CN108132000B - 一种具有可变形柔性尾翼的小口径弹及其实现方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种具有可变形柔性尾翼的小口径弹及其实现方法。本发明的小孔径弹在弹体的尾部安装毛刷式尾翼，采用质量轻、柔性好的材料；在储存和运输的过程中，纤毛受发射筒约束卷曲在安装孔内，并抵在发射筒内壁上，如果发生振动，纤毛与发射筒内壁之间产生摩擦力，稳定弹体与发射筒之间的相对位置，提高弹体在运输过程的稳定性；发射点火时，弹体从发射筒发射，纤毛摆脱发射筒的约束，并且在弹体离开发射筒的过程中瞬态高温，使得纤毛硬度增强，每一束纤毛从安装孔笔直展开，在空中形成固体的毛刷式尾翼，使弹体稳定飞行；通过环形电极实现引信可靠装定，避免外界复杂的电磁信号的干扰，并且提高了发射筒内的密封性能。

Description

一种具有可变形柔性尾翼的小口径弹及其实现方法

技术领域

本发明涉及抛撒小口径弹，具体涉及一种具有可变形柔性尾翼的小口径弹及其实现方法。

背景技术

我国目前研制的各类型导弹中，尾翼类型主要包括：有尾翼和无尾翼两种结构形式。其中，传统的无尾翼弹具备常规的气动布局且质量轻，体积小的结构特点，使其具有气动力效率高、升阻比大、功耗相对较低的优势，广泛应用于小口径弹。但是，在大过载环境下，弹体受到周围环境的扰动较大，无法适应复杂的物理环境，从而降低了使用效率；自此之后，有尾翼式的弹体结构快速发展，通过在弹体飞行过程中，尾翼的快速打开，提高了弹体对扰动气流等环境的适应性。以气缸张开式尾翼、祸轮张开式尾翼、微旋张开式尾翼、径向张开式弧形尾翼为代表。但是，对于小口径弹来说，通过增加尾翼装置，小口径弹的工艺加工难度提高，导致加工成本过高，成品率降低，并且，加工尾翼，增加了小口径弹弹体的质量。除此之外，在传统的发射系统内，普遍采用无线连接方式进行导弹引信功能装定，这种装定方式在容易受到外部信号的干扰，例如：复杂的电磁环境等。容易造成弹的误触发或者失效。另外，传统弹药发射的发射筒与弹体之间的密封性差。

发明内容

针对以上现有技术中存在的问题，本发明提出了一种具有可变形柔性尾翼的小口径弹及其实现方法，采用可变形柔性尾翼，在提高弹体自适应性的同时不会增加系统重量，同时采用环装电极的供电方式，实现对引信功能的装定，从而提高小口径弹发射功能的稳定。

本发明的一个目的在于提出一种具有可变形柔性尾翼的小口径弹。

本发明的具有可变形柔性尾翼的小口径弹包括：弹体、安装卡槽阵列、四个毛刷式尾翼、连接件、电路板和环形电极；其中，在弹体后部的侧壁上加工有安装卡槽阵列，安装卡槽阵列包括四排互相平行的安装卡槽，呈轴对称分布，每一排安装卡槽包括多个均匀分布的安装卡槽，每一排安装卡槽与弹体的轴平行，或者与弹体的轴之间具有夹角；每一个安装卡槽包括安装孔和卡孔，安装孔为开设在弹体侧表面的凹槽，在安装孔的中心开设有与之同心且直径更小的卡孔；卡孔的轴与弹体的轴之间的夹角为锐角；每一个毛刷式尾翼与一排安装卡槽列对应包括多束纤毛，纤毛采用柔性材料；每一束纤毛的一端设置在连接件上；连接件固定安装在安装卡槽的卡孔内，从而每一束纤毛通过连接件安装在每一个卡孔内；毛刷式尾翼的纤毛具有柔性，每一束纤毛卷曲放置在各自的安装卡槽的安装孔内；在弹体的底表面设置引信起爆功能的控制电路，控制电路电学连接环形电极；弹体放置在发射筒内并通过环形电极卡在发射筒底，通过环形电极与外部进行电气连接；在储存和运输的过程中，具有硬度的纤毛受发射筒约束卷曲在安装孔内，并抵在发射筒内壁上，如果在运输途中或储存环境下发生振动，纤毛与发射筒内壁之间相互挤压，稳定弹体与发射筒之间的相对位置，提高弹体在运输过程的稳定性；发射点火时，弹体从发射筒发射，纤毛摆脱发射筒的约束，并且在弹体离开发射筒的过程中瞬态高温，使得纤毛硬度增强，每一束纤毛从安装孔笔直展开，并且与弹体的轴之间夹角呈锐角，在空中形成固体的毛刷式尾翼，使弹体稳定飞行。

