阅读说明：本技术 一种减小流体阻力的脱壳卡瓣 (Hulling clamping flap capable of reducing fluid resistance ) 是由 郭则庆 陈伟善 刘如石 于 2019-09-04 设计创作，主要内容包括：本发明属于水下发射领域,具体涉及一种减小流体阻力的脱壳卡瓣。脱壳卡瓣由4个卡瓣通过环状弹带紧固而成,分为前端圆台段和后端圆柱段,圆台前端面向内有倾角,所述脱壳卡瓣内部为一段通孔,所述脱壳卡瓣后端面向内有倾角；所述脱壳卡瓣圆台前端的直径D1由射弹在卡瓣前端面形成的空泡直径D决定,D1比D大2～3mm。本发明提供的脱壳卡瓣,卡瓣出膛时,水流冲击在圆台的前端面上,前端面成为卡瓣的空化器,形成可以包裹卡瓣的空泡,减小了卡瓣前端面40％以上的受力面积,可在一定程度上减小了卡瓣出膛时所受的阻力,提升了水下发射速度；且前端采用圆台式结构可以减小了卡瓣前端的弯曲变形。(The invention belongs to the field of underwater launching, and particularly relates to a hulling clamping flap for reducing fluid resistance. The shelling clamping petals are formed by fastening 4 clamping petals through annular elastic bands and are divided into a front end circular platform section and a rear end cylindrical section, the front end surface of the circular platform is inwards provided with an inclination angle, a section of through hole is formed inside each shelling clamping petal, and the rear end surface of each shelling clamping petal is inwards provided with an inclination angle; the diameter D1 of the front end of the circular truncated cone of the hulling clamping flap is determined by the diameter D of a cavity formed by the projectile on the front end face of the clamping flap, and D1 is 2-3mm larger than D. According to the hulling clamp flap, when the clamp flap is taken out of a chamber, water flow impacts the front end face of the circular truncated cone, the front end face becomes a cavitator of the clamp flap, vacuoles capable of wrapping the clamp flap are formed, the stress area of the front end face of the clamp flap is reduced by more than 40%, resistance borne by the clamp flap when the clamp flap is taken out of the chamber can be reduced to a certain extent, and underwater launching speed is improved; and the front end adopts a circular table structure, so that the bending deformation of the front end of the clamping valve can be reduced.)

一种减小流体阻力的脱壳卡瓣

技术领域

本发明属于水下发射领域，具体涉及一种减小流体阻力的脱壳卡瓣。

背景技术

随着新技术的发展与应用，现代海战对海军各类攻防武器装备提出了新的要求，大量的弹箭武器打击范围已经从空中、水面延伸到水下，水下武器突防能力高，隐蔽性好，已成为各国海军武器装备的发展重点。超空泡射弹是利用了超空泡减阻原理的新概念武器，其突破了传统射弹在水中的运动极限，极大地增强了水下射程和毁伤能力。为了提高超空泡射弹水下发射的初速，通常采用脱壳卡瓣来加大火药力作用面积。

现有的卡瓣前端面通常为环形圆盘，在出膛时不容易弯曲变形。然而在实践中发现，采用前端面为环形圆盘的卡瓣进行水下发射时，有以下几种问题存在：一是在卡瓣出膛时，射弹形成的超空泡不足以包裹卡瓣，从而卡瓣的整个环形圆盘均会受到较大的压力，产生了巨大的阻力，在出膛的极短时间内可使发射速度骤减；二是在这段时间内，卡瓣与弹体所受阻力差异很大，卡瓣阻力远大于弹丸阻力，由于惯性作用会导致两者相配合的环形凸台受到较大的剪切力，发生弯曲变形，导致卡瓣脱离时产生干扰。

发明内容

本发明的目的在于提供一种减小流体阻力的脱壳卡瓣。

实现本发明目的的技术解决方案为：

一种减小流体阻力的脱壳卡瓣，所述脱壳卡瓣由4个卡瓣通过环状弹带紧固而成，分为前端圆台段和后端圆柱段，圆台前端面向内有倾角，所述脱壳卡瓣内部为一段通孔，所述脱壳卡瓣后端面向内有倾角；所述脱壳卡瓣圆台前端的直径D1由射弹在卡瓣前端面形成的空泡直径D决定，D1比D大2～3mm；所述空泡直径D由如下公式确定，

