CN110749248A - 一种战斗部中毁伤评估微系统均匀布撒装置及其布散方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种战斗部中毁伤评估微系统均匀布撒装置及其布散方法。本发明的布撒装置包括舱段、内支撑、外支撑、加强杆、推板、中心药管、延时起爆电路、电雷管和爆炸螺栓；采用独立舱段作为毁伤评估微系统的载体，到达目标域上空时舱段与战斗部分离，延时将毁伤评估微系统抛撒；本发明不影响战斗部装药及弹体的形状，以免改变战斗部的空气动力学特性以及避免爆炸过程中对战斗部外弹道飞行参数造成冲击，从而影响预定的飞行轨迹；在战斗部开始作用时，毁伤评估微系统已经均匀落地布撒，完成初始化流程，处于工作状态，因此抛撒机构应作为额外动力源，给予毁伤评估微系统一定的抛撒初速。

Description

一种战斗部中毁伤评估微系统均匀布撒装置及其布散方法

技术领域

本发明涉及战斗部毁伤评估技术，具体涉及一种战斗部中毁伤评估微系统均匀布撒装置及其布散方法。

背景技术

智能毁评一体战斗部需要搭载特定功能的毁伤评估微系统获取威力场一些特征参数如爆速、爆压、温度等信息作为后续毁伤评估的依据，要求战斗部开始作用前，毁伤评估微系统布撒到位并完成初始化配置，在高瞬态环境下采集威力场的特征参数。

常用的子母脱离的方式有剪切螺纹或连接销开舱、雷管起爆，壳体穿晶断裂开舱、爆炸螺栓开舱、组合切割索开舱和径向应力波开舱。现有的布散方式，影响战斗部装药及弹体的形状，改变战斗部的空气动力学特性，导致爆炸过程中对战斗部外弹道飞行参数造成冲击影响预定的飞行轨迹，且在毁伤评估使用环境中，传统的抛撒方式无法满足子模块先于战斗部落地部署的时序要求。

发明内容

针对以上现有技术中存在的问题，本发明提出了一种战斗部中毁伤评估微系统均匀布撒装置及其布散方法，采用独立的舱段作为毁伤评估微系统的载体，到达目标域上空时舱段与战斗部分离，同时毁伤评估微系统抛撒。

本发明的一个目的在于提出一种战斗部中毁伤评估微系统均匀布撒装置。

本发明的战斗部中毁伤评估微系统均匀布撒装置包括：舱段、内支撑、外支撑、加强杆、推板、中心药管、延时起爆电路、电雷管和爆炸螺栓；其中，舱段内具有形状为圆柱体的空腔，舱段的外壁与战斗部的外壁形状一致；中心药管位于舱段的中心轴上，中心药管包括共轴且连接为一体的轴部药管和底部药管，轴部药管位于底部药管上，底部药管的直径大于轴部药管；推板为圆环形，套在轴部药管的底部，下表面抵在底部药管的上表面，推板的下表面与舱段的底面之间形成爆炸膨胀空间；延时起爆电路和电雷管位于中心药管的底部空腔内，延时起爆电路连接至电雷管，电雷管连接至中心药管；在舱段内且位于推板上沿与中心轴平行的方向设置多个毁伤评估微系统，多个毁伤评估微系统关于中心轴呈中心对称分布，形成圆环形；推板的内径小于底部药管且大于轴部药管，外径大于毁伤评估微系统形成的圆环的直径且小于舱段的内径；在毁伤评估微系统形成的圆环内的空腔填充内支撑，在毁伤评估微系统形成的圆环外与舱段的内壁之间填充外支撑；在外支撑内设置有多个与中心轴平行且关于中心轴呈中心对称分布的加强杆，加强杆的两端分别伸出舱段的上下两端表面；舱段安装在战斗部的尾部，与战斗部之间通过爆炸螺栓连接，舱段的中心轴与战斗部的弹轴重合；加强杆的前端抵住战斗部的尾部；延时起爆电路和爆炸螺栓分别电学连接至战斗部的控制单元；当到达既定空域或得到弹体引控信号时，控制单元同时向爆炸螺栓和延时起爆电路发出控制信号，爆炸螺栓沿应力槽剪断，实现战斗部与舱段的分离；当延时起爆电路达到预定的延期时长，延时起爆电路向电雷管输出起爆信号，电雷管起爆，向中心药管提供爆轰能量点燃中心药管，底部药管的爆炸推动推板，并通过推板，将装药燃气压力转化为毁伤评估微系统的前向动力，轴部药管的爆炸使得舱段破裂，并为毁伤评估微系统提供径向动力，多个毁伤评估微系统均匀抛出。

