CN211904443U - 一种用于弹药烤燃试验多点测温的定位装置 - Google Patents

Abstract

本实用新型涉及一种用于弹药烤燃试验多点测温的定位装置，包括定位杆(1)、下托(2)、底座(3)；所述底座(3)作为烤燃试验弹浇注时的下端端盖，其上设置与下托外形一致的安装孔，所述下托(2)用于固定定位杆(1)并放置在所述的安装孔内，定位杆(1)高于下托(2)部分的长度与测温位置高度一致，所述定位杆(1)与测温热电偶直径一致。该装置可实现多点定位，且定位准确，操作简便；使用安全性好，能够有效避免带药金属与金属的摩擦以及金属与弹药间的强制挤压；制造成本低，可重复使用；能够减少对试验药柱结构完整性的破坏，并尽可能小的减少烤燃试验弹壳体的开口，保证壳体的气密性，确保试验结果的可靠性。

Description

一种用于弹药烤燃试验多点测温的定位装置

技术领域

本实用新型涉及一种用于弹药烤燃试验多点测温的定位装置，尤其适合于具有高危险性的固体炸药、推进剂等含能材料烤燃试验内部测温点精确、安全预置的定位装置。

背景技术

上世纪六七十年代，美国海军航空母舰数次着火，造成严重的财产损失和重大人员伤亡，惨痛的教训促使武器弹药设计者们开始了钝感弹药的研究。同时，随着武器发射平台性能和成本的大幅提升，装备和人员生存能力也日益受到重视。目前，实现在作战和使用环境下的钝感已成为国外战术导弹用固体推进剂发展的首要目标。弹药武器系统在贮存、转运及维护使用过程中，热刺激是影响其安全性的主要危险因素之一，如贮存过程中因散热不良造成的高温环境，发射或飞行过程中的摩擦生热，突发的火灾事故以及核爆炸时的强辐射加热等，都可能使发动机受热发生燃烧或爆炸反应，造成巨大的人员伤亡和财产损失。因此，弹药烤燃特性的研究具有重要意义。

烤燃试验和数值模拟是研究和评估含能材料热安全性的常用方法，航天标准QJ20152-2012《固体推进剂慢速烤燃试验方法》和QJ 20153-2012《固体推进剂快速烤燃试验方法》中规定了固体推进剂烤燃试验规程，但依据该试验方法最终仅能观察到试验弹宏观的响应剧烈程度，可获取信息极少，难以为弹药配方设计提供理论支撑。为进一步分析弹药的热反应过程机理，并为数值模拟模型提供可靠的数据依据，需深入分析其内部的反应细节信息，这就需要准确的测量其内部的温度分布情况，而针对炸药、固体推进剂等含能材料的试验若操作不当可能造成不可控的意外事故，如脱模或放置测温热电偶时可能发生带药金属与金属的摩擦以及金属与弹药间强制挤压，均有可能引燃含能材料，发生意外。国外Michael J.Kaneshige等人在文献《Cook-off experiments for model validation atsandia national laboratories》中报道了一种热点火试验装置，采用在两块炸药之间放置微型热电偶的方法，对多个热电偶在炸药中放置位置进行定位。该方法一定程度上提高了温度测量位置的准确性，但在模具装配过程中热电偶可能发生移动，从而造成位置的偏差，并且，该装置将炸药和壳体完全分割为两部分，破坏了试样的完整性及壳体的气密性，可能对试验响应结果造成较大影响。

实用新型内容

本实用新型解决的技术问题是：提供一种高精度、高安全、低成本，操作方便，且对试验结果影响较小的弹药烤燃试验多点测温装置，用于获取弹药内部温度分布情况，为弹药烤燃机理的研究提供可靠的数据支撑。

本实用新型解决技术的方案是：一种用于弹药烤燃试验多点测温的定位装置，包括定位杆、下托、底座；所述底座作为烤燃试验弹浇注时的下端端盖，其上设置与下托外形一致的安装孔，所述下托用于固定定位杆并放置在所述的安装孔内，定位杆高于下托部分的长度与测温位置高度一致，所述定位杆与测温热电偶直径一致。

优选的，所述的底座上设置圆形凹槽，凹槽直径与烤燃试验弹壳体外径一致，凹槽内设置安装孔。

优选的，所述的安装孔为圆孔，所述的下托为中间带有螺纹孔的圆柱，圆柱直径与所述圆孔直径一致，圆柱高度与底座凹槽内厚度一致。

优选的，所述安装孔的位置和数量与所需测温点位置和数量一致。

优选的，所述的定位杆为下端带螺纹的金属杆，螺纹部分与下托的螺纹孔螺接。

优选的，所述的底座为方形底座。

优选的，方形底座对角线的中心作为凹槽圆心，以该中心作为圆心加工安装孔，该安装孔为测温中心位置。

优选的，所述的下托的最小直径大于定位杆直径，最大直径根据底座上凹槽直径及测温点个数确定。

本实用新型与现有技术相比的有益效果是：

(1)本实用新型制造成本低，普适性高，能够重复使用；(2)本实用新型的使用方法简单，精度高，无需人工校正；(3)本实用新型针对易燃易爆型含能材料仍能保证高安全性，减少意外的发生；(4)本实用新型能够实现弹药烤燃试验内部温度的精确测量，为弹药热刺激作用机理的研究以及数值模拟模型的搭建提供可靠的数据支撑，具有重要的科研价值和军事价值。

