CN109595997B - 抗高过载冲击的同步四通道折叠翼锁定展开机构及其方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种抗高过载冲击的同步四通道折叠翼锁定展开机构及其方法，折叠翼锁定展开机构安装于舵机上，包括舵翼、锁紧缓冲装置和火工品推力筒，舵翼包括四个，分别安装在对应的锁紧缓冲装置上，通过底座输出轴与舵机减速器相连；火工品推力筒固定于舵机的中心位置，通过锁紧爪与四个舵翼连接，用于舵翼的初始折叠锁紧和到位展开。本发明结构简单、同步性好、锁紧可靠等特点。适用于冲击过载大、展开时间短、同步性要求高的制导弹药折叠翼应用领域。

Description

抗高过载冲击的同步四通道折叠翼锁定展开机构及其方法

技术领域

本发明属于制导弹药折叠翼技术领域，具体涉及一种抗高过载冲击的同步四通道折叠翼锁定展开机构及其方法。

背景技术

导弹弹翼是弹体的重要组成部分，为使导弹、火箭弹装置小型化，运输贮存方便，制导弹药广泛采用折叠舵翼形式。目前国内制导弹药折叠翼展开机构较多采用火工品四路独立推动，即四个火工品分别推动，机构式锁紧释放的设计方法，该方法结构设计复杂，四路翼面展开同步性差，翼面展开到位冲击大，存在翼面展开到位锁紧不牢靠，翼面气流扰动大，导致弹体飞行姿态失稳的风险。

目前折叠翼多采用初始不锁紧或安装独立锁紧释放装置的锁紧策略，对于前者存在发射过程中误展开的风险，后者因附加安装锁紧释放装置，结构形式复杂、成本增加，在高冲击下易造成结构失效导致无法展开，折叠翼展开机构的可靠性较低。

原有折叠翼展开机构一般未考虑减振缓冲措施，在高速展开到位时冲击力过大易造成无法锁紧或冲击变形后的锁紧不牢靠，影响弹体飞行状态。

已有四通道折叠翼展开机构基本采用四火工品单路独立推动或单火工品四路独立推动模式，在推动方式上四路均为独立，各路间不具有相关性，故四路舵翼展开的同步性较难保证。

发明内容

本发明所要解决的技术问题在于针对上述现有技术中的不足，提供一种抗高过载冲击的同步四通道折叠翼锁定展开机构及其方法，具有结构简单、同步性好、锁紧可靠等特点。适用于冲击过载大、展开时间短、同步性要求高的制导弹药折叠翼应用领域。

本发明采用以下技术方案：

抗高过载冲击的同步四通道折叠翼锁定展开机构，折叠翼锁定展开机构安装于舵机上，包括舵翼、锁紧缓冲装置和火工品推力筒，舵翼包括四个，分别安装在对应的锁紧缓冲装置上，通过底座输出轴与舵机减速器相连；火工品推力筒固定于舵机的中心位置，通过锁紧爪与四个舵翼连接，用于舵翼的初始折叠锁紧和到位展开。

具体的，锁紧缓冲装置包括安装底座、拉簧和锁紧销；舵翼通过安装底座与舵机相连，拉簧设置在安装底座的两侧，一端通过锁紧销与安装底座上设置的锁紧槽连接，舵翼通过拉簧和锁紧销实现舵翼的展开和到位锁紧。

进一步的，舵翼与安装底座之间设置有缓冲垫，缓冲垫上开有楔形状的豁口，用于舵翼展开后的渐进摩擦接触。

具体的，火工品推力筒包括推力筒壳体，推力筒壳体内部设置有腔体，腔体的一端设置有电点火器，另一端与中心轴连接，中心轴的一端设置在腔体内用于活塞运动，另一端依次经过侧推杆和锁紧爪后伸出至推力筒壳体外，锁紧爪与推力筒壳体相连并螺接于舵机的中心位置。

