CN103808206B - 一种模块化共架垂直发射装置 - Google Patents

Abstract

本发明一种舰载武器的模块化共架垂直发射装置。该装置由多个发射单元模块拼接而成，包括由发射架固定的导流管、导流器、电机Ⅰ和若干个发射管，导流器由电机Ⅰ驱动，发射架上设有安装接口，相邻发射单元模块通过安装接口可拆固连。本发明的有益效果是：1、具备可独立旋转的发射管模块的共架垂直发射功能，模块化设计，可根据舰船安装空间及承载能力按需配置发射单元模块，缩短制造周期，便于安装和更新；2、隐身性好，可全方位发射半制导弹药，采用垂直发射技术后，可不受舰船上层建筑和其他战位的影响，充分发挥火力、扩大射界，对目标实施全方位攻击；3、结构简单、操作维护容易、制造费用底，舰船航行性能稳定性好。

Description

一种模块化共架垂直发射装置

技术领域

本发明属于导弹发射机械结构技术领域，尤其是涉及一种舰载武器的模块化共架垂直发射装置。

背景技术

舰载垂直发射系统为一种用在潜艇和某些水面舰只上的导弹发射系统，最早产生于弹道导弹的发射系统，具有高发射率、载弹量大、无发射盲区等优点。目前舰载垂直发射方式在世界各国海军装备中已广泛应用，从战略导弹开始导弹垂直发射技术日趋成熟，垂直发射装置正朝着通用性灵活性的方向发展。导弹发射系统一般分为冷发射和热发射两种方式，以热发射方式为例，热发射系统利用导弹本身的引擎产生推力将导弹射出发射管，因此系统本身并无动力，并拥有排焰排气的机构，热发射系统的优点是效率较高，能够节省发射系统的体积和重量、并降低其维护成本。

传统的导弹发射装置由成千上万个运动部件组成，任一环节出现故障都有可能使整个武器系统失去战斗力。如公告号为：CN201096482Y的中国实用新型专利提供的一种深海潜艇导弹发射器，它有一个导弹体，在导弹体尾部设有电机，电机的输出轴由导弹主体尾端引出，在电机的输出轴上安装有叶轮，在导弹体内设有燃料电池和高能电池，所述的燃料电池和高能电池分别通过转换控制器与电机的电源端连接。该专利所提供的导弹发射器的运动部件集成在一起构成一个完整的战斗装置，但由于组成构件较多，拆装极为不便，维修麻烦，同时不能根据战斗需求来布置导弹装置的数量及位置，占用空间较大，使用死板，不够灵活。

发明内容

本发明主要是针对现有导弹发射装置所存在的构件较多，结构复杂，占用空间较大、拆装及维修不便、使用不够灵活的问题，提供一种结构简单，模块化程度高，占用空间小、拆装及维修方便、可根据战斗需求灵活布置的模块化共架垂直发射装置。

本发明的上述技术问题主要是通过下述技术方案得以解决的：一种模块化共架垂直发射装置，其由多个发射单元模块拼接而成，发射单元模块包括由发射架固定的导流管、导流器、电机Ⅰ和若干个发射管，导流器由电机Ⅰ驱动，若干个发射管通过导流器与导流管联接，发射架上设有安装接口，相邻发射单元模块通过安装接口可拆固连。导流器、导流管和发射管共同组成该发射装置的发射内芯，发射内芯可从发射架中取出，该垂直发射装置采用模块化结构，由多个发射单元模块拼接而成，多组发射管共用一个导流管，各发射管单元可独立选择发射方向，弹药自发射管弹射出去，产生的高温燃气通过导流器，进入导流管中并排出，导流器由电机Ⅰ驱动，该模块可根据任务需求和舰船条件进行不同的组装和改变以适用于不同的舰型，省去了甲板式弹库装填发射所需的复杂操作和控制部件，提高了系统的可靠性，降低了维护保养工作量，减少了舰艇占用空间，导弹发射装置的通用化实现了多种导弹共架发射。

