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CN116164607A - 一种非包容式机载抗爆装置 - Google Patents

一种非包容式机载抗爆装置 Download PDF

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CN116164607A CN202211312369.7A CN202211312369A CN116164607A CN 116164607 A CN116164607 A CN 116164607A CN 202211312369 A CN202211312369 A CN 202211312369A CN 116164607 A CN116164607 A CN 116164607A
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杨祥
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Abstract

本发明公开的一种非包容式机载抗爆装置，属于民航机载爆炸危险品处理领域。本发明主要由圆柱形抗爆容器桶身、冲击端头、剪切销组成。圆柱形抗爆容器桶身采用三层材料制成，分别是内层纤维增强复合材料作为爆炸物爆炸产生冲击波的削波层、中间层高强度金属材料作为支撑层、外层聚脲涂层作为抗爆层。中间层高强度金属材料支撑层和内层纤维增强复合材料削波层之间的连接采用胶粘结，采用喷涂方式将外层聚脲抗爆涂层喷涂在中间层高强度金属材料支撑层表面。冲击端头插入桶身后，通过剪切销固定。爆炸物在其内部爆炸，能够在有限爆炸物作用下保证抗爆装置桶身不被炸裂，且能够将爆炸压力定向排出飞机内部，且尽可能减小飞机机身壁板的破坏范围。

