CN110466793A - 一种双缸侧开口内燃式航母飞机弹射器 - Google Patents

Abstract

一种双缸侧开口内燃式航母飞机弹射器，主要有燃油罐、液氧储存罐、气缸体、气缸头、活塞以及斜导块连接板、活塞缓冲系统、排气管、泄漏气体抽气系统、归位钢索、钢索单向锁定器，其中，气缸体一侧有供曲形连接板伸出滑动的缸体开口，缸体开口有可水平滑动的金属密封条，曲形连接板的另一端连接于中间十字连接板，中间十字连接板的下方装有钢索单向锁定器，中间十字连接板的上方设有滑梭，中间十字连接板的十字前下方通过螺栓装有一个水平方向上的斜导块连接板，斜导块连接板的中部通过螺栓安装有用于推出金属密封条的密封条打开推动斜导块、端部通过螺栓安装有用于推动金属密封条关闭的密封条封闭推动斜导块。该弹射器具有构造更简洁的优点。

Description

一种双缸侧开口内燃式航母飞机弹射器

技术领域

本发明涉及航母飞机弹射器技术领域，具体涉及一种双缸侧开口内燃式航母飞机弹射器。

背景技术

此前某一些航母上飞机起飞，弹射器有一个气缸。虽然弹射器的研发已经进入电磁弹射的阶段，但是对于一些航空母舰和大型舰艇，采用气缸的弹射方式还是较成熟、可取的。

一般的，常规航母飞机弹射器主要构件包括三部分。一、弹射器做功系统：开口活塞体、活塞环、引出牵引部分、密封条、导气管、气动阀门、排气阀、安全阀、测距仪、压力传感器；二、弹射器附属系统：海水淡化设备、贮水池、高压水泵、锅炉、加热装置；三、弹射器控制系统和导流板。

从内部结构上看，一台蒸汽动力弹射器按功能可以分成七个主要系统：起飞系统、蒸汽系统、归位系统、液压系统、预力系统、 润滑系统、 控制系统，航空母舰弹射器是大家较关注的事物，网上已经有很多记载，很多人都进行了关注、研究，都有相当程度的了解，限于篇幅不在这里详细陈述。

整个气缸总成是弹射器中重要的一个装置，通过底座固定在弹射器槽的气缸轨上而连成一体，这种多截连接气缸结构有利于降低生产，运输和维修的成本，而且可以更灵活地应付整体上的热变形。

其中，值得说明的是有已知的弹射器的气缸外缝盖和密封条的最重要作用是在气缸缝外形成密封，也有，密封条和气缸外缝盖在气缸缝的外部形成一个完整的钩型结构，可以钩住气缸缝以防气缸内部压力增大的时气缸缝扩大。它们的传力板是从气缸的正上方引出连接滑梭。

另外，美国的航母飞机弹射器的气缸的开口和伸出的用于连接滑梭的传力板是在气缸的上方。这样，气缸的开口外面设有多个重型的气缸外缝盖用于密封气缸的开口，气缸外缝盖极为笨重，密封效果也不是很好，使甲板上逸出很多泄漏的高压气体。

如果对气缸式的弹射加以改进，既不用笨重的气缸外缝盖，又从气缸内加以密封并且采用侧开口的方式，让其构件更少，方案更简洁，维护更容易，这无疑具有新的优势。

发明内容

为了达成上述的目的，本发明提供了一种双缸侧开口内燃式航母飞机弹射器，该弹射器主要由气缸体、气缸头、活塞以及斜导块连接板、燃油罐、液氧储存罐、活塞缓冲系统、排气管、泄漏气体抽气系统、归位钢索、钢索单向锁定器构成，

该弹射器的气缸体的缸体开口设于汽缸体的一侧，所述的气缸体的前端用连接螺栓连接有气缸头、尾端内通过缓冲器安装连接盘设有活塞缓冲系统，气缸体内设有活塞，该活塞包括其后部的活塞头、活塞中间轴、滑导环以及连接于其后的曲形连接板，气缸体的一侧设有供曲形连接板伸出滑动的缸体开口，所述的缸体开口设有可水平滑动的金属密封条，金属密封条有伸出缸体开口的平面构造，平面构造的下平面设有齿条，齿条下方装有保证金属密封条平行移动的金属密封条同步齿轮，平面构造的上平面的中间段设有用于推动金属密封条平移的密封条推动轴承，所述的活塞中间轴的后部上方设有一个连接板安装平面，该连接板安装平面通过连接板安装螺丝孔装有一个曲形连接板的一端，曲形连接板的另一端通过螺栓连接于中间十字连接板，中间十字连接板的下方装有钢索单向锁定器，中间十字连接板的上方设有滑梭，中间十字连接板的十字前下方通过螺栓装有一个水平方向上的斜导块连接板，斜导块连接板的中部通过螺栓安装有用于推出金属密封条的密封条打开推动斜导块、端部通过螺栓安装有用于推动金属密封条关闭的密封条封闭推动斜导块；

所述的气缸头内设有数个燃烧室，每个燃烧室设有独立的燃油喷嘴、火花塞、液氧喷嘴，所述的液氧储存罐设有通向液氧喷嘴的输气管，该输气管靠液氧喷嘴的一端设有液氧脉冲泵，所述的燃油罐设有通向燃油喷嘴的输油管，该输油管连接燃油喷嘴的一端设有燃油脉冲泵，

每个燃烧室下方设有用于活塞口在归位时排气的排气阀门，排气阀门的下方设有拉动排气阀门的排气阀门拉动连接耳，排气阀门的下方还设有用于开关排气阀的排气阀门控制电机，排气阀门控制电机通过连杆铰接于排气阀门拉动连接耳，所述的气缸头的下方设有用于连接排气管的排气管连接口，排气管与排气管连接口用螺栓连接，排气管设有A抽风机和B抽风机；

