一种大功率轴向超强推力发动机、利用该发动机的超音速弹射器及弹射控制方法技术

本发明专利技术公开了一种大功率轴向超强推力发动机、利用该发动机的超音速弹射器及弹射控制方法，属于航空母舰的舰载机弹射技术领域。本发明专利技术的超音速弹射器包括发动机和主体弹射架，所述的主体弹射架中部贯穿有气缸，供气系统喷出的气体轴向推动气缸内部的活塞杆运动，所述气缸的外围设置滚球套管轨道，该滚球套管轨道包括外套筒、传动滚球和内套筒，传动滚球置于外套筒和内套筒之间；活塞杆推动滚球套管轨道运动，用于承载舰载机的顶板铺设于滚球套管轨道上。本发明专利技术的弹射器占地面积小、弹射方向灵活可调节，在航母上同时设置多组弹射器的情况下，可同步弹射在空中超前形成战斗机群，应用本发明专利技术提供的弹射器能够很好的展现中国海军的威力。

【技术实现步骤摘要】
一种大功率轴向超强推力发动机、利用该发动机的超音速弹射器及弹射控制方法
本专利技术涉及航空母舰的舰载机弹射装置，更具体地说，涉及一种大功率轴向超强推力发动机、利用该发动机的超音速弹射器及弹射控制方法。
技术介绍
为了响应国家号召的强军梦，我国自行建造航母在某种程度上是我国海军将来发展的一个方向。随着我国科学技术的不断发展，国产航母的加速研发，中国海军战斗力将大幅提升。然而，从世界范围来看，打造一支强有力的航母战斗群是极其挑战性的。航母上必备的弹射器、舰载机、拦阻索、大型升降机等技术均掌握在欧美乃至美国一家手里，而国外也不可能有任何国家卖给中国先进军事技术，中国海军未来建造航母需要解决弹射器的问题，如果这个问题中国海军不下大力气解决和处理好，那麽将直接影响中国海军未来航母建造的进度和中国海军蓝水舰队的成军时间。目前国际上的航母弹射器主要分为以下几种：势能弹射器、蒸汽弹射器、电磁弹射器、火箭助推弹射器等。而上述弹射器均存在着一些不可避免的缺陷，如蒸汽弹射器，是目前大型直通式航母的主流弹射器，舰载机能够依靠蒸汽弹射器来获得一个初始加速度，从而在滑跑距离有限的条件下达到足够的起飞速度，拥有高可靠性。但是蒸汽弹射器由外围设备和弹射机及控制系统组成，外围设备包括：海水淡化设备、蓄水池、高压水泵、高压气泵、高压储气罐、导气管、气动阀门、安全阀、弹射阀、输气管道和锅炉等装置；弹射机包括：开口汽缸、活塞、密封装置、密封刀、传动臂、拖索、往复钢索、固定滑轮、导向滑轨等；控制系统有：压力传感器、温度传感器、位置传感器以及计算机系统等构成完整的弹射器系统。可见蒸汽弹射器的短板在于占地面积大、吨位重，配套设施多，建造成本高，对各个环节的操作要求高、系统繁琐、维护成本大；且蒸汽弹射器急升急降的飞行方式也是飞行员生理难以承受的。而电磁线圈弹射器与普通大型平板型直线电机不同，它不仅有复杂的强制冷却系统，而且在每一段的功能都不相同，因此其非常消耗能源、跑道长、弹射间断时间长，形成机群慢；火箭助推弹射器在助推中会产生大量的污染物，而且成本高，用一次性的助推弹射器会让经济不强的国家畏而却步，多次重复使用必须配快速打捞艇、验伤设备，最重要的是其安全性一直受到质疑。势能弹射器缺点是需要建一个很大的坡面，运行时航母风阻力增大，隐形效果不好，更重要的是起飞频率低，影响其它设备使用，还需要配套大功率的升降机等。经检索，现有技术中也公开了一些新结构设计的舰载机弹射装置。