Ⅰ 航空母艦上戰斗機起飛的助推裝置是什麼原理
重型飛機要想從航空母艦上起飛,必梁升橡須有蒸汽彈射器。在飛機起飛前,由位持器鋼圈把尾部扣在一個堅固點上,飛機前輪附近的牽引桿垂落到一個「滑梭」內,滑梭以掛鉤鉤住飛機。滑梭是蒸汽彈射器唯一露在飛行甲板上的零件。飛機前面的甲板下,有兩個平行圓筒,每個至少長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,增壓後輸入滑梭。飛機起飛時開足馬力,但被位持器扣住。蒸汽彈射器一啟動,飛機引擎的動力加上蒸汽壓力,使鋼圈斷開,飛機前沖,在45米距離內達到時速250千米。飛機彈射起飛脫離滑梭後,活塞前端的注管就落入水池,在幾米的距離內停頓,滑梭移回原位,推動另一架飛機起飛。母艦上每個蒸汽彈射器每分鍾可推動兩架飛機起飛。通常航空母艦最多裝設4個蒸汽彈射器。
要構件包括三部分:
(1)彈射器做動系統:開口活塞筒體、活塞環、引出牽引部分、U型密封條、導氣管、模度氣動閥門、排氣閥、安全閥、測距儀、壓力感測器。
(2)彈射器附屬系統:海水淡化設備、貯水池、高壓水泵、鍋爐、加熱裝置。
(3)彈射器控制系統和導流板。
下面,具體介紹如下:
一、海水淡化設備及貯水池
航母即使沒有彈射器(如採用滑躍起飛的),也有海水淡化設備及貯水池,因為生活用水、機器用水也需要淡水,從陸地上補給淡水只是一些近海防衛型護衛艦的辦法。有了海水淡化裝置,軍艦遠洋作戰能力大大增強,對補給依賴低,而航母是遠洋型軍艦,不能沒有海水淡化裝置。有彈射器的航母,不僅生活淡水消耗量大,而且彈射器消耗量更大,根據美軍記錄:每起飛一架飛機,約消耗1噸淡水。目前,海水淡化技術比較成功的有低壓蒸餾及膜透法。其中膜透法已廣泛用於民用海水淡化水廠。當然,有了淡化設備還必須有貯水池,用於貯備淡水。
二、高壓水泵、鍋爐和加熱裝置
高壓水泵的用途是把淡水從貯水池中抽入鍋爐,以抵消釋放蒸汽而消耗的淡水。由於鍋爐在使用時壓力很高,高壓水泵必須有很高的壓力才能把水補充進去,所以高壓水泵不僅要有強大的動力以形成很高的壓強,而且要有很高的抗壓性,對軋鋼和焊接工藝提出很高的要求。高壓水泵是根據鍋爐內淡水量的多少自動補充的,不過早期的是手動控制的,顯得比較落後。
鍋爐是提供蒸汽的設備,實際上鍋爐就是一個儲能裝置,民用的鍋爐比較多,航母用的鍋爐原理上與民用沒什麼區別,但航母的鍋爐更大、耐壓性能更高,安全標准更高。即使如此,美國與英國航母還是發生過鍋爐爆炸和燙死人的事故。高壓鍋爐對水質的要求也高,高鹽、高硬度的海水根本不能進入鍋爐。鍋爐工作時要消耗大量蒸汽,如果以最小間隔進行彈射,需要消耗航母鍋爐20%的蒸汽。
加熱裝置很多,美國現役核動力航母都是利用反應堆加熱,以保證其有足夠的能量釋放給彈射器。加熱裝置也是受控的,但在戰爭時期鍋爐是不能熄火的,以保證緊急情況下隨時起飛飛機。不能熄火,就意味著鍋爐隨時消耗大量的能源,如果是常規動力航母,其燃料費用十分巨大。美軍之所以發展核動力航母,也是為了在經濟上節省能源開支,畢竟從長期來看,核動力運行成本較便宜。
三、開口活塞筒體、活塞、引出牽引部分和U型密封條
