CN112357025A - 一种适用于不同口径水下航行器的发射管 - Google Patents

一种适用于不同口径水下航行器的发射管 Download PDF

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华扬
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Abstract

本发明提供了一种适用于不同口径水下航行器的发射管，包括管体、适配器和缓冲装置，适配器包括适配器底座、装夹爪、磁石固定件和磁石，装夹爪与适配器底座固连，适配器底座安装在管体封闭端的底部，装夹爪对航行器尾部径向限位，磁石通过磁石固定件安装在装夹爪上；缓冲装置包括外拦截环、内缓冲环和压簧，外拦截环固定在管体开口端，与内缓冲环之间通过压簧连接。本发明能够在不更换发射管的情况下，仅通过使用不同的适配器即可发射不同口径的航行器，降低了实验成本；同时利用磁石固定件能够有效固定航行器在发射管内的位置，保证了航行器被发射出管后的姿态稳定性。

Description

一种适用于不同口径水下航行器的发射管
技术领域
本发明属于入水发射领域，具体涉及到一种水下航行器的发射管设计。
背景技术
利用适配器可以将不同口径的航行器在同一发射管内发射，这在入水发射试验研究中有着重要的工程意义。在入水研究过程中，往往需要将不同外径的入水航行器以一定的初速度由发射管发射入水。通常情况下，不同内径的发射管只能发射相应外径的入水航行器，当大口径发射管发射小口径航行器而不使用适配器时，航行器在重力的作用下会发生管内弹道下垂现象，这一方面会导致航行器与发射管内壁产生剧烈摩擦，从而出现卡管现象，导致航行器以及发射管损坏；另一方面会导致航行器出管后出现姿态偏差，从而影响入水发射试验研究的准确性。同时，当航行器带有尾翼时，直接将航行器放置于发射管内进行发射极有可能会损伤尾翼，从而影响发射的顺利进行。
发明内容
为了克服现有技术的不足，本发明提出了一种适用于不同口径水下航行器的发射管，能够装夹不同口径的航行器同时能够保护航行器的尾翼，使得发射试验中不需要更换发射管就能够进行不同口径的航行器发射入水试验。
本发明解决其技术问题所采用的技术方案是：一种适用于不同口径水下航行器的发射管，包括管体、适配器和缓冲装置。
所述的适配器包括适配器底座、装夹爪、磁石固定件和磁石，装夹爪与适配器底座固连，适配器底座安装在管体封闭端的底部，装夹爪对航行器尾部径向限位，磁石通过磁石固定件安装在装夹爪上，与航行器尾端的金属相互作用，防止航行器从装夹爪中脱落；所述的缓冲装置包括外拦截环、内缓冲环和压簧，外拦截环固定在管体开口端，与内缓冲环之间通过压簧连接，外拦截环和内缓冲环的内径均大于水下航行器外径，且内拦截环的内径小于适配器底座的外径。
所述的适配器底座、装夹爪、磁石固定件、外拦截环和内缓冲环的材料均为2A12铝合金。
所述的外拦截环与内缓冲环之间设置有若干螺栓，压簧同轴套装在螺栓外，外拦截环和内缓冲环能够沿螺栓相对运动，并在相向运动时受到压簧的阻力。
所述的装夹爪为沿圆周均匀分布的若干个固定爪，固定爪沿航行器轴线向前伸出，卡住航行器的尾部，对航行器进行径向限位。
所述的适配器底座与航行器中心的距离小于航行器整体长度的三分之一。
所述的装夹爪相邻两个固定爪之间的空间用于放置航行器尾部的尾翼，且空间夹角大于30°。
所述的装夹爪内侧与航行器尾部间安装有O型橡胶圈以增加摩擦力。
所述的适配器底座上设置有若干减重槽。
所述的适配器底座通过铁丝连接管体底部，当入水发射试验开始时，高压气体推动适配器将铁丝拉断。
本发明的有益效果是：能够在不更换发射管的情况下，仅通过使用不同的适配器即可发射不同口径的航行器，降低了实验成本；同时利用磁石固定件能够有效固定航行器在发射管内的位置，保证了航行器被发射出管后的姿态稳定性。
附图说明
图1是本发明的整体结构示意图；其中，1为高压气管连接件，2为管尾法兰，3为发射管，4为适配器底座，5为装夹爪，6为磁石固定件，7为圆环磁石，8为弹体模型，9为橡胶圈，10为缓冲螺栓，11为内缓冲环，12为缓冲压簧，13为管口法兰，14为外拦截环，15为螺母；
