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作者:夏果游樂(lè)設(shè)施 閱讀量:294次 發(fā)表時(shí)間:2021-12-27 01:16:10
蒸汽彈射器是航空母艦上的飛機(jī)起飛裝置彈射器游樂(lè)設(shè)備,一般通過(guò)核動(dòng)力裝置產(chǎn)生的熱能產(chǎn)生蒸汽,推動(dòng)飛機(jī)短距起飛。蒸氣彈射器是一個(gè)非常復(fù)雜的系統(tǒng)工程,包括:起飛系統(tǒng)、蒸汽系統(tǒng)、歸位系統(tǒng)、液壓系統(tǒng)、預(yù)力系統(tǒng)、潤(rùn)滑系統(tǒng)、控制系統(tǒng)等組成。
彈射器主要有三種:液壓彈射器、蒸汽彈射器和內(nèi)燃彈射器彈射器游樂(lè)設(shè)備。
世界上最早的彈射器是由美國(guó)西奧多·埃利森海軍上尉于1911年研制成功的。這種原始的彈射器由三條繩索和一塊法碼組成彈射器游樂(lè)設(shè)備,但這種彈射器太原始,幾乎沒(méi)起到什么作用。后來(lái),埃利森又對(duì)這種原始的彈射器進(jìn)行改進(jìn),研制成功壓縮空氣式彈射器,于1912年11月12日進(jìn)行了人類史上第一次彈射起飛。不過(guò),埃利森的發(fā)明并沒(méi)有引起人們的注意。因?yàn)楫?dāng)時(shí)的艦載飛機(jī)重量輕、速度低,不需要彈射也可從航空母艦的飛行甲板上起飛。直至噴氣式飛機(jī)誕生后,彈射器才變得日漸重要起來(lái)。而第二次世界大戰(zhàn)結(jié)束時(shí),航空母艦上所裝備的彈射器都是液壓的,彈射能量極小,根本無(wú)法滿足噴氣式飛機(jī)的需要。
1951年彈射器游樂(lè)設(shè)備,英國(guó)海軍航空兵后備隊(duì)司令米切爾率先提出研制蒸汽彈射器的設(shè)想。他當(dāng)年就將其研制成功,并裝備在海軍“莫仙座”號(hào)航空母艦上。后來(lái),美國(guó)人又于1960年研制成功了內(nèi)燃彈射器,并將這種彈射器安裝在“企業(yè)”號(hào)核動(dòng)力航空母艦上。不過(guò),這種內(nèi)燃式彈射器至今仍不能令人滿意,所以“企業(yè)”號(hào)上除了裝備內(nèi)燃彈射器之外,還裝備有蒸汽彈射器。
重型飛機(jī)要想從航空母艦上起飛,必須有蒸汽彈射器。在飛機(jī)起飛前,由位持器鋼圈把尾部扣在一個(gè)堅(jiān)固點(diǎn)上,飛機(jī)前輪附近的牽引桿垂落到一個(gè)“滑梭”內(nèi),滑梭以掛鉤鉤住飛機(jī)?;笫钦羝麖椛淦魑ㄒ宦对陲w行甲板上的零件。飛機(jī)前面的甲板下,有兩個(gè)平行圓筒,每個(gè)至少長(zhǎng)45米,筒中的活塞與所有滑梭相連。蒸汽由母艦上的鍋爐輸出,增壓后輸入滑梭。飛機(jī)起飛時(shí)開(kāi)足馬力,但被位持器扣住。蒸汽彈射器一啟動(dòng),飛機(jī)引擎的動(dòng)力加上蒸汽壓力,使鋼圈斷開(kāi),飛機(jī)前沖,在45米距離內(nèi)達(dá)到時(shí)速250千米/小時(shí)。飛機(jī)彈射起飛脫離滑梭后,活塞前端的注管就落入水池,在幾米的距離內(nèi)停頓,滑梭移回原位,推動(dòng)另一架飛機(jī)起飛。