所述的归位钢索安装于舰体的数个滑轮，上方的两个滑轮之间穿过用于活塞归位时自动锁定钢索的钢索单向锁定器内，两个滑轮之间设有用于活塞归位的钢索绞轮和归位电机；

所述的泄漏气体吸气主管道上设有数条抽气支管，抽气支管的头部设有抽气进气口，抽气进气口装于两条气缸体中间的下方。

本发明能产生的有益效果是：本发明具有结构更简洁的优点，使得维护更容易。

附图说明

图1为本发明的飞机弹射示意图。

图2为本发明的活塞归位示意图。

图3为本发明的活塞头整体断面结构示意图。

图4为本发明的活塞中段整体断面结构示意图。

图5为本发明的缸体开口金属密封条打开示意图。

图6为本发明的缸体开口金属密封条关合示意图。

图7为本发明的活塞与缸体结合示意图。

图8为本发明的金属密封条关合过程示意图。

图9为本发明的活塞整体结构示意图。

图10为本发明的气缸头基本结构示意图。

图11为本发明的活塞缓冲系统基本结构示意图。

以上附图中，各个部件的标识分别为：

1、液氧脉冲泵， 2、燃油脉冲泵， 3、火花塞， 4、气缸头空腔， 5、排气阀门， 6、排气阀门控制电机， 7、排气管， 8、气缸体， 9、A抽风机， 10、燃油罐， 11、B抽风机， 12、活塞头，13、飞机， 14、液氧储存罐， 15、滑梭， 16、抽风机C， 17、泄漏气体吸气主管道， 18、抽气进气口， 19、支管抽风机， 20、甲板， 21、弹簧筒， 22、滑轮， 23、抽气支管， 24、输油管， 25、输气管， 26、归位钢索， 27、归位电机， 28、钢索绞轮， 29、钢索单向锁定器， 30、金属密封条同步齿轮， 31、金属密封条， 32、曲形连接板， 33、活塞中间轴， 34、滑导环， 35、中间十字连接板， 36、密封条推动轴承， 37、滑动限位长孔， 38、斜导块连接板， 39、密封条封闭推动斜导块， 40、密封条打开推动斜导块， 41、齿条， 42、气环槽， 43、油环槽， 44、回油斜管， 45、活塞轴侧加强筋， 46、连接板安装螺丝孔， 47、连接板安装平面， 48、滑导环缺口，49、润滑油管， 50、活塞缓冲撞针， 51、喷油环， 52、排气管连接口， 53、排气门铰接销，54、燃油喷嘴， 55、液氧喷嘴， 56、燃烧室， 57、冷却道， 58、气缸连接面， 59、连接螺栓，60、排气阀门拉动连接耳， 61、撞针环， 62、缓冲器可伸缩前端， 63、前段弹簧， 64、中段弹簧， 65、后伸缩段弹簧， 66、缓冲器尾伸缩段， 67、齿轮轴槽， 68、缸体开口， 69、缓冲器安装连接盘， 100、气缸头， 200、活塞， 300、泄漏气体抽气系统， 400、活塞缓冲系统。

具体实施方式

对于美国的弹射器的气缸外缝盖和缸体开口68向上，从开口中伸出传力板连接滑梭，显得过于大和重，需要的维护以及材料替换较难。这样，我们设计另一种更经济的方案，使弹射器在性能好、维护方便的方向上超过他们。

我们解决弹射器开口构造和使用方法的方案，是在气缸内放置密封条，然后通过前进的活塞200，将气缸里的金属密封条直接顶入缸体开口68，即气缸缝，并利用一块斜导块连接板38配合密封条推动轴承36将密封条压紧，从而压力的不泄漏。本发明液体燃料内燃式航母飞机13起飞弹射器有一个气缸体8和气缸体8中直线运动的活塞200，前述的传力板从气缸体8的侧边水平引出连接到一个中间十字连接板35再连接滑梭15。

本发明液体燃料内燃式航母飞机13起飞弹射器可无需用到多个蒸汽弹射必要的设施。

本发明中的气缸都采用优质钢材，耐海水海风腐蚀、自身厚度满足本发明的燃烧方式产生的压力即可，比其他的一些方案提出的钢材厚度要低。本发明在构造和成本上以及安全性上，都是可以有很多优势。 弹射过程的动力控制结构前面提到， 飞机13弹射时加速度要控制在可承受的负荷范围内， 这是通过控制蒸汽注入弹射气缸的流量和流量的变化来实现的。弹射控制阀在这里起到最关键的作用。这个阀门的开关速度和幅度的精确度会直接影响到弹射加速度的可控性。整个弹射过程对加速度的控制，最后是通过改变阀门的开关时间和幅度还完成的。在操作上，弹射阀门的控制需要专门通过一条既定的阀门调节曲线来进行。

不同飞机13和不同装备的配搭， 都会有不同的弹射重量。要保证足够的弹射速度和正确的加速度，弹射的时候要根据不同的重量制定相应的阀门调节曲线。测定这些曲线的方法， 是用一种被称为空负荷的滑车模仿飞机13的起飞重量，在弹射器上反复弹射测定加速度而获得弹射阀门的控制数，随着飞机的装备多样化，飞机和不同装备的总重量出现更多差异。本发明也在设计中通过流量表等仪器对燃料进入燃烧室56的剂量进行控制，达到最佳的弹射效果。

根据气缸内燃烧的气压的推算和试验，我们可得出运载、拖动一架飞机13的气压在多短的时间内被高速推出几十米的距离，所需要的通过燃烧室56燃烧达成的高气压值和热能量推动活塞200的运动，这通过控制液氧和燃油的份量即可达到。

总的来说，本发明需要进一步解决的问题是：一、对活塞体的推动，二、气缸体开口段的密封，三、快速再弹射的能力，主要是活塞归位。

为使本发明实施例的目的、技术方案和优点更加清楚明白，下面结合实施例和附图，对本发明实施例做进一步详细说明。在此，本发明的示意性实施例及其说明用于解释本发明，但并不作为对本发明的限定。为了能清楚的描述本发明实施例所提供的方案，下面将对本发明实施例所应用的一个场景进行描述。对本发明描述中“前”与“后”概念，根据起飞弹射时活塞运动的方向而定，在对本发明的叙述中以弹射器弹射的方向为前，以活塞头归位的方向为后。

本发明的附图中的可视为折断的部位为因画图长度而无法或省略画出的部分。

图1为本发明的飞机弹射示意图。

就本图对本发明弹射器的弹射方案做一个简述。

在本发明中，有液氧和燃油作为弹射器的弹射动力能源，液氧和燃油分别装在一个燃油罐10、一个液氧储存罐14里。液氧和燃油分别通过一个输油管24和一个输气管25，分别在一个液氧脉冲泵1和一个燃油脉冲泵2的作用下，输送到一个气缸中燃烧产生强大的大气压推动活塞高速前进。

