CN205633094U - 一种组合动力飞机弹射系统 - Google Patents
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Abstract
本实用新型公开了一种组合动力飞机弹射系统，通过在传统蒸汽弹射系统内增设内燃活塞形成燃烧室，并利用密封叠套方式增设多个内燃气缸，形成前段以蒸汽动力为主、后段为内燃动力为主的组合动力弹射系统，使飞机弹射器工作末段仍然能够得到稳定、持续的牵引力，使舰载飞机能够在更短距离内即可加速至初始飞行速度，且结构简单合理、操作方便，制造、维护成本低。
Description
技术领域
本实用新型涉及一种组合动力飞机弹射系统。
背景技术
舰载飞机的弹射器目前主要有以下几种：液压弹射器、蒸汽弹射器、内燃弹射器和电磁弹射器。而随着现代舰载飞机的载重越来越大，常规的液压弹射器已无法满足要求，而内燃弹射器、电磁弹射器相对工作效率更高，但由于技术制约难以普遍适用，故而现代航母大都采用相对技术更为成熟的蒸汽弹射器。
传统的蒸汽弹射器由动力源和把动力传递给飞机的装置两部分组成，舰上锅炉里产生的蒸汽贮存在蒸汽室，沿起飞甲板有一条弹射器滑槽，用拖索钩住卡接舰载机的弹射滑块，拖索则与蒸汽弹射气缸内的活塞连接。蒸汽弹射器在工作时，高压蒸汽充入蒸汽弹射气缸内，使内部压力逐渐升高，并推动活塞运动，从而带动弹射滑块和舰载机沿滑槽急速向前滑动，使其短距离内即可达到飞行速度，从而将飞机弹射出去。但目前除少数国家掌握关键技术，蒸汽动力方式的弹射器在末段遭遇技术瓶颈，难以在飞机的滑行冲刺末段仍然维持较大的牵引力，从而制约了重量较大的飞机在蒸汽弹射器上的使用，导致蒸汽弹射器的理论推力与实际推力差距较大，实际制造成本高昂。
发明内容
为了克服现有技术的不足，本实用新型提供一种组合动力飞机弹射系统。
本实用新型解决其技术问题所采用的技术方案是：
一种组合动力飞机弹射系统，包括设有蒸汽阀门的蒸汽弹射气缸，所述蒸汽弹射气缸内设有通过滑轮钢索系统拉动飞机的推进活塞，使蒸汽弹射气缸形成密闭的蒸汽压力室，所述滑轮钢索系统包括连接弹射滑块与推进活塞的牵引钢索和滑轮；所述推进活塞的牵引端设有一穿过所述牵引钢索的内燃活塞，并与所述蒸汽弹射气缸密封接合形成燃烧室；所述内燃活塞与推进活塞之间还设有一个或多个内燃气缸，多个所述内燃气缸的开口缸体之间密封叠套，所述缸体内设有供所述牵引钢索穿过的中空轴，使所述缸体在另一中空轴的密封接合下形成燃烧室。
所述燃烧室内顶壁相邻设置有进出气口和喷油嘴。
所述内燃气缸外侧延伸有与所述蒸汽弹射气缸内壁非密封接合的滑动环。
所述内燃气缸开口设有锁槽；对应叠套的所述内燃气缸设有弹簧锁。
所述燃烧室侧壁设有压力平衡孔，使所述燃烧室与蒸汽压力室连通。
本实用新型的有益效果是：通过在传统蒸汽弹射系统内增设内燃活塞形成燃烧室，并利用密封叠套方式增设多个内燃气缸，形成前段以蒸汽动力为主、后段为内燃动力为主的组合动力弹射系统，使飞机弹射器工作末段仍然能够得到稳定、持续的牵引力，使舰载飞机能够在更短距离内即可加速至初始飞行速度，且结构简单合理、操作方便，制造、维护成本低。
附图说明
下面结合附图和实施例对本实用新型进一步说明。
图1为本实用新型的预备状态示意图；
图2为本实用新型的弹射状态示意图；
图3为内燃气缸的结构示意图。
具体实施方式
参照图1、图2，一种组合动力飞机弹射系统，包括设有蒸汽阀门11的蒸汽弹射气缸1，蒸汽弹射气缸1内设有通过滑轮钢索系统2拉动飞机的推进活塞3，使蒸汽弹射气缸1形成密闭的蒸汽压力室9，滑轮钢索系统2包括连接弹射滑块21与推进活塞3的牵引钢索22和滑轮23。
推进活塞3的牵引端设有一穿过牵引钢索22的内燃活塞4，并与蒸汽弹射气缸1密封接合形成燃烧室5；所述燃烧室5内设有进出气口52和喷油嘴53；内燃活塞4与推进活塞3之间还设有一个或多个内燃气缸6，多个内燃气缸6的开口缸体61之间密封叠套，缸体61内设有供牵引钢索22穿过的中空轴62，使缸体61在另一中空轴62的密封接合下形成燃烧室5。
预备阶段时，飞机1与设在滑轨槽上的弹射滑块21卡接，而弹射滑块21则通过牵引钢索22与蒸汽弹射气缸1内的推进活塞3连接。而推进活塞3的牵引端的多个内燃气缸6，通过开口缸体61相互密封叠套在一起，之间形成的密封空腔则为燃烧室5，燃烧室5内顶壁相邻设置有进出气口52和喷油嘴53，通过进出气口52预先灌入压缩比大于1：50的新鲜含氧空气。
同时，内燃气缸6外侧延伸有与蒸汽弹射气缸1内壁非密封接合的滑动环63，使内燃气缸6在蒸汽弹射气缸1内作活塞活动，避免燃烧室5工作时动力在径向上的过多损耗。
