CN105043166B - 一种低冲击整体弹射式发射箱前盖 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种低冲击整体弹射式发射箱前盖，属于火箭和导弹发射技术领域；包括：活动冲击部件、储能弹簧、固定支杆、拉杆、固定锁圈、闭锁舌片、前盖本体及固定支座；固定支座固定在前盖本体的中心；活动冲击部件的空心管与固定支座的导向杆进行孔轴配合，储能弹簧套装在活动冲击部件的空心管及固定支座的导向杆的外表面，固定支杆的一端固定在活动冲击部件的平板上；拉杆的一端分别活动连接在固定支杆的另一端，闭锁舌片分别活动连接在拉杆的另一端；固定锁圈固定在发射箱体的法兰上，前盖本体通过闭锁舌片与固定锁圈的配合安装在发射箱体的开放端；本发明能够实现发射箱前盖的有效密封、可靠开启和安全脱落。
Description
技术领域
本发明属于火箭和导弹发射技术领域，具体涉及一种低冲击整体弹射式发射箱前盖。
背景技术
火箭、导弹发射箱前盖是火箭导弹发射箱的重要组成部分。在储运过程中前盖保证发射箱的有效密封，为火箭、导弹提供合适的储运环境；在发射过程中前盖需要可靠开启和安全脱落，保证弹体的安全发射。发射箱前盖设计一直是火箭、导弹发射装置设计的一项重要内容，其关键点包括：1)减少前盖开启的作用时间，提高发射效率；2)减小前盖开启对弹体的冲击作用力，保证弹体安全；3)增加前盖脱落过程的飞行距离，保证弹体和发射装置安全；4)降低结构和工艺复杂程度，提高可靠性。现有火箭、导弹发射箱前盖按开启方式分类通常有机电式、整体脱落式和易碎式等几种。其中机电式前盖在发射前采用电机带动专门机构实现盖体的开启，其结构较为复杂，发射准备时间较长；整体脱落式前盖将燃气冲击波、弹体冲击力或是爆炸索等作为动力在助推发动机点火初期实现盖体的整体脱落，通常需要较大的冲击力或爆炸力，对弹体抗冲击能力有较高要求，而盖体脱落时的飞行距离有限，对弹体以及发射装置的安全有一定影响；易碎式前盖同样以燃气冲击波或弹体冲击力为动力实现盖体的开启和脱落，并碎裂为多片以减小对发射安全的影响，易碎式前盖需要预制碎裂凹槽并保证其储运密封时的强度，工艺实现上较为困难。
发明内容
有鉴于此，本发明的目的是提供一种低冲击整体弹射式发射箱前盖，应用于火箭、导弹发射装置中，主要用来实现发射箱前盖的有效密封、可靠开启和安全脱落，以满足发射箱前盖开启脱落过程的快速响应、低弹体冲击力、远飞行距离、结构简单可靠的设计需求。
本发明是通过下述技术方案实现的：
一种低冲击整体弹射式发射箱前盖，包括：蓄能弹射机构、锁紧/解锁机构及前盖本体结构；
外围设备包括：发射箱体和弹体；
所述蓄能弹射机构包括：活动冲击部件、储能弹簧和固定支杆；
锁紧/解锁机构包括：拉杆、固定锁圈和闭锁舌片；
所述前盖本体结构包括：前盖本体、固定支座和配重；
所述活动冲击部件由平板、斜板及空心管组成，平板和斜板呈锐角固定连接，空心管垂直固定在平板的中心；
所述固定支杆为L型杆；
所述固定锁圈的内圆周面设有与闭锁舌片相配合的凹槽；
所述前盖本体为圆弧状壳体；
所述固定支座由支撑板和导向杆组成，导向杆垂直固定在支撑板上；
其连接关系如下：配重固定在前盖本体的边缘处，使前盖本体的质心靠近前盖本体的边缘，固定支座固定在前盖本体的中心；活动冲击部件的空心管与固定支座的导向杆进行孔轴配合，储能弹簧套装在活动冲击部件的空心管及固定支座的导向杆的外表面，且储能弹簧的一端固定在活动冲击部件上，另一端固定在固定支座上；固定支杆的一端固定在活动冲击部件的平板上，且两个以上固定支杆以活动冲击部件的空心管为对称轴呈中心对称分布；拉杆的一端分别活动连接在固定支杆的另一端，闭锁舌片分别活动连接在拉杆的另一端；
固定锁圈固定在发射箱体的法兰上，闭锁舌片伸入到固定锁圈的凹槽内，前盖本体通过闭锁舌片与固定锁圈的配合安装在发射箱体的开放端，且前盖本体的质心位于活动冲击部件斜板的法线下方。
进一步的，所述活动冲击部件的平板和斜板的夹角为15～25度。
进一步的，所述储能弹簧的刚度为50～100N/mm，自由长度为100～150mm，采用高强度弹簧钢。