本发明中有多个燃烧室56，每个燃烧时都有一个火花塞3。气缸头100包括多个燃烧室56和一个气缸头空腔4，燃烧室56有燃油喷嘴54、液氧喷嘴55入口。在燃烧中，火花塞3起到作用。燃烧使气缸头空腔4产生极大的高压气体和热量推动活塞200前进。

火花塞3，俗称火嘴。火花塞3的作用是把高压导线送来的脉冲高压电放电，击穿火花塞3两电极间空气，产生电火花以此引燃气缸内的混合气体。火花塞3与点火系统和供油系统配合使发动机作功，在很大程度上共同决定着发动机的性能。

本发明中有两个气缸头100，气缸头100包括多个燃烧室56和一个气缸头空腔4。每个气缸头100的气缸头空腔4都与一个气缸体8相连接。

本发明中该弹射器有两个气缸头100和两个气缸体8，每一个气缸头100和气缸体8都相连接。关于两个气缸体8，每个气缸体8都由若干节气缸连接而成，一般设计数量约为众多个，需要时可加长为三十节。每个气缸的长度约四米，气缸是圆柱形，气缸的内壁前中后部位大小相同，两个气缸体中有两个相同的活塞200，两个气缸体水平放置的、相互平行，从它们相向的各自一侧有开口。每个缸体开口68处设有两个相同的金属密封条31。一个气缸体8的开口中伸出一个曲形连接板32，曲形连接板32可在金属密封条31封闭之前与开口没有摩擦接触。两个气缸的两个曲形连接板32通过一个中间十字连接板35连接，中间十字连接板35的十字上端连接着一个滑梭15，滑梭15用于连接飞机13的连接部，带动飞机13起飞。在飞机13起飞前，由位持器钢圈把尾部扣在一个坚固点上，飞机13前轮附近的牵引杆垂落到一个“滑梭15”内，滑梭15以挂钩钩住飞机13。滑梭15是蒸汽弹射器唯一露在飞行甲板20上的零件。

参考图7的部件标识，对活塞200的描述。两个气缸体里都有活塞200，每个活塞200都包括其后部的活塞头12、活塞中间轴33、滑导环34以及连接于其后的曲形连接板32，曲形连接板32通过螺丝安装在活塞中间轴33的连接板安装平面47上，每个曲形连接板32都连接在一个中间十字连接板35的左右两侧的十字部位上，中间十字连接板35的十字上部连接着一个滑梭15，中间十字连接板35的十字下部连接着一个斜导块连接板38，一个斜导块连接板38下连接有一个导板，导板下部有多个直线上的钢索单向锁定器29。每个活塞200还包括其前部的活塞缓冲撞针50。

活塞前段是从活塞缓冲撞针到滑导环的部位，活塞中段指紧紧连接于中间滑圈后的活塞中间轴33上的连接板安装平面47和曲形连接板32部位，活塞后部为活塞头12。

滑导环34是略小于缸体内径的圆柱形结构，可在其侧边上的某一个竖向位置开出一个缺口，用来通过润滑油管49到活塞前端。

关于活塞缓冲系统400，活塞200在前进后有惯性撞击向前方，所以需要在气缸体8前端设置活塞缓冲系统400。活塞缓冲系统400的长度为若干米，由三级弹簧构成， 弹簧装在依次套接的三个弹簧筒21里，三个弹簧筒21都装在气缸的前边末端。

关于滑梭15。在航母上飞机13起飞前，由位持器钢圈把尾部扣在一个坚固点上，飞机13前轮附近的牵引杆垂落到一个滑梭15内，滑梭15以挂钩钩住飞机13。滑梭15是蒸汽弹射器唯一露在飞行甲板20上的零件。飞机13前面的甲板20下，有多个平行圆筒，每个大约长四米，筒中的活塞200与滑梭15相连。蒸汽由母舰上的锅炉输出，增压后输入滑梭15。飞机13起飞时开足马力，但被位持器扣住。蒸汽弹射器一启动，飞机13引擎的动力加上蒸汽压力，使钢圈断开，飞机13前冲，在45米距离内达到时速250千米/小时。飞机13弹射起飞脱离滑梭15后，活塞200在归位电机的牵引下使滑梭15移回原位，推动另一架飞机13起飞。

关于滑轮22，活塞200需要归位到气缸头100的空腔前的位置以备下次再发射，本发明中采用了归位钢索26来拉动活塞200归位到气缸头空腔4前的位置。在甲板20下安装有滑轮22，滑轮22用来使归位钢索26在一个固定的路径上尽量小阻力的运动。

因为飞机13弹射时气缸体8中存在的高气压无法即使释放，影响活塞200的归位，所以，气缸体8还设有一个装置用于释放弹射时产生的高气压。该装置包括排气阀门5、排气阀门控制电机6、排气管7、A抽风机9、B抽风机11。

A抽风机9和B抽风机11在排气管7中组成一个两级抽气，加强抽气效果。

气缸体8开口会有泄漏气体溢出在甲板20上影响飞机13起飞弹射工作人员的视线，所以本发明还设置了泄漏气体抽气系统300。该泄漏气体抽气系统300由泄漏气体吸气主管道17、支管抽风机19等构成。泄漏气体从抽气进气口18被吸到甲板20下。

本发明还设置了一个归位电机27和一个钢索绞轮28，钢索绞轮28套在归位电机27的轴上，归位钢索26以一边进一边出的状态缠绕在钢索绞轮28上。归位电机27具有足够后的功率，可正转、反转，可空转。

活塞200需要归位到气缸头空腔4前的位置以备下次再发射，本发明中采用了归位钢索26来拉动活塞200归位到气缸头空腔4前的位置。

因为飞机13弹射时气缸体8中存在的高气压无法及时释放，影响活塞200的归位，所以，气缸体8还设有一个装置用于释放弹射时产生的高气压。该装置包括排气阀门5、排气阀门控制电机6、排气管7、A抽风机9、B抽风机11。