附图说明

图1为本实用新型定位杆示意图；

图2为本实用新型下托示意图；

图3为本实用新型方形底座示意图；

图4为本实用新型定位装置示意图；

图5为本实用新型浇注前壳体与定位装置示意图；

图6为本实用新型固化后药柱与定位装置示意图；

图7为本实用新型药柱中下托与定位杆示意图。

具体实施方式

下面结合实施例对本实用新型作进一步阐述。

如图1～4所示，本实用新型为用于弹药烤燃试验多点测温的定位装置，包括定位杆1、下托2和底座3。

如图1所示，所述定位杆1为直径与测温热电偶直径一致，长度与所需测温点位置高度一致，下端带螺纹的金属杆。如图2所示，所述下托2中部带螺纹孔，可将带螺纹的定位杆1固定其中，其大小可根据方形底座3大小调整。如图3所示，所述方形底座3外部为方形，中部带圆形凹槽，凹槽直径与烤燃试验弹壳体外径一致，中间带圆孔可将下托2嵌入其中，圆孔位置与数量由所需测温点位置和数量确定。

实施例1

以航天标准QJ 20152-2012《固体推进剂慢速烤燃试验方法》中规定的标准烤燃试验弹为例，其壳体内径100mm，厚度3mm，高度200mm，为研究固体推进剂在慢速烤燃过程中的反应机理，需准确测试试验弹内部不同点的温度分布情况，如点A(中心，高度100mm)、点B(距中心25mm，高度100mm)，点C(距中心25mm，高度50mm)三点的温度变化历程。装置设计为：方形底座3外部方形边长120mm，高15mm，中部凹槽直径106mm，深6mm，在其对角线中心以及距中心两侧25mm处分别取直径20mm的圆孔；下托2直径20mm，高9mm中间钻螺纹孔；定位杆1直径与测温热电偶一致(Φ3mm)长度分别为109mm、109mm、59mm，其中一端加工为长度9mm的螺纹，与下托2适配。装置与烤燃试验弹壳体装配后示意图如图5所示，浇注前利用胶带将底座3与壳体固定，并在底座下封胶带以托住下托2。弹药固化后如图6所示。脱模时首先将胶带去除，然后将方形底座3脱除，若浇注时药浆过稀漏液使固化后药柱与底座发生粘连时，方形的底座将很好的为手工脱模提供着力点。方形底座3脱除后，定位杆1由于药柱的挤压作用，且嵌入药柱深度较深，与下托2通过螺纹固定，而下托2与方形底座3间无固定，此时定位杆3与下托2将继续留在药柱中，如图7所示，然后将下托2与定位杆1逐一拔出，最后将带孔的烤燃试验弹顶盖拧紧，将测温热电偶插入预留孔即可。

本定位装置精度高、成本低、可重复使用，且能够很好的避免带药金属与金属间的摩擦，预置测温孔避免了测温热电偶与药柱间的强制挤压与摩擦，保证了试验操作的安全性；对药柱结构破坏较小，且仅需在烤燃试验弹顶盖上留出与测温热电偶直径一致的小孔，很好的保证了壳体的气密性，确保了试验结果的可靠性。

本实用新型未详细说明部分属于本领域技术人员的公知常识。

Claims (8)

1.一种用于弹药烤燃试验多点测温的定位装置，其特征在于：包括定位杆(1)、下托(2)、底座(3)；所述底座(3)作为烤燃试验弹浇注时的下端端盖，其上设置与下托外形一致的安装孔，所述下托(2)用于固定定位杆(1)并放置在所述的安装孔内，定位杆(1)高于下托(2)部分的长度与测温位置高度一致，所述定位杆(1)与测温热电偶直径一致。

2.根据权利要求1所述的定位装置，其特征在于：所述的底座上设置圆形凹槽，凹槽直径与烤燃试验弹壳体外径一致，凹槽内设置安装孔。

3.根据权利要求2所述的定位装置，其特征在于：所述的安装孔为圆孔，所述的下托为中间带有螺纹孔的圆柱，圆柱直径与所述圆孔直径一致，圆柱高度与底座凹槽内厚度一致。

4.根据权利要求1或3所述的定位装置，其特征在于：所述安装孔的位置和数量与所需测温点位置和数量一致。

5.根据权利要求3所述的定位装置，其特征在于：所述的定位杆为下端带螺纹的金属杆，螺纹部分与下托的螺纹孔螺接。

6.根据权利要求1所述的定位装置，其特征在于：所述的底座为方形底座。

7.根据权利要求6所述的定位装置，其特征在于：方形底座对角线的中心作为凹槽圆心，以该中心作为圆心加工安装孔，该安装孔为测温中心位置。

8.根据权利要求3所述的定位装置，其特征在于：所述的下托(2)的最小直径大于定位杆(1)直径，最大直径根据底座上凹槽直径及测温点个数确定。

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