航母所用的彈射器早期採用閉口活塞,不過需要一個非常長的動力傳動桿把蒸汽能量傳給需起飛的飛機,由於幾十米長(近百米)的傳動桿中間無支點,導致存在傳動桿下垂現象,而且會經常把傳動桿頂彎的事故發生。後來工程技術人員把傳動桿推力改為拉力起飛,解決了這個問題,但發現活塞與傳動桿連在一起重量笑友實在太重(大部分重量是傳動桿),由於起飛時間短,蒸汽做功很大一部分都消耗在做在了活塞與傳動桿上,而且停止時還必須用緩沖器。後來工程技術人員採用活塞開口,活塞環的動能直接從開口處把能量傳出去,由於取消了傳動桿,大大減少了重量,也同時提高了效率,可以毫不誇張地說:這是一場彈射器的革命,這種方法一直沿用至今。
當然,由於採用了開口活塞筒,其開口對稱的筒壁就需要相應加厚,否則在蒸汽的高壓下,開口處會增大,導緻密封橡旁不緊、蒸汽外泄。實際上,除對稱筒壁加厚外,開口活塞筒外壁也要加固。
由於採用了開口活塞筒,最大的麻煩是活塞的密封刀經過開口時的密封問題。其實,彈射器活塞與普通活塞沒什麼兩樣,不過彈射器上的活塞較長一點,一是增強其穩定性,二是由於密封刀必須非常薄,而推力又比較大,所以只有增加密封刀寬度才能解決問題,而密封刀寬度增加了,活塞也需加長一點。不過,雖然活塞長了,重量並不增加多少,原因是其中間是空的(並非完全空,還有部分鋼構),而且活塞為雙向密封的。
引出牽引部分是通過密封刀與外部件連接起來的,但彈射器最大的麻煩之處就在於密封刀與U型密封條的結合處。由於密封刀經過時必須把U型密封條在介面處頂開,頂開後與密封刀接縫處肯定會泄漏蒸汽,如果U型密封條的密封力很大,密封效果肯定很好,但密封刀阻力也會越大,U型密封條磨損也就越快,所以為了很好地解決密封、運行阻力及U型密封條磨損問題,美國率先採用了「高壓細流水密封技術」解決了這個問題。雖然還會有些蒸汽外泄,但密封刀的磨擦阻力與U型密封條磨損率已經大大降低。不過,不要認為這樣就完美了,U型密封條磨損仍然是困擾彈射器的最大心病,日常維護與檢修都相當麻煩,雖然一直在不斷改進材質及採用新技術,但至今仍不能令人滿意,美軍對此意見很大。
四、導氣管、模度氣動閥門、排氣閥和安全閥
導氣管是把鍋爐里的蒸汽導入彈射器,以迫使彈射器工作。模度氣動閥門的作用是控制蒸汽進入的速度。由於氣動模度閥門有開關迅速及開度易控制的特點,所以氣動模度閥門可以控制蒸汽壓力而達到控制彈射器的目的。排氣閥作用是把活塞筒內的蒸汽排出去。安全閥是為了防止彈射器筒體內壓力過高而採用的保護設備。
五、測距儀、壓力感測器及控制系統
安裝在彈射器上的測距儀可以精確地測出彈射器位置及彈射器的速度,而兩側的壓力感測器可精確地讀出彈射器內的壓力,這些數據以極快的速度送入智能控制處理器(相當於PLC)。智能控制器處理這些數據後,准確控制氣動模度閥門,從而達到起飛飛機的目的,也能通過控制氣動閥門使彈射器返回原來位置。
彈射器還裝有其它儀表,如鍋爐水位計、溫度計、壓力感測器等,這些都要由智能控制器總體控制、統一管理,這樣才能使彈射器效率大大提高。
六、燃氣導流板
在彈射前,艦載機的噴氣發動機已經全速運轉,會向後噴射出高溫高速燃氣流,對後面的人員和器材危害甚大。這時,彈射器後方張起的擋板可使燃氣流向上偏轉,不會噴向後面甲板,這些擋板叫「偏流板」或「燃氣導流板」。一般來講,每個彈射器後面有一組共3塊燃氣導流板。當單發飛機起降時張開正中一塊;當雙發飛機起降時三塊都張開。為降低燃氣流的灼熱溫度,燃氣導流板後面都裝有供冷卻水循環流動的格狀水管。燃氣導流板要求耐高溫、耐沖擊,能經受忽冷忽熱和飛機降落時的強大沖擊力,加工製造難度很大。
七、其他設備
其實,不要以為以上這些就是航母彈射器的全部設備,實際上還有彈射器固定裝置、降溫裝置、專用維修工具和專用維修通道等。為了保證彈射器正常運行,航母上每天有數十人(至少40-50人)為運行、維護和保養彈射器而忙碌不已。
