CN113446899A - 一种抛投式发射筒开盖机构 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种抛投式发射筒开盖机构，包括前盖、筒口圈、发射筒体、转轴、密封平垫、底座、爆炸螺栓、安装座、底板、O型密封圈等组成，在所述的前盖下端通过“U”字形开口槽与转轴铰接，上端通过螺纹固定在爆炸螺栓上，前盖端面设置有环状密封垫槽；筒口圈内型面与发射筒前端外型面套接；爆炸螺栓安置在安装座中，安装座安置在底板上；底座安置在筒口圈下方，转轴安装在底座的前端通孔内。本发明采用单爆炸螺栓—开口铰链的技术方案，抛盖动力源选用无污染的爆炸螺栓，具有解锁冲击小、无污染、结构简单等优点，有效地解决了现有技术中开盖机构性能不稳定、机构复杂、体积过大、存在污染的技术问题，适用于武器系统大批量生产。

Description

一种抛投式发射筒开盖机构

技术领域

本发明属于导弹发射技术领域，具体涉及一种抛投式发射筒开盖机构，尤其适用于对重量、体积要求较高的小口径战术导弹发射筒。

背景技术

筒盖机构是导弹发射筒的重要组成部分，分为前盖及后盖。贮运状态下，筒盖关闭与发射筒体形成密封的容器，既能为导弹提供良好的贮存及运输环境，使导弹不易受外力损伤，又可以防止发射筒内惰性保护气体外泄。导弹发射时，筒盖能迅速打开，避让出导弹飞行及燃气流排导通道。目前，后盖多采用发动机燃气射流冲开式方案，而前盖开启方式有多种，主要包括机械式、抛投式和易碎盖式。

机械式开关盖以气动、液压、电机或电磁铁为动力源，可重复开启及关闭前盖，但其存在结构比较复杂，占据空间大，操作时间长，开盖角度影响多联装导弹相邻单元发射等缺点。

抛投盖利用导爆索、燃气发生器等火工品来消除前盖，具有结构简单、操作便捷的优点，缺点是抛投出去的筒盖对其余设备有一定威胁，火工品爆炸时产生的冲击波会损坏导弹头部的电子元件，或产生的黑色颗粒状污染物，附着在导弹光学导引头上从而影响导引头成像效果。

易碎盖通常由轻质、脆性复合材料制成，其上预制有薄弱区应力槽，发射时分别通过发动机燃气开盖、燃气扰动波气流冲击开盖和导弹头部直接冲击开盖等多种方式开盖，但其不能达到提前开盖的目的。目前，存在一种透明度高的光学玻璃易碎前盖，但其成本较高，且因为易碎、易脏而不易贮存、运输，应用并不广泛。

某小口径红外图像制导体制导弹，需要导弹在发射筒内就开始搜索目标，且前盖开启后不能影响四联装导弹相邻单元发射，现有自动开盖机构均存在明显缺点，不适用于该导弹武器系统。因此，亟待研发一种结构简单、成本低廉、无污染、开盖可靠的抛投式发射筒开盖机构。

发明内容

针对现有技术的以上缺陷或改进需求，本发明提供一种抛投式发射筒开盖机构，由此解决现有技术中开盖机构性能不稳定、机构过于复杂、体积过大、存在污染的技术问题。

为实现上述目的，本发明采用的技术方案如下：

一种抛投式发射筒开盖机构，包括前盖、筒口圈、发射筒体、转轴、密封平垫、底座、爆炸螺栓、安装座、底板、第一O型密封圈及第二O型密封圈组成。

所述的前盖下端通过“U”字形开口槽与转轴铰接，上端通过螺纹固定在爆炸螺栓上，前盖端面设置有矩形环状密封垫槽。

所述的密封平垫为硅橡胶材质，安置在所述的前盖端面的密封垫槽内。

所述的筒口圈是开盖机构的安装主体，套接在所述的发射筒体上，正上方凸台用于安装所述的底板，正下方凸台用于安装所述的底座，所述的底板、底座均为其他结构组件提供安装接口。以此方式，将开盖机构与发射筒体联结成一个整体。