如中国专利申请号200910118815.9，申请日为2009年3月2日，专利技术创造名称为：航母弹射器；该申请案的航母弹射器包括气缸，气缸包括具有开口的气缸壳体和活塞，以及密封装置，活塞具有从气缸壳体开口处的密封装置中伸出，用于推动甲板上飞机的活塞凸起，在气缸壳体内具有前缸室和后缸室，气缸壳体的前部具有可连通前缸室和大气的放气口及用于使活塞回位的回位进气口，气缸壳体的后部具有可连通后缸室和大气的出气口，放气口、回位进气口、出气口各自均具有开关；该航母弹射器还包括与活塞连接的具有进气口的进气装置，进气装置具有与进气口连通的进气通道，活塞具有连通后缸室和进气通道的活塞气道，进气口具有开关；该申请案注入气缸中的高压气体通过活塞喷入，活塞即能向火箭或导弹那样在气体喷出时获得一个推力，还能够获得在密闭缸室内的由已喷出高压气体构成的压力，因此该申请案依靠活塞获得的力来实现舰载机的弹射，但可想而知，在该申请案完全依靠活塞获得的高压气体压力弹射舰载机的条件下，其所需消耗的能源是非常巨大的，且能否使舰载机获得起飞所需的加速度仍是一个未知数。又如中国专利号ZL201310005736.3，专利名称为：主动磁悬浮电磁弹射器；中国专利号ZL201110407283.8，专利名称为：弹射返回联动式大功率航母舰载机弹射器；中国专利号ZL201010286055.5，专利名称为：前拉后推式航母舰载机弹射器及其弹射方法等专利均公开了新型结构的舰载机弹射装置，但上述方案均存在或结构复杂、制造成本高；或操作繁琐、形成战斗机群慢等各种问题；更重要的是，上述申请案均没有考虑舰载机起飞方向的灵活调节问题，而在海上作战中，舰载机如能根据实际情况从不同方向起飞，对超前形成作战群，打击敌方战机无疑是非常有帮助的。
技术实现思路
1.专利技术要解决的技术问题本专利技术的目的在于克服现有弹射器弹射成本高、效率低、不能快速形成战斗机群，且舰载机起飞方向不能得到灵活调节的不足，提供了一种大功率轴向超强推力发动机、利用该发动机的超音速弹射器及弹射控制方法；本专利技术提供的弹射器占地面积小、弹射方向灵活可调节，在航母上同时设置多组弹射器的情况下，可同步弹射在空中超前形成战斗机群，应用本专利技术提供的弹射器能够很好的展现中国海军的威力。2.技术方案为达到上述目的，本专利技术提供的技术方案为：本专利技术的一种大功率轴向超强推力发动机，包括供气系统和气缸，所述的供气系统包括一压力容器，该压力容器的一端与气缸相连，压力容器的另一端设置有进气阀、点火系统和油嘴，在压力容器上还设置有回程减压端盖，供气系统喷出的气体轴向推动气缸内部的活塞杆运动。更进一步地，所述的活塞杆的端部设置有台阶，在气缸上设置有制动器，该制动器抵靠于活塞杆的台阶处，限制活塞杆运动；所述气缸侧壁上还开设有排气孔，该排气孔沿气缸的圆周等间隔设置多个。本专利技术的一种利用大功率轴向超强推力发动机的超音速弹射器，包括发动机和主体弹射架，所述的气缸贯穿主体弹射架，供气系统喷出的气体轴向推动气缸内部的活塞杆运动，所述气缸的外围设置滚球套管轨道，该滚球套管轨道包括外套筒、传动滚球和内套筒，传动滚球置于外套筒和内套筒之间；活塞杆推动滚球套管轨道运动，用于承载舰载机的顶板铺设于滚球套管轨道上。更进一步地，所述滚球套管轨道沿气缸轴向铺设有3条，所述活塞杆的端部台阶处连接有一三角板，三角板呈倒三角设置，该3条滚球套管轨道分别设置于三角板的3个顶角处，并与三角板固连。更进一步地，所述的滚球套管轨道沿气缸轴向分段设置，多段滚球套管轨道之间相互连接。更进一步地，所述主体弹射架沿气缸轴向设置3根内管和2根托管，其中3根内管分别套设于内套筒中，2根托管设置于三角板中部位置的两侧，所述5根管道远离压力容器的一端插入第二定位板中，靠近压力容器的一端插入第一定位板中。更进一步地，所述的托管沿其长度方向设置有至少2个调节油缸，该调节油缸能够托举托管在竖直方向旋转。更进一步地，所述第一定位板的两侧连接有耳板，该耳板通过销轴与调节板相连，所述的调节板固定于地面或航母甲板或转向升降平台上。