弹射阶段时，蒸汽弹射气缸1通过其上设有的蒸汽阀门11逐渐灌入高压蒸汽，蒸汽压力室9压力逐渐升高、膨胀并推动推进活塞3移动，从而牵引钢索22拉动弹射滑块21在滑轨槽上加速移动，使飞机开始进行滑行，速度逐渐提升。当蒸汽压力室9所能提供的蒸汽动力到达末端瓶颈时，根据预先设定的控制参数，燃烧室5内设有的喷油嘴53迸溅燃料并被点燃，燃烧室5内迅速形成高压并膨胀做功，推动内燃气缸6及内燃活塞4运动，并最终使推进活塞3进一步加速运动，实现飞机在末段的滑行冲刺，形成前段以蒸汽动力为主、后段为内燃动力为主的组合动力弹射系统，使飞机弹射器在工作末段仍然能够提供足够的牵引力，短距离内即可使舰载飞机加速至起飞速度，且结构简单合理、操作方便，制造、维护成本低。
而为了避免内燃作功爆发力过快、过大导致的飞机超出承载能力受损，多个燃烧室5之间可以采用分段工作方式，在弹射前段由蒸汽动力提供牵引力，后端则多个燃烧室5按次序地燃烧做功，持续提供飞机稳定的牵引力。
参照图3，多个内燃气缸6之间燃烧做功，而为了使其动能最终传递到推进活塞3上，内燃气缸6开口设有锁槽7，而对应叠套的内燃气缸6设有弹簧锁8，当设有锁槽7的内燃气缸6燃烧做功时，对应叠套的另一内燃气缸6在高压下往开口方向位移，而到达开口末端时，另一内燃气缸6的弹簧锁8能够卡接于锁槽7上，使各个内燃气缸6之间无法分离，最终完成内燃动力的传递。
同时，进出气口52和喷油嘴53相邻设置于燃烧室5内顶壁，尽量地减少输送管道的长度，避免输送压力的过度损耗，提供输送效率。
结束阶段，内燃气缸6燃烧作功结束后，由于燃烧室5侧壁设有压力平衡孔51，使燃烧室5与蒸汽压力室9连通，两者之间的压力和温度能够自行相互作用并最终达到平衡，大大降低内燃气缸6的极限承压条件，能够减轻结构重量，从而相对地使整体推力增加；废气排放完毕后，内燃气缸6内重新灌注含氧空气，重新进入预备状态以便下一次的弹射工作，弹射间隔时间短，有效提高战斗效率。
Claims (5)
1.一种组合动力飞机弹射系统，包括设有蒸汽阀门(11)的蒸汽弹射气缸(1)，所述蒸汽弹射气缸(1)内设有通过滑轮钢索系统(2)拉动飞机的推进活塞(3)，使蒸汽弹射气缸(1)形成密闭的蒸汽压力室(9)；所述滑轮钢索系统(2)包括连接弹射滑块(21)与推进活塞(3)的牵引钢索(22)和滑轮(23)，其特征在于：所述推进活塞(3)的牵引端设有一穿过所述牵引钢索(22)的内燃活塞(4)，并与所述蒸汽弹射气缸(1)密封接合形成燃烧室(5)；所述内燃活塞(4)与推进活塞(3)之间还设有一个或多个内燃气缸(6)，多个所述内燃气缸(6)的开口缸体(61)之间密封叠套，所述缸体(61)内设有供所述牵引钢索(22)穿过的中空轴(62)，使所述缸体(61)在另一中空轴(62)的密封接合下形成所述燃烧室(5)。
2.根据权利要求1所述的飞机弹射系统，其特征在于：所述内燃气缸(6)外侧延伸有与所述蒸汽弹射气缸(1)内壁非密封接合的滑动环(63)。
3.根据权利要求1所述的飞机弹射系统，其特征在于：所述燃烧室(5)内顶壁相邻设置有进出气口(52)和喷油嘴(53)。
4.根据权利要求1所述的飞机弹射系统，其特征在于：所述内燃气缸(6)开口设有锁槽(7)；对应叠套的所述内燃气缸(6)设有弹簧锁(8)。
5.根据权利要求1所述的飞机弹射系统，其特征在于：所述开口缸体(61)侧壁设有压力平衡孔(51)，使所述燃烧室(5)与蒸汽压力室(9)连通。
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Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN106742025A (zh) * | 2016-12-20 | 2017-05-31 | 陈君恒 | 一种大功率轴向超强推力发动机、利用该发动机的超音速弹射器及弹射控制方法 |
| CN109178335A (zh) * | 2018-08-16 | 2019-01-11 | 刘贵文 | 一种风扇导气式助推飞机弹射器 |
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2016
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| CN106742025A (zh) * | 2016-12-20 | 2017-05-31 | 陈君恒 | 一种大功率轴向超强推力发动机、利用该发动机的超音速弹射器及弹射控制方法 |
| CN106742025B (zh) * | 2016-12-20 | 2019-07-09 | 陈君恒 | 一种大功率轴向超强推力发动机、利用该发动机的超音速弹射器及弹射控制方法 |
| CN109178335A (zh) * | 2018-08-16 | 2019-01-11 | 刘贵文 | 一种风扇导气式助推飞机弹射器 |
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