一种直线加速式弹滑一体弹射器.pdf

一种直线加速式弹滑一体弹射器，以现有蒸汽弹射器或电磁弹射器技术以及滑越式起飞甲板为基础，通过利用仿形滑道、仿形滑车和推杆使牵引器在弹射时可以沿滑越式起飞甲板上表面弧形加速运动，可以在不需要对现有直线加速式弹射器技术做大幅度改动的同时，将现有的直线加速式弹射器与滑越式起飞甲板相融合，形成一种既能为舰载机弹射加速、又能使舰载机滑跃起飞的弹射器，在充分利用现有技术的同时实现舰载机起飞的弹滑一体，不需要专门研制难度较大的弧形加速器，研制难度较低、结构简单、可靠性高。

1.  一种直线加速式弹滑一体弹射器，通过仿形滑道、仿形滑车、推杆和牵引器，将现有的直线加速式弹射器与滑越式起飞甲板相结合，其特征是：推杆嵌套于蒸汽弹射器滑车或电磁弹射器滑块中，可上下运动；仿形滑道安装于滑越式起飞甲板下方，其轨迹线与滑越式起飞甲板相同；仿形滑车在弹射器作用下在仿形滑道上运动，使牵引器发生仿形运动、沿滑越式起飞甲板上表面加速。