进一步的，侧推杆包括四个，呈十字型设置在推力筒壳体上，一端位于腔体内用于和中心轴连接，另一端伸出至推力筒壳体外与舵翼连接。

进一步的，侧推杆与中心轴的接触面为锥面。

进一步的，侧推杆上开有限位槽，限位槽内设置有限位螺钉，推力筒壳体通过限位螺钉与侧推杆连接。

具体的，四个舵翼呈十字型对称设置，每个舵翼上开有用于连接锁紧爪的锁紧豁口。

具体的，舵翼的展开角为7～10°。

一种抗高过载冲击的同步四通道折叠翼锁定展开机构的操作方法，包括折叠状态和展开状态，折叠状态具体为：

弹体发射前，将安装舵翼的锁紧缓冲装置与舵机减速器连接，将舵翼折叠到弹体内部，，此时舵翼通过拉簧和舵翼锁紧销折叠；调整火工品推力筒使四个锁紧爪均可靠卡入舵翼的锁紧豁口，并对准舵机接口安装火工品推力筒；

展开状态具体为：

当弹体发射到预定高度后，控制器给火工品推力筒发出点火指令，火工品推力筒内设置的电点火器工作点燃药柱，药柱爆燃产生的高压燃气推动火工品推力筒内设置的中心轴，中心轴急速向上推动，先带动锁紧爪上移小段距离后，使锁紧爪脱离舵翼锁紧豁口，完成锁紧释放，中心轴继续上移使锥面接触挤压火工品推力筒上设置的四路侧推杆，使侧推杆同时推出撞击舵翼，舵翼在高速撞击下迅速展开；

当舵翼接近展开位时与连接的缓冲垫通过楔形结构逐步接触配合，通过两者间摩擦阻力和缓冲垫的挤压变形降低舵翼的到位冲击力，同时，在舵翼展开过程中，锁紧缓冲装置的锁紧销随舵翼一起运动，接近展开位时，锁紧销在拉簧的作用下卡入安装底座的锁紧槽内，完成舵翼的到位锁紧。

与现有技术相比，本发明至少具有以下有益效果：

本发明一种抗高过载冲击的同步四通道折叠翼锁定展开机构，展开机构安装于弹体舵机上，用于舵翼的初始折叠锁紧和到位展开，设置火工品推力筒用于四路推进，保证推出的同步性，通过锁紧缓冲装置提高到位锁紧的安全性和可靠性，通过锁紧爪提高了翼面在冲击下锁紧与解锁的可靠性。

进一步的，加装吸振阻尼材料缓冲装置，与翼面呈楔型配合方式，增大与翼面的有效阻尼摩擦力，可实现翼面在展开到位的冲击缓冲，减轻翼面到位的冲击损伤及到位稳定时间，提高到位锁紧的安全性和可靠性。

进一步的，采用单火工品四路联动推动模式作为推动方式，一支火工品带四路侧推杆，中心轴与四路侧推杆的锥面接触，当中心轴向上运动时，锥面挤压四路侧推杆同步运动，从机械结构上保证火工品四路侧推杆推出的同步性，继而满足四路舵翼展开的高同步性要求，提高了折叠翼展开的可靠性。

进一步的，采用火工品中心轴上端加锁紧爪的初始锁紧方式，结构保证中心轴与四路侧推杆运动上有机械延时，可实现先解锁后侧推的先后时序问题，提高了翼面在冲击下锁紧与解锁的可靠性。

进一步的，采用限位螺钉控制侧推杆切断初始锁紧销后侧向推出的距离，结构上起到侧推杆在推出后限位锁定功能，解决推出后无法定位约束的问题，提高四路侧推杆推出的一致性和可靠性。

