CN102313491A

CN102313491A - 整体顶破式复合材料发射箱盖及其制作方法

Info

Publication number: CN102313491A
Application number: CN201110218484A
Authority: CN
Inventors: 钱元; 周光明; 贺卫东; 陈海涛; 王新峰
Original assignee: Nanjing University of Aeronautics and Astronautics; Beijing Institute of Specialized Machinery
Current assignee: Nanjing University of Aeronautics and Astronautics; Beijing Institute of Specialized Machinery
Priority date: 2011-08-02
Filing date: 2011-08-02
Publication date: 2012-01-11
Anticipated expiration: 2031-08-02
Also published as: CN102313491B

Abstract

本发明涉及一种导弹发射井用箱盖，尤其涉及一种整体顶破式复合材料发射箱盖及其制作方法。包括框体；所述的框体成八角形，框体相互分离成框架，盖板，所述的框架成八角形，盖板与框架的形状相配合并安装在框架上。为弥补该方面的不足，提高部队的作战反应能力，研制八角形整体顶破式复合材料发射箱盖。箱盖须满足一定的贮存压力不破坏，且在承压状态时，盖体不能有较大变形。当箱体受到四个推力筒同时作用后，要先于导弹整体飞出发射箱，不影响导弹的发射。总主体设计既能有效控制盖体变形，又实现了盖体轻质化。且在顶破过程中，盖体的整体刚度越高，主体与框架分离的整体性就越好。

Description

整体顶破式复合材料发射箱盖及其制作方法

技术领域

本发明涉及一种导弹发射井用箱盖，尤其涉及一种整体顶破式复合材料发射箱盖及其制作方法。

背景技术

导弹发射盖的设计是影响导弹快速反映能力的重要因素之一。因此在研制导弹贮存发射箱时，箱盖的设计非常重要。主要要求是能承受一定的压差，密封性能好，在发射导弹时能迅速打开。为满足上述要求，导弹发射箱盖过去常采用机械盖，爆炸螺栓开启盖等（详见US Pat.3970006,1976,US Pat.4333381,1982）,但这些箱盖均存在着不同程度的缺点，如机械打开盖需要用液压系统打开，机构复杂，不仅增加了发射箱的重量且耽误时间，爆炸盖打开反应较机械盖迅速，但是重新装弹和维修比较复杂，且采用火工品运输，贮存困难。

目前，我国依然以机械打开盖和爆炸螺栓开启盖为主，落后于国际先进水平。国内学者虽然对复合材料发射箱盖进行了一定程度的研究，但是所研制的发射箱盖尺寸较小，密封性能差，稳定性较难控制。且大多都纯粹使用复合材层合板作为箱盖主体，难以满足大尺寸发射箱盖的变形控制要求。因此这种类型的复合材料发射箱盖实际应用有一定的局限性。

