CN114264194B - 一种基于管内适配器的带攻角高速发射装置 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种基于管内适配器的带攻角高速发射装置，属于发射技术领域。该方法通过管内一种适配器将航行器以不同姿态固定至发射管内。适配器包含圆柱段和攻角调控段两部分，分别实现装配固定和攻角调控的作用。同时，为适应这种适配器，相应的发射管通过增设排气孔和拦截器，实现发射后高压气的有效排除，以及航行器与适配器之间的有效分离。本发明可以解决不同攻角高速发射问题，适用于带攻角入水试验的发射问题，也可推广至其他领域需要带攻角发射的问题。

Description

一种基于管内适配器的带攻角高速发射装置

技术领域

本发明属于发射技术领域，特别涉及一种基于管内适配器的带攻角高速发射装置。

背景技术

火箭助飞鱼雷由于兼具空中高速远程打击和水下高隐蔽打击的优势，在现代海战中扮演着越来越重要的角色。近年来，随着高性能火箭助飞鱼雷的发展，更高的入水速度成为一个重要的指标要求，尤其，当带攻角高速入水时，雷体的力学环境和弹道发生明显的变化。为确保助飞鱼雷带攻角高速入水的安全性以及弹道的稳定性，需要开展相关带攻角高速入水的试验研究迫在眉睫。

实际工程中，高速入水是利用飞机或运载器空投，使航行器作自由落体加速至所需速度入水。该方法成本高且航行器姿态受随机风影响，导致入水攻角散布很大，无法满足试验工况的精度需求。

另一种更常用的试验方法是利用高速发射系统发射航行器入水，即采用轻气炮或火药作为高压动力源，通过发射管持续加速实现航行器发射。对于带攻角发射，传统方法是将发射管安装于可移动基座上，在发射过程中使基座以一定速度沿发射管径向移动，从而实现带攻角发射。但是该方法需要设计复杂可控的基座传动系统，更重要的是，在高速发射时，基座难以实现相应高的径向速度以100m/s速度10°攻角为例，对应径向速度为17.4m/s，导致实现带攻角高速发射比较困难。

发明内容

为了解决航行器高速入水试验带攻角发射困难的问题，本发明提出一种基于管内适配器的带攻角高速发射装置。

本发明的技术方案是：一种基于管内适配器的带攻角高速发射装置，包括发射管6，还包括适配器2和拦截适配器用法兰8；

所述适配器2同轴位于发射管6内；适配器2包括攻角调控段2-1和圆柱段2-2，攻角调控段2-1放置航行器1的一面为斜面，圆柱段2-2外壁与发射管6内壁间隙配合；

通过调整斜面和适配器2轴线之间的夹角来调整航行器1所需发射的攻角；所述斜面段上开有半圆形凹槽用于放置航行器1，所述航行器1在初始状态下通过易断部件与适配器2进行连接；

所述拦截适配器用法兰8安装于发射管6的出口，且当适配器2安装到发射管6内后，攻角调控段2-1朝向发射管6的出口；所述拦截适配器用法兰8开有纵向通道，用于仅拦截适配器2。

本发明进一步的技术方案是：当所述航行器1为正攻角发射时，航行器1倒放在攻角调控段2-1的斜面上，航行器1质心处通过剪切螺栓将航行器1与适配器2固定连接。

本发明进一步的技术方案是：当所述航行器1为负攻角发射时，航行器1正放在攻角调控段2-1的斜面上，航行器1尾部通过拉断螺栓与适配器2圆柱段2-2连接，克服航行器倾斜布置时的重力分量。

