CN113390291A - 一种燃气发生器前挡药板的bpn药片式多孔点火集成结构 - Google Patents

一种燃气发生器前挡药板的bpn药片式多孔点火集成结构 Download PDF

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Abstract

一种燃气发生器前挡药板的BPN药片式多孔点火集成结构，包括：挡药板本体，堵片；挡药板本体包括：柱状的基座；台阶孔，台阶孔与基座的轴线平行且贯穿基座，台阶孔的轴线与装药内孔轴线重合，台阶孔的第一端面为台阶孔内部环形平面，与第一端面相对的第二端面为台阶孔小孔端基座底平面，装药端面与第二端面胶粘连接；螺纹连接结构，位于基座侧向壁面的外螺纹，与壳体壁面内螺纹配合连接；堵片为圆形薄片，与第一端面胶粘连接，BPN药片嵌入台阶孔，与堵片胶粘连接。通过本发明，可以缩短点火装置及挡药板占用的燃烧室的轴向空间，增大装药装填系数，同时点火燃气通道与装药内孔燃面通道直接连通，有利于提高点火效能。

Description

一种燃气发生器前挡药板的BPN药片式多孔点火集成结构
技术领域
本发明涉及一种燃气发生器前挡药板的BPN药片式多孔点火集成结构，涉及战术导弹冷发射用燃气发生器，具体涉及一种燃气发生器前挡药板结构。
背景技术
前挡药板是燃气发生器燃烧室结构中的重要组成部分，它是自由装填式装药的支撑件，又是点火燃气点燃装药的流动通道。为满足小型化、低过载的弹射使用需求，总体对燃气发生器提出高压强、大增压比的性能指标要求。在典型多内孔柱状装药形式的燃气发生器设计中，需要满足高装填系数、大燃面增面比要求外，还要考虑小初始燃面、离散多内孔的点火充分性及一致性。
目前，用于燃气发生器的前挡药板功能单一，仅用于装药的支撑，点火药盒位于燃气发生器燃烧室头部，与挡药板为相互独立的构件，存在以下不足：
1.装药量受限。点火药盒与挡药板相互独立，考虑加工工艺及结构强度对结构尺寸要求，两者在燃气发生器头部占用空间大，导致燃烧室装药长度受限，使得装药量减小，容易导致低温能量水平偏总体指标下限或无法达到总体指标。
2.点火不充分。燃气发生器的大增面比使得装药构型受限，多采用多内孔柱状双基推进剂装药，其初始燃面为多个离散的小直径内孔面，双基推进剂点火条件存在较高临界值，极易出现点火燃气接触不充分，最终导致装药内孔燃烧偏离设计状态甚至无法点燃。
发明内容
本发明解决的技术问题是：克服现有技术的不足，提供了一种燃气发生器前挡药板的BPN药片式多孔点火集成结构，可提高点火可靠性并优化结构空间布局，增加装药量。
本发明的技术解决方案是：一种燃气发生器前挡药板的BPN药片式多孔点火集成结构，包括挡药板本体、堵片和BPN药片；
所述挡药板本体包括柱状的基座、台阶孔；所述台阶孔的第一端面为台阶孔大孔端内部环形平面，与所述第一端面相对的第二端面为台阶孔小孔端的基座的底部平面，装药端面与所述第二端面胶粘连接；基座侧向壁面设有螺纹连接结构，与壳体壁面内螺纹配合连接；
所述堵片为圆形薄片，与所述第一端面胶粘连接，BPN药片嵌入所述台阶孔，与所述堵片胶粘连接。
进一步地，所述第一端面与所述第二端面的连接面为小孔台阶面，高度为5mm。
进一步地，所述台阶孔小孔端孔径比装药孔径小1mm。
进一步地，所述堵片直径与台阶孔大孔端直径呈间隙配合，材料为铝箔。
进一步地，所述堵片与所述第一端面、所述堵片与所述BPN药片胶粘连接用胶为JW-1胶、。
进一步地，所述第二端面与装药胶粘连接用胶为JW-1胶。
进一步地，所述挡药板本体的材料为30CrMnSiA合金钢。
进一步地，所述台阶孔的轴线与所述基座的轴线平行且贯穿基座。
进一步地，所述台阶孔的轴线与装药内孔的轴线重合。
进一步地，堵片为一定厚度的圆形片，其厚度根据堵片打开压强确定，满足以下条件：
Figure BDA0003078101220000021
式中：h为堵片厚度；P为打开设计压强；D为小孔直径；σb为材料抗拉强度；n为强度系数，n＞1。
本发明与现有技术相比的优点在于：
1)缩短点火装置及挡药板占用的燃烧室空间的轴向尺寸，提高了装药装填空间，增加装药量。
2)提高点火可靠性，点火燃气通道与装药内孔燃面通道直接密切连通，降低了点火能量耗散。
附图说明
图1是本发明的集成结构的示意图。
图2是本发明的挡药板本体结构示意图。
