專利名稱：航空母艦艦載機(jī)起飛輔助機(jī)構(gòu)的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
軍事工程領(lǐng)域；涉及航空母艦設(shè)計(jì)制造以及艦載飛機(jī)設(shè)計(jì)制造。
背景技術(shù)：
航空母艦及艦載飛機(jī)的設(shè)計(jì)與制造屬世界軍事工程中的尖端技術(shù)領(lǐng)域，我國目前 正在修復(fù)并續(xù)建從國外購買的航空母艦半成品，同時(shí)對(duì)航母的一些關(guān)鍵性技術(shù)進(jìn)行科技攻 關(guān)、試驗(yàn)。其中，至關(guān)重要的一個(gè)問題就是艦載機(jī)采用何種起飛方式，這涉及到航母的基本 結(jié)構(gòu)，一旦確定，航母的設(shè)計(jì)、生產(chǎn)便進(jìn)入了不可逆過程。現(xiàn)今世界上航空母艦有兩大類一 類是彈射器型平面甲板航母，以美國為代表，艦載機(jī)采用彈射式起飛。美國現(xiàn)役主力航母多 采用蒸汽彈射器，新研發(fā)的電磁彈射器也開始服役；另一類是滑躍上翹甲板航母，以俄羅斯 為代表，艦載機(jī)采用滑躍式起飛。我國正在修復(fù)并續(xù)建的屬于此類滑躍上翹甲板航母。彈射器航母具有甲板平整，飛機(jī)跑道短，載機(jī)面積大，艦載機(jī)起飛重量大等優(yōu)點(diǎn)； 但也有很多缺點(diǎn)彈射器結(jié)構(gòu)龐大占據(jù)了很大的空間，系統(tǒng)復(fù)雜、維護(hù)量大，消耗大量能源 和淡水，制造成本高達(dá)數(shù)億美圓，戰(zhàn)時(shí)損壞或故障修復(fù)困難等等。翹板航母節(jié)省了彈射器所 占用的巨大空間，艦載機(jī)起飛方式簡單。但是，飛機(jī)跑道占用了甲板的很大面積，且甲板翹 起部分利用率低。翹板航母還有一個(gè)致命缺點(diǎn)就是艦載機(jī)起飛重量受限，重型戰(zhàn)斗機(jī)以及 預(yù)警機(jī)難以起飛。我國在航母項(xiàng)目上一直開展科技攻關(guān)，投入巨大。由于尚不能掌握制造蒸汽彈射 器及電磁彈射器的核心技術(shù)，航母的設(shè)計(jì)與制造受到很大局限，目前仍以翹板型航母為主 要參照，相關(guān)的設(shè)計(jì)、試驗(yàn)均圍繞翹板滑躍式起飛而展開，重型戰(zhàn)斗機(jī)及預(yù)警機(jī)起飛問題無 疑成為巨大障礙。本人發(fā)明“航空母艦艦載機(jī)起飛輔助機(jī)構(gòu)”正是針對(duì)國家國防建設(shè)的現(xiàn)實(shí) 需要，通過發(fā)明一種簡單而可靠的機(jī)械機(jī)構(gòu)，利用力學(xué)原理來解決航母艦載機(jī)起飛的問題?！昂娇漳概炁炤d機(jī)起飛輔助機(jī)構(gòu)”通過力學(xué)原理，充分利用航空發(fā)動(dòng)機(jī)的推力，提 高艦載機(jī)起飛加速度值，縮短艦載機(jī)起飛滑跑距離，從而大大提高艦載機(jī)起飛重量。應(yīng)用 “航空母艦艦載機(jī)起飛輔助機(jī)構(gòu)”將使航母艦載重型戰(zhàn)斗機(jī)及預(yù)警機(jī)起飛問題得以解決。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明是一種艦載機(jī)起飛力學(xué)方法和實(shí)現(xiàn)該方法的一套機(jī)械機(jī)構(gòu)。