【摘 要】
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某型热发射装置结构简易,具有单层封闭式发射筒,弹筒之间留有足够的面积适应尾翼及弹翼,可用于车载发射及异形弹通用发射,燃气流经过导流锥的作用沿筒壁向上排出。本文采用理论分析、试验验证、数值计算等多种技术手段对导弹适配器开展研究,为某型热发射装置适配器的设计提供了一种方案,具有重要的工程意义及理论参考。结合热发射环境选择适用的适配器材料,在适配器表面喷涂聚四氟乙烯热防护层。针对多种牌号的聚氨酯弹性体试
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某型热发射装置结构简易,具有单层封闭式发射筒,弹筒之间留有足够的面积适应尾翼及弹翼,可用于车载发射及异形弹通用发射,燃气流经过导流锥的作用沿筒壁向上排出。本文采用理论分析、试验验证、数值计算等多种技术手段对导弹适配器开展研究,为某型热发射装置适配器的设计提供了一种方案,具有重要的工程意义及理论参考。结合热发射环境选择适用的适配器材料,在适配器表面喷涂聚四氟乙烯热防护层。针对多种牌号的聚氨酯弹性体试件及含热防护层的适配器试件,开展燃气流烧蚀试验,对比试件的耐烧蚀性并选择最佳材料,同时验证聚四氟乙烯层的热防护作用。基于超弹本构Mooney-Rivlin模型及含两个松弛时间的粘弹本构模型,建立适用于聚氨酯弹性体的粘超弹本构模型。通过准静态单轴压缩试验及霍普金森压杆（SHPB）试验对聚氨酯弹性体的静/动态力学性能进行分析,并利用准静态及高应变率试验数据拟合粘超弹本构模型。根据材料热相关系数及燃气热边界条件,对其耐热性能进行数值分析:在一定区间内,聚氨酯弹性体受到瞬时燃气热边界的影响较小,后续章节可忽略不计。采用SIMP优化算法对实心适配器进行材料分布优化设计,获得初始体积45%的不规则空心适配器,简化后建立空心H柱适配器。通过对比不同结构内柱单元在径向载荷作用下的压缩性能,选择具有接触力稳定区间,且不会产生滑坡及动态尖峰的V型内柱单元,预弯角度为150°。在适配器内部建立弧形连接带优化其受载稳定性,使得相互独立的内柱间能够传递力与位移,避免结构的失稳现象。最终获得具有稳定压缩性能的含连接结构空心V柱适配器（后续仍简称为空心V柱适配器）。采用非线性动力学理论进行有限元分析,简化发射系统结构,针对含实心适配器、空心H柱适配器及空心V柱适配器的发射系统有限元分析模型进行数值计算,获得导弹发射动态响应及弹体与适配器的接触响应,验证优化后的空心V柱适配器对导弹发射稳定性的改善作用。在适配器的作用下,导弹以稳定的姿态发射出筒,适配器与导弹的接触力峰值均在合理范围之内,不会影响导弹发射动态响应。
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