航空母舰上的蒸气弹射装置是如何工作的
提起“弹射器”暂时还是被美国所拢断,但它并没有什么复杂和神秘的。目前利用蒸汽做功的机械;一是用蒸汽在气缸中推动活塞(曲轴式蒸气机),二是用蒸汽通过高压喷咀吹动叶轮(蒸汽轮机)。而“蒸汽弹射器”的做功方式据笔者所想也无非是以下几种,一是活塞式。 二是用“膨胀式伸缩套筒”。三是开口式汽缸等等。这几种方式说起来很简单,但实施起来各有难度。下面就这几种“弹射器”和我所设计的技?X方案分别叙述如下:
先说说活塞式;利用活塞做功的优点是;灵活、推力均衡、密封好。 就活塞来说没什么难作的,但它必须在气缸中运动,若要做一个大气缸可就难了。但你就是能做出来其它的问题也很多,因为活塞的行程是由气缸决定的,...全部
提起“弹射器”暂时还是被美国所拢断,但它并没有什么复杂和神秘的。目前利用蒸汽做功的机械;一是用蒸汽在气缸中推动活塞(曲轴式蒸气机),二是用蒸汽通过高压喷咀吹动叶轮(蒸汽轮机)。而“蒸汽弹射器”的做功方式据笔者所想也无非是以下几种,一是活塞式。
二是用“膨胀式伸缩套筒”。三是开口式汽缸等等。这几种方式说起来很简单,但实施起来各有难度。下面就这几种“弹射器”和我所设计的技?X方案分别叙述如下:
先说说活塞式;利用活塞做功的优点是;灵活、推力均衡、密封好。
就活塞来说没什么难作的,但它必须在气缸中运动,若要做一个大气缸可就难了。但你就是能做出来其它的问题也很多,因为活塞的行程是由气缸决定的,如果弹射距离为100米,那么气缸就得做100米以上,再加上活塞杆100米总计长度为200多米。
这里先不谈气缸占据100多米的距离,就100米的活塞杆你必须在气缸里外设置许多支架,否则100米的活塞杆做多粗、什么形状也挺不直。气缸外面倒好办,而气缸里面的就麻烦些,必须是活动的并且需自动复位的支架 。
这都能解决,可气缸体又增加了很大一段长度,并且增加了活塞的运动阻力。至于大气缸和活塞杆都能用组合方式制作,根据加工能力决定。但必须要有较高的加工精度。看来这种方式不可取。美国所使用的“蒸汽弹射器”决不是一个大活塞。
从电视资料上看,飞机在弹射时的后面冒出一串所泄漏的蒸汽就可证明这一点。
再说一说膨胀式伸缩套筒;它的原理很简单,举个例子;拉杆天线大家再熟习不过了,如果把每节的滑动口密封后,再把它们都退回第一节,然后向第一节通入高压气体,它就会依次伸长,道理就这么简单。
它的优点是结构简单,缺点是活动部分质量太大,起动时加速度小。要想实施这一方案就必须减轻每一节钢筒的重量,虽然每节钢筒的截面积依次减小,推力由大变小(其幅度并不是很大),但这也苻合加速度、贯性、推力的法则。
如果利用纳米技?X能造出即耐压又体轻的钢筒用这种方法再好不过了。在中央电视台“创新中国”节目中我看到我国已研制出一种高强度钢材是否可以用上?设计这种“蒸汽弹射器”方法比较简单,可行性有90%以上。
关于“开口式汽缸”笔者已考虑很久,它的构造是;用分段拼装成一个开口式汽缸,开口设在汽缸上方,汽缸长度应大于弹射距离。开口的用途是;活塞柄端伸出汽缸外连接“滑块”(或“滑车”以下只称“滑块”)部分的通道。
其连接部分采用钢板材料(以下称“连接板”),可使开口宽度小些,力的传递较为平稳。技术关键在于“连接板”通过以后如何迅速将汽缸的开口密封并加固,以形成完整的圆形汽缸供活塞工作,并减小汽缸的弹性型变。
可采用若干“复原式封堵块”进行机械封堵,当“连接板”通过后依次起动封堵块封堵,在回程时启动打开程序即可。这种开口式汽缸的加工工艺较为复杂,这里不便祥谈。这种弹射器的优点是:1。具有较好的连续性。