航母艦載機(jī)起 飛時(shí)，通過“航空母艦艦載機(jī)起飛輔助機(jī)構(gòu)”將飛機(jī)固定在甲板跑道上，當(dāng)飛機(jī)發(fā)動(dòng)機(jī)推力 達(dá)到設(shè)計(jì)值時(shí)，“航空母艦艦載機(jī)起飛輔助機(jī)構(gòu)”自動(dòng)釋放飛機(jī)，飛機(jī)以高加速度值滑跑起 飛。本發(fā)明的第一特征是用外力將飛機(jī)固定在跑道上，使飛機(jī)發(fā)動(dòng)機(jī)產(chǎn)生的推力與 外力相等而處于靜止，避免飛機(jī)在推力上升到最大起飛推力前的過程中產(chǎn)生位移；當(dāng)飛機(jī) 發(fā)動(dòng)機(jī)推力達(dá)到最大起飛推力時(shí)外力解除，飛機(jī)以最大推力起步，高加速度滑行。相對(duì)于采 用飛機(jī)輪剎車的方法，本發(fā)明優(yōu)越性明顯。采用剎車方法時(shí)，當(dāng)飛機(jī)發(fā)動(dòng)機(jī)推力超過輪胎與 跑道的摩擦力時(shí)剎車失效，飛機(jī)不能發(fā)揮最大推力起步，而且剎車系統(tǒng)釋放有延遲性。
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本發(fā)明的第二特征是采用一套液壓升降的機(jī)械機(jī)構(gòu)，通過壓力鉗裝置與艦載機(jī) 的尾鉤聯(lián)接，實(shí)現(xiàn)外力固定飛機(jī)于跑道的方法；壓力鉗工作壓力可調(diào)整為等效飛機(jī)最大推 力，當(dāng)飛機(jī)推力達(dá)到最大時(shí)壓力鉗釋放艦載機(jī)尾鉤；“航空母艦艦載機(jī)起飛輔助機(jī)構(gòu)”不工 作時(shí)，通過液壓傳動(dòng)降至甲板跑道下面，其上蓋板與甲板密合平整；工作時(shí)，通過液壓傳動(dòng) 升起，艦載機(jī)尾鉤掛入壓力鉗口，護(hù)板推至與甲板密合平整，防止尾鉤釋放后出現(xiàn)障礙?！昂娇漳概炁炤d機(jī)起飛輔助機(jī)構(gòu)”由以下部件構(gòu)成(可參閱說明書附圖)1.上蓋板2.臺(tái)型壓蓋3.軸承4.基座5.帶肩螺栓6.滑槽7.滑軌8.主液壓缸9.平行連桿10.鉸鏈支座11.壓力鉗11. 1.可調(diào)壓力器11.2.壓力鉗比例桿11.3.壓力鉗口12.護(hù)板13.副液壓缸14.止推墊片15.軸上蓋板在機(jī)構(gòu)不工作期間起到甲板的作用，其材料強(qiáng)度必須高于甲板材料強(qiáng)度。 由于要承受來自飛機(jī)尾焰的高溫，上蓋板材料必須耐高溫，必要時(shí)可采取隔熱、冷卻措施。主液壓缸除了升降“航空母艦艦載機(jī)起飛輔助機(jī)構(gòu)”以外，要承受飛機(jī)最大推力帶 來的壓力，設(shè)計(jì)值必須留有充分的余量。壓力鉗材料除了高強(qiáng)度、耐高溫之外，壓力鉗口材料要求對(duì)艦載機(jī)尾鉤不能造成 嚴(yán)重磨損，必要時(shí)可安裝可更換墊片；艦載機(jī)最大推力、壓力鉗口 α角度、比例桿尺寸，決 定了壓力器設(shè)計(jì)壓力值；壓力器首選彈簧式可調(diào)類型。