專利名稱：航空母艦艦載機起飛輔助機構的制作方法
技術領域：
軍事工程領域；涉及航空母艦設計制造以及艦載飛機設計制造。
背景技術：
航空母艦及艦載飛機的設計與制造屬世界軍事工程中的尖端技術領域，我國目前 正在修復并續(xù)建從國外購買的航空母艦半成品，同時對航母的一些關鍵性技術進行科技攻 關、試驗。其中，至關重要的一個問題就是艦載機采用何種起飛方式，這涉及到航母的基本 結構，一旦確定，航母的設計、生產(chǎn)便進入了不可逆過程?，F(xiàn)今世界上航空母艦有兩大類一 類是彈射器型平面甲板航母，以美國為代表，艦載機采用彈射式起飛。美國現(xiàn)役主力航母多 采用蒸汽彈射器，新研發(fā)的電磁彈射器也開始服役；另一類是滑躍上翹甲板航母，以俄羅斯 為代表，艦載機采用滑躍式起飛。我國正在修復并續(xù)建的屬于此類滑躍上翹甲板航母。彈射器航母具有甲板平整，飛機跑道短，載機面積大，艦載機起飛重量大等優(yōu)點； 但也有很多缺點彈射器結構龐大占據(jù)了很大的空間，系統(tǒng)復雜、維護量大，消耗大量能源 和淡水，制造成本高達數(shù)億美圓，戰(zhàn)時損壞或故障修復困難等等。翹板航母節(jié)省了彈射器所 占用的巨大空間，艦載機起飛方式簡單。但是，飛機跑道占用了甲板的很大面積，且甲板翹 起部分利用率低。翹板航母還有一個致命缺點就是艦載機起飛重量受限，重型戰(zhàn)斗機以及 預警機難以起飛。我國在航母項目上一直開展科技攻關，投入巨大。由于尚不能掌握制造蒸汽彈射 器及電磁彈射器的核心技術，航母的設計與制造受到很大局限，目前仍以翹板型航母為主 要參照，相關的設計、試驗均圍繞翹板滑躍式起飛而展開，重型戰(zhàn)斗機及預警機起飛問題無 疑成為巨大障礙。本人發(fā)明“航空母艦艦載機起飛輔助機構”正是針對國家國防建設的現(xiàn)實 需要，通過發(fā)明一種簡單而可靠的機械機構，利用力學原理來解決航母艦載機起飛的問題。“航空母艦艦載機起飛輔助機構”通過力學原理，充分利用航空發(fā)動機的推力，提 高艦載機起飛加速度值，縮短艦載機起飛滑跑距離，從而大大提高艦載機起飛重量。應用 “航空母艦艦載機起飛輔助機構”將使航母艦載重型戰(zhàn)斗機及預警機起飛問題得以解決。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明是一種艦載機起飛力學方法和實現(xiàn)該方法的一套機械機構。航母艦載機起 飛時，通過“航空母艦艦載機起飛輔助機構”將飛機固定在甲板跑道上，當飛機發(fā)動機推力 達到設計值時，“航空母艦艦載機起飛輔助機構”自動釋放飛機，飛機以高加速度值滑跑起 飛。本發(fā)明的第一特征是用外力將飛機固定在跑道上，使飛機發(fā)動機產(chǎn)生的推力與 外力相等而處于靜止，避免飛機在推力上升到最大起飛推力前的過程中產(chǎn)生位移；當飛機 發(fā)動機推力達到最大起飛推力時外力解除，飛機以最大推力起步，高加速度滑行。相對于采 用飛機輪剎車的方法，本發(fā)明優(yōu)越性明顯。采用剎車方法時，當飛機發(fā)動機推力超過輪胎與 跑道的摩擦力時剎車失效，飛機不能發(fā)揮最大推力起步，而且剎車系統(tǒng)釋放有延遲性。
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本發(fā)明的第二特征是采用一套液壓升降的機械機構，通過壓力鉗裝置與艦載機 的尾鉤聯(lián)接，實現(xiàn)外力固定飛機于跑道的方法；壓力鉗工作壓力可調整為等效飛機最大推 力，當飛機推力達到最大時壓力鉗釋放艦載機尾鉤；“航空母艦艦載機起飛輔助機構”不工 作時，通過液壓傳動降至甲板跑道下面，其上蓋板與甲板密合平整；工作時，通過液壓傳動 升起，艦載機尾鉤掛入壓力鉗口，護板推至與甲板密合平整，防止尾鉤釋放后出現(xiàn)障礙。“航空母艦艦載機起飛輔助機構”由以下部件構成(可參閱說明書附圖)1.上蓋板2.臺型壓蓋3.軸承4.基座5.帶肩螺栓6.滑槽7.滑軌8.主液壓缸9.平行連桿10.鉸鏈支座11.壓力鉗11. 1.可調壓力器11.2.壓力鉗比例桿11.3.壓力鉗口12.護板13.副液壓缸14.止推墊片15.軸上蓋板在機構不工作期間起到甲板的作用，其材料強度必須高于甲板材料強度。 由于要承受來自飛機尾焰的高溫，上蓋板材料必須耐高溫，必要時可采取隔熱、冷卻措施。主液壓缸除了升降“航空母艦艦載機起飛輔助機構”以外，要承受飛機最大推力帶 來的壓力，設計值必須留有充分的余量。壓力鉗材料除了高強度、耐高溫之外，壓力鉗口材料要求對艦載機尾鉤不能造成 嚴重磨損，必要時可安裝可更換墊片；艦載機最大推力、壓力鉗口 α角度、比例桿尺寸，決 定了壓力器設計壓力值；壓力器首選彈簧式可調類型。護板材料與頂蓋板相同，其滑動伸縮驅動副液壓缸與主液壓缸聯(lián)動，當主液壓缸 伸出達工作位時，副液壓缸驅動護板滑出并與甲板密合；工作完畢后“航空母艦艦載機起飛 輔助機構”收回時，副液壓缸先行驅動護板滑進后，主液壓缸隨后驅動“航空母艦艦載機起 飛輔助機構”降下歸位?！昂娇漳概炁炤d機起飛輔助機構”工作模擬計算艦載機型蘇33起飛重量M= 26000kg最大工作推力F= 2 X 14800kg = 29600kg = 290080η
