一种超声速火箭橇系统航向限位的卡环结构的制作方法

1.本发明属于军品靶场试验测试技术领域，主要涉及火箭橇试验技术，具体是一种航向限位的卡环结构，用于10吨级超声速火箭橇系统的被试品航向限位。


背景技术：

2.火箭橇是以火箭发动机为动力，沿专门建造的滑轨高速滑行的地面试验系统，主要模拟武器系统研制过程中有关速度、加速度条件，用于飞机、导弹、航宇飞行器整机或部件等功能考核。火箭橇在轨运行过程中，火箭橇橇体与被试品之间大多通过卡环进行连接，以实现被试品的限位，对于需要实现弹橇分离类火箭橇试验，均是通过爆炸螺栓作用解除被试品限位。
3.对于常规载荷类(被试品重量小于1000kg)火箭橇试验，被试品一般通过常规卡环设计进行限位，常规卡环一般由前卡环、后卡环组成(视具体试验工况确定是否添加中卡环)，前卡环位置一般在被试品质心附近进行侧竖向约束，但不进行航向限位，后卡环则在被试品尾部固定，进行侧竖向约束的同时负责航向限位，其中加速限位通过凸台与被试品挤压进行限位，减速限位则依靠卡环与被试品之间摩擦力，前后卡环通过爆炸螺栓与火箭橇橇体连接，在火箭橇达到设定目标后爆炸螺栓起爆被，试品与火箭橇系统分离，然而随着新式武器的涌现，被试品的质量不断增加，火箭橇载荷由 1吨提高至1.2吨至2吨乃至现今的10吨级别，常规卡环设计越发难以满足大载荷火箭橇试验需要，其中又以后卡环设计尤为困难，在大载荷面前，后卡环既需要面对减速时卡环摩擦力不足限位的困难，同时又需要保证在10吨级载荷下爆炸螺栓起爆后弹橇顺利分离。
4.本发明申请人在一定范围内对国内外专利文献和公开发表的期刊论文检索，尚未发现与本发明密切相关和一样的报道或文献。


