兩級串聯(lián)式復(fù)合材料易碎蓋模擬發(fā)射試驗裝置制造方法
【專利摘要】本實用新型涉及一種兩級串聯(lián)式復(fù)合材料易碎蓋模擬發(fā)射試驗裝置，屬導(dǎo)彈發(fā)射【技術(shù)領(lǐng)域】。該試驗裝置包括底座、一級試驗筒（內(nèi)部）、二級試驗筒（外部）、內(nèi)部護欄、密封墊圈、金屬壓環(huán)、氣壓表、氣泵。所述的一級試驗筒、內(nèi)部護欄及二級試驗筒均安裝在底座上，所述的氣壓表及氣泵通過導(dǎo)氣管與底座連接。與現(xiàn)有技術(shù)相比，本實用新型設(shè)備構(gòu)造簡單，便于維護，能夠方便地完成實驗?zāi)繕?biāo)，可方便調(diào)節(jié)開蓋壓力，能夠準(zhǔn)確模擬導(dǎo)彈發(fā)射時復(fù)合材料易碎蓋的開蓋過程及性能，有效降低試驗成本，提高復(fù)合材料易碎蓋結(jié)構(gòu)設(shè)計的有效性及合理性。
【專利說明】兩級串聯(lián)式復(fù)合材料易碎蓋模擬發(fā)射試驗裝置

【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本實用新型涉及一種兩級串聯(lián)式復(fù)合材料易碎蓋模擬發(fā)射試驗裝置，屬于導(dǎo)彈發(fā)射【技術(shù)領(lǐng)域】。

【背景技術(shù)】
[0002]導(dǎo)彈發(fā)射筒蓋的沖破性能試驗是保證導(dǎo)彈快速反映能力的重要因素。因此在研制導(dǎo)彈貯存發(fā)射筒時，箱蓋的試驗設(shè)計非常重要。箱蓋主要是能承受一定的壓差，密封性能好，在發(fā)射導(dǎo)彈時能迅速打開。為提高導(dǎo)彈發(fā)射效率，滿足部隊快速作戰(zhàn)的要求，國內(nèi)外已經(jīng)研制出一些復(fù)合材料易碎薄膜箱蓋(詳見US Pat.4498368，1985 ；CN 1844839A, 2006)，利用導(dǎo)彈發(fā)射前引擎產(chǎn)生的氣流沖擊薄膜蓋，薄膜蓋以預(yù)定軌跡整體破壞。
[0003]同時，根據(jù)不同作戰(zhàn)彈型，對導(dǎo)彈發(fā)射筒蓋的要求也不斷更新，在輕質(zhì)、高氣密性能的導(dǎo)彈發(fā)射筒蓋結(jié)構(gòu)設(shè)計的過程中，模擬發(fā)射試驗裝置的設(shè)計尤為重要。在節(jié)約試驗成本的前提下，較為準(zhǔn)確地模擬導(dǎo)彈發(fā)射條件進(jìn)行試驗驗證，對提高復(fù)合材料易碎蓋的設(shè)計和制造效率具有巨大的推動作用。
[0004]實際導(dǎo)彈發(fā)射過程中，導(dǎo)彈噴射尾流使導(dǎo)彈尾部密封箱蓋迅速沖破；繼而氣流反向充滿這個發(fā)射筒蓋，并以一定壓力沖向前蓋，前蓋達(dá)到開啟壓力，迅速打開，繼而導(dǎo)彈從發(fā)射筒發(fā)射出去。
[0005]目前常用的復(fù)合材料易碎蓋模擬發(fā)射試驗裝置主要采用一級充壓試驗筒進(jìn)行氣壓加載試驗(參見“錢元，等.復(fù)合材料易碎蓋薄弱區(qū)結(jié)構(gòu)設(shè)計分析.航空學(xué)報，2012，33(3): 487-493.”)，其缺點是只能單獨模擬導(dǎo)彈發(fā)射筒尾蓋或前蓋的開蓋性能，不能同時模擬導(dǎo)彈發(fā)射時尾蓋和頭蓋先后破壞的過程，導(dǎo)致易碎蓋的拋開性能不能完全吻合發(fā)射系統(tǒng)的設(shè)計要求。該方法限制了復(fù)合材料易碎蓋的優(yōu)化與發(fā)展。
