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1、第七章 弹身的结构与设计,7.1 空气动力要求7.2 强度刚度和可靠性要求7.3 质量特性要求7.4 工艺性要求7.5 使用维护要求,7.6 经济性要求7.7 环境适应性等特殊要求7.8 弹身的密封7.9 设备的安装,7.1 概述,7.1.1 弹身的功用及对弹身的设计要求,弹身的主要功用:装载战斗部、推进剂和各种仪器设备，连接弹翼、舵面、发动机等其它部件，并承受它们的载荷。,由于弹身占导弹结构重量的比重很大，必须特别注意减轻结构重量。解决的主要办法是设计合理的结构，充分利用弹身的空间。弹身内部装载的充满程度可用容积利用率表示：,式中 舱段容积利用率；内部装载的体积；舱段的容积。,(1)导引头头
2、部壳体,对不同舱段根据具体情况，各有不同的特殊的设计要求。,1）要求气动阻力小，有流线型的外形及光滑的表面；2）电磁波或红外线的透过性好，产生的畸变折射小；3）保证自导引头相对导弹轴线的准确位置；4）有解决气动加热影响的措施。,(2)仪器舱,1）保证内部装载仪器的正常工作条件，如气压、温度、湿度和耐振性等要求；2）仪器安装迅速，维护、修理、更换方便；,7.1.2 弹身的受载特点,(3)战斗部舱,1）舱体结构不应妨碍战斗部威力的发挥；2）安装迅速，固定可靠，有保证地面操作人员安全的措施。,弹身和弹翼相比，主要差别在于弹身不仅承受很大的横向载荷，而且要承受很大的轴向载荷。此外，还有一些重要的、但不
3、是原则性的差别。,7.2 弹身的结构形式和承力元件,7.2.1 弹身的结构形式,基本结构型式：薄壁结构、整体结构和构架式结构。,弹身结构形式,薄壁结构（蒙皮骨架结构）,硬壳式,半硬壳式,桁条式,梁式、桁梁式,整体结构,机械加工结构,铸造结构,焊接结构,施压结构,构架式结构,（1）梁式结构（图7.2.1）,1.蒙皮 2.梁 3.隔框图7.2.1 梁式结构,在这种结构中梁是承受轴向力和弯矩的主要受力元件。这种结构的优点是可以在梁间开大舱口，缺点是蒙皮的材料不易充分利用。,（2）桁条式结构（图7.2.2）,1 桁条 2 蒙皮 3 普通框 4 加强框图7.2.2 桁条式结构,这种结构的桁条布置较密，并
4、能提高蒙皮的临界应力，从而使蒙皮除了能承受弹身的剪力和扭矩外还能参与桁条一起承受弹身的轴向力和弯矩。缺点是舱体上不宜开大型舱口。,（3）桁梁式结构（图7.2.3）,1 桁条 2 蒙皮 3 桁梁 4 隔框图7.2.3 桁梁式结构,桁梁式结构是上述两种结构的折衷结构，由较弱的梁（也称桁梁）和桁条、蒙皮、隔框组合而成，见图7.2.3。轴向力和弯矩主要由梁和桁条共同承受，蒙皮只承受剪力和扭矩。结构特点是便于桁梁之间开舱口，能充分发挥各构件的承载能力，结构重量较轻。适用于大型导弹。,（4）硬壳式结构(图7.2.4),1 蒙皮 2 隔框图7.2.4 硬壳式结构,这种结构的特点是没有纵向加强元件，整个舱段仅
5、由蒙皮和隔框组成。这种结构的构造简单，装配工作量少，气动外形好，容易保证舱段的密封，有效容积大；缺点是承受纵向集中力的能力较弱，不宜开舱口，若必须开口，一般均应采用受力式口盖以补偿挖去的蒙皮。,（5）整体式结构,整体结构是将蒙皮和骨架（梁、框、桁条）元件加工成一体的结构型式。这种结构型式除了具有半硬壳式结构的优点外，还具有强度、刚度好，结构整体性好，装配工作量少，外形质量高等优点。这种结构常要受到加工条件限制，主要用于直径不大的战术导弹舱体。整体结构舱段具体型式主要有：机械加工圆筒结构、铸造结构、机械加工或化铣钣材焊接结构、旋压壳体结构等。,1）机械加工圆筒结构,这种结构一般是由厚壁管材作为毛
6、坯，经过机械加工而成，如图7.2.5所示。在空空导弹，反坦克导弹、小型地空导弹上主要采用这种结构。,图7.2.5 机械加工圆筒结构,2）机械加工或化铣钣材焊接结构,这种结构是由几块通过机械加工铣切或化学铣切成形的壁板弯曲后焊接而成的，如图7.2.6所示。舱体内表面有纵向和横向加强筋，分别起桁条和框的作用。在受集中力较大处或开口周围布置了较强的加强筋。图7.2.6所示是由四块壁板焊接而成的整体结构，工艺过程如图中箭头所示。,图7.2.6 板弯焊接整体结构,图7.2.7所示的结构是由四块机械加工铣切的镁合金壁板弯曲后焊接而成的整体结构设备舱，内装高压气瓶、自动驾驶仪、无线电控制仪等设备，为装拆维护
