發(fā)射裝置導(dǎo)軌的掛裝校核方法*

曹燎原，舒 陶

(中國空空導(dǎo)彈研究院， 河南洛陽 471009)

0 引言

導(dǎo)軌發(fā)射裝置裝有一條或一組引導(dǎo)導(dǎo)彈滑行軌道，導(dǎo)彈掛裝在導(dǎo)軌上并在推進(jìn)系統(tǒng)點(diǎn)火后沿導(dǎo)軌滑行然后分離。導(dǎo)軌發(fā)射裝置懸掛的導(dǎo)彈滑塊有T型內(nèi)滑塊和U型外滑塊兩種，典型的三滑塊連接形式為“T-T-T”和“T-U-T ”[1]。隨著導(dǎo)彈對(duì)靜態(tài)懸掛精度[2]的要求越來越高，導(dǎo)彈掛裝后，要求導(dǎo)軌對(duì)導(dǎo)彈的俯仰、偏航、滾轉(zhuǎn)有嚴(yán)格約束，同時(shí)導(dǎo)軌尺寸的約束不能影響導(dǎo)彈的順利掛裝，對(duì)導(dǎo)軌的接口設(shè)計(jì)帶來了新的要求。文中給出了導(dǎo)軌的掛裝校核方法，對(duì)導(dǎo)軌設(shè)計(jì)具有一定的指導(dǎo)意義。

導(dǎo)軌發(fā)射裝置的離軌方式有“同時(shí)離軌”和“順序離軌”[3]。采用“同時(shí)離軌”方式的導(dǎo)軌，懸掛的導(dǎo)彈滑塊一般為“T-T”和“T-U”兩滑塊形式，且只在相對(duì)重量較大的導(dǎo)彈上實(shí)施，有一定特殊性，文中不進(jìn)行討論?！绊樞螂x軌”是指導(dǎo)彈前、中、后滑塊依次離開導(dǎo)軌[4]，“順序離軌”的導(dǎo)軌均采用典型的三滑塊形式，分別為“T-T-T”導(dǎo)軌和“T-U-T ”導(dǎo)軌。

1 T-T-T導(dǎo)軌

導(dǎo)軌截面為“T”型截面，與所懸掛導(dǎo)彈的滑塊截面相同，導(dǎo)軌在對(duì)應(yīng)的滑塊位置開有缺口，作為導(dǎo)彈掛裝的初始安裝位置，見圖1。導(dǎo)彈的3個(gè)“T”型滑塊對(duì)應(yīng)裝入導(dǎo)軌缺口(一般最后一個(gè)掛彈缺口為導(dǎo)軌末端)，然后推動(dòng)導(dǎo)彈到達(dá)設(shè)定的懸掛位置，完成導(dǎo)彈掛裝。

圖1 “T-T-T”導(dǎo)軌掛彈缺口

導(dǎo)彈滑塊掛裝入導(dǎo)軌后，每個(gè)對(duì)應(yīng)面均有間隙，典型配合截面如圖2所示。

導(dǎo)彈靜態(tài)掛裝的俯仰、滾轉(zhuǎn)精度與“T”型槽間隙S1值有關(guān)，偏航精度與滑塊側(cè)向間隙S2、S3有關(guān)[4]。

1.1 導(dǎo)軌參數(shù)

導(dǎo)軌參數(shù)主要是“T”型槽尺寸和掛彈缺口尺寸。圖3為“T-T-T”三滑塊懸掛進(jìn)行的相關(guān)導(dǎo)軌參數(shù)，其中，后滑塊掛彈缺口為導(dǎo)軌末端。

圖2 “T-T-T”導(dǎo)軌典型掛裝截面

圖3 “T-T-T”導(dǎo)軌相關(guān)參數(shù)

圖3中:E1、E2為前、中滑塊掛彈缺口長度；M1、M2為前、中滑塊掛彈缺口寬度；A1、A2為前中、前后掛彈缺口間距；D1、D2、D3為前、中、后滑塊懸掛位置導(dǎo)軌頂部寬度；H1、H2、H3為前、中、后滑塊懸掛位置導(dǎo)軌底部寬度；B1、B2、B3為前、中、后滑塊懸掛位置導(dǎo)軌內(nèi)腔高度。

1.2 導(dǎo)彈滑塊參數(shù)

導(dǎo)彈滑塊參數(shù)主要有滑塊尺寸、滑塊間距尺寸。圖4為“T-T-T”三滑塊相關(guān)參數(shù)。

圖4 “T-T-T”導(dǎo)彈滑塊相關(guān)參數(shù)