进一步的，所述前盖本体采用非金属材料；所述活动冲击部件、固定支杆、拉杆、闭锁舌片及固定支座均采用铝合金材料。
工作原理：在锁紧(或密封)工作状态下，闭锁舌片伸入固定锁圈的凹槽内以保证前盖本体的有效固定，此时，储能弹簧处于自由状态，以保证长期储运过程不会发生应力松弛失效；
在开启工作状态下，随着火箭、导弹点火发射，弹体向靠近前盖本体的方向运动并与活动冲击部件的斜板接触，活动冲击部件与弹体同步向靠近前盖本体的方向运动并压缩储能弹簧；同时，与活动冲击部件相连的固定支杆带动拉杆运动，使闭锁舌片从固定锁圈的凹槽中逐渐拔出，实现盖体的开启；在开启过程中，储能弹簧的压缩变形，能够有效降低弹体头部受到的冲击作用力；当斜板与弹体接触时，斜板的法线与弹体轴线倾斜一定角度，使前盖本体受到向前FX、向下Fy的作用力，以保证前盖本体与弹体的快速分离；
在脱落工作状态下，前盖本体与固定锁圈的约束解除，被压缩的储能弹簧能量释放，前盖本体及固定在前盖本体上的部件向前、向下弹出；且前盖本体上的配重，使前盖本体脱落时受到一个翻转力矩，使其向下翻转与弹体快速分离。
有益效果：(1)本发明综合火箭、导弹发射箱前盖设计的需求，提出一种低冲击整体弹射式发射箱前盖，在储运过程中通过锁紧机构实现发射箱的有效密封；在发射初期以弹体接触力作为开启动力，通过解锁和蓄能弹射机构有效降低弹体承受的冲击力并实现前盖本体的可靠开启；前盖本体开启后，由蓄能弹射机构释放能量将前盖整体弹射抛出并远离弹体和发射装置，保障安全、可靠发射。
(2)本发明利用弹体运动过程中与活动冲击部件的接触力作为动力实现前盖开启，响应时间快；利用活动冲击部件的运动和储能弹簧的变形，降低弹体冲击作用力；利用储能弹簧的能量转换、作用力方向和质心位置偏转实现前盖本体向前向下弹射脱落，前盖本体脱落飞行距离远，保证弹体和发射装置安全；此外通过机械结构实现前盖的锁紧、开启和脱落，结构简单可靠。
(3)本发明的活动冲击部件上的斜板在与弹体接触时，产生的作用力不再沿着弹体轴线方向，而可分解为沿轴向的作用力和沿切向作用力，切向作用力能够使得盖体向远离轴线的方向运动，避免盖体脱落过程中对弹体的影响。
附图说明
图1为本发明的结构图。
图2为本发明锁紧时的结构图。
图3为本发明脱落时的结构图。
其中，1-活动冲击部件，2-储能弹簧，3-固定支杆，4-拉杆，5-固定锁圈，6-闭锁舌片，7-配重，8-质心，9-法线，10-固定支座，11-前盖本体，12-发射箱体，13-弹体。
具体实施方式
下面结合附图并举实施例，对本发明进行详细描述。
本发明提供了一种低冲击整体弹射式发射箱前盖，参见附图1，包括：蓄能弹射机构、锁紧/解锁机构及前盖本体结构；
其外围设备包括：发射箱体12和弹体13；
所述蓄能弹射机构包括：活动冲击部件1、储能弹簧2和固定支杆3；
锁紧/解锁机构包括：拉杆4、固定锁圈5和闭锁舌片6；
所述前盖本体结构包括：前盖本体11、固定支座10和配重7；
所述活动冲击部件1由平板、斜板及空心管组成，平板和斜板呈锐角固定连接，空心管垂直固定在平板的中心；所述锐角为15～25度，即斜板与弹体13接触时，斜板的法线9与弹体13轴线的夹角为15～25度；
所述储能弹簧2的刚度为50～100N/mm，自由长度为100～150mm，采用高强度弹簧钢，以获得足够的弹射动力并具有较小的布置空间；
所述固定支杆3为L型杆；
所述拉杆4的长度由固定支杆3调节，以保证闭锁舌片6具有足够的运动距离；
所述固定锁圈5的内圆周面设有与闭锁舌片6相配合的凹槽；
所述前盖本体11为圆弧状壳体，采用非金属材料；
所述固定支座10由支撑板和导向杆组成，导向杆垂直固定在支撑板上；
所述活动冲击部件1、固定支杆3、拉杆4、闭锁舌片6及固定支座10均采用铝合金材料，具有较轻的质量；
其连接关系如下：配重7固定在前盖本体11的边缘处，使前盖本体11的质心8靠近前盖本体11的边缘，固定支座10固定在前盖本体11的中心；活动冲击部件1的空心管与固定支座10的导向杆进行孔轴配合，储能弹簧2套装在活动冲击部件1的空心管及固定支座10的导向杆的外表面，且储能弹簧2的一端固定在活动冲击部件1上，另一端固定在固定支座10上；四个固定支杆3的一端固定在活动冲击部件1的平板上，且四个固定支杆3以活动冲击部件1的空心管为对称轴呈中心对称分布；四个拉杆4的一端分别活动连接在固定支杆3的另一端，闭锁舌片6分别活动连接在拉杆4的另一端；