毛刷式尾翼包括多束纤毛，纤毛采用聚二甲基硅氧烷PDMS，杨氏模量低，在高过载环境下会产生较大形变，使得小口径弹离开发射筒时，尾翼弹出，提高飞行过程中，弹体的稳定性。纤毛的材料采用常温时具有柔性和刚性，并且高温时具有更高硬度的柔性材料。

四个毛刷式尾翼安装在安装卡槽阵列中，四排互相平行的安装卡槽，每一排安装卡槽与弹体的轴平行，从而形成平行阵列；或者安装卡槽与弹体的轴之间具有夹角，从而形成滚转阵列，滚转阵列能够使弹体在飞行过程中发生转动，提高了弹体飞行的稳定性。安装卡槽与弹体的轴之间的夹角为0～30°。

环形电极包括同心的四个同心的圆环，分别连接弹体的底表面的控制电路，其中两个分别作为正负极，连接至外部发射端的控制系统；另外两个作为串行通信接口。环形电极通过弹簧触脚与控制电路电气连接，在环形电极中心的通孔，作为发射药产生高压气体推动弹体发射的通路。该通孔与发射筒后面的高气压室相连，实现了发射筒内部的密封。环形电极提高了小口径弹的装定发射的可靠性。

连接件的表面开设有多个小孔，每一根纤毛的一端插入小孔内，从而一束纤毛固定在连接件上。

卡孔的轴与弹体的轴之间的夹角为45°～60°，从而弹体发射后，纤毛摆脱发射筒的约束，每一束纤毛从安装孔笔直展开，并且与弹体的轴之间夹角呈45°～60°。

本发明的另一个目的在于提供一种具有可变形柔性尾翼的小口径弹的实现方法。

本发明的具有可变形柔性尾翼的小口径弹的实现方法，包括以下步骤：

1)在弹体的侧表面，通过激光打孔，加工出安装卡槽阵列，安装卡槽阵列包括四排互相平行的安装卡槽，呈轴对称分布，每一排安装卡槽包括多个均匀分布的安装卡槽，每一排安装卡槽与弹体的轴平行，或者与弹体的轴之间具有夹角，每一个安装卡槽包括安装孔和卡孔，安装孔为开设在弹体侧表面的凹槽，在安装孔的中心开设有与之同心且直径更小的卡孔；卡孔的轴与弹体的轴之间的夹角为锐角；

2)将每一束纤毛的一端设置在连接件上，在每一个安装卡槽的卡孔内通过连接件安装一束纤毛，将每一束纤毛卷曲放置在各自的安装卡槽的安装孔内；

3)在弹体的底表面设置控制电路，控制电路电学连接环状电极；

4)弹体放置在发射筒内并通过环形电极卡在发射筒底，通过环形电极与外部进行电气连接；

5)在储存和运输的过程中，具有硬度的纤毛受发射筒约束卷曲在安装孔内，并抵在发射筒内壁上，如果在运输途中或储存环境下发生振动，纤毛与发射筒内壁之间相互挤压，稳定弹体与发射筒之间的相对位置，提高弹体在运输过程的稳定性；

6)发射点火时，弹体从发射筒发射，纤毛摆脱发射筒的约束，并且在弹体离开发射筒的过程中瞬态高温，使得纤毛硬度增强，每一束纤毛从安装孔笔直展开，并且与弹体的轴之间夹角呈锐角，在空中形成固体的毛刷式尾翼，使弹体稳定飞行。

在步骤1)中，采用激光工艺打孔，弹体采用铝，使得小口径弹质量小，激光工艺能够在加工安装卡槽的边缘形成一层三氧化二铝薄层，三氧化二铝材料使得安装卡槽的表面光滑，有利于弹体出膛时毛刷式尾翼的迅速打开，而且具备抗高温和物理性质稳定作用，有效的避免了高温环境下柔性尾翼与弹体的粘连。

本发明的优点：

本发明的小孔径弹在弹体的尾部安装毛刷式尾翼，采用质量轻、柔性好的材料；在储存和运输的过程中，纤毛受发射筒约束卷曲在安装孔内，并抵在发射筒内壁上，如果发生振动，纤毛与发射筒内壁之间产生摩擦力，稳定弹体与发射筒之间的相对位置，提高弹体在运输过程的稳定性；发射点火时，弹体从发射筒发射，纤毛摆脱发射筒的约束，并且在弹体离开发射筒的过程中瞬态高温，使得纤毛硬度增强，每一束纤毛从安装孔笔直展开，在空中形成固体的毛刷式尾翼，使弹体稳定飞行；通过环形电极实现引信可靠装定，避免外界复杂的电磁信号的干扰，并且提高了发射筒内的密封性能。