7、设备方便，舱体开有约占舱段半周的大开口，口盖和舱体有强而方便的连接，以保证口盖参加舱体总体受力。这种结构适合于中等直径战术导弹的设备舱、舵机舱等。,图7.2.7 整体结构设备舱,3）铸造结构,图7.2.8是铸造整体结构。为保持外表面的质量和尺寸精度，常对外表面和两端连接处进行机械加工，这种结构适合于各种中等弹径的舱段。,图7.2.8 铸造整体结构,图7.2.9是铸造整体结构的舵机舱。内装自动驾驶仪、蓄压器、舵机系统等，舱外安装全动弹翼和脱落插头，舱段有较多的开口，不仅结构复杂，且处于全弹受力最大部位，舱段内设多个中间框以安装各种设备。设备自身密封，舱段实施水密，为保持舱内干燥，装有防潮砂罐和指
8、示器。,图7.2.9 铸造整体结构舵机舱,4）施压结构,旋压结构是通过金属旋压加工方法形成的舱体结构。,旋压结构舱体：内旋压舱体、外旋压舱体。,内旋压舱,a内旋舱体的优点,舱段整体性好,b.内旋舱体结构特点,1.舱内可布置（旋出）若干环形框（包括端框）2.采用薄蒙皮3.成件可组合安装,强度刚度大,气动性能好,工装通用性好,一般中等直径舱体，直径偏差可控制在 以内，蒙皮偏差可控制在 以内。,c.内旋压舱的尺寸精度,图7.2.10 内旋压舱体典型构造示意图,外旋压舱,外旋压舱由一个等厚薄壁旋压筒体再铆上端框、隔框、口框、支架和其它内、外部构件构成。典型结构如图7.2.11所示，该舱为某型导弹的战斗
9、部舱，舱体主要由外壳、内环框及端框组成。,图7.2.11 外旋压舱典型结构示意图,1.外旋压壳体2.内部环框3.端框,（6）构架式结构,多级火箭级间过渡段常用构架式结构。构架式结构又称杆系结构，是由端框和数根杆形材料焊接而成的开敞式刚性构架。如图7.2.12所示,1.管子 2.底板 3.垫座 4.定位销 5.端框图7.2.12 构架式结构,7.2.2 弹身主要承力元件及其功用,隔框可分为普通框、加强框、连接框三类。,弹身的主要承力元件,(1)蒙皮、桁条和梁的功用及构造与弹翼的相同,(2)隔框的功用及其构造特点:,蒙皮,桁条,梁,隔框,1）普通框,普通框只起支持蒙皮、桁条，维持弹身外形的作用，作
10、用载荷较小，一般可用铝板材压制而成。板材厚度按工艺要求确定时，强度往往有剩余，因此框缘上允许挖制穿越桁条的缺口，如图7.2.13（a）所示。框缘剖面形状常见的有 形、形、形等（图7.2.13（b）。,（a）普通框（b）框缘的剖面结构图7.2.13 普通框,2）加强框,加强框除了维持弹身外形，其主要的功用是承受弹身的横向集中载荷。它的构造也可分为装配式和整体式两类。装配式的加强框如图7.2.14所示。,1.框缘2.腹板3.加强件图7.2.14 装配式加强框,各种加强框结构方案,整体式加强框多用铸件或锻件机械加工而成。如图7.2.16所示。,铸造整体式加强框,（c）铸造整体式加强框,图7.2.16
11、 整体式加强框,7.3 弹身结构设计中的几个问题,7.3.1 纵、横结构元件的布置,纵向元件的布置与相邻舱段传来的轴向载荷的大小与分布、内部装载的安装位置以及舱口的位置有关。一般有轴向集中力作用的部位和舱口的两侧都应布置纵向加强元件。,1）纵向元件的布置,如某海防导弹纵向连有助推器（图7.3.1），其轴向推力通过球头传给弹身。在弹身相应的部位应布置一根纵梁，承受和传递轴向推力。一般为使生产制造方便，纵向元件应沿周向均匀布置，然后可根据内部装载安装位置的要求和开口的要求，适当调整一些纵向元件的位置，或者增加特殊的加强元件。总之，纵梁主要承受弹身纵轴方向的集中力，如发动机和助推器的推力、战斗部的轴
12、向惯性力等。纵梁长度一般以集中力扩散到弹身蒙皮受力均匀时为宜。,1 弹身 2 助推器 3 球头 4 纵梁 5 巢座 6 支架 7 螺母图7.3.1 承受轴向集中力的纵梁,2）横向元件的布置,横向元件的布置原则与纵向元件的布置原则相似，普通隔框也应均匀布置，但弹身两框之间的框距对弹身的刚度和总体失稳临界应力有较大的影响，一般隔框间距以能将相应舱体简化为短筒状态为宜。在有横向集中力作用的部位，如各种翼面的接头处、大中型舱口的两端处、舱段对接处、设计分离面处以及弹内设备的支座处等均应布置加强框。为了简化结构和减少质量，在总体安排时要考虑“一框多用”的原则。,7.3.2 相邻舱段的受力协调问题,为了使
