CN111912301B - 一种温度压力控制的不敏感战斗部泄压结构 - Google Patents

Abstract

本发明提供了一种温度压力控制的不敏感战斗部泄压结构，能够适用于侵彻过载的高强度强约束战斗部。本发明的泄压结构包括体接套，体接套与战斗部壳体尾部连接，与战斗部壳体形成一个密闭整体结构，保证侵彻过程中战斗部结构完整；战斗部壳体上开设有泄压孔，体接套上开设有装药孔，通过由带应力槽的螺帽盖和盖内易熔体组成的泄压孔堵螺将战斗部壳体上的泄压孔封堵，以及含易熔心体的装药孔堵盖将装药孔封堵，在温度和压力达到设计值时，实现对侵彻过载的高强度强约束战斗部的有效泄压。

Description

一种温度压力控制的不敏感战斗部泄压结构

技术领域

本发明属于不敏感侵彻爆炸弹药技术领域，具体涉及一种温度压力控制的不敏感战斗部泄压结构。

背景技术

弹药在存储、运输或服役等全寿命过程中，不免会遭遇跌落、撞击、火烧或长期暴露在高温环境等意外热/机械刺激，引发弹药装药点火燃烧，直至爆炸甚至转为爆轰等典型非冲击点火事故反应，造成灾难性后果。这种非冲击点火事故反应演化过程非常复杂，受约束结构强度、惯性约束能力、炸药固有本征燃烧特性和裂纹发展演化等多种因素影响。侵彻爆破战斗部主要是针对钢筋混凝土和舰船等硬目标毁伤的设计的，由于在侵彻过程中战斗部承受很高的冲击载荷，因此战斗部壳体强度往往较高，对装药的约束也就较强。而这种强的约束效应往往会加快战斗部装药点火后燃烧反应速率，导致反应向爆炸仍至爆轰的转变。为了有效控制弹药点火后燃烧反应增长速率，防止弹药装药点火后燃烧向爆炸甚至爆轰等高烈度反应发展，避免灾难性事故的发生，除采用低燃烧增长速率炸药外，在弹体上和弹体尾部设计泄压孔和泄压孔结构是目前国际上不敏感弹药设计采用的主要技术途径。

目前的泄压结构主要针对的是爆破战斗部的，使用时对自身弹体结构强度要求不高，一般在弹药壳体上或尾部接口上预设破坏结构典型的有应力集中槽以及弱联结构的方式，当弹内压力上升到一定时，破坏结构产生解体，从而泄压。进一步地，在弹药的尾部开孔，装上可熔物质，当弹药内温度升高，孔内物质熔化，产生排气孔，起到排气、泄压的作用，减小弹药受到刺激时的反应激烈程度。

总结来看，现有的机载航空炸弹爆破战斗部泄压结构，主要由战斗部壳体上或尾部接口上预设破坏结构和弹尾泄压结构组成，具体地弹尾泄压结构由浇铸或锻造孔环结构0-1、热塑性可熔环0-2、金属盖0-3以及固定螺钉组成，如图1所示，热塑性可熔环0-2设置在孔环结构0-1与金属盖0-3之间，通过金属盖0-3将热塑性可熔环0-2固定在孔环结构0-1上，其工作原理为当弹药压力增加时，破坏结构产生解体；当弹药内温度升高时，热塑性可熔环0-2熔化，孔环结构0-1上的排气孔露出，起到排气、泄压的作用，但是，该结构自身强度有限，无法适应侵彻爆破战斗部的高的侵彻过载环境，只能适用于普通的爆破战斗部，对于侵彻过载的高强度强约束战斗部比如反钢筋混凝土和舰船等硬目标的侵彻战斗部无法满足其使用要求。

发明内容

有鉴于此，本发明提供了一种温度压力控制的不敏感战斗部泄压结构，能够适用于侵彻过载的高强度强约束战斗部。

为实现上述目的，本发明的一种温度压力控制的不敏感战斗部泄压结构，包括设置在战斗部壳体的泄压孔、体接套、装药孔堵盖以及泄压孔堵螺；

其中，所述战斗部壳体上的泄压孔由所述泄压孔堵螺封堵，所述泄压孔堵螺包括螺帽盖和易熔体；其中，螺帽盖包裹易熔体设置在所述战斗部壳体上的泄压孔中，螺帽盖上设有应力集中槽；当弹体温度达到温度设计值时，易熔体熔化，当战斗部内部压力达到压力设计值时，螺帽盖破坏，战斗部壳体的泄压孔打开；