八、彈射器工作流程
(1)第一步:彈射飛機
當鍋爐的蒸汽可以滿足彈射使用時,模度氣動閥門才能打得開,這時飛機發動機起動,同時彈射器作信號發出,工作側氣動模度閥門打開,同時返回側排氣閥打開,活塞在高壓蒸汽推動下同時通過密封刀推動牽引部分帶動飛機,使飛機高速運行,活塞另一側筒內則因壓力劇增使余氣從排氣閥迅速排出,當達到起飛速度時,工作側氣動模度閥門開閉,同時排氣閥也開閉,由於活塞沒有了外力(蒸汽推力),同時也由於排氣閥開閉,使活塞運行時受到極大阻力而停止。當然,為了安全起見,返回側還是裝上了緩沖器。
(2)第二步:彈射器返回
為了彈射另一架飛機,彈射器必須在極短的時間內迅速返回原位,返回時與上述程序相反,返回側氣動模度閥門打開,同時工作側排氣閥打開,活塞在蒸汽壓力下返回到原位。當然,返回側的壓力沒有彈射側的高,因為只是讓彈射器回來而已。彈射器返回不同於工作,工作時只要飛機起飛了,彈射器立刻停止,而不管彈射器在什麼位置(當然不能到頭),而返回時則需要彈射器准確地停在起飛飛機的位置上,為方便起飛飛機,同時以減少起飛時間。
九、彈射方式簡介
艦載機起飛時都利用彈射器軌道上的滑塊把飛機高速彈射出去,而依據艦載機與滑塊的聯結方法,彈射方式可分為拖索式和前輪牽引式。
(1)拖索式彈射方式是50年代開始使用的老方式,需要8-10名甲板人員先用鋼質拖索把飛機掛在滑塊上,再用一根索引釋放桿把其尾部與彈射器後端固定住。彈射時,猛力前沖的滑塊拉斷索引釋放桿上的定力拉斷栓,牽著飛機沿軌道迅速加速,在軌道末端把飛機加速到直起飛速度拋離甲板,拖索從飛機上脫落,滑塊返回彈射器起點准備下一次工作。
(2)前輪牽引彈射方式是美國海軍1964年試驗成功的。艦載機的前輪支架裝上拖曳桿,前輪就直接掛在滑塊上,彈射時由滑塊直接拉著飛機前輪加速起飛。這樣就不用8-10名甲板人員掛拖索和撿拖索了。彈射時間縮短,飛機的方向安全性好,*作簡便。但艦載機的前輪起落架需要做專門設計並加固,美軍現役核動力航母都採用這種起飛方式。
十、蒸汽彈射器的缺陷
(1)維護成本大,U型密封條更換頻繁而又十分麻煩,對材質要求高;
(2)使用蒸汽彈射器成本大,效率低,配套設施多,系統煩瑣,各個環節要求高;
(3)需消耗大量淡水,美國曾為此考慮過蒸汽冷凝回收裝置,終因體積大及效率低而取消。
由於蒸汽彈射器存在以上不足,所以美軍對蒸汽彈射器不滿,從而催生了電磁彈射器。不過,電磁彈射器現仍處於研製階段,短期內很難投入美軍現役。
Ⅱ 蒸汽發生器有危險系數高嗎有沒有安全保障
蒸汽發生器危險系數不算高,諾貝思從事蒸汽發生器研發、生產、銷售二十餘年,從未發生過任何事尺備扮故。蒸汽發生器分常壓和帶壓兩種,常壓蒸汽發生器基本沒有危險,帶壓蒸汽發生器危險系數也非常低,而且隨著鑄造工藝的提升,蒸汽發生器安全更多了些保障。
全自動蒸汽滾判發生器
比起蒸汽鍋爐,蒸汽發生器危險系數要低得多,而且它有電、天然氣、液化氣、柴油、生物質等多種燃料選擇,可為用戶提供更多適用且低成本的熱能方案。
綜上所述,蒸汽發生器有一定的風險系數,但並不高,而且現在的蒸汽發生器都具備多重保障,蒸汽用戶可放心引進使用。
Ⅲ 蒸蒸汽,管道壓力不夠怎麼增壓
蒸蒸汽,管道壓力不夠的增壓方法為:用離心壓縮機將蒸汽壓力提上去即可。
蒸汽管道不同於熱水、冷水保溫管道,在施工生產環節中如果處理不當,具有一定的爆炸危險性。鋼套鋼保溫管盡管弊橡在結構設計以及制管工藝中,均考慮到鋼套鋼保溫管的冷凝水、管道防水、腐蝕泄漏等問題。