为了实现毁伤评估微系统先于战斗部落地部署及均匀布置的作战任务需求，中心药管包括管壳和装药，管壳为筒形，在管壳内填充装药，管壳包括共轴且连接为一体的筒形的轴部管壳和筒形的底部管壳，相应的装药也包括两部分，轴部装药和底部装药，形成倒T形装药结构，底部装药直径大于轴部装药直径，直径比为2:1～4:1，底部装药提供发射能量，轴部装药提供分离能量。在舱段的底部预留出了底部装药的爆炸膨胀空间，底部装药的爆炸推动推板，并通过推板，将装药燃气压力转化为毁伤评估微系统的前向动力；轴部装药使得舱段破裂，并为毁伤评估微系统提供径向的抛洒动力。中心药管的管壳材料选择硬铝，管壳的壁厚t由材料力学米赛斯屈服准则，根据中心管的直径、管壳材料的许用应力和火药燃气压力计算获得，装药起爆后，给予毁伤评估微系统二次加速和抛撒初速。中心药管与下端板采用螺纹连接。

舱段包括：上端板、侧壁和下端板；其中，侧壁为圆筒形，在侧壁的上下两端分别安装上端板和下端板，上端板和下端板分别具有外螺纹，与舱段侧壁的内螺纹连接，起密闭作用。

舱段的侧壁采用薄壁筒菱形预制技术，在侧壁内预制与中心轴成45°角的菱形槽。

加强杆的材料要求具有较好的抗压强度，屈服强度，能承受轴向载荷，采用调质钢。加强杆弥补了舱段的菱形槽的侧壁强度不足的缺点，承受主要的轴向载荷，维持舱段的形状。加强杆在截面圆周上均匀布置，加强杆的数量、材料尺寸由弹道环境中的后坐过载确定。

推板材料选用调质钢，厚度6～10mm。

舱段采用硬度较高的普通硬铝。

延时起爆电路采用RC延时起爆电路，通过改变电阻R或电容C的大小调整延期时长；延期时长为1～2秒。

内支撑和外支撑的材料采用聚氨酯材料，以缓解中心管爆燃过程中对毁伤评估微系统模块的冲击过载并起较好的填充固定作用。

爆炸螺栓内装有炸药，通过控制炸药的剂量，使得爆炸时只能使爆炸螺栓本身切断，而不会毁伤周围结构。

本发明的另一个目的在于提出一种战斗部中毁伤评估微系统均匀布撒装置的布撒方法。

本发明的战斗部中毁伤评估微系统均匀布撒装置的布撒方法，包括以下步骤：

1)当到达既定空域或得到弹体引控信号时，控制单元同时向爆炸螺栓和延时起爆电路发出控制信号；

2)控制信号使得爆炸螺栓沿应力槽剪断，实现战斗部与舱段的分离；

3)当延时起爆电路达到预定的延期时长，延时起爆电路向电雷管输出起爆信号；

4)起爆信号将电雷管起爆，向中心药管提供爆轰能量点燃中心药管，中心药管炸裂；

5)底部药管的爆炸推动推板，并通过推板，将装药燃气压力转化为毁伤评估微系统的前向动力，轴部药管的爆炸使得舱段破裂，并为毁伤评估微系统提供径向动力；

6)多个毁伤评估微系统均匀抛出。

本发明的优点：

本发明采用独立舱段作为毁伤评估微系统的载体，到达目标域上空时舱段与战斗部分离，延时将毁伤评估微系统抛撒；本发明不影响战斗部装药及弹体的形状，以免改变战斗部的空气动力学特性以及避免爆炸过程中对战斗部外弹道飞行参数造成冲击，从而影响预定的飞行轨迹；在战斗部开始作用时，毁伤评估微系统已经均匀落地布撒，完成初始化流程，处于工作状态，因此抛撒机构应作为额外动力源，给予毁伤评估微系统一定的抛撒初速。