實用新型內(nèi)容
[0006]本實用新型的目的是為了克服上述現(xiàn)有技術(shù)存在的缺陷而提供一種設(shè)備構(gòu)造簡單，便于維護，方便實現(xiàn)的用于復(fù)合材料易碎蓋模擬發(fā)射試驗的兩級串聯(lián)式試驗裝置。
[0007]本實用新型的目的可以通過以下技術(shù)方案實現(xiàn):
[0008]一種兩級串聯(lián)式復(fù)合材料易碎蓋模擬發(fā)射試驗裝置，包括:底座、安裝于底座上的一級試驗筒、二級試驗筒和內(nèi)部護欄；其中一級試驗筒位于二級試驗筒中，內(nèi)部護欄位于一級試驗筒和二級試驗筒之間，內(nèi)部護欄頂端纏繞彈性繩索。
[0009]所述底座與一級試驗筒焊接在一起，開有與一級試驗筒內(nèi)部相連的第一導(dǎo)氣孔和第二導(dǎo)氣孔，第一導(dǎo)氣孔通過導(dǎo)氣管與氣泵相連，第二導(dǎo)氣孔通過導(dǎo)氣管與一級試驗筒氣壓表及一級試驗筒排氣閥門相連；
[0010]所述底座開有與二級試驗筒內(nèi)部相連的第三導(dǎo)氣孔，第三導(dǎo)氣孔通過導(dǎo)氣管與二級試驗筒氣壓表及二級試驗筒排氣閥門(相連；
[0011]上述一級試驗筒上還帶有用于將內(nèi)部易碎蓋安裝于一級試驗筒上的壓緊密封鎖緊裝置；
[0012]上述二級試驗筒上還帶有用于將外部易碎蓋安裝于二級試驗筒上的壓緊密封鎖緊裝置；
[0013]上述二級試驗筒和底座之間也設(shè)置有密封鎖緊裝置。
[0014]所述兩級串聯(lián)式復(fù)合材料易碎蓋模擬發(fā)射試驗裝置的模擬方法，包括以下過程:
[0015]將內(nèi)部易碎蓋安裝于一級試驗筒(上，將外部易碎蓋安裝于二級試驗筒上；通過外部氣泵對一級試驗筒施加氣壓載荷，一級試驗筒氣壓表和二級試驗筒氣壓表測量氣壓；
[0016]一級試驗筒空間相當(dāng)于導(dǎo)彈發(fā)射筒內(nèi)部同心筒內(nèi)導(dǎo)彈尾部與后蓋組成的結(jié)構(gòu)空間，內(nèi)部易碎蓋相當(dāng)于后蓋；二級試驗筒空間相當(dāng)于導(dǎo)彈發(fā)射筒與內(nèi)部同心筒之間的結(jié)構(gòu)空間，外部易碎蓋相當(dāng)于導(dǎo)彈發(fā)射筒前蓋；
[0017]當(dāng)氣壓加載到內(nèi)部易碎蓋的設(shè)計沖破壓力值時，該易碎蓋迅速沖破，整體拋出部分由內(nèi)部護欄上的彈性繩阻隔，防止破壞二級試驗筒上的外部易碎蓋；此時，氣泵停止加載，一級試驗筒內(nèi)氣流擴散到二級試驗筒，總體壓力減小，但該氣壓為外部易碎蓋的沖破壓力，外部易碎蓋隨之迅速開啟，拋出部分脫離二級試驗筒，進(jìn)而實現(xiàn)導(dǎo)彈的順利發(fā)射；
[0018]根據(jù)理想氣體狀態(tài)方程，假設(shè)試驗溫度及氣體常數(shù)不變，則有P1V1=P2V2，其中P1J1表示一級試驗筒內(nèi)部氣體壓力及體積，P2、v2表示二級試驗筒內(nèi)部含一級試驗筒內(nèi)部的氣體壓力及體積；通過調(diào)節(jié)試驗筒內(nèi)部體積，可實現(xiàn)兩級試驗筒內(nèi)壓力分布的調(diào)節(jié)。
[0019]與現(xiàn)有技術(shù)相比，本實用新型的有益效果為:
[0020]1、設(shè)備構(gòu)造簡單，便于維護，能夠方便地完成試驗?zāi)繕?biāo)；