作为优选，所述的导流器位于发射管和导流管底部，发射管有四个，四个发射管均匀布设在导流管周围，四个发射管均通过导流器与导流管联接。四组发射管共用一个导流管，各发射管单元可独立选择发射方向，四组发射管均通过导流器与导流管连接。

作为优选，所述的导流器包括第一导流体、旋转内芯及齿轮箱Ⅰ，第一导流体上设有连接孔，旋转内芯位于连接孔内并与第一导流体间隙配合，电机Ⅰ固定在第一导流体上并与齿轮箱Ⅰ电连接，齿轮箱Ⅰ与旋转内芯连接，第一导流体上设有四个导流入口Ⅰ，导流入口Ⅰ与发射管的位置一一对应且与对应发射管连通，四个导流入口Ⅰ均匀布设在连接孔周围并与连接孔连通，旋转内芯为侧面设有开口的圆管，开口与导流入口Ⅰ的大小一致，旋转内芯与导流管的位置对应且与导流管连通。导弹发射时会产生大量的高温燃气，这些燃气对发射装置和有关设备都会产生很严重的烧蚀，因此迅速有效地将这些燃气排导出去是至关重要的。该方案在发射管下部设置第一导流体，电机Ⅰ连接齿轮箱Ⅰ，齿轮箱Ⅰ连接旋转内芯，齿轮箱Ⅰ将电机Ⅰ的运行转化为旋转内芯的旋转运动，四个发射管按前后顺序依次发射导弹后，旋转内芯转动，当转动至相应发射管时，旋转内芯的开口于对应导流入口Ⅰ连通，高温燃气即可通过发射管进入导流入口Ⅰ，再进入旋转内芯，然后进入导流管，最终通过导流管排出去。

作为优选，所述的导流器包括导流阀和第二导流体，第二导流体位于发射管下方，导流阀位于第二导流体与发射管之间，第二导流体上设有四个导流入口Ⅱ，四个导流入口Ⅱ连通并呈“X”状分布，四个导流入口Ⅱ的底面为圆弧曲面且平滑过渡连接，导流阀的中部设有阀口Ⅰ，阀口Ⅰ与导流管的位置对应且与导流管连通，导流阀上还设有四个阀口Ⅱ，阀口Ⅱ与发射管的位置一一对应且与对应发射管连通，电机Ⅰ有四个且与阀口Ⅱ一一对应，四个阀口Ⅱ与四个导流入口Ⅱ的位置一一对应且与对应导流入口Ⅱ连通，阀口Ⅱ上设有阀盖，阀口Ⅱ处设有可容阀盖穿过的“n”形限位边，阀盖上设有“V”形缺口，电机Ⅰ连接有摇杆，摇杆铰接有活动于“V”形缺口中的连杆，连杆与阀盖的中心处连接。该方案在第二导流体与发射管之间增设了导流阀，电机Ⅰ带动摇杆，摇杆带动连杆，连杆带动阀盖在限位边中移动，限位边对阀盖的移动有限位作用，当阀盖移动至对应阀口Ⅱ时，该阀口Ⅱ闭合，排气系统关闭，当阀盖移出阀口Ⅱ时，该阀口Ⅱ打开，排气系统打开，这时发射管中的高温燃气通过阀口Ⅱ，进入导流入口Ⅱ中，导流入口Ⅱ中的气体再通过阀口Ⅰ进入导流管中，进而通过导流管将高温燃气排出去。

作为优选，所述的导流阀上设有防尘盖，防尘盖位于发射管与导流阀之间，防尘盖上设有五个过孔，阀口Ⅰ和阀口Ⅱ的位置与五个过孔一一对应。导弹发射时，会产生大量固体颗粒，固体颗粒会随燃气进入导流阀，有可能卡住导流阀组件，使之不能正常工作，因而在方案二中，在导流阀上部增加了防尘盖，防尘盖上的过孔用于连通阀口与发射管或导流管，防尘盖可阻止固体颗粒进入导流阀。

