一種用於航空母艦的高壓蒸氣動態密封彈射機的製作方法
2024-02-02 12:15:15
專利名稱：一種用於航空母艦的高壓蒸氣動態密封彈射機的製作方法
技術領域：
本發明涉及一種航空母艦的彈射機，尤其是涉及一種用於航空母艦的高壓蒸氣動態密封彈射機。
背景技術：
1950年8月，英國在「英仙座」航母甲板上安裝了世界上第一臺動力衝程45.5米的BXS-1型蒸氣彈射器實驗獲得成功。美國海軍購買了其專利並最終將其發展成熟，美國的C-13-1型蒸氣彈射器長76.3米，每分鐘可以彈射2架戰鬥機，現在美國正在研製新型的電磁彈射方式，但近期內難以投入實用，美國一航母工程師針對海軍發展電磁彈射器的計劃指出，「蒸氣彈射器擁有高可靠性，迄今為止，沒有一架飛機在近千萬次的彈射起飛中因裝置本身的故障而出事」言外之意是懷疑電磁彈射器的可靠性，但也從側面說明了蒸氣彈射器是非常可靠的。
俄羅斯在前蘇聯時期，就已經製造了航母，但是航母採用的是滑躍式起飛，沒有安裝彈射器，作為一個科技大國，除了信息技術落後外，無論是航空航天技術，還是其他方面都是僅次於美國的國家，很難想像在一個西方國家海軍使用了30多年的彈射器面前碰壁。
我國自行建造航母在某種程度上是我國海軍將來發展的一個方向。從世界範圍來看，打造一支強有力的航母戰鬥群是極具挑戰性的。航母上必備的蒸氣彈射器、艦載機、攔阻索、大型升降機、及大功率發動機等技術均掌握在歐美乃至美國一家手裡，這對中國海軍來講是一個從來沒有做過的事情，而國外也不可能有任何國家賣給中國的重大技術攻關項目。
針對艦載機的起飛方式，彈射起飛與滑躍起飛相比，彈射起飛可以起飛大型預警機，並且重型戰鬥機可以滿油重載起飛；因彈射起飛可以減少起飛油耗，從而增加了預警範圍和作戰半徑。但滑躍式起飛不能起飛大型預警機，並且由於重型戰鬥機起飛時載彈量和載油量受到限制，起飛時耗油量大，從而極大的影響了作戰效果。
中國海軍未來建造航母需要解決彈射器的問題，如果這個問題中國海軍不下大力氣解決和處理好，那麼他將直接影響中國海軍的未來航母建造的進度，和中國海軍藍水艦隊的成軍時間。
蒸氣彈射器是大型直通式航母的重要設備之一，一座彈射器每分鐘可以彈射兩架艦載機。蒸氣彈射器是由外圍設備和彈射機及控制系統組成，外圍設備有海水淡化設備、蓄水池、高壓水泵、高壓氣泵、高壓儲氣罐、導氣管、模度氣動閥門、安全閥、彈射閥、輸氣管道和鍋爐等裝置。彈射機有開口汽缸、活塞、密封裝置、密封刀、傳動臂、拖索、往復鋼索、固定滑輪、導向滑軌等。控制系統有壓力傳感器、溫度傳感器、位置傳感器以及計算機系統等構成完整的彈射器系統。它涉及到很多技術，金屬冶煉技術、金屬加工技術、焊接技術、計算機軟體控制技術以及安裝技術等。從設計到安裝要求都很高，而蒸氣彈射器採用的是「開口汽缸」最大的難點是活塞在開口汽缸運動中，密封刀經過開口時的密封問題。由於活塞的動能是靠密封刀向外傳遞的，那麼密封刀就要有一定的寬度和長度，以滿足其強大的推動力，密封刀寬度增加了，由於密封刀經過開口汽缸時必須把密封條在開口處頂開，如果密封條的密封強度越大密封越好，那麼密封刀受到的阻力就越大，密封條的磨損也越快。為解決這一問題是本發明的目的所在。
發明內容
本發明要解決的技術問題是提供一種用於航空母艦的高壓蒸氣動態密封彈射機。該彈射機能解決彈射汽缸的密封問題。
為解決上述技術問題，本發明採用如下的技術方案它包括長管狀彈射汽缸、設置在彈射汽缸上方的彈射汽缸開口、彈射活塞和傳動臂；所述彈射汽缸開口兩邊的汽缸壁上各設有一密封腔，該密封腔壁固定在彈射汽缸壁上或者與彈射汽缸壁為一體結構；所述密封腔內鑲嵌有密封條，左右兩邊的密封條起到阻止彈射汽缸內的高壓蒸氣從彈射汽缸開口處逃逸的作用；所述彈射活塞設在彈射汽缸中，其外徑與彈射汽缸內徑相匹配；所述彈射活塞上方固設密封刀，該密封刀的上部固設傳動臂，或所述彈射活塞、密封刀和傳動臂為一體結構；所述密封刀穿過左右兩邊的密封條。