[0021]2、可通過調(diào)節(jié)兩級試驗筒的體積比例實現(xiàn)加載比例的調(diào)節(jié)；
[0022]3、只需外接氣泵及氣壓測量裝置即可實現(xiàn)兩級易碎蓋發(fā)射模擬試驗，降低試驗成本；
[0023]4、該設(shè)備可保證足夠的加載精度及兩級易碎蓋的沖破壓力載荷的相對比例；
[0024]5、能夠較為真實的實現(xiàn)導(dǎo)彈發(fā)射時發(fā)射筒前后蓋的先后開蓋過程，使得復(fù)合材料易碎蓋的結(jié)構(gòu)及性能設(shè)計更為精確。

【專利附圖】

【附圖說明】
[0025]圖1為本實用新型的結(jié)構(gòu)示意圖；
[0026]圖2為某型導(dǎo)彈與發(fā)射筒裝配示意圖；
[0027]圖3為本實用新型的俯視圖；
[0028]圖中各標(biāo)號名稱:1、外部易碎蓋，2、二級試驗筒內(nèi)六角鎖緊螺栓，3、二級試驗筒金屬壓環(huán)，4、二級試驗筒密封墊圈，5、二級試驗筒，6、底座內(nèi)六角鎖緊螺栓，7、二級試驗筒底部邊框，8、底座密封墊圈，9、底座，10、內(nèi)部護欄，11、內(nèi)部易碎蓋，12、一級試驗筒內(nèi)六角鎖緊螺栓，13、一級試驗筒金屬壓環(huán)，14、一級試驗筒密封墊圈，15、一級試驗筒，16、二級試驗筒氣壓表，17、二級試驗排氣閥門，18、一級試驗筒氣壓表,19、一級試驗筒排氣閥門，20、氣泵，21、發(fā)射筒前蓋，22、發(fā)射筒，23、內(nèi)部同心筒，24、導(dǎo)彈，25、導(dǎo)彈尾部，26、后蓋。

【具體實施方式】
[0029]下面結(jié)合附圖，通過實施例的方式，對本實用新型進(jìn)行詳細(xì)說明。實施例
[0030]一種兩級串聯(lián)式復(fù)合材料易碎蓋模擬發(fā)射試驗裝置，其結(jié)構(gòu)如圖1、圖3所示。該試驗裝置主要包括:底座9、一級試驗筒15、二級試驗筒5、內(nèi)部護欄10、底座密封墊圈8、一級試驗筒金屬壓環(huán)13、二級試驗筒金屬壓環(huán)3、一級試驗筒氣壓表18、二級試驗筒氣壓表16、氣泵20，一級試驗筒15、內(nèi)部護欄10及二級試驗筒5均安裝在底座9上，氣壓表及氣泵20通過導(dǎo)氣管與底座9連接，并裝有排氣閥門。
[0031]底座9開有3個導(dǎo)氣孔，通過導(dǎo)氣管與外部氣壓裝置連接，其中第一、第二導(dǎo)氣孔位于一級試驗筒內(nèi)，分別通過導(dǎo)氣管與氣泵20及一級試驗筒氣壓表18連接；第三導(dǎo)氣孔位于一級試驗筒外、二級試驗筒內(nèi)，與二級試驗筒氣壓表16連接。
[0032]一級試驗筒15及內(nèi)部護欄10焊接在底座9上，內(nèi)部護欄10位于一級試驗筒15外側(cè)、二級試驗筒5內(nèi)側(cè)，頂端纏繞彈性繩索。
[0033]二級試驗筒5通過二級試驗筒底部邊框7與底座9以12個底座內(nèi)六角鎖緊螺栓6連接，兩者之間墊有底座密封墊圈8。
[0034]一級試驗筒15通過一級試驗筒金屬壓環(huán)13、一級試驗筒密封墊圈14及12個一級試驗筒內(nèi)六角螺栓12與內(nèi)部易碎蓋11連接。
[0035]二級試驗筒5通過二級試驗筒金屬壓環(huán)3、二級試驗筒密封墊圈4及12個二級試驗筒內(nèi)六角螺栓2與外部易碎蓋I連接。
[0036]該試驗裝置的工作最大載荷為:一級試驗筒壓力1.5MPa，二級試驗筒壓力0.15MPa，采用的材料為45鋼。