附图说明

图1为本发明的具有可变形柔性尾翼的小口径弹的一个实施例的示意图，其中，(a)在储存和运输的过程中的示意图，(b)为发射后的示意图；

图2为本发明的具有可变形柔性尾翼的小口径弹的安装卡槽的示意图；

图3为本发明的具有可变形柔性尾翼的小口径弹的安装卡槽阵列的示意图，其中，(a)为平行阵列，(b)为滚动阵列；

图4为本发明的具有可变形柔性尾翼的小口径弹的环形电极的示意图；

图5为本发明的具有可变形柔性尾翼的小口径弹的电路板的示意图。

具体实施方式

下面结合附图，通过具体实施例，进一步阐述本发明。

如图1所示，本实施例的具有可变形柔性尾翼的小口径弹包括：弹体1、安装卡槽阵列2、四个毛刷式尾翼3、连接件、电路板和环形电极；其中，在弹体后部的侧壁上加工有安装卡槽阵列，安装卡槽阵列包括四排互相平行的安装卡槽，呈轴对称分布，每一排安装卡槽包括多个均匀分布的安装卡槽，每一排安装卡槽与弹体的轴平行，或者与弹体的轴之间具有夹角；每一个安装卡槽包括安装孔和卡孔，安装孔为开设在弹体侧表面的凹槽，在安装孔的中心开设有与之同心且直径更小的卡孔；卡孔的轴与弹体的轴之间的夹角为45°～60°；每一个毛刷式尾翼与一排安装卡槽列对应包括多束纤毛，纤毛的材料采用常温时具有柔性且高温时具有硬度的柔性材料；每一束纤毛的一端设置在连接件上；连接件固定安装在安装卡槽的卡孔内，从而每一束纤毛通过连接件安装在每一个卡孔内；如图1(a)毛刷式尾翼的纤毛具有柔性，每一束纤毛卷曲放置在各自的安装卡槽的安装孔内；发射点火时，如图1(b)所示，弹体从发射筒发射，纤毛摆脱发射筒的约束，每一束纤毛从安装孔笔直展开形成毛刷式尾翼。

如图2所示，安装卡槽包括安装孔和卡孔，安装孔为正方形，边长为L5，或为圆形，直径为R1；卡孔的直径为R2，深度为H2，安装孔和卡孔的总深度为H1。

四个毛刷式尾翼安装在安装卡槽阵列中，四排互相平行的安装卡槽，每一排安装卡槽与弹体的轴平行，从而形成平行阵列，如图3(a)所示；或者安装卡槽与弹体的轴之间具有夹角，从而形成滚转阵列，如图3(b)所示。

如图4所示，环形电极包括四个同心的圆环，中间具有5毫米的通孔，作为发射药产生高压气体推动弹体发射的通路。该通孔与发射筒后面的高气压室相连，实现了发射筒内部的密封。

如图5所示，在弹体的底表面设置控制电路，控制电路设置有发控装置的表面连接弹体的底表面，另一个表面电气连接环形电极；弹体放置在发射筒内并通过环形电极卡在发射筒底，通过环形电极与外部进行电气连接。

最后需要注意的是，公布实施例的目的在于帮助进一步理解本发明，但是本领域的技术人员可以理解：在不脱离本发明及所附的权利要求的精神和范围内，各种替换和修改都是可能的。因此，本发明不应局限于实施例所公开的内容，本发明要求保护的范围以权利要求书界定的范围为准。

Claims (10)

