Добавил:
ivanov666
Опубликованный материал нарушает ваши авторские права? Сообщите нам.
Вуз:
Предмет:
Файл:патенты / Сборник патентов_3593
.pdf
3,
1925.
ПОЛНАЯ СПЕЦИФИКАЦИЯ
Усовершенствования в устройствах для запуска самолетов или катапультах.
Мы, Карл ФермДнаксД Анжсен, проживающий по адресу: 3321, Семнадцатая улица, северо-запад, Вашингтон,
округ Колумбия, Соединенные Штаты Америки, и Элмер Фаулер Сторе, проживающий по адресу: 3800,
Четырнадцатая улица, северо-запад, Вашингтон, округ Колумбия, Соединенные Штаты Америки, оба
граждане Соединенных Штатов Америки, настоящим заявляем о характере данного изобретения и о способе
его осуществления, которые будут подробно описаны и установлены в следующем заявлении:
Наше изобретение относится к устройствам или катапультам для запуска самолетов с палуб барж или
кораблей, с ограниченных участков суши или из подобных ограниченных пространств.
Целью изобретения является создание катапульты, в которой рабочее движение будет передаваться на
пусковую платформу самолета безопасным, надежным и высокоэффективным способом. Еще одна цель
изобретения — регулирование и контроль расширения газов в силовой установке или двигателе катапульты,
чтобы избежать неравномерности движения, ударов или сотрясений и обеспечить легкое, регулируемое
движение пусковой тележки с необходимой скоростью. Еще одна цель изобретения — избежать
использования сложной системы резервуаров для хранения, трубопроводов и т. д., необходимой в
пневматических катапультах, путем создания катапульты, в которой требуемая рабочая мощность
вырабатывается только по мере необходимости в момент использования, и в которой имеется минимальное
количество рабочих частей, требующих обслуживания минимального числа обслуживающего персонала и,
следовательно, занимающих минимальное возможное пространство. Ещё одна цель изобретения —
обеспечить простые и надёжные средства для удержания самолёта и его отпускания в нужный момент, а
также для натяжения троса пусковой тележки.
Согласно нашему изобретению, расширение расширяющихся газов из взрывчатого вещества, например,
пороха, регулируется или контролируется, а сила таких расширяющихся газов передается на пусковую
тележку, которая движется по направляющим. Регулирование расширяющихся газов осуществляется
автоматически, так что они достигают заданного давления до начала движения тележки, а затем достигают
максимального давления, которое поддерживается практически постоянным во время пускового движения
тележки. Такой обман.
Рысь может быть достигнута с помощью расширительной камеры, один конец которой соединен с цилиндром,
содержащим поршень, а другой конец — с камерой взрыва, в которой воспламеняется медленно горящий
заряд, при этом шток поршня 6,5 соединен с тяговым тросом, который может любым подходящим или
известным способом проходить вокруг относительно подвижных, увеличивающих скорость шкивов. Еще одна
особенность изобретения относится к механизму блокировки и разблокировки пусковой тележки, который
позволяет тележке перемещаться по направляющей до момента разблокировки, причем разблокировка
тележки происходит после заданного расстояния перемещения тележки в заблокированном состоянии. Этот
механизм включает в себя раму, которую можно перемещать для натяжения троса перед выстрелом.
Дополнительные особенности нашего изобретения № 80 будут указаны в следующем описании и заявлены в
прилагаемых пунктах формулы изобретения.
Изобретение проиллюстрировано на прилагаемых чертежах, которые показывают несколько модификаций
изобретения, и на которых:
На рис. 1 показан боковой вид катапульты.
На рис. 2 представлен детальный разрез одной из сторон вагона, обращенных под углом 90 градусов, и одной
из направляющих.
На рис. 3 представлен вертикальный продольный вид силового элемента двигателя внутреннего сгорания.
На рис. 4 представлен разрез данного объекта.
Рис. 5 представляет собой разрез по линии 5-5 на рис. 3.
Рис. 6 представляет собой разрез по линии 6-6 на рис. 3 схемы 5S.
На рис. 7 представлен поперечный разрез механизма блокировки и разблокировки каретки и устройства
натяжения тягового троса.
На рис. 8 представлен боковой вид того же объекта, частично в разрезе.
Рис. 9 представляет собой центральный вертикальный продольный разрез рис. 7.
На рис. 10 показан вид с торца.
Рис. 11 представляет собой фрагмент по линии 11-11 на рис. 9.
