專利名稱：一種飛輪蓄能加速式艦載機彈射器及彈射方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種彈射器，具體的說是一種飛輪蓄能加速式艦載機彈射器及彈射方法。
背景技術(shù)：
目前，航空母艦上的艦載機起飛方式主要有兩種，一種是美、英、法等國軍航母上使用的蒸汽式彈射器，該彈射器使用蒸汽作動力通過汽缸活塞帶動牽引鉤拉動飛機加速起 飛。第二種是俄羅斯航母上的滑躍式，即飛機靠自身在甲板上加速通過一個向上翹起的跑 道實現(xiàn)彈射離艦飛行，兩種彈射方式在實際應(yīng)用過程中存在的最大不足是，蒸汽彈射器設(shè) 備體積龐大，占有較大空間，而且必須有蒸汽鍋爐，消耗能量大，運行成本高，維修成本高， 還有消耗淡水量大，有消息報道，小鷹號或米尼茲的飛機彈射系統(tǒng)，每彈射一架飛機消耗淡 水近1噸，巨大的淡水消耗量是一個不可忽略的問題；滑躍式彈射方式存在的不足是甲板 上必須修建滑躍式起飛平臺，必須使用大推重比的雙引擎飛機，所以一般中小型航母和單 引擎戰(zhàn)機無法使用。由于以美國為首西方國家在艦載機彈射技術(shù)方面對中國進行嚴格技術(shù) 封鎖，俄羅斯的雙引擎艦載機對中國禁售，所以中國急需一種較好的艦載機彈射器實現(xiàn)中 國的能夠起飛殲10系列單發(fā)戰(zhàn)機的航母。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的技術(shù)任務(wù)是克服上述缺點，提供一種結(jié)構(gòu)簡單、設(shè)計合理、體積小、使用 方便、安全性高的飛輪蓄能加速式艦載機彈射器。本發(fā)明的技術(shù)方案是按以下方式實現(xiàn)的其結(jié)構(gòu)是由動力機、離合器、飛輪、傳動 軸、牽引絞車和放繩絞車組成，其中牽引絞車和飛輪設(shè)置在傳動軸上，飛輪與傳動軸固定在 一起，牽引絞車通過軸承與傳動軸連接，飛輪與牽引絞車之間設(shè)置離合器，傳動軸通過軸承 架固定，傳動軸的端部通過離合器與動力機連接。飛輪在牽引絞車兩側(cè)對稱設(shè)置。動力機在傳動軸兩端對稱設(shè)置。放繩絞車的鋼絲繩與牽引鉤連接，牽引鉤與牽引絞車連接。牽引鉤上設(shè)置有滑輪，兩臺艦載機彈射器牽引絞車使用一根牽引繩，牽引繩的中 間牽引鉤上的滑輪連接。動力機是指電動機、柴油機、汽油機、汽輪機、渦輪機及液壓馬達。采用本發(fā)明的技術(shù)車庫的有益效果是，設(shè)計科學(xué)、結(jié)構(gòu)簡單、體積小、可使用多種 動力源，操作靈活、加速性好，加速馬力大，運行費用低、節(jié)省能源、使用壽命長等特點。


附圖1是飛輪蓄能加速式艦載機彈射器主機的結(jié)構(gòu)示意圖；附圖2是飛輪蓄能加速式艦載機彈射器整機的示意附圖標記說明動力機1、電機離合器2、軸承座3、飛輪4、飛輪離合器5、牽引繩6、 牽引絞車7、傳動軸8、放繩絞車9、放繩絞車離合器10、放繩絞車電機11、牽引鉤12。
