～90米，第二滑轨齿条组合7安装在第二滑轨槽71内，其前端安装有牵引钩8。
若推力汽缸4在高压气体推动时，能产生并承载1500吨以上的推力，其活塞行程刚好能使变速器6的输入齿轮61转动1圈左右，通过变速器6的加速，能使输出齿轮64传递给第二滑轨齿条组合7的推力变为40 ～50吨，第二滑轨齿条组合7的运动速度达到60 ～90米/秒，实现舰载机起飞。
若需要更大的推力，只需将推力汽缸4的工作压强提高到10兆帕或者加大推力汽缸4直径就能实现。如有需要，可将起飞甲板设计成仰角3°～7°。
本发明的特点是：依靠目前的工业制造能力，能制造出本发明的舰载机弹射装置，该高压空气加速装置的性能稳定，可操控性能好，使用范围广，维修、装配方便。

Claims (5)

1.航空母舰舰载机弹射装置，其特征是：包括有高压空气压缩机（1）、储气室（2）、推力汽缸（4）、第一滑轨齿条组合（5）、变速器（6）和第二滑轨齿条组合（7），高压空气压缩机（1）的输出口与储气室（2）输入口联接，储气室（2）输出口通过安装在进气管上的进气阀（3）与推力汽缸（4）的进气口联接，推力汽缸（4）的连杆与第一滑轨齿条组合（5）联接，第一滑轨齿条组合(5)的齿条与变速器(6)的输入齿轮啮合，变速器(6)的输出齿轮与第二滑轨齿条组合(7)的齿条啮合，第二滑轨齿条组合(7)的前端安装有牵引钩(8)。
2.根据权利要求1所述的航空母舰舰载机弹射装置，其特征是：所述推力汽缸（4）包括有汽缸底座（41）、汽缸缸体（44）、活塞（42）和连杆（43），汽缸底座（41）上接有装在进气管上的进气阀（3）和装在放气管上的放气阀（45），活塞（42）装在汽缸缸体（44）内，将汽缸缸体（44）分为汽缸后室（46）和汽缸前室（47），连杆（43）与活塞（42）正前面固定联接，并通过汽缸前室（47）伸出汽缸缸体（44）外，汽缸前室（47）顶端接有装在气管上的前室气阀（48）。
3.根据权利要求1或2所述的航空母舰舰载机弹射装置，其特征是：所述变速器（6）包括输入齿轮（61）、变速齿轮组合（62）、变速箱体（63）和输出齿轮（64），输入齿轮（61）和输出齿轮（64）装在变速箱体（63）外的两侧，输入齿轮（61）通过输入轴与变速箱体（63）内的变速齿轮组合（62）连接，变速齿轮组合（62）通过输出轴与变速箱体（63）外另一侧的输出齿轮（64）连接。
4.根据权利要求1或2所述的航空母舰舰载机弹射装置，其特征是：第一滑轨齿条组合（5）安装在第一滑轨槽（51）内。
5.根据权利要求4所述的航空母舰舰载机弹射装置，其特征是：第二滑轨齿条组合（7）安装在第二滑轨槽（71）内。
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