固定锁圈5通过螺栓固定在发射箱体12的法兰上，闭锁舌片6伸入到固定锁圈5的凹槽内，前盖本体11通过闭锁舌片6与固定锁圈5的配合安装在发射箱体12的开放端，且前盖本体11的质心8位于活动冲击部件1斜板的法线9下方，储能弹簧2处于自由状态。
工作原理：参见附图2、3，在锁紧(或密封)工作状态下，闭锁舌片6伸入固定锁圈5的凹槽内以保证前盖本体11的有效固定，此时，储能弹簧2处于自由状态，以保证长期储运过程不会发生应力松弛失效；
在开启工作状态下，随着火箭、导弹点火发射，弹体13向靠近前盖本体11的方向运动并与活动冲击部件1的斜板接触，活动冲击部件1与弹体13同步向靠近前盖本体11的方向运动并压缩储能弹簧2；同时，与活动冲击部件1相连的固定支杆3带动拉杆4运动，使闭锁舌片6从固定锁圈5的凹槽中逐渐拔出，实现盖体的开启；在开启过程中，储能弹簧2的压缩变形，能够有效降低弹体13头部受到的冲击作用力；当斜板与弹体13接触时，斜板的法线9与弹体13轴线倾斜一定角度，使前盖本体11受到向前FX、向下Fy的作用力，以保证前盖本体11与弹体13的快速分离；
在脱落工作状态下，前盖本体11与固定锁圈5的约束解除，被压缩的储能弹簧2能量释放，前盖本体11及固定在前盖本体11上的部件向前、向下弹出；且前盖本体11上的配重7，使前盖本体11脱落时受到一个翻转力矩，使其向下翻转与弹体13快速分离。
综上所述，以上仅为本发明的较佳实施例而已，并非用于限定本发明的保护范围。凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。
Claims (4)
1.一种低冲击整体弹射式发射箱前盖，其特征在于，包括：活动冲击部件(1)、储能弹簧(2)、固定支杆(3)、拉杆(4)、固定锁圈(5)、闭锁舌片(6)、前盖本体(11)、固定支座(10)及配重(7)；
外围设备为发射箱体(12)；
所述活动冲击部件(1)由平板、斜板及空心管组成，平板和斜板呈锐角固定连接，空心管垂直固定在平板的中心；
所述固定支杆(3)为L型杆；
所述固定锁圈(5)的内圆周面设有与闭锁舌片(6)相配合的凹槽；
所述前盖本体(11)为圆弧状壳体；
所述固定支座(10)由支撑板和导向杆组成，导向杆垂直固定在支撑板上；
其连接关系如下：配重(7)固定在前盖本体(11)的边缘处，使前盖本体(11)的质心(8)靠近前盖本体(11)的边缘，固定支座(10)固定在前盖本体(11)的中心；活动冲击部件(1)的空心管与固定支座(10)的导向杆进行孔轴配合，储能弹簧(2)套装在活动冲击部件(1)的空心管及固定支座(10)的导向杆的外表面，且储能弹簧(2)的一端固定在活动冲击部件(1)上，另一端固定在固定支座(10)上；固定支杆(3)的一端固定在活动冲击部件(1)的平板上，且两个以上固定支杆(3)以活动冲击部件(1)的空心管为对称轴呈中心对称分布；拉杆(4)的一端分别活动连接在固定支杆(3)的另一端，闭锁舌片(6)分别活动连接在拉杆(4)的另一端；
固定锁圈(5)固定在发射箱体(12)的法兰上，闭锁舌片(6)伸入到固定锁圈(5)的凹槽内，前盖本体(11)通过闭锁舌片(6)与固定锁圈(5)的配合安装在发射箱体(12)的开放端，且前盖本体(11)的质心(8)位于活动冲击部件(1)斜板的法线(9)下方。
2.如权利要求1所述的一种低冲击整体弹射式发射箱前盖，其特征在于，所述活动冲击部件(1)的平板和斜板的夹角为15～25度。
3.如权利要求1所述的一种低冲击整体弹射式发射箱前盖，其特征在于，所述储能弹簧(2)的刚度为50～100N/mm，自由长度为100～150mm。
4.如权利要求1所述的一种低冲击整体弹射式发射箱前盖，其特征在于，所述前盖本体(11)采用非金属材料；所述活动冲击部件(1)、固定支杆(3)、拉杆(4)、闭锁舌片(6)及固定支座(10)均采用铝合金材料。
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