一种辅助跨介质发射装置及方法与流程

1.本发明涉及一种发射装置，具体涉及一种辅助跨介质发射装置，属于导弹发射技术领域。


背景技术：

2.跨介质武器具有隐蔽性好、生存能力强等特点，广泛的被各国所研究。跨介质发射技术一直是跨介质武器的难点，目前俄罗斯的潜射导弹的发射采用自推力方式，导弹在发射筒中点火；而美国和法国都采用弹射方式，其中法国采用弹射后水中点火，美国则是离开水面后点火。水的密度是空气的800倍，导弹在水中航行时，面临的环境十分复杂，譬如附加质量力和浮力的影响，以及高速航行时引起流态和压力场的变化等等。在导弹穿越水面的一刹那，将受到高海情下波浪的冲击；当导弹冲入空中时，由于飞行介质的突变，将引起整个动力环境的急剧变化，直接反映就施加在导弹上的应力会剧变，会对导弹运动产生很大影响。
3.水的密度较大，当导弹或运载器在水中运动时受到的阻力较大，同时也要求动力系统需要储存更多的能量；当导弹出水与发射装置发射分离时，要求发射装置固定在水面上或具有较大的质量，从而能保证将能量较多的转化为导弹的动能；导弹或运载器出水时的姿态容易收到水流的干扰，减少水流对发射过程的干扰也是跨介质发射的难点之一。


