一種雙向驅動纏繞加速式艦載機彈射器制造技術

本發明專利技術提供一種雙向驅動纏繞加速式艦載機彈射器，在彈射跑道兩端分別設置有兩臺變速絞車，其中設定左端的是牽引絞車，右端的是返回絞車，牽引帶穿過彈射跑道分別與兩臺變速絞車上的帶盤連接，滑梭設置在牽引帶中間，通過牽引帶在牽引絞車帶盤軸上的連續纏繞過程，直徑由小快速變大，同步牽引滑梭在彈射跑道上由低速到高速的加速方式，實現滑梭對艦載機從低速到高速的加速彈射起飛，并采用牽引帶在返回絞車帶盤上的連續纏繞直徑由小快速變大的加速方式牽引彈射跑道上的滑梭快速自動返回，帶盤的瞬間轉動動力是通過設置在帶盤兩側的電磁離合器從主軸上獲得，主軸的轉動力是通過聯軸器與調速電機連接獲得，帶盤的瞬間制動力是通過帶盤外圓與設置在機座上的電磁離制動器的摩擦獲得。

【技術實現步驟摘要】

本專利技術涉及一種軍事裝備或航母艦載機彈射器
，具體的說是一種雙向驅動纏繞加速式艦載機彈射器。
技術介紹
目前，航空母艦上的艦載機起飛方式主要有三種，一種是以美軍航母上使用的蒸汽式彈射器，該彈射器使用蒸汽作動力通過開口汽缸中活塞帶動牽引鉤拉動飛機加速起飛。蒸汽彈射器設備體積龐大，占有較大空間，制作工藝復雜，還要消耗大量的淡水，由于美 國的蒸汽彈射器采用的是開縫氣缸，因而蒸汽泄漏量大，能耗大，氣缸密封件使用壽命短，維修成本高，在嚴寒地區或冬季，泄漏的蒸汽會在甲板上結冰，嚴重影響艦載機的起飛或降落，這也是美國航母在冬季活動范圍減小，或根本不敢到北極范圍活動的根本原因。由于技術對外保密，所以目前只有美軍在11艘航母上配備蒸汽彈射器。第二種是俄羅斯航母上的滑躍式飛行甲板，即飛機靠自身在甲板上加速通過一個向上翹起的跑道實現滑躍式離艦飛行，滑躍式彈射方式存在的不足是甲板上必須修建滑躍式起飛平臺，必須使用大推重比的雙引擎飛機，單引擎戰機無法使用，所以艦載機的機種收到限制。另外，滑躍式起飛方式是靠飛機自身動力起飛，所以不能滿載起飛，通常起飛重量只占滿載起飛重量的70%，以蘇33為例，滿載是33噸，而目前實際起飛重量只有27噸，滿負荷起飛不了，損失掉6噸的載荷，據說，采用任何一種彈射器都可以幫助蘇33滿載起飛，不能滿載起飛就意味著降低艦載機的戰斗力和減小巡航半徑。第三種電磁式艦載機彈射器，美國已經試制成功，前后耗時20多年，耗資26億，但是由于體積龐大，耗電巨大、結構過于復雜，穩定性十分不可靠，美軍至今也不敢裝備航母。
技術實現思路
本專利技術的技術任務是克服上述缺點，提供一種結構簡單、設計巧妙、科學合理、體積小、使用方便、安全性高、使用壽命長，能適應各種艦載機彈射起飛的的雙向驅動纏繞加速式艦載機彈射器。本專利技術的技術方案是按以下方式實現的在彈射跑道兩端分別設置有兩臺變速絞車，其中設定左端的是牽引絞車，右端的是返回絞車，牽引帶穿過彈射跑道分別與兩臺變速絞車上的帶盤連接，滑梭設置在牽引帶中間，通過牽引帶在牽引絞車帶盤軸上的連續纏繞過程，直徑由小快速變大，同步牽引滑梭在彈射跑道上由低速到高速的加速方式，實現滑梭對艦載機從低速到高速的加速彈射起飛，并采用牽引帶在返回絞車帶盤上的連續纏繞直徑由小快速變大的加速方式牽引彈射跑道上的滑梭快速自動返回，帶盤的瞬間轉動動力是通過設置在帶盤兩側的電磁離合器從主軸上獲得，主軸的轉動力是通過聯軸器與調速電機連接獲得，帶盤的瞬間制動力是通過帶盤外圓與設置在機座上的電磁離制動器的摩擦獲得；彈射步驟如下I)調速電機上電，將動力通過聯軸器傳遞給主軸主軸開始轉動；2)艦載機滑行到彈射跑道起點，機身或前起落架與滑梭連接定位，等待彈射起飛指令；3)塔臺下達起飛指令，彈射器操作員按下彈射按鈕，兩臺變速絞車的電磁制動器釋放，牽引絞車上的電磁離合器吸合，轉動的主軸通過電磁離合器驅動牽引絞車上的帶盤轉動，牽引帶在帶盤上快速纏繞，牽引帶在帶盤軸上的纏繞直徑開始從小到大，牽引速度由小到快；而此時返回絞車上的帶盤處于自由轉動狀態，纏繞在返回絞車帶盤上的與彈射跑道等長的牽引帶，在牽引絞車上的帶盤對牽引帶的纏繞過程中將牽引帶釋放出，釋放過程與牽引絞車帶盤的纏繞過程相反，牽引帶的纏繞直徑從大到小，轉速由慢變快，滑梭以相同的速度變化，隨牽引帶的釋放在彈射跑道上快速移動，對艦載機實施彈射拖曳，為艦載機提供最佳起飛速度； 