中空多型腔复合材料发射筒的筒体结构及其成型方法
阅读说明：本技术 中空多型腔复合材料发射筒的筒体结构及其成型方法 (Barrel structure of hollow multi-cavity composite material launching barrel and forming method thereof ) 是由 杨大鹏 张毅 张鹏 唐占文 刘千 季宝锋 刘含洋 于 2021-06-16 设计创作，主要内容包括：本发明公开了一种中空多型腔复合材料发射筒的筒体结构及其成型方法,属于发射筒结构的技术领域。中空多型腔复合材料发射筒的筒体结构,筒体结构是采用复合材料制作的,包括内筒体、外筒体和纵筋；内筒体嵌设在外筒体内,内筒体的外周面轴向方向与外筒体的内周面轴向方向通过纵筋连接,内筒体的外周面与外筒体的内周面之间形成燃气烟道。解决了现有技术中,采用实心结构的筒体无法应用于热发射,发射筒采用金属材料,重量沉、加工难度大、成型精度低、装配复杂、制造成本高的技术问题。本发明的筒体采用复合材料制作,减轻整体重量,内筒体与外筒体之间采用纵筋连接,形成燃气烟道,便于加工、装配,能够应用于热发射。(The invention discloses a barrel structure of a hollow multi-cavity composite material launching barrel and a forming method thereof, belonging to the technical field of launching barrel structures. The hollow multi-cavity composite material launching tube has a tube body structure, is made of composite materials and comprises an inner tube body, an outer tube body and longitudinal ribs; the inner cylinder is embedded in the outer cylinder, the axial direction of the outer peripheral surface of the inner cylinder is connected with the axial direction of the inner peripheral surface of the outer cylinder through longitudinal ribs, and a gas flue is formed between the outer peripheral surface of the inner cylinder and the inner peripheral surface of the outer cylinder. The technical problems that in the prior art, a solid-structure barrel cannot be applied to thermal emission, a launch barrel is made of metal materials, the weight is heavy, the processing difficulty is high, the forming precision is low, the assembly is complex, and the manufacturing cost is high are solved. The cylinder body is made of composite materials, the whole weight is reduced, the inner cylinder body and the outer cylinder body are connected through the longitudinal ribs to form a fuel gas flue, the processing and the assembly are convenient, and the fuel gas flue can be applied to heat emission.)
技术领域
本发明涉及发射筒结构的
技术领域
，具体的涉及一种适用于热发射导弹的中空多型腔复合材料发射筒的筒体结构及其成型方法。背景技术
发射筒作为导弹武器的重要组成部分，是贮运和发射导弹的筒形专用装置，发射筒在国内外的应用均呈逐渐增长的趋势。
目前发射筒多应用于冷发射导弹，发射筒的筒体结构采用内筒体+环筋结构，或者采用内筒体+泡沫+外筒体的夹层结构，采用此类实心结构的筒体无法应用于热发射。
另外，导弹用发射筒采用金属材料制作，金属材料的发射筒的重量比较沉，并且金属材料的加工难度大，成型精度低，装配工艺复杂，制造成本高，造成后期的使用不便。
发明内容
本发明的目的在于提供一种中空多型腔复合材料发射筒的筒体结构，以解决现有技术中存在的，采用实心结构的筒体无法应用于热发射，发射筒采用金属材料，重量沉、加工难度大、成型精度低、装配工艺复杂、制造成本高的技术问题。
本发明提供的一种中空多型腔复合材料发射筒的筒体结构，筒体结构是采用复合材料制作的，包括内筒体、外筒体和纵筋；
内筒体嵌设在外筒体内，内筒体的外周面轴向方向与外筒体的内周面轴向方向通过纵筋连接，内筒体的外周面与外筒体的内周面之间形成燃气烟道。