进一步的，根据舵翼转动中心位置，对弹体发射时舵翼受到的转动力矩分析，当舵翼展开角为7～10°设置时，舵翼所受转动力矩为向内折叠方向，利于舵翼在初始位置的折叠可靠，同时，依据弹体外形轮廓，当7～10°时舵翼贴近舵舱，易于舵翼在侧推力下迅速展开到位。

本发明还公开了抗高过载冲击的同步四通道折叠翼锁定展开机构的操作方法，包括折叠状态和展开状态，提供操作人员最为高效和适宜的装配、操作流程，避免由于装配顺序不当和误操作造成的装配误差甚至部件损坏，提高该方案的工程可实现性。

综上所述，本发明结构简单、同步性好、锁紧可靠等特点。适用于冲击过载大、展开时间短、同步性要求高的制导弹药折叠翼应用领域。

下面通过附图和实施例，对本发明的技术方案做进一步的详细描述。

附图说明

图1为折叠翼锁定展开机构折叠状态工作原理图；

图2为舵翼及锁紧缓冲装置折叠位置局部示意图；

图3为折叠翼锁定展开机构展开状态工作原理图；

图4为实施例四通道舵翼位置示意图。

其中：1.侧推杆；2.限位螺钉；3.电点火器；4.中心轴；5.推力筒壳体；6.锁紧爪；7.舵翼；8.缓冲垫；9.安装底座；10.拉簧；11.锁紧销。

具体实施方式

在本发明的描述中，需要理解的是，术语“中心”、“上”、“下”、“竖直”、“水平”、“顶”、“底”、“内”、“外”、“一侧”、“一端”、“一边”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本发明和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明的限制。

在本发明的描述中，需要说明的是，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通。对于本领域的普通技术人员而言，可以具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。

请参阅图1和图3，本发明一种抗高过载冲击的同步四通道折叠翼锁定展开机构，折叠翼锁定展开机构由四个舵翼7、四个锁紧缓冲装置及火工品推力筒(含锁紧爪6)组成；每个舵翼7对应安装于一个锁紧缓冲装置上，通过底座输出轴与舵机减速器相连；火工品推力筒固定于舵机中心位置，通过锁紧爪6与四个舵翼7连接，锁紧爪6与火工品推力筒相连并螺接于舵机中心位置，折叠翼锁定展开机构安装于弹体舵机上，用于舵翼7的初始折叠锁紧和到位展开。

请参阅图2，锁紧缓冲装置包括安装底座9、缓冲垫8和拉簧10；舵翼7通过安装底座9与舵机相连，舵翼7通过拉簧10和锁紧销11实现舵翼展开和到位锁紧功能，缓冲垫8上部豁口呈楔形状与舵翼7配合，实现展开后的渐进摩擦接触，起到缓冲和限位目的。

火工品推力筒包括推力筒壳体5、电点火器3、中心轴4和侧推杆1，推力筒壳体5的一端设置有腔体，电点火器3位于腔体的前端，中心轴4的一端设置在腔体内，另一端与推力筒壳体5的另一端固定连接，侧推杆1与中心轴4相互垂直设置，侧推杆1包括四部分，呈十字型对称设置在推力筒壳体5上，一端分别设置在腔体内与中心轴4接触，另一端与舵翼7连接，推力筒壳体5与侧推杆1之间设置有限位螺钉2，锁紧爪6作为附件与中心轴3压紧相连，锁紧爪6为十字型结构，四端均设置有凸起，用于对应卡装在舵翼7的锁紧豁口内锁紧舵翼。

火工品推力筒的工作原理如下：

接到点火指令后，电点火器3产生点火电流引燃爆药，产生的高压燃气推动中心轴4切断定位用的锁紧销11后急速上移，当中心轴4上移至锥面与侧推杆1接触时，锁紧爪6已随中心轴4上移两者间隙行程，锁紧抓6两端的凸起与舵翼7的凹槽分离，用于初始锁紧释放；

