CN110160410B - 一种弹体气动维形机构 - Google Patents

Abstract

本发明提供了一种弹体气动维形机构，包括前折叠维形板、前固定底板、后固定底板、滑动维形板、中折叠维形板、后折叠维形板，该机构适用于弹体腹板下移脱离舱段引起的大开口气动维形问题，充分考虑腹板下移过程中相关机构的运动空间及动作时序，协同利用舱内运动滑块作为动力源，通过滑动+轴向转动+横向转动三自由度动态维形板与关键部位固定维形板的匹配性设计，使维形机构能够在舱段腹板下移过程中实现对开口的随动封堵，以保持舱腹部的气动外形。维形机构展开到位后可靠锁定，工作性能能够满足飞航导弹飞行要求，在飞航导弹舱段气动维形方面具有广阔的应用前景。

Description

一种弹体气动维形机构

技术领域

本发明属于飞航导弹机械技术领域，特别是涉及一种弹体气动维形机构。

背景技术

随着飞航导弹结构技术的发展以及先进作战功能需求的提出，满足某些特殊功能的分离展开机构在飞航导弹上开始大量涌现，如弹翼展开机构、舱门开合机构等。现某型飞航导弹存在如下需求：该弹体某舱腹部出于某功能需求，设计为可向下伸缩的分离式腹板，腹板与舱壳体通过某连接机构相连。在导弹巡航飞行过程中，分离式腹板向下伸出，连接机构发生相应运动，舱腹部因腹板分离出现巨大开口，从而导致气动阻力激增，因此需要对该开口进行封堵以保证气动外形。由于连接机构始终连接着伸出后的分离腹板，故舱腹部开口的部分区域被连接机构部件所占据，故需封堵的开口区域呈不规则形状，封堵板形状设计存在诸多限制条件，且由于舱内空间狭小及机构运动干涉，封堵板无法采用单纯的折叠或滑动式展开方式，现有技术已无法满足要求。

发明内容

针对现有技术中舱体不规则形状开口区域无法维形的技术问题，本发明提供一种弹体气动维形机构，通过多组维形板对不规则形状开口区域进行有效维形。

本发明解决上述技术问题采用的技术方案如下：

一种弹体气动维形机构，包括前固定底板、前折叠维形板、后固定底板、滑动维形板、中折叠维形板、后折叠维形板；所述前固定底板前端与舱壳体底部开口前端固定连接；所述前折叠维形板为两片，对称分布与前固定底板两侧且外侧连接在舱壳体底部开口两侧；所述后固定底板包括两侧板和连接在两侧板下边的水平底板，两侧板与舱壳体上部框架固定连接；所述滑动维形板为U型板，对称设置在舱壳体底部开口中后部、包围后固定底板，且滑动维形板两侧边与舱壳体两侧边构成移动副；所述中折叠维形板为两片，对称连接在滑动维形板两侧边内侧；所述后折叠维形板活动连接在滑动维形板尾部。

进一步的，舱壳体与分离式腹板的连接机构包括与飞行方向一致的平行导轨和沿导轨移动的滑块，所述滑动维形板两侧边设置垂直框架，所述框架顶部和滑块底部设置相互配合的凹面和柱面。