进一步的，纵筋的数量至少为两个，燃气烟道的数量与纵筋的数量相对应。
进一步的，纵筋的截面形状为工字型、U字型、口字型、梯形中的任意一种。
进一步的，内筒体的截面形状为圆形、方形、矩形、异型中的任意一种，外筒体的截面形状与内筒体的截面形状相对应。
本发明还提供一种中空多型腔复合材料发射筒的筒体结构的成型方法，包括如下步骤：
a.内筒体成型
对内筒体模具的表面刷涂脱模剂处理，分别采用耐高温防热功能预浸料、碳纤维/环氧结构预浸料，以内筒体模具的长度方向为0°方向，按照产品铺层结构设计进行0°、90°、+45°、-45°等缠绕铺层，使内筒体成型厚度的取值范围在5mm～10mm之间；
铺放完毕后，在内筒体模具的表面放置真空辅材，抽真空压实，再放入热压罐内进行加热加压固化，固化温度的取值范围在120℃～180℃之间，固化时间的取值范围在10h～20h之间，固化后，清理内筒体模具的表面辅材；
b.纵筋成型
对纵筋模具的表面刷涂脱模剂处理，采用碳纤维/环氧结构预浸料，以内筒体(100)的长度方向为0°方向，按照产品铺层结构设计进行0°、90°、+45°、-45°等缠绕铺层，使纵筋成型厚度的取值范围在3mm～10mm之间；
铺放完毕后，在内筒体模具的表面放置真空辅材，抽真空压实，再放入热压罐内进行加热加压固化，固化温度的取值范围在120℃～180℃之间，固化时间的取值范围在10h～20h之间，固化后，清理纵筋模具的表面辅材；
c.燃气烟道成型
对燃气烟道模具表面刷涂脱模剂处理，分别采用耐高温防热功能预浸料、碳纤维/环氧结构预浸料，以内筒体的长度方向为0°方向，按照产品铺层结构设计进行0°、90°、+45°、-45°等缠绕铺层，使烟道成型厚度的取值范围在1mm～10mm之间；
铺放完毕后，在内筒体模具的表面放置真空辅材，抽真空压实，再放入热压罐内进行加热加压固化，固化温度的取值范围在120℃～180℃之间，固化时间的取值范围在10h～20h之间，固化后，清理燃气烟道模具的表面辅材；
d.模具组装
分别将纵筋模具、燃气烟道模具在内筒体的表面进行定位粘接，在内筒体模具的两端头进行紧固防脱；
e.外筒体成型
在组装完毕的纵筋及燃气烟道外表面，继续采用碳纤维/环氧结构预浸料进行外筒体成型，以外筒体的长度方向为0°方向，按照产品铺层结构设计进行0°、90°、+45°、-45°等缠绕铺层，使外筒体蒙皮成型厚度的取值范围在3mm～20mm之间，根据吊装和码落要求局部铺缠加强环筋，环筋厚度的取值范围在10mm～50mm之间；
铺放完毕后，在外筒体模具的表面放置真空辅材，抽真空压实，再放入热压罐内进行加热加压固化，固化温度的取值范围在120℃～180℃之间，固化时间的取值范围在10h～20h之间，固化后，清理外筒体模具的表面辅材；
f.产品脱模、成型
利用脱模工装，沿着产品的端面依次对纵筋、燃气烟道模具脱模，然后对内筒模具脱模，即可得到发射筒的产品。
相对于现有技术，本发明的中空多型腔复合材料发射筒的筒体结构具有以下优势：
本发明的筒体结构是采用复合材料制作的，整个筒体的重量轻，便于加工装配；内筒体嵌设在外筒体的内部，对内筒体与外筒体的连接位置进行限定；内筒体的外周面轴向方向与外筒体的内周面轴向方向通过纵筋连接，以利用纵筋从轴向方向对内筒体与外筒体之间进行连接固定，连接位置牢固；在内筒体的外周面与外筒体的内周面之间形成燃气烟道，使筒体结构内部形成中空的结构，便于散热，更好的应用于发射筒体的热发射。
附图说明
为了更清楚地说明本发明
具体实施方式
或现有技术中的技术方案，下面将对具体实施方式或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图是本发明的一些实施方式，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。
图1为本发明实施例提供的中空多型腔复合材料发射筒的筒体结构的截面示意图；
图2为图1中的A部放大图；
图3为本发明实施例提供的中空多型腔复合材料发射筒的筒体结构的成型方法流程图。
附图标记说明：
100-内筒体；200-外筒体；
300-纵筋；101-燃气烟道。
具体实施方式
需要说明的是，在不冲突的情况下，本发明中的实施例及实施例中的特征可以相互组合。
在本发明的描述中，需要理解的是，术语“中心”、“纵向”、“横向”、“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“顶”、“底”、“内”、“外”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。此外，术语“第一”、“第二”等仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性或者隐含指明所指示的技术特征的数量。由此，限定有“第一”、“第二”等的特征可以明示或者隐含地包括一个或者更多个该特征。在本发明的描述中，除非另有说明，“多个”的含义是两个或两个以上。
在本发明的描述中，需要说明的是，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通。对于本领域的普通技术人员而言，可以通过具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。
下面将参考附图并结合实施例来详细说明本发明。
如图1～2所示，本发明提供的一种中空多型腔复合材料发射筒的筒体结构，筒体结构是采用复合材料制作的，包括内筒体100、外筒体200和纵筋300；