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起飛離艦速度Vt= 223km/h = 61. 94m/s航母航速Vo= 24 節(jié)=12. 33m/s應用“航空母艦艦載機起飛輔助機構”起飛時的起步加速度為a = F/M = 290080 + 26000 = 11. 16m/s2蘇33的起飛距離為S = (Vt-Vo)2/2a = (61. 94-12. 33)2 + 2 + 11· 16 = 110. 27m可見，蘇33在載重26噸的情況下起飛距離只有110. 27米，已經(jīng)可以不用翹板起 飛了。如果考慮到使用翹板，則起飛距離縮短為=110.27X0. 6 = 66. 16米。實際上，航母 的航速可達30節(jié)，上述計算尚有余量。如果將上例艦載機換成美國的F18，使用“航空母艦艦載機起飛輔助機構”后起飛 距離為146. 7米，可以不用彈射器直接起飛了。由上述模擬計算可見，采用“航空母艦艦載機起飛輔助機構”后，有效縮短了起飛 滑跑距離，重載戰(zhàn)斗機可以在航母上直接起飛。相信通過實際測試，預警機也可以在“航空 母艦艦載機起飛輔助機構”的幫助下順利起飛。發(fā)明“航空母艦艦載機起飛輔助機構”從軍事工程的角度看，其意義無疑是十分重 大的。從經(jīng)濟領域的角度看，“航空母艦艦載機起飛輔助機構”結構簡單，生產(chǎn)制造沒有困 難，而且其帶來的效益是非常巨大的。航母彈射器制造成本數(shù)億美元，消耗和維護更是費用 驚人。隨著航空發(fā)動機性能的不斷提升，不久的將來“航空母艦艦載機起飛輔助機構”一定 可以替代彈射器，由此而來的經(jīng)濟利益可以想見。
四

附圖用裝配結構三視圖準確表達了“航空母艦艦載機起飛輔助機構”各個部件之 間的相互關系、機械原理及工作位置。圖中1至15數(shù)字編號標明了“航空母艦艦載機起飛 輔助機構”的各個部件；用α標示了壓力鉗口角度及工作位置；用虛線標示了艦載機尾鉤 工作時所處位置。
五具體實施例方式“航空母艦艦載機起飛輔助機構”由壓力鉗及平行四連桿構成，壓力鉗用臺型壓蓋 通過軸及帶肩螺栓固定于基座上，壓力鉗體可繞軸做小角度轉動；基座用鉸鏈支座通過主 液壓缸及四根平行桿鉸接于航母甲板下方箱體內(nèi)；工作時，主液壓缸推出，基座由四連桿支 撐做平行上升至工作位置，副液壓缸推出使護板滑出并與甲板密合；艦載機尾鉤掛入壓力 鉗口，飛機發(fā)動機加速并開加力；當飛機推力達到克服壓力鉗設計壓力值時，鉗口滑開飛機 沖出。“航空母艦艦載機起飛輔助機構”不需要工作時，副液壓缸驅動護板回縮后，主液壓缸 縮回，機構降至箱體內(nèi)，上蓋板與甲板密合，甲板保持平整。
權利要求
一種航空母艦艦載機加速起飛、縮短起飛滑跑距離的方法，特征是用外力將飛機固定在跑道上，使飛機發(fā)動機產(chǎn)生的推力與外力相等而處于靜止，避免飛機在推力上升到最大起飛推力前的過程中產(chǎn)生位移；當飛機發(fā)動機推力達到最大起飛推力時外力解除，飛機以最大推力起步，高加速度滑行。
2.實現(xiàn)航空母艦艦載機加速起飛、縮短起飛滑跑距離的一套機械機構，特征是采用 一套液壓升降的機械機構，通過壓力鉗裝置與艦載機的尾鉤聯(lián)接，實現(xiàn)外力固定飛機于跑 道的方法；壓力鉗工作壓力可調整為等效飛機最大推力，當飛機推力達到最大時壓力鉗釋 放艦載機尾鉤；該機構不工作時，通過液壓傳動降至甲板跑道下面，其上蓋板與甲板密合平 整；工作時，通過液壓傳動升起，艦載機尾鉤掛入壓力鉗口，護板推至與甲板密合平整，防止 尾鉤釋放后出現(xiàn)障礙。
全文摘要
本發(fā)明是一種艦載機起飛力學方法和實現(xiàn)該方法的一套機械機構。航母艦載機起飛時，通過“航空母艦艦載機起飛輔助機構”將飛機固定在甲板跑道上，當飛機發(fā)動機推力達到設計值時，“航空母艦艦載機起飛輔助機構”自動釋放飛機，飛機以高加速度值滑跑起飛。利用本發(fā)明可以使重型戰(zhàn)斗機蘇33在載重26噸的情況下起飛距離只有110.27米；使用翹板的起飛距離縮短為66.16米。利用本發(fā)明也可以使美國的F18艦載戰(zhàn)斗機滿載荷起飛距離為146.7米，使用翹板的起飛距離縮短為88米。
文檔編號B64F1/36GK101913432SQ20101027337
公開日2010年12月15日 申請日期2010年9月2日 優(yōu)先權日2010年9月2日
發(fā)明者臧鐵淞 申請人:臧鐵淞