一种通用大深度潜射导弹发射模拟系统 |
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| 申请号 | CN201910939919.X | 申请日 | 2019-09-30 | 公开(公告)号 | CN110701965B | 公开(公告)日 | 2024-04-12 |
| 申请人 | 湖南国防工业职业技术学院; | 发明人 | 吴臣; 谭庆; 贺超; 彭建华; 胡建波; 蔺相飞; 冯帆; 刘彦平; | ||||
| 摘要 | 本 发明 公开了一种通用大深度潜射导弹发射模拟系统，包括固定平台和架设在固定平台上密封模拟装置，密封模拟装置下端连接有发射机构；模拟装置包括模拟仓体，模拟仓体上端连接有模拟仓密封盖，模拟仓密封盖上设有仓充测压孔，模拟仓体下端连接有密封板，模拟仓体内部靠近模拟仓密封盖一端安装有防撞机构，密封板连接有发射机构，发射机构与模拟仓体内壁之间设有自动翻盖机构，模拟仓体、模拟仓密封盖、密封板与发射机构形成密封模拟仓，所述密封模拟仓上设有观察检测机构；本发明针对实验室条件下的试验，满足多种压 力 环境、 温度 环境下发射过程中的导弹速度、 姿态 、发射口部流场等参数的监测，保障大的深 水 环境变化适用范围。 | ||||||
| 权利要求 | 1.一种通用大深度潜射导弹发射模拟系统，其特征在于，包括固定平台和架设在固定平台上密封模拟装置，密封模拟装置下端连接有发射机构； |
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| 说明书全文 | 一种通用大深度潜射导弹发射模拟系统技术领域[0001] 本发明涉及导弹发射装置技术领域，特别涉及一种通用大深度潜射导弹发射模拟系统。 背景技术[0002] 我国从60年代末期开始相继展开出入水的研究和试验,在有限的设备条件下做了大量的实验研究和理论分析工作,取得了一定成果。但从目前国内情况来看,缩比模型的试 验设备还不太完善,模拟尚欠真实,特别是横浪试验稳定性差,离散度较大,因此只能说明 定性分析,而不能说明定量结果。 [0003] 为了进行水下发射研究,需要大量是复杂细致的试验工作。为了进行水下发射的研究试验,需要许多大型的水下试验设备,不但要有很长的建造周期,而且要付出大量投 资,因为企图建造什么样的设施,对一个靶场来说是值得慎重考虑的问题,为了使我国建造 出合适的导弹水下发射试验设施,使其达到最大的使用效果,有效地完成导弹水下发射试 验任务,在研究水下导弹发射技术研究就需要一种结构简单能模拟多种水深环境和多数据 监测的试验设施。这样可以使我们汲取可行的方法,避免重复走弯路。 发明内容[0004] 本发明目的是为解决上述问题所采取的技术方案是： [0005] 一种通用大深度潜射导弹发射模拟系统，包括固定平台和架设在固定平台上密封模拟装置，密封模拟装置下端连接有发射机构； [0006] 所述模拟装置包括模拟仓体，所述模拟仓体上端连接有模拟仓密封盖，模拟仓密封盖上设有仓充测压孔，模拟仓体下端连接有密封板，模拟仓体内部靠近模拟仓密封盖一 端安装有防撞机构，所述密封板连接有发射机构，发射机构与模拟仓体内壁之间设有自动 翻盖机构，所述模拟仓体、模拟仓密封盖、密封板与发射机构形成密封模拟仓，所述密封模拟仓上设有观察检测机构。 [0007] 优选的，所述模拟仓体为圆筒形结构，模拟仓体上端外檐圆周设有配合凸檐，模拟仓密封盖外檐圆周设有连接凸檐，连接凸檐与配合凸檐通过圆周阵列的螺钉连接；所述模拟仓体上端内檐圆周设有容纳槽，容纳槽内装有密封圈，所述模拟仓密封盖内檐圆周设有 与容纳槽配合压紧密封圈的压紧部。 [0008] 优选的，所述防撞机构包括缓冲组件和防撞垫，所述缓冲组件包括防撞盘，防撞盘外檐与模拟仓体内壁圆周连接有多个缓冲簧，所述防撞盘上侧设有防撞垫，所述防撞垫安装在模拟仓密封盖内壁。 [0009] 优选的，所述发射机构上端穿过密封板进入模拟仓体内，发射机构外壁与密封板之间圆周设有多个加强筋。 [0010] 优选的，所述发射机构包括发射仓和安装在发射仓上端的发射仓盖，发射仓靠近发射仓盖一端安装有防水隔膜，所述发射仓内部同轴安装有发射筒和用于定位发射筒的定 位闭锁机构，发射筒下端连接有驱动座，驱动座与发射筒下端围成驱动仓，驱动座下端通过输气导管连通有压力仓，输气导管上安设有电磁阀，压力仓下端连接有充气导管，所述充气导管与压力仓连接处侧开有连通发射仓的出气导管，出气导管上安装有控制阀，充气导管 上靠近压力仓连接处开设有充气支管，充气支管上安装有控制阀；所述充气导管自由端穿 过发射仓的底部连接气源组件。 [0011] 优选的，所述定位闭锁机构包括安装在发射仓内壁上端的定位环和安装在发射仓内壁下端的锁紧部，所述发射筒外壁下端圆周阵列有与锁紧部配合安装的锁紧凸檐，发射 筒外壁的上端和发射仓内壁上端之间安装有适配器，适配器的下端面与定位环上端面配合 安装。 [0013] 优选的，所述观察检测机构包括内部检测机构和外部检测机构，所述内部检测机构安装在模拟仓体内部，包括出水检测机构、水压传感器，所述出水检测机构安装在模拟仓体内壁靠近防撞机构一端；所述外部检测机构安装在模拟仓体外部，包括高速摄影仪和波 纹仪。 [0014] 优选的，所述模拟仓体上设有观测窗口，观测窗口设为锥柱面，观测窗口内安设有钢化玻璃，观测窗口直径较大一端与模拟仓体连接，观测窗口直径较小一端水平可拆卸连接有放置台，放置台上放置有高速摄影仪和波纹仪。 [0015] 优选的，所述观测窗口沿模拟仓体轴向设有多组，观测窗口内安设有钢化玻璃，观测窗口外侧分别对应设有放置台。 [0016] 本发明所具有的有益效果为： [0017] 1.本发明为水下导弹发射模拟装置，该装置针对实验室条件下的试验，在设计过程中在满足实验环境条件要求前提下结构紧凑，使用方便、体积小、质量轻；同时该装置不仅结构可靠，结构强度、密封效果具有充裕的安全裕度，而且能够满足多种压力环境、温度环境下发射过程中的导弹速度、姿态、发射筒打开过程发射口部流场等参数的监测，保障大的深水环境变化适用范围。 [0018] 2.本发明设有观察检测机构，可以同步检测不同试验环境导弹的相关参数，检测过程针对内外两方面进行，（a）内部：水压传感器、速度传感器、激光测速仪等内部参数检测设备检测流场参数，导弹运动速度、姿态参数。（b）外部：高速摄影仪、纹波仪，检测导弹出水动态姿态、超空泡形成与消散过程、流场变化等动态过程等参数，这样实现同步条件下全方位参数检测，可靠保证实验数据真实匹配。 [0019] 3.本发明设有发射机构，针对不同试验要求，发射机构采用多种口径匹配实现适用不同型号，不同口径发射装置试验，使装置具有广泛使用范围。 [0021] 图1为本发明正视示意图； [0022] 图2为本发明右视示意图； [0023] 图3为本发明防撞机构局部示意图； [0024] 图4为本发明发射机构示意图； [0025] 图5为本发明发射机构A处放大图； [0026] 图6为本发明使用状态示意图1； [0027] 图7为本发明使用状态示意图2。 具体实施方式[0028] 下面结合附图对本发明进一步描述。 [0029] 具体实施方式1： [0030] 如图1所示，为了对深度潜射导弹进行理论研究，需要充分的实验数据作为支撑，在此背景下，研发设计了通用大深度潜射导弹发射模拟装置，该设备应用范围为：水深为0～300m海洋环境条件、模拟弹的长、径比不大于20:1、温度为‑10°～40°C 海洋环境，环境最大压力不超过2Mpa。 [0031] 如图1所示，根据以上实验条件设计了一种通用大深度潜射导弹发射模拟系统，包括固定平台7和架设在固定平台7上密封模拟装置，本实施例中固定平台7为混凝土平台，密封模拟装置通过支架组件8架设在固定平台7上，本实施例中支架组件8为现有技术，在此不再赘述，密封模拟装置下端连接有发射机构6； [0032] 如图1‑3所示，所述模拟装置包括模拟仓体3，所述模拟仓体3上端连接有模拟仓密封盖1，优选的，所述模拟仓密封盖1外侧设为凸球面，模拟仓密封盖1的内侧设为凹球面，凹球面的设置起到延长模拟导弹65的缓冲线路的作用，凸球面上圆周阵列有多个吊环12，便于吊装机械对模拟仓密封盖1进行吊装，模拟仓密封盖1上安装有仓充测压孔11，可以用来 注水，也可用于充压实现密封模拟仓内为实验所需的压强，也可安装测压计来监测密封模 拟仓内压强； [0033] 如图1‑3所示，模拟仓体3下端连接有密封板5，模拟仓体3内部靠近模拟仓密封盖1一端安装有防撞机构2，所述密封板5连接有发射机构6，发射机构6与模拟仓体3内壁之间设有自动翻盖机构9，自动翻盖机构9用来打开发射机构6完成发射模拟导弹65；优选的发射机构6上端穿过密封板5进入模拟仓体3内，优选的密封板5上设有连接发射机构6的发射机构安装口51，发射机构6外壁与密封板5之间圆周设有多个加强筋52。所述模拟仓体3、模拟仓密封盖1、密封板5与发射机构6形成密封模拟仓，所述密封模拟仓上设有观察检测机构。 [0034] 如图1‑3所示，为了实现模拟仓体3与模拟仓密封盖1密封连接，保证密封模拟仓内部气压稳定，达到模拟环境，模拟仓体3上端外檐圆周设有配合凸檐31，模拟仓密封盖1外檐圆周设有连接凸檐13，连接凸檐13与配合凸檐31通过圆周阵列的螺钉连接；为了更好的实现密封效果，模拟仓体3与模拟仓密封盖1之间安装有密封圈33，所述模拟仓体3上端内檐圆周设有容纳槽32，容纳槽32内安装密封圈33，所述模拟仓密封盖1内檐圆周设有与容纳槽32配合压紧密封圈33的压紧部14，所述模拟仓密封盖1的压紧部14面向密封圈33一侧为压紧 面，背向密封圈33一侧设有压紧槽。 [0035] 如图1‑3所示，在进行实验时模拟导弹65发射之后，穿过密封模拟仓内设置的水域，观察检测机构会检测并记录流场参数，模拟导弹65运动速度、姿态参数，以及检测导弹出水动态姿态、超空泡形成与消散过程、流场变化等动态过程等参数，模拟导弹65冲出设置的水域之后需要及时止动，避免模拟导弹65对密封模拟仓造成破坏；针对模拟导弹65设置 了对应的防撞机构2，所述防撞机构2包括缓冲组件和防撞垫21，所述缓冲组件包括防撞盘 22，防撞盘22外檐与模拟仓体3内壁圆周连接有多个缓冲簧23，本实施例中缓冲簧23根据设计要求K值不小于17.8N/mm，所述防撞垫21安装在模拟仓密封盖1内壁，且防撞垫21边沿紧 固安装在模拟仓密封盖1的压紧槽内。 [0036] 为了保证缓冲组件结构可靠，在模拟导弹65发射参数检测后，模拟导弹65能够可靠停止，从而保证实验设备安全，所述防撞盘22靠近模拟仓密封盖1一侧设置为凸球面，防撞盘22背向模拟仓密封盖1一侧设置为凹球面，防撞盘22外檐圆周阵列有多个与缓冲簧23 配合安装的拉孔；模拟仓体3内壁设有多个连接缓冲簧23的连接座，连接座上设有通孔，通孔内安装有螺钉，缓冲簧23一端安装在拉孔内，另一端套装在螺钉上，卡在连接座上。 [0037] 如图4‑5所示，在测试实验过程中，为了实现对通用大深度潜射模拟导弹65的发射，设置有对应的发射装置，一种用于通用大深度潜射模拟导弹65的发射装置，包括发射仓 62和安装在发射仓62上端的发射仓62盖61，优选的，发射仓62为圆筒形设计，发射仓62盖61会相对发射仓62回转打开，发射仓62靠近发射仓62盖61一端安装有防水隔膜，防水隔膜用 于隔断模拟导弹65发射环境与实验环境，所述发射仓62内部同轴安装有发射筒63和用于定 位发射筒63的定位闭锁机构64，优选的发射筒63为圆筒形，发射筒63下端连接有驱动座67，驱动座67与发射筒63下端形成驱动仓671，驱动座67下端通过输气导管连通有压力仓68，输气导管上安设有电磁阀681，压力仓68下端连接有充气导管693，所述充气导管693与压力仓 68连接处侧开有连通发射仓62的出气导管695，出气导管695上安装有控制阀，充气导管693上靠近压力仓68连接处开设有充气支管694，充气支管694上安装有控制阀；充气支管694工作状态时与仓充测压孔11连接同一个气源，充装的气体通过出气导管695导入发射仓62，保持发射仓62与密封模拟仓内压强保持一致；所述充气导管693自由端穿过发射仓62的底部 连接气源组件69，所述气源组件69包括高压气源，高压气源连接充气导管693自由端，充气导管693上靠近高压气源端安装有气源截止阀692，通过压力仓68气压值来控制气源的输入 与输出，本实施例中高压气瓶691为压力是30Mpa的高压气瓶691，高压气瓶691可以随用随 充。 [0038] 如图4‑5所示，为了实现对不同型号模拟导弹65的发射，发射筒63需要便于拆卸，且相对发射仓62具有很好的锁紧定位，所述定位闭锁机构64包括安装在发射仓62内壁上端的定位环641和安装在发射仓62内壁下端的锁紧部，所述发射筒63外壁下端圆周阵列有与 锁紧部配合安装的锁紧凸檐631，所述锁紧凸檐631在发射筒63体外壁圆周阵列有多个，优 选的锁紧凸檐631为两个，发射筒63外壁的上端和发射仓62内壁上端之间安装有适配器 642，适配器642的下端面与定位环641上端面配合安装，优选的适配器642为圆环形，适配器 642用于定位发射筒63上端，避免发射筒63上端在发射仓62内倾斜，影响模拟导弹65的进水路线，定位环641用于定位适配器642的位置；锁紧部与锁紧凸檐631配合安装，用于定位支撑发射筒63下端，保证发射筒63与发射仓62连接可靠，同时锁紧部与锁紧凸檐631的配合可以实现开锁和闭锁两种状态，开锁状态便于发射筒63拆卸，闭锁状态可以限制发射筒63相 对发射仓62的轴向运动，保证发射筒63能实现模拟导弹65的发射，也便于发射筒63下端与 驱动座67形成的驱动仓671密封，避免气压损耗，影响模拟导弹65的发射动力。 [0039] 如图4‑5所示，为了更好的实现发射筒63相对发射仓62锁紧定位，所述锁紧部包括沿发射仓62轴向间隔安装的定位座645和锁紧座643，定位座645靠近发射仓62下端设置，定位座645的内壁与驱动座67外壁连接，优选的采用无缝焊接，锁紧座643的内壁与发射筒63的外壁配合安装，所述定位座645和锁紧座643之间形成锁紧腔644，锁紧腔644配合锁紧凸 檐631安装进行闭锁；所述锁紧座643上圆周阵列有配合安装锁紧凸檐631的开锁槽。安装状态时，吊装发射筒63沿发射仓62轴向进入发射仓62内，发射筒63下端的锁紧凸檐631沿着开锁槽进入锁紧腔644，旋转发射筒63，实现锁紧凸檐631与开锁槽错位，此时完成闭锁动作，发射筒63相对发射仓62不能轴向运动；拆卸状态时，锁紧凸檐631旋转至开锁槽处，实现锁紧凸檐631与开锁槽对位，沿发射仓62轴向吊出发射筒63。 [0040] 如图4‑5所示，为了便于将模拟导弹65发射出发射筒63外，所述发射筒63底部设有驱动活塞66，驱动活塞66与模拟导弹65底部接触，发射时，高压气体推动驱动活塞66运动，驱动活塞66间接的驱动模拟导弹65加速飞出发射筒63，发射筒63顶部安装有活塞止动器632，防止驱动活塞66随模拟导弹65一起飞出发射筒63，对模拟导弹65的试验产生一定的影响，同时也便于驱动活塞66的多次循环使用。 [0041] 如图4‑5所示，为了便于控制模拟导弹65发射时从发射仓62进入模拟仓体3，需要设置控制发射仓62盖61翻转的机构，所述自动翻盖机构9包括沿模拟仓体3内壁轴向设有的 直线电机92和位于直线电机92下方一端铰接在模拟仓体3内壁的连杆94，直线电机92与连 杆94中间铰接有动力杆93，连杆94自由端与发射机构6铰接有翻杆91， [0042] 如图2和6所示，为了实现对模拟导弹65在模拟仓体3内运动数据的监控，同步检测不同试验环境导弹的相关参数，所述观察检测机构包括内部检测机构和外部检测机构， [0043] 如图2和6所示，所述内部检测机构安装在模拟仓体3内部，包括出水检测机构速度传感器、水压传感器，优选的所述水检测机构为激光测速仪15，本实施例中采用激光测速仪 15；所述出水检测机构安装在模拟仓体3内壁靠近防撞机构2一端，可以实现检测设备和检 测流场参数，导弹运动速度、姿态参数。 [0044] 如图2和6所示，所述外部检测机构安装在模拟仓体3外部，包括高速摄影仪和波纹仪16，可以实现检测导弹出水动态姿态、超空泡形成与消散过程、流场变化等动态过程等参数；这样内外配合实现同步条件下全方位参数检测，可靠保证实验数据真实匹配。 [0045] 如图2和6所示，为了便于对导弹出水动态姿态、超空泡形成与消散过程、流场变化等动态过程进行实时监控和拍照，方便观测窗口4的设置，便于模拟仓体3与观测窗口4的连接，所述观测窗口4沿模拟仓体3轴向设有多组，观测窗口4内安设有钢化玻璃，观测窗口4外侧分别对应设有放置台，放置台上分别放置有高速摄影仪和波纹仪16。 [0046] 具体实施方式2： [0047] 如图7所示，为了便于对导弹出水动态姿态、超空泡形成与消散过程、流场变化等动态过程进行实时监控和拍照，与具体实施方式1的不同之处在于，在模拟仓体3上设置观 察检测机构的安放位置，使得结构紧凑；所述模拟仓体3上设有观测窗口4，观测窗口4沿模拟仓体3圆周阵列有多个，优选的，设计有2个观测窗口4，观测窗口4设为锥柱面，观测窗口4的锥角设计为108度，可以实现通过观测窗口4能观测到模拟导弹65在模拟仓体3内运行的 所有情况，观测窗口4内安设有钢化玻璃，观测窗口4直径较大一端与模拟仓体3连接，优选的采用焊接方式连接观测窗口4与模拟仓体3；观测窗口4直径较小一端水平可拆卸连接有 放置台，放置台上放置有高速摄影仪和波纹仪16。 [0048] 本实施例中激光测速仪15、高速摄影仪和纹波仪16均为现有技术，在此不在赘述，此外直线电机92以及电磁阀681也是现有技术，在此不再赘述。 [0049] 本发明以模拟200m水深发射实验为例，测试过程如下： [0050] 1. 测试准备过程 [0051] 工作人员调节模拟仓体3与模拟仓密封盖1连接的零部件，打开模拟仓密封盖1；拆下防撞缓冲装置，驱动直线电机92，直线电机92沿模拟仓体3内壁轴向运动控制动力杆93运动，动力杆93通过连杆94控制翻杆91上翻，实现打开发射仓62上端的发射仓62盖61，将准备测试的发射筒63沿发射仓62轴向吊装进入发射仓62内，通过调整发射筒63与发射仓62的相 对位置，使得发射筒63上的锁紧凸檐631与开锁槽对位，继续吊装发射筒63使其下端的锁紧凸檐631通过锁紧座643上的开锁槽进入锁紧腔644，旋拧发射筒63实现锁紧凸檐631与开锁 