图1中：1为挡药板本体；2为堵片；3为BPN药片。
图2中：01为基座；02为台阶孔；03为螺纹连接结构。
具体实施方式
为了更好的理解上述技术方案，下面通过附图以及具体实施例对本申请技术方案做详细的说明，应当理解本申请实施例以及实施例中的具体特征是对本申请技术方案的详细的说明，而不是对本申请技术方案的限定，在不冲突的情况下，本申请实施例以及实施例中的技术特征可以相互组合。
以下结合说明书附图对本申请实施例所提供的一种燃气发生器前挡药板的BPN药片式多孔点火集成结构做进一步详细的说明，具体实现方式可以包括(如图1～2所示)：
在本申请实施例所提供的方案中，图1是本发明的导弹弹射用燃气发生器前挡药板的BPN药片式多孔点火集成结构示意图。如图1所示，本发明提供的前挡药板的BPN药片式多孔点火集成结构，包括：挡药板本体1，堵片2；所述挡药板本体1包括：柱状的基座01；台阶孔02，所述台阶孔02为与所述基座01的轴线平行的贯穿基座的孔，所述台阶孔02的轴线与装药内孔的轴线重合，所述台阶孔02的第一端面为内部环形平面，与所述第一端面相对的第二端面为台阶孔小孔端基座01底平面，所述台阶孔02第二端面与装药端面胶粘连接；螺纹连接结构03，位于基座侧向壁面的外螺纹，与壳体壁面内螺纹配合连接；所述堵片2圆形薄片，与所述第一端面胶粘连接；BPN药片3嵌入所述台阶孔02，与所述堵片2胶粘连接。
在本申请提供的实施例中，所述挡药板基座的具体结构尺寸根据燃气发生器总体设计的机械接口确定。所述挡药板的材料采用30CrMnSiA合金钢；
进一步，在一种可能实现的方式中，所述BPN药片3直径比台阶孔大孔孔径小1mm；
在一种可能实现的方式中，所述台阶孔02小孔孔径比装药孔径小1mm；
可选的，在一种可能实现的方式中，所述堵片2直径与大孔直径间隙配合，材料采用一定厚度的铝箔。
在一种可能实现的方式中，所述第二端面胶粘连接用胶为JW-1胶，实现包覆套与金属材料的有效可靠粘接。
在一种可能实现的方式中，所述第一端面与所述堵片2、所述堵片2与所述BPN药片3胶粘连接用胶为JW-1胶，实现各粘接面有效可靠粘接。
可选的，在一种可能实现的方式中，所示BPN药片3为带有内孔的C型带内孔柱状体结构。
进一步，所述第二端面与第一端面之间的连接面高度为5mm。发明人经过试验研究发现，这样的距离可以保证点火药的燃烧充分性，从而有利于提高点火可靠性。
进一步，在一种可能实现的方式中，所述BPN药片嵌入第二端面与基体平端面的大台阶孔内，台阶孔02直径比BPN药片3直径大1mm。
在一种可能实现的方式中，所述BPN药片为A型柱状体或C型带内孔柱状体，BPN药片3规格根据点火时长确定，点火压强选用。
可选的，所述挡药板本体1的材料为30CrMnSiA合金钢。
在一种可能实现的方式中，所述台阶孔02的轴线与装药4内孔的轴线重合。
在一种可能实现的方式中，堵片2为一定厚度的圆形片，其厚度根据堵片打开压强确定。
进一步，堵片2的厚度满足以下条件：
Figure BDA0003078101220000041
式中：h为堵片厚度；P为打开设计压强；D为小孔直径；σb为材料抗拉强度；n为强度系数，n＞1。
在一个实施例中，燃气发生器壳体内径66mm，内腔长度110mm，装药为有10个直径5mm内孔的自由装填式柱状药。根据总体要求，确定了挡药板基座外径为60mm与头部顶盖M60mm内螺纹连接，基座高度为11mm。挡药板有10个台阶孔，小孔孔径为4mm,大孔孔径为9.5mm,小孔台阶连接面高度为5mm，堵片直径为9mm，厚度为0.2mm，10个BPN药片的外径为8.5mm，内径为3.5mm，高度为5mm。本集成结构在满足装药支撑的同时，实现了BPN点火药片的集成。对比点火装置与挡药板独立结构，轴向空间距离缩短9mm，等效提高装药量8％，同时点火通道与内孔燃面通道结构的对接连通，实现了点火燃气与内孔燃面的充分接触，降低了点火能量损失。
该结构的工艺性与可生产性已得到验证，金属结构及胶粘结构均在型号中应用，通过了地面级及飞行联合试验，结构可靠，满足总体要求。
显然，本领域的技术人员可以对本申请进行各种改动和变型而不脱离本申请的精神和范围。这样，倘若本申请的这些修改和变型属于本申请权利要求及其等同技术的范围之内，则本申请也意图包含这些改动和变型在内。
本发明说明书中未作详细描述的内容属本领域技术人员的公知技术。

