舰载机弹射起飞技术的应用与发展

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在弹射起飞前,甲板人员将飞机与往复车相连,并使用牵制杆把 飞机上的牵制钩固定于弹射器的往复车上。 然后,操作人员打开发射 阀,高温蒸汽从贮汽罐经发射阀流人汽缸,在活塞的后部空间建立压 力,克服各种阻力使活塞向前运动。 通过活塞与飞机之问的驱动组件, 使飞机与活塞同步运动,动力冲程完成时飞机获得规定的末速度并顺 利脱开,靠自身的推力起飞。 水力制动装置吸收活塞的末动能,然后打 开排汽阀,复位机构将活塞组件等拖回原位,准备下一次弹射。
2.2 舰载机与弹射器的连接方式 为了能有效地将蒸汽热能转化 成舰载机的动能, 需要通过一种传力方式把飞机与弹射器连接起来。 舰载机与弹射器的连接方式由两种: 托索连接和前轮拖曳两种方式。 拖索连接弹射方式就是用一根拖索和制动索完成弹射过程。 进行拖索 弹射时,弹射索套在舰载机机腹的弹射钩上,同时将固定在甲板上的 制动索与机体的制动钩连接,将飞机拉住。 舰载机进入弹射位置后,制 动员使用定力栓将飞机尾部的牵制凹槽和牵制索上的凹槽联接起来。 与此同时,挂索员将拖索套分别连接到弹射牵引滑块和飞机的弹射钩 上。 弹射开始后,舰载机在自身发动机推力和弹射拖索牵引力的共同 作用下进入弹射加速过程。 前轮拖曳弹射方式的特点是,舰载机的弹 射承力点和制动承力点都设置在前起落架支柱上,即在前起落架支柱 的前面装有可下放的弹射杆,在弹射器的弹射滑块上对应设置了一个 供拖曳杆搭接的凹槽, 在前起落架的后面则设置一个制动环或槽口。 与此相对应,在弹射器滑块始动位置处靠后一点的甲板位置上设置了
1.弹 射 器 的 发 展 历 程 对弹射器的研究最早可以追溯到 1911 年, 美国海军上尉艾利森
设计了第一个原始的弹射器。 这是一个由重锤和滑轮组索具构成的加 速装置,弹射能力有限。 后来改用压缩空气作为动力源,并于 1912 年 11 月弹射起飞成功。 1918 年, 一位美国工程师设计了一种飞轮弹射 器,弹射能量来自飞轮,使用锥形磨擦离合器,在弹射飞机时利用离合 器将高速旋转的飞轮与卷扬缆鼓相联接,通过缆索拖动飞机加速。 美 国还开发出利用压缩空气的 A 系列和火箭助推的 P 系列以及液压式 的 H 系列和有槽汽缸式的 C 系列。
历史上没有一个“线”艺术家不具备这种超脱感受的。 塞尚以结构 观念为冷静地研究自然永恒性,高更以其对宗教和原始生活的热情与 想象力在寻找超越绘画自身的精神性。 凡·高凭籍着沸腾的生命活力 和对事物特征的敏感反应, 孜孜不倦地创造属于心灵世界的艺术作 品。 陈老莲不考虑社会的时尚,不迎合流行的嗜好,而在更大程度上的 超越,创造出不受时人青睐的“怪诞”之美。
一个可升起的制动杆。 飞机进入弹射位置后,甲板上的制动杆可自动 升起并卡住前起落架上的制动环,卡入弹射滑块上的凹槽中。 当弹射 器达到“弹射压力值”后,制动杆会“自动”从起落架上的制动环中抽 出,失去制动力的飞机就在弹射牵引力作用下进入加速。
拖索弹射时飞机机身要尽量处在弹射滑轨中心线上,否则会由于 拖索挂在弹射滑块上的两侧长度不一样而影响起飞安全,而且这种工 作方式需要的工作人员较多。 前轮拖曳弹射只要将前轮的弹射钩挂住 弹射凹槽即可,工作人员数量需求很少,这样就为甲板弹射起飞作业 流程提供了很大的便利。 因此现役美军航母舰载机均使用前轮拖曳弹 射方式。
与蒸汽弹射器相比,电磁弹射器在重量轻,体积小,弹射过载波动 小,并且最大弹射功率远高于前者,最大弹射速度可超过 230 节。 而且 维修操作人员和相应费用都可减少。 其优异的弹射性能有助于延长舰 载机的寿命,可使 30 吨级的舰载机起飞重量增加 10%以上。 即使是弹 射无人机一类的轻型飞行器时,过载也没有明显的波动。
正是由于“线”艺术中的率直性,使得高品味的“线”艺术往往带有 宗教意味的色彩,从而体现了“线”艺术的神密性的特色。 罗丹认为:真 正的艺术家“是人类之中最信仰宗教的”。 “在我们看来线条和色调不 是别的,是内在真实的标志:我们的目光透过表面一直潜入内心,当我 们后来表现这些轮廓时,便会用内涵的精神丰富轮廓本身。 ”一幅“线” 艺术的人体作品,它表现的不是肌肉,不是漂亮的服饰,也不单单是一 个生动的动态,而是一种生命,一种灵魂,或一种精神和威力。 这种威 力给予肌体以秀美或健壮。 每位画家由于性情不同,给于“自然”的灵 魂也不一样,有的是柔情的,有的是恐怖的,有的是生气勃勃的,有的 是死气沉沉的……米开朗基罗创造的力量在他表现的强壮人体肌肉 中发出吼声,马蒂斯创造的力量则是轻松的情歌。
