CN111912292A - 一种防弹与复合结构一体化发射筒及其制备方法 - Google Patents

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炊萍
宋方
田志鹏
钟成
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Abstract

本发明公开了一种防弹与复合结构一体化发射筒及其制备方法，涉及军用装备领域。本发明旨在解决发射筒重量大、隔热性能差、不耐高温、气密性差、防弹性能差等缺陷。本发明包括碳纤维增强树脂缠绕成型的内胆，硬质聚氨酯泡沫隔热层，超高分子量聚乙烯纤维模压成型的防弹层，碳纤维缠绕成型的外层蒙皮结构。通过缠绕成型形成结构一体化的防弹发射筒。本发明的有益效果是：通过结构设计与成型工艺设计，形成结构一体化的发射筒，降低了发射筒的质量，提高其耐腐蚀性能、环境适用性、密封性以及其防弹性能，能够保证在作战中集贮存、运输及发射功能，提高其作战生存能力。

Description

一种防弹与复合结构一体化发射筒及其制备方法
技术领域
本发明涉及一种防弹与复合结构一体化发射筒及其制备方法,涉及导弹发射箱/筒防弹的研究领域。
背景技术
在20世纪70年代以前，战术导弹一般采用裸露的导轨发射装置。随着科学技术的发展，导弹武器系统的性能不断提高，越来越多的战术导弹开始采用筒发射。采用筒发射的导弹武器系统具有技术准备时间短、可改善导弹贮存环境、延长导弹贮存寿命，便于实现多种平台兼容的特点。筒式发射技术是当前和今后先进弹箭武器系统发展的重点和趋势，而其核心和关键是集贮存、运输及发射功能于一体的发射筒。
以往发射箱/筒采用的材料以金属材料为主，金属材料焊接结构发射箱虽然具有强度高的优点，但是其重量大，通常要占武器系统战斗全重的2/3左右，携带和使用都很不方便，且金属材料发射筒的成本较高，经济性较差、耐腐蚀性差、焊接易变形等缺点。随着复合材料技术的不断发展，以及国内外相继开展了大量的复合材料发射筒研究工作，并获得了成功应用，复合材料发射筒取代金属材料发射筒已成必然趋势。
目前，发射筒采用复合材料制备而成，其复合材料主要为铝合金内衬缠绕玻璃纤维、凯夫拉纤维增强材料、碳纤维复合材料等。
发明内容
为了解决现有技术的上述问题，本发明提供一种防弹与复合结构一体化发射筒及其制备方法，采用新型的PE防弹材料，PE防弹材料的性能优于凯夫拉等常规防弹材料，质量是凯夫拉的1/3，采用缠绕成型形成结构一体化发射筒，克服了传统发射筒质量大、耐腐蚀性差、环境适应性差、密封性差等诸多缺点，实现防护与结构承载一体化设计，以提高发射筒的防护性能以及作战性能。
为达到上述目的，本发明的技术方案如下：
一种具有防弹功能的发射筒，其特征在于：包括碳纤维内胆结构，硬质聚氨酯泡沫为隔热层，PE防弹材料为防弹层，防弹层的接缝处，PE板接缝处力补偿，外包层蒙皮，所述的内胆结构是通过浸胶碳纤维缠绕在模具上并通过加热固化成型，所述的PE防弹材料是通过模压固化成型，所述的接缝处是采用不同弧度的PE板拼接而成，所述的PE板接缝处力补偿通过钢板与PE板的热压固化成型，所述的蒙皮结构是通过浸胶碳纤维缠绕在模具上并通过加热固化成型
进一步的，所述的5-8mm纤维内胆结构为所述的碳纤维缠绕成型，其成型包括以下步骤：
在所述成型模具上缠绕碳纤维浸环氧树脂胶黏剂纱线；
在所述碳纤维浸环氧树脂胶黏剂缠绕厚度5-8mm后进行固化定型，固化温度为100℃；
在固化成型之后进行脱模。
进一步的，所述的8-12mm隔热层为所述的聚氨酯泡沫隔热层，通过胶黏剂粘接在内胆表面。
