弹射返回联动式大功率航母舰载机弹射器

摘要

本发明提供一种弹射返回联动式大功率航母舰载机弹射器，通过向双向汽缸两端分别充气和排气驱动活塞在汽缸中上下移动，进而驱动活塞两端的活塞拉杆端部的动滑轮与上下定滑轮固定架上的定滑轮配合将牵引索和返回索拉直和拉弯，实现牵引索和返回索同步带动滑梭在起飞跑道上的加速滑行或原点返回，滑梭在弹射跑道上的加速运行即可实现舰载机的弹射起飞。具有结构简单、易于加工、易于安装使用，标准模块化生产，组装维修方便，使用安全，自动化程度高，使用寿命长等特点，通过一个电控四通阀和设置在起飞跑道终点上的传感器，可实现自动控制舰载的弹射和滑梭的自动返回。

说明书

技术领域

本发明涉及一种军事装备，具体地说是一种弹射返回联动式大功率航母舰载机弹射器。 

背景技术

航空母舰是一种大型海上作战平台，或是一种海上移动机场，无论是何种舰载机，比如攻击机、反潜机、预警机、运输机、电子战机等等，都必须通过弹射器才能在航母上短距离满载荷从航母上起飞，只有满载才能形成战斗力和长距离巡航，目前，美国服役的十多艘航母都装备了蒸汽弹射器，新研发成功的电磁弹射器还未装备上舰，美国上舰的整齐弹射器为什么要用电磁弹射器替代，原因是： 

1)蒸汽弹射器制造成本高、制作工艺复杂、维修费用高、故障率高、操作繁琐，平均弹射400-500架次就要停飞检修修1-2天，1000次就要返港大修。 

2)还有耗能高，蒸汽能量转化成弹射动力只有4％到6％，每弹射一架飞机需要耗一顿淡水的蒸汽； 

3)操作复杂，一部弹射器需要操作人员和维修人员约120人。 

申请人在专利申请号为201010616996.0的申请中公开一种名称为大推力倍增加速式气动航母舰载机弹射器，该技术方案采用是单向汽缸弹射，牵引绞车返回，存在的不足是，单向汽缸活塞杆外推式，为了防止活塞杆用力弯曲，需要加大活塞杆的直径，这样就加重了汽缸的重量，增加了制造成本，另外分别使用汽缸牵引和绞车返回归位，影响了弹射器的整体同步协调性，使得操作性和安全性降低。 

发明内容

本发明的目的是为了强我国防，强我海军提供一种弹射返回联动式大功率航母舰载机弹射器。 

本发明的目的是按以下方式实现的，通过向双向汽缸两端分别充气和排气驱动活塞在汽缸中上下移动，进而驱动活塞两端的活塞拉杆端部的动滑轮与上下定滑轮固定架上的定滑轮配合将牵引索和返回索拉直和拉弯，实现牵引索和返回索同步带动滑梭在起飞跑道上的加速滑行或原点返回，滑梭在弹射跑道上的加速运 行即可实现舰载机的弹射起飞； 

弹射器的结构包括上定滑轮固定架、下定滑轮固定架、汽缸固定架、汽缸组件、上下动滑轮、上下定滑轮、左右反向张紧滑轮、牵引索、返回索、滑梭和起飞跑道，其中，左右反向张紧滑轮分别设置在起飞跑道的左右两端下方，起飞跑道中间设置有开缝，滑梭与开缝滑动连接，滑梭两端与牵引索和返回索的一端部连接，上定滑轮固定架和下定滑轮固定架上设置有上下定滑轮，上定滑轮固定架设置在起飞跑道的下方，汽缸组件通过汽缸定架固定在上定滑轮固定架的下方，下定滑轮固定架设置在汽缸组件的下方； 

汽缸组件包括若干个双向汽缸，双向汽缸中设置有活塞，活塞上端连接有上活塞拉杆，上活塞拉杆的端部设置有上动滑轮，上动滑轮位于上定滑轮固定架的上定滑轮之间，活塞下端连接有下活塞拉杆，下活塞拉杆的端部设置有下动滑轮，下动滑轮位于下定滑轮固定架上的下定滑轮之间； 

牵引索的另一端部绕过起飞跑道右边的右反向张紧滑轮，再反向穿过上定滑轮固定架上的上定滑轮与上活塞拉杆顶端的上动滑轮之间，与上定滑轮固定架的左端固定； 

返回索的另一端部绕过起飞跑道左端的左反向张紧滑轮和设置在上定滑轮固定架左端的导向滑轮向下，再分别绕过下动滑轮固定架上的下定滑轮和下活塞拉杆下端部的下动滑轮与下定滑轮固定架右端固定； 

