[发明专利]一种通过外圆柱齿轮啮合传动解决内部材料分层问题的壳体

说明书

本发明公开了一种通过外圆柱齿轮啮合传动解决内部材料分层问题的壳体，每个齿轮搅拌板的第二矩形通孔中带有两根平行的第二细长圆柱体，齿轮搅拌板的第二细长圆柱体轴线与齿轮搅拌板的第二同心圆板上端面平行，第二矩形通孔中的两根第二细长圆柱体各安装一个第二圆柱齿轮，每个第二矩形通孔中的两个第二圆柱齿轮组成一个外圆柱齿轮啮合传动系统；本发明的齿轮搅拌板上下移动过程中，金属粉末小结块在齿轮啮合面上被碾碎，将壳体内腔中的固相燃料和液相燃料进行搅拌混合，使得固液相混合燃料达到混合均匀的程度，战斗部引爆时燃料能以较佳浓度比例参与爆轰，战斗部威力得以保证。避免了战斗部质心偏移对弹道的影响，保证了对目标的命中精度。

技术领域

本发明属于壳体技术领域，涉及一种解决内部材料分层问题的壳体，特别涉及一种通过外圆柱齿轮啮合传动解决内部材料分层问题的壳体。

背景技术

体爆轰战斗部内部装填高能燃料，通过炸药爆炸抛撒驱动作用，高能燃料被抛撒到空气中，高能燃料与空气混合，形成大范围的活性云团，再经炸药二次起爆，活性云团产生体爆轰，释放出强烈的冲击波，是威力最大的武器之一。

体爆轰战斗部爆炸威力的提高主要依赖于内部装填燃料能量的提高，贵大勇等人在文献“高威力FAE液态燃料的优化选择”(火炸药学报，2016年，第3期14页)中报道：在液态燃料中加入金属粉末，液相燃料与金属粉末混合后形成固液相混合燃料，由于金属粉末热值很高，可以大幅度提高体爆轰战斗部内部燃料的能量。

随着国内外武器技术的竞相发展，对武器的威力需求进一步提高，而提高战斗部威力最直接的方法就是增大战斗部尺寸。而随着武器平台承重能力逐渐提高，搭载尺寸逐渐增大，加工设备的大尺寸改进，战斗部的尺寸也可以设计的越来越大，目前，体爆轰战斗部装填燃料的重量达到十吨级。

由于固液相混合燃料不能相互溶解，而且各组分密度不同，在重力作用下，固液相混合燃料中密度较大的金属粉末燃料会沉降到下部，密度较小的液态燃料会上升到上部。混合均匀的固液相混合燃料只能维持约一周时间，通过实际观察，超过一周后，固相燃料和液相燃料的分层已十分明显。而体爆轰战斗部实际应用时，从装药完成至实际使用，少则间隔几个月，多则间隔若干年，固相燃料和液相燃料必然发生分层。

体爆轰战斗部内部装填燃料的重量为10～12吨，体爆轰战斗部壳体的高度为5～6米，固相燃料的密度是液相燃料密度的2.3～2.5倍。固液相混合燃料在研制配方时给出的各组分比例为威力最大时的比例。一旦固液相混合燃料发生分层，各部位燃料在后续抛撒以及二次起爆时，不能以威力最大的比例参与爆炸反应。王海洋等人在文献“气－液－固三相体系云雾爆轰特性的实验研究”(高压物理学报，2014年12月，第28卷第6期671页)中报道：当固液混合物各组分比例不同时，体爆轰的爆轰压力、爆轰速度和临界起爆能均有很大差异，固液混合物各组分比例改变，将导致体爆轰战斗部的威力大幅度下降。

固液相混合燃料发生分层后，金属粉末在战斗部内腔下端沉积，沉积后的金属粉末会聚集成小的结块，金属粉末会以大量的小结块的形式存留在战斗部壳体内部，中心炸药抛撒后，金属粉末小结块不能破碎成粉末，金属粉末小结块只有外表面能参与爆炸反应，而小结块内部的金属粉末不参与爆炸反应，浪费了能量，导致爆炸威力进一步降低。

固液相混合燃料发生分层后，体爆轰战斗部的质心也会随之变化。李楠等人在文献“质心测量和校准技术发展趋势”(计测技术，2016年，第36卷第2期1页)中报道：在国防领域，质心位置关系到战斗部飞行姿态、飞行速度、飞行方向，最终影响战斗部弹道，战斗部的飞行轨迹取决于质心和制导系统等因素，当战斗部的质心偏离飞行平面时，会给战斗部一个附加力矩，使其运动轨迹发生改变，战斗部径向的质心偏差会导致其产生偏航力矩，轴向的质心偏差会导致其俯仰力矩，严重的质心偏移会导致战斗部失去平衡或偏离轨道，使得战斗部无法击中目标区域，因此，质心偏移将导致战斗部对目标的命中精度降低。

对于体积小质量轻的体爆轰战斗部，可以在使用前来回翻滚，使内部分层的固液相燃料再重新混合，而装填十吨级固液相混合燃料的壳体重量太大，无法通过翻滚的方式将内部燃料重新混合。