具體實施例方式本發(fā)明的技術(shù)方案是按以下方式實現(xiàn)的如圖1和圖2所示，其結(jié)構(gòu)是由動力機1、離合器、飛輪4、傳動軸8、牽引絞車7和放繩絞車9組成，其中牽引絞車7和飛輪4設(shè)置 在傳動軸8上，飛輪4與傳動軸8固定在一起，牽引絞車7通過軸承與傳動軸8連接，飛輪 4與牽引絞車7之間設(shè)置飛輪離合器5，傳動軸通過軸承座3支撐固定，傳動軸8的端部通 過電機離合器2與動力機1連接。飛輪4在牽弓I絞車7兩側(cè)對稱設(shè)置。動力機1在傳動軸8兩端對稱設(shè)置。放繩絞車9的鋼絲繩與牽引鉤10連接，牽引鉤12與通過鋼絲繩與牽引絞車連接。牽引鉤12上設(shè)置有滑輪，兩臺艦載機彈射器牽引絞車7使用一根牽引繩6，牽引繩 6的中間與牽引鉤12上的滑輪連接。動力機1是指電動機、柴油機、汽油機、汽輪機、渦輪機及液壓馬達。放繩絞車9通過放繩絞車離合器10與放繩絞車電機11連接。動力機的選型是根據(jù)航母的噸位或類別而定，如果是核動力航母，由于自帶蒸汽 鍋爐，可以使用蒸汽機或汽輪機提供動力。如果是常規(guī)動力航母，可以使用電動機、渦輪機、 液壓馬達或柴油機做動力。按照附圖所示，將動力機的動力輸出軸與動力機離合器連接即 可工作。本發(fā)明的彈射器可以有多種組合，比如牽引絞車可以使用一臺動力機驅(qū)動，也可 以使用兩臺動力機對稱連接驅(qū)動，還可以使用兩套雙動力機的牽引絞車并聯(lián)使用提供大牽 引力，用于彈射預(yù)警機或其他重型轟炸機。結(jié)構(gòu)圖如圖2所示。實施例本發(fā)明的工作原理如下以動力機作為動力源配以飛輪蓄能，通過飛輪蓄量，在離 合器的配合下將飛輪的能量和動力機的能量集合起來在短時間內(nèi)為戰(zhàn)機提供最大的牽引 力，戰(zhàn)機滑行5-10米內(nèi)，離合器全部吸合，動力機就能全負荷對戰(zhàn)機進行全速牽引，另外在 牽引絞車的變徑作用下，為戰(zhàn)機提供額外的加速，實現(xiàn)戰(zhàn)機的短距離彈射起飛；具體彈射步 驟如下動力機提供轉(zhuǎn)動力，通過電機離合器和傳動軸驅(qū)動飛輪轉(zhuǎn)動，當飛輪轉(zhuǎn)動達到一 定轉(zhuǎn)速后，待機備用；牽引絞車的牽引繩端部連接牽引鉤，牽引鉤通過放繩絞車的鋼絲繩牽引至艦載機 起飛點與艦載機前輪連接待命；當調(diào)度員下達起飛命令后，飛輪與牽引絞車之間的飛輪離合器吸合，動力機繼續(xù) 全負荷工作，牽引絞車通過飛輪離合器與飛輪連接迅速驅(qū)動牽引絞車轉(zhuǎn)動，牽引繩端的牽 引鉤拉動戰(zhàn)機加速前行，由于牽引絞車在轉(zhuǎn)動初期，牽引繩在牽引絞車軸部的纏繞是小直 徑纏繞，牽引速度慢，但牽引力大，隨著纏繞圈數(shù)的增加，纏繞直徑越來越大，因而牽引速度 越來越快，當?shù)竭_船舷前，戰(zhàn)機已達到起飛速度，這時牽引鉤分離，戰(zhàn)機升空；放繩絞車是通過放繩離合器與放繩電機連接，當牽引絞車牽引戰(zhàn)機開始滑行時， 放繩絞車離合器釋放，放繩絞車的鋼絲繩一直被牽引拉至跑道終點，當戰(zhàn)機飛離甲板后，放繩絞車的離合器吸合，飛輪離合器釋放，牽引絞車不再受力，放繩絞車對牽引絞車的轉(zhuǎn)動慣 性進行阻尼，牽引絞車停轉(zhuǎn)，繼而牽引鉤被放繩絞車拉回跑道起點，放繩絞車離合器釋放待 機，第二架戰(zhàn)機進入起飛點與牽引鉤連接等待下一個起飛命令。