[发明专利]一种舰载机助飞装置

说明书

技术领域

本发明涉及一种用于大、中型舰载机在航空母舰上起飞的助飞装置。

背景技术

助飞装置是飞机实现超短距起飞的辅助工具，根据飞机的质量、外形、性能，在短时间内给予其巨大的能量，使其获得较大的初速度实现起飞目的，从而实现各种飞机的舰载化。现今航母普遍使用蒸汽弹射器，但其耗能大，只能对小型飞机加速，不能实现大、中型飞机的起飞，严重限制了海军事业的发展。由于受技术资金等的影响，大、中型飞机的舰载助飞装置在世界范围内尚属空白。

目前世界上的弹射器主要有以下3种：

1、蒸汽弹射器

蒸汽弹射器是航空母舰上的飞机起飞装置，用于舰载机蒸汽弹射起飞，使用一个平甲板作为飞机跑道。起飞时一个蒸汽驱动的弹射装置带动飞机在两秒钟内达到起飞速度。

重型飞机要想从航空母舰上起飞，必须有蒸汽弹射器。在飞机起飞前，由位持器钢圈把尾部扣在一个坚固点上，飞机前轮附近的牵引杆垂落到一个滑梭内，滑梭以挂钩钩住飞机。滑梭是蒸汽弹射器唯一露在飞行甲板上的零件。飞机前面的甲板下，有两个平行圆筒，每个至少长45米，筒中的活塞与所有滑梭相连。蒸汽由母舰上的锅炉输出，增压后输入滑梭。飞机起飞时开足马力，但被位持器扣住。蒸汽弹射器一启动，飞机引擎的动力加上蒸汽压力，使钢圈断开，飞机前冲，在45米距离内达到时速250千米/小时。飞机弹射起飞脱离滑梭后，活塞前端的注管就落入水池，在几米的距离内停顿，滑梭移回原位，推动另一架飞机起飞。航空母舰上每个蒸汽弹射器每分钟可推动两架飞机起飞。通常航空母舰最多装设4个蒸汽弹射器。

蒸汽弹射有两种弹射方式，一种是前轮弹射，由美国海军于1964年试验成功，弹射时由滑块直接拉着飞机前轮起飞。这样不用8-10人来为飞机挂拖索和减拖索了，弹射时间减短，飞机安全性好。美国现役航母都采用这种方式。目前只有美国具备生产这种蒸汽弹射器的成熟技术。

但蒸汽弹射器有其固有的不足之处：

（1）维护成本大，U型密封条更换频繁而又十分麻烦，对材质要求高； 

（2）使用蒸汽弹射器成本大，效率低，配套设施多，系统烦琐，各个环节要求高；

（3）需消耗大量淡水，美国曾为此考虑过蒸汽冷凝回收装置，终因体积大及效率低而取消。

2、燃汽弹射器

燃汽弹射器在结构上与蒸汽弹射器类似，只不过是蒸汽的两端进汽口变成了燃烧室，其中还原剂及氧化剂是通过高压注入的，不过是受控的，并且是持续注入的。当工作时，还原剂及氧化剂向燃烧室高压注入，点火装置使还原剂及氧化剂在燃烧室内反应并产生大量的热，汽体推动活塞做功，由于还原剂及氧化剂持续注入，活塞将在汽体不断推力下高速运行，从而使飞机起飞。当飞机起飞后还原剂及氧化剂停止注入，并打开燃烧室通汽口，同时返回端的燃烧室通汽口关闭，活塞会立即停止。返回与上述过程相同，只不过燃烧室及高压注入设备比工作的小而已。这种弹射器是靠控制注入还原剂及氧化剂来控制的，优点是不需要淡水，工作及返回时间短。但缺点特别多，首先是燃烧室的耐高温及防氧化等条件高，筒壁强度及耐高温要求高。注入还原剂及氧化剂的控制要求精准、数据反应快，有一定的危险性，消耗价格昂贵的液体还原剂及氧化剂，故障率高，排除大量汽体污染及红外辐射等许多不利因素。因此这种弹射器实际上只是理论上进行讨论分析过，并未有大型实践的记载。

3、弹簧复力弹射器

弹簧复力弹射器是利用直线电机或储能机构把弹簧拉伸到储能位置，利用制动机构保持能量不释放，而工作时则利用控制系统断开制动机构，弹簧在复力下拉动动飞机加速，飞机在自身发动机及弹射器的合力下加速，初始工作冲程一般只有60米。不过遗憾的是这种弹射器不能直接把飞机弹射起飞，飞机必须在发动机的推力下滑行一段才能起飞。而且这种弹射器在实际研究中是把弹簧放置在开口的滑道里（内口带润滑油），目的是不让弹射器工作时对周围产生影响，而且这种大功率弹簧对材料要求严格，试想一下这么大功率的弹簧在航母服役期间不更换，对材质要求是多么刻苛，即使是滑道，其精度也要求非常高。这种弹射器弹射飞机次数不高，因为它是靠储能机构完成储能的。更要命的是这种弹射器初始时拉力非常大，飞行员会发生短时的晕厥现象，对飞机的结构强度也要求相当高。而工作末端拉力又非常小，关键时候不能助推起飞。

发明内容

本发明的目的在于提供一种适用于大、中型舰载机的舰载机助飞装置。

为了解决上述问题，本发明的技术方案为：