Рисунок 12 представляет собой индикаторную диаграмму, показывающую давление в камере расширения при
перемещении поршня.
На рисунках 13 и 14 представлены изображения, аналогичные рисункам 3 и 4, модифицированной формы
взрывного двигателя или силового элемента.
Рисунок 15 представляет собой поперечный разрез по линии 15-15 рисунка 13.
Рисунок 16 представляет собой поперечный разрез по линии 16-16 рисунка 13.
На рисунке 17 представлен вид, аналогичный рисункам 4 и 14, демонстрирующий использование
расширительного регулирующего клапана.
Рисунок 18 представляет собой фрагмент, взятый в основном по линии 18-18 рисунка 17.
На рисунке 19 представлен горизонтальный разрез части взрывного двигателя, на котором он и
расширительный регулирующий клапан показаны в увеличенном масштабе.
Рисунок 20 представляет собой фрагмент, расположенный на строке 20-20 рисунка 19.
На рисунке 21 представлен вид самого расширительного регулирующего клапана.
Вагончик 1, на который устанавливается самолет 2 для запуска, смонтирован по рельсам 3 и снабжен
направляющими с пазами 4 для зацепления с фланцами 5 рельсов, благодаря чему вагончик скользит и
удерживается от вертикального смещения. Хотя на изображении показана повозка скользящего типа, при
желании можно использовать и колесную повозку. На практике рельсы 3 могут быть закреплены на настиле
или другом жестком основании, либо на поворотном круге, установленном на таком настиле или основании.
На практике, при желании или необходимости, для фиксации самолета к автомобилю и его освобождения в
момент взлета могут быть использованы любые подходящие средства, при этом ни одно из них не показано,
поскольку могут быть использованы любые устройства, обычно применяемые для этой цели.
В рабочем положении относительно каретки расположен силовой механизм, включающий цилиндр 6 и
поршень 7, работающий в нем. Шток этого поршня соединен с поперечной головкой 8, перемещающейся по
направляющим 9, проходящим между выпускной камерой 10 и неподвижной опорой 11, которая включает в
себя амортизатор 12 соответствующего типа (здесь показан в общем виде), предназначенный для
амортизации и остановки движения поршня 7 и поперечной головки 8 наружу. Трос 13 длиной 70 футов
закреплен одним концом на каретке 1, проходит вокруг направляющих шкивов 14 и 15, соответствующим
образом установленных на судне или другой основной конструкции, и закреплен противоположным концом на
выступе или другом выступе 16 на поперечной балке S. Часть этого троса между поперечной балкой 8 и
направляющим шкивом 15 изгибается и протягивается вперед и назад между группами шкивов или блоков 17
и 18, увеличивающих движение, которые соответственно установлены на поперечной балке и неподвижной
части 19 конструкции, обеспечивая таким образом механизм передачи движения между поршнем и кареткой
85 для привода каретки на повышенную скорость.
Конструкция троса и шкива может быть на практике такой, чтобы придавать каретке увеличенную скорость,
равную удвоенной скорости поршня, или любую другую степень увеличения, которая может потребоваться в
различных условиях эксплуатации.
Поршень 7 приводится в движение расширяющей силой газов, образующихся при воспламенении
взрывчатого заряда, предпочтительно пороха.
Для достижения этой цели предусмотрено взрывное устройство, включающее камеру взрыва 20 и
расширительную камеру 100 21, причем расширительная камера расположена между выходным концом
камеры взрыва и входным концом цилиндра 6 и сообщается с ними на противоположных концах. Для
закрытия дульца камеры 20 и выстрела вставленного в нее заряда предусмотрены затворный механизм и
ударное устройство 22 соответствующего типа.
Заряд может состоять из капсюля 110, окруженного воспламеняющим зарядом черного пороха и основным
зарядом бездымного пороха, предпочтительно медленно горящего пороха, такого как используется для
крупнокалиберных орудий, или может быть использовано любое другое медленно горящее взрывчатое
вещество 115. Этот заряд может быть помещен в гильзу патрона, чтобы сделать устройство удобным в
обращении. Заряд взрывается в камере взрыва, и газы расширяются до необходимого давления в
расширительной камере 21, откуда они попадают в рабочий цилиндр и воздействуют на поршень, который
имеет канавки по периферии или иным образом снабжен соответствующими средствами для предотвращения
утечки газа. Под действием газов поршень 7 перемещается вперед в цилиндре 6, передавая тем самым
пусковое движение на каретку 1, когда последняя освобождается для работы, посредством перемещения
239,044 -: 8-9,044 элементов крестовины 8 и элементов редуктора скорости, причем это движение
продолжается до тех пор, пока поршень 7 не откроет выпускные отверстия 23, которые в соответствующем
количестве расположены в цилиндре 6 и сообщаются с выпускной камерой 10.
