CN109398752A - 一种用于轻型空投模拟载荷的小空间大质量排载装置 - Google Patents

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Abstract

本发明提出一种用于轻型空投模拟载荷的小空间大质量排载装置，包括钢块组合、爆炸螺栓、压缩弹簧；钢块组合包括钢块壳体、钨渗铜块、铅块、盖板。使用时，大质量排载装置装配到轻型模拟载荷的前、后排载段，实航试验空中飞行结束时，模拟载荷高速入水，电子装置提供电信号，将爆炸螺栓点爆，钢块组合在弹簧力和惯性力的作用下快速排出并远离模拟载荷，模拟载荷完成排载上浮并打捞回收，进行数据回放。本发明提出的小空间大质量排载装置，结构简单，工作可靠，解决了轻型模拟载荷小空间大质量可靠排载的技术难题。确保了轻型模拟载荷安全排载、可靠上浮的功能，打捞回收后数据回放，为产品提供实航试验数据，具有显著的经济效益。

Description

一种用于轻型空投模拟载荷的小空间大质量排载装置
技术领域
本发明涉及水中热动力航行器技术领域，具体为一种用于轻型空投模拟载荷的小空间大质量排载装置。
背景技术
水中热动力航行器产品在定型前需要进行大量试验，为了能够获取测试数据并节省试验费用，试验中主要采用模拟载荷进行试验，该模拟载荷需要模拟实际水中热动力航行器产品的外形、质量、转动惯量等结构特性，而且由于该水中热动力航行器产品是空投助飞后入水的热动力航行器，所以还要求模拟载荷能够准确模拟实际水中热动力航行器产品的气动特性。
在模拟载荷试验中，模拟载荷内部的电子组件进行数据测试和记录，试验结束后进行打捞回收并完成测试数据的回放。目前的回收方式主要有浮囊、压舱排水和排载三种方式。其中浮囊方式需要在模拟载荷中增加高压气瓶装置，对于结构紧凑的模拟载荷不适用；而压舱排水更是需要很大的空间才能实现。
而排载方式是直接排放附加质量后，产生正浮力实现模拟载荷的回收，具有结构简单，易实现的优点，但申请人在实际使用过程中发现目前的排载方式还存在以下问题：
1、在结构紧凑的模拟载荷中，其外形需要与真实水中热动力航行器产品外形一致，同时在安装附加质量部位的舱段壳体尺寸又要满足空投助飞入水的强度冲击要求，由此导致供安装附加质量部位的空间有限，能够安装的附加质量有限，难以满足大排载质量的要求(要求在小空间内排掉约100kg的质量)。
2、在排载过程中，附加质量与舱段壳体之间普遍只采用爆炸螺栓作为分离部件，申请人在试验过程中发现爆炸螺栓作动后经常出现附加质量与舱段壳体之间卡滞而没有排载分离，分析其原因是由于该模拟载荷是空投助飞入水后即排载，会产生复杂的排载阻力，导致仅使用爆炸螺栓难以克服排载阻力实现排载分离。
发明内容
为解决现有技术存在的问题，本发明提出一种用于轻型空投模拟载荷的小空间大质量排载装置，采用多组排载钢块组合的形式，实现了模拟载荷的快速、安全和可靠排载功能。
本发明的技术方案为：
所述一种用于轻型空投模拟载荷的小空间大质量排载装置，其特征在于：包括钢块组合(2)、爆炸螺栓(4)、压缩弹簧(3)；
所述钢块组合(2)包括钢块壳体(12)、钨渗铜块、铅块(13)、盖板(15)；所述钢块壳体(12)外侧面为半圆结构，内部为中空结构，且钢块壳体(12)内部具有容纳所述轻型空投模拟载荷的舱段壳体(9)的空间，并通过盖板(15)将容纳舱段壳体(9)的空间与钢块壳体(12)的其余内部中空结构隔离，在钢块壳体(12)内部形成大质量空间；所述大质量空间内部放置钨渗铜块，并在大质量空间内灌入铅液，待铅液固化后形成铅块(13)；钢块壳体(12)两端的外端面均向内倾斜，两端的外端面与内端面形成楔形，钢块壳体(12)的外侧面的轴向长度在整个半圆的周向范围内保持一致，使得钢块壳体(12)的外侧面在钢块壳体(12)两端的外端面向内倾斜的位置处形成弧翼(18)；
所述钢块壳体(12)的中心径向位置开有爆炸螺栓安装孔；爆炸螺栓(4)穿过舱段壳体(9)的连接孔后，套上压缩弹簧(3)，在钢块壳体(12)的爆炸螺栓安装孔内与钢块壳体(12)密封固定连接。
进一步的优选方案，所述一种用于轻型空投模拟载荷的小空间大质量排载装置，其特征在于：钨渗铜块在钢块壳体(12)内部对称布置，其中两个上钨渗铜块(16)通过穿过钢块壳体(12)外侧面的螺纹销(11)固定连接，两个下钨渗铜块(14)通过固化的铅块实现位置固定。
有益效果
本发明在小空间内通过设计钢块组合(2)实现了大质量排载，而且为了防止钢块组合与轻型空投模拟战斗载荷排载段的舱段壳体卡死，钢块壳体两端和外侧面设计成楔形和弧翼状，既满足空中流体特性，又便于实现排载功能，确保了轻型模拟载荷安全排载、可靠上浮的功能，实现了打捞回收后数据回放，为产品提供实航试验数据，具有显著的经济效益。
本发明的附加方面和优点将在下面的描述中部分给出，部分将从下面的描述中变得明显，或通过本发明的实践了解到。
附图说明
本发明的上述和/或附加的方面和优点从结合下面附图对实施例的描述中将变得明显和容易理解，其中：
图1小空间大质量排载装置示意图；该图为沿水中热动力航行器轴线方向剖开后的上半部分剖视图；
图2钢块组合示意图；该图为垂直于水中热动力航行器轴线方向剖开后的上半部分剖视图；
图3钢块壳体楔形弧翼结构示意图。
图中：1.螺钉；2.钢块组合；3.压缩弹簧；4.爆炸螺栓；5.定位销；6.螺母；7.平垫片；8.O形密封圈；9.舱段壳体；10.弹平垫；11.螺纹销；12.钢块壳体；13.铅块；14.下钨渗铜块；15.盖板；16.上钨渗铜块；17.楔形；18.弧翼。
具体实施方式
下面详细描述本发明的实施例，所述实施例是示例性的，旨在用于解释本发明，而不能理解为对本发明的限制。
如图1所示，本实施例中的一种用于轻型空投模拟载荷的小空间大质量排载装置，包括钢块组合2、爆炸螺栓4、压缩弹簧3。
为满足钢块组合的质量要求，钢块组合采用钢块壳体镶嵌铅和钨渗铜的组合形式，如图2所示，钢块组合2包括钢块壳体12、钨渗铜块、铅块13、盖板15；所述钢块壳体12外侧面为半圆结构，内部为中空结构，且钢块壳体12内部具有容纳所述轻型空投模拟载荷的舱段壳体9的空间，并通过盖板15将容纳舱段壳体9的空间与钢块壳体12的其余内部中空结构隔离，在钢块壳体12内部形成大质量空间。
所述大质量空间内部放置钨渗铜块，并在大质量空间内灌入铅液，待铅液固化后形成铅块13；如图2所示，钨渗铜块在钢块壳体12内部对称布置，其中两个上钨渗铜块16通过穿过钢块壳体12外侧面的螺纹销11固定连接，两个下钨渗铜块14放置到钢块壳体12的相应位置，将铅液灌入钢块壳体12内部，通过固化的铅块实现位置固定。
为防止钢块组合与模拟战斗载荷排载段的舱段壳体卡死，如图3所示，钢块壳体12两端的外端面均向内倾斜，两端的外端面与内端面形成楔形；同时钢块壳体12的外侧面的轴向长度在整个半圆的周向范围内保持一致，使得钢块壳体12的外侧面在钢块壳体12两端的外端面向内倾斜的位置处形成弧翼18，既满足空中流体特性，又便于实现排载功能。
所述钢块壳体12的中心径向位置开有爆炸螺栓安装孔；O形密封圈8套在爆炸螺栓4的下端安装槽内，再将爆炸螺栓4安装在模拟战斗载荷排载段的舱段壳体9上，用定位销5定位，装上平垫片7，用螺母6拧紧，压缩弹簧3套在爆炸螺栓4法兰的上端，钢块组合2放置在压缩弹簧3和爆炸螺栓4的上端，用螺钉1和弹平垫10拧紧。爆炸螺栓工作方式采用分离冲断式，可承受较大的拉伸和剪切力。确保了轻型模拟载荷安全排载、可靠上浮的功能。
使用时，将大质量排载装置装配到轻型模拟载荷的前、后排载段，实航试验空中飞行结束时，模拟载荷高速入水，电子装置提供电信号，将爆炸螺栓点爆，钢块组合在弹簧力和惯性力的作用下快速排出并远离模拟载荷，模拟载荷完成排载上浮并打捞回收，进行数据回放。
尽管上面已经示出和描述了本发明的实施例，可以理解的是，上述实施例是示例性的，不能理解为对本发明的限制，本领域的普通技术人员在不脱离本发明的原理和宗旨的情况下在本发明的范围内可以对上述实施例进行变化、修改、替换和变型。