Description

一种非包容式机载抗爆装置
技术领域
本发明属于民航机载爆炸危险品处理领域，涉及一种非包容式机载抗爆装置。
背景技术
要求制造商针对最大合格审定客座量大于60或起飞总重超过 100000磅(45359千克)的飞机，必须设计一个“最小风险炸弹位置(简称：LRBL)，用于放置发现的可疑装置，并通过结构和系统的综合设计，使得飞机关键结构和系统在爆炸后能够得到最大程度的保护，提升民航飞机的安保水平。
通过以上分析可见机载抗爆装置的重要性。在处理危险爆炸物时，对抗爆装置的要求较高，一方面抗爆容器不能炸裂，对飞机上乘客造成伤害，另一方面爆炸物在抗爆装置内部爆炸后不能对飞机机身造成损坏。在万米高空，由于飞机内外压差所致，飞机机身一旦出现较大损伤，极易造成飞机解体。
发明内容
本发明的主要目的是提供一种非包容式机载抗爆装置，爆炸物在其内部爆炸，能够在有限爆炸物作用下保证抗爆装置桶身不被炸裂，避免抗爆装置破裂后损害到乘客人身安全；且能够将爆炸压力定向排出飞机内部，且尽可能减小飞机机身壁板的破坏范围，不会对飞机机身的整体结构造成损伤。
本发明的目的是通过下述技术方案实现的：
本发明公开的一种非包容式机载抗爆装置，为用于民航飞机消除爆炸物威胁的非包容式抗爆装置，所述抗爆装置主要由圆柱形抗爆容器桶身、冲击端头、剪切销组成。所述圆柱形抗爆容器桶身采用三层材料制成，分别是最内层纤维增强复合材料作为爆炸物爆炸产生冲击波的削波层、中间层高强度金属材料作为支撑层、最外层聚脲涂层作为抗爆层。中间层高强度金属材料支撑层和内层纤维增强复合材料削波层之间的连接采用强力胶粘结的方式粘合，采用喷涂的方式将外层聚脲抗爆涂层喷涂在中间层高强度金属材料支撑层表面。冲击端头插入桶身后，通过剪切销固定。
进一步的，所述外层聚脲抗爆涂层、中间层高强度金属材料支撑层和内层纤维增强复合材料削波层采用波阻抗匹配原则布设，既能削弱爆炸冲击波能量，又能减轻抗爆装置重量。
进一步的，冲击端头头部为环状刀刃式，并经过热处理加强环状刀刃强度，环状刀刃式冲击端头用于降低爆炸物对飞机壁板的破坏范围，减小对飞机整体结构强度的破坏。
进一步的，所述剪切销由带缺口的圆柱体金属棒制成，一方面对冲击端头起固定作用，另一方面当爆炸物当量较小时剪切销不断，冲击端头不会飞出，使爆炸能量不外泄，当爆炸物当量较大时剪切销断裂，冲击端头定向飞出，冲破飞机壁板，爆炸能量定向释放到飞机外，降低爆炸能量对机舱内爆人员及设备的影响。
进一步的，所述冲击端头内嵌于中间层高强度金属材料支撑层设有的四个对应的孔洞。
进一步的，所述的中间层高强度金属材料支撑层，采用高强度、高韧性的金属材料制成，不限于某种具体金属。
内层纤维增强复合材料削波层，采用超高强度聚乙烯材料制成，对冲击波具有吸收作用，减少冲击波对抗爆装置的破坏。
进一步的，所述冲击端头上焊接安装把手。
更进一步的，所述冲击端头为钢制金属材料。
本发明公开的一种非包容式机载抗爆装置的工作方法为：当飞机上检测到爆炸物时，将爆炸物放入抗爆装置桶身内部，然后手持冲击端头把手将其安装在抗爆装置桶身上。爆炸物在抗爆装置内部爆炸后，当爆炸当量较小时，剪切销不断裂，通过抗爆装置结构的变形吸能，消除爆炸物对乘客及机身的损伤；当爆炸当量较大时，所述外层聚脲抗爆涂层、中间层高强度金属材料支撑层和内层纤维增强复合材料削波层利用波阻抗匹配削弱爆炸冲击波能量，剪切销在爆炸压力作用下断裂，冲击端头环状刀刃冲向机身，飞机机身壁板在冲击端头冲切作用下被冲切破坏，形成冲飞机身壁板冲塞块，冲击端头和冲飞机身壁板冲塞块冲出机身外部，从而定向释放爆炸能量，消除爆炸物对乘客及机身整体结构的损伤，飞机机身整体结构不会被破坏。
有益效果：
1、本发明公开的一种非包容式机载抗爆装置，为用于民航飞机消除爆炸物威胁的非包容式抗爆装置，圆柱形抗爆容器桶身采用三层材料制成，分别是最内层纤维增强复合材料作为爆炸物爆炸产生冲击波的削波层、中间层高强度金属材料作为支撑层、最外层聚脲涂层作为抗爆层。三层材料的厚度和材料根据波阻抗匹配原则布设，既能削弱爆炸冲击波能量，又能减轻抗爆装置重量。当爆炸当量较小时，装置剪切销不断裂，抗爆装置通过其结构和材料的变形吸能，消除爆炸物对乘客及机身的损伤，当爆炸当量较大时，剪切销在爆炸压力作用下断裂，冲击端头冲出机身外部，从而定向释放爆炸能量，消除爆炸物对乘客及机身整体结构的损伤。
2、本发明公开的一种非包容式机载抗爆装置，所述剪切销由带缺口的圆柱体金属棒制成，一方面对冲击端头起固定作用，另一方面当爆炸物当量较小时剪切销不断，冲击端头不会飞出，使爆炸能量不外泄，当爆炸物当量较大时剪切销断裂，冲击端头定向飞出，冲破飞机壁板，爆炸能量定向释放到飞机外，降低爆炸能量对机舱内爆人员及设备的影响。
3、本发明公开的一种非包容式机载抗爆装置，冲击端头头部为环状刀刃式，并经过热处理加强环状刀刃强度，环状刀刃式冲击端头用于降低爆炸物对飞机壁板的破坏范围，减小对飞机整体结构强度的破坏。
附图说明
图1本发明的抗爆装置分解图。
图2本发明的抗爆装置装配体轴侧图。
图3本发明的抗爆装置工作原理图。
图4本发明的抗爆装置装配后主视图。
图5本发明的抗爆装置装配后左视图。
图6本发明的抗爆装置装配后剖面图。
其中：1—外层聚脲抗爆涂层、2—中间层高强度金属材料支撑层、3—内层纤维增强复合材料削波层、4—剪切销、5—冲击端头、6—冲击端头把手、7—飞机机身壁板、8—飞机机身壁板补强、9—飞机机身壁板冲塞块、10—爆炸物。
具体实施方式
为了更好的说明本发明的目的和优点，下面结合附图和实例对发明内容做进一步说明。
实施例1：
如图1、2、4、5所示，本实施例公开的为用于民航飞机消除爆炸物威胁的非包容式抗爆装置，所述抗爆装置由圆柱形抗爆容器桶身、冲击端头5、剪切销组成4。所述圆柱形抗爆容器桶身采用三层材料制成，分别是最内层纤维增强复合材料作为爆炸物爆炸产生冲击波的削波层3、中间层高强度金属材料作为支撑层2、最外层聚脲涂层作为抗爆层1。中间层高强度金属材料支撑层2和内层纤维增强复合材料削波层3之间的连接采用强力胶粘结的方式粘合，采用喷涂的方式将外层聚脲抗爆涂层1喷涂在中间层高强度金属材料支撑层2表面。所述外层聚脲抗爆涂层1、中间层高强度金属材料支撑层2和内层纤维增强复合材料削波层3采用波阻抗匹配原则布设，既能削弱爆炸冲击波能量，又能减轻抗爆装置重量。所述中间层高强度金属材料支撑层2采用高强度高韧度金属材料一体成型。所述高强度金属材料支撑层2厚度为10mm～20mm。所述高强度高韧度金属屈服强度大于800MPa，断裂韧性大于60MPa·m。所述内层纤维增强复合材料削波层1采用超高强度聚乙烯制成。所述外层聚脲抗爆涂层3是将聚脲材料喷涂在中间层高强度金属材料支撑层外侧。所述聚脲材料喷涂厚度为1mm～3mm。冲击端头5头部为环状刀刃式，并经过热处理加强环状刀刃强度，环状刀刃式冲击端头用于降低爆炸物对飞机壁板的破坏范围，减小对飞机整体结构强度的破坏。所述冲击端头5内嵌于中间层高强度金属材料支撑层2设有的四个对应的孔洞。冲击端头5插入桶身后，通过剪切销4固定。所述冲击端头5为钢制金属材料。所述剪切销4由带缺口的圆柱体金属棒制成，一方面对冲击端头起固定作用，另一方面当爆炸物当量较小时剪切销不断，冲击端头5不会飞出，使爆炸能量不外泄，当爆炸物当量较大时剪切销4断裂，冲击端头5定向飞出，冲破飞机壁板，爆炸能量定向释放到飞机外，降低爆炸能量对机舱内爆人员及设备的影响。所述冲击端头5上焊接安装把手6。
如图3所示，本发明公开的一种非包容式机载抗爆装置的工作方法为：当飞机上检测到爆炸物10时，将爆炸物10放入抗爆装置桶身内部，然后手持冲击端头把手6将其安装在抗爆装置桶身上。当爆炸物10在抗爆装置内部爆炸后，当爆炸当量较小时，剪切销4不断裂，通过抗爆装置结构的变形吸能，消除爆炸物对乘客及机身的损伤；当爆炸当量较大时，所述外层聚脲抗爆涂层1、中间层高强度金属材料支撑层2和内层纤维增强复合材料削波层3利用波阻抗匹配削弱爆炸冲击波能量，剪切销4在爆炸压力作用下断裂，结合图5抗爆装置剖面图能够看到，冲击端头5环状刀刃冲向机身，飞机机身壁板7在冲击端头5冲切作用下被冲切破坏，形成冲飞机身壁板冲塞块9，冲击端头5和冲飞机身壁板冲塞块9冲出机身外部，从而定向释放爆炸能量，消除爆炸物对乘客及机身整体结构的损伤，飞机机身整体结构不会被破坏。
以上所述的具体描述，对发明的目的、技术方案和有益效果进行了进一步详细说明，所应理解的是，以上所述仅为本发明的具体实施例而已，并不用于限定本发明的保护范围，凡在本发明的精神和原则之内，所做的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims (8)