槽错位，实现发射筒63完成闭锁；依次将驱动活塞66和模拟导弹65沿着发射筒63轴向吊装 至发射筒63内，然后对发射筒63安装适配器642调整发射筒63垂直完成安装；此时在发射仓 62口依次安装防水隔膜和旋拧安装活塞止动器632，安装完毕后控制直线电机92运动，控制动力杆93运动，动力杆93通过连杆94控制翻杆91下翻，实现扣合发射仓62上端的发射仓62 盖61；安装防撞缓冲装置，关闭模拟仓密封盖1；通过仓充测压孔11为密封模拟仓进行注水，使得水深达到2m，然后通过仓充测压孔11为密封模拟仓注射气体增大压强至2Mpa，同时同 一气源通过充气支管694为发射仓62注射气体增大压强至2.02Mpa,实现发射仓62盖61上下 压强平衡；检查观察检测机构，确保机构可以正常工作，打开气源截止阀692，高压气瓶691内的气体通过充气导管693进入压力仓68内，当压力仓68上的测压计达到要求的数值则关 闭气源截止阀692，本实施例中压力仓68内冲压至7Mpa；此时准备工作完成。 [0052] 2.测试工作原理 [0053] 完成准备工作前各设备正常的前提下开始测试， [0054] （1）直线电机92驱动发射仓62盖61打开，此时发射仓62与密封模拟仓通过防水隔膜隔开。 [0055] （2）测试观察检测机构：激光测速仪15、高速摄影仪和纹波仪16，开始工作。 [0056] （3）打开电磁阀681，压力仓68内气体进入驱动仓671，驱动仓671内压强逐渐增大，驱动活塞66在气体压力作用下，推动模拟导弹65加速运动，至发射筒63口部时，驱动活塞66受发射筒63口部活塞止动器632的限制与模拟导弹65分离，模拟导弹65冲破防水隔膜进入密封模拟仓，高速摄影与纹波仪记录模拟导弹65飞出发射仓62过程，在密封模拟仓内形成 空气泡的过程，同时检测和记录模拟导弹65的运行速度变化和姿态变化。模拟导弹65飞出 水面时，高速摄影与纹波仪记录超空泡消失过程，同时激光测速仪15检测并记录模拟导弹 65的出水速度。 [0057] （4）模拟导弹65出水后，模拟导弹65的弹头开始接触防撞盘22，并带动防撞盘22一起运动，防撞盘22与模拟仓体3内壁圆周连接的缓冲簧23开始对防撞盘22产生拉力，减缓防撞盘22运动速度，同时间接对模拟导弹65起到减速止动的作用，一般会根据模拟导弹65运动初速以及质量参数设定缓冲簧23的刚度K值，本实施例中K值不小于17.8N/mm，避免防撞 盘22装上模拟仓密封盖1，如果防撞盘22撞上模拟仓密封盖1可以通过模拟仓密封盖1上安 装的防撞垫21起到一定的缓冲作用，避免破坏装置。 [0058] （5）测试完毕后，泄压、放水，然后打开模拟仓密封盖1，拆下防撞缓冲装置，回收模拟导弹65，完成实验。 [0060] 在本发明的描述中，需要理解的是，术语“中心”、“纵向”、“横向”、“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，仅是为便于描述本发明和简化描述，而不是指示或暗指所指的装置或元件必须具有特定的方位、为特定的方位构造和操作，因而不能理解为对本发明保护内 容的限制。 [0062] 最后应说明的是：以上实施例仅用以说明本发明的技术方案，而非对其限制；尽管参照前述实施例对本发明进行了详细的说明，本领域的普通技术人员应当理解：其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分技术特征进行等同替换， 但这些修改或者替换，并不使相应技术方案的本质脱离本发明各实施例技术方案的精神和 范围。 |
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