護(hù)板材料與頂蓋板相同，其滑動(dòng)伸縮驅(qū)動(dòng)副液壓缸與主液壓缸聯(lián)動(dòng)，當(dāng)主液壓缸 伸出達(dá)工作位時(shí)，副液壓缸驅(qū)動(dòng)護(hù)板滑出并與甲板密合；工作完畢后“航空母艦艦載機(jī)起飛 輔助機(jī)構(gòu)”收回時(shí)，副液壓缸先行驅(qū)動(dòng)護(hù)板滑進(jìn)后，主液壓缸隨后驅(qū)動(dòng)“航空母艦艦載機(jī)起 飛輔助機(jī)構(gòu)”降下歸位?！昂娇漳概炁炤d機(jī)起飛輔助機(jī)構(gòu)”工作模擬計(jì)算艦載機(jī)型蘇33起飛重量M= 26000kg最大工作推力F= 2 X 14800kg = 29600kg = 290080η
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起飛離艦速度Vt= 223km/h = 61. 94m/s航母航速Vo= 24 節(jié)=12. 33m/s應(yīng)用“航空母艦艦載機(jī)起飛輔助機(jī)構(gòu)”起飛時(shí)的起步加速度為a = F/M = 290080 + 26000 = 11. 16m/s2蘇33的起飛距離為S = (Vt-Vo)2/2a = (61. 94-12. 33)2 + 2 + 11· 16 = 110. 27m可見，蘇33在載重26噸的情況下起飛距離只有110. 27米，已經(jīng)可以不用翹板起 飛了。如果考慮到使用翹板，則起飛距離縮短為=110.27X0. 6 = 66. 16米。實(shí)際上，航母 的航速可達(dá)30節(jié)，上述計(jì)算尚有余量。如果將上例艦載機(jī)換成美國的F18，使用“航空母艦艦載機(jī)起飛輔助機(jī)構(gòu)”后起飛 距離為146. 7米，可以不用彈射器直接起飛了。由上述模擬計(jì)算可見，采用“航空母艦艦載機(jī)起飛輔助機(jī)構(gòu)”后，有效縮短了起飛 滑跑距離，重載戰(zhàn)斗機(jī)可以在航母上直接起飛。相信通過實(shí)際測(cè)試，預(yù)警機(jī)也可以在“航空 母艦艦載機(jī)起飛輔助機(jī)構(gòu)”的幫助下順利起飛。發(fā)明“航空母艦艦載機(jī)起飛輔助機(jī)構(gòu)”從軍事工程的角度看，其意義無疑是十分重 大的。從經(jīng)濟(jì)領(lǐng)域的角度看，“航空母艦艦載機(jī)起飛輔助機(jī)構(gòu)”結(jié)構(gòu)簡單，生產(chǎn)制造沒有困 難，而且其帶來的效益是非常巨大的。航母彈射器制造成本數(shù)億美元，消耗和維護(hù)更是費(fèi)用 驚人。隨著航空發(fā)動(dòng)機(jī)性能的不斷提升，不久的將來“航空母艦艦載機(jī)起飛輔助機(jī)構(gòu)”一定 可以替代彈射器，由此而來的經(jīng)濟(jì)利益可以想見。
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附圖用裝配結(jié)構(gòu)三視圖準(zhǔn)確表達(dá)了“航空母艦艦載機(jī)起飛輔助機(jī)構(gòu)”各個(gè)部件之 間的相互關(guān)系、機(jī)械原理及工作位置。圖中1至15數(shù)字編號(hào)標(biāo)明了“航空母艦艦載機(jī)起飛 輔助機(jī)構(gòu)”的各個(gè)部件；用α標(biāo)示了壓力鉗口角度及工作位置；用虛線標(biāo)示了艦載機(jī)尾鉤 工作時(shí)所處位置。
