一种聚能装药战斗部抗高低温形变补偿结构组件的制作方法

本发明属于弹药的战斗部，具体涉及一种聚能装药战斗部抗高低温形变补偿结构组件。

背景技术：

1、聚能装药战斗部分为聚能破甲战斗部和爆炸成型弹丸(efp)战斗部，主要用来击毁坦克、装甲车辆和混凝土构筑工事等。聚能装药战斗部是依靠金属药形罩形成的金属射流/efp来击毁目标的，它对发射平台提供的初速要求不高，可适用于多种武器平台，如身管火炮(含无后坐力炮)、火箭炮(含肩扛式火箭筒)、抛投(航弹)、布设(地雷)、直升机/车载导弹等，是目前用的最多、最广的一种战斗部形式，是世界各国反装甲目标战斗部研究的重点。

2、传统的聚能装药战斗部结构如图1所示：主要由压螺、壳体、药形罩、主药柱、隔板、辅药柱、底盖等组成。当导弹命中目标时，战斗部装药从底部起爆，爆轰波不断向前传播，爆轰的压力冲量使药形罩近似地沿其法线方向依次向轴线塑性流动，药形罩随之依次在轴线上闭合，闭合后前面一部分金属具有很高的轴向速度(8000m/s-10000m/s)，形成金属射流。金属射流在目标上开孔，然后逐渐扩孔，进入装甲目标内部，高速金属射流联合靶板破碎后的破片形成的靶后效应，对目标内部结构和人员设备进行毁伤。

3、聚能装药战斗部属于精密部件，其威力不仅与战斗部结构相关，也与壳体、压螺、药形罩、主药柱、隔板、辅药柱、压螺等战斗部零件的配合状态有着紧密的关系。战斗部工作环境恶劣，对其在研制和使用过程适应较大温域(-55℃～+70℃)提出了严格的要求。聚能装药战斗部零件由不同材质组成，如重要零件药形罩通常采用紫铜，炸药采用hmx/cl20基炸药，而cl-20炸药热膨胀系数αa＝2.80×10-5/℃，无氧铜的热膨胀系数α＝1.86×10-7/℃，可知这两种材料热膨胀系数存在巨大的差异。在室温条件下结构和配合良好的战斗部，当受到-55℃低温环境时，药形罩、装药和隔板会产生不同程度的收缩，导致三者轴线方向的贴合面、合装药柱与壳体之间产生间隙，而此时若受到内、外弹道环境的振动冲击等复杂力学环境的联合作用，极易导致战斗部零件配合关系发生变化，偏离轴对称状态，将导致战斗部威力出现较大的下降。特别是当受到-55℃～+70℃交变多次冲击时，战斗部零件在不断的膨胀和收缩过程中配合关系容易产生较大变化，从而影响战斗部威力。总之，在高、低温度冲击+复杂力学环境下，传统聚能装药战斗部将很难保证装药、药形罩、隔板、壳体等零件的配合关系，因而极易导致射流破甲威力下降和efp飞行不稳定等问题。

技术实现思路

1、(一)要解决的技术问题

2、本发明要解决的技术问题是：如何提供一种聚能装药战斗部抗高低温形变补偿结构组件，在聚能装药战斗部尾部安装该结构组件，可有效改善战斗部在受到高低温度冲击作用对零件间的配合关系的破坏，增强战斗部环境适应性。

3、(二)技术方案

4、为了解决上述技术问题，本发明提供一种聚能装药战斗部抗高低温形变补偿结构组件，如图2所示，所述结构组件包括：垫片和膜状形变补偿结构；

5、所述垫片为圆环形垫片，采用铝合金材料，如图3所示；

6、所述膜状形变补偿结构选用高强度低密度合金材料，如图4所示，形状为圆形部件，其中央部位中空形成环体，从中央部分向边缘、沿径向开有若干均匀分布的槽，且从侧面看，环体部分向一侧凸起；

7、由此，所述膜状形变补偿结构采用“膜-弧”结构，圆弧向一侧凸起，构成膜状弹簧，在战斗部装配过程中被压缩预紧变形，当温度冲击导致战斗部零件尺寸发生变化时，膜状弹簧同时发生回复/压缩变形，补偿战斗部零件的变形，保证零件在战斗部轴线方向始终处于被压紧状态，达到保护零件配合关系保持不变的目的。

8、其中，所述垫片厚度在0.5mm～1.5mm之间。

9、其中，所述垫片与膜状形变补偿结构边缘部分接触，两者的径向尺寸相匹配，由于膜状形变补偿结构向一侧凸起，使得垫片与膜状形变补偿结构两者之间形成膜状弹簧回复/压缩的活动空间。