进一步的，所述滑动维形板与分离式腹板连接机构使用同一解锁开关。

进一步的，所述滑动维形板两侧边设置导向槽，与舱壳体底部两侧滑轨配合构成移动副。

进一步的，所述后折叠维形板通过转轴、大扭簧活动连接在滑动维形板尾部。

进一步的，所述前折叠维形板、中折叠维形板通过分离式腹板上的凸台折叠在舱壳体内；所述后折叠维形板通过滑动维形板尾部的楔形块折叠并紧贴舱壳体后端面。

进一步的，所述中折叠维形板展开后通过锁定销锁定在后固定底板上，所述后折叠维形板维形板展开后通过锁定销锁定在舱壳体后端。

进一步的，所述前折叠维形板通过扭簧合页与舱壳体连接；所述中折叠维形板通过扭簧合页与滑动维形板连接。

进一步的，所述前固定底板、前折叠维形板为弹性橡胶，粘接在舱壳体前部，所述弹性橡胶厚度为1mm，拉断伸长率≥100％，拉断强度≥5MPa。

进一步的，所述前固定底板、前折叠维形板、后固定底板、滑动维形板、中折叠维形板、后折叠维形板均为铝合金材料。

本发明的有益效果：

本发明采用三组折叠维形板和两组固定底板进行气动维形，能够解决大面积不规则形状开口舱体气动维形技术难点，维形机构折叠包络小，与现有运动机构高度集成融合，且展开过程不会与已有运动机构发生运动干涉，克服了现有维形机构无法与腹板连接机构协同动作、维形面积占比小等缺点，可广泛应用于飞航导弹开口气动维形方面。

本发明提供的弹体气动维形机构能够利用分离式腹板连接机构中的运动滑块作为动力源，驱动三处维形板共同完成舱腹部的开口封堵，维形机构在展开前布置于舱内腔空间，其展开运动与腹板伸出运动同时发生，并可保证两机构不会发生运动干涉。

附图说明

所包括的附图用来提供对本发明实施例的进一步的理解，其构成了说明书的一部分，用于例示本发明的实施例，并与文字描述一起来阐释本发明的原理。显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1为本发明实施例弹体气动维形机构示意图；

图2为本发明实施例弹体气动维形机构收起状态示意图；

图3为本发明实施例弹体气动维形机构维形状态示意图；

其中，上述附图包括以下附图标记：

1为前折叠维形板，2为前固定底板，3为扭簧合页，4为后固定底板，5为中折叠维形板，6为滑动维形板，7为维形板锁定销，8为转轴，9为大扭簧，10为后折叠维形板，11为后折叠维形板锁定销，12为腹板，13为导轨，14为滑块。

具体实施方式

下面结合附图和实施例对本发明进行详细阐述，附图中标识了“前”、“后”、“上”、“下”方位，仅用于理解该实施例的技术方案，无限制作用。

为了便于理解本发明技术方案，首先对现有技术中弹体舱腹部的分离式腹板结构进行说明。如图1所示，分离式腹板12与舱壳体通过连接机构相连，连接机构包括与飞行方向一致的两条平行导轨13及沿导轨滑动的滑块14，在导弹巡航飞行过程中，分离式腹板通过连接机构向下伸出。

如图1～3所示，是本发明的具体实施例提供的一种弹体气动维形机构，该弹体气动维形机构包括前折叠维形板1、前固定底板2、扭簧合页3、后固定底板4、中折叠维形板5、滑动维形板6、维形板锁定销7、转轴8、大扭簧9、后折叠维形板10、后折叠维形板锁定销11。

其中，前折叠维形板为两片，并对称分布于舱壳体底部开口前部两侧下方，前折叠维形板1通过扭簧合页3与舱壳体侧壁铰接，合页扭簧3为维形板提供展开扭力。滑动维形板6为U形结构，对称设置在舱壳体底部开口中后部、，两侧边设置导向槽与舱壳体底部两侧滑轨配合构成移动副，滑动维形板6两侧边上表面固定有垂直于水平面的两处三角形框架，三角形框架上端向后设置半圆形凹面，滑块对应区域设置与之配合向前的柱面，凹面与柱面直径相等，以保证滑块接触三角形框架时三角形框架凹面与滑块柱面良好贴合。滑动维形板6位于舱壳体后部保持滑动锁定状态，并与分离式腹板连接机构使用同一解锁开关。中折叠维形板5为两片，通过扭簧合页3对称铰接在滑动维形板6两侧边内侧，分离式腹板前部、后部两侧设有凸台，前折叠维形板、中折叠维形板折叠时紧贴分离式腹板上凸块侧面，扭簧合页处于收紧状态。转轴8穿过大扭簧9、后折叠维形板10轴孔、滑动维形板6尾部轴孔，实现后折叠维形板10与滑动维形板6的铰接，滑动维形板6尾部设置楔形块固定大扭簧9处于收紧状态，后折叠维形板10折叠并紧贴舱壳体后端面。前固定底板2与后固定底板4均与舱壳体固定连接；维形板锁定销固定在各折叠维形板展向末端。