技术实现要素：

4.有鉴于此，本发明提供一种辅助跨介质发射装置，以海水的浮力作为动力将装填有导弹的发射装置运送到水面上，发射装置展开变为发射基座为导弹发射提供支撑。
5.本发明的技术方案是：一种辅助跨介质发射装置，包括：浮力模块、展开模块和发射模块；
6.所述发射模块包括发射筒和设置在所述发射筒尾部的配重块；通过所述配重块使发射装置的重心处于浮心下方；
7.所述浮力模块包括沿所述发射筒周向分布的两块以上浮力板以及用于连接相邻浮力板的防水布；
8.所述浮力板一端与发射筒的尾部转动连接，另一端与发射筒的头部可分离连接；
9.所述浮力板能够沿其与所述发射筒的转动连接端转动，以相对所述发射筒展开或收拢；
10.所述展开模块包括用于推动所述浮力板相对所述发射筒展开的展开机构；当所述浮力板处于收拢状态时，形成用于容纳所述发射筒的密闭空间；当所述浮力板在所述展开机构的作用下展开后，所述浮力模块在水面形成发射基座。
11.在上述方案的基础上，进一步的，所述浮力模块处于收拢状态时为具有锥形头部的空心柱形结构，所述发射筒位于其空心柱形结构内部。
12.在上述方案的基础上，进一步的，所述浮力模块包括四块沿所述发射筒的周向均
匀间隔分布的浮力板。
13.在上述方案的基础上，进一步的，所述浮力板的一端通过铰链与发射筒的尾部相连，另一端通过爆炸螺栓与所述发射筒的头部相连。
14.在上述方案的基础上，进一步的，每个所述浮力板通过一个展开机构与所述发射筒相连；
15.所述展开机构包括：连杆、滑杆、限位块、滑块和展开弹簧；
16.所述发射筒的外侧面与所述浮力板相对的位置沿竖直方向加工有凹槽，所述凹槽内竖直设置有滑杆，所述滑块与所述滑杆滑动配合，且所述滑杆上套装有展开弹簧；所述展开弹簧的顶部与凹槽内顶面相连，底部与滑块相连；所述连杆的一端与滑块铰接，另一端与浮力板铰接，通过所述滑块在滑杆上的直线运动带动浮力板展开和收拢；
17.当所述浮力板向上向内收拢时，连杆推动滑块在滑杆上向上移动，压缩展开弹簧；
18.所述发射筒上设置有限位块，当所述浮力板向外展开至水平状态时，所述滑块与限位块抵触，限制滑块继续下移。
19.在上述方案的基础上，进一步的，所述展开模块还包括与所述展开机构一一对应的锁紧机构，用于配合所述限位块实现所述浮力板向外展开至水平状态时的位置锁紧。
20.在上述方案的基础上，进一步的，所述锁紧机构包括：锁紧机构外壳、锁紧弹簧和锁舌；
21.每个滑块对应设置两个锁紧机构，分别从滑块的横向两侧对其进行限位；
22.锁紧机构外壳固定在发射筒展开机构的凹槽外侧，锁紧机构外壳朝向凹槽的一端加工有用于安装锁紧弹簧的中心孔，锁舌一端通过锁紧弹簧与锁紧机构外壳的内底面相连，其中锁紧弹簧的轴向沿滑块的横向，锁紧弹簧处于自然状态时，锁舌从锁紧机构外壳伸出，位于滑块的下滑线路上；所述锁舌的位置保证，当浮力板向外展开至水平状态时，锁舌位于滑块的上方，以限制滑块上移。
23.此外，本发明提供一种辅助跨介质发射方法，水下运行阶段：水下预置武器或潜艇将发射筒内装填有导弹的处于收拢状态的发射装置发射出去后，发射装置在海水的浮力作用下升向水面；
24.出水阶段：当该发射装置上升到水面上时，断开所述浮力板与所述发射筒头部的连接，所述浮力板在展开机构的作用下展开至水平状态，此时所述浮力板和防水布形成发射基座坐落在水面上；
25.发射阶段：发射筒和导弹分离，进行导弹发射。
26.有益效果：
27.(1)本发明的发射装置通过海水的浮力将装填有导弹的发射装置运送到水面以上，无动力出水减少导弹或运载器的动力系统设计难度；且浮力模块展开后形成发射底座依靠水的张力作用为导弹发射提供支撑力，将导弹发射时的能量更多地用于导弹速度提升；发射装置无动力出水，展开底座坐落在水面后发射导弹，可以消除导弹出水时的发射干扰。
28.(2)设置的配块保持导弹竖直向上状态，从而促进导弹可以大射角姿态发射，减少发射装置对导弹发射的干扰。
29.(3)该发射装置收拢时整体为一个锥柱组合体，锥柱组合体可以减少水的阻力。
30.(4)通过设置锁紧机构对浮力板的展开到位状态进行锁紧，能够避免由于后坐力的作用导致浮力板收拢。
31.(5)浮力板通过爆炸螺栓与发射筒的头部相连，能够保证浮力板在水面能够可靠展开。
附图说明
32.图1为本发明的辅助跨介质发射装置收拢状态示意图；
33.图2为本发明的辅助跨介质发射装置展开状态示意图；
34.图3为本发明的辅助跨介质发射装置中展开机构示意图；
35.图4为本发明的辅助跨介质发射装置中锁紧机构示意图。
36.其中：1-浮力板、2-爆炸螺栓、3-配重块、4-防水布、5-发射筒、6-连杆、7-滑杆、8-限位块、9-滑块、10-展开弹簧、11-锁紧机构外壳、12-锁紧弹簧、13-锁舌。
具体实施方式
37.下面结合附图和实施例，对本发明做进一步的详细说明。
38.本实施例提供一种辅助跨介质发射装置，采用该装置进行水下预置导弹、潜射导弹等的辅助发射，能够很好的解决导弹或运载器在水下运动时候耗能多的问题；并利用水面的张力解决了发射时发射装置受到的反冲作用大，解决了筒弹分离时发射筒吸收能量从而降低导弹的发射初始速度的问题；而水下配重块可以使发射装置和导弹在重力和浮力的作用下保持竖直向上以减少发射时的干扰。
39.如图1和图2所示，该辅助跨介质发射装置包括：浮力模块、展开模块和发射模块。
40.其中发射模块包括发射筒5和配重块3；浮力模块包括沿发射筒周向分布的两块以上浮力板1以及用于连接相邻浮力板的高强度防水布4，本例中，浮力模块包括四块浮力板1；展开模块包括：展开机构和锁紧机构。