发明内容

本发明提供的整体顶破式复合材料发射箱盖及其制作方法，解决了上述的箱盖打开不延时，维修复杂，不利于贮存的问题。

本发明采用如下技术方案：

本发明所述的整体顶破式复合材料发射箱盖，包括框体；所述的框体成八角形，框体相互分离成框架，盖板，所述的框架成八角形，盖板框架的形状相配合并安装在框架上。

本发明所述的整体顶破式复合材料发射箱盖，所述的盖板主体由聚氨酯泡沫制成，聚氨酯泡沫的内外面贴合复合材料层，复合材料层向下延伸出支角，支角与框架连接。

本发明所述的整体顶破式复合材料发射箱盖，所述的支角与框架的接触部向内开设V形凹槽，凹槽的底部填充环氧树脂，槽内填充AB胶。

本发明所述的整体顶破式复合材料发射箱盖，还包括加强筋；所述的加强筋安装在盖板内，加强筋相互排列成井字形由桐木制成。

本发明所述的整体顶破式复合材料发射箱盖，所述的支角与框架接触面的内外侧均贴合加贴层。

本发明所述的整体顶破式复合材料发射箱盖，还包括加强块；加强块各布置在八角形整体顶破式复合材料发射箱盖的短斜边处。

整体顶破式复合材料发射箱盖的制作方法，其特征在于：步骤如下：

1）清理模具并在模具上涂抹低温油脂，按照凸模形状剪好聚酯易碎塑料纸，并贴在凸模上；

2）按要求配制胶液；

3）按要求预先剪好双向机制平纹玻璃布若干；

4）将若干层双向机制平纹玻璃布沿0⁰，90⁰与±45⁰方向铺设在模具上并刮好胶；

5）把预先准备好的木条拼成井字形并放置在上述铺设好的纤维布上；

6）将预先修好的九块泡沫表面涂好腻子放置到井字型木条中，将4个受力点上的泡沫刻槽，将预先准备好的铝制预埋件放入；

7）以预埋件为中心铺设若干层玻璃布；

8）将若干层双向机制平纹玻璃布沿0⁰/90⁰与±45⁰方向铺设在泡沫上，覆盖之前铺设的未放置泡沫的侧面玻璃布上并刮好胶；

9）将箱盖整体放入真空袋中进行真空吸胶；待24小时后盖固化后进行脱模；

10）起模翻转，并放置在切割机床上，将盖本体与底部框架分离；

11）将打磨器的角度设置为30^o，在框架的内边上沿打一个V型导角；

12）把框架和主体安原来的位置重新放回到模具上并固定；

13）将事先准备好的玻璃布条的一边紧贴框架的拐角处，然后在布条上刷胶把主体和框架在外面搭接起来，待24小时箱盖固化；

14）固化后将盖子翻转过来，配制好AB胶，将AB胶注入到预制V型槽里面；

15）将玻璃布条的一边紧贴框架的内侧上沿，然后在布条上刷胶把主体和框架在内面搭接起来，待24小时箱盖固化；

16）将三次固化成型后的箱盖放置于烘箱中，在温度50^OC的环境中后处理3小时，待冷却后拿出。将预埋件打孔攻丝，并将加强块与预埋件用螺栓固定。最后在盖体内表面喷涂上金属导电漆，待24小时固化后完成箱盖制作。

有益效果

为弥补该方面的不足，提高部队的作战反应能力，研制八角形整体顶破式复合材料发射箱盖。箱盖须满足一定的贮存压力不破坏，且在承压状态时，盖体不能有较大变形。当箱体受到四个推力筒同时作用后，要先于导弹整体飞出发射箱，不影响导弹的发射。

将箱盖设计成帽型是为了满足盖体外部与内部承压技术指标的差异，这种盖体形状能承受较大的外部压力而保证薄弱区不损伤，而且可将薄弱区结构预制在箱盖的侧边位置。通过对薄弱区结构设计可使箱盖同时满足内部承压与顶破技术指标要求；薄弱区结构中预置V型槽，并填入AB胶。AB胶成型时有一定粘度，可操作性强，固化后韧性较好，易变形，从而提高了箱盖的密封性能；主体采用复合材料夹层结构是实现导弹发射箱盖轻质化要求的有效方案之一，夹层结构特点是抗弯刚度较高，可以在最小质量下达到刚性结构件的要求，设计中还在夹层泡沫中加入比重较轻的桐木做加强筋。这种主体设计既能有效控制盖体变形，又实现了盖体轻质化。且在顶破过程中，盖体的整体刚度越高，主体与框架分离的整体性就越好。

附图说明

图1是本发明的结构示意图；

图2是本发明的剖面结构示意图；

图3是图2中A处的放大示意图；

图中1是框架，2是盖板，3是加强筋。

具体实施方式

下面结合附图说明对本发明进一步详细说明：

如图所示：整体顶破式复合材料发射箱盖，包括框体；所述的框体成八角形，框体相互分离成框架1，盖板2，所述的框架1成八角形，盖板2与框架1的形状相配合并安装在框架1上。

盖板2主体由聚氨酯泡沫制成，聚氨酯泡沫的内外面贴合复合材料层，复合材料层向下延伸出支角，支角与框架1连接。

加强筋3安装在盖板2内，加强筋3相互排列成井字形由桐木制成。支角与框架1接触面的内外侧均贴合加贴层。支角与框架1的接触部向内开设V形凹槽，凹槽的底部填充环氧树脂，槽内填充AB胶。

箱盖主体由数层0.4mm双向机制平纹布、0.2mm双向机制斜纹布，0.2mm双向机制斜纹布，9小块聚氨酯泡沫、4条桐木复合而成，按照技术方案所述预制薄弱区，并在箱盖内表面喷涂金属导电漆以作电磁屏蔽作用。

发射箱盖制作工艺

发射箱盖共通过三次成型固化完成箱盖制作

一次固化成型工艺：

1) 清理模具；

2) 在模具上涂抹低温油脂，按照凸模形状剪好聚酯易碎塑料纸，并贴在凸模上；

3) 按要求配制胶液；

4) 按要求预先剪好0.4mm双向机制平纹布；

5) 将第一层0.4mm双向机制平纹布沿±45⁰方向铺在模具上并刮好胶；

6) 从下面框架边缘到斜面顶端铺设2层0.4mm的双向机制平纹布并刮好胶；长度为6m，宽度分别为150mm、200mm;

7) 法兰边再加三层0.4mm的双向机制平纹布并刮好胶，宽度为50mm；

8) 从下面框架边缘到斜面顶端铺设2层0.2mm的双向机制平纹布并刮好胶；长度为6m，宽度分别为250mm、300mm;