本发明设计在气缸体8的前后部位各设置两个滑轮22，贴近气缸体8的前后部位的下方的滑轮22的中心支点固定在气缸体8的前后部位，稍微远离气缸体8的前后部位的下方的两个滑轮22的中心支点固定在甲板20下方，有四个滑轮22拉开一定的距离组成一个回路，归位钢索26在这个回路的路径上被归位电机27驱动着运动，使钢索单向锁定器29在归位时能夹紧归位钢索26，把活塞200带到气缸头空腔4前。

活塞200运动时气缸体8内活塞头12后部存在很高的气压，当活塞归位时，工作人员需要控制开关控制排气阀门5打开并且通过A抽风机9、B抽风机11的电源开关A抽风机9、B抽风机11。泄漏气体吸气主管道17还设有C抽风机16。

飞机13弹射时，高压气体从气缸体8开口中溢出。每一节气缸下都有一个抽气支管23，各个抽气支管23中都有支管抽风机19C和抽风机D，抽气进气口18贴近气缸，把弹射时高气压高热气体由泄漏气体吸气主管道17吸收走，朝甲板20下方排放。

重复地说明，本发明中的包括活塞归位控制的各项控制可采用弹射系统控制台，也可应用人工操控的方式。

液氧和燃油只在飞机13弹射时安排工作人员进行持续工作约两三秒的时间的通过开关阀门提供，随后停止。该工作由熟练工或一个程序控制机操作。

图2为本发明的活塞归位示意图。

从图中可知，活塞归位就是与活塞前进相反的过程，不同的是，活塞归位可以以较慢的速度进行，此时排气管7有抽风机对外进行抽气。

归位电机27的电源由舰上电源系统供给。

图3为本发明的活塞头整体断面结构示意图。

气缸体8由多节相同长度的气缸通过气缸连接面58用足够粗大的连接螺栓59连接而成，长度约为100米。

气缸用螺栓贴着甲板20悬挂在甲板20下。

本发明中有众多个气缸，每个气缸中都有一个活塞200，两个水平放置的、相互平行的活塞，从它们相向的各自一侧有开口，从开口中都伸出一个曲形连接板32，两个曲形连接板32通过一个中间十字连接板35连接，中间十字连接板35的十字上端连接着一个滑梭15。

本图展示活塞头12，活塞头12上有气环，具有一定的自带密封效果，还有油环，使活塞头12的前进或归位阻力更小。

曲形连接板32的一端水平地用螺丝连接在活塞中间轴的安装连接平面上。安装连接平面位于活塞中间段的最前端。曲形连接板32的中间部位呈U形下沉，曲形连接板32的另一端经过U形下沉部位之后向上折起。因为在相邻的活塞中间轴33之上而相邻的两个曲形连接板32的折起部分各贴近一个中间十字连接板35，曲形连接板32的折起部分和中间十字连接板35上都设有螺丝孔，通过螺栓和螺帽进行固定。

本发明中两个活塞头12的前面中间是曲形连接板32，两个曲形连接板32与一个中间十字连接板35连接。中间十字连接板35的上端连接着滑梭15。

本发明在每个气缸的开口处都布置有两个相同构造的金属密封条31，每一个金属密封条31的长度都与半个气缸的长度一致。金属密封条31是条状结构，组成一个气缸体8整体开口段的密封。气缸内金属密封条31只做水平方向的活动，它有上下边沿可与气缸体8开口的沟槽紧密贴合。金属密封条31可在一个水平的左右空间范围内伸缩。

每个气缸的内壁开口处上下位置都有沟槽。金属密封条31两个边上有凸起勾条，可以与气缸体8开口处的沟槽相搭扣。

每个气缸的开口处的下边的位置上都有水平方向上突出长板，长板上安装有一个金属密封条同步齿轮30。

缸体开口68处的下边的位置上水平方向上突出长板的边沿垂直部位下面设有凹槽，因此两个气缸体8都在水平方向上形成一个中间悬空的轨道的两边，用于插入中间十字连接板35连接的一个斜导块连接板38下部的一个导板。

导板在斜导块连接板38的后面位置，可接近到达活塞头12的归位位置。这在图3与图4的剖面对比中也可看出。

导板下固定连接有多个直线方向上的钢索单向锁定器29。钢索单向锁定器29处在上述的有四个滑轮22拉开一定的距离组成的一个回路路径中，能在活塞归位时夹住锁定归位钢索26。导报和钢索单向锁定器29具有足够的强度。

钢索单向锁定器29是一种两边为三角形的柔性构造，材质包括橡胶等，中间为留空部位，留空部位的中心线就是归位钢索26上活动路径。留空部位的一头留空距离较大、一头留空距离较小，留空部位的两头都在留空距离较小的一头两边橡胶材料在活塞前进方向时向外甩开可无阻通过归位钢索26，但活塞归位后退方向时橡胶材料向内合近，两个三角形的边挤压归位钢索26。多个钢索单向锁定器29同时挤压归位钢索26形成一个较大的夹持力夹持住归位钢索26，归位钢索26在归位电机27的带动下，使活塞200回到气缸头空腔4前。

每两个相邻成对的两个金属密封条31在水平方向上都有各自的突出的长板，长板底部有齿条41，与气缸水平方向上的突出长板上安装有的金属密封条同步齿轮30相匹配活动。

图4为本发明的活塞中段整体断面结构示意图。

本发明的活塞中段指活塞中间轴33部位，尤其是紧紧连接于中间滑圈后的活塞中间轴33上的连接板安装平面47和曲形连接板32部位。

图中两个气缸的曲形连接板32都固定在活塞中间轴33的安装连接平面上。

金属密封条31上有密封条推动轴承36，密封条推动轴承36呈水平横卧的状态，其轴承内圈紧紧固定在金属密封条31上凸起的部位上。密封条推动轴承36可通过斜导块连接板38带动金属密封条31左右活动。

金属密封条31的工作状况是：在活塞200的前端，金属密封条31在密封条推动轴承36的推动下保持向气缸内活动的状况，此时曲形连接板32在金属密封条31与气缸的缝隙中可无障碍地活动。

