[发明专利]发射方法及发射装置

说明书

一、技术领域

本发明属于航母舰载机的发射方法及装置，同时也可以应用于导弹、宇宙飞船、火箭、卫星等的发射方法及装置，还可以应用于发射炮弹、子弹等高能武器的方法及装置。

二、背景技术

在航母上，除了直升机和短距离起降、垂直起降的飞机，要想起飞一定重量的战斗机，必须使用弹射器弹射起飞或者使用滑跃起飞，美国的以弹射起飞为主，弹射起飞的弹射器实际上是一个开口大蒸汽活塞，活塞环受到蒸汽的力经过密封刀从活塞内部传给外部，推动弹射前轮并实现战机起飞。为了不漏汽，开口处必须采用密封条密封起来，密封刀经过时顶开密封条，因此密封条是易损件(现在的美国是采用金属条密封)。做为蒸汽弹射器，一般最多只有100米多一点而已，因为如果活塞太长了蒸汽有效作功率就会明显降低，而且弹射器太长维修费更高，安装及制造精度要求更高。所以这么短的距离加速度是很高的，蒸汽在瞬间释放时，推动活塞及连动的滑块，以3-4G(1G是10米/秒的加速度)将重达40吨的飞机在100米内由静止加速到高达180节的速度。飞行员身体素质不好的会产生短时昏厥现象，所以舰载机上的飞行员要有良好的身体素质。弹射器使重型高性能飞机上舰成为可能，但弹射器既大又重(约700吨)，设计制造昂贵复杂(目前只有美国一家)，工艺过程监测严格，使用时消耗淡水量大(每弹射一次需耗纯高淡水1.5-2吨)，使用限制多(每日每部弹射器弹射平均不超过70-100次，4台折合每架飞机平均出动率1.2次/日)，因采用开口活塞，其维修要求高(每弹射3000-3200次需海上停飞检修或返港检修)，舰载机也必须加强机体，从而增加重量。

滑跃起飞无需特殊设备，对机体结构要求稍低，陆基飞机上舰容易，其出动率和弹射起飞相当，可连续出动而无弹射器使用次数的限制，起飞离舰时飞机始终保持控制(弹射起飞时初期实际上是无控的)，但要求飞机具有高推重比和短距起飞能力，起飞可能不能重载，高温环境下发动机推力下降，必须用喷水加力才能起飞。

显然，无论是弹射起飞还是滑跃起飞，都有自身明显的不足，有人说可以发展电磁弹射器，由于电磁弹射器做功冲程长，它不仅可以在无风或航母停止时起飞战机，而且对飞机及驾驶员来说，其承受加速度是一个平缓增加过程，因此无肄是个福音。而且不需要淡水，维修量低。不过目前世界上还未有电磁弹射器，目前美国正在积极研制电磁弹射器，也业已取得一定成果，不过就算实用也尚需时日。电磁弹射器实际上就是一个直线电机，而我们日常遇到的一般都是旋转电机(如最常用的三相异步电动机)。由于电能不能大容量的储存，在功率如此大的弹射器上，必须配套大功率的发电机及其电气控制系统。而且电磁弹射器的定子非常的长(约130多米)，动子(相当于旋转电机的转子)短(在轨道里不足10米长)，在使用时利用率不高，在转子通过时磁间隙对磁场密度也有一定的影响。由于受力巨大，线圈匝数多，电流大，虽然转子没有经过时线圈电流小一些，但空载电流就已经够惊人的了，为此每个线圈都配有补偿器，庞大的线圈显然也不是随随便便就能搞好的。光是通风散热方面就很让人头疼了，而且磁间隙在动子经过是受力巨大，如何固定以致于不会变形都是需要考虑到的事情。与蒸汽弹射相比，电磁弹射无论是体积、控制还是维修方面，都比蒸汽弹射强，但是电磁弹射也有自身缺点，电能不能大容量储存，而弹射器在起飞飞机时工作时间短，其功率之大是可见的，也同样导致了电磁弹射器对电源要求是相当的高。电磁弹射器分电磁轨道弹射，这种弹射器优点是明显的，但实行起来比较困难，因此它比较适合电磁轨道炮所用。