13、弹身相邻舱段之间传力路线最短，通常可采取如下措施：,（1）如果相邻舱段都具有纵向元件时，应使纵向元件对应安排，使之具有连续性。图7.3.2所示为两相邻舱段的纵向加强元件（梁）对应安排的例子,它们布置在同一直线上，并通过梁上的连接接头与加强框用螺栓相互连接起来。这样传力路线短，结构重量轻。,1、4 蒙皮 2、5 梁 3 螺栓 6、9 连接接头 7、8 相邻舱段的端框图7.3.2两舱段的梁对应安排,(2)相邻舱段尽可能采用相同或相近的结构形式。,(3)若由于条件限制，不能采用相近结构型式时，构造上则应采取措施保证相邻舱段间受力协调。如图7.3.3所示的某地-空导弹助推器与连接舱的连接简图。,1.连
14、接舱 2.加强框3.变剖面梁 4.助推器 5.腹板,图7.3.3 助推器与连接舱的连接简图,7.3.3 弹身的开口问题,为满足对弹内设备的安装使用、维护等要求，特别是大、中型弹身上，往往要开大小不等和形状不同的各种舱口。根据舱口的口盖是否参加舱体总体受力，可分为受力式和非受力式两种口盖。,1）受力式口盖,完全受力式口盖：为了能完全替补舱体上被挖去的部分，结构上大致都采取与舱体相同或相近的结构、或稍有加强（如增加边框，加厚蒙皮等），纵、横骨架的布置则应与舱体骨架一一对应，口盖与舱口的口框用连接件相连（图7.3.4（a）。,部分受力式口盖：口盖设计成只参加受剪而不参加受轴向力的口盖，这种口盖称为部
15、分受力式口盖（图7.3.4（b）。,1 舱体 2 口盖 3 螺钉 4 托板螺母 5 螺栓图7.3.4 口盖与舱口的连接,“萨姆-2”导弹仪器舱上的大型受力式口盖（如下图），口盖结构与舱体一致，都是整体结构。,1.舱体2.口盖3.螺栓 4.锥形销5.折返螺栓,关于完全受力的口盖强度计算的几点意见：,1）由于口盖完全参加舱体受力，所以口盖和舱体可看成一个整体，即口盖的各种承载能力都可以按参加总体受力要求来计算。,2）此外，还要进行下列计算：当口盖处于弯曲受拉状态时，要对接头（如螺栓等）进行强度计算；当口盖处于受压状态时，要对端面进行挤压强度计算；当口盖处于受剪状态时，要进行销钉（或螺钉）的剪切、挤
16、压的强度计算；,3)实际上由于工艺制造等原因,口盖不可能达到理想的受力状态,因而口框的边缘和口盖的边缘仍应给以加强,因而尚需进行局部加强的强度计算。从构造上讲,口框和口盖边缘的局部加强也是为安装连接接头所需要的。而在舱体总体强度计算中则不必计及局部的加强所带来的影响。这种口盖对缝处接头的受力可简述如下（图7.3.6）：,1 舱体 2 口盖 3 螺钉 4 托板螺母图7.3.6 受力式口盖,横向接缝处每个接头的受力为：,口盖纵向接缝处每个接头的受力为：,关于部分受力的口盖强度计算的几点意见：,因口盖只参加受剪，因而舱体与口盖只有在承剪时才看作一个整体。口盖的受剪在总体受剪中计算。接合缝的接头应作剪
17、切、挤压的强度计算。因舱体在舱口处的轴向拉、压是由舱口处的纵向加强元件承受的，因此对纵向加强元件应作拉、压的强度计算。,2）非受力式口盖,一般导弹上极少采用大型的非受力式口盖。但是为了安装口盖，在舱口或口盖上仍带有结构很简单的边框，如用带翻边的加强梗做成。对中型舱口则常用部分受力式口盖，加强口框可用铸造或锻造的刚性框制成，口盖用螺钉连接。,图7.3.7 部分受力式口盖,1.口盖2.螺钉3.口框4.托板螺母,快卸口盖是由于弹内某些设备有特殊要求，需要在导弹发射前测试、调整和检查而设置的。在小型口盖上常用的快速接头如图7.3.8所示，只要用手轻轻一压（如图中箭头所示），就可立即打开口盖。,图7.3
18、.8 快卸口盖(一),下图所示为另一种快卸口盖,1.舱体 2.口框 3.钢索 4.杆子 5.口盖 6.定位铆钉,在使用时，将螺丝刀嵌入槽内，往里一压再旋转，四根杆子就向圆心收缩并从口框的四个孔中退出，即可取出口盖。为了防止口盖脱落，安装时寻找不便，用钢索将口盖连在舱体的口框上。,对于非受力式口盖，舱口的加强方式采用口框时，初步强度计算应作口框的强度计算。若口框近似为矩形，可简化为矩形，由于舱口不大，可以认为作用在四周的剪流相等，作用在两端的正应力相等（即单位长度上的力，如下图）。若口框近似为圆形（图（b），则可按圆形刚框计算。内力求出后，则按其破坏形式进行强度估算。,非受力式口盖的强度计算：,
19、近似矩形的口框,（b）近似矩形的口框,7.4 弹身设计计算与强度估算,7.4.1 弹身剖面的设计计算,（1）计算模型,最简单的设计计算模型可以将弹身当作一根支持在弹翼上的梁。右图所示为半硬壳式弹身，按工程梁来处理时，蒙皮按减缩面积折算，用这样处理后的弹身剖面作为计算模型。,（2）正应力计算,剖面上的正应力是由剖面的弯矩M与轴向力N所引起的。,假设剖面正应力沿弹身剖面高度为线性分布，则由弯矩M在剖面任意元件上引起的正应力为：,由轴向力N引起的正应力为：,弹身剖面受轴向压力的减缩面积为：,弹身剖面受弯时减缩剖面的惯性矩为：,根据结构力学知道：,这里为考虑结构被铆钉孔削弱的系数，根据具体情况取k=0