Claims (10)

1.一种燃气发生器前挡药板的BPN药片式多孔点火集成结构，其特征在于：包括挡药板本体(1)、堵片(2)和BPN药片(3)；
所述挡药板本体(1)包括柱状的基座(01)、台阶孔(02)；所述台阶孔(02)的第一端面为台阶孔(02)大孔端内部环形平面，与所述第一端面相对的第二端面为台阶孔(02)小孔端的基座(01)的底部平面，装药端面与所述第二端面胶粘连接；基座(01)侧向壁面设有螺纹连接结构(03)，与壳体壁面内螺纹配合连接；
所述堵片(2)为圆形薄片，与所述第一端面胶粘连接，BPN药片(3)嵌入所述台阶孔(02)，与所述堵片(2)胶粘连接。
2.根据权利要求1所述的一种燃气发生器前挡药板的BPN药片式多孔点火集成结构，其特征在于：所述第一端面与所述第二端面的连接面为小孔台阶面，高度为5mm。
3.根据权利要求1所述的一种燃气发生器前挡药板的BPN药片式多孔点火集成结构，其特征在于：所述台阶孔(02)小孔端孔径比装药孔径小1mm。
4.根据权利要求1所述的一种燃气发生器前挡药板的BPN药片式多孔点火集成结构，其特征在于：所述堵片(2)直径与台阶孔(02)大孔端直径呈间隙配合，材料为铝箔。
5.根据权利要求1所述的一种燃气发生器前挡药板的BPN药片式多孔点火集成结构，其特征在于：所述堵片(2)与所述第一端面、所述堵片(2)与所述BPN药片(3)胶粘连接用胶为JW-1胶。
6.根据权利要求1所述的一种燃气发生器前挡药板的BPN药片式多孔点火集成结构，其特征在于：所述第二端面与装药胶粘连接用胶为JW-1胶。
7.根据权利要求1所述的一种燃气发生器前挡药板的BPN药片式多孔点火集成结构，其特征在于：所述挡药板本体(1)的材料为30CrMnSiA合金钢。
8.根据权利要求1所述的一种燃气发生器前挡药板的BPN药片式多孔点火集成结构，其特征在于：所述台阶孔(02)的轴线与所述基座(01)的轴线平行且贯穿基座(01)。
9.根据权利要求7所述的一种燃气发生器前挡药板的BPN药片式多孔点火集成结构，其特征在于：所述台阶孔(02)的轴线与装药(4)内孔的轴线重合。
10.根据权利要求1所述的一种燃气发生器前挡药板的BPN药片式多孔点火集成结构，其特征在于：堵片(2)为一定厚度的圆形片，其厚度根据堵片打开压强确定，满足以下条件：
Figure FDA0003078101210000021
式中：h为堵片厚度；P为打开设计压强；D为小孔直径；σb为材料抗拉强度；n为强度系数，n＞1。
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