4)當滑梭移動到彈射跑道終點時，艦載機已達到起飛速度，起飛離艦，滑梭觸發終點傳感器，彈射控制器立即控制牽引絞車上的電磁離合器釋放，兩臺變速絞車上的電磁制動器同時吸合，對兩個帶盤實施制動，滑梭在彈射跑道終點停止；5)兩個帶盤制動后，制動器立即釋放，彈射控制器通過換向電路立即控制返回絞車帶盤上的電磁離合器吸合，主軸通過電磁離合器驅動帶盤轉動，對牽引帶進行反向纏繞，此時，牽引絞車上的帶盤處于自由轉動狀態，纏繞在帶盤上的牽引帶在返回絞車帶盤對牽引帶的纏繞過程中，將牽引帶釋放給返回絞車上帶盤，滑梭隨牽引帶的反向釋放在彈射跑道上反向移動返回起彈射道起點，滑梭返回起點時，起點傳感器觸發，返回絞車上電磁離合器釋放，兩臺變速絞車上的電磁制動器同時制動，將滑梭定位在彈射跑道起點上，準備對下一架艦載機實施彈射。變速絞車包括機座、彈射控制器、調速電機、聯軸器、主軸、帶盤、電磁離合器、電磁制動器和軸承架，其中調速電機的動力輸出軸通過聯軸器與主軸連接，軸承架設置在主軸的兩端，帶盤通過軸承設置在主軸的中間，牽引帶纏繞在帶盤上，電磁離合器設置在帶盤的兩側，電磁離合器的動力輸出端與帶盤側面固定，電磁離合器的動力輸入端通過花鍵與主軸連接，電磁制動器設置在機座上，與帶盤的邊緣組成制動機構。彈射跑道是由槽鋼、托輥和蓋板組成，槽鋼的開口向上，兩側邊部設置有翻邊，翻邊上固定有蓋板，蓋板之間留有滑梭移動的開縫，槽鋼中間設置有槽型托輥。滑梭是由槽型溜板和滑梭連接板和鉤形滑塊組成，牽引帶固定在槽型溜板的底部，槽型溜板的兩側翻邊與槽型托輥的兩端滾動連接，牽引帶與槽型托輥的中間滾動鏈接，滑梭連接板縱向設置在槽型溜板的上部從彈射跑道蓋板中間開封中間向上伸出與蓋板上的鉤形滑塊連接。調速電機至少設置高、中、低速檔，高速檔用于彈射艦載攻擊機，中速檔用于彈射艦載運輸機、艦載反潛機和減災預警機，低速檔用于彈射無人機。牽引帶是尼龍片基帶或鋼絲繩編織帶。本專利技術的彈射器工作原理如下充分利用了大功率電機轉子的轉動蓄能，由于彈射器工作是電機始終以額定轉速工作，只有在需要彈射飛機時，電子離合器才把電機的功率外加轉子轉動蓄能瞬間傳遞給帶盤，且牽引帶是在小直徑帶盤軸上纏繞，此時電機輸入的扭矩大，而帶盤軸上扭矩小，巧妙借用杠桿原理對艦載機提供低速大扭矩牽引起動，隨著牽引帶在帶盤軸上的纏繞速度越來越快，外加飛機自身的發動機推力，飛機在起動I. 5秒時就能達到75秒/米以上的速度，由于飛機已經75米/秒的慣性速度，帶盤只要保持恒定轉速，牽引帶就會不斷地在帶盤上變徑纏繞加速，飛機就會繼續變加速，直到跑道終點飛機即可達到設定的起飛速度。帶盤的纏繞變速就和汽車的自動離合器一樣，低速提供大扭矩，高速則提供小扭矩，加速度是靠油門控制，所以汽車在剛啟動時，加大油門讓發動機則高速運轉，通過一級一級變速來提高行車速度，一旦汽車在高速當上高速行駛時，只要輕輕踏動油門，就會明顯感到汽車加速，這是因為發動機已經靠慣性運轉，如果向在已有的速度基礎上繼續加速，只要增加少量的燃料即可明顯提高速度。本專利技術的彈射器正是利用牽引帶在帶盤軸上的纏繞變徑無級變速原理對艦載機進行變加速牽引彈射，由于這種變加速是在固定長度的牽引帶上瞬間實現的，所以更安全可靠，彈射器的所有數據參數是可以設計和計算的，包括速度、時間、使用功率和機械強度，當牽引帶長度一定，厚度一定，帶盤的直徑就一定，如果知道一定長度的牽引帶在帶盤上纏繞的層數，因為每一層等于帶盤轉一圈，就能確定帶盤在規定時間內纏完一定長度牽引帶所需要的轉速，知道帶盤的轉速就能計算出電機需要提供的轉速和變速比，根據牽引帶的斷面積就能計算出抗斷強度和帶盤的寬度，根據滑梭的末速度和牽引載荷，就能計算出所需電動機的功率，由于采用與飛機起飛速度相吻合的纏繞變速方式，所以電機的實際功率應該小于理論計本文檔來自技高網...