体接套与战斗部壳体尾部连接，与战斗部壳体形成一个密闭整体结构；体接套上开设有装药孔；所述装药孔由装药孔堵盖封堵，所述装药孔堵盖包括堵盖外壳和易熔心体；其中，堵盖外壳包裹易熔心体设置在装药孔中，堵盖外壳上设有应力集中槽；当体接套温度达到温度设计值时，易熔心体熔化，当战斗部内部压力达到压力设计值时，堵盖外壳被冲开，装药孔打开。

其中，所述体接套侧壁上还开设有泄压孔，所述泄压孔由所述泄压孔堵螺封堵；

当体接套温度达到设计值时，易熔体熔化，当战斗部内部压力达到压力设计值时，螺帽盖破坏，体接套侧壁上的泄压孔打开。

其中，所述泄压孔为螺纹孔。

其中，还包括采用易熔材料的泄压孔堵块，所述体接套侧壁上还开设有泄压孔，所述体接套侧壁上的泄压孔由所述泄压孔堵块封堵；

当体接套温度达到设计值时，泄压孔堵块熔化，体接套侧壁上的泄压孔打开。

其中，所述体接套侧壁上的泄压孔为方形锥台孔，所述泄压孔堵块方形锥台形堵块，与所述方形锥台孔过盈配合。

其中，所述装药孔形状为螺纹孔。

其中，所述战斗部壳体的泄压孔的数量为10-12个，直径为25mm-30mm。

其中，所述体接套侧壁上的泄压孔的数量为4个，尺寸为

15mm×45mm-25mm×70mm。

其中，所述装药孔的数量为2个，直径为50mm-70mm。

其中，所述温度设计值为130度，所述压力设计值为15MPa-25MPa。

有益效果：

本发明的泄压结构包括体接套，体接套与战斗部壳体尾部连接，与战斗部壳体形成一个密闭整体结构，保证侵彻过程中战斗部结构完整；战斗部壳体上开设有泄压孔，体接套上开设有装药孔，通过由带应力槽的螺帽盖和盖内易熔体组成的泄压孔堵螺将战斗部壳体上的泄压孔封堵，以及含易熔心体的装药孔堵盖将装药孔封堵，实现对侵彻过载的高强度强约束战斗部的有效泄压。其中，当弹体温度达到设计值时，泄压孔堵螺的易熔体熔化，这时螺帽盖保持完整，防止外部火焰进入战斗部内部加速装药反应，当内部压力达到设计值时，泄压孔堵螺帽盖破坏，在战斗部壳体上形成通孔，释放内部装药反应产生的压力；当体接套温度达到设计值时，装药孔堵盖上的易溶材料熔化，这时装药孔堵盖外壳保持完整，防止外部火焰进入战斗部内部加速装药反应，当压力达到设计值时，装药孔堵盖外壳冲开，形成泄压孔，释放内部装药反应产生的压力，能够适用于侵彻过载的高强度强约束战斗部，最终达到控制战斗部反应烈度的效果，有效控制高温、火烧等意外刺激战斗部装药点火后的燃烧反应速率，防止演变成爆炸甚至爆轰反应造成灾害性的后果，确保我军武器系统、人员和财产的安全，具有良好的经济和社会效益。

