某导弹发射箱前盖结构设计与分析文献综述

 2022-11-22 16:50:12

一.文献综述

1.研究背景

随着军事技术的不断发展,导弹武器的作战能力不断增强。作为导弹发射装置的关键一部分,导弹发射箱盖的性能也直接影响到整个武器系统的作战能力。导弹发射箱盖一般安装在发射箱的顶部和尾部,与发射箱密封。导弹在发射前贮存在发射箱内,箱内充满惰性气体,箱盖不仅可以防止内部气体外泄,还可以起到保护导弹的作用。由于导弹属于精密装备,里面有大量的精密部件,因此异常的“小气”,对潮湿、温度等都十分敏感,因此有一个恒定稳定的环境就显得尤为重要。而导弹发射筒的密封盖刚好就解决了这一问题,有效地降低了故障的发生概率,隔绝外界不利因素的影响。

  1. 国内外研究现状

2.1 国外研究现状

美国的高机动性火箭炮 HIMARS、M270 火箭炮和俄罗斯SA-N-6“力夫”垂直导弹发射系统的冲击盖是由不同种类的硬质聚氨酯泡沫制成的[13],然而美国的William J.Doane等人在1985年应用玻璃纤维和环氧树脂设计了一种冲击式复合材料薄膜盖,盖体在不同铺层上刻制有薄弱区,箱盖能承受一定的匀布压力,而且在较小的集中力下就可以使盖体以预定的轨迹破裂。该冲击盖反应迅速,提高了导弹的发射效率[12],但是这种复合材料冲击薄膜盖克服不了的不足之处,即冲击盖必须在导弹端部的作用下破坏,冲击盖必然会对接触它的弹头端面产生不利影响。而且这种冲击盖铺设的层数较多,盖体较厚,不同铺层间的角度不同,预制的薄弱区比较复杂,实际成型难度较大,因而并不能直接使用。台湾国立交通大学的 J.H.WU[13-14]等人在1999年研制了另一种结构形式的冲击式复合材料薄膜盖,利用导弹产生的燃气流冲击箱盖,箱盖以预定的四瓣形式飞掉,不会对导弹头部产生不利影响。但是该种箱盖结构复杂,其主体与框架之间用纯树脂进行胶接,承压的能力比较小。而且用纯树脂来连接薄弱区,制作困难,工艺复杂。在成型过程中会不可避免地将气泡带入树脂区,薄弱区容易形成内部缺陷,造成箱盖整体强度下降,箱盖的质量稳定性得不到满足。

2.2 国内研究现状

2.2.1 箱盖复合材料

相比之下,国内对冲击式复合材料箱盖的研制起步较晚,目前依然以机电盖为主,对冲击盖的研究处于试制探索阶段。南京航空航天大学的周光明、王新峰等对此的研究比较多,2002年,设计了采用混杂复合材料泡沫夹层结构的某型号新型结构的导弹发射箱盖[15-16]。2004年,在 William J. Doane 的研究基础上对冲击盖的结构设计进行了改进,设计了轻质穿透式复合材料薄膜盖,这种冲击盖的设计工序也较复杂,不易制作,无法实现高效化,而且此种盖体的底部会和弹体发生摩擦,阻碍弹体的尾翼,有可能会对弹体的表面造成损坏[17-18]。2007年,以复合材料层合板为基本材料设计了一种结构新颖的整体冲破式复合材料薄膜盖,该箱盖在导弹引擎产生的燃气流冲击下整体飞出,提高了导弹的发射效率。但是由于冲击能量较高、分离出去的盖体的质量较大,而且落点不可控,会对发射箱周边的设备造成潜在的威胁[19],为此,2012 年,余鑫在原有整体冲破式箱盖结构的基础上,通过控制箱盖周圈薄弱区强度的方法实现了冲击盖主体可按指定方向抛离[11]

2.2.2 常见发射箱盖类型

在导弹发射时,箱盖需要迅速打开,不影响导弹的正常发射,因此其开启效率和开启方式十分关键传统的发射箱盖包括机电式箱盖、爆破式箱盖和复合材料箱盖。

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