中心轴4继续上移挤压侧推杆1使其切断初始锁紧销11后侧向推出，推出距离由限位螺钉2决定。由于内部高压燃气影响，中心轴4锁定于图3位置直至下端电点火器3放气后，方可下推中心轴4至初始位置。

折叠至展开状态工作过程：

初始折叠状态如图1所示，此时舵翼7受锁紧销11的拉簧10拉力作用，由于安装底座9表面轮廓线设计，保证此位置拉力效果为使舵翼7向内折叠。

当受到推力作用时，舵翼7带动锁紧销11一起运动，当运动至图3所示展开位时，锁紧销11在拉簧10拉力作用下迅速卡入锁紧槽中，完成到位锁定；此时舵翼7展开到位，中心轴4和锁紧爪6上移到位，侧推杆1侧推到最终位置。

为使本发明实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。通常在此处附图中的描述和所示的本发明实施例的组件可以通过各种不同的配置来布置和设计。因此，以下对在附图中提供的本发明的实施例的详细描述并非旨在限制要求保护的本发明的范围，而是仅仅表示本发明的选定实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。

本发明一种抗高过载冲击的同步四通道折叠翼锁定展开机构的操作方法：

首先，舵翼7安装于安装底座9上，通过底座输出轴与舵机减速器相连。锁紧爪6与推力筒相连并螺接于舵机中心位置，用于舵翼7的初始锁紧和推动展开，其折叠和展开实现过程分别如下：

(1)折叠状态

在弹体发射前，先将安装舵翼的锁紧缓冲装置与舵机减速器连接，将舵翼7折叠到合适位置，即舵翼潜于弹体内部，展开角为7～10°，此时舵翼7通过拉簧10和舵翼锁紧销折叠于某一角度。调整推力筒使四个锁紧爪6均可靠卡入舵翼锁紧豁口，并对准舵机接口安装推力筒。此时完成舵翼7的初始锁定和折叠翼锁定展开机构的安装。

(2)展开过程

当弹体发射到预定高度后，控制器给推力筒发出点火指令，筒内电点火器3工作点燃药柱，药柱爆燃产生的高压燃气推动中心轴4，中心轴4急速向上推动，由于锁紧爪6与推力筒的中心轴4连接，故此过程中心轴4先带动锁紧爪6上移小段距离后，使锁紧爪6脱离舵翼锁紧豁口，完成锁紧释放，中心轴4继续上移使锥面接触挤压侧推杆1，致使四路侧推杆1同时推出撞击舵翼7，舵翼7在高速撞击下迅速展开。舵翼7在接近展开位时与缓冲垫8通过楔形结构逐步接触配合，通过两者间摩擦阻力和缓冲垫8的挤压变形降低舵翼的到位冲击力。

同时，在舵翼7展开过程中，锁紧销11随舵翼7一起运动，接近展开位时，锁紧销11在拉簧10的作用下卡入安装底座9的锁紧槽内，完成舵翼7的到位锁紧。

请参阅图4，按逆时针方向分别标示为1、2、3、4。针对该图例舵翼指示进行舵翼展开试验的说明。实际试验中为了便于拍摄展开过程，以两两舵翼对比观测。

为了比对展开试验效果，利用两个试验件及两种工况进行试验数据对比，分别就舵翼最大展开时间，最大到位差异时间及舵翼到位稳定时间来评估展开效果。试验数据如下表所示：

表1联合展开试验对照表：

由上表可看出，同一试验件不同舵翼之间展开时间差距很小，在1ms左右，最大展开时间约在10ms附近，满足制导弹药对舵翼展开时间及同步性的要求，不同试验件由于加工、装配误差造成展开时间略有差异，约为1-2ms，但仍在精度要求范围内。加装阻尼减震缓冲件后舵翼到位稳定时间明显减少，到位振动衰减很快，利于展开到位的可靠性保障。

以上内容仅为说明本发明的技术思想，不能以此限定本发明的保护范围，凡是按照本发明提出的技术思想，在技术方案基础上所做的任何改动，均落入本发明权利要求书的保护范围之内。

