CN110671969B - 一种减小流体阻力的脱壳卡瓣 - Google Patents
一种减小流体阻力的脱壳卡瓣 Download PDFInfo
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Abstract
本发明属于水下发射领域,具体涉及一种减小流体阻力的脱壳卡瓣。脱壳卡瓣由4个卡瓣通过环状弹带紧固而成,分为前端圆台段和后端圆柱段,圆台前端面向内有倾角,所述脱壳卡瓣内部为一段通孔,所述脱壳卡瓣后端面向内有倾角;所述脱壳卡瓣圆台前端的直径D1由射弹在卡瓣前端面形成的空泡直径D决定,D1比D大2~3mm。本发明提供的脱壳卡瓣,卡瓣出膛时,水流冲击在圆台的前端面上,前端面成为卡瓣的空化器,形成可以包裹卡瓣的空泡,减小了卡瓣前端面40%以上的受力面积,可在一定程度上减小了卡瓣出膛时所受的阻力,提升了水下发射速度;且前端采用圆台式结构可以减小了卡瓣前端的弯曲变形。
Description
技术领域
本发明属于水下发射领域,具体涉及一种减小流体阻力的脱壳卡瓣。
背景技术
随着新技术的发展与应用,现代海战对海军各类攻防武器装备提出了新的要求,大量的弹箭武器打击范围已经从空中、水面延伸到水下,水下武器突防能力高,隐蔽性好,已成为各国海军武器装备的发展重点。超空泡射弹是利用了超空泡减阻原理的新概念武器,其突破了传统射弹在水中的运动极限,极大地增强了水下射程和毁伤能力。为了提高超空泡射弹水下发射的初速,通常采用脱壳卡瓣来加大火药力作用面积。
现有的卡瓣前端面通常为环形圆盘,在出膛时不容易弯曲变形。然而在实践中发现,采用前端面为环形圆盘的卡瓣进行水下发射时,有以下几种问题存在:一是在卡瓣出膛时,射弹形成的超空泡不足以包裹卡瓣,从而卡瓣的整个环形圆盘均会受到较大的压力,产生了巨大的阻力,在出膛的极短时间内可使发射速度骤减;二是在这段时间内,卡瓣与弹体所受阻力差异很大,卡瓣阻力远大于弹丸阻力,由于惯性作用会导致两者相配合的环形凸台受到较大的剪切力,发生弯曲变形,导致卡瓣脱离时产生干扰。
发明内容
本发明的目的在于提供一种减小流体阻力的脱壳卡瓣。
实现本发明目的的技术解决方案为:
一种减小流体阻力的脱壳卡瓣,所述脱壳卡瓣由4个卡瓣通过环状弹带紧固而成,分为前端圆台段和后端圆柱段,圆台前端面向内有倾角,所述脱壳卡瓣内部为一段通孔,所述脱壳卡瓣后端面向内有倾角;所述脱壳卡瓣圆台前端的直径D1由射弹在卡瓣前端面形成的空泡直径D决定,D1比D大2~3mm;所述空泡直径D由如下公式确定,
进一步的,所述圆柱段中间开有两段环状凹槽,第一段槽宽大与弹带配合,第二段槽宽小用于药筒收口。
进一步的,所述脱壳卡瓣中部为通孔,且内表面设有两道环形凸台与弹体相配合,所述环形凸台的横截面为直角梯形。
进一步的,所述脱壳卡瓣前端圆台锥面与轴线的夹角θ为5°-10°。
进一步的,所述脱壳卡瓣最大直径Dm与枪管直径相同,适用于射弹空化器直径Dn小于Dm的1/6的超空泡射弹。
进一步的,所述脱壳卡瓣后端面向内的倾角为5°-15°
本发明与现有技术相比,其显著优点在于:
(1)本发明提供了一种减小前端面受力面,提升发射速度的脱壳卡瓣,卡瓣出膛时,水流冲击在圆台的前端面上,前端面成为卡瓣的空化器,形成可以包裹卡瓣的空泡,减小了卡瓣前端面40%以上的受力面积,可在一定程度上减小了卡瓣出膛时所受的阻力,提升了水下发射速度;且前端采用圆台式结构可以减小了卡瓣前端的弯曲变形。
(2)利用前、后端的锥面可使卡瓣出膛后两端受到向外的径向力,能较好地脱离,减小对弹丸的干扰。
附图说明
图1为本发明的脱壳卡瓣装配图。
图2为本发明的脱壳卡瓣结构示意图,其中图(a)为主视图,图(b)为左视图。
图3为本发明的脱壳卡瓣与射弹的装配图。
图4为本发明的脱壳卡瓣在刚出膛口时的工况示意图。
图5为本发明的脱壳卡瓣在出膛口后的工况示意图。
具体实施方式
为了更清楚地说明本发明,下面结合附图及实施例对本发明做进一步详细的说明。
参考图1、图3,本发明的减小流体阻力的脱壳卡瓣由4个卡瓣组成,通过内部通孔的多段凸台与射弹配合,并通过与弹带的配合加以固定。
参考图1、图2和图3,本发明的减小流体阻力的脱壳卡瓣,前端为圆台状,相比普通的圆柱式卡瓣,前端受力面减小40%以上。前端面向内有一定倾角,在水流作用下有向外的径向力,在出膛后卡瓣前端容易向外分离。
参考图2,本发明的减小流体阻力的脱壳卡瓣,弹带采用改性尼龙制造,直径大于卡瓣直径0.2mm,起闭气作用。
参考图2,本发明的减小流体阻力的脱壳卡瓣,后端面向内有倾角,在卡瓣出膛后,火药气体作用在锥面上可以使其向外侧分离。
参考图4,本实施例为脱壳卡瓣前端刚出膛口的时刻,由于超空泡射弹的空化器直径一般很小,产生的超空泡不足以包裹卡瓣,如果射弹空化器形成的空泡完全包裹了卡瓣,卡瓣前端面几乎不受力也不利于卡瓣前端向外分离,容易干扰弹道。因此,既要满足让卡瓣前端受力,受力方向要朝外侧,又要满足受力面尽可能小,来减小卡瓣出膛时带来的巨大阻力使速度骤减的问题。根据罗戈维罗维奇的超空泡经验公式,计算出射弹空化器在卡瓣前端面产生的空泡直径,根据此空泡直径,设置圆台前端面直径略大于空泡直径2-3mm,此时卡瓣前端面承受的水流量较小,压力也较小。前端面作为卡瓣的空化器形成二次空泡可以完全包裹住卡瓣,减小了卡瓣所受阻力。
参考图5,本实施例为脱壳卡瓣出膛口后,前端圆台的内锥面受到水流向外侧的冲击力,后端的内锥面也受到火药气体向外侧的冲击力,从而使卡瓣两侧均受到向外的冲击力,可以较好地向外侧脱离。
Claims (6)
2.根据权利要求1所述的脱壳卡瓣,其特征在于,所述圆柱段中间开有两段环状凹槽,第一段槽宽大与弹带配合,第二段槽宽小用于药筒收口。
3.根据权利要求2所述的脱壳卡瓣,其特征在于,所述脱壳卡瓣中部为通孔,且内表面设有两道环形凸台与弹体相配合,所述环形凸台的横截面为直角梯形。
4.根据权利要求2所述的脱壳卡瓣,其特征在于,所述脱壳卡瓣前端圆台锥面与轴线的夹角θ为5°-10°。
5.根据权利要求2所述的脱壳卡瓣,其特征在于,所述脱壳卡瓣最大直径Dm与枪管直径相同,适用于射弹空化器直径Dn小于Dm的1/6的超空泡射弹。
6.根据权利要求1所述的脱壳卡瓣,其特征在于,所述脱壳卡瓣后端面向内的倾角为5°-15°。
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