Последний снабжен (рис. 5) парой расположенных на расстоянии друг от друга дымоходов или выпускных
отверстий 24 для отвода отработанных газов в атмосферу.
В пределе перемещения поршня крестовина 8 соприкасается с бампером 12, благодаря чему движение
рабочих частей останавливается без ударов и сотрясений. На дальнем конце направляющей 3 может быть
установлен амортизирующий упор или бампер R5 утвержденной конструкции для аналогичной остановки
движения каретки 1 в пределе ее начального хода.
Функция расширительной камеры 21, которая всегда находится в прямой открытой связи с камерой взрыва 20,
заключается в автоматическом регулировании и контроле расширения образующихся газов, а также в
поддержании и обеспечении передачи поршню 7 плавного и равномерного рабочего давления при
практически равномерной движущей силе во всем диапазоне его перемещения.
Это важно для предотвращения катастрофических ударов или сотрясений рабочих частей аппарата, которые
в противном случае могли бы произойти. Размеры этой расширительной камеры 33 относительно размеров
отверстий камеры взрыва и цилиндра выбраны таким образом, что газ, поступающий в расширительную
камеру из камеры взрыва, удерживается и может расширяться в камере взрыва, достигая заданного давления
ниже максимального давления, прежде чем воздействовать на поршень в рабочем цилиндре; впоследствии
газы достигают заданного максимального рабочего давления, которое в основном поддерживается для
обеспечения практически равномерной рабочей силы на механизме передачи движения во время пускового
перемещения тележки, при этом давление на поршень поддерживается с относительно небольшими
потерями до тех пор, пока не будут открыты выпускные отверстия. На рисунке 12, например, показано
управляющее действие, представленное индикаторной диаграммой, демонстрирующей относительно
равномерное, регулярное поддержание давления с неизбежными колебаниями давления в расширительной
камере, обусловленными главным образом охлаждением газов из-за медленного периода расширения газов в
расширительной камере по сравнению со скоростью расширения в обычном ружье. На этой диаграмме линия
A-E представляет собой линию движения поршня, линия A-C — линию подъема давления газа, линия C-D —
линию изменения давления газа при движении поршня, а линия D-E — линию падения давления в момент 70°
выпуска газа.
В точке А происходит выстрел, в точке В лафет освобождается, вскоре после выстрела, в точке С достигается
максимальное давление, в точке D открываются выпускные отверстия, а в точке Е останавливается поршень
75. Линия кривой давления C-I указывает на то, что благодаря управляющему воздействию на газы,
осуществляемому за счет их расширения в расширительную камеру соответствующих размеров, давление
газа плавно и равномерно поддерживается с небольшими потерями, главным образом из-за охлаждения, на
протяжении всего хода поршня. В результате энергия, возникающая от силы взрыва 85, будет передаваться
без толчков, сотрясений или сотрясений, так что будет обеспечено равномерное и плавное движение
пусковой тележки с заданной скоростью запуска. Количество используемого взрывчатого вещества,
разумеется, определяется весом самолета и скоростью торможения, которую необходимо передать, и может
регулироваться по желанию в зависимости от этих факторов, так что самолет любого размера и веса,
находящийся в диапазоне мощности пускового устройства в его текущей конфигурации, может быть легко
запущен.
Предусмотрен механизм блокировки и разблокировки для фиксации каретки 1 в исходном положении и ее
автоматического разблокирования при определенном натяжении тягового троса 13, а также для обеспечения
первоначального натяжения тягового троса. 105 Данный механизм включает в себя раму или каретку 26,
снабженную направляющими 27 с пазами для соединения с фланцами 5 рельсов 3, причем такая рама имеет
ограниченную степень скольжения 110 вперед и назад по этим рельсам. В этой раме скользящим образом
установлен тяговый брус или стержень 28, на переднем конце которого расположена соединительная головка
29 с поворотной защелкой 30 для зацепления с взаимодействующим соединительным звеном 31 на вагоне 1.