[0037]本實用新型通過外部氣泵通過與底座連接的導(dǎo)氣管，對試驗裝置上的復(fù)合材料易碎蓋施加氣壓載荷，模擬導(dǎo)彈發(fā)射時的尾流沖擊載荷，實現(xiàn)復(fù)合材料易碎蓋的開蓋過程驗證試驗。本實用新型根據(jù)氣體狀態(tài)方程中壓力與體積的比例關(guān)系，通過調(diào)節(jié)兩級試驗筒的體積大小，實現(xiàn)不同氣壓比例的分配，實現(xiàn)不同加載氣壓的兩級易碎蓋沖破性能試驗。
[0038]導(dǎo)彈發(fā)射前，導(dǎo)彈尾部25點火噴射首次燃?xì)饬鳎瑢⑽膊亢笊w26沖破，繼而氣流通過發(fā)射筒22與內(nèi)部同心筒23之間的空間上升擴散至發(fā)射筒前蓋21，氣流沖破發(fā)射筒前蓋21，繼而使得導(dǎo)彈通過尾流噴射順利發(fā)射出去。
[0039]本實用新型實現(xiàn)模擬導(dǎo)彈發(fā)射來測試前后易碎蓋性能的方法及步驟如下:
[0040]1.進(jìn)行試驗之前，需檢查裝置密封性能是否良好，導(dǎo)氣管與氣泵及氣壓表或壓力傳感器連接好；
[0041]2.調(diào)節(jié)合適的加載速率，進(jìn)行預(yù)試加載，繼而進(jìn)行正式加載試驗，通過攝像設(shè)備記錄試驗進(jìn)程；
[0042]3.氣泵對一級試驗筒充氣，壓力表記錄壓力數(shù)據(jù)，氣壓加載至內(nèi)部易碎蓋設(shè)計沖破壓力時，內(nèi)部易碎蓋沖破，氣泵停止充氣；
[0043]4.一級試驗筒內(nèi)部氣體迅速擴散至二級試驗筒，氣體壓力加載在外部易碎蓋上，二級試驗筒外部氣壓表記錄壓力數(shù)據(jù)，外部易碎蓋在設(shè)計載荷下沖破，拋出部分脫離試驗筒。
[0044]至此，對兩級復(fù)合材料易碎蓋的模擬導(dǎo)彈發(fā)射試驗即可完成。加載過程中需注意保證壓力不要超過設(shè)計氣壓要求，同時需確保外部易碎蓋拋出范圍內(nèi)的安全。
【權(quán)利要求】
1.一種兩級串聯(lián)式復(fù)合材料易碎蓋模擬發(fā)射試驗裝置，其特征在于包括: 底座(9)、安裝于底座(9)上的一級試驗筒(15)、二級試驗筒(5)和內(nèi)部護欄(10);其中一級試驗筒(15)位于二級試驗筒(5)中，內(nèi)部護欄(10)位于一級試驗筒(15)和二級試驗筒(5)之間，內(nèi)部護欄(10)頂端纏繞彈性繩索； 所述底座(9)與一級試驗筒(15)焊接在一起，開有與一級試驗筒(15)內(nèi)部相連的第一導(dǎo)氣孔和第二導(dǎo)氣孔，第一導(dǎo)氣孔通過導(dǎo)氣管與氣泵(20)相連,第二導(dǎo)氣孔通過導(dǎo)氣管與一級試驗筒氣壓表(18)及一級試驗筒排氣閥門(19)相連； 所述底座(9)開有與二級試驗筒(5)內(nèi)部相連的第三導(dǎo)氣孔，第三導(dǎo)氣孔通過導(dǎo)氣管與二級試驗筒氣壓表(16)及二級試驗筒排氣閥門(17)相連； 上述一級試驗筒(15 )上還帶有用于將內(nèi)部易碎蓋(11)安裝于一級試驗筒(15 )上的壓緊密封鎖緊裝置； 上述二級試驗筒(5)上還帶有用于將外部易碎蓋(I)安裝于二級試驗筒(5)上的壓緊密封鎖緊裝置； 上述二級試驗筒(5)和底座(9)之間也設(shè)置有密封鎖緊裝置。
【文檔編號】G01N3/12GK204142581SQ201420534215
【公開日】2015年2月4日 申請日期:2014年9月17日 優(yōu)先權(quán)日:2014年9月17日
【發(fā)明者】蔡登安, 周光明 申請人:南京航空航天大學(xué)