CN103507964B - 飞机弹射起飞装置与飞机降落阻拦装置 - Google Patents

Abstract

飞机弹射起飞装置是以压缩空气为动力源，通过气缸作功牵引滑动车完成飞机弹射。其作用力大，可调。该装置是由弹射***，缓冲***，滑动车回位***有机组合而成，其各部件是常用机械设备，加工方便，工作可靠，便于保养。飞机降落阻拦装置是以空气为介质，空气被压缩时产生阻力而实施对滑行飞机有效阻拦。该装置简单，紧凑，各部件不易损坏，阻拦力可调，阻力柔和，适用于各种舰载机降落阻拦。

Description

飞机弹射起飞装置与飞机降落阻拦装置

技术背景

本发明属于***飞机弹射起飞与飞机降落阻拦设备

背景技术

目前，航母飞机起飞有滑跃起飞，蒸汽弹射起飞，垂直起飞以及正在研制的电磁弹射起飞。

滑跃起飞，起飞重量受到影响，无论载油量，还是载弹量相对弹射起飞都要少。因此影响作战半径和作战能力。

蒸汽弹射起飞，其弹射汽缸长度应与所需弹射起飞距离相同，缸体需分段组装统一加工，弹射时活塞前行后面缸体开口要用封带封堵，以保证蒸汽压力，结构复杂，易损，蒸汽不能回收，用水量大。

垂直起飞，飞机相对较小，载荷少，影响作战半径和战斗力。

电磁弹射起飞是由直线电机完成。直线电机加工精度要求高，防尘防水设施不可缺少，需快速充电，快速放电。由此其发电机组相应加大。大型蓄电设备也是必备的。高速运动的牵引装置在发射末端应有制动装置，也是很复杂的。

目前，已知我国从乌克兰买了一艘航母壳体，改装后正在海试，其属于滑跃起飞航母。

飞机降落阻拦装置基本是采用阻拦索，不同之处在于其阻尼方式不同。有的采用液气混合阻尼，早期有重力阻尼，也可水刹车阻尼，电磁阻尼，大负载阻尼。但就阻尼柔和，简单而言，以空气为介质是较理想的方法。

发明内容

本发明旨在提供一种飞机弹射起飞装置和飞机降落阻拦装置。

本发明是这样实现的：飞机弹射起飞装置包括弹射***，缓冲***，滑动车回位***。飞机弹射起飞装置放于航母起飞甲板下的舱室内。弹射***设有储气罐[13]，经管线，闸阀[12]，流量阀[11]，与气缸[8]相连，气缸[8]活塞杆端部装有滑轮组合[7]，滑轮组合[7]上穿有小钢索[6]由钢绳连接器[49]与主拖索[4]结合，主拖索[4]经主导向轮[5]与滑动车[1]相连。滑动车[1]被导向装置[3]限制于导向轨道[2]内。开启闸阀[12]，储气罐[13]内压缩空气经流量阀[11]进入气缸[8]推动活塞杆伸出沿活塞杆端部扶正轨道前行，牵动小钢索[6]、主拖索[4]、滑动车[1]运动，使飞机起飞甲板的飞机起飞。

飞机弹射起飞装置缓冲***设有副钢索[14]，绕数圈于大滚筒[16]上，经副导向轮[15]两端分别与滑动车[1]前后两端相连，大滚筒[16]右端有齿轮与阻尼减速箱[17]的输入端齿轮啮合，经减速后，其输出端齿轮与阻尼气缸[18]活塞杆齿条[39]啮合，使阻尼气缸[18]内的较稀薄空气压缩到小直径缸内，当阻尼气缸[18]的活塞受力与气缸[8]拉力平衡时，滑动车[1]停止运动。

飞机弹射起飞装置滑动车回位***的大滚筒[16]经离合器[19]与左端大滚筒[16]轴上的齿轮相连。该齿轮与滑动车回位减速箱[20]的输出轴齿轮啮合。停电刹车变频电动机[21]通电时，动力经滑动车回位减速箱[20]、离合器[19]带动大滚筒[16]向相反的方向转动，使滑动车[1]回位，回位时，滑动车[1]斜铁与定位装置[9]的销轴接触完成销轴收缩和伸出动作，使滑动车[1]定位，同时使停电刹车变频电机[21]停电刹车而停止工作。完成一次飞机弹射起飞和滑动车[1]回位。