10、其中，所述垫片与膜状形变补偿结构各自中间的圆形空间尺寸一致。

11、其中，所述膜状形变补偿结构的厚度和凸起角度根据战斗部实际尺寸和零件材质进行匹配设计，设计原则是温度极限范围内膜状弹簧始终压紧药柱且不发生塑性变形。

12、其中，聚能装药战斗部在设计时，在装药尾部预留抗高低温形变补偿结构组件的安装空间。

13、其中，战斗部在装配时，先按照常规顺序将合装药柱装入壳体后，安装压螺，然后安装抗高低温形变补偿结构组件：

14、先将垫片装入到合装药柱底端面，再将膜状形变补偿结构安装至垫片底端面；最后将底盖旋入战斗部壳体尾部，使抗高低温形变补偿结构组件产生一定的预变形，将合装药柱压紧。如图5所示。

15、位于战斗部尾部的抗高低温形变补偿结构由于受到装配过程的压缩预紧力，已经产生了被预定的压缩变形量；当战斗部受到低温环境时，战斗部内零件发生不同程度的收缩变形，此时抗高低温补偿结构会发生回复变形，由于抗高低温补偿结构的预压缩变形量设计值远大于因低温产生的回复变形量，故二者变形量相互抵消之余，战斗部零件在轴线方向仍然受到抗高低温形变补偿结构组件的压力，战斗部零件轴向配合面始终保持压紧状态，降低了低温条件下零件配合关系发生变化的概率。

16、当战斗部受到高温环境时，战斗部内零件发生不同程度的膨胀变形，此时抗高低温补偿结构会产生压缩变形，由于抗高低温补偿结构的弹性压缩变形量设计值远大于因预紧和高温产生的压缩变形量，战斗部零件在轴线方向仍然受到抗高低温补偿结构的压力，战斗部零件轴向配合面始终保持压紧状态，降低了高温条件下零件配合关系变化的概率。

17、同理可知，抗高低温补偿结构可有效降低战斗部受到高低温多次冲击条件下的战斗部零件配合关系变化的概率；因此，抗高低温形变补偿结构组件能有效对战斗部零件配合关系进行保护，降低战斗部在高低温冲击下威力发生较大跳动和下降的概率。

18、(三)有益效果

19、本发明的关键点在于：

20、(1)聚能战斗部抗温度冲击组件由垫片和膜状形变补偿结构组成。抗温度冲击形变补偿结构组件放置在聚能装药底部端面上，底盖通过垫片和膜状形变补偿结构将装药压紧，膜状弹簧处于压缩“预紧”状态。

21、(2)膜状形变补偿结构采用高强度低密度金属材料，采用“膜-弧”结构，圆弧向一侧凸起，形成膜状弹簧，在战斗部装配过程中给压缩“预紧”变形，当温度冲击导致战斗部零件尺寸发生变化时，膜状弹簧同时发生回复/压缩变形，补偿战斗部零件的变形，保证零件在战斗部轴线方向始终处于被压紧状态，达到保护零件配合关系保持不变的目的。膜状弹簧的厚度和凸起角度根据战斗部实际尺寸和零件材质进行匹配设计，设计原则是温度极限范围内膜状弹簧始终压紧药柱且不发生塑性变形。

22、(3)垫片采用铝合金材料，厚度在0.5mm～1.5mm之间。

23、与现有技术相比较，本发明的效果为：

24、聚能战斗部抗温度冲击形变补偿结构组件由垫片和膜状形变补偿结构组成。抗温度冲击形变补偿组件放置在聚能装药底部端面上，底盖通过垫片和膜状形变补偿结构将装药压紧，膜状弹簧处于压缩“预紧”变形状态。当战斗部受到低温环境时，战斗部内零件发生不同程度的收缩变形，此时抗高低温补偿结构会发生回复变形，由于抗高低温补偿结构的预压缩变形量设计值远大于因低温产生的回复变形量，故二者变形量相互抵消之余，战斗部零件在轴线方向仍然受到抗高低温补偿结构的压力，战斗部零件轴向配合面始终保持压紧状态，降低了低温条件下零件配合关系发生变化的概率。当战斗部受到高温环境时，战斗部内零件发生不同程度的膨胀变形，此时抗高低温补偿结构会产生压缩变形，由于抗高低温补偿结构的弹性压缩变形量设计值远大于因预紧和高温产生的压缩变形量，战斗部零件在轴线方向仍然受到抗高低温补偿结构的压力，战斗部零件轴向配合面始终保持压紧状态，降低了高温条件下零件配合关系变化的概率。同理可知，抗高低温补偿结构可有效降低战斗部受到高低温多次冲击条件下的战斗部零件配合关系变化的概率。因此，传统的聚能装药战斗部在安装本发明的抗高低温补偿结构组件后，能有效对战斗部零件配合关系进行保护，降低战斗部在高低温冲击下威力发生下降和较大跳动的概率。