燃烧室56产生的高压气体推动活塞头12前进，金属密封条31依次被高压气体贴合在气缸壁上，但活塞200前进中活塞前段所要经过的气缸部位，金属密封条31依然保持着向内活动的状态，直到活塞头12即将经过时才被高气压顶到气缸内壁上。因为高气压把金属密封条31往外挤压，金属密封条31与气缸内壁的接触极为紧密，形成的密封效果极好，超过外置的气缸外缝盖的密封效果。

这样，在活塞前进的过程中，活塞头12后部都保持密封的状态，使得高压气体不泄露，高压气体具备着足够高的气压推动活塞200前进。

由于活塞后的高气压，气缸口还是会有一定量的气体溢出，我们在气缸口底下设置若干个抽气进气口18。抽气进气口18是抽气支管23的上端部分。

当活塞归位时，金属密封条31也会在密封条推动轴承36和斜导块连接板38的作用下恢复向气缸内活动。

图5为本发明的缸体开口金属密封条打开示意图。

如图所示，曲形连接板32的一端水平地用螺丝连接在活塞中间轴的安装连接平面上。安装连接平面位于活塞中间段的最前端。曲形连接板32的中间部位呈U形下沉，曲形连接板32的另一端经过U形下沉部位之后向上折起。

气缸体8的开口部位是水平的开口大小一致的一条宽带，曲形连接板32的U形下沉部位与气缸体8的开口上边相贴近但不接触，在运动中，曲形连接板32的U形下沉部位也保持不接触的状态。

曲形连接板32的U形下沉部位在前进或后退中，其相邻的金属密封条31都会因为密封条推动轴承36、密封条打开推动斜导块40的作用打开，U形下沉部位穿过气缸的开口无阻活动。图中所示的金属密封条31并不与曲形连接板32有任何的接触。

所述的缸体开口68设有可水平滑动的金属密封条31，金属密封条31有伸出缸体开口的平面构造，平面构造的下平面设有齿条41，齿条41下方的缸体开口的下边有水平方向上突出的长板，长板上装有保证金属密封条31平行移动的金属密封条同步齿轮30，平面构造的上平面的中间段设有用于推动金属密封条31平移的密封条推动轴承36。

金属密封条31的齿条41，与金属密封条同步齿轮30在转动时同步啮合。

从图中可以看出，曲形连接板32在滑导环34之后的活塞中间轴33前端。

图6为本发明的缸体开口金属密封条关合示意图。

密封条封闭推动斜导块39在密封条推动轴承36的挤压下使相邻的两个金属密封条31向其中间方向运动并刚好地紧密贴合气缸壁。

从图中可以看出，曲形连接板32在活塞头12的前方。

图7为本发明的活塞与缸体结合示意图。

气缸体8通过气缸中间部位的连接耳通过粗长的螺栓连接在甲板20下。

本发明中，有斜导块连接板38的前端与两个曲形连接板32的底部都有重叠，两个曲形连接板32通过螺丝连结。参见图5，还可知中间十字连接板35的十字前下方通过螺栓装有一个斜导块连接板38。

本图中展示左右气缸体中的各两节气缸。如图所示，一个气缸体与另一个气缸体平行地连接在一起，形成一个水平的笔直的双气缸体构造。两个气缸体8通过气缸中间部位的连接耳通过粗长的螺栓连接在甲板20下并且要求是呈水平的状态。最靠前的两个同一直线位置上的两个气缸之间的两个金属密封条31用螺丝锁上一块斜导块连接板38。

斜导块连接板38上设有一组成对、数量为两个的密封条封闭推动斜导块39和一个密封条打开推动斜导块40。每一个金属密封条31的中间两边都有一个密封条推动轴承36。

在实际制造中，一个气缸的长度约四米，众多个气缸组成的气缸体8的长度约一百米，可以满足飞机13弹射的需要。

双气缸的中间是斜导块连接板38，斜导块连接板38的下部通过一个垂直的连接板连接一个水平的导板，缸体开口68处的下边的位置上水平方向上突出长板的边沿垂直部位下面设有凹槽，导板在缸体开口68处的凹槽形成的轨道内活动，使斜导块连接板38可在整个气缸体8的凹槽中活动。

导板在斜导块连接板38的后面位置。

斜导块连接板38上设有如图所示的梭形的密封条打开推动斜导块40和前端有如图所示的斜角构造的密封条封闭推动斜导块39；密封条打开推动斜导块40在前并且在斜导块连接板38的下部，密封条封闭推动斜导块39在后并且在斜导块连接板38的下部。密封条封闭推动斜导块39具有的斜角结构的宽度超出斜导块连接板38；密封条打开推动斜导块40的宽度小于斜导块连接板38。

密封条封闭推动斜导块39用于使金属密封条31与气缸内壁形成封闭；密封条打开推动斜导块40用于使金属密封条31向气缸内活动，缸体开口68呈打开的状态。

金属密封条31上设置有密封条推动轴承36。

当金属密封条31被向气缸内壁挤压时，密封条推动轴承36处于向斜导块连接板38靠拢的状态。当金属密封条31气缸内活动时，密封条推动轴承36处于脱离斜导块连接板38的状态。

在斜导块连接板38制造时，对尺寸的要求是：

活塞前进时密封条封闭推动斜导块39的大小、宽度和高度能与密封条推动轴承36接触到使金属密封条31封闭；

活塞归位后退时密封条打开推动斜导块40的大小、宽度和高度能与密封条推动轴承36接触到使金属密封条31打开。

因为了斜导块连接板38与密封条推动轴承36的相互作用，又因为曲形连接板32在斜导块连接板38的前面的位置，活塞前进时曲形连接板32的前方的缸体开口68是打开的、曲形连接板32的前方的缸体开口68是封闭的；活塞后退时曲形连接板32的后方的缸体开口68是打开的、曲形连接板32的后方的缸体开口68是封闭的。

对上述的斜导块连接板38动作的理解，简单地可说为是一种拉链式运动，如衣服拉链两边的结合或分离。

为确保金属密封条31平行地向气缸内壁空隙的左右运动，本发明中还设计金属密封条31上设有如图所示的滑动限位长孔37，滑动限位长孔37分布于每个金属密封条31的前后两端。与此相对的，每个气缸的开口处的下边的位置上都有水平方向上突出长板上都有两个圆形凸起构造，圆形凸起构造落入滑动限位长孔37的范围内。如图所示，圆形凸起构造在金属密封条同步齿轮30的旁边。由于金属密封条同步齿轮30承载起金属密封条31上的同步齿条，所以圆形凸起构造与滑动限位长孔37的接触面可以很小，仅起到辅助限定金属密封条31左右活动时不偏移其两边同步的活动范围。