20、.81.0。,对于蒙皮较厚的半硬壳式弹身也可以将桁条剖面面积均匀分布到蒙皮上，变成等厚度的硬壳式结构来进行近似计算。则蒙皮的等效厚度为:,于是有:,由弯矩和轴向力引起的总的正应力为:,（3）剪应力的计算,剪流是由于弹身剖面上的剪力与扭矩所引起的，即剖面上之总剪流为与引起的剪流的叠加，其表达式为:,由剪力 起的剪流为,式中 弹身减缩面积对Z轴的静矩,对于假想硬壳式的剖面,有:,由扭矩引起的剪流为:,总的剪应力为:,式中 弹身封闭剖面面积的两倍。,（4）强度条件,对桁条（或梁）式结构：,当桁条（或梁）压应力达到失稳临界应力或者拉应力达到抗拉强度极限，则认为结构破坏。故其强度条件可写为:,式中 桁条
21、（或梁）的破坏应力。,在受压区，应取桁条（或梁）材料的失稳临界应力；在受拉区，应取桁条（或梁）材料的抗拉强度极限。,剩余强度系数为:,蒙皮的最大剪应力应满足:,蒙皮剪切剩余强度系数为:,通过上述一系列计算，若剩余强度系数满足要求（一般 1），则初步确定的各元件的剖面尺寸就可以确定下来。若剩余强度系数过大（）或过小（1），则应进行相应的调整（减小或加大元件的剖面尺寸），再试算直到满足要求为止。用设计计算即初步设计得到的剖面尺寸，以备此后的细节设计用。,7.4.1 框的设计计算,（1）框的受力平衡,1）普通框主要的功用是维持弹身的外形，框的受力较小，不需要作设计计算，剖面尺寸通常可按构造与工艺的要
22、求确定。,2）加强框上的外载荷主要是作用在框平面内的各种形式的集中力，与之相连接的弹身蒙皮是框的支持，为框提供支反力（沿框缘的分布剪流，见图7.4.2）。,设框上作用一集中力P，蒙皮提供的平衡剪流为q，它是通过蒙皮与框连接的铆钉受剪产生的。,平衡剪流的分布规律为,图7.4.2 在集中力作用下框的受力平衡,（2）框的计算模型,加强框的计算模型可简化为由基本剖面组成的等剖面刚性圆环。,（3）框内力的求法,由图可知框的内力是随 角变化的；框的内力变化主要与系数有关，其内力一般表达式为:,外载荷；圆框剖面的中性轴线的半径；,显然 为常值，剖面内力大小主要取决于k值，对于典型受力形式框的内力，可直接运用
23、手册1中的 曲线或k的计算公式求得。实际结构中的框，受力是比较复杂的，计算这种框的内力可以将外载荷分解成各种典型载荷，然后进行叠加，求出它的内力。,例如连接弹翼的一个加强框（见下图），要计算此框的内力，可先将载荷简化，其计算模型如图（b），然后再将其分解成（）（）（）与（）四种典型受力状态，分别求出四种状态框的内力，再将它们叠加，即得框的内力。,（4）框剖面的强度计算,框剖面的正应力必须满足以下强度条件：,框的内力中弯矩常常是主要的，因剪力与轴向力的数量级较小，所以在设计时，有时只用弯矩引起的正应力来确定框缘剖面的尺寸，即可用下式：,至于剖面中剪力用以确定框腹板的剖面尺寸，这样腹板内的剪应力应
24、满足:,（取二者中较小值）,对于加强框，一般说弯矩是主要的，当框剖面的尺寸能满足弯曲应力的强度条件时，往往剪切强度自然得到满足。,最后框剖面的剩余强度系数可表示为:,由前所述将加强框简化为刚框计算，偏于保守，故在实际设计中有时计算得 1；若 接近0.9，一般情况下尚可认为能满足强度要求，有时甚至还可再小些。但具体情况应作具体分析，不能一概而论。同样当剩余强度系数不能满足要求时，应对框剖面进行修改，直到满足要求。经过这样计算同时也就把框的剖面尺寸基本确定下来。,7.4.3 放射筋结构计算,放射结构如图7.4.7和图7.4.8所示,放射筋常用化学铣切办法加工。这类结构主要用来使集中力加快扩散。常用
25、于大型导弹燃料箱、发动机或杆系级间段联结的过渡段，称之为短壳如图7.4.9所示。主要用以将发动机或杆系级间段传来的集中力迅速扩散为燃料箱壁可以承受的分散力。放射筋可汇交于板内或板外。,图7.4.7 结构简图及符号,图7.4.8 放射肋加筋结构,图7.4.9 燃料箱短壳示意图,7.5 弹身舱段间的连接,7.5.1 套接,（1）径向单排螺钉连接,两相邻舱段的连接框分别加工成圆柱的内、外表面，利用它们的配合面进行套接，然后沿圆周用径向螺钉进行连接固定。,1.2.连接框 3.螺钉 4.托板螺母 5.密封圈,（2）游动锥形螺母连接,1.2.连接框3.4.密封圈5.螺钉6.游动锥形螺母本体7.盖子8.锥形