进一步的，所述的防弹层为PE板模压成型，通过胶黏剂粘接在聚氨酯的表面，PE板成型工艺包括以下步骤：
在所述的模具上按照正交方向铺放160-170层PE无纬布；
在所述的PE无纬布上施加90公斤/平方米的压力，固化温度为130℃；
固化时间为40mim；
在固化成型之后脱模。
进一步的，所述的接缝处采用不同弧度的PE板拼接而成。
进一步的，所述的PE板接缝处包括钢板热压复合而成的力补偿，为通过PE板与钢板采用热压复合工艺固化成型，包括以下步骤：
在所述的PE板表面上涂抹PE胶黏剂，把钢板贴在PE涂胶面上，施加一定外力，固化温度为50摄氏度；
固化时间为24h。
进一步的，所述的外层蒙皮(6)为在PE防弹层表面通过碳纤维缠绕成型，其成型包括以下步骤：
固化之后的一体结构放在成型模具上，缠绕碳纤维浸环氧树脂胶黏剂纱线；
在所述碳纤维浸环氧树脂胶黏剂缠绕厚度5-8mm后进行固化定型，固化温度为100℃；
在固化成型之后进行脱模。
本发明的有益效果是：本发明的发射筒可代替现有发射筒，并且具有防护结构，通过结构设计与成型工艺设计，形成结构一体化的发射筒，降低了发射筒的质量，提高其耐腐蚀性能、环境适用性、密封性以及其防弹性能，能够保证在作战中集贮存、运输及发射功能，提高其作战生存能力。
附图说明
图1为本发明整体结构示意图。
【附图标记说明】
1、碳纤维内胆；2、硬质聚氨酯泡沫；3、PE防弹板；4、防弹层接缝；5、接缝处力补偿；6碳纤维蒙皮。
具体实施方式
为了更好的解释本发明，以便于理解，下面结合附图，通过具体实施方式，对本发明作进一步详细的说明。
请参阅图1,本发明提供一种防弹与复合结构一体化发射筒，具体包括如下结构：碳纤维内胆结构1，硬质聚氨酯泡沫为隔热层2，PE防弹材料为防弹层3，防弹层的接缝处4，PE板接缝处力补偿5，外包层蒙皮6，内胆结构是通过浸胶碳纤维缠绕在模具上并通过加热固化成型，聚氨酯泡沫2通过胶黏剂粘接在内胆1的表面，PE防弹材料是通过模压固化成型，通过胶黏剂粘接在聚氨酯泡沫2表面，接缝处是采用不同弧度的PE板拼接而成，PE板接缝处力补偿通过钢板与PE板的热压固化成型，蒙皮结构是通过浸胶碳纤维缠绕在PE防弹层上并通过加热固化成型。
纤维内胆1通过碳纤维/环氧树脂胶黏剂缠绕成型，其结构为一体化的缠绕成型，可以提高发射筒的承力作用。
硬质聚氨酯泡沫2采用厚度8-10mm硬质聚氨酯泡沫，其较低的导热系数，确保发射筒的隔热性能，在聚氨酯泡沫表面涂抹环氧胶黏剂，粘接到内胆1表面，固化温度50℃，固化3h。
防弹层3通过PE无纬布的模压成型工艺，在压力为90公斤/平方米的压力，固化温度为130℃，固化40min，其具有一定的防弹作用，可以提高发射筒的防弹功能，在PE防弹板上涂抹PE胶黏剂，将其粘接到聚氨酯泡沫的表面，固化成型。
防弹层接缝4在防弹层粘接到聚氨酯泡沫表面，采用的是不同弧度PE板拼接而成，这样可以保证和聚氨酯泡沫很合的贴合。
接缝处力补偿5在PE板接缝处采用钢板与PE板热压复合，通过钢板与PE板的固化成型，提高接缝处的强度，对接缝处进行力补偿。
蒙皮6在PE板上通过碳纤维/环氧树脂胶黏剂缠绕成型，使发射筒的结构一体化，可以提高发射筒的密封性，并且有一定的承力作用。
本文中所描述的具体实施例仅仅是对本发明精神作举例说明。本发明所属技术领域的技术人员可以对所描述的具体实施例做各种各样的修改或补充或采用类似的方式替代，但并不会偏离本发明的精神或者超越所附权利要求书所定义的范围。
尽管本文较多地使用了纤维内胆、防弹复合材料、保温材料、纤维外包层等术语，但并不排除使用其它术语的可能性。使用这些术语仅仅是为了更方便地描述和解释本发明的本质，把它们解释成任何一种附加的限制都是与本发明精神相违背的。