進一步地，為節約材質，所述彈射活塞為中空的子彈形；受力面設為平面，增大了受力的面積；前進端頭設為錐形，減少空氣阻力。
進一步地，由於密封條在受到高壓衝擊時容易變形，使其失去密封作用，所以，所述密封條內部設有多條縱向受力加固件，可使密封條在彈射汽缸內高壓蒸氣的衝擊下，縱向不變形。
進一步地，為防止密封條在密封時，汽缸內的高壓蒸氣使密封條向上翻起，洩漏蒸氣；所述密封條的密封面設有鋸齒形凹槽，使其增大接觸面，這樣可使兩根密封條互相作用。
進一步地，為防止密封腔內蒸氣竄氣，所述密封條的受力面設有凸條；所述密封條和密封腔的壓緊面設有梯臺。
進一步地，為防止密封條在密封刀運動的過程中產生堆積，所述密封條的兩端設有固定在彈射汽缸前、後端的拉緊緊固件，該拉緊緊固件可將密封條前、後兩端固定在氣缸開口始、末端。
進一步地，為防止有灰塵進入汽缸內，所述彈射汽缸開口上方設有防塵座、防塵罩和防塵彈性密封墊；所述防塵座固定在密封腔的上部外側，所述防塵罩固定在防塵座上；所述防塵彈性密封墊設在傳動臂的上下兩側，以防止灰塵從傳動臂兩側的縫隙進入。
本發明能解決彈射機在彈射過程中的密封問題。
圖1是本發明的結構示意圖；圖2是沿圖1的A-A向剖視示意圖；圖3是本發明去除防塵罩後沿圖1的B-B向剖視示意圖；圖4是本發明的密封條俯視示意圖；圖5是沿圖4的C-C向剖視示意圖；圖6是本發明的彈射活塞、密封刀和傳動臂連接結構沿圖1側向觀察示意圖。
所述圖中的標記介紹如下1-彈射汽缸壁2-彈射汽缸3-汽缸開口4-彈射活塞5-密封刀 6-傳動臂7-密封腔壁8-密封腔9-密封條10-防塵座11-防塵罩12-防塵彈性密封13-密封條縱向受力加固件14-密封進汽管道15-密封條拉緊緊固件16-鋸齒形凹槽17-凸條18-凸臺具體實施方式
參見圖1所示，本發明包括長管狀彈射汽缸2、設置在彈射汽缸2上方的彈射汽缸開口3、彈射活塞4和傳動臂6；所述彈射汽缸開口3兩邊的汽缸壁1上各設有一密封腔8，該密封腔壁7與彈射汽缸壁1為一體結構；所述密封腔8內鑲嵌有密封條9，左右兩邊的密封條9起到阻止彈射汽缸2內的高壓蒸氣從彈射汽缸開口3處逃逸的作用；所述彈射活塞4設在彈射汽缸2中，其外徑與彈射汽缸2內徑相匹配，活塞可以在彈射汽缸2內自由前後滑動；所述彈射活塞4上方固設密封刀5，該密封刀5的上部固設傳動臂6，或所述彈射活塞4、密封刀5和傳動臂6為一體結構；所述密封刀5穿過左右兩邊的密封條9。
進一步改進的實施例，所述彈射活塞4為中空的子彈形，這樣減少了彈射活塞4的重量，使其在受到蒸氣壓力時有更大的加速度；受力面設為平面，增大了受力的面積；前進端頭設為錐形，減少空氣阻力。
再進一步改進的實施例，由於密封條9在受到高壓衝擊時容易變形，使其失去密封作用，所以在所述密封條9內部設有多條縱向受力加固件13，可使密封條9在彈射汽缸2內高壓蒸氣的衝擊下，縱向不變形。
又進一步改進的實施例，為防止密封條9在密封時，汽缸彈射2內的高壓蒸氣使密封條9向上翻起，洩漏蒸氣；所述密封條9的密封面設有鋸齒形凹槽16，使其增大接觸面，這樣可使兩根密封條互相作用。
又進一步改進的實施例，為防止密封腔8內蒸氣竄氣，所述密封條9承受高壓蒸氣的受力面設有凸條17，所述密封條9和密封腔8的壓緊面設有梯臺18。
又進一步改進的實施例，為防止密封條9在密封刀5運動的過程中產生堆積，所述密封條9的兩端設有拉緊緊固件15，該拉緊緊固件15可將密封條9前、後兩端固定在彈射氣缸開口3的始、末端。
進一步地，為防止有灰塵進入彈射汽缸2內，所述彈射汽缸開口3上方設有防塵座10、防塵罩11和防塵彈性密封墊12；所述防塵座10固定在密封腔8的上部外側，所述防塵罩11固定在防塵座10上；所述防塵彈性密封墊12設在傳動臂6的上下兩側，以防止灰塵從傳動臂6兩側的縫隙進入。