【技術保護點】
一種雙向驅動纏繞加速式艦載機彈射器，其特征在于，在彈射跑道兩端分別設置有兩臺變速絞車，其中設定左端的是牽引絞車，右端的是返回絞車，牽引帶穿過彈射跑道分別與兩臺變速絞車上的帶盤連接，滑梭設置在牽引帶中間，通過牽引帶在牽引絞車帶盤軸上的連續纏繞過程，直徑由小快速變大，同步牽引滑梭在彈射跑道上由低速到高速的加速方式，實現滑梭對艦載機從低速到高速的加速彈射起飛，并采用牽引帶在返回絞車帶盤上的連續纏繞直徑由小快速變大的加速方式牽引彈射跑道上的滑梭快速自動返回，帶盤的瞬間轉動動力是通過設置在帶盤兩側的電磁離合器從主軸上獲得，主軸的轉動力是通過聯軸器與調速電機連接獲得，帶盤的瞬間制動力是通過帶盤外圓與設置在機座上的電磁離制動器的摩擦獲得；彈射步驟如下：1)調速電機上電，將動力通過聯軸器傳遞給主軸主軸開始轉動；2)艦載機滑行到彈射跑道起點，機身或前起落架與滑梭連接定位，等待彈射起飛指令；3)塔臺下達起飛指令，彈射器操作員按下彈射按鈕，兩臺變速絞車的電磁制動器釋放，牽引絞車上的電磁離合器吸合，轉動的主軸通過電磁離合器驅動牽引絞車上的帶盤轉動，牽引帶在帶盤上快速纏繞，牽引帶在帶盤軸上的纏繞直徑開始從小到大，牽引速度由小到快；而此時返回絞車上的帶盤處于自由轉動狀態，纏繞在返回絞車帶盤上的與彈射跑道等長的牽引帶，在牽引絞車上的帶盤對牽引帶的纏繞過程中將牽引帶釋放出，釋放過程與牽引絞車帶盤的纏繞過程相反，牽引帶的纏繞直徑從大到小，轉速由慢變快，滑梭以相同的速度變化，隨牽引帶的釋放在彈射跑道上快速移動，對艦載機實施彈射拖曳，為艦載機提供最佳起飛速度；4)當滑梭移動到彈射跑道終點時，艦載機已達到起飛速度，起飛離艦，滑梭觸發終點傳感器，彈射控制器立即控制牽引絞車上的電磁離合器釋放，兩臺變速絞車上的電磁制動器同時吸合，對兩個帶盤實施制動，滑梭在彈射跑道終點停止；5)兩個帶盤制動后，制動器立即釋放，彈射控制器通過換向電路立即控制返回絞車帶盤上的電磁離合器吸合，主軸通過電磁離合器驅動帶盤轉動，對牽引帶進行反向纏繞，此時，牽引絞車上的帶盤處于自由轉動狀態，纏繞在帶盤上的牽引帶在返回絞車帶盤對牽引帶的纏繞過程中，將牽引帶釋放給返回絞車上帶盤，滑梭隨牽引帶的反向釋放在彈射跑道上反向移動返回起彈射道起點，滑梭返回起點時，起點傳感器觸發，返回絞車上電磁離合器釋放，兩臺變速絞車上的電磁制動器同時制動，將滑梭定位在彈射跑道起點上，準備對下一架艦載機實施彈射。...

【技術特征摘要】

【專利技術屬性】
技術研發人員：姜明，姜鵬，李元貴，
申請(專利權)人：朱惠芬，
類型：發明
國別省市：