26、销9.销钉,7.5.2 盘式连接,（1）轴向盘式连接,1.2.连接框3.密封圈4.螺母5.螺栓6.垫片,两舱段相邻连接框的端面对合，连接件有销钉、螺栓（或仅用螺栓无销钉）。,这种连接形式，外弯矩由螺栓受拉和框的部分端面受挤压来传递，轴向压力由连接框的端面受挤压来传递，舱段间的剪力传递比较复杂，因为对接面间具有摩擦力，当剪力大于其间摩擦力时，才能由销钉或部分螺栓来传递。受剪螺栓和销钉的配合精度一般为6级或9级精度动配合，常用钻模来保证它们的位置准确度。钻模上导孔之间的角度误差一般不大于(图1),以保证错移偏差和扭转偏差在允许的范围内。销钉的前端设计成导向用的150小锥度（图2），销钉伸出长度应大
27、于螺栓长度。销钉的作用是定位。,图1,图2,连接框,销钉,螺栓,为了把弯折偏差限制在一定的范围内，对连接端面垂直度偏差应提出要求，如不大于0.05:1000.03:100。若对合面上不布置销钉，由必须用部分螺钉来代替销钉的定位作用。这种连接形式钻制对接孔比较容易，弯折偏差比套接的要小，由于较易提高框的抗弯刚度，故适用于弹径较大、外载荷较大的舱段连接。为了便于在舱段外面安放连接螺栓，连接框上必须开槽孔，当槽孔的削弱必须加强时，结构重量有所增加。,（2）斜向盘式连接,连接螺栓相对于弹身轴线倾斜了一个角度（如下图），螺栓与弹身轴线之夹角常用150200。这种连接形式常用于要求在舱体外进行快速连接、拆
28、卸，载荷较小的头部舱段。,1，2 连接框 3 密封圈 4 螺母 5 螺栓,（3）折返螺栓连接,折返螺栓连接本质上仍是轴向盘式连接。采用折返螺栓的目的是为了装拆方便。其缺点是结构复杂，连接框的框缘要开槽孔，框的强度，刚度降低，一般只适用于经常拆卸的舱段间连接。,7.6 中小弹径弹身的连接形式,7.6.1 螺纹连接,如右图中有一段光滑配合面a，用来控制错移偏差；螺纹连接构造简单，装拆方便，承力较大而均匀。适用于相对位置要求不严的小弹径。端面b则用来限制弯折偏差。,螺纹连接同时保证弯折、错移和扭转三个偏差不超过允许值的方法：设置定位面,1，2 舱段 3紧固螺钉 4 密封圈,定位面应在加工舱段表面时一
29、次定位加工出来。这种连接形式不能保证扭转偏差的要求。如果对扭转偏差要求很严，则应采取其它措施，如图7.6.2所示用锁紧螺母的方法。,螺纹连接构造简单，装拆方便，承力较大而均匀。适用于相对位置要求不严的小弹径。,1，2 舱段 紧固螺钉 密封圈 5 锁紧螺母,图7.6.2 带有锁紧螺母的螺纹连接,7.6.2 装配式斜螺栓连接,这种连接形式是将一个舱段上的连接框1和依托在另一舱段上的外加衬套3利用螺栓连接在一起。优点：轻便、加工不复杂，特别适合小弹径的薄壁壳体从舱体外进行连接的情况。缺点：对舱段的强度和刚度有所削弱。,1 连接框 2 舱段 3衬套,7.6.3 卡块（连接块）式连接,（1）内卡块式连接
30、,四个卡块4分别用径向螺钉3预先连接在舱段2上，对接时，拧紧径向螺钉，卡块将沿螺钉沿弹体径向移动，直至卡块通过斜面将两舱段压紧为止。,优点：装卸迅速，常用于战斗部舱的连接。缺点：配合面多、加工精度要求高。,1，2 舱段 3 径向螺钉 4 卡块 5 弹簧片 6 对接前卡块所处的位置,（2）外卡块式连接,两舱段外表面配合处加工成斜面，舱段对接时将两个半圆形外卡块3装在舱段上，用绑带4和双头左右螺纹的螺栓7把它们连接成一个整环，拧紧连接两半圆环的螺栓7，使外卡块的斜面与舱段斜面紧密贴合，从而把两舱段连接起来。,1，2 舱段 3 外卡块 4 绑带 5 定位销 6 爆炸螺栓 7 左右螺栓,优点：连接刚度
31、较大，装拆开敞性好。缺点：配合面多，加工精度要求高，加工困难。适用于中、小弹径的舱段连接。,7.6.4 弹簧卡圈式连接,两舱段对接时，先将梯形剖面的开口弹簧卡圈4放入舱段2的环槽内，然后收缩弹簧卡圈，减小其直径，直到可以装上舱段1，再拧上若干个顶紧止动螺钉5，使弹簧卡圈涨开，直到弹簧卡圈上的斜面与舱段1上的相应斜面紧密贴合，并使两舱段顶住为止，此时两舱段就连接在一起了。为便于拧入螺钉，舱段1上的螺钉通过孔为椭圆孔。,1，2 舱段 3 密封圈 4 弹簧卡圈 5 顶紧螺钉,7.6.5 楔环连接,这种连接形式的连接件是如图（a）所示的两个楔形开口环，当两环并紧并相对转动时,靠宽度尺寸b变化图（b）使