所述的爆炸螺栓通过法兰四周的螺钉孔固连在所述安装座上，前端圆柱段设置有螺纹孔。所述的安装座固连在底板上。

所述的转轴安装在底座的前端通孔内，通过二处紧定螺钉固定。

优选的，所述的前盖首要刚度好，其次要求重量轻，前盖外形为球面形结构，材料选用铝合金材料，材料应用广泛，比刚度较高，在刚度满足要求的前提下，能获取较大的质量效益。

优选的，前盖下端“U”字形开口槽有二处，跨度可适量大，贮运状态下，起到轴、法向定位、限位的作用，抛盖时，能与销轴可靠分离。

优选的，所述的筒口圈端面上设置凸起结构，用于挤压密封平垫。内型面上设置有“V”形环状密封槽，用于提高粘接面处的剪切强度，并有利于保证粘接界面间的密封性。

优选的，所述的底座上方设置有定位凸台，与所述的筒口圈下端定位孔配合，起到安装定位、承受并传递密封圈轴向胀紧力的作用。

优选的，抛盖动力源选用爆炸螺栓，具有解锁冲击小、无污染、结构简单、占用体积小等优点。所述的爆炸螺栓数量为单个，尽可能降低开盖机构成本。

优选的，爆炸螺栓、第一O型密封圈、安装座形成第一密封环节，安装座、第二O形密封圈、底板形成第二密封环节，为爆炸螺栓发火电缆提供良好的贮存环境，防止雨天进水造成线路短路。

总体而言，通过本发明构思的以上技术方案能够取得以下有益效果：

本发明提供一种抛投式发射筒开盖机构，采用单爆炸螺栓—开口铰链的技术方案，达到了导弹在发射前抛出前盖，便于搜索目标，且不影响四联装导弹相邻单元发射的目的。抛盖动力源选用无污染的爆炸螺栓，具有解锁冲击小、无污染、结构简单等优点，避免选用电机、电磁铁或液压缸等复杂结构，亦避免选用导爆索等有污染、解锁冲击力大的火工动力源。同时，爆炸螺栓的数量为单个，摒弃双或多爆炸螺栓方案，进一步控制开盖机构成本。前盖下端二处“U”字形开口槽与转轴配合，构成开口式铰链，贮运状态下，起到轴、法向定位及限位的作用，工作时，经过多次抛盖试验验证，“U”形铰链能可靠分离。本发明有效解决了现有技术中开盖机构性能不稳定、机构过于复杂、体积过大、存在污染的技术问题，且生产工艺成熟、经济性较好，适用于武器系统大批量生产。

附图说明

图1是本发明实施例中发射筒开盖机构分解示意图。

图2是本发明实施例中发射筒开盖机构轴测示意图。

图3(a)是本发明实施例中发射筒开盖机构主视图的剖视图。

图3(b)是本发明实施例中发射筒开盖机构主视图的左视图。

图4是本发明实施例中爆炸螺栓连接处局部剖视放大示意图；

图5是本发明实施例中“U”形铰链处局部放大示意图；

图6(a)是本发明实施例中前盖1的主视图；

图6(b)是本发明实施例中前盖1的左视图；

在所有附图中，相同的附图标记用来表示相同的元件或结构，其中：

1-前盖，1a-“U”字形开口槽，1b-密封垫槽，1c-安装间距，2-筒口圈，2a-环状凸起，2b-“V”字环形槽，3-发射筒体，4-转轴，5-密封平垫，6-底座，6a-矩形凸台，7-爆炸螺栓，7a-火药，7b-活塞，7c-薄弱环节，7d-圆柱段，8-安装座，9-底板，9a-中空结构，10-第一O型密封圈，11-第二O型密封圈。

具体实施方式

为了使本发明的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合附图及实施例，对本发明进行进一步详细说明。

如图1～图6(b)中所示，本发明的实施例，是一种抛投式发射筒开盖机构，包括前盖1、筒口圈2、发射筒体3、转轴4、密封平垫5、底座6、爆炸螺栓7、安装座8、底板9、第一O型密封圈10及第二O型密封圈11组成。

