● 摘要
机载武器的内埋式装载促使新一代战机武器投放方式的发生改变。采用高压纯净气源弹射取代火工品燃爆投放武器，是新一代战机为实现隐身、超音速巡航、高机动性和敏捷性要求的必然选择。研究机载高压重比空气压缩系统，为舱内武器弹射在线提供持续可控高压气源，具有重大的意义和使用价值，将大大提高舱内武器发射的可靠性、安全性和环保性。
机载空气压缩系统的特点是压重比高、体积小、功耗低等，关键技术是实现超高压空气压缩机的微型化。而目前我国在机载超高压微型压缩机方面的研究还处于探索阶段，暂无相关成型产品。本文参考国外HIPPAG技术指标，以往复容积斜盘式压缩机的原理为基础，采用变截面多级压缩的方法，设计了工作压力高达35Mpa，流量18L/min，外型尺寸小于200mm×200mm×1400mm的旋转斜盘式空气压缩机。
本文首先介绍了机载武器弹射的背景意义以及国内外应用现状，确定了本课题的研究技术指标。深入分析了机载空气压缩系统的组成和原理，并指出实现该系统的关键是高压重比空气压缩机的设计。由于压缩机的种类多样结构各异，本文在对压缩机理分析之后确定了高压重比压缩机的结构实现形式，提出了三种气缸布置方案，并进行了可行性比较和分析。为了探究压缩机的气体状态变化过程，本文对压缩机进行了热力学分析和设计计算，确定了容积效率等关键参数。为了深入了解斜盘式压缩机的运动规律，本文对压缩机进行了运动学和动力学的分析计算，得到了工作阻力矩的变化规律和系统最大支反力等参数。本文对压缩机的总体结构进行了三维设计，包括箱体设计、旋转部分设计、压缩部分设计、阀盖和阀门设计等，并对关键零件进行了有限元分析。最后，对压缩机的气瓶充气过程进行了建模分析，对冷却管路进行了设计，通过自然风冷的方式便可使系统温度不超限。
仿真分析表明，整个系统设计的是合理的，能够达到技术指标要求，这为下一步的压缩机制造和综合实验研究奠定了基础。