41.为描述方便，令发射筒5的发射端为其头部，另一端为其尾部。四块浮力板1沿发射筒5的周向均匀间隔分布，相邻浮力板1之间通过扇形的高强度防水布4进行连接，从而将四块浮力板1连接为一个整体。浮力板1的一端通过铰链与发射筒5的尾部相连，浮力板1能够绕铰链转动，使该发射装置处于收拢状态或展开状态；如图1所示，当该发射装置处于收拢状态时，浮力板1的另一端通过爆炸螺栓2与发射筒5的头部相连；由此四块浮力板1包覆在发射筒5外部，使发射装置整体为具有锥形头部的柱形结构(即此时整个装置可以看作一个锥柱组合体，锥柱组合体可以减少水的阻力)，此时发射筒5位于四块浮力板1形成的密闭空间内；此时防水布4可折叠收拢在相邻浮力板1之间的间隙内，不影响整体的锥柱组合体外形即可。
42.配重块3与发射筒5尾部相连，且位于四块浮力板1形成的密闭空间的外部；配重块3用于保证整个装置的重心处于浮心下方，从而保证发射装置的平稳性，使该发射装置尽可能保持竖直向上的姿态。如图2所示，当该发射装置处于展开状态时，四块浮力板1绕铰链转动，向外展开形成发射基座，露出中间的发射筒5；四块浮力板1和防水布4形成发射基座，此时整个装置可以看作发射基座和发射筒5的组合体。
43.如图3所示，展开机构用于在爆炸螺栓2作用后，推动浮力板1展开；每块浮力板1与
发射筒5之间均设置一个展开机构，以推动浮力板1绕铰链转动。展开机构包括：连杆6、滑杆7、限位块8、滑块9和展开弹簧10。本例中，发射筒5为矩形结构，其四个外侧面，每个外侧面对应一块浮力板1和一个展开机构；具体的：在发射筒5的外侧面沿竖直方向加工有凹槽，凹槽内竖直设置两根滑杆7，滑块9与两根滑杆7滑动配合，且两根滑杆7上均套装有展开弹簧10；展开弹簧10的顶部与凹槽内顶面相连，底部与滑块9相连；连杆6的一端与滑块9铰接，另一端与浮力板1铰接，浮力板1、连杆6、发射筒5和滑块9组成滑块摇杆机构，通过滑块9在滑杆7上的直线运动可以带动浮力板1的展开和收拢；当浮力板1向上向内收拢时，连杆6推动滑块9在滑杆7上向上移动，压缩展开弹簧10；当需要将浮力板1展开时，利用展开弹簧10的回复力，推动滑块9在滑杆7上向下移动，进而通过连杆6推动浮力板1向外展开。在发射筒5上设置有限位块8，用于浮力板1展开到位的限位，即当浮力板1向外展开至水平状态时，滑块9与限位块8抵触，从而限制滑块9继续下移。
44.锁紧机构用于浮力板1展开到位的锁紧，避免导弹发射时由于后坐力的作用导致浮力板1收拢；具体的，锁紧机构设置在发射筒5，通过限制滑块9的上移来避免由于后坐力的作用导致浮力板1收拢。
45.如图4所示，锁紧机构包括：锁紧机构外壳11、锁紧弹簧12和锁舌13；每个滑块9对应设置两个锁紧机构，分别从滑块9的横向两侧对其进行限位；锁舌13的位置保证，当浮力板1向外展开至水平状态时，锁舌13位于滑块9的上方，以限制滑块9上移。其中锁紧机构外壳11固定在发射筒5展开机构的凹槽外侧，锁紧机构外壳11朝向凹槽的一端加工有用于安装锁紧弹簧12的中心孔，锁舌13一端通过锁紧弹簧12与锁紧机构外壳11的内底面相连，其中锁紧弹簧12的轴向沿滑块9的横向，锁紧弹簧12处于自然状态时，锁舌13从锁紧机构外壳11伸出，位于滑块9的下滑线路上；锁舌13上表面为斜面；当滑块9下滑过程中接触到锁舌13时，将锁舌13压进锁紧机构外壳11内部，使锁紧弹簧12处于压缩状态，完全经过锁舌13后，在锁紧弹簧12的作用下将锁舌13弹出；由此锁舌13结合限位块8对滑块9进行限位(即当浮力板1向外展开至水平状态时，锁舌13和限位块8分别位于滑块9的上方和下方)。
46.该辅助跨介质发射装置的工作过程可以分为三个阶段，分别为水下运行阶段、出水阶段、发射阶段。
47.水下运行阶段：水下预置武器或潜艇将发射筒5内装填有导弹的发射装置发射出去后，发射装置以锥柱组合体的形态在海水的浮力作用下升向水面；配重块3使得发射装置尽可能保持竖直向上的姿态。在该辅助跨介质发射装置位于水下时，处于如图1所示的收拢状态，浮力板1通过爆炸螺栓2与发射筒5头部相连，此时展开弹簧10处于压缩状态；浮力板1采用低密度材料制成可以为发射装置的上浮提供动力。
48.出水阶段：当该发射装置上升到水面上时，启动爆炸螺栓2，断开浮力板1与发射筒5头部的连接；此时浮力板1和发射筒5仅通过铰链连接，滑块9在展开弹簧10的推动下沿着滑杆7向下运动，带动浮力板1和防水布4展开；滑块9下移过程中，当接触锁舌13时，将锁舌13压进锁紧机构外壳11，压缩锁紧弹簧12，完全经过锁舌13后，在锁紧弹簧12的作用下锁舌13弹出结合限位块8对滑块9进行限位，从而使浮力板1保持在水平展开状态，浮力板1和防水布4形成发射基座坐落在水面上。配重块3使得整个装置的重心位于浮心下方，保证发射基座和发射筒5竖直向上且增加发射基座的平稳性。浮力板1和防水布4形成的发射基座，在导弹发射时由于水的张力作用导致发射基座获取较少的动能，从而可以保证导弹以较快的
出筒速度，减少出筒干扰。装置无动力出水，发射基座坐落在水面后发射导弹，可以消除导弹出水时受到的干扰.
49.发射阶段：发射筒5和导弹分离，由于发射筒5坐落在水面上可以减少能量的吸收，可以将更多的能量转化为导弹的动能，提升导弹发射速度。
50.虽然，上文中已经用一般性说明及具体实施例对本发明作了详尽的描述，但在本发明基础上，可以对之作一些修改或改进，这对本领域技术人员而言是显而易见的。因此，在不偏离本发明精神的基础上所做的这些修改或改进，均属于本发明要求保护的范围。