图2是本发明的适配器结构示意图；
图3是本发明的磁石安装示意图；
图4是本发明的缓冲装置结构示意图；
图5是装夹爪结构示意图；其中，5-1为固定孔，5-2为固定爪，5-3为磁石固定孔；
图6是适配器底座结构示意图；其中，4-1为减重槽，4-2为线缆孔，4-3为螺栓孔，4-4为螺纹孔。
图7是本发明工作原理示意图。
具体实施方式
下面结合附图和实施例对本发明进一步说明，本发明包括但不仅限于下述实施例。
本发明提供一种适用于不同口径水下航行器的发射管，通过不同的装夹爪来实现对不同口径航行器的装夹，其中适配器底座外径与发射管内径接近，而装夹爪内径与待发送航行器外径接近。
本发明所述的适用于不同口径水下航行器的发射管，包括管底的适配器装置以及管口的缓冲装置，如图1所示。适配器由一个适配器底座4、装夹爪5、磁石固定件6和圆环磁石7组成，如图2所示。适配器底座4、装夹爪5、磁石固定件6的材料均为2A12铝合金，其中装夹爪通过底面的四个螺栓孔与适配器底座进行连接，圆环磁石7与磁石固定件6通过螺栓孔与装夹爪进行连接，如图3所示。缓冲装置通过管口法兰13安装在发射管管口，由外拦截环14、内缓冲环11、四根压簧12和四根螺栓10组成，外拦截环与内缓冲环的材料均采用2A12铝合金，其中外拦截环14通过螺栓孔与管口焊接法兰13用6个螺栓固定，如图4所示。
适配器通过均匀圆周分布的四个固定爪卡住航行器的尾部，对航行器进行径向限位。由于重力作用，航行器的轴线与适配器的轴线并不完全重合，而是存在有微小的夹角，这样会影响到弹体发射的初始姿态，因此适配器装配时应使得整体重心距离适配器底座平面在三分之一弹体长度以内。若航行器尾部存在尾翼，为防止航行器的尾翼遭受冲击力的破坏，航行器尾部的四个尾翼放置于固定爪之间。考虑到航行器在发射炮管内运动过程中可能会发生轴向旋转从而使得尾翼撞击固定爪侧面而损坏，因此固定爪之间的空间设计较为宽裕，固定爪之间的夹角应大于30°，同时在装夹过程中固定爪内侧与航行器尾部间安装有橡胶O型圈9以增加摩擦力，从而减小航行器在适配器中发生滑动和旋转的可能性，如图2所示。
装夹爪5上的四个固定爪5-2之间开有圆孔5-1，用于装夹爪与适配器底座之间的固定。装夹爪底座上平面中心存在一个圆形沉孔5-3，用于固定磁石，同时航行器尾部用金属粘合剂固定一薄铁片，这使得航行器在装夹时尾部受到轴向的磁力作用，从而不易从适配器中滑落。如图4所示。
适配器底座4通过减重槽4-1减轻大部分质量。适配器底座4上开有螺纹孔4-4，用于装夹爪与适配器底座之间的固定。适配器底座底部开有一个小孔4-2，用于航行器表面的信号线缆的连接。适配器底座底部中央的螺栓孔4-3用于连接螺栓，通过螺栓固定铁丝进行连接。当入水发射试验开始时，高压气体推动适配器将铁丝拉断。如图5所示。
适配器在高压气体的推动下高速运动至发射炮管的管口时，由于内缓冲环11的阻拦，适配器的速度迅速降低为0，而航行器由于自身惯性的作用下克服尾部的磁力约束和固定爪的摩擦约束而与适配器脱离从而以一定速度飞离发射炮管。在这个过程中，由于适配器会与管口拦截环进行高速碰撞，可能会造成适配器或者拦截环的损坏，因此需要利用缓冲装置进行缓冲保护。
缓冲装置设计如图4所示，由外拦截环14、内缓冲环11、四根压簧12和四根螺栓10组成，外拦截环14通过螺栓孔与管口焊接法兰13用6个螺栓进行固定。当适配器高速滑动至发射炮管管口时，适配器撞击内拦截环11，弹簧被压缩，适配器的速度在短时间内逐渐下降为0，此时航行器因惯性脱离适配器飞离发射炮管口。由于缓冲装置吸收部分能量会使得发射速度降低，因此需要选择刚度较大的弹簧，在保证缓冲效果的情况下尽可能提高模型的发射速度。
工作原理：首先将装夹完成的适配器与航行器固定在发射管尾部，并在发射管出口处安装缓冲装置。在入水试验开始时，高压气体从气管连接件进入发射炮管内，高压气体产生的推力将适配器底座上的铁丝拉断，推动适配器和航行器加速在发射炮管内滑行。当适配器到达管口时，撞击管口的拦截缓冲装置从而停止运动，而航行器由于惯性脱离适配器的束缚被发射出管口。发射示意图如图7所示。