式中D_n为超空泡射弹空化器的直径，L_n为射弹空化器到圆台前端面的距离，σ为空化数是由发射的环境压力P_V和发射初速V₀决定，具体公式如下：

进一步的，所述圆柱段中间开有两段环状凹槽，第一段槽宽大与弹带配合，第二段槽宽小用于药筒收口。

进一步的，所述脱壳卡瓣中部为通孔，且内表面设有两道环形凸台与弹体相配合，所述环形凸台的横截面为直角梯形。

进一步的，所述脱壳卡瓣前端圆台锥面与轴线的夹角θ为5°-10°。

进一步的，所述脱壳卡瓣最大直径Dm与枪管直径相同，适用于射弹空化器直径Dn小于Dm的1/6的超空泡射弹。

进一步的，所述脱壳卡瓣后端面向内的倾角为5°-15°

本发明与现有技术相比，其显著优点在于：

(1)本发明提供了一种减小前端面受力面，提升发射速度的脱壳卡瓣，卡瓣出膛时，水流冲击在圆台的前端面上，前端面成为卡瓣的空化器，形成可以包裹卡瓣的空泡，减小了卡瓣前端面40％以上的受力面积，可在一定程度上减小了卡瓣出膛时所受的阻力，提升了水下发射速度；且前端采用圆台式结构可以减小了卡瓣前端的弯曲变形。

(2)利用前、后端的锥面可使卡瓣出膛后两端受到向外的径向力，能较好地脱离，减小对弹丸的干扰。

附图说明

图1为本发明的脱壳卡瓣装配图。

图2为本发明的脱壳卡瓣结构示意图，其中图(a)为主视图，图(b)为左视图。

图3为本发明的脱壳卡瓣与射弹的装配图。

图4为本发明的脱壳卡瓣在刚出膛口时的工况示意图。

图5为本发明的脱壳卡瓣在出膛口后的工况示意图。

具体实施方式

为了更清楚地说明本发明，下面结合附图及实施例对本发明做进一步详细的说明。

参考图1、图3，本发明的减小流体阻力的脱壳卡瓣由4个卡瓣组成，通过内部通孔的多段凸台与射弹配合，并通过与弹带的配合加以固定。

参考图1、图2和图3，本发明的减小流体阻力的脱壳卡瓣，前端为圆台状，相比普通的圆柱式卡瓣，前端受力面减小40％以上。前端面向内有一定倾角，在水流作用下有向外的径向力，在出膛后卡瓣前端容易向外分离。

参考图2，本发明的减小流体阻力的脱壳卡瓣，弹带采用改性尼龙制造，直径大于卡瓣直径0.2mm，起闭气作用。

参考图2，本发明的减小流体阻力的脱壳卡瓣，后端面向内有倾角，在卡瓣出膛后，火药气体作用在锥面上可以使其向外侧分离。

参考图4，本实施例为脱壳卡瓣前端刚出膛口的时刻，由于超空泡射弹的空化器直径一般很小，产生的超空泡不足以包裹卡瓣，如果射弹空化器形成的空泡完全包裹了卡瓣，卡瓣前端面几乎不受力也不利于卡瓣前端向外分离，容易干扰弹道。因此，既要满足让卡瓣前端受力，受力方向要朝外侧，又要满足受力面尽可能小，来减小卡瓣出膛时带来的巨大阻力使速度骤减的问题。根据罗戈维罗维奇的超空泡经验公式，计算出射弹空化器在卡瓣前端面产生的空泡直径，根据此空泡直径，设置圆台前端面直径略大于空泡直径2-3mm，此时卡瓣前端面承受的水流量较小，压力也较小。前端面作为卡瓣的空化器形成二次空泡可以完全包裹住卡瓣，减小了卡瓣所受阻力。

参考图5，本实施例为脱壳卡瓣出膛口后，前端圆台的内锥面受到水流向外侧的冲击力，后端的内锥面也受到火药气体向外侧的冲击力，从而使卡瓣两侧均受到向外的冲击力，可以较好地向外侧脱离。