前盖1采用双点压紧的结构形式，因其端面的密封平垫5压紧时产生的反向作用力较大，若前盖1的刚度不足，在压紧密封平垫5的过程中或存在筒内压大于外压的情况下，前盖1中部二侧容易发生变形，达不到筒口密封的效果。前盖1主体选用球面形结构，与平板形结构相比，因其轴向跨度大、截面惯性矩大，具有明显刚度好的优点。经过多轮反复仿真计算，确定前盖1的主体结构尺寸。材料选用铝合金材料，应用范围较广，比刚度较高，在刚度满足要求的前提下，能获取较大的质量效益。前盖1下端设置有二处“U”字形开口槽1a，二处“U”字形开口槽1a间的跨度可适量大，开口沿发射筒轴向朝外。“U”字形开口槽1a在“C”字形半圆弧段的基础上，双侧各延展出1.5mm的直线段，贮运状态下，起到轴、法向定位、限位的作用，抛盖时，能与转轴4可靠分离，解决了因加工制造误差存在，导致“C”形半圆弧段与转轴4定位精度不准确的问题。

筒口圈2主体为同心环状结构，上、下二侧预留有底座6及底板9的安装接口。筒口圈2内型面与发射筒3前端外型面套接，采用环氧树脂胶粘接成一体。其内型面上设置有多处“V”字环形槽2b，用于提高粘接面处的剪切强度，并有利于保证粘接界面间的密封性。筒口圈2前端端面上设置有环状凸起2a，在前盖1安装到位后，挤压密封平垫5，实现筒口双向密封。

底座6与筒口圈2采用分体式设计方案，用于提高结构件加工工艺性。底座6上设置有矩形凸台6a，与筒口圈2底面对应孔位配合，起到安装定位、承受并传递密封平垫5轴向胀紧力的作用，通过法向的4处螺钉与筒口圈2固连。转轴4安装在底座6前端圆孔内，采用2处紧定螺钉限位，防止脱出。转轴4与前盖1下端二处“U”字形开口槽1a配合，构成开口式铰链。前盖1下端二处“U”字形开口槽1a与底座前端面6b设置有安装间距1c比较重要，一是决定前盖是否能脱开，二是决定前盖何时开始分离，通过多轮仿真分析，本方案中将此间距设计为2mm。

爆炸螺栓7为火工品，在接收到点火信号后，药室内火药7a引燃产生高温高压气体，推动活塞7b运动，将预制薄弱环节7c剪断，实现分离，爆炸螺栓7的圆柱段7d剪断后会随前盖1一起抛出。该爆炸螺栓7具有尺寸小、无污染、冲击扰动小，装配容易等优点，通过控制预制薄弱环节7c的尺寸，可调整前盖1分离作用力。薄弱环节7c在贮运状态下，需要承受密封平垫5向外的作用力，设计时，薄弱环节7c的剪断力要比密封平垫5涨紧力大4倍以上，防止在内压或外力作用下，薄弱环节7c就产生断裂。

底板9位于开盖机构正上方，前端通过4处螺钉安装在筒口圈2上，中部设置有中空结构9a，用于存放爆炸螺栓7的点火电缆，底部为弧形面，与发射筒体3外型面粘接成型，后端设置有环状凸起，可进一步采用碳纤维丝缠绕加固。

本发明提供的抛投式发射筒开盖机构的工作原理如下：

贮运状态下，前盖1下端的二处“U”字形开口槽1a与转轴4配合，实现前盖1的轴、法向定位及限位，前盖1可绕转轴4转动；前盖1上端通过锁紧螺钉预紧固连在爆炸螺栓7上，前盖1端面密封垫槽1b内置的密封平垫5在筒口圈2端面环状凸起2a的挤压下发生弹性变形，依靠锁紧螺钉的预紧压力产生密封力，实现筒口处双向密封。

