航空母舰蒸汽弹射器复杂系统工程离不开海水淡化设备

2014-04-15 16:22:36 admin 180
来源:《中国科学报》 扈中平 / 时间:2014-2-19 11:31:24
  据科学网2014年2月14日讯 蒸汽弹射器是航空母舰上的飞机起飞装置,用于舰载机蒸汽弹射起飞。世界上*早的弹射器是由美国西奥多·埃利森海军上尉于1911年研制成功的。这种原始的弹射器由三条绳索和一块砝码组成,但这种弹射器太原始,几乎没起到什么作用。后来,埃利森又对这种原始的弹射器进行改进,研制成功压缩空气式弹射器,于1912年11月12日进行了人类史上第一次弹射起飞。
  不过,埃利森的发明并没有引起人们的注意。因为当时的舰载飞机重量轻、速度低,不需要弹射也可从航空母舰的飞行甲板上起飞。直至喷气式飞机诞生后,弹射器才变得日渐重要起来。
  而第二次世界大战结束时,航空母舰上所装备的弹射器都是液压的,弹射能量极小,根本无法满足喷气式飞机的需要。1951年,英国海军航空兵后备队司令米切尔率先提出研制蒸汽弹射器的设想。他当年就将其研制成功,并装备在海军航空母舰上。后来,美国人又于1960年研制成功了内燃弹射器,并将这种弹射器安装在“企业”号核动力航空母舰上。不过,这种内燃式弹射器至今仍不能令人满意,所以“企业”号上除了装备内燃弹射器之外,还装备有蒸汽弹射器。
  概念上蒸汽弹射器只是一个大型蒸汽汽缸和一个蒸汽控制系统。将高压蒸汽能量转化为动能进行弹射。然而,由于飞机结构强度上的限制,弹射器不但要有足够的输出功率,而且要把输出功率准确控制在飞机可以接受的程度内。
  弹射的时候,蓄压罐内的蒸汽由弹射阀门释放到弹射汽缸内,缸内压力上升推动活塞前进。弹射阀门的另外一个更重要作用,是精确控制蒸汽进入弹射汽缸的流量变化,以此控制推力和弹射的加速度,保证飞机结构不会超负荷。飞机升空后,蒸汽排放阀打开,让汽缸内蒸汽排出。同时,活塞和飞机牵引器被水刹器减速后停下,然后由归位系统拉回起跑点。
  重型飞机要想从航空母舰上起飞,必须有蒸汽弹射器。在飞机起飞前,由位持器钢圈把尾部扣在一个坚固点上,飞机前轮附近的牵引杆垂落到一个滑梭内,滑梭以挂钩钩住飞机。滑梭是蒸汽弹射器唯一露在飞行甲板上的零件。飞机前面的甲板下,有两个平行圆筒,每个至少长45米,筒中的活塞与所有滑梭相连。蒸汽由母舰上的锅炉输出,增压后输入滑梭。飞机起飞时开足马力,但被位持器扣住。蒸汽弹射器一启动,飞机引擎的动力加上蒸汽压力,使钢圈断开,飞机前冲,在45米距离内达到时速250千米/小时。飞机弹射起飞脱离滑梭后,活塞前端的注管就落入水池,在几米的距离内停顿,滑梭移回原位,推动另一架飞机起飞。 

 

膜分离设备


  航空母舰上每个蒸汽弹射器每分钟可推动两架飞机起飞。通常航空母舰*多装设4个蒸汽弹射器。据已公开资料显示,在役蒸汽弹射器总重量接近500吨,每次弹射*大输出能量可达到95兆焦耳,*短工作周期为45秒,平均每次耗用近700公斤蒸汽。
  蒸汽弹射器是一项复杂的系统工程,除了弹射器本身的设备,还有海水淡化设备、贮水池、高压水泵、锅炉、加热装置等诸多附属设施。
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