作为优选，所述的发射架包括机架和位于机架内的顶板、中板和底板，顶板、中板和底板分别连接在发射管及导流管的顶部、中部和底部，顶板、中板和底板贯通发射管及导流管并与发射管为间隙配合，与导流管固连，顶板、中板和底板通过支撑杆连接，中板上设有电机Ⅲ和齿轮箱Ⅱ，电机Ⅲ与齿轮箱Ⅱ电连接，齿轮箱Ⅱ与发射管连接。顶板、中板和底板连接发射管及导流管，电机Ⅲ带动齿轮箱Ⅱ，齿轮箱Ⅱ将电机Ⅲ的运行转化为发射管的旋转运动，便于完成导弹的发射过程。

作为优选，所述的机架的顶部设有机盖，机盖的一端通过转轴与机架铰接，机架上设有电机Ⅱ，电机Ⅱ与转轴电连接。为防止异物进入发射管和导流管，可在机架顶部设置机盖，机盖与机架铰接，电机Ⅱ带动机盖翻转，可通过电机Ⅱ控制机盖的开闭。

作为优选，所述的机架为方架，机架的四个侧面均设有安装接口，安装接口包括设于机架上端的上接口及设于机架下端的下接口，上接口和下接口上均连接有地脚螺栓，相邻发射单元模块通过地脚螺栓固定。机架的四个侧面均设有安装接口，因而可根据任务需求和舰船条件进行不同的组装和改变以适用于不同的舰型，组合方便灵活；相邻发射单元模块通过地脚螺栓固定，固定牢固可靠，拆装方便。

作为优选，所述的导流入口Ⅰ的底面为圆弧曲面，旋转内芯的底面为圆弧曲面，导流入口Ⅰ的底面与旋转内芯的底面平滑过渡且二者围成一个半圆腔体。导流入口Ⅰ和旋转内芯的底面均为圆弧曲面，且平滑过渡，有利于高温燃气沿圆弧曲面进入导流管。

作为优选，所述的电机Ⅰ为步进电机。电机Ⅰ为步进电机，随着不同发射管顺序发射导弹，电机Ⅰ可根据指令转动一定角度，保证旋转内芯的开口与导流入口Ⅰ接通。

因此，本发明的有益效果是：1、具备可独立旋转的发射管模块的共架垂直发射功能，采用模块化设计，可以根据舰船安装空间及承载能力按需配置发射单元模块，缩短制造周期，便于安装和更新；2、隐身性好，可全方位发射半制导弹药，采用垂直发射技术后，可不受舰船上层建筑和其他战位的影响，充分发挥火力、扩大射界，对目标实施全方位攻击，并且能覆盖360°的半球型空域，在所有方位上相同的可发射概率，舰船作战反应能力，可实现对多目标实施攻击；3、结构简单、操作维护容易、制造费用底，舰船航行性能稳定性好，本发明特别适用于中小型弹药的垂直发射。

附图说明

附图1是本发明采用两组发射单元模块拼接的一种结构示意图；

附图2是本发明中单组发射单元模块的一种结构示意图；

附图3是本发明中发射内芯的一种结构示意图；

附图4是采用实施例1结构的附图3中的A-A剖视图；

附图5是采用实施例2结构的附图3中的A-A剖视图；

附图6是本发明中第一导流体的一种结构示意图；

附图7是本发明中导流阀的一种结构示意图；

附图8是本发明中第二导流体的一种结构示意图；

附图9是本发明中防尘盖的一种结构示意图。

图中所示：1-发射单元模块、2-发射架、21-机架、22-顶板、23-中板、24-底板、25-支撑杆、26-电机Ⅲ、27-齿轮箱Ⅱ、28-机盖、29-电机Ⅱ、3-导流管、4-导流器、41-第一导流体、411-连接孔、412-导流入口Ⅰ、42-旋转内芯、421-开口、43-齿轮箱Ⅰ、44-导流阀、441-阀口Ⅰ、442-阀口Ⅱ、443-连杆、444-阀盖、445-限位边、446-缺口、447-摇杆、45-第二导流体、451-导流入口Ⅱ、46-防尘盖、461-过孔、5-电机Ⅰ、6-发射管、7-安装接口、71-上接口、72-下接口。