32、舱段端面压紧。,7.6.6 斜衬套螺钉连接,斜衬套螺钉连接结构如图所示，它通过上、下斜衬套间挤压产生轴向分力，使舱段在分离面处压紧，压紧力是通过上斜衬套拧入下斜衬套的螺钉拧紧力产生的。,7.6.7 间断环齿连接,间断环齿连接是把舱段连接框框缘制成几组局部环齿段，每段35齿。对接时，舱段框缘的环齿段相互错开，以便推入转位，使内、外齿啮合再用径向螺钉固定（如下图）。间断环齿连接强度高、刚度大、拆卸方便。但齿段加工困难，要求加工精度高，且需用专用刀、量具进行加工检验。给保证配合精度和检修增加难度。,7.7 吊挂与发射支撑的构造,7.7.1 发射支撑的构造,（1）折动臂发射架（图（a）,（2）高低轨发
33、射架（图（b）,（3）扇形轨发射架（图（c）,7.7.2 吊挂发射的构造,悬挂发射式导弹（如下图）发射后不会因下沉与发射架相碰，吊挂装置可设计得很小，前、后吊挂不需有高度阶差。,单点接触式吊挂横向尺寸很小，可用螺纹、螺钉与舱段连接。二点接触式吊挂横向尺寸较大（如下图），可用螺钉或刚性绑带固定。,下图是小型导弹三个吊挂点的结构形式，都是二点接触式。前吊挂和后吊挂（图（a）、（c）用螺钉固定，中吊挂（图（b）用绑带固定。,前吊,中吊,后吊,7.7.3 脱落式发射支撑,为减小气动阻力和避免气动力的不对称，导弹发射后使支撑自动脱落。脱落方法有机械式、电动式、爆炸螺栓式等。,7.7.4 箱式发射的吊挂与
34、支撑,箱式发射，就是导弹从发射箱中发射，多用于发射舰舰，舰空和地空导弹。采用箱式发射的导弹将越来越多，箱式发射将成为某些类型现代导弹的重要特征之一。下图为圆筒形发射箱，也可以是矩形的。,1.前盖 2.导轨 3.箱体 4.后盖,如图（a）所示为箱式发射导轨与导弹的吊挂。导轨有三个滑行面，导弹上有三个吊挂，前中吊挂相同，通过导轨的下滑行面，后吊挂较小，通过导轨的上滑行面，见图（a）。,1.中滑行面 2.下滑行面 3.上滑行面,导轨断面图,导弹与导弹的吊挂,7.8 弹体的密封,7.8.1 概述,（1）密封机理和分类,1）密封机理：由于结构件的接触面之间不可能是完全吻合的理想接触面（理想平面或理想曲面
35、），总是存在缝隙；弹体壁面也并非理想致密，介质分子可能穿透壁面。因此流体介质（气体或液体）在压差的作用下，可能通过这些缝隙而流至非预想的区域，这就产生了泄漏。密封机理就是在这些潜在的接触面之间泄漏通道上，提供一个物理的堵漏体，以达到防漏效果。,2）弹体密封的分类：,按密封性质分：水密 气密,根据接触面之间是否有相对运动分：静密封 动密封,3）密封件的密封方法是在接触面之间安放固体密封件（简称密封件），它们在螺栓等紧固力作用下压缩，产生弹性变形填满接触面之间凹凸不平引起的缝隙，并维持一定的接触压力而达到密封的效果。,4）密封胶的密封方法是在接触面之间涂以液态密封胶（液体密封填料）形成一种具有黏性
36、、黏弹性或可剥性的膜，依靠这种膜对缝隙的填充作用来达到密封的目的。,（2）对密封材料的要求与常用密封材料,1)对密封材料的要求:良好的物理和力学性能、回弹性高、压缩永久变形小、密封可靠、加工方便和耐老化、使用寿命长。有时还要求耐高低温、耐油、耐腐蚀、耐振动冲击等。,2)密封材料中应用最广泛的材料：橡胶材料,弹性好、寿命长、耐腐蚀性好、制造工艺简单、成本低等特点，广泛用于弹体上的各种口盖、舱段对接面、窗口、法兰等处的密封。,常用的硫化橡胶密封材料主要有天然橡胶、丁腈橡胶、硅橡胶、氟橡胶等。,（3）固体密封件的形式,1）O形密封圈 O形密封圈是指截面为圆形的橡胶环，如下图所示，O形密封圈一般安放在
37、矩形沟槽（密封槽）内使用，依靠密封圈压缩后所产生的回弹力给予密封接触面以一定压力，达到密封目的。,O形密封圈及密封槽,O形密封圈的密封形式,2）b形密封圈,b形密封圈是横截面为b形的密封圈，见下图所示与O形密封圈相比的特点是容易固定，但制造复杂，成本高。一般用于较大的通孔或须经常拆卸的密封部位。,1 b形密封圈 2 舱口框 3 压边圈 4 螺栓图7.8.2 b形密封圈,O形密封圈的压缩率W的选取应考虑密封面有足够的接触压力，尽量小的永久变形和摩擦力。通常对平面静密封取；圆柱面静密封和往复运动密封取；旋转动密封取。,3）压缩率,压缩率W指的是密封件受压方向上被压缩量与受压缩前自由尺寸之比，对O形