五具體實(shí)施例方式“航空母艦艦載機(jī)起飛輔助機(jī)構(gòu)”由壓力鉗及平行四連桿構(gòu)成，壓力鉗用臺(tái)型壓蓋 通過軸及帶肩螺栓固定于基座上，壓力鉗體可繞軸做小角度轉(zhuǎn)動(dòng)；基座用鉸鏈支座通過主 液壓缸及四根平行桿鉸接于航母甲板下方箱體內(nèi)；工作時(shí)，主液壓缸推出，基座由四連桿支 撐做平行上升至工作位置，副液壓缸推出使護(hù)板滑出并與甲板密合；艦載機(jī)尾鉤掛入壓力 鉗口，飛機(jī)發(fā)動(dòng)機(jī)加速并開加力；當(dāng)飛機(jī)推力達(dá)到克服壓力鉗設(shè)計(jì)壓力值時(shí)，鉗口滑開飛機(jī) 沖出。“航空母艦艦載機(jī)起飛輔助機(jī)構(gòu)”不需要工作時(shí)，副液壓缸驅(qū)動(dòng)護(hù)板回縮后，主液壓缸 縮回，機(jī)構(gòu)降至箱體內(nèi)，上蓋板與甲板密合，甲板保持平整。
權(quán)利要求
一種航空母艦艦載機(jī)加速起飛、縮短起飛滑跑距離的方法，特征是用外力將飛機(jī)固定在跑道上，使飛機(jī)發(fā)動(dòng)機(jī)產(chǎn)生的推力與外力相等而處于靜止，避免飛機(jī)在推力上升到最大起飛推力前的過程中產(chǎn)生位移；當(dāng)飛機(jī)發(fā)動(dòng)機(jī)推力達(dá)到最大起飛推力時(shí)外力解除，飛機(jī)以最大推力起步，高加速度滑行。
2.實(shí)現(xiàn)航空母艦艦載機(jī)加速起飛、縮短起飛滑跑距離的一套機(jī)械機(jī)構(gòu)，特征是采用 一套液壓升降的機(jī)械機(jī)構(gòu)，通過壓力鉗裝置與艦載機(jī)的尾鉤聯(lián)接，實(shí)現(xiàn)外力固定飛機(jī)于跑 道的方法；壓力鉗工作壓力可調(diào)整為等效飛機(jī)最大推力，當(dāng)飛機(jī)推力達(dá)到最大時(shí)壓力鉗釋 放艦載機(jī)尾鉤；該機(jī)構(gòu)不工作時(shí)，通過液壓傳動(dòng)降至甲板跑道下面，其上蓋板與甲板密合平 整；工作時(shí)，通過液壓傳動(dòng)升起，艦載機(jī)尾鉤掛入壓力鉗口，護(hù)板推至與甲板密合平整，防止 尾鉤釋放后出現(xiàn)障礙。
全文摘要
本發(fā)明是一種艦載機(jī)起飛力學(xué)方法和實(shí)現(xiàn)該方法的一套機(jī)械機(jī)構(gòu)。航母艦載機(jī)起飛時(shí)，通過“航空母艦艦載機(jī)起飛輔助機(jī)構(gòu)”將飛機(jī)固定在甲板跑道上，當(dāng)飛機(jī)發(fā)動(dòng)機(jī)推力達(dá)到設(shè)計(jì)值時(shí)，“航空母艦艦載機(jī)起飛輔助機(jī)構(gòu)”自動(dòng)釋放飛機(jī)，飛機(jī)以高加速度值滑跑起飛。利用本發(fā)明可以使重型戰(zhàn)斗機(jī)蘇33在載重26噸的情況下起飛距離只有110.27米；使用翹板的起飛距離縮短為66.16米。利用本發(fā)明也可以使美國的F18艦載戰(zhàn)斗機(jī)滿載荷起飛距離為146.7米，使用翹板的起飛距離縮短為88米。
文檔編號(hào)B64F1/36GK101913432SQ20101027337
公開日2010年12月15日 申請(qǐng)日期2010年9月2日 優(yōu)先權(quán)日2010年9月2日
發(fā)明者臧鐵淞 申請(qǐng)人:臧鐵淞