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航母弹射器设计方案——由捆绑式舰载机发动机组成的舰载机弹射系统。
一、现状
重型舰载机的起飞使用弹射起飞或滑跃起飞方式。弹射起飞由于能够满足舰载机满油、全外挂、大航程的需要,特别是可以弹射固定翼预警机,因此是大型航母必备的重要系统及战斗力标志,因此备受关注。
弹射器系统的主要功能:提供足够推力(20吨以上),在短距离(45米)内使舰载机达到250公里/小时的起飞速度。工作效率2次/分。
现有蒸汽弹射器基本组成有海水淡化、储水池、高压水泵、锅炉、加热器、管路、控制系统。主要消耗0.64吨淡水/次。占地1000立方米,重量500吨。
二、设计方案基本思路
1、 充分利用航母上的富有资源,水、油
2、 充分利用现有技术,航空发动机(燃气轮机)
三、基本组成
第一方案:直接拉动方案,将涡轮喷气发动机固定在小车上,直接拉动甲板上的滑梭。简称直动方案。
适用甲板类型:航母采用直通式长甲板,甲板上使用滑梭,甲板下设置动力走廊。弹射系统由动力车、减速器、高压进气道、滑动式尾气排放、冷却系统、燃油供应、控制系统、消防系统及利用高温高压尾气发电等辅助系统构成。
1、动力系统:在动力走廊里安放动力小车,上安置6台舰载机发动机(经过适应性改造的衍生品种)选用单台推力10~15吨的涡轮喷气发动机,4开2备,。
2、减速分系统:由摩擦轮、空气压缩筒构成的组合式减速机。
3、进气分系统:高压进气道:空气压缩系统提供航空发动机空气,可以借鉴我国已经掌握的风洞技术。
4、排气分系统:动力车是运动的,可以采用滑动式尾气排放及回收系统
5、冷却分系统:由于弹射器工作时温度很高,必须可靠冷却。并回收热量用于发电或制造蒸馏水。
6、燃油分系统:提供动力车使用的航空燃油。
7、控制分系统:管理动力车的加速、减速、倒车、进气、排气等所有与弹射及余热利用有关的分系统。
8、辅助分系统:
特点:
1、资源丰富。
航母上不缺航空发动机,舰载机发动机备份也有足够数量。更储备有大量的航空燃油。都是现成的东西,干嘛非要再弄个锅炉产生蒸汽,或使用电磁弹射这种高耗能、高投入、高风险的技术。为什么在航母上守着成堆的动力组件(航空发动机)却视而不见呢。我相信以前别人肯定也想过使用航空发动机,或许当时集成技术还不成熟。
2、技术成熟。
舰载机发动机(双发)推力比飞机重量略大。只要再适当增加发动机数量,增大推重比,就像蒸汽弹射系统一样,应能实现弹射任务。活动部件少,系统可靠性高。
3、推力足够。毕竟捆绑式发动机不随飞机起飞,只停留在航母上。只要推重比足够大,甚至可以使飞机垂直起飞。AL41原本就是航天火箭使用的发动机。关键是航母上弹射起飞的距离短,因此要求动力系统应具有极好的加速性能。
4、基于以上理由。
该方案抗打击能力强、部件更换方便、占用空间小、技术通用性好、研制成本低、研制时间短、形成战斗力快!
5、技术难点。
由于发动机直接拉动滑梭,因此对发动机的启动性能、加速性能、减速性能要求高,速度变化特征曲线类似于陡峭的山崖。抗过载能力要求极高,特别是可能要求满足+9和-9的加速度,几乎就是撞墙要求,用通俗话讲就是你在开奔驰车,猛一脚油门,速度刚当达到250km/h,接着就是一脚急刹车,再挂倒档返回原地。人承受不了如此大的过载,只能靠自动控制系统。系统应能满足频繁使用状态的高可靠性。整个系统中活动部件较少,主要是控制线路。系统活动零件少,可靠性高。鉴于我国已经掌握炮射导弹中电子件加固技术相信可以利用或参考。但那不过是一次性使用的产品,对可靠性要求远不及捆绑式频繁使用的航发。另一方面,由于发动机捆在运动小车上,发动机维护保养比较困难。另一方面,由于发动机捆绑在运动小车上,自重大,不利于加速减速。
第二方案:发动机固定,通过传动系输出扭矩。类似于T80坦克或直升机上使用的涡轮轴发动机。简称传动方案。
与直动方案相比,发动机系统部分比较简单,运动部件自重小,可靠性也相应提高,维护性好。但是对传动系统的抗过载能力、耐高温耐疲劳性能要求高。
两方案要在我国已经掌握的技术优势上多加比较才能最终确定选用那种形式更适合中国的航母舰载机弹射,祝我国的舰载机早日飞上蓝天。
用一句当下最雷人的话做结尾。不管你信不信,反正我相信
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GMT+8, 2024-9-27 07:39
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