双动力舰载机弹射器制造技术

本发明专利技术提供一种双动力舰载机弹射器，其特征是：将一个磁浮悬电磁弹射器单元和另一个智能弹簧式弹射器单元组合为一体，它的优点是：舰载机在使用电磁弹射时，如果出现故障造成动力不足时，通过计算机迅速打开智能弹簧式弹射器，智能弹簧式弹射器瞬间提供给舰载机足够的动力，使舰载机安全离舰起飞升空，如果电磁弹射器出现故障不能弹射时，也可以用后一种弹射方法弹射，将舰载机安全弹射起飞。

Catapult of dual power carrier aircraft

【技术实现步骤摘要】
双动力舰载机弹射器
本专利技术提供一种航空母舰舰载机弹射器，尤其是一种双动力舰载机弹射器，是航空母舰舰载飞机起飞动力不足时的一种助力装置。
技术介绍
目前，世界上拥有航母的多数国家，一般都采用蒸汽式弹射器，这种弹射器气缸都是开口的，用密封条来封住气缸开口，此技术使用复杂，机件易损坏，它的最大缺点是始终保持有充足的蒸汽，用起来很不方便，如果蒸汽压力不足就会使弹射飞机时间延缓。而目前的现代战争一般都是高技术条件下的局部战争。时、空"禁区"的限制大为缩小，作战行动更富于突然性。现在少数国家正在研究、试用的电磁弹射器用电量极大，技术性很强,经常会出现严重故障，根据美国海军2016年6月的一份报告,“福特”号上的电磁弹射器平均240次弹射就会出现严重故障,远达不到设计要求的4000多次平均无故障间隔。还有“杰拉尔德·R·福特”号航母磁弹射器的设计非常复杂，以至于航母的机组人员无法修复故障，这意味着在海上一旦出现问题，飞机将无法在水平甲板上起飞。最近美国《防务新闻》网站报道，福特号的4台电磁弹射器已经有三台出现故障。其中一台一度因为技术故障彻底停摆，一台无法以最大出力弹射满载弹药油料的FA18战机。还有一台管线被检查出了些许问题。在我国电磁弹射器，正在研究和试验中，将来国产航母用上电磁弹射时，不可能不出故障，如果在战时出现故障，不能很快排除，就会贻误战机。倘若在弹射中出现故障，很可能将飞机掉在海里，造成巨大损失。另外还有电磁轨道炮、升降机、激光（激光的功率都不算大）等其它用电加起来的话必须要航母总功率达60兆瓦以上,否则电磁弹射器充电时也会影响其它系统用电的。
技术实现思路
针对上述不足，需要研制一种新形航空母舰弹射器，使其节约能源，降低成本，并且使用方便。有鉴于此，本专利技术提供了一种双动力舰载机弹射器，它的技术方案是这样实现的，它是将一个磁悬浮电磁弹射器单元和一个智能弹簧弹射器单元组合而成，磁悬浮电磁弹射器单元在弹射过程中如果发生故障，使舰载机的初速度降低时，计算机立即打开智能弹簧弹射器单元，智能弹簧弹射器瞬间工作后，带动磁悬浮电磁弹射器单元和舰载机加速，使舰载机安全起飞，本专利技术占用空间少，安全可靠，便于操作，实用性强。所述的磁悬浮电磁弹射器单元，是采用电磁作用原理产生的电磁推力使物体加速，因电磁驱混合动力与电流平方成正比，所以只要保证足够的电流输入，便能在发射装置内产生足够大的推力，使物体达到更高的速度。所述的悬浮电磁弹射器单元，包括：电源装置、强迫储能装置、直线电机、导轨、牵引杆、脉冲发生器、控制系统、辅助系统。所述的电源装置：采用直流电源，电磁弹射器的电源容量要求也比较大，一般容量在5~8KVA左右。所述的强迫储能装置，是电磁弹射器的核心部件，它不仅缓解了发电机的压力，同时在弹射器不工作时吸收发电机的能量，使发电机几乎不受冲击性负荷的影响。电磁弹射系统的强迫储能系统要求在45秒内充满所需要的能量。最大的舰载机起飞一般需要消耗的能量不会超过120兆焦,而这强迫储能系统最大能储存140兆焦的能量,此时充电功率为3.1兆瓦,算上损失,4兆瓦左右。直线电机：磁悬浮电磁弹射器就是用直线电机来驱动的，在弹射过程中，射动机是电磁弹射系统的核心组成部分，是一种把输入的电能转换为动能，从而在一定距离内推动舰载飞机加速至规定弹出速度的功率执行部件。导轨：磁悬浮电磁弹射器的导轨，安装在起飞甲板的下面，并且每跟导轨内部均有超导体与其熔接，中间是高压冷却油，导轨与飞机牵引杆的接触面至导轨中心还有很多特细的小孔，所以其冷却油不仅仅是为超导体降温，还有润滑的作用，而且会使飞机牵引杆在运行时降温。控制系统：所述的控制系统是整个EMALS系统的大脑，通过运算控制程序，大量的位置、温度、速度等不同类形的传感器，不间断地指挥、监视着EMALS全系统的工作。牵引杆：所述的牵引杆是在飞机前轮下与飞机前轮连为一体的装置，可收缩并放置在飞机的腹腔内。其中间也为超导体，但无油冷却通道，而且与导轨连接处面积较大，均为软接触。在起飞前，飞机牵引杆伸出至上下导轨之间，飞机发动机起动并开始运行，但约一秒钟时弹射器通电，强大的电流从导轨经飞机牵引杆后再流回另一对导轨并形成回路，牵引杆在强大的电磁力下被推动运行到高速后电流被强制截止。脉冲发生器：所述的脉冲发生器是以上过程实际上是脉冲发生器（电力电子系统控制储能系统脉冲放电，调节直线电机转速）完成的。所述的一种双动力舰载机弹射器第二个单元，是一种智能弹簧弹射器，所述的弹射器是利用机械弹性势能的转换原理进行设计，用弹簧的扩张推力，使飞机得到巨大的前进动力。所述的智能弹簧弹射器，动力传输用钢索来完成，它不但减少了占用面积，而且节省了成本，使活塞到达上止点后前行的惯性减小。同时，钢索在主轴和电动机的旋转惯性下能将活塞拉回，使用钢索能起到制动作用。所述的智能弹簧弹射器，在活塞后移到位时，为了使巨型电动机自动停止转动，防止损坏机件，特设置了制动装置和断电器。所述的智能弹簧弹射器，在摩擦片底座后面设置铁芯，铁芯直接插入线圈内侧的铜管内，有效地增强了线圈对摩擦片底座的吸引力。所述的智能弹簧弹射器，在弹射过程中随着弹簧的扩张，弹力会越来越小，.针对这个问题，本专利技术将弹射器的长度适当加长，可将弹簧钢棒的直径增粗或将弹簧的外径增大。所述的弹射器，也可采用大弹簧内套小弹簧的技术方案，此技术部件小好制作，两个弹簧的长度一样，扩张压缩的的速度一样，所以两个弹簧之间摩擦很小。本专利技术的优点是：结构简单、维修保养方便、使用寿命长、占用空间少，节能环保、是一种最理想的舰载机弹射器。钢棒直径为80mm弹簧外径为800mm弹射器总长度110米弹簧最大负荷18.5吨时最大形变模量52米有效做功行程81米飞机起飞速度60米/秒其加速度为18米/秒^2最大推力约为50.72吨/秒最短工作周期35秒。为了克服弹簧多次弹射的疲劳问题，特采用一种60CrMnMoA特除弹簧钢，这种60CrMnMoA特除弹簧钢，主要用于负荷较重、应力较大、直径较大的螺旋弹簧，耐腐蚀、耐磨性好能，抗疲劳度大于五十万次。60CrMnMoA弹簧钢的特性：抗拉强度σb(MPa)：≥1225(125)弹性模量为E=210GPA条件屈服强度σ0.2(MPa)：≥1078(110)伸长率δ5(%)：≥9(供参考)断面收缩率ψ(%)：≥20硬度：热轧,≤321HB;冷拉+热处理,≤321HB。为了克服弹簧的疲劳问题(1)采用先进的冶金热处理技术，从根本上改进弹簧材料的表面及内部质量；(2)采用灵敏度高的NDE技术，控制并减少弹簧表面的缺陷；(3)采用有效的喷丸技术，获得有益的表层产流应压力；(4)减少弹簧圈的节距。本专利技术的优点是：使用寿命长，占用空间少，容易操作，安全可靠。弹射器总长度95米；气缸内径0本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种双动力舰载机弹射器，其特征是：在飞行甲板牵引槽的下面两边各安装导轨(1)，在导轨(1)上安装滑车(2)，在滑车(2)的下面安装横担(4)，在滑车(2)内安装缓冲装置，在滑车(2)的上面中间设置挂钩 (7)，在两个导轨(1)的中间，安装智能弹簧弹射器单元，智能弹簧弹射器内安装有内弹簧(12)和外弹簧(13)，活塞(9)上端安装有立杆(5)。/n