一种直线加速式弹滑一体弹射器
技术领域
本发明涉及国防科技领域，具体涉及一种弹射与滑跃相结合的弹射器。
背景技术
航空母舰是一个国家远洋海军必不可少的核心力量，为了振兴海洋战略，我国也在积极地发展远洋海军，2012年9月25日“辽宁”号航空母舰的正式服役更是标志着我国拥有了第一艘航空母舰，成为我国面向海洋、振兴海权历史中浓墨重彩的一笔。航母的战斗力在于舰载机，而舰载机的战斗力又受限于其最大起飞重量。
在现有技术条件下，人所共知的航母舰载机起飞方式主要有两种，即弹射式与滑越式。弹射式与滑越式均能有效改善舰载机起飞条件，二者各有优劣，其中滑越式以我国“辽宁”号为代表，弹射式又分蒸汽弹射与电磁弹射，譬如美国“尼米兹”级航空母舰就采用蒸汽弹射器，而最新的“福特”级航空母舰则采用更先进、适应性更强的电磁弹射器。
一般而言，舰载机的滑越式起飞装置结构简单、不需要特殊的维护，虽然能有效缩短战机的起飞滑跑距离，但起飞重量受限，对我国建设远洋海军的战略形成了一定制约。而弹射式起飞则采用外置动力，虽然需要专门设计的弹射器，但在可放飞的机型、起飞重量上均优于滑越式起飞。我国目前已完全掌握了滑越式起飞的相关技术，并在弹射起飞的相关设备研究上取得了一定的成果，一些相关研究已经提出：若在现有研究的基础上，将弹射与滑越技术相结合，将进一步提升航母舰载机的起飞重量、改善起飞条件，使我国航母舰载机起飞装置的研发水平获得更大提升。
分析这一设想可知：滑越式起飞甲板由一部分直线甲板和一部分滑跃甲板共同组成。蒸汽弹射器受限于气缸形状，难以适应这种形状变化。如果蒸汽弹射器仅作用于直线甲板而放弃对滑跃甲板铺设弹射器，又会造成动力冲程过短、没有实际意义，并使航母上宝贵的跑道 长度得不到充分利用；电磁弹射的轨道虽然理论上完全可以适应起飞甲板形状的变化、可以铺设出弧形加速器，但就具体操作而言，由于舰载机弹射器载荷大、使用频繁、可靠性要求很高，目前只有直线电磁弹射器技术堪称成熟。对铺设弧形弹射器的问题目前尚无现成的解决办法、一些技术问题仍需时日以待攻克。
那么，如果有一种方法，既要尽可能采用已经被实践证明可行、可靠、实现性强的技术，譬如采用直线加速式弹射器，又能有效把弹射与滑越起飞两种技术融为一体；既不需要铺设弧形弹射器轨道，又能使弹射器实现全动力冲程、弹滑一体，则该技术将有望产生巨大的实用价值。
发明内容
为了解决上述提出的问题，克服现有弹射与滑跃起飞各自的缺点、并将二者有效结合，本发明提供一种直线加速式弹滑一体弹射器，该弹射器既采用现有直线加速式弹射器，又能适应滑跃甲板；通过增设一个滑跃甲板的仿形滑道及其相应机构，在不需要铺设弧形弹射器加速轨道的前提下实现滑跃甲板的动力冲程，不需要专门研制弧形弹射器相关技术就能将弹射器与滑跃甲板两者合二为一。
本发明解决其技术问题所采用的方案是：采用滑跃甲板和直线弹射器，并在起飞甲板及直线弹射器的下方设计一条仿形滑道；滑跃甲板的跑道线上有类似平直甲板上使用的弹射器开槽；在蒸汽弹射器的滑车或电磁弹射器的滑块上安装一个推杆，该推杆嵌套于蒸汽弹射器滑车或电磁弹射器滑块中，可上下运动；推杆的顶部装有牵引器，用以牵引舰载机加速；推杆的底部安装有仿形滑车，仿形滑车与仿形滑道相接触；当弹射器推动滑车或滑块直线加速时，仿形滑车同步加速，并在仿形滑道的作用下逐渐升高，使得推杆呈弧线运动；由于仿形滑道轨迹与滑跃甲板平行，推杆顶部的牵引器完全按照滑跃甲板的曲线运动，从而使舰载机既可以滑跃起飞，又能实现在滑越式起飞甲板上的全动力冲程。
本发明的有益效果是，可以在使用直线弹射器技术对舰载机进行加速的同时令舰载机实现滑跃起飞，大幅改善舰载机的起飞条件；不需要采用专门的弧形加速轨道，降低了研制难度，结构简单、可靠性高、实现性强。
附图说明
下面结合附图和实例对本发明进一步说明。
图1是本发明采用电磁弹射器作为动力时的整体结构图。
图2是本发明原理示意图。
图3是本发明采用蒸汽弹射器作为动力时的整体结构图。
图中1.滑越式起飞甲板，2.电磁弹射器轨道，3.电磁弹射器滑块，4.推杆，5.仿形滑车，6.仿形滑道，7.牵引器，8.弹射槽，9.汽缸，10.蒸汽弹射器滑车，11.活塞。
具体实施方式
本发明在采用电磁弹射器作为弹射动力时，其整体结构如图1，滑越式起飞甲板(1)下方安装有电磁弹射器轨道(2)和电磁弹射器滑块(3)，电磁弹射器滑块(3)位于电磁弹射器轨道(2)之间。电磁弹射器采用现有技术，其原理类似直线电机。电磁弹射器滑块(3)中间设有一推杆(4)，推杆(4)嵌套于电磁弹射器滑块(3)中，可上下运动。在电磁弹射器滑块(3)运行轨道的正下方，设有仿形滑道(6)，其轨迹线与滑越式起飞甲板(1)完全相同。推杆(4)的底部设有仿形滑车(5)，仿形滑车(5)与仿形滑道(6)接触并沿其轨迹线运行。推杆(4)顶端安装有牵引器(7)，用以牵引舰载机加速。推杆(4)通过弹射槽(8)贯穿滑越式起飞甲板(1)，并使牵引器(7)安装于滑越式起飞甲板(1)上表面。
当电磁弹射器运行时，可参见图2，电磁弹射器滑块(3)沿电磁弹射器轨道(2)直线加速，同时电磁弹射器滑块(3)带动推杆(4)、仿形滑车(5)和牵引器(7)同步在仿形滑道(6)上运动，其运动位置为a→b→c→d→e→f。虽然电磁弹射器滑块(3)为直线加速， 但在仿形滑道(6)的作用下，推杆(4)位置逐渐上升，使得牵引器(7)位置上升，牵引器(7)做仿形运动，其运动轨迹与滑越式起飞甲板(1)轨迹线相同。舰载机在牵引器(7)的带动下既能获得加速，又能按滑跃方式起飞。当电磁弹射器滑块(3)接近运动位置f时，电磁弹射器滑块(3)进入刹车区g并减速，舰载机脱离牵引器(7)并顺利滑跃起飞。
该方案同样适用于蒸汽弹射器，如图3。与采用电磁弹射时相同，蒸汽弹射器也采用现有技术，其结构为，两个汽缸(9)安装于滑越式起飞甲板(1)下方，其中右侧汽缸(9)采用半剖视图以便于观察。蒸汽弹射器滑车(10)安装于两个汽缸(9)之间，其两端对称布置有活塞(11)，蒸汽弹射器滑车(10)中间安装有推杆(4)，推杆(4)通过弹射槽(8)贯穿滑越式起飞甲板(1)，其上下端分别安装有牵引器(7)和仿形滑车(5)。蒸汽在汽缸(9)中推动活塞(11)，并带动蒸汽弹射器滑车(10)及推杆(4)加速。仿形滑车(5)在仿形滑道(6)的作用下使牵引器(7)做与滑越式起飞甲板(1)轨迹线相同的仿形运动，其原理与采用电磁弹射器为动力时相同。