Claims (2)

1.一种用于轻型空投模拟载荷的小空间大质量排载装置，其特征在于：包括钢块组合(2)、爆炸螺栓(4)、压缩弹簧(3)；
所述钢块组合(2)包括钢块壳体(12)、钨渗铜块、铅块(13)、盖板(15)；所述钢块壳体(12)外侧面为半圆结构，内部为中空结构，且钢块壳体(12)内部具有容纳所述轻型空投模拟载荷的舱段壳体(9)的空间，并通过盖板(15)将容纳舱段壳体(9)的空间与钢块壳体(12)的其余内部中空结构隔离，在钢块壳体(12)内部形成大质量空间；所述大质量空间内部放置钨渗铜块，并在大质量空间内灌入铅液，待铅液固化后形成铅块(13)；钢块壳体(12)两端的外端面均向内倾斜，两端的外端面与内端面形成楔形，钢块壳体(12)的外侧面的轴向长度在整个半圆的周向范围内保持一致，使得钢块壳体(12)的外侧面在钢块壳体(12)两端的外端面向内倾斜的位置处形成弧翼(18)；
所述钢块壳体(12)的中心径向位置开有爆炸螺栓安装孔；爆炸螺栓(4)穿过舱段壳体(9)的连接孔后，套上压缩弹簧(3)，在钢块壳体(12)的爆炸螺栓安装孔内与钢块壳体(12)密封固定连接。
2.根据权利要求1所述一种用于轻型空投模拟载荷的小空间大质量排载装置，其特征在于：钨渗铜块在钢块壳体(12)内部对称布置，其中两个上钨渗铜块(16)通过穿过钢块壳体(12)外侧面的螺纹销(11)固定连接，两个下钨渗铜块(14)通过固化的铅块实现位置固定。
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