起飞跑道两边的左右反向张紧滑轮分别通过由拉簧组成的拉力器与飞机跑道底部固定； 

汽缸组件中的每个双向汽缸的两端分别设置有至少一个进排气口，分别并联两根进排气管与电动四通阀的两个进排气口连接，电动四通阀的一个进气口通过总进气管连接高压储气罐，另外一个是排空口； 

双向汽缸内两端分别设置有缓冲弹簧； 

双向汽缸的数量＝跑道长度/2/活塞拉杆的伸出长度； 

滑梭在起飞跑道上弹射速度＝活塞拉杆全部伸出的速度； 

弹射器的总功率＝双向汽缸的数量*气体压强*活塞端面积； 

舰载机弹射步骤如下： 

1)滑梭就位调整：高压气罐通过四通阀换向双向汽缸下端充气，双向汽缸上端与排空口连通，活塞上行，将返回索拉弯收紧，牵引索拉直伸出，滑梭定点于飞机起飞跑道起点，飞机前起落架通过挂钩与滑梭钩挂，飞机起飞待命； 

2)舰载机弹射：转动四通阀，让双向汽缸上端的进排气口与高压储气罐连 通，双向汽缸下端进排气口与四通阀的排空口连通，活塞上端汽缸充气，活塞下行，活塞上端的上活塞拉杆端部的上动滑轮与上定滑轮配合将牵引索拉弯收进，滑梭在起飞跑道上有左向右滑动，活塞下端的下活塞拉杆向下伸出，返回索被滑梭牵引等长输出，等牵引索全部拉弯收进和返回索被下动滑轮与下定滑轮拉直时，滑梭将舰载机牵引至起飞跑道终点，舰载机起飞；滑梭自动停止。 

3)重复第一步骤，将牵引索拉直即将牵引索放出，返回索弯曲收进，滑梭返回起飞跑道起点备用。 

本发明的优异效果，采用多汽缸双向牵引，能够充分利用气动的能量转化率高、反应速度快、功率大、易控制的特点，舰载机的起飞速度取决于滑梭在起飞跑道上的滑行速度和强度，采用多个双向汽缸组合使用，相当于多人与一个人拔河，多人用的是合理，人多力量大，本发明弹射器部分参数计算公式如下： 

双向汽缸的数量＝跑道长度/2/活塞拉杆的伸出长度； 

滑梭在起飞跑道上弹射速度＝活塞拉杆全部伸出的速度； 

弹射器的总功率＝双向汽缸的数量*气体压强*活塞端面积； 

更重要的一点是，活塞行程短，惯性小，汽缸用的多功率就越大。 

还具有结构简单、易于加工、易于安装使用，标准模块化生产，组装维修方便，使用安全，自动化程度高，使用寿命长等特点，通过一个电控四通阀和设置在起飞跑道终点上的传感器，可实现自动控制舰载的弹射和滑梭的自动返回。 

如果通过计算机控制电控四通阀控制高压气体充入压强和速度，还可控制滑梭的滑行速度，实现对重型舰载机和无人舰载机的弹射。 

附图说明

图1是航母舰载机弹射器的整体结构示意图； 

图2是双向汽缸的结构示意图； 

附图标记说明：起飞跑道1、滑梭2、右反向张紧滑轮3、牵引索4、上活塞拉杆5、双向汽缸6、电控四通阀7、进气管8、排空口9、进排气管10、动滑轮11、定滑轮12、下定滑轮固定架13、返回索14、汽缸固定架15、导向滑轮16、上定滑轮固定架17、活塞18、缓冲弹簧19、进排气口20、张紧弹簧21、下活塞拉杆22、上动滑轮23、上定滑轮24、左反向张紧滑轮25。 

具体实施方式

参照说明书附图对本发明的航母舰载机弹射器作以下详细地说明。 

本发明的航母舰载机弹射器，如附图所示，基本工作原理是通过向双向汽缸两端分别充气和排气驱动活塞在汽缸中上下移动，进而驱动活塞两端的活塞拉杆端 部的动滑轮与上下定滑轮固定架上的定滑轮配合将牵引索和返回索拉直和拉弯，实现牵引索和返回索同步带动滑梭在起飞跑道上的加速滑行或原点返回，滑梭在弹射跑道上的加速运行即可实现舰载机的弹射起飞； 