内筒体100嵌设在外筒体200内，内筒体100的外周面轴向方向与外筒体200的内周面轴向方向通过纵筋300连接，内筒体100的外周面与外筒体200的内周面之间形成燃气烟道101。
本发明的一个实施例中，如图1所示，筒体结构采用复合材料制作，复合材料筒体的增强体为玻璃纤维、高硅氧纤维或碳纤维等，树脂基体为陶瓷树脂、酚醛树脂、双马树脂或环氧树脂等，可根据不同性能的需求，选择相应的材料来保证。复合材料筒体的结构能够减轻整个筒体的重量。
内筒体100嵌设在外筒体200的内部，内筒体100的外周面轴向方向与外筒体200的内周面轴向方向通过纵筋300连接固定，以使燃气烟道101沿着内筒体100与外筒体200的轴向方向设置，内筒体100与外筒体200之间形成中空的结构，满足燃气烟道101适应热发射导弹的使用工况需求。
进一步的，纵筋300的数量至少为两个，燃气烟道101的数量与纵筋300的数量相对应。
本发明的一个实施例中，如图1所示，纵筋300的数量设置为均布的四个，相应的在内筒体100与外筒体200之间形成面积相同的四个燃气烟道101，利用四个燃气烟道101对内筒体100与外筒体200之间的中空结构进行均布设计，确保燃气烟道101适应工况的需求。
在本发明的其他实施例中，纵筋300的数量还可以设置为其他的数量，相应的燃气烟道101的数量与纵筋300的数量相对应。
进一步的，纵筋300的截面形状为工字型、U字型、口字型、梯形中的任意一种。
在本实施例中，如图2所示，纵筋300的截面形状为口字型，实际使用时，还可以采用上述其他的形状，只要能够使纵筋300连接内筒体100与外筒体200之间即可。
进一步的，内筒体100的截面形状为圆形、方形、矩形、异型中的任意一种，外筒体200的截面形状与内筒体100的截面形状相对应。
在本实施例中，如图2所示，内筒体100的截面形状、外筒体200的截面形状均为圆形。在其他的实施例中，内筒体100的截面形状、外筒体200的截面形状还可以为上述的其他形状，以更好的适应导弹的发射。
如图3所示，本发明还提供一种中空多型腔复合材料发射筒的筒体结构的成型方法，包括如下步骤：
a.内筒体成型
对内筒体模具的表面刷涂脱模剂处理，分别采用耐高温防热功能预浸料、碳纤维/环氧结构预浸料，以内筒体模具的长度方向为0°方向，按照产品铺层结构设计进行0°、90°、+45°、-45°等缠绕铺层，使内筒体100成型厚度的取值范围在5mm～10mm之间；在本实施例中，内筒体100成型厚度的取值为6mm。
铺放完毕后，在内筒体模具的表面放置真空辅材，抽真空压实，再放入热压罐内进行加热加压固化，固化温度的取值范围在120℃～180℃之间，固化时间的取值范围在10h～20h之间，在本实施例中，固化温度的取值为150℃，固化时间的取值为15h，固化后，清理内筒体模具的表面辅材；
b.纵筋成型
对纵筋模具的表面刷涂脱模剂处理，采用碳纤维/环氧结构预浸料，以内筒体100的长度方向为0°方向，按照产品铺层结构设计进行0°、90°、+45°、-45°等缠绕铺层，使纵筋300成型厚度的取值范围在3mm～10mm之间；在本实施例中，纵筋300成型厚度的取值为5mm。
铺放完毕后，在内筒体模具的表面放置真空辅材，抽真空压实，再放入热压罐内进行加热加压固化，固化温度的取值范围在120℃～180℃之间，固化时间的取值范围在10h～20h之间，在本实施例中，固化温度的取值为150℃，固化时间的取值为15h，固化后，清理纵筋模具的表面辅材；
c.燃气烟道成型
对燃气烟道模具表面刷涂脱模剂处理，分别采用耐高温防热功能预浸料、碳纤维/环氧结构预浸料，以内筒体100的长度方向为0°方向，按照产品铺层结构设计进行0°、90°、+45°、-45°等缠绕铺层，使烟道成型厚度的取值范围在1mm～10mm之间；在本实施例中，烟道成型厚度的取值为5mm。
铺放完毕后，在内筒体模具的表面放置真空辅材，抽真空压实，再放入热压罐内进行加热加压固化，固化温度的取值范围在120℃～180℃之间，固化时间的取值范围在10h～20h之间，在本实施例中，固化温度的取值为150℃，固化时间的取值为15h，固化后，清理燃气烟道模具的表面辅材；
d.模具组装
分别将纵筋模具、燃气烟道模具在内筒体100的表面进行定位粘接，在内筒体模具的两端头进行紧固防脱；
e.外筒体成型
在组装完毕的纵筋及燃气烟道外表面，继续采用碳纤维/环氧结构预浸料进行外筒体成型，以外筒体200的长度方向为0°方向，按照产品铺层结构设计进行0°、90°、+45°、-45°等缠绕铺层，使外筒体蒙皮成型厚度的取值范围在3mm～20mm之间，根据吊装和码落要求局部铺缠加强环筋，环筋厚度的取值范围在10mm～50mm之间；在本实施例中，外筒体蒙皮成型厚度的取值为10mm，环筋厚度的取值为30mm。
铺放完毕后，在外筒体模具的表面放置真空辅材，抽真空压实，再放入热压罐内进行加热加压固化，固化温度的取值范围在120℃～180℃之间，固化时间的取值范围在10h～20h之间，在本实施例中，固化温度的取值为150℃，固化时间的取值为15h，固化后，清理外筒体模具的表面辅材；
f.产品脱模、成型
利用脱模工装，沿着产品的端面依次对纵筋300、燃气烟道模具脱模，然后对内筒模具脱模，即可得到发射筒的产品。
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、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。
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