115 Защелка 30 удерживается в закрытом положении подпружиненным поворотным стопорным фиксатором
32, имеющим рычаг 33, снабженный стопорным зубцом 34 для зацепления со свободным концом защелки 30,
и рычагом срабатывания 35. 120 Последний входит в зацепление и перемещается в направляющем пазу
относительно неподвижного элемента управления 36, имеющего V-образную поверхность срабатывания или
упора 37.
Этот элемент 36 установлен на штоке 38, проходящем через отверстие 39 на раме 26 и закрепленном гайками
40, благодаря чему элемент 36 регулируемо соединен с рамой 26 для установки спусковой поверхности
239;044 фиксатора 32 для обеспечения максимально чувствительного механизма освобождения.
На стержне или штанге 28 расположен упор 41, предназначенный для регулировки и удержания в
отрегулированном положении гайкой 41l, а вокруг стержня или штанги между этим упором и задней
поверхностью переднего конца или головки 42 рамы 26 расположена спиральная пружина сопротивления и
амортизации 43. Между соединительной головкой 29 и передней поверхностью головки 42 расположена также
амортизирующая пружина 44 в виде ряда пар вогнуто-выпуклых пружинных дисков, вогнутые поверхности
которых обращены друг к другу.
Эти пружины 43 и 44 создают противодействующее давление, обеспечивая поддержание головки муфты 29 в
правильном положении относительно головки 42. Пружина 43 служит для создания заданного сопротивления
деформации, регулируемого регулировкой упора 41, при движении вперед, освобождающем каретку головки
сцепного устройства 29, под действием тягового троса 13.
Пружина 43 дополнительно служит для возврата головки 29 в нормальное положение после каждого ее
перемещения вперед при запуске, а также для смягчения движения головки 29 вперед под действием тягового
троса до момента освобождения каретки, в то время как пружина 44 дополнительно служит для смягчения и
ограничения силы отскока головки 29 под действием пружины 5s 43; обе пружины взаимодействуют,
предотвращая чрезмерные удары или сотрясения и возможное повреждение частей запирающего и
разблокирующего устройства. Резьбовой натяжной стержень 45, поворачивающийся своим передним концом
к заднему концу рамы 26, проходит через неподвижную резьбовую гайку 46 и входит в зацепление с ней, а
также снабжен маховиком 47, с помощью которого его можно вращать.
С помощью этого штока каретка 26 может перемещаться назад по направляющим 3, чтобы точно установить
каретку в исходное положение и создать надлежащее натяжение на столе 13, при этом поршень двигателя 7,
под действием троса, перемещается назад и точно устанавливается в исходное положение.
В процессе запуска каретка устанавливается на направляющие 3 в нужное положение и фиксируется путем
зацепления защелки 30 с звеном 31, при этом фиксатор 32 устанавливается для удержания защелки 30, а
тяговая балка 13 натягивается путем регулировки штока 45. Затем самолет устанавливается на каретку 6.0, и
запускается двигатель самолета для вращения пропеллера. Затем патрон помещается в орудие, затвор
закрывается, и, когда двигатель самолета достигает полной скорости, производится выстрел взрывчатым
веществом. Образовавшиеся газы заполняют камеру взрыва до самого поршня, но, поскольку используется
медленно горящее взрывчатое вещество, для достижения необходимого давления требуется значительное
время. До достижения полного давления натяжение троса приводит к тому, что головка сцепного устройства
29 с тяговой штангой 28 выдвигается вперед, преодолевая сопротивление пружины 43, которая при этом
сжимается, позволяя головке сцепного устройства 75 29 двигаться вперед. В результате этого фиксатор 32
отводится с помощью устройства блокировки 36, освобождая каретку 1, которая движется вперед при запуске.
Каретка с установленным на ней самолетом 80 начинает набирать скорость, которая увеличивается за счет
повышения давления газа до максимума, а также за счет множительного движения механизма передачи
мощности, благодаря чему, когда каретка достигает предела своего хода, ей передается ускорение, которое
может точно равняться или превышать в любой желаемой степени стартовую скорость, т.е. скорость взлета
самолета. Вскоре после того, как поршень 7 останавливается своим буфером, движение пусковой тележки
останавливается буфером 25, после чего самолет отсоединяется от пусковой тележки 95 и поднимается в
воздух.
