[發(fā)明專利]冷彈射方法及裝置

有效

• 申請?zhí)枺?/td>: 200910166299.7
• 申請日: 2009-08-18
• 公開（公告）號: CN101676174A
• 公開（公告）日: 2010-03-24
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 胡真華;胡愛武;胡宣哲;劉炯
• 申請（專利權(quán)）人: 胡宣哲
• 主分類號: B64F1/06
• 分類號: B64F1/06
• 代理公司: 長沙正奇專利事務(wù)所有限責(zé)任公司
• 代理人: 魏國先

技術(shù)領(lǐng)域：

本發(fā)明涉及工程力學(xué)中的彈射方法及裝置，具體涉及一種在機(jī)械完全關(guān) 閉的冷態(tài)下航空母艦冷彈射方法及裝置，可廣泛應(yīng)用于航空母艦、魚雷、導(dǎo) 彈、事故救援、被毀機(jī)場、洞庫、海上鉆井平臺、島嶼聯(lián)絡(luò)等。

背景技術(shù)：

各國都把彈射器視為航母的命根子，由美國獨(dú)占鰲頭，其所以會成為世界 難題，是因?yàn)檎嬲行У暮侥笍椛渫緩轿幢话l(fā)現(xiàn)，現(xiàn)有彈射器有許多不足之 處：

如美國的蒸汽彈射器運(yùn)用開口汽缸技術(shù)，系統(tǒng)龐大、復(fù)雜、昂貴、制造維 修難度大、僅4-6％的效率，難以滿足更大飛機(jī)的彈射要求，已發(fā)展到了極限。

又如美國正在研制的電磁彈射器(EMALS)，采用飛輪強(qiáng)迫儲能和直線電機(jī) 技術(shù)，不足之處是：1)“強(qiáng)迫儲能”的效果不佳，EMALS采用飛輪(即轉(zhuǎn)子) 強(qiáng)迫儲能難度大，飛輪小不起作用，轉(zhuǎn)速高不穩(wěn)定，做大飛輪，一是艦上條 件不允許，二是其儲能與負(fù)荷的耦合難實(shí)現(xiàn)，最終采用多臺集飛輪電動機(jī)發(fā) 電機(jī)于一體的盤式發(fā)電機(jī)、成對安裝在扭矩框架上、以反向高速轉(zhuǎn)動強(qiáng)迫每 個轉(zhuǎn)子儲一點(diǎn)有限的動能，每次備戰(zhàn)都必先啟動這些盤式發(fā)電機(jī)后，才有彈 射的能量，這既暴露了目標(biāo)，又錯失了戰(zhàn)機(jī)！整個備戰(zhàn)期間，其補(bǔ)能平均功 率高達(dá)6.35MW，而所儲能量除用來強(qiáng)迫設(shè)備在6400rpm高速下磨損(作有害 功)外，僅有20％左右的峰值段在彈射的2-3秒鐘內(nèi)被利用，其彈射過程還有 直線電動機(jī)的定子損耗、循環(huán)變頻器的熱損耗和盤式發(fā)電機(jī)的損耗，加在一 起，即算EMALS在彈射的瞬間效率可達(dá)60％，但整個備戰(zhàn)期間的總效率極低； 2)中間環(huán)節(jié)多，由于航母所需的彈射速度單靠直線電動機(jī)的磁場移動速度是 達(dá)不到的，要靠大功率電子設(shè)備來升高頻率和電壓后、EMALS才能用，因而再 度增大了投入，美國研制航母電磁彈射器28年，耗資32億美元，至今EMALS 還未用在艦上；3)它有強(qiáng)大的電磁干擾，阻礙其高靈敏度飛行器和制導(dǎo)系統(tǒng) 的應(yīng)用；4)它采用渦流加換相制動方式，不安全；5)重要的是武器性能， 電磁彈射器平時應(yīng)對突發(fā)事件、惡劣海況等不利條件，不能做到及時和擇機(jī) 彈射，加之體積大影響艦載機(jī)的數(shù)量、重量大對艦艇的穩(wěn)定性和扶正力矩不 利。可見，尋找航母的有效彈射途徑，勢在必行。

發(fā)明內(nèi)容：

本發(fā)明所要解決的技術(shù)問題是：解決上述現(xiàn)有技術(shù)特別是現(xiàn)有航母彈射 器存在的技術(shù)問題，而提供一種航空母艦冷彈射方法及裝置，打破強(qiáng)迫儲能 瓶頸，集能自由度大，彈射速度快，實(shí)現(xiàn)巨大能量的恒功率超高效傳動，彈 射，以靜取勝，而且結(jié)構(gòu)簡單，體積小，重量輕，易制造，功耗小，適應(yīng)性 好。

本發(fā)明采用的技術(shù)方案是：

本發(fā)明的航空母艦冷彈射方法為：遵循“集能驟釋+高效傳動＝彈射運(yùn)動” 的彈射公式，采用氣液融合油缸作彈射主體，配合氣瓶和控制閥，在彈射器 機(jī)械完全關(guān)閉的冷態(tài)下，用彈射器內(nèi)氣瓶集存的高能氣體，經(jīng)控制閥進(jìn)入氣 液融合油缸的氣至端驟釋能量，同步推動氣液融合油缸的液至端各級活塞， 恒功率高效冷彈射負(fù)荷。

本發(fā)明的航空母艦冷彈射裝置，包括高能氣源、氣瓶、控制閥、氣液融 合油缸，高能氣源連接氣瓶，并給氣瓶自由集能，氣瓶通過控制閥及連接管 道連接至氣液融合油缸的氣至端，氣液融合油缸的無桿腔為氣至端，氣液融 合油缸的有桿腔為液至端。

上述技術(shù)方案中，氣液融合油缸結(jié)構(gòu)為：缸體內(nèi)腔一端為無桿腔，無桿 腔的缸壁上開有氣口；缸體內(nèi)腔還安裝有多級活塞，這些多級活塞依次連接， 安裝在有桿腔內(nèi)，有桿腔內(nèi)充有液壓油，并且每級活塞缸壁上開有油口。工 作時，氣瓶中集存的高能氣體由氣液融合油缸的氣口進(jìn)入無桿腔，推動一級 活塞前進(jìn)，一級活塞前進(jìn)時，一級活塞缸內(nèi)的液壓油進(jìn)入二級活塞腔，推動 二級活塞前進(jìn)，二級活塞前進(jìn)時，二級活塞缸內(nèi)的液壓油進(jìn)入三級活塞腔， 推動三級活塞前進(jìn)，如此類推，一直到推動n級活塞前進(jìn)，實(shí)現(xiàn)恒功率長距 離高效傳動彈射。

本發(fā)明的一種航空母艦冷彈射能量回收裝置，包括能量回收泵、躍升缸、 往復(fù)車、傳感器、限位擋油缸、導(dǎo)向滑軌，能量回收泵與躍升缸均安裝在作 為飛行器載體的往復(fù)車上，往復(fù)車置于導(dǎo)向滑軌上，傳感器與限位擋油缸安 裝在導(dǎo)向滑軌前端的適當(dāng)位置。

上述技術(shù)方案中，能量回收泵的泵頭正對限位擋油缸，以吸收彈射系統(tǒng) 的慣性能轉(zhuǎn)換成液壓能，能量回收泵的輸出端通過管道連接躍升缸，躍升缸 前端與飛行器相連，躍升缸又將液壓能轉(zhuǎn)換成機(jī)械能，促成飛行器作半自主 起飛。