同步式式舰载机弹射器及分散蓄能集中做功方法

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1、同步式舰载机弹射器系统及分散蓄能集中做功方法作者：姜明技术领域本发明涉及一种军事装备技术领域，具体的说是一种同步式舰载机弹射器系统及分散蓄能集中做功方法。背景技术目前，航空母舰上的使用的舰载机弹射器主要有两种，一种是以美军航母上使用的蒸汽弹射器，该弹射器使用蒸汽作动力通过开口汽缸中活塞带动牵引钩拉动飞机加速起飞。蒸汽弹射器设备体积庞大，占有较大空间，制作工艺复杂，还要消耗大量的淡水，由于美国的蒸汽弹射器采用的是开缝气缸，因而蒸汽泄漏量大，能耗大，气缸密封件使用寿命短，维修成本高，在严寒地区或冬季，泄漏的蒸汽会在甲板上结冰，严重影响舰载机的起飞或降落，这也是美国航母在冬季活动范围

2、减小，或根本不敢到北极范围活动的根本原因。由于技术对外保密，所以目前只有美军在11艘航母上配备蒸汽弹射器。蒸汽弹射器存在的缺点如下：1）重量大、体积大，一台蒸汽动力弹射器总重量近1000吨，按功能可以分成:1.起飞系统2.蒸汽系统3.归位系统4.液压系统5.预力系统6.润滑系统7.控制系统。这些系统又可以分解为更多的小系统；飞行甲板上为安放汽缸留出的凹槽截面积大致是1.6*1.8=2.88平方米,再考虑弹射器将近100米得长度，则这部分的体积接进300立方米。两个罐子的体积也在200立方米以上,再加上输汽管道等装置占据的地方,总体积就到了600立方米了，4套弹射器的总体积是24

3、00立方米，至于重量，一套弹射器至少有1000吨，4套就有4000吨。2）对材料、工艺要求很高。现在除美国外，包括英法等海军大国都不能制造，要向美国购买；3）效率低，耗费大。一次弹射要消耗800—1000公斤淡水。产生这些蒸汽先要将海水淡化，再将淡化的水在锅炉里加热成高温高压蒸汽。而将这些蒸汽转化成弹射动力只有4%到6%！如果以最小间隔进行弹射，需要消耗航母锅炉20%的蒸汽；4）系统复杂，操作人员众多，一部弹射器需要操作人员和维新人员约120人。部弹射器需要的操作和维修人员多达500多，占全舰编制的10%左右，维修量大，每弹射400到500架次就需要由随舰人员进行1-2天的检修

4、；5）能量利用率低，弹射器对弹射舰载机的要求是要求在很短的时间内，消耗巨大的功率，以暴发式的把35-60吨重的舰载机在90-100米的距离内弹射到起飞速度。现在最大的蒸汽弹射器的功率是4.75-6.3333万千瓦！而做功时间只有.2.6秒钟！美国最大的核动力航空母舰的核反应堆总功率是28万马力，折合约20万千瓦！而一部蒸汽弹射器的功率就要6万4千多瓦！如果不是靠2个100立方米的大型储气罐帮忙蓄能，这20万千瓦的核反应堆无论如何也供不起第四部弹射器。根据美国军方报道，蒸汽弹弹射器能量利用率不足30%。6）成本高，生产技术高度保密，已知现役的美国一台蒸汽弹射器至少售价8000万美

5、元，-1-目前只有美国掌握生产技术，销售使用范围只是美国及其盟国。第二种是电磁式弹射器，鉴于蒸汽弹射器存在的种种缺陷，美国海军耗时28年，耗资32亿美元，研制成功了电磁式弹射器，虽然已在陆地试验成功，但是由于体积庞大，耗电巨大、结构过于复杂，稳定性十分不可靠，而且无法适应海上的潮湿和盐雾的恶劣环境，所以到现在也还处于研究阶段。综上所述，没有舰载机弹射器，不管航母大小，都不能形成战斗力，蒸汽弹射器的原理就是一个大而长的蒸汽机！蒸汽机的特点是长时间的工作，而不是暴发式的工作，所以，他先天的不适应弹射器的工作方式。电磁式弹射器的原理就是一个直线电动机。他的工作特点和蒸汽机一样，只适应

6、于长时间的工作，而不能暴发式的工作。不管蒸汽弹射器还是电磁式弹射器，瞬间释放巨大的能量都是通过蓄能来来实现，功率消耗都是6.4万千瓦，蒸汽弹射器是通过2个100立方米的蒸汽储罐来蓄能，通过开口汽缸将高压蒸汽转换成机械动能；而电磁式弹射器是通过强制蓄能电站的方式实现，所谓强制蓄能电站，就是将传统电站的电能分别驱动8个8000千瓦两用电机转动进行蓄能，当电磁式弹射器需要大电流做功时，8个电动机立即转换成8台发电机，将旋转势能转换成电能，将电能集中在电磁弹射器的直线电机中转换成磁能，通过磁能驱动动子高速移动转换成动能，能量在多次转换过程中要消耗30-50%，由于蒸汽弹射器和电磁式弹射

7、器是通过蒸汽压力时能和磁场势能进行瞬间做功，需要初始能量大，所以能量浪费巨大，据有关资料报道，实际用于舰载机上的能量不足10%，是最不经济的两种弹射模式。如图1所示的起飞曲线，舰载机在起飞初始就接受巨大爆发式推力，所以速度快，随着能量的消耗，势能的减小，速度逐渐下降，如图1所示，曲线下方的阴影表示能耗，因而美国航母经常发生因蒸汽压力不足而导致舰载机坠海。图1是蒸汽弹射器和电磁弹射器的速度能耗曲线图本发明的技术任务是克服上述缺点，提供一种结构简单、设计巧妙、科学合理、体积小、使用方便、安全性高