本發明的動態密封原理如下在彈射準備時，逐步向彈射汽缸2內充入高壓蒸氣，彈射活塞4、密封刀5和傳動臂6通過「拖索」固定在甲板上，隨著蒸氣的持續充入，彈射汽缸2內的壓力逐漸增大，直至到需要的彈射壓力，同時密封腔8內也充滿高壓蒸氣。飛機準備起飛時，飛行員控制「牽止脫扣器」，將拖索從甲板上放開，彈射汽缸2內的壓力全部釋放到彈射活塞4受力面41上(見圖3)，彈射活塞4在彈射汽缸2內高速運動(見圖3，圖1中彈射活塞4在垂直紙面的方向高速運動)，帶動密封刀5、傳動臂6也同樣高速運動(見圖1、圖6)，所述傳動臂6推動飛機飛速向前加速運動；密封刀5在運動的過程中，密封刀5尾部兩邊的密封條9由於受到密封腔8內的高壓蒸氣的壓力，使得密封刀5的後部一直處於密封狀態；而密封刀5前部的密封條9，由於沒有密封高壓蒸氣的作用，所以一直處於鬆弛狀態，整個過程是隨著彈射活塞4的運動而完成的，就和拉鏈的工作方式一樣，當彈射活塞4停止運動時密封過程也隨之停止，密封過程停止了，但密封狀態是保持的。當一次彈射完成後，密封腔8初始端排氣閥打開，蒸氣排出，密封狀態結束，這時整個密封條9都處於鬆弛狀態，當拖索拉著彈射活塞4、密封刀5和傳動臂6返回到彈射起始位置時，密封刀5把密封條9頂回到密封腔內的原位置，為下次彈射做好準備。在彈射活塞4高速運動當中，為了防止密封延遲、彈射汽缸2漏氣，彈射活塞4的受力面41和密封刀5之間是有距離的，距離越長密封延遲漏氣的可能性就越小。
權利要求
1.一種用於航空母艦的高壓蒸氣動態密封彈射機，其特徵在於它包括長管狀彈射汽缸、設置在彈射汽缸上方的彈射汽缸開口、彈射活塞和傳動臂；所述彈射汽缸開口兩邊的汽缸壁上各設有一密封腔，該密封腔壁固定在彈射汽缸壁上或者與彈射汽缸壁為一體結構；所述密封腔內鑲嵌有密封條，左右兩邊的密封條起到阻止彈射汽缸內的高壓蒸氣從彈射汽缸開口處逃逸的作用；所述彈射活塞設在彈射汽缸中，其外徑與彈射汽缸內徑相匹配；所述彈射活塞上方固設密封刀，該密封刀的上部固設傳動臂，或所述彈射活塞、密封刀和傳動臂為一體結構；所述密封刀穿過左右兩邊的密封條。
2.根據權利要求1所述的高壓蒸氣動態密封彈射機，其特徵在於所述彈射活塞為中空的子彈形，受力面設為平面，前進端頭設為錐形。
3.根據權利要求1所述的高壓蒸氣動態密封彈射機，其特徵在於所述密封條內部設有多條縱向受力加固件。
4.根據權利要求1或3所述的高壓蒸氣動態密封彈射機，其特徵在於所述密封條的密封面設有鋸齒形凹槽。
5.根據權利要求4所述的高壓蒸氣動態密封彈射機，其特徵在於所述密封條承受高壓蒸氣的受力面設有凸條，所述密封條和密封腔的壓緊面設有梯臺。
6.根據權利要求5所述的高壓蒸氣動態密封彈射機，其特徵在於所述密封條的兩端設有固定在彈射汽缸前、後端的拉緊緊固件。
7.根據權利要求5所述的高壓蒸氣動態密封彈射機，其特徵在於為防止有灰塵進入汽缸內，所述彈射汽缸開口上方設有防塵座、防塵罩和防塵彈性密封墊；所述防塵座固定在密封腔的上部外側，所述防塵罩固定在防塵座上；所述防塵彈性密封墊設在傳動臂的上下兩側。
全文摘要
一種用於航空母艦的高壓蒸氣動態密封彈射機，其特徵在於它包括長管狀彈射汽缸、設置在彈射汽缸上方的彈射汽缸開口、彈射活塞和傳動臂；所述彈射汽缸開口兩邊的汽缸壁上各設有一密封腔，該密封腔壁固定在彈射汽缸壁上或者與彈射汽缸壁為一體結構；所述密封腔內鑲嵌有密封條，左右兩邊的密封條起到阻止彈射汽缸內的高壓蒸氣從彈射汽缸開口處逃逸的作用；所述彈射活塞設在彈射汽缸中，其外徑與彈射汽缸內徑相匹配；所述彈射活塞上方固設密封刀，該密封刀的上部固設傳動臂，或所述彈射活塞、密封刀和傳動臂為一體結構；所述密封刀穿過左右兩邊的密封條。本發明能解決彈射機在彈射過程中的密封問題。
文檔編號B64F1/06GK101054115SQ200710098029
公開日2007年10月17日 申請日期2007年4月25日 優先權日2007年4月25日
發明者張 傑 申請人:張 傑