38、密封密圈由下式表示：,形密封圈使用的压力范围真空可至,高压可达（动密封已达到），如果材料选择合适，使用的温度范围可达。,（4）弹体密封结构,1）铆缝的密封,体或水分可以通过舱体表面的铆缝泄漏到舱体内的可能途径，一是沿铆钉与孔之间的缝隙；另一是沿加强件之间的其他缝隙（见下图）。,1.2.舱体 3.铆钉 4.加强件,密封的办法可用密封材料或其它方法将这些通路堵住。通常密封铆缝的方法有三种（见下图）：即缝外密封（用密封材料覆盖整个铆缝如图（b）；缝内密封（密封材料嵌填在各连接件的缝隙中如图（c），（d）；混合密封（表面及缝内均加密封材料如图（a）。为提高密封性常用的是混合密封。密封铆接工艺过程复杂，
39、一般只能保证水密，若要求气密，还要采用其他措施，如在舱体内表面涂胶等。,1.密封胶（带）2.铝箔垫圈,2）焊缝的密封,焊缝比铆缝的密封性好，容易保证气密。但是焊缝缺陷会影响它的密封性。如果从强度的观点有时还允许有少量小缺陷存在的话，那么从密封性要求则是不允许的，因为这些少量的缺陷特别是裂纹和夹渣，可能导致漏气、渗液。因此，为保证焊缝的密封性，应仔细探伤，用补焊措施排除缺陷。贮箱都用焊缝质量保证气密。,3）舱段对接处的密封,对于装配后不常拆卸的连接框的对接处，还可用腻子密封（图b）。,舱段对接处常用压紧海棉橡胶来密封（图a）。,1，2 对接框 3 海棉橡胶 4 密封带 1，2 连接框 3 腻子
40、4 密封胶带图a 舱段对接处的密封 图b 舱段对接处的密封,（5）舱段上开口常采用下列密封方式（自学）,1）气密管充气2）气密槽3）气密垫圈4）采用O型密封圈5)固定密封形式,7.9 设备的安装,7.9.1 概述（自学）,7.9.2 对设备安装的一般要求,（1）充分利用弹身空间，布置紧凑合理，电缆、管路长度最短。（2）设备的布置应尽量使导弹的质量分布均匀。（3）固定设备仪器的支架和支座有足够的强度和刚度，尽量选用标准件，并应减少品种和规格。（4）应满足某些仪器对安装位置、安装方向、安装精度、防热、防振、防冷、防干扰等的特殊要求。（5）仪器设备使用，维护方便。设备与舱体，设备与设备之间要考虑装拆
41、工具接近时有良好的通路。,7.9.3 设备在舱内的安装固定形式,（1）整体式支架轴向固定,整体式支架可用铸造、焊接和铆接等方法加工而成。下图所示为整体式焊接支架。该形式的优点是支架的刚度大。缺点是机械加工量大，重量较大。该形式适用于多个设备需集中安装的情况。,1.法兰盘2.框板3.大梁4.直角板,下图是某导弹驾驶仪的轴向固定方式。用机械加工的精度要求分别控制驾驶仪、弹身安装面与其轴线的垂直度来保证驾驶仪轴线与弹轴夹角的精度，相对扭转偏差靠设置的舱段上的定位销和驾驶仪上的定位槽保证。,（2）径向固定式,为有效利用弹内空间，设备常制成圆柱形与舱段内壁成轴孔配合形式，用径向螺钉固定，这种固定形式简单
42、，安装方便，空间利用率好，安装精度高。,下图是地空导弹自动驾驶仪在舱内的径向固定形式，驾驶仪与舱段取轴孔配合，在舱段上安装定位销，驾驶仪上开定位槽以便周向定位。在径向螺钉头下安装O型密封圈保证密封（见放大图1）。,因轴孔配合有间隙，使设备固定的刚性变差，引起设备的角位移。为减小角位移，可采用双排径向螺钉固定，把两个配合面制成不同的尺寸如下图a以便于安装。,若设备较小，可用径向螺钉直接固定于舱段内壁或用支架固定于舱段的内壁，如图b所示。,图a,图b,（3）轴向、径向组合固定式,设备的一部分采用轴向固定、另一部分采用径向固定。对于尺寸大、质量大、连接件受力大的设备常用这种方式。图7.9.7中的设备
43、，前端制出四个凸耳，用轴向螺钉与舱段相连，右端采用轴孔配合，用径向螺钉将其固定。,图7.9.7 设备的轴向、径向组合固定,图7.9.8是某防空导弹导引头的安装方式、它虽然用两排径向螺钉与舱段连接，但其轴向定位和受力是由导引头框的凸肩和舱段前端面承受的，在设计协调和制造时，须保证导引头前凸肩与舱段端面的配合精度。,图7.9.8 某防空导弹导引头的安装,（4）凸耳式支座,对于小直径的导弹，有些仪器设备的尺寸与弹身直径相近，往往不再用单独的设备与支架，仪器设备可直接用接头与弹身骨架相连，如图7.9.9所示是无线电接收设备，其壳体上四个凸耳用四个螺栓固定在弹身后端的隔框上。设备的外壳参加弹身的总体承力
44、。该形式连接简单可靠，装卸方便，连接刚度大。但接合面加工精度高，气动外形差。该形式适用于和弹身尺寸相近、且外壳可以承力的设备。,图7.9.9 凸耳式支座,（5）滑轨式设备支架,滑轨可直接加工在舱体上，图7.9.10为“响尾蛇”导弹的仪器舱，仪器安装在三块铝制的仪器板上，装好仪器的板插入槽4内，凸台5用以加工槽4和加强因开槽对舱体的削弱，槽3是为了与前舱连接时便于套入。该形式构造简单，装卸方便，常用在需多次装卸的设备上。,图7.9.10 滑轨式设备支架,（6）支架、耳座式,这种型式是将若干个支架（或耳座）安装在舱段上，再把设备安装在支架上，由数个支架（或耳座）形成安装平面固定设备。图7.9.11
