一种减小流体阻力的脱壳卡瓣的制作方法

本发明属于水下发射领域，具体涉及一种减小流体阻力的脱壳卡瓣。

背景技术：

随着新技术的发展与应用，现代海战对海军各类攻防武器装备提出了新的要求，大量的弹箭武器打击范围已经从空中、水面延伸到水下，水下武器突防能力高，隐蔽性好，已成为各国海军武器装备的发展重点。超空泡射弹是利用了超空泡减阻原理的新概念武器，其突破了传统射弹在水中的运动极限，极大地增强了水下射程和毁伤能力。为了提高超空泡射弹水下发射的初速，通常采用脱壳卡瓣来加大火药力作用面积。

现有的卡瓣前端面通常为环形圆盘，在出膛时不容易弯曲变形。然而在实践中发现，采用前端面为环形圆盘的卡瓣进行水下发射时，有以下几种问题存在：一是在卡瓣出膛时，射弹形成的超空泡不足以包裹卡瓣，从而卡瓣的整个环形圆盘均会受到较大的压力，产生了巨大的阻力，在出膛的极短时间内可使发射速度骤减；二是在这段时间内，卡瓣与弹体所受阻力差异很大，卡瓣阻力远大于弹丸阻力，由于惯性作用会导致两者相配合的环形凸台受到较大的剪切力，发生弯曲变形，导致卡瓣脱离时产生干扰。

技术实现要素：

本发明的目的在于提供一种减小流体阻力的脱壳卡瓣。

实现本发明目的的技术解决方案为：

一种减小流体阻力的脱壳卡瓣，所述脱壳卡瓣由4个卡瓣通过环状弹带紧固而成，分为前端圆台段和后端圆柱段，圆台前端面向内有倾角，所述脱壳卡瓣内部为一段通孔，所述脱壳卡瓣后端面向内有倾角；所述脱壳卡瓣圆台前端的直径d1由射弹在卡瓣前端面形成的空泡直径d决定，d1比d大2～3mm；所述空泡直径d由如下公式确定，

式中dn为超空泡射弹空化器的直径，ln为射弹空化器到圆台前端面的距离，σ为空化数是由发射的环境压力pv和发射初速v0决定，具体公式如下：

进一步的，所述圆柱段中间开有两段环状凹槽，第一段槽宽大与弹带配合，第二段槽宽小用于药筒收口。

进一步的，所述脱壳卡瓣中部为通孔，且内表面设有两道环形凸台与弹体相配合，所述环形凸台的横截面为直角梯形。

进一步的，所述脱壳卡瓣前端圆台锥面与轴线的夹角θ为5°-10°。

进一步的，所述脱壳卡瓣最大直径dm与枪管直径相同，适用于射弹空化器直径dn小于dm的1/6的超空泡射弹。

进一步的，所述脱壳卡瓣后端面向内的倾角为5°-15°

本发明与现有技术相比，其显著优点在于：

(1)本发明提供了一种减小前端面受力面，提升发射速度的脱壳卡瓣，卡瓣出膛时，水流冲击在圆台的前端面上，前端面成为卡瓣的空化器，形成可以包裹卡瓣的空泡，减小了卡瓣前端面40％以上的受力面积，可在一定程度上减小了卡瓣出膛时所受的阻力，提升了水下发射速度；且前端采用圆台式结构可以减小了卡瓣前端的弯曲变形。

(2)利用前、后端的锥面可使卡瓣出膛后两端受到向外的径向力，能较好地脱离，减小对弹丸的干扰。

附图说明

图1为本发明的脱壳卡瓣装配图。

图2为本发明的脱壳卡瓣结构示意图，其中图(a)为主视图，图(b)为左视图。

图3为本发明的脱壳卡瓣与射弹的装配图。

图4为本发明的脱壳卡瓣在刚出膛口时的工况示意图。

图5为本发明的脱壳卡瓣在出膛口后的工况示意图。

具体实施方式

为了更清楚地说明本发明，下面结合附图及实施例对本发明做进一步详细的说明。

参考图1、图3，本发明的减小流体阻力的脱壳卡瓣由4个卡瓣组成，通过内部通孔的多段凸台与射弹配合，并通过与弹带的配合加以固定。

参考图1、图2和图3，本发明的减小流体阻力的脱壳卡瓣，前端为圆台状，相比普通的圆柱式卡瓣，前端受力面减小40％以上。前端面向内有一定倾角，在水流作用下有向外的径向力，在出膛后卡瓣前端容易向外分离。

参考图2，本发明的减小流体阻力的脱壳卡瓣，弹带采用改性尼龙制造，直径大于卡瓣直径0.2mm，起闭气作用。

参考图2，本发明的减小流体阻力的脱壳卡瓣，后端面向内有倾角，在卡瓣出膛后，火药气体作用在锥面上可以使其向外侧分离。

参考图4，本实施例为脱壳卡瓣前端刚出膛口的时刻，由于超空泡射弹的空化器直径一般很小，产生的超空泡不足以包裹卡瓣，如果射弹空化器形成的空泡完全包裹了卡瓣，卡瓣前端面几乎不受力也不利于卡瓣前端向外分离，容易干扰弹道。因此，既要满足让卡瓣前端受力，受力方向要朝外侧，又要满足受力面尽可能小，来减小卡瓣出膛时带来的巨大阻力使速度骤减的问题。根据罗戈维罗维奇的超空泡经验公式，计算出射弹空化器在卡瓣前端面产生的空泡直径，根据此空泡直径，设置圆台前端面直径略大于空泡直径2-3mm，此时卡瓣前端面承受的水流量较小，压力也较小。前端面作为卡瓣的空化器形成二次空泡可以完全包裹住卡瓣，减小了卡瓣所受阻力。

参考图5，本实施例为脱壳卡瓣出膛口后，前端圆台的内锥面受到水流向外侧的冲击力，后端的内锥面也受到火药气体向外侧的冲击力，从而使卡瓣两侧均受到向外的冲击力，可以较好地向外侧脱离。