技术实现要素：

5.为了克服现有技术的不足，本发明提供一种超声速火箭橇系统航向限位的卡环结构，能够有效对被试品进行航向限位，同时减小被试品分离后干涉风险，从而保证10 吨级载荷超声速火箭橇试验顺利实施。
6.本发明解决其技术问题所采用的技术方案是：一种适用于10吨级超声速火箭橇系统航向限位的卡环结构，包括上半环、下半环、垫环、连接板和压板。
7.所述的垫环前端上半圆有径向凸起，内壁与被试品尾部螺纹连接；所述的上半环沿轴向分为两块，垫环的径向凸起固定在两块之间；所述的下半环固连在火箭橇橇体上，下半环两端安装有连接板；所述的两块上半环分别通过爆炸螺栓与连接板固连。
8.所述的上半环两端通过螺栓和压板固连爆炸螺栓的上半部分，爆炸螺栓起爆后借助爆炸冲击将后卡环带起进而保证被试品与橇体正常分离无干涉。
9.所述的上半环两端均设有向下的凸台，与连接板上表面的凹槽配合，提供航向限位。
10.位于航向前侧的上半环两端凸台位于端面的航向后侧，凸台前侧壁与上半环端面的夹角为99度；位于航向后侧的上半环两端凸台位于端面的航向前侧，凸台后侧壁与上半环端面的夹角为99度。
11.所述的上半环凸台中间处开有凹槽，保证爆炸螺栓起爆后上半环分离时与爆炸螺栓残留在橇体的螺杆之间无干涉。
12.所述的上半环和连接板材料均为30crmnsia，垫环材料为2a12。
13.本发明的有益效果是：
14.1.该结构不依靠摩擦对被试品进行航向限位，而采用面接触挤压方式进行限位，大幅提高了限位可靠度；
15.2.上半环通过压板及m8螺栓将爆炸螺栓上半部分与自身相连接，在爆炸螺栓爆炸后借助爆炸冲击卡环上半环可顺利与火箭橇橇体分离；
16.3.上半环设置的凸台开有凹槽，使得弹橇分离过程中后卡环上半环不会与爆炸螺栓残留在橇体上螺栓产生干涉。
附图说明
17.图1是本发明的结构示意图；
18.图2是本发明包含99度凸台的后卡环上半环a的结构示意图；
19.图3是本发明后卡环垫环的结构示意图；
20.图4是本发明后卡环上半环b的结构示意图；
21.图5是本发明包含99度凹槽的后卡环连接板的结构示意图；
22.图6是本发明的压板结构示意图；
23.图7是利用本发明安装的某型双轨火箭橇局部示意图。
24.图中，1
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后卡环上半环a；2
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后卡环垫环；3
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后卡环上半环b；4
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m24爆炸螺栓(含平垫、弹垫)；5
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后卡环连接板；6
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m8螺栓(含螺母、平垫、弹垫)；7
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压板；8
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带有凹槽的99度凸台。
具体实施方式
25.下面结合附图和实施例对本发明进一步说明，本发明包括但不仅限于下述实施例。
26.本发明是一种适用于10吨级超声速火箭橇系统航向限位的卡环结构，用于对10吨级被试品进行航向限位，包括后卡环上半环a、后卡环垫环、后卡环上半环b、m24爆炸螺栓(含平垫、弹垫)、后卡环连接板、m8螺栓(含螺母、平垫、弹垫)、压板。垫环通过螺纹与被试品尾部进行连接；后卡环上半环a、b将垫环固定在二者之间，形成
‘
三明治’结构；后卡环上半环a、b通过m24爆炸螺栓与后卡环连接板连接，二者通过压板与m8螺栓将爆炸螺栓上半部分于环体紧固为一体，后卡环连接板则通过焊接与橇体连接。
27.本发明的实现在于：垫环环体为阶梯状结构，由直径较大与较小两个环体组成，直径较小环体通过m616*4
‑
7g螺纹与被试品尾部连接，直径较大环体弧度为180度，被后卡环上半环a、b固定在二者之间，以进行航向加速减速限位，在火箭橇加速中由垫环与后卡环b之间挤压约束，减速时则转变为由垫环与后卡环a之间挤压约束。
28.本发明的实现还在于：后卡环上半环a、b均设有凸台(具体结构见图2)，凸台角度为99度，该角度为目前实践中已知较优限位角度，二者凸台与后卡环连接板设置的凹槽配合，其中后卡环上半环a设置的凸台负责航向减速限位，后卡环上半环a设置的凸台则负责航向加速限位。
29.本发明的实现还在于：后卡环上半环a、b均通过压板及m8螺栓将爆炸螺栓上半部分与后半环a、b相连接，在爆炸螺栓起爆后借助爆炸冲击将后卡环带起进而保证被试品与橇体正常分离无干涉。
30.本发明的实现还在于：后卡环上半环a凸台中间处开有凹槽，凹槽深度30mm，宽度26mm，保证爆炸螺栓起爆后后卡环上半环a分离中与爆炸螺栓残留在橇体的螺杆之间无干涉。
31.本发明的实现还在于：后卡环上半环a、后卡环上半环b、后卡环连接板材料均为 30crmnsia，保证其可安全承受10t级载荷。
32.本发明的实现还在于：后卡环垫环材料为2a12，相较于刚性垫环，可有效降低传递至被试品处振动。
33.本发明所述的10吨级超声速火箭橇系统航向限位的卡环结构，可有效对10吨级被试品进行航向限位，同时在爆炸螺栓起爆后弹橇分离中降低卡环与橇体干涉的风险。
34.在某型10吨级载荷超声速火箭橇试验中，火箭橇由一级橇、二级橇和产品橇(局部结构如图7所示)组成。由于被试品质量在10吨级，因此依靠摩擦常规航向限位难以保证安全约束，因此在被试品后卡环位置采用上述结构进行限位。
35.试验时，产品橇通过一级橇及二级橇接力推进，火箭橇系统在轨运行期间被试品约束良好，达到设定终点速度后，割刀切割地面加电网加电，爆炸螺栓起爆，通过高速录像判别，爆炸螺栓起爆后，后卡环上半环a、b与被试品按设计状态分离，火箭橇橇体通过弧轨与被试品分离，被试品以自由状态、规定速度及着靶角度撞击试验靶标，火箭橇试验取得成功。
36.通过该结构，顺利实现了10吨级被试品在轨航向限位，爆炸螺栓起爆后被试品自由分离的设计目标，保证了重大试验的实施节点，达到了试验目的。