一种复合材料导弹发射筒的制作方法

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一种复合材料导弹发射筒的制作方法

本实用新型涉及导弹发射筒技术领域,具体的说,是一种复合材料导弹发射筒。



背景技术:

发射器是战术导弹的重要组成部分,可用于导弹的贮存、运输和发射。为适应现代战争突发性、速决性和多维性的特点,武器轻量化是科研重中之重。因此,复合材料发射器已经成为未来发展趋势。目前的全金属和带有金属内衬的复合发射器均无法满足最轻量化的要求,而复合材料发射器使用的材料也多为玻璃钢,火箭或导弹发射时对发射筒内壁烧蚀明显,通常只能使用一次。战时,补给弹药的同时,也需要补发射器,加大了补给难度。对于需要快速响应作战部队,所能携带物资有限,需要携带备用发射器就意味着所能携带的弹药量减少,研制一种轻且可重复使用的发射器具有十分重要的战略意义和使用价值。



技术实现要素:

本实用新型的目的在于克服现有技术的不足,提供一种复合材料导弹发射筒。

本实用新型需要解决的技术问题是,如何制备一种新的发射筒,使制得的发射筒具有重量轻、耐高温火焰冲刷,承载能力强、耐高压、密封性好、电磁屏蔽能力强、维修成本低、可重复使用等特点。

本实用新型的目的是通过以下技术方案来实现的:

一种复合材料导弹发射筒,其包含复合材料筒体,导轨,锁紧机构安装块,筒体两端金属接头,吊装块,支座和支座脚,环向加强筋和插头脱落窗;其特征在于,复合材料筒体为碳纤维和玻璃纤维混杂复合纤维,复合材料筒体层次由内到外依次为耐热防冲刷层,玻璃纤维层,碳纤维结构层,防电磁屏蔽层,玻璃纤维层,筒上零件和表面涂漆层。

筒体,导轨和锁紧机构安装块一体成型;筒体两端金属接头和筒体通过胶粘剂连接;插头脱落窗口和筒体通过胶粘剂连接;吊装块及支座和筒体通过胶粘剂和环向加强筋连接;支座和支座脚通过螺栓连接。

所述的筒体纤维材料优选为预浸料。预浸料的切割、铺贴极为方便,能实现纤维的不同取向,且树脂含量分布均匀,在提高工艺效率的同时有效保证产品的性能和质量。

所述的耐热涂层优选为磷酸盐基涂料。其本身具有优良的耐热防腐性能,价廉,污染少等特点,选用固化温度较低甚至可常温固化的磷酸盐基涂料,可大大缩短工艺时间。

所述的防电磁屏蔽层优选为铜网或电缆导线。铜网或电缆导线具有良好的导电性能,可用于防电磁屏蔽,且金属活动较低,可避免和碳纤维之间发生电极腐蚀。

所述的吊装块、支座和脱落窗选为碳纤维预浸料。吊装块、支座和脱落窗等小件形状复杂,利用预浸料的特点,利于成型。

所述的支座脚和筒体两端接头为防锈铝合金,接头根据箱盖的连接要求,选择螺纹或法兰连接。由于箱盖和筒体之间需要经常拆装,所以选用耐磨更高的金属材质,采用防锈铝合金以避免海运等潮湿环境的影响。

所述的加强筋为碳纤维环向缠绕形成。利用环向加强筋固定支座和吊装块,同时保证筒体吊装运输时该处的受力强度,该处受力方向较单一,采用缠绕成型效率较高。

一种复合材料导弹发射筒的制备方法,其具体步骤为:

(1)制作筒体芯轴模具,通过控制芯模的形状,在芯模上依次铺设耐热防冲刷层,玻璃纤维层,碳纤维结构层,防电磁屏蔽层及玻璃纤维层,确保筒体、导轨和锁紧机构安装块一体成型,筒体内部通过螺钉连接锁紧机构,在锁紧机构安装块内嵌螺纹钢套;

(2)筒体机加打磨到位后进行脱模,完成后切割出脱落窗口;

(3)单独成型吊装块及支座,然后与筒体胶粘连接,吊块和支座翻边处进行碳纤维缠绕加强;

(4)粘接两端金属接头和脱落窗口;

(5)螺接支座脚,修饰喷漆,得到复合材料导弹发射筒。

与现有技术相比,本实用新型的积极效果是:

1)设计了一种全复合材料发射筒,和全铝合金发射筒相比,减重明显;

