CN103267453A - 一种燃气发生剂药柱 - Google Patents
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Abstract
一种燃气发生剂药柱，燃气发生剂装于支撑筒内；支撑筒圆周面上对应于燃气发生剂处设有一个以上助燃孔；燃气发生剂上设有轴向贯通孔；燃气发生剂侧面与支撑筒接触处设有衬层，燃气发生剂两端面上设有限燃层。燃气发生剂药柱从轴向贯通孔和支撑筒侧面助燃孔处同时开始燃烧，燃面呈增加趋势，产生的气体通过内孔和支撑筒的外表面流向燃气发生器排气孔。本发明用于导弹弹射动力装置，具有产气快，燃温低，产气量随时间逐渐增大且变化规律可控等优点。
Description
技术领域
本发明涉及一种为导弹武器型号弹射动力装置提供工作能源的燃气发生剂药柱。
背景技术
目前，国内外导弹的弹射动力形式主要有：压缩空气式、蒸汽式、燃气式、燃气-蒸汽式、电磁式。其中压缩空气式、蒸汽式及电磁式的设备的体积太大，不便于运输及机动发射。燃气-蒸汽式装置的体积远小于压缩空气式、蒸汽式及电磁式的体积，应用范围广，是目前各国导弹发射采用的主要动力形式。燃气式弹射是将火药燃气直接作用于导弹等武器装置的底部，将火药的化学能转化为推动导弹运动的动能，与燃气-蒸汽式装置相比，具有能量大，体积小，设备相对简单的优点，但是由于一般火药的燃气温度较高，导致其发射筒内温度太高，对热设计要求苛刻，且对弹上设备及发射装置构成威胁，限制了燃气式弹射方式的应用，为了解决这一问题，提高导弹武器型号的性能，特开发了一种适用于燃气式弹射动力装置的低燃温燃气发生剂药柱。
发明内容
本发明的目的在于克服现在技术存在的上述不足而提供一种燃速快、燃气温度低、残渣少，燃气可直接作用于导弹等装置底部的燃气发生剂药柱。
本发明的技术解决方案：燃气发生剂装于支撑筒内；支撑筒圆周面上对应于燃气发生剂处设有一个以上助燃孔；燃气发生剂上设有轴向贯通孔；燃气发生剂侧面与支撑筒接触处设有衬层，燃气发生剂两端面上设有限燃层。
所述轴向贯通孔中心轴线与燃气发生剂中心轴线位于同一直线上。
所述助燃孔为数量与宽度可变，长度与燃气发生剂高度相同的矩形孔。
所述衬层为粘接材料。
所述粘接材料为聚氨酯类材料或环氧类材料。
所述限燃层为聚氨酯弹性材料、聚丁二烯弹性材料、聚酯弹性材料或聚酰胺弹性材料。
所述支撑筒的长度和直径的比值范围为0.5~10。
所述支撑筒为金属支撑筒。
所述金属支撑筒为合金钢支撑筒、不锈钢支撑筒或低碳钢支撑筒。
本发明支撑筒为圆筒形，其侧面有多个轴向平行矩形孔。燃气发生剂为轴向有孔的圆柱形，两端包覆有限燃层。燃气发生剂将助燃孔全部覆盖住。燃气发生剂与支撑筒侧面未开孔的部分使用衬层粘接。燃气发生剂药柱从轴向贯通孔和支撑筒侧面助燃孔处同时开始燃烧，燃面呈增加趋势，产生的气体通过内孔和支撑筒的外表面流向燃气发生器排气孔（未标示在图中）。燃气发生剂，其长径比在0.5~10之间，具有较大的可调范围，可以适应不同尺寸的燃气发生器。
本发明主要是通过采用真空浇注的方式，实现了小直径发生器的装药，燃气发生剂使用的是低燃温高燃速燃气发生剂。燃气发生剂燃烧时的初始燃面为轴向贯通孔及助燃孔。在点火时，本发明一端的点火药包引燃后，产生的燃气由轴向贯通孔和本发明与燃气发生器之间的间隙流向本发明另一端，燃气发生剂两端由于包覆有限燃层，因此燃气发生剂端面不能被点燃，轴向贯通孔表面燃气发生剂和助燃孔内的燃气发生剂被点燃后，开始燃烧，在燃烧过程中，轴向贯通孔燃面和助燃孔处的燃面都不断增加，燃烧产生的气体量呈增加趋势，保证了燃气发生器中的压力呈增加趋势。通过改变轴向贯通孔直径、支撑筒长径比、助燃孔宽度及数量、燃气发生剂燃速，可以调整本发明燃烧过程中产气量的变化速率，使本发明燃烧过程中产气变化规律达到要求。燃气发生剂中含有降温剂，通过调节降温剂含量，可以使本发明燃烧温度达到目标要求。