弹射器的结构包括上定滑轮固定架17、下定滑轮固定架13、汽缸固定架15、汽缸组件、上动滑轮23、下动滑轮11、上定滑轮24、下定滑轮12、左反向张紧滑轮25、右反向张紧滑轮3、牵引索4、返回索14、滑梭2和起飞跑道1，其中，左右反向张紧滑轮25、3分别设置在起飞跑道1的左右两端下方，起飞跑道1中间设置有开缝，滑梭2与开缝滑动连接，滑梭2两端与牵引索4和返回索14的一端部连接，上定滑轮固定架17和下定滑轮固定架13上设置有定滑轮12，上定滑轮固定架17设置在起飞跑道1的下方，汽缸组件通过汽缸定架15固定在上定滑轮固定架17的下方，下定滑轮固定架13设置在汽缸组件的下方； 

汽缸组件包括若干个双向汽缸6，双向汽缸6中设置有活塞18，活塞18上端连接有上活塞拉杆5，上活塞拉杆5的端部设置有上动滑轮23，上动滑轮23位于上定滑轮固定架17的上定滑轮24之间，活塞18下端连接有下活塞拉杆22，下活塞拉杆22的端部设置有下动滑轮11，下动滑轮11位于下定滑轮固定架13上的下定滑轮12之间； 

牵引索4的另一端部绕过起飞跑道右边的右反向张紧滑轮3，再反向穿过上定滑轮固定架17上的上定滑轮24与上活塞拉杆5顶端的上动滑轮23之间，与上定滑轮固定架17的左端固定； 

返回索14的另一端部绕过起飞跑道1左端的左反向张紧滑轮25和设置在上定滑轮固定架17左端的导向滑轮16向下，再分别绕过下动滑轮固定架13上的下定滑轮12和下活塞拉杆22下端部的下动滑轮11与下定滑轮固定架13右端固定； 

起飞跑道1两边的左右反向张紧滑轮25、3分别通过由拉簧组成的拉力器21与飞机跑道1底部固定； 

汽缸组件中的每个双向汽缸6的两端分别设置有至少一个进排气口20，分别并联两根进排气管10与电动四通阀7的两个进排气口连接，电动四通阀7的一个进气口8通过总进气管连接高压储气罐，另外一个是排空口9； 

双向汽缸6内两端分别设置有缓冲弹簧19，防止活塞撞击汽缸端盖。 

双向汽缸9的数量＝跑道长度/2/活塞拉杆的伸出长度； 

滑梭在起飞跑道上弹射速度＝活塞拉杆全部伸出的速度； 

弹射器的总功率＝双向汽缸的数量*气体压强*活塞端面积； 

舰载机弹射步骤如下： 

1)滑梭就位调整：高压气罐通过四通阀换向双向汽缸下端充气，双向汽缸上端与排空口连通，活塞上行，将返回索拉弯收紧，牵引索拉直伸出，滑梭定点于飞机起飞跑道起点，飞机前起落架通过挂钩与滑梭钩挂，飞机起飞待命； 

2)舰载机弹射：转动四通阀，让双向汽缸上端的进排气口与高压储气罐连通，双向汽缸下端进排气口与四通阀的排空口连通，活塞上端汽缸充气，活塞下行，活塞上端的上活塞拉杆端部的上动滑轮与上定滑轮配合将牵引索拉弯收进，滑梭在起飞跑道上有左向右滑动，活塞下端的下活塞拉杆向下伸出，返回索被滑梭牵引等长输出，等牵引索全部拉弯收进和返回索被下动滑轮与下定滑轮拉直时，滑梭将舰载机牵引至起飞跑道终点，舰载机起飞；滑梭自动停止。 

3)重复第一步骤，将牵引索拉直即将牵引索放出，返回索弯曲收进，滑梭返回起飞跑道起点备用。 

高压气罐中的高压气体是压缩空气或是高温蒸汽，四通阀是标准管件，也可使用两个三通阀联动代替。 

双向汽缸如果垂直设置，不需要设置动滑轮导向装置，将驱动牵引索的上动滑轮部分设置在双向汽缸的上部，借用设备的部分重力还可提高弹射效率。 

实施例

舰载机弹射器参照美国的参数设计，起飞跑道按98米长度设计，采用10个6米长双向汽缸，直径选用400mm，活塞拉杆静伸出长度为5米，一根活塞拉杆伸出可以拉伸牵引索10米，10根5米长活塞拉杆就能拉伸100米；工作气体压力30公斤/cm²； 

理论上讲，如果飞机在100米起飞时间小于3秒，10个汽缸的活塞拉杆同时伸出拉动滑梭跑完100米，耗用时间应该是3/10秒。 

如果气体压强相同，汽缸直径相同，功率比是10/2＝5，由于美国采用的是开口汽缸，工作气体压力有严格限制，本发明采用的是封闭汽缸，所以工作气体的压力可以大于开口汽缸的压力，弹射功率还可以提高。 

除说明书所述的技术特征外，均为本专业技术人员的已知技术。