每个金属密封条31两边的金属密封条同步齿轮30之间都有齿轮轴，气缸的开口处的下边的位置上都有水平方向上突出长板上都有齿轮轴槽67用于容纳齿轮轴。

可参见图3至图6的附图所示，每个气缸的开口处的下边的位置上都有水平方向上突出长板，可称为气缸开口下檐。

本图中展示的气缸体8前端部位未安装上最前边一块金属密封条31的情形，按照如图所示的活塞尺寸，该部位不需要密封，所以可以不安装。

本图展示活塞运动时金属密封条31的运动情况以及可联想到的钢索单向锁定器29的开合情况。每个斜导块连接板38的下方有一个钢索单向锁定器29。钢索单向锁定器29的结构可参见图3。

图8为本发明的金属密封条关合过程示意图。

本图标记上了活塞向前活动时金属密封条31的活动方向。使本说明书对图7的说明更直观。

当弹射时活塞200带动斜导块连接板38向前运动，密封条推动轴承36与密封条封闭推动斜导块39的斜角结构相接触，金属密封条31被往气缸外拉。

那么，当归位时活塞200带动斜导块连接板38向后运动，密封条推动轴承36与密封条打开推动斜导块40的梭形结构相接触，金属密封条31被往气缸内推。

本图简化地说明密封条封闭推动斜导块39、密封条打开推动斜导块40对密封条推动轴承36的作用情况。

密封条打开推动斜导块40有一个在斜导块连接板38中央部位的一个梭子形结构，两个密封条封闭推动斜导块39有一个在斜导块连接板38后部方向上有向前张开的两个尖角的结构。

两个密封条推动轴承36在两个尖角的前边。

当活塞200前进时，密封条封闭推动斜导块39向前张开的两个尖角向前吞入密封条推动轴承36，并且经过密封条封闭推动斜导块39的两边中部更狭窄的空间，之后从两个两个密封条封闭推动斜导块39的后部吐出，这样，金属密封条31就被密封条封闭推动斜导块39带动向气缸壁外方向活动形成密封。并且，密封条封闭推动斜导块39脱离了后部的金属密封条31，继续吞向前面的金属密封条31的密封条推动轴承36，使前面的两个相邻的金属密封条31也被密封条封闭推动斜导块39带动向气缸壁外方向活动形成密封。

图9为本发明的活塞整体结构示意图。

活塞运动时接受到燃油与液氧燃烧作用的热量，还有活塞缓冲撞针50与活塞缓冲系统400的撞击产生的热量，需要在活塞200的一些部位进行冷却。

如图所示，根据实际工作过程的考虑，活塞头12上有气环槽42、油环槽43、回油斜管44，气环槽42上有可更换的气环，气环是在气环槽42内的，它的前后运动是靠活塞带动，气环靠运动关系能达成对活塞与气缸内壁的部分密封效果。密封是指燃烧的燃油气体的密封，不是机油。机油的控油一般可以由油环来完成，而油环的制造则考虑了这方面的要求。

气环的作用是保证活塞和气缸套滑动配合严密，防止高温、高压气体漏入活塞前端，同时把活塞顶部所受的大部分热量经气缸壁传散出去。

油环槽43上有油环，油环的作用是布油和刮油，活塞前进或后退时，可能存在于活塞头12上的润滑油被甩到气缸壁上，当活塞上行时，油环将润滑油均匀地分布在气缸壁上，以利润滑；活塞下行时，油环将气缸壁上多余的润滑油刮去，以免机油窜入燃烧室56。

油环下的油环槽43中开有多个回油孔，油环刮下的油可经油环槽43底的径向回油孔流到润滑油管49，润滑油管49通往活塞缓冲撞针50的喷油环51。

如图，气环槽42有三道，装着气环。

气环槽42开有切口，具有弹性，随活塞作往复运动时，气环可与气缸壁有一定的贴合，或张开或收缩，保证塞顶部与气缸形成封闭的空间。

燃油罐10可通过一个燃油泵来抽取燃油到燃烧室56。由于燃油泵的压力比较大，因此还需要燃油压力调节器，可以将多余的燃油从回油斜管44送回至燃油罐10或其他的罐体中。

对活塞中间轴33的加强，可在活塞中间轴33的上部、底部、左右侧增设活塞轴侧加强筋45。

活塞中间轴33的前端设有连接板安装平面47，曲形连接板32用连接板安装螺丝孔46固定在连接板安装平面47上。

滑导环34上有滑导环缺口48，滑导环中心通过一个耐高温的润滑油管49，该润滑油管49与活塞中间轴33上的一个防爆润滑油箱通过一个高压泵相接，该高压泵的走向是从防爆润滑油箱喷射到喷油环51，可通过活塞缓冲撞针50的中间部位到达活塞缓冲撞针50前端的一个喷油环51。喷油环51有很多出油孔。当活塞活动时，润滑油在运动惯性下流动到达喷油环51，在喷油环51的出油孔流出，对气缸内壁进行润滑，起到了一定的对气缸自动维护的作用。防爆润滑油箱、高压泵可在闲时、维护时从气缸的缸体开口68加满润滑油、更换电池，该电池也使使用防爆盒包装固定在活塞中间轴33上。

活塞头12上有专门为加注润滑油而设置的孔道，孔道可人为开启和阻塞，所涉及的材料和构造都能经受高气压和高热。孔道可与活塞头12上的油环槽43对准，本发明中的油环可以是一种带有较多小孔的材质，具有能吸收润滑油液体的作用。润滑油可在活塞回到气缸头空腔4前边的时候进行加注。

图10为本发明的气缸头基本结构示意图。

本发明中有两个气缸头100，气缸头100包括多个燃烧室56和一个气缸头空腔4。每个气缸头100的空腔部位外围也都有气缸连接面58，该气缸连接面58与一个气缸的气缸连接面58用连接螺栓59连接。