气缸[8]活塞和阻尼气缸[18]活塞由活塞体[22]、Y型密封圈[23]、耐磨导向环[24]、储油槽[25]、滑油注入塞[26]、滑油通孔[27]组成。

飞机降落阻拦装置主要设备设置于飞机降落甲板下舱室内，飞机降落甲板上面设中段阻拦索[28]，水平导向轮[30]，防水罩[31]。中段阻拦索[28]与钢绳[33]由阻拦索按头[29]连接，钢绳[33]绕在卷筒[34]上，卷筒[34]右端齿轮[46]与减速箱[37]输入轴齿轮[47]啮合，减速箱[37]输出轴齿轮[38]与阻尼中气缸[35]活塞杆齿条[39]啮合。两阻尼中气缸[35]后部由两气缸连通管[42]连通，并与放气阀[41]、阀[49]、总阀、出气阀[43]、流量控制阀[44]、压缩气罐[45]相连。当飞机降落时尾钩带动中段阻拦索[28]前行，进而带动阻尼中气缸[35]活塞压缩其缸内气体，同时带动放气控制杆[40]滑动，其凸凹面使放气阀[41]间断放气进入压缩气罐[45]，使阻尼中气缸[35]内的气体保持适当的压力，使飞机以适当的阻力滑行，卷筒[34]侧面的测速测距仪[48]测到的速度或者距离允许停机，则刹车盘[36]可自动刹车，飞机随即停止。当飞机尾钩脱绳后，关闭阀[49]、开启出气阀[43]、压缩气罐[45]内的气体在流量控制阀[44]控制下以适当的流量进入阻尼中气缸[35]带动卷筒[34]反向转动完成收绳。

附图说明

图1——飞机弹射主视图。图2——A——A俯视图(即滑动车俯视图和D向视图)。图3——飞机弹射设备俯视图和气缸E——E剖视图。图4——飞机弹射装置阻尼***及滑动车回位***C－C俯视图。图5——飞机降落阻拦装置布置俯视图 图6——飞机降落阻拦装置布置侧面图。

1、滑动车 2、导向轨道 3、导向装置 4、主拖索 5、主导向轮 6、小钢索 7、滑轮组合 8、气缸 9、定位装置 10、托滚 11、流量阀12、闸阀 13、储气罐 14、副钢索 15、副导向轮16、大滚筒 17、阻尼减速箱 18、阻尼气缸 19、离合器 20、滑动车回位减速箱 21、停电刹车变频电机 22、活塞体 23、Y型密封圈 24、耐磨导向环 25、存油槽26、滑油注入塞 27、滑油孔 28、中段阻拦索 29、阻拦索按头 30、水平导向轮 31、防水罩 32、垂直导向轮 33、钢绳34、卷筒 35、阻尼中气缸36、刹车盘 37、减速箱 38、减速箱输出端齿轮 39、活塞杆齿条40、放气阀控制杆 41、放气阀 42、两气缸连通管 43、出气阀 44、流量控制阀45、压缩气罐46、右端齿轮 47、输入轴齿轮 48、测速测距仪 49、阀结合附图对本发明做进一步详细描述

飞机弹射起飞装置如图1、图2、图3、图4、所示，动力源为压缩空气，当储气罐[13]内的压缩空气经闸阀[12]，流量阀[11]进入气缸[8]，推动活塞前行，活塞杆端部安装的滑轮组合[7]的四只动滑轮以同样的速度向前运动，而滑轮组合[7]的穿绳如X穿绳图所示，快绳牵引滑动车[1]以四倍的速度前行，滑动车[1]助甲板上的飞机起飞。活塞杆端设有滑块***端部扶正轨道内，约束活塞端部沿直线运动，起到支撑自身重量和加强活塞杆抗失稳能力。活塞设有存油槽[25]，槽内存有滑油，以便润滑气缸[8]，滑轮组合[7]共有滑轮六只，两只固定，四只动滑轮对称装在活塞杆端部，每只滑轮双槽。滑动车[1]沿导向轨道[2]运行是依靠导向装置[7]约束，上下限位靠矩形滑块，左右限位靠圆形滑板。