有些保溫管生產廠家採用了諸如在管道兩端加熱縮套防水帽或採用具有延伸性、密封性慶余能好的材料密封,但由於施工條件 (包括地域條件、氣象條件)以及施工管理等方面的諸多因素,很難保證保溫層始終處於乾燥狀態。
(3)蒸汽提升器擴展閱讀:
蒸汽管道的介紹如下:
蒸汽管道保溫層一旦浸水,不但對輸送介質溫譽卜滾降及能量損失有很大影響,而且會造成管輸系統停運或搶修,經濟損失巨大。在投入運行時,水分、潮氣被管內蒸汽烘烤,變成蒸汽。有機保溫層與無機隔熱層的界面或外護層與有機保溫層界面形成冷凝水,影響保溫效果。
嚴重時,就會由於蒸汽壓力的作用,蒸汽穿透保溫層,使其溫度、壓力均升高,最終導致保溫結構破裂而出現「放炮」現象,會對人體有傷害。
Ⅳ 蒸汽發生器使用壽命
蒸汽發生器一般按照10年使用壽命設計,但實際具體能用多久,除了設備本身質量,還要看用戶如何操作、保養。
蒸汽發生器使用壽命
一旦爐膽內結有水垢,設備便會因為傳熱功能變差,致使燃料消耗增加,金屬壁受熱升高,強度下降,在壓力的作用下出現鼓包,乃至爆炸,也就影響了蒸汽發生器的使用壽命。
所以,要想蒸汽發生器使用壽命長,質量不應是我們唯一要重視的,設備操作和保養同樣重要。參考內容網頁鏈接
Ⅳ 燃氣蒸汽發生器有哪些優勢
燃氣蒸汽發生器的優勢包括環保、使用方便、系統配置合理、熱效率高、經濟效益好等幾方面。響應國家環保政策的號召,使用清潔能源、低排放成必然趨勢,燃氣蒸汽發生器取代污染大的傳統鍋爐,而且運行成本比燃油蒸汽發生器和電蒸汽發生器更低。
低氮燃氣蒸汽發生器
隨著環保要求的一步步嚴格,低氮燃氣蒸汽發生器應運而生,將氮氧化物排放量控制在30毫克以內,滿足那些電負荷不夠或當地電費高又要控制排放的用戶的需求。
告侍 綜合以上幾點,燃氣蒸汽發生器具有諸多優勢,而且適用行業廣,是用蒸汽企業節能環保的選擇。
Ⅵ 哪個品牌蒸汽發生器質量好
哪個品牌蒸汽發生器質量好?這是一個需綜合權衡的問題,如鑄造工藝、原材料質量、設備配置、廠家資質等都是衡量蒸汽發生器品牌質量的標准。
蒸汽發生器廠家
總而言之,蒸汽發生器哪個品牌質量好?主要還是看設備的穩定性,在使用中,蒸汽發生器能夠長期穩定的運行可大大減少後期煩惱和成本消耗。網頁鏈接
Ⅶ 你好,可以把4公斤的蒸汽壓力提升到8公斤左右嗎,有什麼辦法謝謝
這個問題很專業,有人可能認為用壓縮機加壓,以前遇到過。根據汽水特性,明確一點,蒸汽的壓力是「憋」起來的,也就是說要想獲得更高的蒸汽壓力,必須不斷的加熱,讓余巧水分子活躍膨脹,而從4公斤壓力提升到8公斤,必須通過加熱才能獲返毀沒得。而現實情況是,你的蒸汽是從外部購買來的,不是自己燒鍋爐可以繼續燒。解決這個問題的確很難,有一個辦法是提高溫度,而不是提高壓力,那就是加裝一台帶加熱系漏納統的蓄熱器,如果是提高壓力,蒸汽會產生倒流,流回供汽系統。所以,這是一個棘手問題,最好的解決方案就是修改用汽設備的換熱面積。
Ⅷ 蒸汽發生器燃氣的和電加熱的哪種效率高
蒸汽發生器燃氣的效率要低於電加熱。電加熱蒸汽發生器採用加熱管電阻式加熱,加熱管直接與水接觸,沒有排煙、灰渣、不完全燃燒等各項熱損耗,因此電加熱方式的熱轉換效率要高於其山讓廳他燃料的蒸汽發生器。
蒸汽發生器燃氣的和電加熱的哪種效率高
綜上所述,蒸汽發生器電加熱的效率更高,而燃氣蒸汽發滑塵生器的效率也能通過採取某些手段得以提高,不會對用戶產生多大的影響。參考內容網頁鏈接