1.一种具有可变形柔性尾翼的小口径弹，其特征在于，所述小口径弹包括：弹体、安装卡槽阵列、四个毛刷式尾翼、连接件、电路板和环形电极；其中，在弹体后部的侧壁上加工有安装卡槽阵列，所述安装卡槽阵列包括四排互相平行的安装卡槽，呈轴对称分布，每一排安装卡槽包括多个均匀分布的安装卡槽，每一排安装卡槽与弹体的轴平行，或者与弹体的轴之间具有夹角；每一个安装卡槽包括安装孔和卡孔，所述安装孔为开设在弹体侧表面的凹槽，在安装孔的中心开设有与之同心且直径更小的卡孔；所述卡孔的轴与弹体的轴之间的夹角为锐角；每一个毛刷式尾翼与一排安装卡槽列对应包括多束纤毛，所述纤毛采用柔性材料；每一束纤毛的一端设置在连接件上；连接件固定安装在安装卡槽的卡孔内，从而每一束纤毛通过连接件安装在每一个卡孔内；毛刷式尾翼的纤毛具有柔性，每一束纤毛卷曲放置在各自的安装卡槽的安装孔内；在弹体的底表面设置引信起爆功能的控制电路，所述控制电路电学连接环形电极；弹体放置在发射筒内并通过环形电极卡在发射筒底，通过环形电极与外部进行电气连接；在储存和运输的过程中，具有硬度的纤毛受发射筒约束卷曲在安装孔内，并抵在发射筒内壁上，如果在运输途中或储存环境下发生振动，纤毛与发射筒内壁之间相互挤压，稳定弹体与发射筒之间的相对位置，提高弹体在运输过程的稳定性；发射点火时，弹体从发射筒发射，纤毛摆脱发射筒的约束，并且在弹体离开发射筒的过程中瞬态高温，使得纤毛硬度增强，每一束纤毛从安装孔笔直展开，并且与弹体的轴之间夹角呈锐角，在空中形成固体的毛刷式尾翼，使弹体稳定飞行。

2.如权利要求1所述的小口径弹，其特征在于，所述毛刷式尾翼的纤毛采用聚二甲基硅氧烷PDMS。

3.如权利要求1所述的小口径弹，其特征在于，所述四个毛刷式尾翼安装在安装卡槽阵列中，形成平行阵列；或者形成滚转阵列，滚转阵列能够使弹体在飞行过程中发生转动。

4.如权利要求1所述的小口径弹，其特征在于，所述安装卡槽与弹体的轴之间的夹角为0～30°。

5.如权利要求1所述的小口径弹，其特征在于，所述环形电极包括四个同心的圆环，分别连接弹体的底表面的控制电路，其中两个分别作为正负极，连接至外部发射端的控制系统；另外两个作为串行通信接口。

6.如权利要求1所述的小口径弹，其特征在于，所述连接件的表面开设有多个小孔，每一根纤毛的一端插入小孔内，从而一束纤毛固定在连接件上。

7.如权利要求1所述的小口径弹，其特征在于，所述卡孔的轴与弹体的轴之间的夹角为45°～60°，从而弹体发射后，纤毛摆脱发射筒的约束，每一束纤毛从安装孔笔直展开，并且与弹体的轴之间夹角呈45°～60°。

8.如权利要求1所述的小口径弹，其特征在于，所述纤毛的材料采用常温时具有柔性和刚性，并且高温时具有更高硬度的柔性材料。

9.一种具有可变形柔性尾翼的小口径弹的实现方法，其特征在于，所述实现方法包括以下步骤：

1)在弹体的侧表面，通过激光打孔，加工出安装卡槽阵列，安装卡槽阵列包括四排互相平行的安装卡槽，呈轴对称分布，每一排安装卡槽包括多个均匀分布的安装卡槽，每一排安装卡槽与弹体的轴平行，或者与弹体的轴之间具有夹角，每一个安装卡槽包括安装孔和卡孔，安装孔为开设在弹体侧表面的凹槽，在安装孔的中心开设有与之同心且直径更小的卡孔；卡孔的轴与弹体的轴之间的夹角为锐角；

2)将每一束纤毛的一端设置在连接件上，在每一个安装卡槽的卡孔内通过连接件安装一束纤毛，将每一束纤毛卷曲放置在各自的安装卡槽的安装孔内；

3)在弹体的底表面设置控制电路，控制电路电学连接环状电极；

4)弹体放置在发射筒内并通过环形电极卡在发射筒底，通过环形电极与外部进行电气连接；

5)在储存和运输的过程中，具有硬度的纤毛受发射筒约束卷曲在安装孔内，并抵在发射筒内壁上，如果在运输途中或储存环境下发生振动，纤毛与发射筒内壁之间相互挤压，稳定弹体与发射筒之间的相对位置，提高弹体在运输过程的稳定性；

6)发射点火时，弹体从发射筒发射，纤毛摆脱发射筒的约束，并且在弹体离开发射筒的过程中瞬态高温，使得纤毛硬度增强，每一束纤毛从安装孔笔直展开，并且与弹体的轴之间夹角呈锐角，在空中形成固体的毛刷式尾翼，使弹体稳定飞行。

10.如权利要求9所述的实现方法，其特征在于，在步骤1)中，采用激光工艺打孔，弹体采用铝，使得小口径弹质量小，激光工艺能够在加工安装卡槽的边缘形成一层三氧化二铝薄层。