2。行走系统结构简单且质量小,加速快。3。控制系统简单。缺点是:封堵、加固机械系统复杂,需经常维修保养。开口式汽缸的制造工艺也较为复杂。但可行性也可达90%以上。
终上所述我们在拟定设计方案时必须要切合实际,即能作得出又要效率高。
我所设计的方案是“多活塞接力式蒸汽弹射器”把一个大气缸分解成若干个小气缸做起来就容易多了。这种弹射器的优点是占地面积小,起动和复位的速度快,结构简单,便于加工和组装。比如我们能加工10米长的气缸,100米只需十个,作5米的需要20个。
用多个气缸接力推动一个滑块由于贯性的存在并采用特殊的供气方式,滑块运动时不会产生很大的波动。
本设计主要有以下几个部分组成:1。滑块。 2。导轨。 3。整体支架。 4。气缸。 5活塞及活塞杆。
6。活塞杆导向滑块及导轨 7。输气管及副输气管。 8。进、排气阀。等等。其各部分的附件就不祥细例出。出于技术保密原因,不划示意图,请网友谅解。就弹射器的整体构造已完成全部“思维设计”。各个部分的运转的可行性进行反复论证,其成功率可达99%。
这决非是“虚幻”因为我的整体思路没有违背科学规律。有人问多气缸能行吗?不要怀疑,内燃机不是由多个活塞推动一个曲轴转吗?只不过这里有个接力问题,请放心该弹射器的核心技?X就在于此。笔者已精心设计了这部分。
说“蒸汽弹射器”简单并不是在说大话,因为它的科技含量实在不是很高。只不过在设计它时需要一番思所。如整体支架是承载滑块、导轨、汽缸、活塞及传动装置等等全部零部件的一个载体,它的结构应该是什么样的?而且在运行中型变最小。
各个零件的形状、大小如何连接、组装。设计弹射器的推力时要考虑飞机的重量及水平加速度和飞机发动机起始推力、克服各种阻力,蒸汽的压力、活塞的大小、气缸壁的厚度及极限强度等等。总之需要很多技?X数据和参数,要进行一些计算。
这些东西难吗?只要我们客观实际的去想出来,就能做出来。往往很简单的东西,被考虑得复杂化了,这也是科研当中的一大怪痞。对于弹射器的各个部分笔者都考虑了几套方案;比如各活塞的复位方式;1。蒸汽。 2。
高压空气。 3。电机。 由于蒸汽是宝贵的故然不可选,高压空气最好,使控制简化,用电机就麻烦些。再比如滑块在完成弹射时速度很大如何让它减速最后停下来;1。用弹簧缓冲+自动刹车。 2用多级阻尼器+自动刹车等等。
滑块的回收也是应该认真考虑的,如果弹射间隔为五分钟,那么就必需在五分钟之前返回起跑线,方法很简单就不祥谈了。再说 “滑块”它是最主要的部件,它不仅仅是对飞机 起到助推作用,它还是完成运行一个周期的总指挥。
它在运行过程中触发控制其它各程序的运行。比如汽门的开、关,活塞的复位,起动回收器使“滑块”返回到起跑线。整个过程全部自动化,由操做人员按一下电钮或者由飞行员遥控均可。还须一部分电子技?X进行程序控制,都是简单的什么触发电路、光电开关、定时器、感应电路啦等等,以减少机械传动装置。
用电脑当然更好,但是太浪费了。设计“滑块”时要考虑减少它的上下、左右四个方向的摩擦阻力。蒸汽回收是必须考虑的,要节约淡水…。。。。
总之“弹射器”并非是什么神秘的东西,都是些简单的机械传动。
我所例出的部件最难做的也就是汽缸了,根据我们的加工能力每节能做多长就做多长总算可以吧,只不过是数量多少而已,当然是少些为好。实在不行我还可以设计一些专用设备,总之,看想不想做。也许现在已有了制作方案,那么我所谈的这些就供参考吧。
作者— 老愚
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