具体实施方式

下面通过实施例，并结合附图，对本发明的技术方案作进一步具体的说明。

实施例1：

如说明书附图1、2、3所示，一种模块化共架垂直发射装置，由两组发射单元模块1拼接而成，发射单元模块1包括发射架2、导流管3、导流器4、电机Ⅰ5和四个发射管6，四个发射管6均匀布设在导流管3周围，导流器4位于发射管6和导流管3底部，四个发射管6均通过导流器4与导流管3联接，发射架2包括机架21和位于机架21内的顶板22、中板23和底板24，顶板22、中板23和底板24分别连接在发射管6及导流管3的顶部、中部和底部，顶板22、中板23和底板24贯通发射管6及导流管3并与发射管6为间隙配合，与导流管3固连，顶板22、中板23和底板24通过支撑杆25连接，中板23上设有电机Ⅲ26和齿轮箱Ⅱ27，电机Ⅲ26与齿轮箱Ⅱ27电连接，齿轮箱Ⅱ27分别与四个发射管6连接，机架21的顶部设有机盖28，机盖28的一端通过转轴与机架21铰接，机架21上设有电机Ⅱ29，电机Ⅱ29与转轴电连接，机架21为方架，机架21的四个侧面均设有安装接口7，安装接口7包括设于机架21上端的上接口71及设于机架21下端的下接口72，上接口71和下接口72上均连接有地脚螺栓，相邻发射单元模块1通过地脚螺栓固定，如说明书附图4、6所示，导流器4包括第一导流体41、旋转内芯42及齿轮箱Ⅰ43，第一导流体41上设有连接孔411，旋转内芯42位于连接孔411内并与第一导流体41间隙配合，电机Ⅰ5为步进电机，电机Ⅰ5固定在第一导流体41上并与齿轮箱Ⅰ43电连接，齿轮箱Ⅰ43与旋转内芯42连接，第一导流体41上设有四个导流入口Ⅰ412，导流入口Ⅰ412与发射管6的位置一一对应且与对应发射管6连通，四个导流入口Ⅰ412均匀布设在连接孔411周围并与连接孔411连通，旋转内芯42为侧面设有开口421的圆管，开口421与导流入口Ⅰ412的大小一致，导流入口Ⅰ412的底面为圆弧曲面，旋转内芯42的底面为圆弧曲面，导流入口Ⅰ412的底面与旋转内芯42的底面平滑过渡且二者围成一个半圆腔体，旋转内芯42与导流管3的位置对应且与导流管3连通。

由电机Ⅱ驱动机盖开启，在各发射管模块的发射管内装填弹药，由电机Ⅲ通过齿轮箱Ⅰ驱动装有弹药的发射管360°旋转，选择要发射的方位，当弹药发动机启动后，推动弹药从发射管飞出，同时产生的气流从发射管下端口进入导流器，当采用导流器方案之一时，电机Ⅰ通过齿轮箱Ⅰ驱动旋转内芯在第一导流体中转动，选择并连通处于发射状态的发射管与导流管的下端口，气流通过圆弧曲面的引导，顺利进入导流管并从发射装置中排出。

导流器、导流管和发射管共同组成该发射装置的发射内芯，如说明书附图3所示，其整体为发射内芯，在装卸弹药或维修过程中是可以从发射架中上口中取出的，打开机盖后可取出发射内芯。该导弹发射装置的发射管为圆管，同样适用于方管。