附图说明

图1为本发明的战斗部中毁伤评估微系统均匀布撒装置的一个实施例的轴向剖面图；

图2为本发明的战斗部中毁伤评估微系统均匀布撒装置的一个实施例的垂直轴向剖面图；

图3为本发明的战斗部中毁伤评估微系统均匀布撒装置的一个实施例的舱段的内壁的示意图；

图4为本发明的战斗部中毁伤评估微系统均匀布撒装置的布撒方法的流程图。

具体实施方式

下面结合附图，通过具体实施例，进一步阐述本发明。

如图1和2所示，本实施例的战斗部中毁伤评估微系统均匀布撒装置包括：外支撑1，内支撑3，舱段4、中心药管5、电雷管6、延时起爆电路、加强杆7、推板8和爆炸螺栓；其中，舱段4内具有形状为圆柱体的空腔，舱段4的外壁与战斗部的外壁形状一致；中心药管5位于舱段4的中心轴上，中心药管5包括共轴且连接为一体的轴部药管和底部药管，轴部药管位于底部药管上，底部药管的直径大于轴部药管；推板8为圆环形，套在轴部药管的底部，下表面抵在底部药管的上表面，推板8的下表面与舱段4的底面之间形成爆炸膨胀空间；延时起爆电路和电雷管6位于中心药管5的底部空腔内，延时起爆电路连接至电雷管6，电雷管6连接至中心药管5；在舱段4内且位于推板8上沿与中心轴平行的方向设置多个毁伤评估微系统2，多个毁伤评估微系统关于中心轴呈中心对称分布，形成圆环形；推板8的内径小于底部药管且大于轴部药管，外径大于毁伤评估微系统形成的圆环的直径且小于舱段4的内径；在毁伤评估微系统形成的圆环内的空腔填充内支撑3，在毁伤评估微系统形成的圆环外与舱段4的内壁之间填充外支撑1；在外支撑1内设置有多个与中心轴平行且关于中心轴呈中心对称分布的加强杆7，加强杆7的两端分别伸出舱段4的上下两端表面；舱段4安装在战斗部的尾部，与战斗部之间通过爆炸螺栓连接，舱段4的中心轴与战斗部的弹轴重合；加强杆7的前端抵住战斗部的尾部；延时起爆电路和爆炸螺栓分别电学连接至战斗部的控制单元。

如图1所示，舱段包括：上端板41、侧壁42和下端板43；其中，侧壁为圆筒形，在侧壁的上下两端分别安装上端板和下端板。

如图3所示，侧壁采用薄壁筒菱形预制技术，在侧壁内预制与中心轴成45°角的菱形槽。

在本实施例中，舱段直径300mm，舱段壁厚10～15mm，加强杆采用40Cr或45钢，具备足够的强度，适应较大冲击力。舱段采用硬铝2A12材料，壁厚10mm。中心药管的管壳材料选用硬铝2A12，许用应力330MPa，中心药管轴部直径为30mm，壁厚计算为2.7mm。中心药管采用倒T形装药结构，底部的装药直径大于轴部的装药直径，直径比为3:1。

本实施例的战斗部中毁伤评估微系统均匀布撒装置的布撒方法，如图4所示，包括以下步骤：

1)当到达既定空域或得到弹体引控信号时，控制单元同时向爆炸螺栓和延时起爆电路发出控制信号；

2)控制信号使得爆炸螺栓沿应力槽剪断，实现战斗部与舱段的分离；

3)当延时起爆电路达到预定延期时长，延时起爆电路向电雷管输出起爆信号，起爆信号为3.3V电压信号；

4)起爆信号将电雷管起爆，向中心药管提供爆轰能量点燃中心药管，中心药管炸裂；

5)舱段的底部预留出了底部装药的爆炸膨胀空间，底部装药的爆炸推动推板，并通过推板，将装药燃气压力转化为毁伤评估微系统的前向动力；轴部装药使得舱段破裂，并为毁伤评估微系统提供径向的抛洒动力；

6)多个毁伤评估微系统均匀抛出。

最后需要注意的是，公布实施例的目的在于帮助进一步理解本发明，但是本领域的技术人员可以理解：在不脱离本发明及所附的权利要求的精神和范围内，各种替换和修改都是可能的。因此，本发明不应局限于实施例所公开的内容，本发明要求保护的范围以权利要求书界定的范围为准。

Claims (10)