2.3.1 起飞质量的影响。 在弹射力和发动机推 力 保 持 不 变 的 情 况 下,如果飞机 的起飞质量增加,必然引起飞机起飞加速度的降低,进 而降低飞机在弹射器终端获得的末速度, 增加了飞机离舰后的下沉 量。
2.3.2 发动机推力的影响。 舰载机离舰后需要 保 持 一 定 的 剩 余 推 力,完成加速转爬升。 因此大推力的发动机工作状态有利于提高弹射 起飞的性能。
4.结 束 语
通过对航母舰载机弹射起飞方式的阐述及发展趋势的分析,可以 看出弹射起飞技术具有很强的优势和发展潜力,加强(下转第 566 页)
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科技信息
○高校讲坛○
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2009 年 第 23 期
3.“ 线 ” 艺 术 中 的 超 脱
人类最早出现的绘画形式,全是用一色或有限的几色,并以线的 方式进行朴素的描绘。 在原始社会,人们常用简陋的天然材料,如木 炭、泥土、骨、石等直接在洞壁上刻画,用奔放、自由的线条反复表现野 牛、野猪、野鹿等形象,率直地反映自己真切的观察、原始的思考。 原 始、真切、单纯、朴实是“线”艺术的明显特征,雅、拙、率直是多数艺术 家所追求的最高艺术风格。 率直不仅是艺术家的宝贵品格,也是美术 作品所追求的主要品味。 “线” 艺术正是实现这种品味的最好途径。 “线”艺术作品是画家情感最直接纯粹的表达,简化了的表现手Hale Waihona Puke Baidu保证 了它的实现。
因此,超脱是艺术创造的一种高品格,画的优劣好坏的关键在于 画的境界,而不是画的具体内容。 有大境界,就有大气,大神韵,大智 慧。 如石涛、吴昌硕、齐白石、陈老莲、马蒂斯、罗丹等人就是其中的佼 佼者。 它们的“线”画艺术具有高品味,其气度非凡,是真正的艺术。
看似简单的“线”却玄妙无极、深奥莫测,包涵无穷。 “线”艺术的天 地涵盖了宇宙万物、无穷世界。 东方儒释道的哲思,哺育了中华民族特 有的灵魂、特有的文化背景,以及特有的毛笔与宣纸,选择了最富玄理 的“线”性艺术,这确是一种天然的契合。 中国画对“线”的重视超过其 它任何画种,历代画家对“线”的创造已达到无与伦比的高度。 中国当 代画家继续对线进行了独特的研究与探索,并形成了具有个性语言和 现代意味的“线”艺术世界。 可以预想,“线”艺术的魅力将时时刻刻继 续吸引着中国以及世界各国不少画家,以博大的胸怀、高超的智慧,代 代开拓,不断创造出新面貌的“线”艺术。 科
2.3.3 起飞迎角。 由于航母飞行甲板只有陆地 跑 道 的 十 分 之 一 左 右,在满足保持一定的剩余推力的要求下,需要在临界迎角范围内尽 可能的增大起飞迎角以增加升力,减小离舰后的下沉量。 起飞迎角的 建立可以通过预置襟翼偏角实现,也可以在弹射器动力行程终端弹射 力终止时,利用前起落架的突伸作用使起飞迎角迅速增大。
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○科教前沿○
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2009 年 第 23 期
舰载机弹射起飞技术的应用与发展
王俊彦 (中国人民解放军海军航空工程学院青岛分院研究生队 山东 青岛 266041)
【摘 要】本文介绍了舰载机弹射起飞技术的应用现状与发展趋势,对弹射器的组成和工作原理进行说明,探讨了舰载机与弹射器连接方 式,并简要分析了弹射起飞的影响因素。
2.3.4 甲板风的影响。 舰载机弹射起飞过程中,航母迎风行驶可以 提高飞机相对大气的运动速度,增加飞机升力,减小飞机离舰后飞行 航迹的下沉量。
3.弹 射 技 术 的 发 展 趋 势
目前,美国已开始对新型弹射系统进行研究,用于替代蒸汽弹射 器以提高舰载机的弹射起飞性能。