圖4中：e1、e2、e3為前、中、后滑塊長度；a1、a2為前中、前后滑塊間距；d1、d2、d3為前、中、后滑塊頂部寬度；h1、h2、h3為前、中、后滑塊底部寬度；b1、b2、b3為前、中、后滑塊厚度。

2 T-U-T導(dǎo)軌

導(dǎo)軌分為內(nèi)外軌，其中內(nèi)軌為“T”型截面，外軌為“U”型截面。導(dǎo)軌在對(duì)應(yīng)的滑塊位置開有缺口，作為懸掛物掛裝的初始安裝位置，見圖5。導(dǎo)彈的兩個(gè)“T”型滑塊對(duì)應(yīng)裝入導(dǎo)軌前、后缺口(一般最后一個(gè)掛彈缺口為導(dǎo)軌末端)，“U”型滑塊對(duì)應(yīng)外軌的起始位置，然后推動(dòng)導(dǎo)彈到達(dá)設(shè)定的懸掛位置，完成導(dǎo)彈掛裝。

導(dǎo)彈掛裝后，內(nèi)、外軌與T型、U型滑塊配合間隙見圖6。

圖6 “T-U-T”導(dǎo)軌典型掛裝截面

導(dǎo)彈靜態(tài)掛裝的俯仰、滾轉(zhuǎn)精度與掛裝后的彈架間隙S4、S7值有關(guān)，偏航精度與彈架側(cè)向間隙S6～S9有關(guān)。

2.1 導(dǎo)軌參數(shù)

導(dǎo)軌參數(shù)主要是“T”型、“U”型槽尺寸和掛彈缺口尺寸，圖7為“T-U-T”三滑塊懸掛進(jìn)行的相關(guān)導(dǎo)軌參數(shù)，其中，中滑塊掛彈缺口是“U”型導(dǎo)軌末端。

圖7中:E4為前滑塊掛彈缺口長度；M4、M5為前、中滑塊掛彈缺口寬度；A3、A4為前中、前后掛彈缺口間距；D4、D5、D6為前、中、后滑塊懸掛位置導(dǎo)軌頂部寬度；H4、H5、H6為前、中、后滑塊懸掛位置導(dǎo)軌底部寬度；B4、B5、B6為前、中、后滑塊懸掛位置導(dǎo)軌內(nèi)腔高度。

2.2 導(dǎo)彈滑塊參數(shù)

導(dǎo)彈滑塊參數(shù)主要有滑塊尺寸、滑塊間距尺寸。圖8為“T-U-T”導(dǎo)彈三滑塊相關(guān)參數(shù)。

圖8 “T-U-T”導(dǎo)彈滑塊相關(guān)參數(shù)

圖8中：e4、e5、e6為前、中、后滑塊長度；a3、a4為前中、前后滑塊間距；d4、d5、d6為前、中、后滑塊頂部寬度；h4、h5、h6為前、中、后滑塊底部寬度。

3 校核方法

發(fā)射裝置導(dǎo)軌要實(shí)現(xiàn)導(dǎo)彈順利掛裝，應(yīng)滿足以下條件：

1)導(dǎo)軌掛彈缺口長度、寬度尺寸應(yīng)分別大于導(dǎo)彈相應(yīng)滑塊長度、寬度尺寸；

2)導(dǎo)軌掛彈缺口間距尺寸應(yīng)涵蓋導(dǎo)彈三滑塊間距尺寸；

3)導(dǎo)軌(內(nèi)腔)截面尺寸應(yīng)大于導(dǎo)彈滑塊(外廓)截面尺寸；

4)導(dǎo)軌容許最大輪廓應(yīng)大于導(dǎo)彈三滑塊最大輪廓。

下文對(duì)1)～4)條件分別進(jìn)行判別。

3.1 導(dǎo)軌掛彈缺口寬度尺寸判別

導(dǎo)軌掛彈缺口寬度尺寸要大于滑塊最大寬度；掛彈缺口長度尺寸要保證掛彈需求，每個(gè)缺口長度大于對(duì)應(yīng)滑塊長度尺寸，同時(shí)也要滿足導(dǎo)彈發(fā)射后順利離軌的安全性，保證中、后導(dǎo)彈滑塊順利通過導(dǎo)軌的前、中掛彈缺口。