2)通过两种材料的混合,利用玻璃纤维增强材料强度高、韧性好但刚度不足和碳纤维增强材料强度高,刚度好,但韧性不足的特点,取长补短,有效满足愈发复杂的发射环境要求;

3)通过控制芯轴的结构尺寸,可设计不同截面形状;

4)将筒体和导轨等一体成型,减少二次固化,有效提高工艺效率;

5)采用人工铺设,可设计不同壁厚,优化筒体形状,达到轻量化要求;

6)支座脚,两端接头采用金属材料,提高使用寿命和可维修性;

7)环向缠绕加强筋既可以用来加固吊装块和支座的安装,又可以作为筒体的整体加强部件;

8)经试验验证,本发射筒筒体具有较高的强度,可经受短时间的高温冲刷;

9)配合前后金属筒盖,加上筒体屏蔽层,具有良好的电磁屏蔽效果;

10)经简单维护后,可重复使用;

11)经验证,结构能够提供良好的气密效果。

附图说明

图1为本实用新型实施例的复合材料发射筒横剖面示意图;

图2为本实用新型实施例的复合材料发射筒端部示意图;

图3为本实用新型实施例的复合材料发射筒筒体各层示意图;

图4为本实用新型制造方法流程图。

具体实施方式

以下提供本实用新型一种复合材料导弹发射筒的具体实施方式。

实施例1

请参见附图1-4,本实用新型实施例提供了一种复合材料发射筒,包括发射筒筒体1、螺纹端盖2、吊装块3、支座4、支座脚5、脱落窗6、环向加强筋7组成。筒体全长2480±1mm,筒体内径Φ1800+0.27mm,筒体壁厚2.5mm。筒体1结构层次如图3所示,主要包括耐热防冲刷层8、玻璃纤维层9、碳纤维结构层10、防电磁屏蔽层11、玻璃纤维层12。所述耐热冲刷层8选用磷酸盐基涂料,防电磁屏蔽层11选用AFR-250-0.20电缆导线,玻璃纤维8和12选用无碱预浸玻璃布,碳纤维层10选用东丽T700单向预浸料和T300织物预浸料。

具体制造过程如下:

1)根据发射筒内腔结构,制作一根芯轴模具,并在模具上开设导轨槽以及锁紧机构安装板位,使得筒体和导轨以及安装板一体成型;

2)用丙酮对芯模进行表面清洗处理,并均匀涂抹足量脱模剂;

3)在模具上喷涂3~4次磷酸盐基涂料,每次间隔30分钟,涂完后在室温下放置2小时,再将芯模放入固化炉固化,形成隔热防冲刷层;

4)铺设一层±45°玻纤织物布,进行真空预压实,抽真空力>70KPa,时间控制在20分钟以上;

5)铺设10层碳纤维层,并每铺3~4层进行一次真空预压实,以保证铺层紧密;

6)在碳布外包裹一层电缆导线,之后再铺设一层±45°的玻璃布;

7)筒体铺设完成后,将筒体固定于缠绕机上,进行OPP膜缠绕,以便获得更好的表面质量;

8)放入烘箱进行固化:升降温速度1℃/min,第一阶段,升温至120℃保温20分钟,第二阶段升温至135℃保温20min,第三阶段,升温至150℃,保温20min,第四阶段,升温至180℃,保温4h,最后,随炉降温至60℃出炉;

9)在两端螺纹端头粘接处和两支座装配面进行机加;

10)将模具进行脱模,去除OPP膜;

11)使用乙酸乙酯对金属件和筒体进行彻底的清洗;

12)将爱牢达2014胶粘剂进行混合搅拌,在60分钟操作时间内将筒上零件和筒体胶接;

13)粘接完成后,缠绕环向90°加强筋:使用T700碳丝,在30N张力下进行缠绕;

14)装配完成后,再进行二次固化;

15)在装配位置刮腻子加强密封并二次装配支座脚;

16)气密试验:发射筒前后端利用发射筒两端的M190×2的外螺纹和带内螺纹的法兰连接,前后密封采用O形垫圈密封,在法兰上开孔,前端开孔连接气压表,后端孔连接车间气源,加压到125KPa,关闭气源,放入恒温室,保压96小时,结果显示,偏差≤0.5KPa;

17)筒外喷涂H06-1012H环氧底漆,检测后交付。

以上所述仅是本实用新型的优选实施方式,应当指出,对于本技术领域的普通技术人员,在不脱离本实用新型构思的前提下,还可以做出若干改进和润饰,这些改进和润饰也应视为本实用新型的保护范围内。

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