45、是某导弹自动驾驶仪、无线电控制仪在舱段上的安装方式。把成组铸造的支架铆接在舱段上，对设备的安装平面P进行精加工，保证每组支架的安装平面的平面度和安装精度。,图7.9.11 支架、耳座式安装设备,（7）胀开式,图7.9.12是某导弹导引头和控制设备、元器件、组合的安装方式。,这种安装方式结构简单，操作方便，设备本身开敞性好，便于检修和更换元器件。,图7.9.12胀开式设备安装,（8）绑带式支架,它由支架、钢带、松紧螺套等组成。支架与弹体相连，松紧螺套用来调整钢带的压紧力，保证设备固定可靠，对于要求防振的设备，还必须加橡皮垫和减振器等。该形式构造简单，装卸方便，但连接强度不高。可用来固定电池、冷气
46、瓶等。,1.支架 2.钢带 3.松紧螺套 4.橡皮垫 5.设备图7.9.13 绑带式支架,7.9.4 支架结构设计,1）支架结构设计首先要进行空间协调和结构协调。2）将设备固定在弹体内的一定位置上，要使设备的集中载荷传递到弹体的承力构件上，力求传力路线最短。在满足强度、刚度的条件下应使支架质量最小。3）支架本身的结构形式因其设备的形式和安装方式的不同，以及安装要求、质量、尺寸的不同，支架将是各式各样的。,7.9.5 支架设计的结构补偿,（1）设计补偿,设计补偿是为保证安装精度所采取的设计措施。有了设计补偿可以降低零件制造精度，改善装配工艺。设计补偿的方式较多，可根据不同情况设计相应的补偿机构，
47、例如：,1）增设调整垫片；2）螺纹调整机构；3）椭圆孔、长方槽；4）游动螺母；,（3）支架调整结构,控制仪、阻尼陀螺、雷达天线的安装精度和要求不是单靠结构尺寸精度保证的，一般设计有调整机构进行设计补偿。,（2）工艺补偿,控制仪采用三点调平结构如图7.9.14所示，通过框架上的螺套旋转使螺杆4上下移动进行调平。,1 螺套 2 框架 3 控制仪 4 螺杆 5 减振器 6 水平仪图7.9.14 控制仪器的安装,如图7.9.15所示，一个支点装有关节轴承，其余两点是可调节的螺杆支撑。支架上装有水平仪6和调节螺杆4，观察水平仪即可调到所需要的水平精度。,1 关节轴乘 2 轴 3 支架 4 螺杆图7.9.
48、15 阻尼陀螺的安装,雷达天线的安装是天线座通过三个关节轴承固定在三个螺杆上，如图7.9.16所示，天线座可以在螺杆上前后移动，调整螺杆就可达到天线轴线转动一定的角度，从而使天线轴线与弹体轴线成一定夹角，以便对目标进行搜索和跟踪。,1 天线座 2 关节轴乘 3 螺栓 4 螺母 5 螺杆图7.9.16 天线安装调节机构,7.9.6 仪器设备的减振措施（自学）,7.9.7 防松措施的选择（自学）,7.10 典型舱段设计,7.10.1 概述（自学）,7.10.2 头部天线罩设计,（1）对天线罩的设计要求,天线罩的设计应满足要求：,良好的气动外形，气动阻力小，能减少气动加热而且结构的热防护性好。透波性
49、好，还要求电磁波透过时畸变尽可能小。具有足够的强度和刚度，应有密封措施。,（2）天线罩的材料,为了有效的通过电磁能量，天线罩的材料必须选用透波的介电材料，且具有较高的强度特性。,1）玻璃钢的优点是：机械强度高，可在飞行速度适中、工作温度为3005000C的条件下有效工作；玻璃钢的线性膨胀系数可使其与金属材料方便连接。玻璃钢的缺点是：性能变化范围大，稳定性差，在受热条件下其物理机械性能和介电性能都会大大下降。玻璃钢天线罩的加工方法有热压法、直接冲压法、真空法和压力浸渍法。,2）陶瓷塑料天线罩具有较好的抗剥蚀性，强度高，温度范围较宽可达（70010000C）。但它的电气稳定性比陶瓷材料要差得多。陶
50、瓷塑料天线罩的加工可采用压力浇铸法，由于该加工方法精度很高，几乎不再需要机械加工。,3）对高速飞行器的天线罩，目前广泛采用的是氧化陶瓷，硅微晶玻璃、氮化硼以及硅材料。这些材料在高温下具有很高的热稳定性和介电稳定性（硅微晶玻璃为120014000C，石英陶瓷可达30000C），耐辐射、灰尘和雨水的侵蚀。陶瓷和玻璃结晶材料的优点还在于其吸湿性较低（接近于零），这种天线罩无需使用防潮镀层就可以在任何气象条件下保持良好的无线电技术性能。但是，它们的可塑性和冲击韧性很差。因此，这种天线罩的设计、加工和使用存在一定的难度。,（3）天线罩的结构型式,天线罩壁横截面可以是均质单层、三层、五层、多层和含金属物介