1.一种非包容式机载抗爆装置，其特征在于：为用于民航飞机消除爆炸物威胁的非包容式抗爆装置，所述抗爆装置主要由圆柱形抗爆容器桶身、冲击端头(5)、剪切销组成(4)；所述圆柱形抗爆容器桶身采用三层材料制成，分别是最内层纤维增强复合材料作为爆炸物爆炸产生冲击波的削波层(3)、中间层高强度金属材料作为支撑层(2)、最外层聚脲涂层作为抗爆层(1)；中间层高强度金属材料支撑层(2)和内层纤维增强复合材料削波层(3)之间的连接采用强力胶粘结的方式粘合，采用喷涂的方式将外层聚脲抗爆涂层(1)喷涂在中间层高强度金属材料支撑层(2)表面；冲击端头(5)插入桶身后，通过剪切销(4)固定。
2.如权利要求1所述的一种非包容式机载抗爆装置，其特征在于：所述外层聚脲抗爆涂层(1)、中间层高强度金属材料支撑层(2)和内层纤维增强复合材料削波层(3)采用波阻抗匹配原则布设，既能削弱爆炸冲击波能量，又能减轻抗爆装置重量。
3.如权利要求2所述的一种非包容式机载抗爆装置，其特征在于：冲击端头(5)头部为环状刀刃式，并经过热处理加强环状刀刃强度，环状刀刃式冲击端头用于降低爆炸物对飞机壁板的破坏范围，减小对飞机整体结构强度的破坏。
4.如权利要求3所述的一种非包容式机载抗爆装置，其特征在于：所述剪切销(4)由带缺口的圆柱体金属棒制成，一方面对冲击端头起固定作用，另一方面当爆炸物当量较小时剪切销不断，冲击端头(5)不会飞出，使爆炸能量不外泄，当爆炸物当量较大时剪切销(4)断裂，冲击端头(5)定向飞出，冲破飞机壁板，爆炸能量定向释放到飞机外，降低爆炸能量对机舱内爆人员及设备的影响。
5.如权利要求4所述的一种非包容式机载抗爆装置，其特征在于：所述冲击端头(5)内嵌于中间层高强度金属材料支撑层(2)设有的四个对应的孔洞。
6.如权利要求5所述的一种非包容式机载抗爆装置，其特征在于：所述冲击端头(5)上焊接安装把手(6)。
7.如权利要求6所述的一种非包容式机载抗爆装置，其特征在于：所述的中间层高强度金属材料支撑层(2)，采用高强度、高韧性的金属材料制成；
内层纤维增强复合材料削波层(3)，采用超高强度聚乙烯材料制成，对冲击波具有吸收作用，减少冲击波对抗爆装置的破坏；
所述冲击端头(5)为钢制金属材料。
8.如权利要求2、3、4、5、6或7所述的一种非包容式机载抗爆装置，其特征在于：当飞机上检测到爆炸物(10)时，将爆炸物(10)放入抗爆装置桶身内部，然后手持冲击端头把手(6)将其安装在抗爆装置桶身上；爆炸物(10)在抗爆装置内部爆炸后，当爆炸当量较小时，剪切销(4)不断裂，通过抗爆装置结构的变形吸能，消除爆炸物对乘客及机身的损伤；当爆炸当量较大时，所述外层聚脲抗爆涂层(1)、中间层高强度金属材料支撑层(2)和内层纤维增强复合材料削波层(3)利用波阻抗匹配削弱爆炸冲击波能量，剪切销(4)在爆炸压力作用下断裂，冲击端头(5)环状刀刃冲向机身，飞机机身壁板(7)在冲击端头(5)冲切作用下被冲切破坏，形成飞机机身壁板冲塞块(9)，冲击端头(5)和飞机机身壁板冲塞块(9)冲出机身外部，从而定向释放爆炸能量，消除爆炸物对乘客及机身整体结构的损伤，飞机机身整体结构不会被破坏。
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Citations (7)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US20060086735A1 (en) * 2004-10-21 2006-04-27 Weerth D E Lightweight spherical blast resistant container
CN106466944A (zh) * 2016-02-06 2017-03-01 包头北方嘉瑞防务科技有限公司 防爆围栏
CN109780956A (zh) * 2019-03-06 2019-05-21 西安近代化学研究所 一种聚能泄压民机客舱定向防爆装置
CN112066806A (zh) * 2020-10-09 2020-12-11 山西中电科技特种装备有限公司 一种方舱防弹抗爆复合大板
CN112113476A (zh) * 2020-09-22 2020-12-22 中国工程物理研究院化工材料研究所 一种复合防护层及抗爆容器
CN113624090A (zh) * 2021-08-24 2021-11-09 中国商用飞机有限责任公司 防爆装置及飞行器
CN114719703A (zh) * 2022-03-31 2022-07-08 北京理工大学 一种刚柔复合结构密闭防爆装置