На рисунках 13–16 показана модификация изобретения, в которой расширительная камера 211 частично
охватывает поршневой цилиндр 6', и в которой бампер 121 установлен непосредственно на головке,
закрывающей наружный конец цилиндра. В этой модифицированной конструкции крестовина 81, несущая
один комплект умножительных шкивов 171, установлена 105 для перемещения по направляющим 91, которые
проходят между вложенным цилиндром и расширительной камерой, и опоре 191, которая несет другой
комплект умножительных шкивов 18. Выхлопная камера 110 10i в данной конструкции также имеет несколько
иную форму, с одним выхлопным отверстием или дымоходом 241. Такая конструкция обеспечивает несколько
более компактный тип аппарата, который может лучше подходить для определенных целей.
На рисунках 17–21 показана еще одна модификация, которая в целом аналогична организации, изображенной
на рисунках 1–6 включительно, но включает в себя вспомогательные средства для регулирования потока
расширяющихся газов из расширительной камеры в рабочий цилиндр. Предназначенное для этой цели
средство включает в себя небольшую клапанную камеру 48, расположенную поперечно между выходным
концом расширительной камеры и входным концом силового цилиндра и снабженную выровненными портами
49, сообщающимися с указанной силовой камерой и цилиндром. Поршень -130 239,044 5 клапан 50
перемещается в камере 48, соединяя концы клапанной камеры и управляя портами 49. Этот клапан снабжен
штоком 51, выступающим за пределы 6, через сальник 52, и газ, содержащийся в цилиндре 6, проходит через
этот шток, и воздействует на 7(' 53. Шкив 53 установлен на обоих концах поршневого клапана 50, при этом
шток клапана 51 выступает за пределы камеры 48 и воздействует на 7(' 53. Шкив 53 установлен в опоре 54,
через которую шток клапана 51 проходит и к которой направляется движение силового поршня, что позволяет
ему совершать очень чувствительное и легкое движение со скоростью 10 оборотов в минуту, позволяя при
этом ему скользить по 7(' 53. Шкив 53 установлен в обоих концах поршневого клапана 50, благодаря чему
соответствующее основание 54, через которое шток клапана 51 проходит и к которому направляется
движение силового поршня, позволяет штоку регулироваться таким образом, чтобы предотвратить его
вращение с очень высокой чувствительностью и легкостью, позволяя при этом ему скользить по 7(' 53. клапан,
который необходимо получить. 75 вращательное движение. - Шток и ступица описанных выше конструкций,
шкив 5,S снабжены зацепляющим механизмом, способным передавать вращательные движения шкива
возвратно-поступательное движение на нежелательные удары, удары или другие неблагоприятные
воздействия, которые могли бы привести к закрытию портов 49. 55 - Используя порох или другие взрывчатые
вещества в вращательных движениях шкива, возвратно-поступательное движение передается на клапан 50
для открытия и закрытия портов 49.
Использование такого силового агента нецелесообразно без надлежащих и эффективных средств для
управления взрывом газов, и его концевые части прикреплены к силовому механизму 85 шкиву 53, чтобы
наматывать и разматывать его, как это предусмотрено нашим изобретением. При обратном направлении
потока и использовании порошка в качестве силового агента, движение указанного шкива осуществляется
следующим образом. Одно из возможных распределений мощности, которое должно быть выработано для
любого из этих кабелей 56, закреплено на рычаге 58, пусковое действие может подаваться и выдвигаться из
поперечной балки 8, так что, управляемое по желанию и производимое в момент времени использования,
исключая необходимость в указанной поперечной балке, движение будет передаваться через кабель к шкиву
или барабану 53 для передачи движений открытия и закрытия поршневому клапану 50. 5 Таким образом, —
когда поперечная балка сжата воздухом.
Настоящее изобретение, обеспечивающее движение поршня 7 и клапана 50, всегда более или менее
открытого, т.е. никогда полностью закрытого, постепенно открывается, что позволяет устанавливать и
обслуживать его с минимальными затратами, так что при повышении давления давление будет
увеличиваться в рабочей камере и, следовательно, требует сравнительно небольшого количества
обслуживающего персонала.
цилиндр, в то время как при обратном движении - В данной спецификации и в следующих пунктах,0.)
крестовина и поршень указанного клапана будут претендовать на то, что термин «самолет» подразумевает
постепенное приближение к закрытому положению. Подходит для любых типов летательных аппаратов.
В результате потока давления газа от расширительной камеры, теперь, когда подробно описана природа
нашего указанного промежуточного цилиндра, будет автоматически регулироваться, и каким образом это
будет сделано для математического регулирования подачи, мы заявляем, что то, что мы
Соседние файлы в папке патенты