第三章導(dǎo)彈結(jié)構(gòu)總體設(shè)計(jì)

第三章

導(dǎo)彈結(jié)構(gòu)總體設(shè)計(jì)§3.1概述§3.2

結(jié)構(gòu)總體方案選擇§3.3

導(dǎo)彈結(jié)構(gòu)總體協(xié)調(diào)與設(shè)計(jì)§3.4導(dǎo)彈結(jié)構(gòu)材料及其選用原則§3.5導(dǎo)彈的電磁兼容設(shè)計(jì)和雷擊防護(hù)

§3.1概述3.1.1結(jié)構(gòu)總體設(shè)計(jì)的目的與內(nèi)容（1）結(jié)構(gòu)總體設(shè)計(jì)的目的

目的：結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)的主要關(guān)鍵（2）結(jié)構(gòu)總體設(shè)計(jì)的內(nèi)容與任務(wù)內(nèi)容：導(dǎo)彈研制的不同階段內(nèi)容的側(cè)重點(diǎn)不同3.1.2結(jié)構(gòu)總體設(shè)計(jì)的原則3.2結(jié)構(gòu)總體方案選擇與設(shè)計(jì)3.2.1總體結(jié)構(gòu)部位安排與結(jié)構(gòu)型式選擇(1)彈身艙段部位安排與結(jié)構(gòu)型式選擇1)戰(zhàn)斗部艙戰(zhàn)斗部艙的位置安排受引信特性、戰(zhàn)斗部性質(zhì)的影響。多彈頭遠(yuǎn)程彈道導(dǎo)彈的戰(zhàn)斗部艙設(shè)計(jì)

2)發(fā)動機(jī)艙與動力系統(tǒng)a.如下圖所示，對于固體火箭發(fā)動機(jī)，通常將燃燒室外殼直接作為彈身結(jié)構(gòu)的發(fā)動機(jī)艙，其噴管部分可設(shè)計(jì)尾段或級間段罩在外面，用以維形。對于正常式布局的導(dǎo)彈尾段往往可以作為導(dǎo)彈舵艙外殼。1彈頭2頭部整流罩3儀器艙4,6固體火箭發(fā)動機(jī)5級間段7尾段8尾罩(1)彈身艙段部位安排與結(jié)構(gòu)型式選擇2)發(fā)動機(jī)艙與動力系統(tǒng)b.對于液體火箭發(fā)動機(jī)系統(tǒng)，通常采用雙組元推進(jìn)劑，故有兩個主貯箱。采用泵式輸送系統(tǒng)有時需要第三種工質(zhì)，某些擠壓式輸送系統(tǒng)也用第三種工質(zhì)。第三種工質(zhì)貯箱小，如下圖中的“N”箱，它體積小，多單獨(dú)布置。1燃燒劑箱2,4增壓口3取液器5氧化劑箱6取液器7起動電器活門8高壓氣瓶9減壓器10“N”（過氧化氫）箱11燃?xì)獍l(fā)生器12渦輪泵組

13發(fā)動機(jī)燃燒室(1)彈身艙段部位安排與結(jié)構(gòu)型式選擇2)發(fā)動機(jī)艙與動力系統(tǒng)c.當(dāng)采用吸氣式發(fā)動機(jī)系統(tǒng)時，除了將發(fā)動機(jī)艙安排在全彈尾部外，重點(diǎn)是合理布局進(jìn)氣道。發(fā)動機(jī)艙殼體應(yīng)與進(jìn)氣道布局協(xié)調(diào)，應(yīng)根據(jù)外露式進(jìn)氣道（上圖）、嵌入式進(jìn)氣道（下圖）、半嵌入氣道的需要和單進(jìn)氣道、多進(jìn)氣道的特點(diǎn)合理選擇發(fā)動機(jī)艙的結(jié)構(gòu)、確定推力的傳力路線。外露亞聲速進(jìn)氣道嵌入式進(jìn)氣道(1)彈身艙段部位安排與結(jié)構(gòu)型式選擇3)貯箱（燃料艙）a.貯箱的布局：貯箱的布局有串聯(lián)布局、并聯(lián)布局兩種。串聯(lián)布局(1)彈身艙段部位安排與結(jié)構(gòu)型式選擇3)貯箱（燃料艙）b.貯箱的結(jié)構(gòu)：按貯箱的承載特點(diǎn)分為受力式貯箱和懸掛式貯箱；