飞机起飞时，滑动车[1]的速度很快，其动能是巨大的，由此在飞机弹射起飞装置中设计了阻尼***，它是由缠绕在大滚筒[16]上数圈，经副导向轮[15]两端分别接在滑动车[1]前后两端的副钢索[14]，大滚筒[16]，阻尼减速箱[17]，阻尼气缸[18]组成。当滑动车[1]向船艏弹射飞机运动时，由副钢索[14]牵动大滚筒[16]转动。大滚筒端部齿轮与阻尼减速箱[17]输入端的齿轮啮合，减速后阻尼减速箱[17]输出端齿轮使阻尼气缸[18]的活塞杆齿条[39]直线运动，其活塞压缩阻尼气缸[18]内的较稀薄空气进入小直径缸，当弹射牵引力与阻尼力平衡时，滑动车[1]停止，此时飞机起飞，完成弹射。

滑动车[1]回到飞机弹射初始位置是由一套滑动车回位***实现的。它由副钢索[14]、大滚筒[16]、离合器[19]、滑动车回位减速箱[20]、停电刹车变频电机[21]组成。当停电刹车变频电机[21]通电后，刹车解刹，开始旋转带动滑动车回位减速箱[20]转动，合上离合器[19]，即带动大滚筒[16]向相反的方向转动。同时，小直径缸内的压缩气体推动阻尼气缸[18]的活塞杆齿条直线运动，经阻尼减速箱[17]使大滚筒[16]同方向转动，共同牵引滑动车[1]回位，当到达飞机弹射初始位置时，滑动车[1]的斜铁使定位装置[9]的销轴一缩一伸锁住滑动车[1]。同时使停电刹车变频电机[21]停止供电并刹住电动机。此时，气缸[8]的活塞杆被拉回气缸[8]内，缸内气体被压回储气罐[13]，完成滑动车[1]回位过程。当第二架飞机弹射起飞工作就绪后，先使离合器[19]分离，再使定位装置[9]的销轴与滑动车[1]分离，第二架飞机开始被弹射起飞。

飞机降落阻拦装置如图5，图6所示，飞机降落时，其尾钩钩住中段阻拦索[28]时，因飞机的惯性将拉着钢绳[33]经水平导向轮[30]、防水罩[31]、垂直导向轮[32]带动卷筒[34]转动，卷筒[34]右端齿轮[46]与减速箱[37]输入轴齿轮[47]啮合，减速后减速箱[37]输出端齿轮[38]使活塞杆齿条[39]推动阻尼中气缸[35]的活塞压缩缸中气体而产生阻尼效果，产生对降落飞机的阻拦作用。考虑飞机尾钩拉力对飞机结构强度的影响，需适当的作用力和适当的滑行距离，阻尼中气缸[35]的压力应与对飞机允许的作用力相适应，应间断降压。由此设计了放气阀[41]和放气阀控制杆[40]，放气阀控制杆[40]固定在活塞杆齿条[39]端部，且平行于活塞杆齿条[39]，放气阀控制杆[40]设有凸凹面使放气阀[41]间断放气进入压缩气罐[45]内。因飞机降落时尾钩钩住中段阻拦索时不可能是理论中点。这样飞机在滑行时，两边出绳长度是不同的，将造成两阻尼中气缸[35]的压力不同，两绳对飞机的拉力不同，为了克服这一问题，设计了阻尼中气缸[35]之间的两气缸连通管[42]，保持两气缸的压力平衡。当飞机降落滑行一定距离或滑行速度慢到一定程度后，卷筒[34]侧面的测速测距仪[48]则自动控制刹车盘[36]刹车，飞机停止滑行。飞机尾钩脱绳后，应先关闭阀[49]，松刹车盘[36]，开启流量控制阀[44]，压缩气罐[45]内的气体，在流量控制阀[44]控制下以适当的流量进入阻尼中气缸[35]，带动卷筒[34]向相反的方向转动完成收绳。