【技术特征摘要】
1.一种双动力舰载机弹射器，其特征是：在飞行甲板牵引槽的下面两边各安装导轨(1)，在导轨(1)上安装滑车(2)，在滑车(2)的下面安装横担(4)，在滑车(2)内安装缓冲装置，在滑车(2)的上面中间设置挂钩(7)，在两个导轨(1)的中间，安装智能弹簧弹射器单元，智能弹簧弹射器内安装有内弹簧(12)和外弹簧(13)，活塞(9)上端安装有立杆(5)。


2.将减速弹簧(14)放入智能弹簧弹射器外壳(11)内，将钢索(8)的一端与活塞(9)链接，放入智能弹簧弹射器外壳(11)内，接着放入内弹簧(12)、外弹簧(13)，钢索(8)从内弹簧(12)和外弹簧(13)中间穿过，大轴(23)用轴承固定在智能弹簧弹射器外壳(11)后端，钢索(8)的另一端固定在大轴(23)中间，在活塞(9)上部安装立杆(5)，大轴(23)右侧安装电动离合器皮带轮(21)，电动离合器皮带轮(21)与电动机皮带轮(20)，用三角带连接，大轴(23)左侧安装制动轮(24)和制动装置(25)，制动装置(25)用制动装置导线(19),连接制动装置电流控制器(26)，制动...

【专利技术属性】
技术研发人员：银世德，
申请(专利权)人：银世德，
类型：发明
国别省市：山东;37