Patent Citations (7)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US20060086735A1 (en) * 2004-10-21 2006-04-27 Weerth D E Lightweight spherical blast resistant container
CN106466944A (zh) * 2016-02-06 2017-03-01 包头北方嘉瑞防务科技有限公司 防爆围栏
CN109780956A (zh) * 2019-03-06 2019-05-21 西安近代化学研究所 一种聚能泄压民机客舱定向防爆装置
CN112113476A (zh) * 2020-09-22 2020-12-22 中国工程物理研究院化工材料研究所 一种复合防护层及抗爆容器
CN112066806A (zh) * 2020-10-09 2020-12-11 山西中电科技特种装备有限公司 一种方舱防弹抗爆复合大板
CN113624090A (zh) * 2021-08-24 2021-11-09 中国商用飞机有限责任公司 防爆装置及飞行器
CN114719703A (zh) * 2022-03-31 2022-07-08 北京理工大学 一种刚柔复合结构密闭防爆装置

Non-Patent Citations (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Title
张鹏;王志军;赵鹏铎;张磊;刘瀚;徐豫新;: "聚脲弹性体涂覆结构抗侵性能与层间作用机制研究", 北京理工大学学报, no. 04, 15 April 2019 (2019-04-15) *
李鹏;吕平;黄微波;马明亮;张锐;金浩法;: "防爆罐用防爆材料及其性能的研究进展", 上海涂料, no. 05, 30 September 2020 (2020-09-30) *

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