具体实施方式

飞机弹射起飞装置所有设备都安装在飞机起飞甲板下舱室内，分三层布置。上层有钢结构与船体结构相连，钢结构侧面装设滑动车1的导向轨道2，钢结构底面装有托滚10，定位装置9也固定于钢结构侧面。中层布置主要有储气罐13，气缸8及活塞杆端部扶正轨道，它们的底座都与船体结构相连。储气罐13进气短节与中压空压机相连。下层布置大滚筒16，阻尼减速箱17，阻尼气缸18，滑动车回位减速箱20，托滚10及停电刹车变频电机21和相配套的配电设备。主导向轮5底座、副导向轮15底座、死绳端底座与船体结构相连接。航母最上层甲板其实是一个比船体宽比船体长的平台。其下面的舱室主要是机库，装弹区，加油区，飞机维护区，阻拦设备区，飞机弹射设备区等。分仓要求大，其结构框架要求大，飞机弹射起飞设备分三层布置其基座与船体结构相连有难度，就需要单独设结构来具体实施。各种设备都是常用的通用设备，单件制造，统一安装，统一调试即可。

飞机降落阻拦装置主要设备布置于飞机降落甲板下的舱室内，上面仅有中段阻拦索28，水平导向轮30，防水罩31，钢绳33穿过甲板开口进入舱室，开口应避开强骨材，垂直导向轮32应有防钢绳出轮槽措施，应设有阻尼轮以便在收绳时，使垂直导向轮32与卷筒34之间的钢绳是紧的，避免钢绳33在卷筒34上乱绕。卷筒34，阻尼中气缸35，刹车盘36，减速箱37，压缩气罐45都应有底座与船体底板相连。受力大的地方舱室底板应进行局部加强，钢绳长度根据较大飞机降落时允许滑行距离来确定。阻尼中气缸35的气压以能有效缓冲飞机降落时的冲击力为原则来确定。阻尼中气缸35的活塞行程以卷筒34的旋转圈数，减速箱37的减速比，活塞杆齿条39的模数为依据来计算。并在缸体两端留有适当的余量来考虑阻尼中气缸35的长度。放气阀控制杆40凸凹面数量以阻尼中气缸35的压力基本与初始压力相一致为原则，凸凹面的长度应大于阻尼中气缸35的活塞有效行程。阻尼中气缸35的容积与压缩气罐45的容积之比，应以阻尼中气缸35内的气体全部压缩到压缩气罐45中，而压力上升不大于0.5MPa为好。测速测距仪48，测速就是测卷筒34的角速度，卷筒34的转速就可知飞机滑行速度。测距就是测卷筒34的圈数，即钢绳33的长度，也就是降落飞机的滑行距离。无论测速，测距当与设定的数据相合时，则刹车盘36即可刹车。收绳时关闭阀49，打开出气阀43，松开刹车盘36，在流量控制阀44控制下，压缩气罐45中的压缩气体进入阻尼中气缸35中推动活塞使活塞杆齿条39经减速箱37使卷筒34向相反的方向转动而收绳。也可通过液压比例阀控制刹车盘36慢慢收绳。

本发明的主要特点是：飞机弹射起飞装置动力源是压缩空气，通过气缸作功牵动滑动车来弹射飞机，其作用力大，作用力和速度可调，该装置是由弹射***，缓冲***，滑动车回位***组合而成。各***主要设备是常用机械设备，加工方便，工作可靠，易于保养。飞机降落阻拦装置是以空气为介质，空气被压缩时产生阻力而实施对滑行飞机有效阻拦。该装置主要由卷筒，减速箱，阻尼中气缸，间断放气阀，压缩气罐组成。装置紧凑，各部件不易损坏，阻拦力可调，柔和，适用于各种飞机的降落阻拦。

我国***刚开始建造，飞机弹射起飞装置和降落阻拦装置是十分必要的。

Claims (3)