1.一种战斗部中毁伤评估微系统均匀布撒装置，其特征在于，所述战斗部中毁伤评估微系统均匀布撒装置包括：舱段、内支撑、外支撑、加强杆、推板、中心药管、延时起爆电路、电雷管和爆炸螺栓；其中，所述舱段内具有形状为圆柱体的空腔，舱段的外壁与战斗部的外壁形状一致；所述中心药管位于舱段的中心轴上，中心药管包括共轴且连接为一体的轴部药管和底部药管，轴部药管位于底部药管上，底部药管的直径大于轴部药管；所述推板为圆环形，套在轴部药管的底部，下表面抵在底部药管的上表面，推板的下表面与舱段的底面之间形成爆炸膨胀空间；所述延时起爆电路和电雷管位于中心药管的底部空腔内，延时起爆电路连接至电雷管，电雷管连接至中心药管；在舱段内且位于推板上沿与中心轴平行的方向设置多个毁伤评估微系统，多个毁伤评估微系统关于中心轴呈中心对称分布，形成圆环形；所述推板的内径小于底部药管且大于轴部药管，外径大于毁伤评估微系统形成的圆环的直径且小于舱段的内径；在毁伤评估微系统形成的圆环内的空腔填充内支撑，在毁伤评估微系统形成的圆环外与舱段的内壁之间填充外支撑；在外支撑内设置有多个与中心轴平行且关于中心轴呈中心对称分布的加强杆，加强杆的两端分别伸出舱段的上下两端表面；舱段安装在战斗部的尾部，与战斗部之间通过爆炸螺栓连接，舱段的中心轴与战斗部的弹轴重合；加强杆的前端抵住战斗部的尾部；延时起爆电路和爆炸螺栓分别电学连接至战斗部的控制单元；当到达既定空域或得到弹体引控信号时，控制单元同时向爆炸螺栓和延时起爆电路发出控制信号，爆炸螺栓沿应力槽剪断，实现战斗部与舱段的分离；当延时起爆电路达到预定的延期时长，延时起爆电路向电雷管输出起爆信号，电雷管起爆，向中心药管提供爆轰能量点燃中心药管，底部药管的爆炸推动推板，并通过推板，将装药燃气压力转化为毁伤评估微系统的前向动力，轴部药管的爆炸使得舱段破裂，并为毁伤评估微系统提供径向动力，多个毁伤评估微系统均匀抛出。

2.如权利要求1所述的战斗部中毁伤评估微系统均匀布撒装置，其特征在于，所述中心药管包括管壳和装药，管壳为筒形，在管壳内填充装药，所述管壳包括共轴且连接为一体的筒形的轴部管壳和筒形的底部管壳，相应的装药也包括两部分，轴部装药和底部装药，形成倒T形装药结构，底部装药直径大于轴部装药直径，直径比为2:1～4:1。

3.如权利要求1所述的战斗部中毁伤评估微系统均匀布撒装置，其特征在于，所述中心药管的管壳选择硬铝。

4.如权利要求1所述的战斗部中毁伤评估微系统均匀布撒装置，其特征在于，所述舱段包括：上端板、侧壁和下端板；其中，侧壁为圆筒形，在侧壁的上下两端分别安装上端板和下端板，上端板和下端板分别具有外螺纹，与舱段侧壁的内螺纹连接。

5.如权利要求1所述的战斗部中毁伤评估微系统均匀布撒装置，其特征在于，所述舱段的侧壁采用薄壁筒菱形预制技术，在侧壁内预制与中心轴成45°角的菱形槽。

6.如权利要求1所述的战斗部中毁伤评估微系统均匀布撒装置，其特征在于，所述加强杆采用钢、铬、氨化钢或合金钢。

7.如权利要求1所述的战斗部中毁伤评估微系统均匀布撒装置，其特征在于，所述舱段采用硬铝。

8.如权利要求1所述的战斗部中毁伤评估微系统均匀布撒装置，其特征在于，所述延时起爆电路采用RC延时电路，通过改变电阻R或电容C的大小调整延期时长；所述延时起爆电路采用RC延时电路的延期时长为1～2秒。

9.权利要求1所述的战斗部中毁伤评估微系统均匀布撒装置，其特征在于，所述内支撑和外支撑的材料采用聚氨酯材料。

10.一种如权利要求1所述的战斗部中毁伤评估微系统均匀布撒装置的布撒方法，其特征在于，所述布撒方法包括以下步骤：

1)当到达既定空域或得到弹体引控信号时，控制单元同时向爆炸螺栓和延时起爆电路发出控制信号；

2)控制信号使得爆炸螺栓沿应力槽剪断，实现战斗部与舱段的分离；

3)当延时起爆电路达到预定延期时长，延时电路向电雷管输出起爆信号；

4)起爆信号将电雷管起爆，向中心药管提供爆轰能量点燃中心药管，中心药管炸裂；

5)底部药管的爆炸推动推板，并通过推板，将装药燃气压力转化为毁伤评估微系统的前向动力，轴部药管的爆炸使得舱段破裂，并为毁伤评估微系统提供径向动力；

6)多个毁伤评估微系统均匀抛出。

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