Claims (1)

1.一种抗高过载冲击的同步四通道折叠翼锁定展开机构的操作方法，其特征在于，折叠翼锁定展开机构安装于舵机上，包括舵翼(7)、锁紧缓冲装置和火工品推力筒，舵翼(7)包括四个，分别安装在对应的锁紧缓冲装置上，通过底座输出轴与舵机减速器相连；火工品推力筒固定于舵机的中心位置，通过锁紧爪(6)与四个舵翼(7)连接，用于舵翼(7)的初始折叠锁紧和到位展开，舵翼(7)的展开角为7～10°；

锁紧缓冲装置包括安装底座(9)、拉簧(10)和锁紧销(11)；舵翼(7)通过安装底座(9)与舵机相连，拉簧(10)设置在安装底座(9)的两侧，一端通过锁紧销(11)与安装底座(9)上设置的锁紧槽连接，舵翼(7)通过拉簧(10)和锁紧销(11)实现舵翼(7)的展开和到位锁紧，舵翼(7)与安装底座(9)之间设置有缓冲垫(8)，缓冲垫(8)上开有楔形状的豁口，用于舵翼(7)展开后的渐进摩擦接触，四个舵翼(7)呈十字型对称设置，每个舵翼(7)上开有用于连接锁紧爪(6)的锁紧豁口；

火工品推力筒包括推力筒壳体(5)，推力筒壳体(5)内部设置有腔体，腔体的一端设置有电点火器(3)，另一端与中心轴(4)连接，中心轴(4)的一端设置在腔体内用于活塞运动，另一端依次经过侧推杆(1)和锁紧爪(6)后伸出至推力筒壳体(5)外，锁紧爪(6)与推力筒壳体(5)相连并螺接于舵机的中心位置，侧推杆(1)包括四个，呈十字型设置在推力筒壳体(5)上，一端位于腔体内用于和中心轴(4)连接，另一端伸出至推力筒壳体(5)外与舵翼(7)连接，侧推杆(1)与中心轴(4)的接触面为锥面，侧推杆(1)上开有限位槽，限位槽内设置有限位螺钉(2)，推力筒壳体(5)通过限位螺钉(2)与侧推杆(1)连接，包括折叠状态和展开状态，折叠状态具体为：

弹体发射前，将安装舵翼(7)的锁紧缓冲装置与舵机减速器连接，将舵翼(7)折叠到弹体内部，此时舵翼(7)通过拉簧(10)和舵翼锁紧销折叠；调整火工品推力筒使四个锁紧爪(6)均可靠卡入舵翼的锁紧豁口，并对准舵机接口安装火工品推力筒；

展开状态具体为：

当弹体发射到预定高度后，控制器给火工品推力筒发出点火指令，火工品推力筒内设置的电点火器(3)工作点燃药柱，药柱爆燃产生的高压燃气推动火工品推力筒内设置的中心轴(4)，中心轴(4)急速向上推动，先带动锁紧爪(6)上移小段距离后，使锁紧爪(6)脱离舵翼锁紧豁口，完成锁紧释放，中心轴(4)继续上移使锥面接触挤压火工品推力筒上设置的四路侧推杆(1)，使侧推杆(1)同时推出撞击舵翼(7)，舵翼(7)在高速撞击下迅速展开；

当舵翼(7)接近展开位时与连接的缓冲垫(8)通过楔形结构逐步接触配合，通过两者间摩擦阻力和缓冲垫(8)的挤压变形降低舵翼的到位冲击力，同时，在舵翼(7)展开过程中，锁紧缓冲装置的锁紧销(11)随舵翼(7)一起运动，接近展开位时，锁紧销(11)在拉簧(10)的作用下卡入安装底座(9)的锁紧槽内，完成舵翼(7)的到位锁紧。

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