本发明进一步的技术方案是：当所述航行器1为负攻角发射时，航行器1正放在攻角调控段2-1的斜面上，航行器1质心处通过剪切螺栓将航行器1与适配器2固定连接。

本发明进一步的技术方案是：所述适配器2的攻角调控段2-1和圆柱段2-2形成二级台阶面，且圆柱段2-2外径大于攻角调控段2-1大径端外径。

本发明进一步的技术方案是：所述剪切螺栓一端与航行器1连接，另一端与攻角调控段2-1的斜面连接。

本发明进一步的技术方案是：所述拉断螺栓一端与航行器1连接，另一端与二级台阶面连接。

本发明进一步的技术方案是：高压气源与圆柱段2-2之间的发射管6外壁上开有排气孔，便于发射管6内高压气顺利排出。

本发明进一步的技术方案是：所述拦截适配器用法兰8上的通道基于航行器在适配器2横截面上的投影形状设计，并与所述投影形状具有间隙。

本发明进一步的技术方案是：所述拦截适配器用法兰8采用聚四氟乙烯、尼龙或聚氨酯泡沫材料制成。

发明效果

本发明的技术效果在于：本发明提出一种基于管内适配器的带攻角高速发射装置，管内轻质适配器与航行器以不同姿态的装配，可解决不同攻角高速发射问题。同时，为适应这种适配器，相应的发射管通过增设排气孔和拦截器，实现发射后高压气的有效排除，以及航行器与适配器之间的有效分离。

附图说明

图1负攻角发射的适配器和航行器布置示意图

图2正攻角发射的适配器和航行器布置示意图

图3发射管内布置示意图

图4拦截适配器的法兰示意图

附图标记说明：1-航行器；2-适配器；3-攻角；4-拉断螺柱；5-剪切螺栓；6-发射管；7-排气孔；8-拦截适配器法兰；9-高压气源；2-1攻角调控段；2-2圆柱段

具体实施方式

在本发明的描述中，需要理解的是，术语“中心”、“纵向”、“横向”、“长度”、“宽度”、“厚度”、“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“顶”、“底”、“内”、“外”、“顺时针”、“逆时针”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本发明和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明的限制。

为使本发明实施方式的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本发明实施方式中的附图，对本发明实施方式中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施方式是本发明一部分实施方式，而不是全部的实施方式。通常在此处附图中描述和示出的本发明实施方式的组件可以以各种不同的配置来布置和设计。

因此，以下对在附图中提供的本发明的实施方式的详细描述并非旨在限制要求保护的本发明的范围，而是仅仅表示本发明的选定实施方式。基于本发明中的实施方式，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施方式，都属于本发明保护的范围。需要说明的是，在不冲突的情况下，本发明中的实施方式及实施方式中的特征可以相互组合。应注意到：相似的标号和字母在下面的附图中表示类似项，因此，一旦某一项在一个附图中被定义，则在随后的附图中不需要对其进行进一步定义和解释。

参见图1-图4，一种基于管内适配器的带攻角高速发射装置，通过管内适配器将航行器以不同姿态固定至发射管内。

所述适配器包含圆柱段和攻角调控段两部分：圆柱段与发射管内壁以一定间隙装配，确保航行器速度方向为发射管轴线方向；攻角调控段通过调整倾斜角度控制航行器轴线与适配器轴线之间的夹角，实现攻角的调控。

图1为负攻角发射的适配器和航行器布置示意图。负攻角时，航行器放置于适配器的半圆形槽中，整个适配器起支撑作用，可于航行器尾部通过拉断螺栓克服航行器倾斜布置时的重力分量。

图2为正攻角发射的适配器和航行器布置示意图。正攻角时，航行器仍放置于适配器的半圆形槽中，整个适配器起提拉作用，可于航行器质心处通过剪切螺栓将航行器固定与适配器固定连接。通过质心附近的剪切螺栓将航行器与适配器固连的方式，可适用于负攻角发射。

图3为正攻角发射时发射管内布置示意图。发射管通过高压气源将适配器与航行器加速，在发射管出口位置航行器达到所需速度，此时为避免适配器与航行器难以分离影响航行器入水工况，在发射管出口处布置一个拦截适配器的法兰，从而确保航行器出管时与适配器有效分离。同时，在距离发射管出口侧一个适配器的距离处，开设几组排气孔，最终管内的高压气可通过此孔排出顺利排出。

图4为用于拦截适配器的法兰示意图。法兰中间设置纵向通道，该通道基于航行器截面投影形状，按照一定间隙进行设计。为确保法兰能够安全拦截适配器，适配器材质一般推荐为聚四氟乙烯、尼龙、聚氨酯泡沫等轻质材料。