各个燃烧室56产生的高气压和高热在空腔形成推动活塞的动力。

参见附图1，燃油罐10和液氧储存罐14通过输油管24、输气管25连接到燃油喷嘴54、液氧喷嘴55。

火花塞3、燃油喷嘴54、液氧喷嘴55处在燃烧室56的后部，打开燃油罐10、液氧储存罐14的阀门后，同时控制火花塞3、燃油喷嘴54、液氧喷嘴55工作，可在燃烧室56形成不同推力的燃烧做功，推动不同重量的飞机13起飞。这些控制操作也是由训练有素的操作员操作的。

气缸体8需要有冷却道57。冷却道57在气缸头100和气缸体8金属部位的中间形成环状通道，冷却道57中迅速流过冷却液对气缸头100和气缸体8起到冷却的作用。冷却液的供给与回收，都用到了专门的抽气泵与储存罐，这些在气缸头100、气缸体8自身的构造之外，暂不详述。

气缸头100底部有一个排气管连接口52，排气管连接口52是上部大、下部略小的结构，能使一个排气阀门5压在排气管连接口52上。排气管连接口52上设有一个排气门铰接座，气缸头空腔4底部有一个排气阀门5，排气阀门5上设有一个排气门铰接销53，排气门铰接销53铰接在排气门铰接座上。

排气阀门5将燃烧后的废气和高压气体迅速排出气缸，利用抽风机的抽吸形成真空有利于活塞的归位，回到燃烧室56前。

排气阀门5的底部有一个排气阀门拉动连接耳60，用于通过一个排气阀门控制电机6通过卷绳来开启和封闭排气阀门5。排气阀门5的开启和封闭由操作员负责。

弹射器发射操作员较多，分别负责各个需要控制的发射操作。

本发明中设置的燃料供给系统还可以是由空气滤清器、化油器、进气管、排气管、消声器、汽油泵和油箱组成，其主要功用是将汽油雾化、蒸发后，与氧气混合成不同浓度的可燃混合气充入气缸，供燃烧使用。进入气缸内的混合气量由操作员通过加速踏板控制，以满足发动机不同负荷的需要。操作员可通过加速开关或踏板根据发动机负荷的大小，控制每次喷入气缸的燃油量。 本发明中有多个燃烧室56，每个燃烧室56都有一个火花塞3。在燃烧中，火花塞3起到点燃燃油的作用。

火花塞3 由中心电极和侧电极组成，安装在发动机的燃烧室56中，用来将点火装置产生的高压电引入燃烧室56，点燃燃烧室56内的可燃混合气。

火花塞3俗称火嘴，火花塞3的作用是把高压导线送来的脉冲高压电放电，击穿火花塞3两电极间空气，产生电火花以此引燃气缸内的混合气体。操作员按要求的点火时刻与点火顺序，将点火装置产生的高压电分配到相应气缸的火花塞3上。

火花塞3与点火系统和供油系统配合使燃油在燃烧室56作功。

火花塞3主要零件是绝缘体、壳体、接线螺杆和电极。绝缘体必须具有良好的绝缘性和导热性、较高的机械强度，能耐受高温热冲击和化学腐蚀，材料通常是95%的氧化铝瓷。壳体是钢制件，功能是将火花塞3固定在气缸盖上。火花塞3电极包括中心电极和侧电极，两者之间为火花间隙。合理的间隙与点火电压有关。中心电极与接线螺杆之间是导体玻璃密封剂，既要能够导电，也要能承受混合气燃烧的高压，同时保证其密封性。

火花塞3的电板经由反复持续的发电点火，点燃气缸内的混合气，此时，点火系统的其它部分则产生正时的高压电脉冲，形成火花并产生爆炸提供引擎动力输出所需的能源。

火花塞3的构造是以一根细长的金属电板穿过一个具有绝缘功能的陶瓷材质而制成，绝缘体的下部周围有一个金属材质的壳，以螺牙方式旋紧在气缸盖上，在这个金属壳的底部在加焊一电极与汽车车体形成接地作用。另外，在此电极中央的末端，必须再以一个微小的放电间隙分隔开来。

接着，从分电器来的高压电流会经过这个中央电极导电，然后在底端的放电间隙放电，这时火花塞3发挥功用产生火花燃烧混合气，各个燃烧室56就得到能源并输出功率。

由此可见，火花塞3是将进入发动机燃烧的汽油和空气混合气体加以点燃的装置，工作于高温、高压的恶劣条件下。

点火装置可以由蓄电池、点火开关、分电器总成、点火线圈、高压线和火花塞3组成。火花塞3位于气缸燃烧室56。该系统的主要作用是使火花塞3按时产生电火花，将气缸内的可燃混合气点燃而做功。

点火装置也包括着点火线圈，点火线圈相当于自耦变压器，用来将电源供给的12V、 24V或6V的低压直流电转变为15～20kV的高压直流电。

分电器由断电器、配电器、电容器和点火提前调节装置等组成。它用来在发动机工作时接通与切断点火系统的初级电路，使点火线圈的次级绕组中产生高压电，并按发动机要求的点火时刻与点火顺序，将点火线圈产生的高压电分配到相应气缸的火花塞3上。

断电器主要由断电器凸轮、断电器触点、断电器活动触点臂等组成。断电器凸轮由发动机凸轮轴驱动，并以同样的转速旋转，即发动机曲轴每转两周，断电器凸轮转一周。

配电器由分电器盖和分火头组成。用来将点火线圈产生的高压电分配到各缸的火花塞3。分电器盖上有一个中心电极和若干个旁电极，旁电极的数目与发动机的气缸数相等。分火头安装在分电器的凸轮轴上，与分电器轴一起旋转。发动机工作时，点火线圈次级绕组中产生的高压电，经分电器盖上的中心电极、分火头、旁电极、高压导线分送到各缸火花塞3。电容器安装在分电器壳上，与断电器触点并联，用来减小断电器触点断开瞬间，在触点处所产生的电火花，以免触点烧蚀，可延长触点的使用寿命。

点火提前调节装置由离心和真空两套点火提前调整装置组成，分别安装在断电器底板的下方和分电器的外壳上，用来在发动机工作时随发动机工况的变化自动调整点火提前角。 电源 提供点火系统工作时所需的能量，由蓄电池和发电机构成，其标称电压一般为12V。

