CN113280697A - 一种轻量化抗过载引信壳体 - Google Patents

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何光林
王泽虎
杜亚男
刘彧宽
郭兆烜
马广松
张玉龙
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Abstract

本发明提供一种轻量化抗过载引信壳体，其中，台阶状的变壁厚结构设计能够有效满足轻量化的设计要求，而将壳体加工成台阶和齿状组合结构，能够有效分散弹药发射和冲击过程中形成的过载力，防止过载力全部作用于壳体底部，从而有效提高壳体的抗过载能力，避免引信因壳体底部断裂而失效；同时也避免了添加垫片和更换材料两种方式对引信的其他性能指标所造成的影响。

Description

一种轻量化抗过载引信壳体
技术领域
本发明属于弹药引信、引信结构体的轻量化、抗过载设计技术领域，尤其涉及一种轻量化抗过载引信壳体。
背景技术
目前，关于引信结构体抗过载的设计，主要是针对引信机芯部分，包括电路模块等在内的精密机构。具体方法是：利用弹塑性垫片进行冲击隔离的方式，提高引信机芯的抗过载能力。关于引信壳体方面的抗过载设计，目前大多考虑从材料上入手，选用强度性能较好的材料，来提高引信壳体的抗过载能力，但在壳体结构方面，仍多采用均质设计。
弹药引信要实现可靠工作，必须能够承受勤务处理跌落冲击和撞击及侵彻过程中产生的高过载冲击。西安机电信息研究所徐蓬朝等在《垫片提高抗冲击能力的应力波衰减机理》一文中提出，在侵彻过程中，引信机芯受到的冲击过载通过垫片机械滤波，冲击应力波绝大部分反射为拉伸波，传播到测试装置中的冲击强度已大为降低，远小于机芯的承受极值，能够较好地保证引信的工作可靠性。组合垫片的滤波效果好于单层垫片，较单层垫片加速度曲线较为平滑，受引信空间限制，其中“三明治”式垫片组合滤波效果最佳。
然而，在现有使用方案中，垫片的使用只能够有效提高引信机芯的抗过载能力，但是引信壳体为主要承力部件，仍然面临着因高过载而失效的风险，同时添加垫片也使得整个引信体积和质量有所增加，最终导致能耗的增加。而单纯从材料上考虑提高引信壳体的抗过载能力，提升能力有限，同时会牺牲质量、电磁特性等其他性能指标。
发明内容
为解决上述问题，本发明提供一种轻量化抗过载引信壳体，通过引信壳体结构上的巧妙设计，提高引信壳体的抗过载能力，同时减轻引信壳体的质量，能够满足轻量化的设计要求。
一种轻量化抗过载引信壳体，所述引信壳体沿自身轴向方向上具有不同的壁厚，形成台阶状壳体；同时，引信壳体的内表面设置为连续的齿形表面。
进一步地，所述引信壳体沿自身轴向方向上具有两种不同的壁厚，形成单台阶壳体。
进一步地，所述引信壳体沿自身轴向方向上具有三种以上不同的壁厚，形成多台阶壳体。
进一步地，所述引信壳体的内表面设置为连续的矩形齿表面。
进一步地，所述引信壳体的内表面设置为连续的梯形齿表面。
进一步地，所述引信壳体的内表面设置为连续的圆弧齿表面。
进一步地，所述质量块包括压力模块、触发模块以及保险解除模块。
进一步地，所述压力模块与触发模块不放置于引信壳体壁厚最小的区间段，保险解除模块不放置于引信壳体壁厚最大的区间段。
有益效果：
1、本发明提供一种轻量化抗过载引信壳体，将壳体加工成台阶和齿状组合结构，能够有效分散弹药发射和冲击过程中形成的过载力，防止过载力全部作用于壳体底部，从而有效提高壳体的抗过载能力，避免引信因壳体底部断裂而失效；同时也避免了添加垫片和更换材料两种方式对引信的其他性能指标所造成的影响。
2、本发明提供一种轻量化抗过载引信壳体，在灌封胶的粘合下，内部质量块在高过载下产生的冲击力可通过灌封胶的力传递，部分作用于齿形凸起结构上，从而能够有效防止过载产生的冲击力全部作用于壳体底部，以此提高整个壳体的抗过载能力。
3、本发明提供一种轻量化抗过载引信壳体，针对引信内部模块对壁厚的需求程度不同，采用变壁厚的台阶结构设计，将引信重要的高压模块和触发模块放在壁厚比较厚的部分，解除保险的模块放在壁厚比较薄的部分，可以在满足轻量化的基础上有效保护引信重要模块。
附图说明
图1为本发明提供的引信壳体二维结构剖面图；
图2为本发明提供的引信壳体三维结构剖面图；
图3为本发明提供的引信过载下齿形结构承载受力分析示意图。
具体实施方式
为了使本技术领域的人员更好地理解本申请方案，下面将结合本申请实施例中的附图，对本申请实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述。
本发明从引信结构设计上入手，提出用变壁厚台阶壳体组合齿状设计代替传统的均质设计，在提高引信壳体抗过载能力的同时，还能有效减轻引信壳体的质量，满足轻量化的设计要求。
具体参见图1和图2，本发明的引信壳体沿自身轴向方向上具有不同的壁厚，形成台阶状壳体；同时，引信壳体的内表面设置为连续的齿形表面，且引信壳体与其内部放置的质量块之间的间隙通过灌封胶进行填充。
需要说明的是，本发明的变壁厚台阶组合齿状引信壳体设计可以替换成2段台阶、3段台阶或者多段台阶，其内表面的齿状结构也可以是矩形齿、梯形齿和圆弧齿等等，均能够有效提高引信壳体的抗过载能力。
也就是说，对于抗过载结构设计，本发明首先采用变壁厚的台阶设计，将引信重要的高压模块和触发模块放于壁厚较厚端，在导弹撞击和侵彻目标过程中起保护作用；将导弹飞行过程中解除保险的模块放于壁厚较薄端，即使该部分在导弹撞击和侵彻过程中损坏也不会对引信系统效能产生影响。同时，采用齿状设计代替传统的均质设计，并将引信内部的空隙用灌封胶进行填充，使得灌封胶与齿形结构呈现出一种参差交错的状态。在灌封胶的粘合下，内部质量块在高过载下产生冲击力可部分作用于齿形凸起结构上，从而能够有效防止过载产生的冲击力全部作用于壳体底部，以此提高整个壳体的抗过载能力。其中，引信壳体过载下齿形结构受力分析示意图如图3所示，传统匀质结构没有齿形结构的承载，过载产生的力全部作用于壳体底部，即Fm＝Ma，高过载下容易使引信壳体底部断裂从而引发引信失效；而本发明所设计的齿形结构可承载部分过载力，即F11+F12+F21+F22+……+Fn1+Fn2+Fm＝Ma，从而能够有效防止过载力全部作用于壳体底部，避免引信因壳体底部断裂而失效。
对于轻量化结构设计，一方面，本发明的引信壳体采用的齿状结构可以有效减少壳体重量；另一方面，在导弹撞击和侵彻目标过程中，质量越轻，相同过载下的冲击力就越小，对壳体抗压强度的要求也就越小，即提高了引信抗大过载能力。
在引信壳体结构设计方面，不管是通过添加垫片的方式还是从材料上考虑提高抗过载能力，这些传统方法均采用均质结构设计。而壳体均质结构设计，会使高过载产生的冲击力全部作用于壳体根部，造成壳体根部的断裂，进而引起整个引信机构的失效。相较而言，本方案中将壳体加工成台阶和齿状组合结构，能够有效分散弹药发射和冲击过程中形成过载力，防止过载力全部作用于壳体根部，从而有效提高壳体的抗过载能力，同时也避免了添加垫片和更换材料两种方式对引信的其他性能指标所造成的影响。此外，针对引信内部模块对壁厚的需求程度不同，采用变壁厚的台阶结构设计，可以有效保护引信重要模块。
当然，本发明还可有其他多种实施案例，在不背离本发明精神及其实质的情况下，熟悉本领域的技术人员当然可根据本发明作出各种相应的改变和变形，但这些相应的改变和变形都应属于本发明所附的权利要求的保护范围。