蒸汽弹射器技术比较成熟,应用范围比较广泛,但其缺点也非常 明显:体积、重量较大,操作复杂,维护费用高,工作过程中能量输出不 均匀,飞机受到的应力较大,对飞机寿命和飞行员身体健康不利。 因此 一种新的电磁弹射技术出现了。
2.3 舰载机弹射起飞过程及影响因素 舰载机起飞时 , 飞机发动 机和弹射器同时工作,当两者的合力达到牵制杆释放载荷后,弹射器 牵制杆释放,飞机在弹射力和发动机推力的共同作用下经过短时间滑 跑,加速到等于或大于最小弹射末端速度时,离舰升空。
舰载机在弹射冲程范围内加速滑跑时间很短,而且加速过程中飞 行员受到的过载很大,无法在弹射冲程末端准确操纵飞机到合适的姿 态。 因此,应在弹射起飞前调整飞机初始迎角并且将升降舵和襟翼预 置到调定的配平状态并锁紧。 由于弹射过程中舰载机的纵向载荷不能 超过允许范围,因此在进行弹射起飞前,应根据飞机的起飞质量和发 动机的推力设置弹射器的蒸汽弹射力。 影响弹射起飞性能的因素还有 很多,主要包括飞机的起飞质量,发动机推力,离舰迎角,甲板风的影 响等。
2.使 用 弹 射 器 起 飞 2.1 蒸汽弹射系统的组成和工作原理 飞机蒸汽弹射系统主要由
贮气罐、发射阀、排汽阀、汽缸、活塞驱动组件、往复车及其连接机构以 及水力制动装置等。 蒸汽弹射器实际上就是一种活塞行程较长的往复 式蒸汽机,其动力源是航空母舰锅炉里产生的蒸汽,存储在蒸汽室里。 在飞行甲板上只能看到动力传递装置的部分机械。 沿整个起飞甲板上 有一条弹射滑槽,滑槽上的往复车与蒸汽筒内的活塞杆连接。
一切卓越的“线”艺术都充满着神秘的气息。 它们有的展现出善 良、光明和美,有的却隐现出命运的痛苦和凄惨。 尤如画家通过对人 类、宇宙、自然、生物的神性领悟而向人们发出来的动人神圣的颂歌。
“线”的审美形态酷似禅意。 比单纯的语言文字更玄妙、更内在、更 接近人们心灵的真实。 这就要求画家经受更多的曲折磨砺,进入“线” 艺术的深层境界— ——超脱。 所谓超脱,有两种。 一种是超尘脱俗,它没 有对生活的切近感受, 也没有对各种社会生活中的鲜明政治倾向、道 德伦理倾向、审美倾向的激情。 这种超脱是空泛无聊的、毫无内容的, 也是远离艺术的。 另一种超脱却内涵着历尽人生苦乐而尽在不言中的 人生含蓄,内涵着悟透世事而有的冷静的历史观。
【关键词】舰载机;弹射器;弹射起飞
航空母舰固定翼舰载机除垂直 / 短距起降飞机可实现垂直起飞 外,均要经过适当距离的滑跑,达到一定的末速度,才能离舰起飞。 随 着航空技术的不断发展,飞机结构越来越复杂,携带的武器越来越多, 起飞重量也越来越大,所需要的起飞速度也越来越高。 弹射起飞作为 一种能够在较短距离内使舰载机达到起飞速度的起飞方式,经过数十 年的发展,技术水平日臻完善,成为航母舰载机的主要起飞方式之一。
二战期间以及战后,大多数航母的弹射器是液压式或者有槽汽缸 式。 液压弹射器是靠垂体通过钢索和滑轮组驱动往复车,而往复车加 速后又机械的撞击垂体。 由于液压弹射器的功率受到机械装置的重 量、惯性以及牵引钢索的强度限制,因此出现了有槽气缸弹射器。 这种 弹射器直接通过汽缸中的活塞弹射飞机。 英国人首先设计使用一种用 蒸汽作动力的有槽汽缸弹射装置,1951 年,英国的巨人级“英 仙 号 ”成 为世界上第一艘装有蒸射器的航空母舰 。 美国于 1952 年从英国获得 了技让,生产了 C11 型弹射器,并安装在埃塞克斯级的“汉科”号上。目 前美国现役航空母舰主要装备 C13 系列蒸汽弹射系统。
“线”的超脱,即为画家以深厚的情感,以个人的天性,以画面的独 特格调,以非凡的创意,以随意性的心态,自自然然地步入画境。 在灵 感的显露中捕捉偶然的契机闪现。 这时的“线”是在潜意识中传达信 息、表达创意。 它并不在乎构图是否完整,形式是否优美,穿插关系是
否有序,手法是否奇特,章法是否有度,线条多少是否适中,技巧是否 高超等等,而全在大气忘怀中。 “线”的长短、“线”的繁简、“线”的快慢 不在刻意中索取,全在随意随缘中自然流露,随势乘机而得。 这时画家 已超逸线外,不为“线”役,进入“线”的自由境界,传达自己心灵、情感 的内心世界 。 “线”成了画家心性的外延载体 。 这种“线”妙趣天然 ,大气 沉厚,高格超逸。 其“线”流露出来的感觉是玩味无穷的,其“线”艺术是 经得起历史的考验的。
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