1.飞机弹射起飞降落阻拦装置，所述装置包括飞机弹射起飞装置和飞机降落阻拦装置，所述飞机弹射起飞装置包括弹射***，缓冲***，滑动车回位***，放置于航母起飞甲板下的舱室内，其特征是：弹射***设有储气罐(13)，储气罐(13)经由管线、闸阀(12)、流量阀(11)与气缸(8)相连，气缸(8)活塞杆端部装有滑轮组合(7)，滑轮组合(7)上穿有小钢索(6)，小钢索(6)经由钢绳连接器与主拖索(4)结合，主拖索(4)经主导向轮(5)与滑动车(1)连接，打开闸阀(12)，储气罐(13)内压缩空气经流量阀(11)进入气缸(8)推动活塞杆伸出运动，经小钢索(6)，主拖索(4)牵动滑动车(1)前行，带动飞机起飞；

飞机弹射起飞装置缓冲***设有副钢索(14)，绕数圈于大滚筒(16)上，经副导向轮(15)两端分别与滑动车(1)前后两端相连，大滚筒(16)右端齿轮与阻尼减速箱(17)输入端齿轮啮合，阻尼减速箱(17)输出端齿轮与阻尼气缸(18)活塞杆上齿条啮合；滑动车(1)前行，大滚筒(16)转动，阻尼气缸(18)压缩较稀薄空气至小直径缸内，当阻尼气缸(18)活塞受力与气缸(8)拉力平衡时，滑动车(1)停止运动；

飞机弹射起飞装置滑动车回位***设有所述大滚筒(16)，大滚筒(16)经由离合器(19)与大滚筒(16)轴上的左端的齿轮相连，该齿轮与滑动车回位减速箱(20)输出轴齿轮啮合，停电刹车变频电动机(21)通电，动力经滑动车回位减速箱(20)、离合器(19)带动大滚筒(16)向相反方向转动，带动滑动车(1)回位，滑动车(1)斜铁与定位装置(9)销轴接触，销轴收缩后伸出***滑动车(1)销孔，停电刹车变频电动机(21)断电停止工作；

所述飞机降落阻拦装置，包括飞机降落甲板上设有中段阻拦索(28)、水平导向轮(30)、防水罩(31)、固定在降落甲板下舱室内的主要设备，钢绳(33)绕在两卷筒(34)上，两卷筒(34)右端齿轮(46)与两减速箱(37)输入轴齿轮(47)啮合，两减速箱(37)输出端齿轮(38)与两阻尼中气缸(35)活塞杆齿条(39)啮合连接，两阻尼中气缸(35)尾部连通并与放气阀(41)、阀(49)、总阀、出气阀(43)、流量控制阀(44)、压缩气罐(45)相连，飞机尾钩钩住中段阻拦索(28)滑行，卷筒(34)被迫转动带动阻尼中气缸(35)活塞压缩缸内气体，放气控制杆同向随动，其凸凹面控制放气阀(41)间断放气进入压缩气罐(45)，保持适当的气体压力使飞机以适当的阻力滑行，卷筒(34)侧面设有测速测距仪(48)，测得速度或距离允许停机，刹车盘(36)可自动刹车，飞机停止滑行，飞机尾钩脱绳，关闭阀(49)，打开出气阀(43)，压缩气罐(45)的气体沿流量控制阀(44)以适当的流量进入阻尼中气缸(35)，使卷筒(34)反向转动收绳。

2.根据权利要求1所述飞机弹射起飞降落阻拦装置，其特征是：滑轮组合(7)是由两只定滑轮四只动滑轮组成，四只动滑轮对称固定在气缸(8)活塞杆端部，随气缸(8)活塞 杆运动。

3.根据权利要求1所述飞机弹射起飞降落阻拦装置，其特征是：飞机降落阻拦装置设有两阻尼中气缸(35)，其活塞杆上固定有活塞杆齿条(39)，两卷筒(34)转动，两卷筒(34)转动经两减速箱(37)减速后，两减速箱(37)输出端齿轮(38)推动两活塞杆齿条(39)直线运动使活塞压缩缸内气体产生阻力。