[发明专利]航空母舰高支点弹射/滑跃系统

说明书

技术领域

本发明涉及一种航空母舰上的辅助舰载飞机短距离起飞的能量转换及执行装置。它使舰载机的结构强度、设计难度以及飞行员的不适感显著降低，增加了起飞可靠性、有效载荷、航程及应用广泛性，缩小了陆航飞机与舰载机的差异性，简化了起飞前的准备操作。另外，它简化了舰载机着舰系统的结构组成。 

背景技术

目前，公知的航空母舰舰载机助飞方式有两种，即以美国为主的蒸汽弹射器助飞方式和以俄罗斯为主的滑跃甲板助飞方式。 

已知蒸汽弹射器是一种经过长期实践证明非常可靠和高效的助飞方式。其关键部分一一开缝汽缸有别于传统的汽缸的结构设计。最大的问题是活塞上的刀板经过开口时的密封问题。我们已知的航母弹射器采用的是U型密封条形式。它与汽缸缝盖结合在一起在气缸缝外形成一个完整的钩型密封结构，可以夹住汽缸缝以防气缸内部压力增大时汽缸缝扩大。但其最大的麻烦之处就在于弹射刀板与U型密封条的结合处。由于弹射刀板经过时必须把U型密封条在接口处顶开，顶开后与密封刀接缝处肯定会泄漏蒸汽，如果U型密封条的密封力很大，密封效果肯定很好，但弹射刀板阻力也会增大，U型密封条磨损也随之加快，弹射器的维护成本大，U型密封条更换频繁而且更换过程又十分麻烦，对材质要求高。U型密封条磨损是困扰弹射器的最大心病，日常维护与检修都相当麻烦，虽然一直在不断改进材质及采用新技术，但至今仍不能令人满意，美军对此意见很大。 

其次，已知弹射器滑梭紧贴地面的设计在弹射的一瞬间对舰载机的拉力的方向是向前同时向下。蒸汽弹射的能量也是直接和硬性的作用给舰载机。这样低的力矩点再加上硬性能量释放，对于前起落架、前轮胎和机体结构强度而言无疑是一个巨大的考验，加之弹射瞬间巨大的能量释放，造成舰载机与陆航飞机在设计上有着巨大的区别。这种考虑也是我国飞机在设计和转化为舰载机方面的难题和软肋。 

另外，已知的弹射活塞大而笨重，其外形很像一枚导弹。即使是中空的，但也可以想象这个活塞的重量是相当可观的。活塞对蒸汽推进的效能影响是非常大的。美国的设计所 躲不开的地方是怎样让急速飞奔的活塞安全的停下来。其汽缸和活塞的密封形式和原有水刹车装置的设计决定了活塞的体积和重量。 

还有，已知的航空母舰着舰阻拦索系统是一套独立的装置，它没有同弹射器系统组合设计，从而增加了舰载设备重量和指挥操控的统一性。 

俄罗斯的滑跃甲板助飞方式局限了航空母舰的布局和效率。降低了舰载机的起飞效能，有效载荷和机种的多样性。 

发明内容

为了获得一种更加优良和先进的助飞效果，且能解决已知助飞方式存在的技术问题。本发明提出了一套建立在多个创新设计之上的航空母舰弹射/滑跃系统。 

一、航空母舰高支点弹射/滑跃系统的特点 

1、本航空母舰高支点弹射/滑跃系统是一个蒸汽弹射器和滑跃甲板助飞的组合设计方案。它具有弹射起飞的高效助推作用，同时也具有上翘滑跃甲板的助飞作用。同时，该方案解决了蒸汽弹射器和滑跃甲板助飞各自存在的一些技术缺陷。 

2、本航空母舰高支点弹射/滑跃系统的设计缩小了陆航飞机与舰载机的差异性。高支点弹射臂和缓冲助弹器的设计可使舰载机的结构强度(特别是前起落架结构强度)要求显著降低。降低舰载机的设计难度和增加其起飞可靠性、有效载荷及航程。弹射凸和弹射凹的设计，替代了弹射滑梭、弹射拉杆、位持器拉杆等部件。显著降低了舰载机前起落架的设计难度。简化了起飞前的准备操作。 

3、本航空母舰高支点弹射/滑跃系统开缝汽缸采用高压水密封系统设计，摒弃了固体密封形式。高压射流喷嘴组合体和控流阀的设计使密封功能与弹射汽缸巧妙融合。通过计算，高压水密封的承载压力大于已知的航母蒸汽弹射输出压力，可以非常理想的做到开缝汽缸蒸汽不外泄，将有效提高弹射汽缸效能。高压控流喷射系统设计实现了高压水密封的快速步进喷射和任意部位的局部喷射功能，解决了弹射活塞的刹车复位问题，从而降低活塞的结构复杂性和重量。且能很好的解决活塞、弹射刀板与汽缸间的摩擦阻力密封效果和摩擦损耗。提高弹射器寿命及可靠性。另外，高压控流喷射系统的设计，简化了气缸的排汽、排水功能的设计。在汽缸运行的不同阶段，残余蒸汽和水都能有目的的从停止喷射的汽缸开缝处泄流。 

4、本航空母舰高支点弹射/滑跃系统采用弹射变压设计，即允许弹射压力根据实际弹射需要、弹射载荷的变化而进行调整。这有利于弹射的应用广泛性，丰富舰载机的种类。蒸 汽弹射控制阀组设计能精确的和可靠的控制高压蒸汽进入弹射汽缸。该阀支持弹射系统的变压应用。