Claims (7)

1.一种防弹与复合结构一体化发射筒及其制备方法，其特征在于：包括碳纤维内胆结构(1)，8-12mm硬质聚氨酯泡沫为隔热层(2)，PE防弹材料为防弹层(3)，防弹层的接缝处(4)，PE板接缝处力补偿(5)，外包层蒙皮(6)，所述的碳纤维内胆结构(1)是通过浸胶碳纤维缠绕在模具上并通过加热固化成型，所述的PE防弹材料是通过模压固化成型，所述的接缝处是采用不同弧度的PE板拼接而成，所述的PE板接缝处力补偿通过钢板与PE板的热压固化成型，所述的蒙皮结构是通过浸胶碳纤维缠绕在模具上并通过加热固化成型。
2.根据权利要求1所述的一种防弹与复合结构一体化发射筒及其制备方法，其特征在于：所述的5-8mm纤维内胆结构(1)为所述的碳纤维缠绕成型，其成型包括以下步骤：
在所述成型模具上缠绕碳纤维浸环氧树脂胶黏剂纱线；
在所述碳纤维浸环氧树脂胶黏剂缠绕厚度5-8mm后进行固化定型，固化温度为100℃；
在所述固化成型之后进行脱模。
3.根据权利要求1所述的一种防弹与复合结构一体化发射筒及其制备方法，其特征在于：所述的8-12mm隔热层(2)为所述的聚氨酯泡沫泡沫隔热层，通过胶黏剂粘接在内胆表面。
4.根据权利要求1所述的一种防弹与复合结构一体化发射筒及其制备方法，其特征在于：所述的防弹层(3)为所述的PE板模压成型，通过胶黏剂粘接在聚氨酯的表面，PE板成型工艺包括以下步骤：
在所述的模具上按照正交方向铺放160-170层PE无纬布；
在所述的PE无纬布上施加90公斤/平方米的压力，固化温度为130℃；
在所述的固化时间为40mim；
在所述的固化成型之后脱模。
5.根据权利要求1所述的一种防弹与复合结构一体化发射筒及其制备方法，其特征在于：所述的接缝处(4)为所述的采用不同弧度的PE板拼接而成。
6.根据权利要求1所述的一种防弹与复合结构一体化发射筒及其制备方法，其特征在于：所述的PE板接缝处包括钢板热压复合而成的力补偿(5)为所述的通过PE板与钢板采用热压复合工艺固化成型，包括以下步骤：
在所述的PE板表面上涂抹PE胶黏剂，把钢板贴在PE涂胶面上，施加一定外力，固化温度为50摄氏度；
在所述的固化时间为24h。
7.根据权利要求1所述的一种防弹与复合结构一体化发射筒及其制备方法，其特征在于：所述的外层蒙皮(6)为在PE防弹层表面通过碳纤维缠绕成型，其成型包括以下步骤：
在固化之后的一体结构放在成型模具上，缠绕碳纤维浸环氧树脂胶黏剂纱线；
在所述碳纤维浸环氧树脂胶黏剂缠绕厚度5-8mm后进行固化定型，固化温度为100℃；
在固化成型之后进行脱模。
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