实施例2：

如说明书附图1、2所示，一种模块化共架垂直发射装置，由两组发射单元模块1拼接而成，发射单元模块1包括发射架2、导流管3、导流器4、电机Ⅰ5和四个发射管6，四个发射管6均匀布设在导流管3周围，导流器4位于发射管6和导流管3底部，四个发射管6均通过导流器4与导流管3联接，发射架2包括机架21和位于机架21内的顶板22、中板23和底板24，顶板22、中板23和底板24分别连接在发射管6及导流管3的顶部、中部和底部，顶板22、中板23和底板24贯通发射管6及导流管3并与发射管6为间隙配合，与导流管3固连，顶板22、中板23和底板24通过支撑杆25连接，中板23上设有电机Ⅲ26和齿轮箱Ⅱ27，电机Ⅲ26与齿轮箱Ⅱ27电连接，齿轮箱Ⅱ27分别与四个发射管6连接，机架21的顶部设有机盖28，机盖28的一端通过转轴与机架21铰接，机架21上设有电机Ⅱ29，电机Ⅱ29与转轴电连接，机架21为方架，机架21的四个侧面均设有安装接口7，安装接口7包括设于机架21上端的上接口71及设于机架21下端的下接口72，上接口71和下接口72上均连接有地脚螺栓，相邻发射单元模块1通过地脚螺栓固定，如说明书附图5所示，导流器4包括导流阀44和第二导流体45，第二导流体45位于发射管6下方，导流阀44位于第二导流体45与发射管6之间，如说明书附图8所示，第二导流体45上设有四个导流入口Ⅱ451，四个导流入口Ⅱ451连通并呈“X”状分布，四个导流入口Ⅱ451的底面为圆弧曲面且平滑过渡连接，如说明书附图7所示，导流阀44的中部设有阀口Ⅰ441，阀口Ⅰ441与导流管3的位置对应且与导流管3连通，导流阀44上还设有四个阀口Ⅱ442，阀口Ⅱ442与发射管6的位置一一对应且与对应发射管6连通，电机Ⅰ5为步进电机，电机Ⅰ5有四个且与阀口Ⅱ442一一对应，四个阀口Ⅱ442与四个导流入口Ⅱ451的位置一一对应且与对应导流入口Ⅱ451连通，阀口Ⅱ442上设有阀盖444，阀口Ⅱ442处设有可容阀盖444穿过的“n”形限位边445，阀盖444上设有“V”形缺口446，电机Ⅰ5连接有摇杆447，摇杆447铰接有活动于“V”形缺口446中的连杆443，连杆443与阀盖444的中心处连接，如说明书附图9所示，导流阀44上设有防尘盖46，防尘盖46位于发射管6与导流阀44之间，防尘盖46上设有五个过孔461，阀口Ⅰ441和阀口Ⅱ442的位置与五个过孔461一一对应。

由电机Ⅱ驱动机盖开启，在各发射管模块的发射管内装填弹药，由电机Ⅲ通过齿轮箱Ⅰ驱动装有弹药的发射管360°旋转，选择要发射的方位，当弹药发动机启动后，推动弹药从发射管飞出，同时产生的气流从发射管下端口进入导流器，当采用导流器方案之二时，电机Ⅰ通过连杆驱动使阀盖开闭，阀口Ⅱ通过导流阀的四组阀门组件的作用，可实现打开或闭合，并通过第二导流体连通发射管与导流管。气流进入第二导流体，通过圆弧曲面的导向作用顺利进入导流管并从发射装置中排出。此时发射与导流过程完成，两种方案同样适用其它各个发射管模块的发射。

导流器、导流管和发射管共同组成该发射装置的发射内芯，如说明书附图3所示，其整体为发射内芯，在装卸弹药或维修过程中是可以从发射架中上口中取出的，打开机盖后可取出发射内芯。该导弹发射装置的发射管为圆管，同样适用于方管。

导弹垂直发射系统采用模块化设计，结构简单，可靠性高，而且它还普遍运用了冗余技术的分隔技术，除了舰上电源丧失外，不存在影响系统战斗力的单点故障，这对整个系统提高可靠性和可用率均有益处。此外，在导弹垂直发射系统中，每枚导弹在发射前始终封装在各自的贮运箱内，提供了有效的环境保护和装卸保护，大大提高了导弹的可靠性。贮运箱装于甲板以下，上面有装甲舱盖的防护，能够避免受敌方火力的破坏。

该垂直发射装置采用模块化结构，由多个发射单元模块拼接而成，多组发射管共用一个导流管，各发射管单元可独立选择发射方向，弹药自发射管弹射出去，产生的高温燃气通过导流器，进入导流管中并排出，该模块可根据任务需求和舰船条件进行不同的组装和改变以适用于不同的舰型，省去了甲板式弹库装填发射所需的复杂操作和控制部件，提高了系统的可靠性，降低了维护保养工作量，减少了舰艇占用空间，导弹发射装置的通用化实现了多种导弹共架发射。