Claims (8)

1.一种轻量化抗过载引信壳体，其特征在于，所述引信壳体沿自身轴向方向上具有不同的壁厚，形成台阶状壳体；同时，引信壳体的内表面设置为连续的齿形表面。
2.如权利要求1所述的一种轻量化抗过载引信壳体，其特征在于，所述引信壳体沿自身轴向方向上具有两种不同的壁厚，形成单台阶壳体。
3.如权利要求1所述的一种轻量化抗过载引信壳体，其特征在于，所述引信壳体沿自身轴向方向上具有三种以上不同的壁厚，形成多台阶壳体。
4.如权利要求1所述的一种轻量化抗过载引信壳体，其特征在于，所述引信壳体的内表面设置为连续的矩形齿表面。
5.如权利要求1所述的一种轻量化抗过载引信壳体，其特征在于，所述引信壳体的内表面设置为连续的梯形齿表面。
6.如权利要求1所述的一种轻量化抗过载引信壳体，其特征在于，所述引信壳体的内表面设置为连续的圆弧齿表面。
7.如权利要求1所述的一种轻量化抗过载引信壳体，其特征在于，所述质量块包括压力模块、触发模块以及保险解除模块。
8.如权利要求7所述的一种轻量化抗过载引信壳体，其特征在于，所述压力模块与触发模块不放置于引信壳体壁厚最小的区间段，保险解除模块不放置于引信壳体壁厚最大的区间段。
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Citations (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
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