[发明专利]一种航行器高速入水非对称缓冲头帽有效
申请号: | 202010262193.3 | 申请日: | 2020-04-06 |
公开(公告)号: | CN111392010B | 公开(公告)日: | 2021-09-17 |
发明(设计)人: | 施瑶;潘光;高兴甫;宋保维;黄桥高;姜军 | 申请(专利权)人: | 西北工业大学 |
主分类号: | B63G8/00 | 分类号: | B63G8/00;B63C11/52;B63B1/40;B63B71/00 |
代理公司: | 西北工业大学专利中心 61204 | 代理人: | 王鲜凯 |
地址: | 710072 *** | 国省代码: | 陕西;61 |
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摘要: | |||
搜索关键词: | 一种 航行 高速 入水非 对称 缓冲 | ||
本发明涉及一种航行器高速入水非对称缓冲头帽,由外罩壳、缓冲件和连接件组成。罩壳为尖拱体连接圆柱段,尖拱体与航行器之间设有缓冲件,圆柱段与航行器之间设有结合件,在尖拱体的顶端形成相对于轴心的非对称头帽。罩壳使得航行器具有良好气动头型,在空中飞行阶段保证缓冲头帽整体结构的稳定性,入水时不破碎,使航行器在入水及流场中运动时受到流体更小的阻力作用,待航行器达到预定姿态后可以脱离,从而不影响航行器后续运动。缓冲件为回转体,选用硬质聚氨酯泡沫塑料作为制作泡塑缓冲器的材料。连接件采用爆炸螺丝,将头帽紧密固定在航行器上,航行器完全入水后,待其偏离到预定姿态,螺栓爆炸,从而使头帽与航行器发生分离。
技术领域
本发明属于航行器入水缓冲装置设计领域,涉及一种航行器高速入水非对称缓冲头帽。
背景技术
水下航行器多为回转体,这种外形使得航行器具有很高的弹道稳定性。当水下航行器通过空投或者火箭助飞等方式进行发射时,入水角一般较大,接近于90°,避免小角度入水时航行器在水面弹跳。然而,水下航行器正常工作时为水平状态,需要通过航行器尾部鳍舵进行弹道控制,所需时间较长,改变航行器头型可以改变入水弹道,但同时会影响航行器的后续运动,因此需要一种高效且可脱离的入水弹道控制装置。同时航行器高速入水时,会受到巨大的冲击载荷,可能会破坏航行器的结构,因此需要一种入水缓冲装置。
发明内容
要解决的技术问题
为了避免现有技术的不足之处,本发明提出一种航行器高速入水非对称缓冲头帽,既能使航行器入水后快速到达作战姿态,同时可以降低作用在航行器上的冲击载荷,使航行器安全可靠入水。入水后,头帽与航行器脱离,不影响航行器后续运动。
技术方案
一种航行器高速入水非对称缓冲头帽,其特征在于包括罩壳1、缓冲件2和结合件3;罩壳1为尖拱体连接圆柱段,尖拱体与航行器4之间设有缓冲件2,圆柱段与航行器4之间设有结合件3;所述尖拱体为球头段圆弧CC1连接尖拱体段圆弧AB,尖拱体段圆弧AB对称于轴心,圆心为尖拱体段最大直径外延展点P,半径为R1;球头段圆弧CC1为非对称轴心的圆弧,圆心为尖拱体段最大直径上且偏离轴心点P1,半径为R3;球头段圆弧CC1在尖拱体的顶端形成相对于轴心的非对称头帽5;所述缓冲件2与航行器4连接的部位设有与航行器4头部相吻合的圆形凹槽。
所述尖拱体和圆柱段的尺寸满足关系式:
其中:R1为尖拱体段圆弧AB的半径,R0为圆柱段半径,α为尖拱体的顶端的锥顶角,β为尖拱体段圆弧段AB扫描角,y为尖拱体和圆柱段上的任一截面半径,x为头帽轴向长度;
所述约束条件为:R3<R1,L0<R1-R0;L0为圆心为尖拱体段最大直径上且偏离轴心点P1至轴心的距离。
所述结合件3采用爆炸螺丝。
所述罩壳由高强度合金刚锻造加工。
所述缓冲件2材料为聚氨酯泡沫。
有益效果
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