在设计整个装置时，需要注意以下方面：

1根据航行器尺寸和所需攻角大小，确定适配器圆柱段直径；对于圆柱段和攻角调控段的长度，需要结合适配器所选材质在满足结构强度的条件下尽量小型化轻量化设计。

2根据正负攻角情况设计航行器与适配器的固连方式：正攻角时，由于螺栓主要在加速时通过切向力对航行器进行加速，因此选择在质心处通过剪切螺栓将航行器固定与适配器固定连接，这样可确保分离时切断力对航行器姿态不会有较大影响；负攻角时，可选择航行器尾部通过拉断螺栓连接，也可选择在航行器质心处通过剪切螺栓将航行器固定与适配器固定连接。

3根据适配器直径设计发射管内径，基于需入水速度，通过内弹道设计确定发射管加速段长度，即适配器尾部至排气孔的距离。

4根据航行器的界面投影尺寸，在确保拦截强度的条件下，拦截法兰的纵向通道尽量设计充裕。

Claims (10)

1.一种基于管内适配器的带攻角高速发射装置，包括发射管(6)，其特征在于，还包括适配器(2)和拦截适配器用法兰(8)；

所述适配器(2)同轴位于发射管(6)内；适配器(2)包括攻角调控段(2-1)和圆柱段(2-2)，攻角调控段(2-1)放置航行器(1)的一面为斜面，圆柱段(2-2)外壁与发射管(6)内壁间隙配合；

通过调整斜面和适配器(2)轴线之间的夹角来调整航行器(1)所需发射的攻角；所述斜面段上开有半圆形凹槽用于放置航行器(1)，所述航行器(1)在初始状态下通过易断部件与适配器(2)进行连接；

所述拦截适配器用法兰(8)安装于发射管(6)的出口，且当适配器(2)安装到发射管(6)内后，攻角调控段(2-1)朝向发射管(6)的出口；所述拦截适配器用法兰(8)开有纵向通道，用于仅拦截适配器(2)。

2.如权利要求1所述的一种基于管内适配器的带攻角高速发射装置，其特征在于，当所述航行器(1)为正攻角发射时，航行器(1)倒放在攻角调控段(2-1)的斜面上，航行器(1)质心处通过剪切螺栓将航行器(1)与适配器(2)固定连接。

3.如权利要求1所述的一种基于管内适配器的带攻角高速发射装置，其特征在于，当所述航行器(1)为负攻角发射时，航行器(1)正放在攻角调控段(2-1)的斜面上，航行器(1)尾部通过拉断螺栓与适配器(2)圆柱段(2-2)连接，克服航行器倾斜布置时的重力分量。

4.如权利要求1所述的一种基于管内适配器的带攻角高速发射装置，其特征在于，当所述航行器(1)为负攻角发射时，航行器(1)正放在攻角调控段(2-1)的斜面上，航行器(1)质心处通过剪切螺栓将航行器(1)与适配器(2)固定连接。

5.如权利要求1所述的一种基于管内适配器的带攻角高速发射装置，其特征在于，所述适配器(2)的攻角调控段(2-1)和圆柱段(2-2)形成二级台阶面，且圆柱段(2-2)外径大于攻角调控段(2-1)大径端外径。

6.如权利要求2或4所述的一种基于管内适配器的带攻角高速发射装置，其特征在于，所述剪切螺栓一端与航行器(1)连接，另一端与攻角调控段(2-1)的斜面连接。

7.如权利要求3所述的一种基于管内适配器的带攻角高速发射装置，其特征在于，所述拉断螺栓一端与航行器(1)连接，另一端与二级台阶面连接。

8.如权利要求1所述的一种基于管内适配器的带攻角高速发射装置，其特征在于，高压气源与圆柱段(2-2)之间的发射管(6)外壁上开有排气孔，便于发射管(6)内高压气顺利排出。

9.如权利要求1所述的一种基于管内适配器的带攻角高速发射装置，其特征在于，所述拦截适配器用法兰(8)上的通道基于航行器在适配器(2)横截面上的投影形状设计，并与所述投影形状具有间隙。

10.如权利要求1所述的一种基于管内适配器的带攻角高速发射装置，其特征在于，所述拦截适配器用法兰(8)采用聚四氟乙烯、尼龙或聚氨酯泡沫材料制成。