本发明的装配过程顺序为： 
先将加工好的支撑筒内外表面清洗干净；
将衬层均匀涂刷在支撑筒内表面；
将燃气发生剂药浆浇注在支撑筒内后，置于一定温度下固化一定时间，取出燃气发生剂药柱冷却；
在燃气发生剂两端涂刷限燃层，置于一定温度下固化一定时间。
本发明具有合理的布局，结构紧凑，确保药剂在高压、高过载下不被挤坏，保持稳定燃烧状态。
本发明的特点在于：
（1）本发明适用于压强随时间增加达到高压强的燃气发生器。
（2）燃烧时的产气量随时间呈增大趋势，药柱产气量变化规律可以调整。通过改变燃气发生剂内孔直径、支撑筒长径比、侧面矩形槽宽度及数量，可以调整燃气发生剂燃烧过程中产气变化规律。
（3）长径比高，总体呈圆柱状。
（4）燃速快，产气快。
（5）燃温低，燃气可以直接作用于钢壳体表面。
（6）燃烧产生的固体残渣少，燃气洁净。
附图说明
图1为本发明的结构示意图。
图中，1、支撑筒，2、燃气发生剂，3、限燃层，4、衬层，5、助燃孔，6、轴向贯通孔。
具体实施方式
下面参照附图说明有关发明的燃气发生剂药柱的实施方式例。
图1中，本发明是为动力装置提供能源的设备，由以下部件构成：由合金钢、不锈钢、低碳钢等金属中任意一种制成的支撑筒1和固定在支撑筒1中的燃气发生剂2。支撑筒1为圆筒形，其侧面有多个轴向平行助燃孔5。助燃孔5长度与燃气发生剂2长度一致。燃气发生剂2轴向有孔的圆柱形轴向贯通孔6，两端包覆有限燃层3。燃气发生剂2将支撑筒助燃孔5全部覆盖住。燃气发生剂2与支撑筒侧面未开孔的部分使用衬层4粘接。燃气发生剂2从内孔6和支撑筒侧面助燃孔5处同时开始燃烧，燃面呈增加趋势，燃气通过内孔和支撑筒的外表面流向未标示在图中的燃气发生器排气孔，燃烧产生的气体形成的压力为动力装置提供能源。
支撑筒1的长度大于燃气发生剂1的长度与两端限燃层3厚度之和，通过对支撑筒的固定，使燃气发生剂药柱固定在燃气发生器内，限制药柱在径向的位移，确保产气药剂和筒体同轴。
燃气发生剂2为特种复合固体推进剂。燃气发生剂2可以是通过浇铸的方式形成的药柱。燃气发生剂配方中含有降温剂，降温剂具有降低燃温的作用，通过降低燃气发生剂配方中降温剂的含量降低药柱的燃烧温度，使燃气发生器中燃气的温度达到使用要求。燃气发生剂配方燃速可控，通过调节燃气发生剂的燃速可以调整本发明的燃烧速度，进而可以调整燃烧过程中产气变化规律及燃气发生器的压力变化规律。
Claims (9)
1.一种燃气发生剂药柱，其特征在于：燃气发生剂（2）装于支撑筒（1）内；支撑筒（1）圆周面上对应于燃气发生剂（2）处设有一个以上助燃孔（5）；燃气发生剂（2）上设有轴向贯通孔（6）；燃气发生剂（2）侧面与支撑筒（1）接触处设有衬层（4），燃气发生剂（2）两端面上设有限燃层（3）。
2.根据权利要求1所述的燃气发生剂药柱，其特征在于：所述轴向贯通孔（6）中心轴线与燃气发生剂（2）中心轴线位于同一直线上。
3.根据权利要求1所述的燃气发生剂药柱，其特征在于：所述助燃孔（5）为与燃气发生剂（2）高度相同的矩形孔。
4.根据权利要求1所述的燃气发生剂药柱，其特征在于：所述衬层（4）为粘接材料。
5.根据权利要求4所述的燃气发生剂药柱，其特征在于：所述粘接材料为聚氨酯类材料或环氧类材料。
6.根据权利要求1所述的燃气发生剂药柱，其特征在于：所述限燃层（3）为聚氨酯弹性材料、聚丁二烯弹性材料、聚酯弹性材料或聚酰胺弹性材料。
7.根据权利要求1所述的燃气发生剂药柱，其特征在于：所述支撑筒（1）的长度和直径的比值范围为0.5~10。
8.根据权利要求1所述的燃气发生剂药柱，其特征在于：所述支撑筒（1）为金属支撑筒。
9.根据权利要求8所述的燃气发生剂药柱，其特征在于：所述金属支撑筒为合金钢支撑筒、不锈钢支撑筒或低碳钢支撑筒。
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