采用電動機提供動力，各離合器的工作全部是繼電器或電腦程序自動控制，控制 非常簡單可靠。比如，在彈射跑道的起點和終點分別設(shè)置限位繼電器，戰(zhàn)機起飛時程序啟 動，放繩絞車離合器釋放，飛輪離合器吸合，牽引鉤牽引戰(zhàn)機在跑道上滑行到跑道盡頭時， 跑道終點的限位繼電器啟動，飛輪離合器釋放，放繩絞車離合器吸合，阻止牽引絞車產(chǎn)生的 慣性，同時拖帶牽引鉤回到跑道起點備用。采用電動機的優(yōu)點是自動化程度高，體積小、安 全性好，電能通過艦艇的供電系統(tǒng)提供。如果采用柴油機、燃氣輪機為例，戰(zhàn)機起飛時，程序啟動油門自動加大，放繩絞車 離合器釋放，飛輪離合器吸合，牽引鉤牽引戰(zhàn)機滑行到跑道終點，限位繼電器啟動，飛輪離 合器釋放，放繩絞車離合器吸合，阻止牽引絞車產(chǎn)生的慣性，同時拖帶牽引鉤回到跑道起點 備用。牽引鉤行到終點時，飛輪同時被加速到最大轉(zhuǎn)速，油門自動釋放，柴油機待速工作，飛 輪繼續(xù)轉(zhuǎn)動。柴油的間歇工作可以降低燃料消耗，延長設(shè)備的使用壽命。動力機的動力的設(shè)計要求，單動力機應(yīng)該在5-15秒內(nèi)能將戰(zhàn)機加速到起飛速度， 一個飛輪的蓄能量應(yīng)該至少等于一臺動力機在單位時間內(nèi)的能量輸出，這樣采用雙動力機 和雙飛輪設(shè)置，就有三臺動力機的冗余量，完全能確保戰(zhàn)機的全速安全彈射。如果對預(yù)警機 或轟炸機的彈射，除了選用配套的動力機和飛輪外，還可以兩套以上裝置并聯(lián)使用，如圖2 所示。如有必要還可以在離合器上配置無級變速器以適應(yīng)不同飛機的彈射起飛。本發(fā)明的裝置如果設(shè)計成小型化，還可以用于無人機的彈射。
權(quán)利要求
一種飛輪蓄能加速式艦載機彈射器，其特征在于包括動力機、離合器、飛輪、傳動軸、牽引絞車和放繩絞車，其中牽引絞車和飛輪設(shè)置在傳動軸上，飛輪與傳動軸固定在一起，牽引絞車通過軸承與傳動軸連接，飛輪與牽引絞車之間設(shè)置離合器，傳動軸通過軸承架固定，傳動軸的端部通過離合器與動力機連接。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的離心蓄能加速式艦載機彈射器，其特征在于飛輪在牽引絞車 兩側(cè)對稱設(shè)置。
3.據(jù)權(quán)利要求1所述的離心蓄能加速式艦載機彈射器，其特征在于動力機在傳動軸兩 端對稱設(shè)置。
4.據(jù)權(quán)利要求1所述的離心蓄能加速式艦載機彈射器，其特征在于放繩絞車的鋼絲繩 與牽引鉤連接，牽引鉤與牽引絞車連接。
5.據(jù)權(quán)利要求4所述的離心蓄能加速式艦載機彈射器，其特征在于牽引鉤上設(shè)置有滑 輪，兩臺艦載機彈射器牽引絞車使用一根牽引繩，牽引繩的中間牽引鉤上的滑輪連接。