本发明体接套侧壁开有泄压孔，可以通过泄压孔堵螺帽盖或泄压孔堵块进行封堵，适用于不同约束强度的侵彻过载的高强度强约束战斗部。

附图说明

图1为现有泄压结构示意图。

其中，0-1—孔环结构，0-2—热塑性可熔环，0-3—金属盖。

图2为本发明温度压力控制的不敏感战斗部泄压结构示意图。

其中，1-战斗部壳体，2-体接套，3-装药孔堵盖，4-泄压孔堵螺，5-泄压孔堵块；3-1—堵盖外壳，3-2—易熔心体，4-1—螺帽盖，4-2—易熔体。

图3为本发明泄压孔堵螺示意图。

图4为本发明装药孔堵盖示意图。

具体实施方式

下面结合附图并举实施例，对本发明进行详细描述。

实施例1：本实施例的温度压力控制的不敏感战斗部泄压结构如图1所示，包括设置在战斗部壳体1的泄压孔、体接套2、装药孔堵盖3以及泄压孔堵螺4；

其中，战斗部壳体1为高强度战斗部壳体，用于装填主装药并承担侵彻过载，本实施例中，战斗部壳体1上的泄压孔为10-12个Φ25mm-30mm的螺纹孔。所述战斗部壳体1上的泄压孔由所述泄压孔堵螺4封堵，所述泄压孔堵螺4包括螺帽盖4-1和易熔体4-2；其中，螺帽盖4-1包裹易熔体4-2设置在所述战斗部壳体1上的泄压孔中，螺帽盖4-1上设有应力集中槽。

体接套2与战斗部壳体1尾部连接本实施例通过螺纹连接，与战斗部壳体1形成一个密闭整体结构，保证侵彻过程中战斗部结构完整；体接套上2还开设有装药孔，本实施例为2个Φ50-70mm的螺纹孔。所述装药孔由装药孔堵盖3封堵，所述装药孔堵盖3包括堵盖外壳3-1和易熔心体3-2；其中，堵盖外壳3-1包裹易熔心体3-2设置在装药孔中，堵盖外壳3-1上设有应力集中槽。

所述易熔心体3-2以及易熔体4-2采用易熔材料，当弹体温度达到设计值本实施例为130度时，易熔体4-2熔化，这时螺帽盖4-1保持完整，防止外部火焰进入战斗部内部加速装药反应，当内部压力达到设计值本实施例为15MPa时，螺帽盖4-1破坏，战斗部壳体1的泄压孔打开形成通孔，释放内部装药反应产生的压力。当体接套2温度达到设计值本实施例为130度时，易熔心体3-2熔化，这时堵盖外壳3-1保持完整，防止外部火焰进入战斗部内部加速装药反应，当压力达到设计值本实施例为15MPa时，堵盖外壳3-1被冲开，装药孔打开形成泄压孔，释放内部装药反应产生的压力。

实施例2：在实施例1的基础上，体接套2侧壁开设有泄压孔，所述泄压孔由所述泄压孔堵螺4封堵。

所述泄压孔为螺纹孔，螺帽盖4-1通过螺纹封堵泄压孔。

当体接套温度达到设计值时，易熔体4-2熔化，当战斗部内部压力达到压力设计值时，螺帽盖4-1破坏，体接套2侧壁上的泄压孔打开。

本实施例泄压结构的具体工作过程如下：

当战斗部受到意外高温或火烧事故时，战斗部壳体1、体接套2、装药孔堵盖3和泄压孔堵螺4，温度至升高至130度时，装药孔堵盖3中的易熔心体3-2以及泄压孔堵螺4中的易熔体4-2熔化；当内部压力达到设计值15MPa时，在内部压力的作用下，堵盖外壳3-1和螺帽盖4-1被冲开，装药孔和泄压孔打开，使战斗部内部压力泄压，有效控制战斗部反应烈度不大于爆燃。

实施例3：在实施例1的基础上，还包括泄压孔堵块5，体接套2侧壁上开设有泄压孔，本实施例为4个15mm×45mm-25mm×70mm的方形锥台孔；体接套侧壁上的泄压孔由泄压孔堵块5固定封堵，本实施例中，所述泄压孔堵块5为方形锥台形堵块，与所述方形锥台孔过盈配合，实现对方形锥台孔的封堵。

泄压孔堵块5采用易熔材料，当体接套温度达到设计值本实施例为130度时，泄压孔堵块5熔化，体接套2侧壁上的泄压孔打开，释放内部装药反应产生的压力，最终达到控制战斗部反应烈度的效果。