应理解，该实施例仅用于说明本发明而不用于限制本发明的范围。此外应理解，在阅读了本发明讲授的内容之后，本领域技术人员可以对本发明作各种改动或修改，这些等价形式同样落于本申请所附权利要求书所限定的范围。

Claims (6)

1.一种模块化共架垂直发射装置，其特征在于，其由多个发射单元模块（1）拼接而成，发射单元模块（1）包括由发射架（2）固定的导流管（3）、导流器（4）、电机Ⅰ（5）和若干个发射管（6），导流器（4）由电机Ⅰ（5）驱动，若干个发射管（6）通过导流器（4）与导流管（3）联接，发射架（2）上设有安装接口（7），相邻发射单元模块（1）通过安装接口（7）可拆固连；所述的导流器（4）位于发射管（6）和导流管（3）底部，发射管（6）有四个，四个发射管（6）均匀布设在导流管（3）周围，四个发射管（6）均通过导流器（4）与导流管（3）联接；

所述的导流器（4）包括第一导流体（41）、旋转内芯（42）及齿轮箱Ⅰ（43），第一导流体（41）上设有连接孔（411），旋转内芯（42）位于连接孔（411）内并与第一导流体（41）间隙配合，电机Ⅰ（5）固定在第一导流体（41）上并与齿轮箱Ⅰ（43）电连接，齿轮箱Ⅰ（43）与旋转内芯（42）连接，第一导流体（41）上设有四个导流入口Ⅰ（412），导流入口Ⅰ（412）与发射管（6）的位置一一对应且与对应发射管（6）连通，四个导流入口Ⅰ（412）均匀布设在连接孔（411）周围并与连接孔（411）连通，旋转内芯（42）为侧面设有开口（421）的圆管，开口（421）与导流入口Ⅰ（412）的大小一致，旋转内芯（42）与导流管（3）的位置对应且与导流管（3）连通。

2.根据权利要求1所述的一种模块化共架垂直发射装置，其特征在于，所述的发射架（2）包括机架（21）和位于机架（21）内的顶板（22）、中板（23）和底板（24），顶板（22）、中板（23）和底板（24）分别连接在发射管（6）及导流管（3）的顶部、中部和底部，顶板（22）、中板（23）和底板（24）贯通发射管（6）并与发射管（6）为间隙配合，与导流管（3）固连，顶板（22）、中板（23）和底板（24）通过支撑杆（25）连接，中板（23）上设有电机Ⅲ（26）和齿轮箱Ⅱ（27），电机Ⅲ（26）与齿轮箱Ⅱ（27）电连接，齿轮箱Ⅱ（27）与发射管（6）连接。

3.根据权利要求2所述的一种模块化共架垂直发射装置，其特征在于，所述的机架（21）的顶部设有机盖（28），机盖（28）的一端通过转轴与机架（21）铰接，机架（21）上设有电机Ⅱ（29），电机Ⅱ（29）与转轴电连接。

4.根据权利要求3所述的一种模块化共架垂直发射装置，其特征在于，所述的机架（21）为方架，机架（21）的四个侧面均设有安装接口（7），安装接口（7）包括设于机架（21）上端的上接口（71）及设于机架（21）下端的下接口（72），上接口（71）和下接口（72）上均连接有地脚螺栓，相邻发射单元模块（1）通过地脚螺栓固定。

5.根据权利要求1所述的一种模块化共架垂直发射装置，其特征在于，所述的导流入口Ⅰ（412）的底面为圆弧曲面，旋转内芯（42）的底面为圆弧曲面，导流入口Ⅰ（412）的底面与旋转内芯（42）的底面平滑过渡且二者围成一个半圆腔体。

6.根据权利要求1或5所述的一种模块化共架垂直发射装置，其特征在于，所述的电机Ⅰ（5）为步进电机。