另外，本发明还可以采用无触点电子点火系统。该系统消除了机械触点带来的触点烧蚀，磨损等，免去经常换件，调正闭合角，校正点火正时；电子点火控制器控制点火线圈一次电流的通、断以及放大与处理来自传感器发出的脉冲信号，除了开关作用外，点火控制器可以根据脉冲步骤来知发动机的转速，提供点火时间随转速的变化。

关于推动活塞前进的后坐力。根据起飞飞机13的重量最大为30吨，对于航空母舰足够的大、气缸头100和气缸体8自身的重量的足够沉，30吨的后坐力其实不会对气缸头100和气缸体8造成太大的摇晃。当然，燃烧室56的材料足够的优良、足够的厚实，也是抵消后座力作用的一个因素。

图11为本发明的活塞缓冲系统基本结构示意图。

如图所示，活塞缓冲系统400通过如图所示末端的一个缓冲器安装连接盘69用螺栓连接在气缸体末端。活塞缓冲系统400上依次设有缓冲器可伸缩前端62的撞针杯和前段弹簧63、中段弹簧64、后伸缩段弹簧65，确保在发生撞击时能按照先软后硬的方式抵消活塞对气缸体8最前端部位的撞击的应力。

撞针杯61是能容纳活塞缓冲撞针50的装置，使活塞缓冲撞针50能在活塞缓冲系统400上保持直行、不上下也不左右位移。

本发明实施例的工作说明如下：

关于弹射：如图1所示，飞机13就位前轮以滑梭15扣好将飞机13加足马力按下弹射点火开关，燃油和液氧通过火花塞3点火后爆炸产生气体推动活塞200将飞机13弹射起飞，另，在按下弹射点火开关的同时启动泄漏气体抽气系统300将弹射时泄漏的气体向下抽向舰体两侧。

关于滑梭归位：如图2所示，在弹射过程中活塞200向前移动到50-60米时燃烧室56停止做功，同时打开排气阀门5将气体向舰体两侧抽排。这时活塞200在惯性的作用下还在向前移动，直到活塞缓冲撞针50撞向缓冲器，这时活塞200在缓冲器和归位钢索26的作用下将滑梭15迅速归位。

以上在说明书及权利要求当中使用了某些词汇来指称特定组件。本说明书及权利要求并不以名称的差异来作为区分组件的方式，而是以组件在功能上的差异来作为区分的准则。说明书的描述为实施本发明的较佳实施方式，所描述是以说明本发明的一般原则为目的，并非用以限定本发明的范围。本发明的保护范围以所附权利要求所界定的为准。

Claims (1)

1.一种双缸侧开口内燃式航母飞机弹射器，主要由气缸体、气缸头、活塞以及斜导块连接板、燃油罐、液氧储存罐、活塞缓冲系统、排气管、泄漏气体抽气系统、归位钢索、钢索单向锁定器构成，其特征在于：

该弹射器的气缸体(8)的缸体开口(68)设于汽缸体(8)的一侧，所述的气缸体(8)的前端用连接螺栓(59)连接有气缸头(100)、尾端内通过缓冲器安装连接盘(69)设有活塞缓冲系统(400)，气缸体(8)内设有活塞(200)，该活塞包括其后部的活塞头(12)、活塞中间轴(33)、滑导环(34)以及连接于其后的曲形连接板(32)，气缸体(8)的一侧设有供曲形连接板(32)伸出滑动的缸体开口(68)，

所述的缸体开口(68)设有可水平滑动的金属密封条(31)，金属密封条(31)有伸出缸体开口的平面构造，平面构造的下平面设有齿条(41)，齿条(41)下方装有保证金属密封条(31)平行移动的金属密封条同步齿轮(30)，平面构造的上平面的中间段设有用于推动金属密封条(31)平移的密封条推动轴承(36)，

所述的活塞中间轴(33)的后部上方设有一个连接板安装平面(47)，该连接板安装平面通过连接板安装螺丝孔(46)装有一个曲形连接板(32)的一端，曲形连接板(32)的另一端通过螺栓连接于中间十字连接板(35)，中间十字连接板(35)的下方装有钢索单向锁定器(29)，中间十字连接板(35)的上方设有滑梭(15)，中间十字连接板(35)的十字前下方通过螺栓装有一个水平方向上的斜导块连接板(38)，斜导块连接板(38)的中部通过螺栓安装有用于推出金属密封条(31)的密封条打开推动斜导块(40)、端部通过螺栓安装有用于推动金属密封条(31)关闭的密封条封闭推动斜导块(39)；

所述的气缸头(100)内设有数个燃烧室(56)，每个燃烧室(56)设有独立的燃油喷嘴(54)、火花塞(3)、液氧喷嘴(55)，所述的液氧储存罐(14)设有通向液氧喷嘴(55)的输气管(25)，该输气管靠液氧喷嘴(55)的一端设有液氧脉冲泵(11)，所述的燃油罐(10)设有通向燃油喷嘴(54)的输油管(24)，该输油管连接燃油喷嘴(54)的一端设有燃油脉冲泵(2)，

每个燃烧室(56)下方设有用于活塞口在归位时排气的排气阀门(5)，排气阀门(5)的下方设有拉动排气阀门(5)的排气阀门拉动连接耳(60)，排气阀门(5)的下方还设有用于开关排气阀的排气阀门控制电机(6)，排气阀门控制电机(6)通过连杆铰接于排气阀门拉动连接耳(60)，

所述的气缸头(100)的下方设有用于连接排气管(7)的排气管连接口(52)，排气管(7)与排气管连接口(52)用螺栓连接，排气管(7)设有A抽风机(9)和B抽风机(11)；

所述的归位钢索(26)安装于舰体的数个滑轮(22)，上方的两个滑轮(22)之间穿过用于活塞(200)归位时自动锁定钢索的钢索单向锁定器(29)内，两个滑轮(22)之间设有用于活塞归位的钢索绞轮(28)和归位电机(27)；

所述的泄漏气体吸气主管道(17)上设有数条抽气支管(23)，抽气支管(23)的头部设有抽气进气口(18)，抽气进气口(18)装于两条气缸体(8)中间的下方。