[发明专利]一种同步式舰载机弹射器及分散蓄能集中做功的方法

说明书

技术领域

本发明涉及航母装备技术领域，具体地说是一种同步式舰载机弹射器及分散蓄能集中做功的方法。

背景技术

目前能看到重复运行的航母弹射器主要有二种，一种是美国10个航母战斗群上公开使用蒸汽弹射器，传统蒸汽弹射器是两根开口汽缸，加工精度高，加工难度大，耐用性差，需要经常维修，每弹射500-1000架次就要大修三个月，维修人员500人以上，汽缸活塞摩擦阻力大，能量转化率低、使用效率低，维修成本高，且蒸汽弹射器需要核反应堆提供高压蒸汽，还需要两个200立方米的蒸汽储罐，占用空间大，系统复杂，制造工艺只有美国掌握。

第二种是美国正在研发的电磁弹射器，存在的不足是结构复杂，成本高，耗能高，电功率10万千瓦相当于整个上海市的用电量，使用时，10万千瓦的电能要经过强制蓄能机构转换成旋转动能存储起来，用时将旋转动能再转换成电能，转换成的电能输送给直线电机中的超导线圈转换成磁能，磁能驱动动子产生带动滑梭移动的动能，经过四次能量转换，10万千瓦的电能已经损耗掉60%以上，实际做功的电能不足30%。而且转换过程不仅产生大量的废热需要低温冷却系统迅速冷却，每次弹射还要产生超强磁暴，高强度的磁暴会对舰载雷达通讯设备产生严重损坏，因此巨大的功耗电磁弹射器只能在美国的福特级超级核动力航母上使用，而且研究者也公开表示，电磁弹射器能否完全代替蒸汽弹射器在未来服役航母上使用，目前仍是未知数，目前只有美国掌握电磁弹射技术，对于那些刚刚起步建造常规动力航母的国家，花巨资去研制具有众多弊端的电磁弹射器，的确是一种盲目的得不偿失的选择。

蒸汽弹射器采用的两条开口汽缸和电磁弹射器采用的直线电机，两种弹射器的3秒内的单体功耗分别是7万千瓦和10万千瓦，功耗之大及级制造难度之大是可以想象的。

通过对现有技术的两种舰载机弹射器研究可以看出，舰载机弹射器就是一种将电能或流体介质势能瞬间转换成滑梭在弹射跑道上带动舰载机高速滑行的动能转换机构，科学选择能量转换机制是舰载机弹射器能否实用、耐用、节能高效和降低加工工艺和成本的关键。

发明内容

本发明的技术任务是解决现有技术的不足，提供一种同步式舰载机弹射器及分散蓄能集中做功的方法。

众所周知，涡扇发动机和涡轴发动机是迄今为止人们制造出的功率密度最高的动力设备，涡扇发动机目前被广泛应用在航空航天领域，比如民航飞机发动机，运载火箭发动机，蜗轴发动机被广泛应用在直升机、燃气轮机等技术领域，因此涡扇发动机和涡轴发动机可以在舰载机弹射器上应用以减少舰载机在航母上的占用空间和提高弹射舰载机的吨位。

本发明的技术方案是按以下方式实现的，采用若干套单体风动设备并联或串联的方式分散蓄能，然后通过控制器统一控制同步做功将动能集中到滑梭上，让滑梭做功与舰载机的起飞速率相同步，驱动舰载机在短距跑道上起飞。

一种同步式舰载机弹射器，包括风动设备、做功隧道、滑梭牵引车和控制器，控制器控制风动设备将高压空气分别引入做功隧道的两端，驱动位于做功隧道中的滑梭牵引车高速往返运动，带动滑梭从起点弹射到终点将舰载机弹射升空，然后带动滑梭自动返回到弹射起点，实现风动设备将动能向舰载机的传递，其中：

风动设备包括弹射风动设备和返回风动设备，弹射风动设备和返回风动设备分别设置在做功遂道的两侧或底部，弹射风动设备通过送风管道与做功隧道的右端弹射起点连接，返回风动设备通过送风管道与做功隧道左端弹射终点连接，做功隧道的右端弹射起点和左端返回终点的端部还设置有空气排放阀，做功隧道的两端部还设置有缓冲阻尼器、起点传感器和终点传感器，起点传感器和终点传感器通过数据线与控制器连接，在送风管道上还设置有风速传感器、风压传感器、温度传感器和冷却系统；

做功隧道的上部开口设置有复合甲板，复合甲板中间设置有开缝，复合甲板是由安装板、密封条和跑道甲板由下向上复合组成，安装板固定在送风管道的顶部，安装板和跑道甲板相对水平伸向做功隧道中间并保留开缝，夹在安装板和跑道甲板之间的两根密封条的相对边在开缝处向下弯曲组成唇形密封结构；

滑梭牵引车的两端设置有与做功隧道截面形状相吻合的密封板，密封板的外侧设置有与做功隧道截面形状相吻合的弹性密封件，滑梭牵引车的中间顶部设置有滑梭连接板，滑梭连接板的顶边穿过复合甲板的中间开缝向上伸出与滑梭连接在一起，滑梭牵引车的上下和两侧还设置有导向轮，导向轮与做功隧道的两侧和底部滚动连接，顶部的导向轮与安装板底部滚动连接；