更进一步地，所述转向升降平台包括支撑架、回转支承、圆盘转台、驱动电机、旋转制动件和支撑油缸；所述的支撑油缸托举支撑架在竖直方向移动，支撑架支撑回转支承，回转支承受驱动电机驱动，回转支承带动上部圆盘转台旋转；所述的旋转制动件作用于回转支承上轨道，该旋转制动件以圆形排列，等间隔设置有4～12个；旋转制动件包括制动油缸、球头、制动片，球头通过活塞与制动油缸相连，球头外部套装制动片，制动片与回转支承上轨道的内圆弧面相贴合。本专利技术的一种超音速弹射方法，包括弹射准备阶段、弹射阶段和气缸回程阶段；其中：弹射准备阶段：包括根据设定的舰载机起飞条件，控制支撑油缸托举支撑架移动至指定角度，本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种大功率轴向超强推力发动机，其特征在于：包括供气系统和气缸(21)，所述的供气系统包括一压力容器(11)，该压力容器(11)的一端与气缸(21)相连，压力容器(11)的另一端设置有进气阀(13)、点火系统(14)和油嘴(15)，在压力容器(11)上还设置有回程减压端盖(111)，供气系统喷出的气体轴向推动气缸(21)内部的活塞杆(22)运动。

【技术特征摘要】
1.一种大功率轴向超强推力发动机，其特征在于：包括供气系统和气缸(21)，所述的供气系统包括一压力容器(11)，该压力容器(11)的一端与气缸(21)相连，压力容器(11)的另一端设置有进气阀(13)、点火系统(14)和油嘴(15)，在压力容器(11)上还设置有回程减压端盖(111)，供气系统喷出的气体轴向推动气缸(21)内部的活塞杆(22)运动。2.根据权利要求1所述的一种大功率轴向超强推力发动机，其特征在于：所述的活塞杆(22)的端部设置有台阶，在气缸(21)上设置有制动器(24)，该制动器(24)抵靠于活塞杆(22)的台阶处，限制活塞杆(22)运动；所述气缸(21)侧壁上还开设有排气孔(23)，该排气孔(23)沿气缸(21)的圆周等间隔设置多个。3.一种利用大功率轴向超强推力发动机的超音速弹射器，其特征在于：包括如权利要求1或2所述的发动机和主体弹射架，所述的气缸(21)贯穿主体弹射架，供气系统喷出的气体轴向推动气缸(21)内部的活塞杆(22)运动，所述气缸(21)的外围设置滚球套管轨道，该滚球套管轨道包括外套筒(32)、传动滚球(33)和内套筒(34)，传动滚球(33)置于外套筒(32)和内套筒(34)之间；活塞杆(22)推动滚球套管轨道运动，用于承载舰载机的顶板(42)铺设于滚球套管轨道上。4.根据权利要求3所述的一种利用大功率轴向超强推力发动机的超音速弹射器，其特征在于：所述滚球套管轨道沿气缸(21)轴向铺设有3条，所述活塞杆(22)的端部台阶处连接有一三角板(31)，三角板(31)呈倒三角设置，该3条滚球套管轨道分别设置于三角板(31)的3个顶角处，并与三角板(31)固连。5.根据权利要求4所述的一种利用大功率轴向超强推力发动机的超音速弹射器，其特征在于：所述的滚球套管轨道沿气缸(21)轴向分段设置，多段滚球套管轨道之间相互连接。6.根据权利要求5所述的一种利用大功率轴向超强推力发动机的超音速弹射器，其特征在于：所述主体弹射架沿气缸(21)轴向设置3根内管(35)和2根托管(56)，其中3根内管(35)分别套设于内套筒(34)中，2根托管(56)设置于三角板(31)中部位置的两侧，所述5根管道远离压力容器(11)的一端插入第二定位板(72)...

【专利技术属性】
技术研发人员：陈君恒，陈立，陈明，陈振宇，
申请(专利权)人：陈君恒，
类型：发明
国别省市：安徽,34