前折叠维形板1主要功能是实现前面两侧小尺寸空间维形，其材料为2A14铝合金，厚度为1.5mm，通过扭簧合页3与舱体两侧连接。

前固定底板2主要功能是实现前面中间小尺寸空间维形，与前折叠维形板1共同实现弹体前部维形，其材料为2A14铝合金，厚度为2mm，通过螺钉与舱体底部开口前侧固定连接。

扭簧合页3主要功能是提供扭矩，其材料为60Si2Mn，两组扭簧合页3分别为前折叠维形板1和中折叠维形板5展开维形状提供动力，两组扭簧合页3基体分别与舱体两侧、滑动维形板6固定连接。

后固定底板4主要功能是实现中间中心位置小尺寸空间维形，其包括两侧板和连接在两侧板下边的水平底板，其材料为2A14铝合金，厚度为1.5mm，两侧板与舱体上部框架固定连接，后固定底板4被滑动维形板6包围。

中折叠维形板5主要功能是实现中间两侧小尺寸空间维形，与后固定底板4共同实现弹体中部维形，其材料为2A14铝合金，厚度为2mm，通过扭簧合页3与滑动维形板6固定连接。

滑动维形板6主要功能是解决后部大面积维形问题，其两侧导向槽与舱体滑轨配合，两侧导向槽表面及滑轨表面进行镀MoS2减摩层，工作时利用滑块带动其直线运动，运动到位后通过锁定销插入舱体内锁定销孔实现到位锁定；滑动维形板6材料为2A14铝合金。滑动维形板6与舱壳体构成移动副，滑动维形板6可沿弹身轴向滑动，当滑块沿导轨前向运动一定距离时，滑块上配合柱面与滑动维形板6三角形框架上端凹面接触，滑块推动滑动维形板6向前运动，带动后折叠维形板10展开，运动到位后滑动维形板6连接的中折叠维形板5、后折叠维形板10分别与后固定底板4、舱壳体后端锁定销孔锁定。

维形板锁定销7主要功能是实现中折叠维形板5运动到位后，与后固定底板4锁定，驱动力为弹簧，维形板锁定销7布置在中折叠维形板5内部，与弹簧配套使用；维形板锁定销7材料为30CrMnSiA，热处理硬度35-39。

转轴8为后折叠维形板10旋转运动的转轴，其材料为30CrMnSiA，热处理硬度35-39。

后折叠维形板10主要功能是实现舱体后部维形，厚度为1.5mm，材料为2A14铝合金。

后折叠维形板锁定销11主要功能是实现后折叠维形板10运动到位后，与舱体后侧锁定，驱动力为弹簧，后折叠维形板锁定销11布置在后折叠维形板10内部，与弹簧配套使用；后折叠维形板锁定销11材料为30CrMnSiA，热处理硬度35-39。

在其他实施例中，前固定底板2可以用弹性橡胶相互替代，粘接在舱体前端，弹性橡胶厚度为1mm，拉断伸长率≥100％，拉断强度≥5MPa。前折叠维形板1也可以用弹性橡胶材料，其与舱壳体侧壁直接粘接，省去扭簧合页。