导弹发射前，发控装置发出开盖指令后，爆炸螺栓7工作，产生高温高压气体推动内部活塞7a运动，将预制的薄弱环节7c剪断，实现分离。

前盖1上端解除约束后，在爆炸螺栓7的冲击力下继续向前运动，前盖1下端“U”字形开口槽1a在绕转轴4转动过程中逐步发生分离，在与底座6的端面6b发生碰撞后彻底脱开。由于前盖1承受的爆炸螺栓7冲击力与其质心偏置，前盖呈旋转姿态分离，开盖机构完成抛盖任务。

达到的技术参数如下：抛投式发射筒开盖机构，最大外径包络尺寸为φ198mm，其中发射筒体3的外径为φ153mm，结构简单，占据空间较小，总重约810g，其中抛出前盖1的质量为216g，尤其适用于对结构重量、尺寸要求较高的小口径战术导弹发射筒。前盖整体密封性较好，满足打正压20kpa±2kpa，稳定后保持1h，压降小于等于稳定压力8％的指标。在发控装置发出开盖指令后，能在200ms内抛出前盖，动作可靠、迅速。

除上述实施例所示结构以外，还可以根据实际需求对整体布局进行调整，如爆炸螺栓7位于发射筒体3的底端，转轴4等位于发射筒体3的正上方，根据不同的抛盖技术指标要求，可进行合理的优化设计。

本领域的技术人员容易理解，以上所述仅为本发明的较佳实施例而已，并不用以限制本发明，凡在本发明的精神和原则之内所作的任何修改、等同替换和改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims (10)

1.一种抛投式发射筒开盖机构，包括前盖、筒口圈、发射筒体、转轴、密封平垫、底座、爆炸螺栓、安装座、底板、第一O型密封圈及第二O型密封圈组成，其特征在于，筒口圈设置在前盖和发射筒体之间，在所述的前盖下端通过“U”字形开口槽与转轴铰接，上端通过螺纹固定在爆炸螺栓上，前盖端面设置有矩形环状密封垫槽；所述的密封平垫安置在前盖端面的密封垫槽内；所述的筒口圈内型面与发射筒前端外型面套接；所述的底板安置在筒口圈上方，安装座安置在底板上，爆炸螺栓安置在安装座中；所述的底座安置在筒口圈下方，转轴安装在底座的前端通孔内，前盖下端的“U”字形开口槽与转轴铰接。

2.按照权利要求1所述的抛投式发射筒开盖机构，其特征在于，所述的爆炸螺栓通过螺钉孔固连在所述安装座上，前端圆柱段设置有螺纹孔；所述的爆炸螺栓数量为单个。

3.按照权利要求1所述的抛投式发射筒开盖机构，其特征在于，所述的转轴由紧定螺钉固定在底座的前端通孔内。

4.按照权利要求1所述的抛投式发射筒开盖机构，其特征在于，所述的前盖外形为球面形结构。

5.按照权利要求1所述的抛投式发射筒开盖机构，其特征在于，所述前盖下端“U”字形开口槽有二处；“U”字形开口槽在“C”字形半圆弧段的基础上，双侧各延展出1.5mm的直线段。

6.按照权利要求1所述的抛投式发射筒开盖机构，其特征在于，所述前盖下端“U”字形开口槽与底座前端面之间设置有间距。

7.按照权利要求1所述的抛投式发射筒开盖机构，其特征在于，所述的筒口圈端面上设置有用于挤压密封平垫的凸起结构。

8.按照权利要求1所述的抛投式发射筒开盖机构，其特征在于，所述筒口圈内型面上设置有用于提高粘接面处的剪切强度、有利于保证粘接界面间的密封性的“V”形环状密封槽。

9.按照权利要求1所述的抛投式发射筒开盖机构，其特征在于，所述的底座上方设置有与筒口圈下端定位孔相配合的定位凸台。

10.按照权利要求1所述的抛投式发射筒开盖机构，其特征在于，在爆炸螺栓与安装座之间安置有第一O型密封圈；在安装座与底板之间安置、第二O形密封圈；爆炸螺栓发火电缆安置在底板中空结构中。

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