本实施例泄压结构的具体工作过程如下：

当战斗部受到意外高温或火烧事故时，战斗部壳体1、体接套2、装药孔堵盖3、泄压孔堵螺4和泄压孔堵块5温度升高，温度至升高至130度时，装药孔堵盖3中的易熔心体3-2、泄压孔堵螺4中的易熔体4-2以及泄压孔堵块材料熔化；当内部压力达到设计值15-MPa时，在内部压力的作用下，堵盖外壳3-1、螺帽盖4-1和泄压孔堵块5残留物被冲开，装药孔和泄压孔打开，使战斗部内部压力泄压，有效控制战斗部反应烈度不大于爆燃。

综上所述，以上仅为本发明的较佳实施例而已，并非用于限定本发明的保护范围。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。

Claims (9)

1.一种温度压力控制的不敏感战斗部泄压结构，其特征在于，包括设置在战斗部壳体(1)的泄压孔、体接套(2)、装药孔堵盖(3)以及泄压孔堵螺(4)；

其中，所述战斗部壳体(1)上的泄压孔由所述泄压孔堵螺(4)封堵，所述泄压孔堵螺(4)包括螺帽盖(4-1)和易熔体(4-2)；其中，螺帽盖(4-1)包裹易熔体(4-2)设置在所述战斗部壳体(1)上的泄压孔中，螺帽盖(4-1)上设有应力集中槽；当弹体温度达到温度设计值时，易熔体(4-2)熔化，当战斗部内部压力达到压力设计值时，螺帽盖(4-1)破坏，战斗部壳体(1)的泄压孔打开；

体接套(2)与战斗部壳体(1)尾部连接，与战斗部壳体(1)形成一个密闭整体结构；体接套(2)上开设有装药孔；所述装药孔由装药孔堵盖(3)封堵，所述装药孔堵盖(3)包括堵盖外壳(3-1)和易熔心体(3-2)；其中，堵盖外壳(3-1)包裹易熔心体(3-2)设置在装药孔中，堵盖外壳(3-1)上设有应力集中槽；当体接套(2)温度达到温度设计值时，易熔心体(3-2)熔化，当战斗部内部压力达到压力设计值时，堵盖外壳(3-1)被冲开，装药孔打开；

所述体接套(2)侧壁上还开设有泄压孔，所述泄压孔由所述泄压孔堵螺(4)封堵；

当体接套温度达到设计值时，易熔体(4-2)熔化，当战斗部内部压力达到压力设计值时，螺帽盖(4-1)破坏，体接套(2)侧壁上的泄压孔打开。

2.如权利要求1所述的温度压力控制的不敏感战斗部泄压结构，其特征在于，设置在战斗部壳体(1)的泄压孔以及所述体接套(2)侧壁上开设的泄压孔均为螺纹孔。

3.如权利要求1所述的温度压力控制的不敏感战斗部泄压结构，其特征在于，体接套(2)上的泄压孔堵螺(4)替换为易熔材料的泄压孔堵块(5)，当体接套温度达到设计值时，泄压孔堵块(5)熔化，体接套(2)侧壁上的泄压孔打开。

4.如权利要求3所述的温度压力控制的不敏感战斗部泄压结构，其特征在于，所述体接套(2)侧壁上的泄压孔为方形锥台孔，所述泄压孔堵块(5)为方形锥台形堵块，与所述方形锥台孔过盈配合。

5.如权利要求1所述的温度压力控制的不敏感战斗部泄压结构，其特征在于，所述装药孔形状为螺纹孔。

6.如权利要求2所述的温度压力控制的不敏感战斗部泄压结构，其特征在于，所述战斗部壳体(1)的泄压孔的数量为10-12个，直径为25mm-30mm。

7.如权利要求4所述的温度压力控制的不敏感战斗部泄压结构，其特征在于，所述体接套(2)侧壁上的泄压孔的数量为4个，尺寸为15mm×

45mm-25mm×70mm。

8.如权利要求5所述的温度压力控制的不敏感战斗部泄压结构，其特征在于，所述装药孔的数量为2个，直径为50mm-70mm。

9.如权利要求1-8任意一项所述的温度压力控制的不敏感战斗部泄压结构，其特征在于，所述温度设计值为130度，所述压力设计值为15MPa-25MPa。

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