本发明工作原理为：分离式腹板向下伸出前，维形机构各部件均藏于舱壳体内，前折叠维形板、中折叠维形板折叠并紧贴分离式腹板上凸块侧面，合页扭簧处于收紧状态并提供前折叠维形板和中折叠维形板展开力矩，前折叠维形板依靠分离式腹板上凸块支撑以保持锁定状态，中折叠维形板依靠分离式腹板上凸台支撑保持锁定状态。后折叠维形板折叠并紧贴舱壳体后端面，大扭簧处于收紧状态并提供给后折叠维形板向后展开力矩，滑动维形板位于舱壳体后部保持滑动锁定状态，并与分离式腹板连接机构使用同一解锁开关。当分离式腹板连接机构解锁时，分离式腹板连接机构开始运动，滑动维形板同步解锁，随着分离式腹板向下伸出，前折叠维形板、中折叠维形板随之解锁并在合页扭簧的作用下迅速展开到位；滑块在腹板连接机构的驱动下沿导轨前向滑动至接触滑动维形板三角形框架，滑块开始推动滑动维形板前向滑动，展开的中折叠维形板伴随滑动维形板向前移动，后折叠维形板也随之展开。当滑块运动至终点时，后折叠维形板同步展开到位，中折叠维形板、后折叠维形板通过维形板锁定销实现展开锁定。至此，所有折叠维形板与滑动维形板均运动到位并锁定，与舱体前、后、左、右固定底部共同维持腹板分离后舱腹部的气动外形。

本发明的核心在于通过滑动+轴向转动+横向转动三自由度动态维形盖板，与关键部位固定维形盖板的匹配性设计，实现大面积、非规则维形功能。

以上所述仅为本发明的优选实施例而已，并不用于限制本发明，对于本领域的技术人员来说，本发明可以有各种更改和变化。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。

本发明未详细说明部分为本领域技术人员公知技术。

Claims (10)

1.一种弹体气动维形机构，其特征在于，包括前固定底板、前折叠维形板、后固定底板、滑动维形板、中折叠维形板、后折叠维形板；

所述前固定底板前端与舱壳体底部开口前端固定连接；所述前折叠维形板为两片，对称分布于前固定底板两侧且外侧连接在舱壳体底部开口两侧；所述后固定底板包括两侧板和连接在两侧板下边的水平底板，两侧板与舱壳体上部框架固定连接；所述滑动维形板为U型板，对称设置在舱壳体底部开口中后部、包围后固定底板，且滑动维形板两侧边与舱壳体两侧边构成移动副；所述中折叠维形板为两片，对称连接在滑动维形板两侧边内侧；所述后折叠维形板活动连接在滑动维形板尾部。

2.根据权利要求1所述的弹体气动维形机构，其特征在于，舱壳体与分离式腹板的连接机构包括与飞行方向一致的平行导轨和沿导轨移动的滑块，所述滑动维形板两侧边设置垂直框架，所述框架顶部和滑块底部设置相互配合的凹面和柱面。

3.根据权利要求2所述的弹体气动维形机构，其特征在于，所述滑动维形板与分离式腹板的连接机构使用同一解锁开关。

4.根据权利要求1所述的弹体气动维形机构，其特征在于，所述滑动维形板两侧边设置导向槽，与舱壳体底部两侧滑轨配合构成移动副。

5.根据权利要求1所述的弹体气动维形机构，其特征在于，所述后折叠维形板通过转轴、大扭簧活动连接在滑动维形板尾部。

6.根据权利要求1所述的弹体气动维形机构，其特征在于，所述前折叠维形板、中折叠维形板通过分离式腹板上的凸台折叠在舱壳体内；所述后折叠维形板通过滑动维形板尾部的楔形块折叠并紧贴舱壳体后端面。

7.根据权利要求1所述的弹体气动维形机构，其特征在于，所述中折叠维形板展开后通过锁定销锁定在后固定底板上，所述后折叠维形板展开后通过锁定销锁定在舱壳体后端。

8.根据权利要求1所述的弹体气动维形机构，其特征在于，所述前折叠维形板通过扭簧合页与舱壳体连接；所述中折叠维形板通过扭簧合页与滑动维形板连接。

9.根据权利要求1所述的弹体气动维形机构，其特征在于，所述前固定底板、前折叠维形板为弹性橡胶，粘接在舱壳体前部，所述弹性橡胶厚度为1mm，拉断伸长率≥100％，拉断强度≥5MPa。

10.根据权利要求1所述的弹体气动维形机构，其特征在于，所述前固定底板、前折叠维形板、后固定底板、滑动维形板、中折叠维形板、后折叠维形板均为铝合金材料。

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