9) 将第三层0.2mm双向机制平纹布沿0⁰90⁰方向铺在模具上并刮好胶，用刮子把胶赶均匀；

10)把预先准备好的木条拼成放置在玻璃布上；

11)将预先修好的九块泡沫表面涂好腻子放置到井字型木条中，将4个受力点上的泡沫刻槽，将预先准备好的铝制预埋件放入，并用0.4mm平纹布将其泡沫与木条裹；

12) 以预埋件为中心铺设3层100mm*100mm的0.4mm双向机制平纹布；

13) 铺设沿(±45⁰) 方向铺设0.4mm双向机制平纹布，再从法兰边缘贴两层短切粘并刷好胶，短切毡宽度为200mm；

14) 铺设沿(0⁰、90⁰)和(90⁰、0⁰)方向铺设两层双向机制平纹布并刷好胶；

15) 将箱盖整体放入真空袋中进行真空吸胶；

16) 待24小时后盖固化后进行脱模。

2、二次固化成型工艺

1) 起模翻转；

2) 将一次成型完的盖体固定在切割机床的支架上；

3) 使用切割装置在距离底面30mm的位置将主体和框架切割开；

4) 将打磨器的角度设置为30^o，在框架的内边上沿打一个V型导角；

5) 把框架和主体安原来的位置重新放回到模具上，把缝对好；用AB胶固定；

6) 准备好100mm宽度的0.1mm的高强布条若然条；把高强布条的一边紧贴框架的拐角处，然后在布条上刷胶把主体和框架在外面搭接起来；然后在框架的拐角处把多余的玻璃布用切割装置除去；

7) 待24小时箱盖固化。

3、三次固化成型工艺

1) 将盖子翻转过来，配制好AB胶，将AB胶注入到预制V型槽里面；

2) 待半个小时AB胶固化，调整打磨器的角度，将残留在V型槽外边的AB胶清除，保持盖子内表面的平滑；

3) 准备好100mm 宽度0.1mm的高强布条若干条；把高强布条的一边紧贴框架的内侧上沿，然后在布条上刷胶把主体和框架在内面搭接起来；然后在框架的上沿把多余的玻璃布用切割装置除去；

4) 待24小时箱盖固化。

将三次固化成型后的箱盖放置于烘箱中，在温度50^OC的环境中后处理3小时，待冷却后拿出。将预埋件打孔攻丝，并将加强块与预埋件用螺栓固定。最后在盖体内表面喷涂上金属导电漆，待24小时固化。

发射箱盖承压试验具体过程

按要求将发射箱盖装在试验筒上，开启气泵，待加到0.8MPa压力后关掉气泵，打开进气阀缓慢的充压并仔细观察发射箱盖变形。待充压至一定压力后保持一段时间，观察发射箱盖是否有声响，是否有分层，同时观察压力表读数在保压过程中是否有下降，然后卸载至0.00MPa，观察发射箱盖是否有残余变形，是否有损坏。重复以上过程，观察发射箱盖变形及卸载后残余变形情况。最后进行照相和记录试验现象，完成试验。

发射箱盖顶破试验具体过程

按要求将发射箱盖安装在顶破装置上，接上载荷传感器并调零。将液压推力筒的行程设置为100mm,并将压力值调高，保证箱盖在推力筒的作用，能实现分离。开启液压推力筒，试验中仔细观察箱盖的变形和响声并录像，当推力筒顶破箱盖时记录破坏轨迹与4个顶破点的最大顶破载荷。最后进行照片和记录最后是现象，完成试验。

Claims

1.整体顶破式复合材料发射箱盖，其特征在于：包括框体；所述的框体成八角形，框体相互分离成框架（1），盖板（2），所述的框架（1）成八角形，盖板（2）与框架（1）的形状相配合并安装在框架（1）上。

2.根据权利要求1所述的整体顶破式复合材料发射箱盖，其特征在于：所述的盖板（2）主体由聚氨酯泡沫制成，聚氨酯泡沫的内外面贴合复合材料层，复合材料层向下延伸出支角，支角与框架（1）连接。

3.根据权利要求1或2所述的整体顶破式复合材料发射箱盖，其特征在于：所述的支角与框架（1）的接触部向内开设V形凹槽，凹槽的底部填充环氧树脂，槽内填充AB胶。

4.根据权利要求1所述的整体顶破式复合材料发射箱盖，其特征在于：还包括加强筋（3）；所述的加强筋（3）安装在盖板（2）内，加强筋（3）相互排列成井字形由桐木制成。

5.根据权利要求1所述的整体顶破式复合材料发射箱盖，其特征在于：所述的支角与框架（1）接触面的内外侧均贴合加贴层。

6.根据权利要求1所述的整体顶破式复合材料发射箱盖，其特征在于：还包括加强块；加强块各布置在八角形整体顶破式复合材料发射箱盖的短斜边处。

7.如权利要求1的整体顶破式复合材料发射箱盖的制作方法，其特征在于：步骤如下：

2）按要求配制胶液；

3）按要求预先剪好双向机制平纹玻璃布若干；

7）以预埋件为中心铺设若干层玻璃布；

12）把框架和主体安原来的位置重新放回到模具上并固定；

16）将三次固化成型后的箱盖放置于烘箱中，在温度50^OC的环境中后处理3小时，待冷却后拿出，将预埋件打孔攻丝，并将加强块与预埋件用螺栓固定，最后在盖体内表面喷涂上金属导电漆，待24小时固化后完成箱盖制作。