Claims (9)

1.一种适用于不同口径水下航行器的发射管，包括管体、适配器和缓冲装置，其特征在于：所述的适配器包括适配器底座、装夹爪、磁石固定件和磁石，装夹爪与适配器底座固连，适配器底座安装在管体封闭端的底部，装夹爪对航行器尾部径向限位，磁石通过磁石固定件安装在装夹爪上，与航行器尾端的金属相互作用，防止航行器从装夹爪中脱落；所述的缓冲装置包括外拦截环、内缓冲环和压簧，外拦截环固定在管体开口端，与内缓冲环之间通过压簧连接，外拦截环和内缓冲环的内径均大于水下航行器外径，且内拦截环的内径小于适配器底座的外径。
2.根据权利要求1所述的适用于不同口径水下航行器的发射管，其特征在于：所述的适配器底座、装夹爪、磁石固定件、外拦截环和内缓冲环的材料均为2A12铝合金。
3.根据权利要求1所述的适用于不同口径水下航行器的发射管，其特征在于：所述的外拦截环与内缓冲环之间设置有若干螺栓，压簧同轴套装在螺栓外，外拦截环和内缓冲环能够沿螺栓相对运动，并在相向运动时受到压簧的阻力。
4.根据权利要求1所述的适用于不同口径水下航行器的发射管，其特征在于：所述的装夹爪为沿圆周均匀分布的若干个固定爪，固定爪沿航行器轴线向前伸出，卡住航行器的尾部，对航行器进行径向限位。
5.根据权利要求4所述的适用于不同口径水下航行器的发射管，其特征在于：所述的装夹爪相邻两个固定爪之间的空间用于放置航行器尾部的尾翼，且空间夹角大于30°。
6.根据权利要求1所述的适用于不同口径水下航行器的发射管，其特征在于：所述的装夹爪内侧与航行器尾部间安装有O型橡胶圈以增加摩擦力。
7.根据权利要求1所述的适用于不同口径水下航行器的发射管，其特征在于：所述的适配器底座与航行器中心的距离小于航行器整体长度的三分之一。
8.根据权利要求1所述的适用于不同口径水下航行器的发射管，其特征在于：所述的适配器底座上设置有若干减重槽。
9.根据权利要求1所述的适用于不同口径水下航行器的发射管，其特征在于：所述的适配器底座通过铁丝连接管体底部，当入水发射试验开始时，高压气体推动适配器将铁丝拉断。
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