6.據(jù)權(quán)利要求1所述的離心蓄能加速式艦載機彈射器，其特征在于動力機是指電動 機、柴油機、汽油機、汽輪機、渦輪機及液壓馬達。
7.據(jù)權(quán)利要求1所述的離心蓄能加速式艦載機彈射器，其特征在于放繩絞車通過放繩 絞車離合器與放繩絞車電機連接。
8.一種飛輪蓄能加速式艦載機彈射器的彈射方法，其特征在于，以動力機作為動力源 配以飛輪蓄能，通過飛輪蓄量，在離合器的配合下將飛輪的能量和動力機的能量集合起來 在短時間內(nèi)為戰(zhàn)機提供最大的牽引力，戰(zhàn)機滑行5-10米內(nèi)，離合器全部吸合，動力機就能 全負荷對戰(zhàn)機進行全速牽引，另外在牽引絞車的變徑作用下，為戰(zhàn)機提供額外的加速，實現(xiàn) 戰(zhàn)機的短距離彈射起飛；具體彈射步驟如下動力機提供轉(zhuǎn)動力，通過電機離合器和傳動軸驅(qū)動飛輪轉(zhuǎn)動，當飛輪轉(zhuǎn)動達到一定轉(zhuǎn) 速后，待機備用；牽引絞車的牽引繩端部連接牽引鉤，牽引鉤通過放繩絞車的鋼絲繩牽引至艦載機起飛 點與艦載機前輪連接待命；當調(diào)度員下達起飛命令后，飛輪與牽引絞車之間的飛輪離合器吸合，動力機繼續(xù)全負 荷工作，牽引絞車通過飛輪離合器與飛輪連接迅速驅(qū)動牽引絞車轉(zhuǎn)動，牽引繩端的牽引鉤 拉動戰(zhàn)機加速前行，由于牽引絞車在轉(zhuǎn)動初期，牽引繩在牽引絞車軸部的纏繞是小直徑纏 繞，牽引速度慢，但牽引力大，隨著纏繞圈數(shù)的增加，纏繞直徑越來越大，因而牽引速度越來 越快，當?shù)竭_船舷前，戰(zhàn)機已達到起飛速度，這時牽引鉤分離，戰(zhàn)機升空；放繩絞車是通過放繩離合器與放繩電機連接，當牽引絞車牽引戰(zhàn)機開始滑行時，放繩 絞車離合器釋放，放繩絞車的鋼絲繩一直被牽引拉至跑道終點，當戰(zhàn)機飛離甲板后，放繩絞 車的離合器吸合，飛輪離合器釋放，牽引絞車不再受力，放繩絞車對牽引絞車的轉(zhuǎn)動慣性進 行阻尼，牽引絞車停轉(zhuǎn)，繼而牽引鉤被放繩絞車拉回跑道起點，放繩絞車離合器釋放待機， 第二架戰(zhàn)機進入起飛點與牽引鉤連接等待下一個起飛命令。
全文摘要
本發(fā)明提供一種飛輪蓄能加速式艦載機彈射器及彈射方法，其結(jié)構(gòu)是由動力機、離合器、飛輪、傳動軸、牽引絞車和放繩絞車，其中牽引絞車和飛輪設(shè)置在傳動軸上，飛輪與傳動軸固定在一起，牽引絞車通過軸承與傳動軸連接，飛輪與牽引絞車之間設(shè)置飛輪離合器，傳動軸通過軸承架固定，傳動軸的端部通過電機離合器與動力機連接。該飛輪蓄能加速式艦載機彈射器和現(xiàn)有技術(shù)相比，具有設(shè)計合理、結(jié)構(gòu)簡單、安全可靠、體積小、自動化程度高、使用方便、易于維護等特點，具有很好的推廣使用價值。
文檔編號B64F1/08GK101804866SQ201010110019
公開日2010年8月18日 申請日期2010年2月20日 優(yōu)先權(quán)日2010年2月20日
發(fā)明者姜明 申請人:姜明