母艦上每個(gè)蒸汽彈射器每分鐘可推動(dòng)兩架飛機(jī)起飛。通常航空母艦最多裝設(shè)4個(gè)蒸汽彈射器。據(jù)已公開(kāi)資料顯示,在役蒸汽彈射器總重量接近500噸,每次彈射最大輸出能量可達(dá)到95兆焦耳,最短工作周期為45秒,平均每次耗用近700公斤蒸汽。蒸汽彈射器是一項(xiàng)復(fù)雜的系統(tǒng)工程,除了彈射器本身的設(shè)備,還有海水淡化設(shè)備彈射器游樂(lè)設(shè)備、貯水池、高壓水泵、鍋爐、加熱裝置等諸多附屬設(shè)施。
概念上蒸汽彈射器只是一個(gè)大型蒸汽汽缸和一個(gè)蒸汽控制系統(tǒng)。將高壓蒸汽能量轉(zhuǎn)化為動(dòng)能進(jìn)行彈射。然而由于飛機(jī)結(jié)構(gòu)強(qiáng)度上的限制,彈射器不但要有足夠的輸出功率,而且要把輸出功率準(zhǔn)確控制在飛機(jī)可以接受的程度以內(nèi)。彈射的時(shí)候,蓄壓罐內(nèi)的蒸汽由彈射閥門釋放到彈射汽缸內(nèi),缸內(nèi)壓力上升推動(dòng)活塞前進(jìn)。彈射閥門的另外一個(gè)更重要的作用是精確控制蒸汽進(jìn)入彈射汽缸的流量變化,以此控制推力和彈射的加速度,以保證飛機(jī)結(jié)構(gòu)不會(huì)超負(fù)荷。飛機(jī)升空后,蒸汽排放閥打開(kāi),讓汽缸內(nèi)蒸汽排出。同時(shí),活塞和飛機(jī)牽引器被水剎器減速后停下,然后由歸位系統(tǒng)拉回起跑點(diǎn)。
不好弄
一是彈射器氣缸不好弄。
滑躍甲板滑躍段并非直線,而是一段不規(guī)則的弧線。而彈射器是一種開(kāi)式氣缸,加速度和沖擊力都非常大,弄成弧線的話,那么這個(gè)活塞收到阻力和離心力影響太大,對(duì)氣缸臂要求太大了。與其研究弄成這樣危險(xiǎn)不靠譜的,還不如簡(jiǎn)單點(diǎn)研究如何獲得更高彈射速度上。
美國(guó)航母的C-13-1,,彈射器可以把人從0km/h在91.4米之內(nèi)加速到386km/h,加速度為62.94m/s^2約~6.4g,參考下,迪斯尼過(guò)山車大概也就1個(gè)G的加速度。研究造一個(gè)6.4倍迪斯尼過(guò)山車,而且能拉35噸重跑的,實(shí)在有點(diǎn)難度。
彈射器結(jié)構(gòu)示意圖
其次對(duì)于飛機(jī)結(jié)構(gòu)來(lái)說(shuō)要求也非常高
飛機(jī)跑滑躍起飛本身非??简?yàn)飛機(jī)的結(jié)構(gòu)強(qiáng)度,庫(kù)茲涅佐夫級(jí)為了起降蘇-33這種重型戰(zhàn)斗機(jī),把滑躍甲板弄成最翹的14度,現(xiàn)在因?yàn)閯?dòng)力提升等原因在建的001A級(jí)下調(diào)到12度。就是為了減少艦載機(jī)結(jié)構(gòu)損耗。
飛機(jī)的重量比較敏感,特別是艦載機(jī)起落架進(jìn)行重點(diǎn)加固?;S甲板因?yàn)槠痫w時(shí)是傾斜的,一是重量分布不均勻,承受力分布有變化。而是起落架還承受斜坡相當(dāng)大的阻力。
再加上彈射器起飛瞬時(shí)壓力非常大,這對(duì)起落架考驗(yàn)要求來(lái)說(shuō)太高了。
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