對(duì)于“T-T-T”形式導(dǎo)軌，應(yīng)滿足：M1>d1;M2>d2;D3>d3；M1≥M2≥D3；E1>e1;E2>e2；e2>E1;e3>E2>E1。

對(duì)于“T-U-T”形式導(dǎo)軌，應(yīng)滿足：M4>d4;M5d6；M4≥D6；E4>e4；e6>E4。

3.2 缺口間距尺寸判別

導(dǎo)軌航向方向必須保證導(dǎo)軌缺口間距包容導(dǎo)彈滑塊間距。

對(duì)于“T-T-T”形式導(dǎo)軌，應(yīng)滿足：a1>A1;A1+E2>a1+e2;a2>A2；A1+E2-min{(E1-e1);(E2-e2)}>a1+e2；a2>A2-min{(E1-e1);(E2-e2)}。

對(duì)于“T-U-T”形式導(dǎo)軌，應(yīng)滿足：a3>A3；a4>A4-(E3-e4)。

3.3 導(dǎo)軌截面尺寸與導(dǎo)彈滑塊尺寸判別

導(dǎo)彈滑塊進(jìn)入掛彈缺口后，導(dǎo)軌內(nèi)腔截面尺寸要包容導(dǎo)彈滑塊尺寸，包括發(fā)射時(shí)保證所有滑塊順利通過導(dǎo)軌內(nèi)腔。

對(duì)于“T-T-T”形式導(dǎo)軌，應(yīng)滿足：D1>d1;D2>d2;D3>d3；D1≥D2≥D3；H1>h1;H2>h2;H3>h3；H1≥H2≥H3；B1>b1;B2>b2;B3>b3；B1≥B2≥B3。

對(duì)于“T-U-T”形式導(dǎo)軌，應(yīng)滿足：D4>d4;d5>D5;D6>d6；D4≥D6；H4>h4;h5>H5;H6>h6；H4≥H6；B4>b4;B5>b5;B6>b6；B4≥B6。

3.4 導(dǎo)軌容許最大輪廓判別

導(dǎo)彈三滑塊在彈體上會(huì)存在滑塊之間相對(duì)(繞彈體圓周)的扭轉(zhuǎn)，需要校核導(dǎo)軌最大輪廓容許導(dǎo)彈的最大扭轉(zhuǎn)量。導(dǎo)彈掛裝入導(dǎo)軌內(nèi)腔，三滑塊最大輪廓(滑塊最大扭轉(zhuǎn))一定為：前、后滑塊貼同側(cè)導(dǎo)軌，中滑塊向另一側(cè)導(dǎo)軌方向扭轉(zhuǎn)。按此條件校核導(dǎo)軌能夠允許導(dǎo)彈滑塊的最大扭轉(zhuǎn)量，可保證導(dǎo)彈順利掛裝。

“T-T-T”形式導(dǎo)軌和“T-U-T”形式導(dǎo)軌，計(jì)算模型與公式分別見圖9、式(1)和圖10、式(2)。 其中W為導(dǎo)軌最大包容輪廓；Z1、Z2、Z3為導(dǎo)彈在導(dǎo)軌中心線時(shí)，三滑塊單邊距導(dǎo)軌的最小距離；Z′2為前、后滑塊貼同側(cè)導(dǎo)軌時(shí)，中滑塊被帶向同側(cè)導(dǎo)軌，導(dǎo)彈軸線偏航后中滑塊距離前、中滑塊所貼導(dǎo)軌的間隙；ΔZ即為導(dǎo)軌最大包容輪廓下，允許所懸掛導(dǎo)彈的滑塊最大偏轉(zhuǎn)量。

圖9 “T-T-T”導(dǎo)軌最大輪廓計(jì)算模型

(1)

圖10 “T-U-T”導(dǎo)軌最大輪廓計(jì)算模型

(2)

注意：以上計(jì)算沒有考慮導(dǎo)軌三滑塊掛裝位置的形位公差，在具體計(jì)算時(shí)△Z應(yīng)減去導(dǎo)軌形位公差值。

4 結(jié)論

發(fā)射裝置導(dǎo)軌的掛裝校核，關(guān)系到導(dǎo)彈的順利掛裝，也關(guān)系到導(dǎo)彈的掛裝精度、分離安全等關(guān)鍵指標(biāo)，設(shè)計(jì)時(shí)應(yīng)充分考慮全壽命期間的磨損、變形等因素，在滿足掛彈最小間隙的情況下留有一定余量，保證發(fā)射裝置全壽命周期的正常使用。