一种抛投式发射筒开盖机构
阅读说明：本技术 一种抛投式发射筒开盖机构 (Formula of jettisoninging launching tube mechanism of uncapping ) 是由 王力 刘卓 孙印锐 龚健 许林 伊蕾 郭军 王启兴 于 2021-06-28 设计创作，主要内容包括：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。(The invention relates to a cover opening mechanism of a throwing type launching tube, which comprises a front cover, a tube opening ring, a launching tube body, a rotating shaft, a sealing flat gasket, a base, an explosion bolt, a mounting seat, a bottom plate, an O-shaped sealing ring and the like, wherein the lower end of the front cover is hinged with the rotating shaft through a U-shaped open slot, the upper end of the front cover is fixed on the explosion bolt through threads, and the end surface of the front cover is provided with an annular sealing gasket slot; the inner molded surface of the tube opening ring is sleeved with the outer molded surface of the front end of the launching tube; the explosive bolt is arranged in the mounting seat, and the mounting seat is arranged on the bottom plate; the base is arranged below the cylinder mouth ring, and the rotating shaft is arranged in a through hole at the front end of the base. The invention adopts the technical scheme of single explosion bolt-open hinge, the pollution-free explosion bolt is selected as the cover-throwing power source, the invention has the advantages of small unlocking impact, no pollution, simple structure and the like, effectively solves the technical problems of unstable performance, complex mechanism, overlarge volume and pollution of the cover-opening mechanism in the prior art, and is suitable for mass production of weapon systems.)
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。
- 上一篇：一种医用注射器针头装配设备
- 下一篇：双光轴调校机构、调校方法及耐高后坐力激光瞄具