按結(jié)構(gòu)型式分為硬殼式結(jié)構(gòu)、半硬殼式結(jié)構(gòu)、網(wǎng)格加筋結(jié)構(gòu)。

貯箱的受力型式網(wǎng)格形壁板(1)彈身艙段部位安排與結(jié)構(gòu)型式選擇4)制導(dǎo)與控制系統(tǒng)①儀器艙和導(dǎo)引頭的布局對于有翼式戰(zhàn)術(shù)導(dǎo)彈，不同的制導(dǎo)系統(tǒng)，所對應(yīng)的儀器艙和導(dǎo)引頭艙布置不同

b.對于大型彈道式導(dǎo)彈或運(yùn)載火箭，具體考慮如下：可以在彈頭和末級發(fā)動機(jī)之間串聯(lián)布置在同一軸線上，如左圖也可以布置在末級發(fā)動機(jī)周圍，利用整流罩作為外殼，如右圖

1頭部整流罩2彈頭3末級發(fā)動機(jī)4儀器艙內(nèi)殼體5儀器艙錐形底6儀器艙外殼體7過渡段8發(fā)動機(jī)(1)彈身艙段部位安排與結(jié)構(gòu)型式選擇②儀器艙結(jié)構(gòu)型式

4)制導(dǎo)與控制系統(tǒng)

有翼戰(zhàn)術(shù)彈通常采用整體式或硬殼式結(jié)構(gòu)，彈道式導(dǎo)彈多用桁、梁薄壁半硬殼式或硬殼式結(jié)構(gòu)。在結(jié)構(gòu)中注意考慮設(shè)備安裝設(shè)計(jì)。

儀器安裝形式主要有：

a.直接安裝在艙壁結(jié)構(gòu)上，內(nèi)壁上可以通過安裝座固定儀器；

b.通過專用支架，支架上可安裝多臺儀器。(1)彈身艙段部位安排與結(jié)構(gòu)型式選擇5）舵機(jī)艙舵機(jī)艙的布局隨舵機(jī)及其操縱機(jī)構(gòu)的布局來確定。

由于翼面轉(zhuǎn)軸和舵機(jī)及其操縱機(jī)構(gòu)安裝在舵機(jī)艙上，故此艙承受集中力，常采用硬殼式結(jié)構(gòu)或整體結(jié)構(gòu)，并設(shè)置較強(qiáng)的加強(qiáng)隔框以安裝舵機(jī)與舵面轉(zhuǎn)軸。(1)彈身艙段部位安排與結(jié)構(gòu)型式選擇

級間段處于多級串聯(lián)導(dǎo)彈的兩子級之間，其結(jié)構(gòu)型式有半硬殼式、蜂窩夾層結(jié)構(gòu)和復(fù)合材料結(jié)構(gòu)。6)級間段

薄壁加筋窗口式結(jié)構(gòu)

級間段殼體與桿系(1)彈身艙段部位安排與結(jié)構(gòu)型式選擇6)尾段對于有翼戰(zhàn)術(shù)導(dǎo)彈，多選用硬殼式結(jié)構(gòu)或半硬殼式結(jié)構(gòu)。對于彈道式導(dǎo)彈，多采用桁梁式半硬殼結(jié)構(gòu)。

對大型彈道導(dǎo)彈，應(yīng)進(jìn)行防熱結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)，設(shè)置直接接觸燃?xì)饬鞯姆罒岚夂椭С蟹罒岚獾墓羌芙Y(jié)構(gòu)。(1)彈身艙段部位安排與結(jié)構(gòu)型式選擇(2)翼面部位安排與結(jié)構(gòu)型式

3.2.1總體結(jié)構(gòu)部位安排與結(jié)構(gòu)型式選擇1)翼面的部位安排與外形尺寸由導(dǎo)彈總體設(shè)計(jì)決定，具體布局時應(yīng)注意：

a.翼面主接頭盡量避免設(shè)置在貯箱、發(fā)動機(jī)燃燒室殼體和戰(zhàn)斗部上。

b.折疊翼面盡量避免插入貯箱內(nèi)部，盡量不要插入發(fā)動機(jī)或戰(zhàn)斗部內(nèi)。2)

當(dāng)導(dǎo)彈采用箱式或筒式發(fā)射時應(yīng)采用折疊翼面。3)

翼面的結(jié)構(gòu)型式選擇主要由外載大小、相對厚度、接頭型式、重量大小、固有頻率與剛度要求等因素決定。3.2.2彈載設(shè)備的布置方案(1)設(shè)備布置原則應(yīng)滿足設(shè)備的環(huán)境條件和安裝位置、方位的要求，保證設(shè)備正常、可靠地工作。2)在保證設(shè)備工作要求和檢測、維修要求的前提下，盡可能集中安裝在儀器艙，提高艙內(nèi)空間利用率。3)在保證設(shè)備完成其工作的前提下，盡可能布置在最先拋棄的子級上或部段上，減輕飛行重量。4)在彈體橫截圓平面內(nèi)盡可能均勻布置或?qū)ΨQ布置設(shè)備，使彈體質(zhì)心橫偏小，利于飛行制導(dǎo)與穩(wěn)定控制。5)同一系統(tǒng)（回路）諸設(shè)備或一套設(shè)備包含的諸儀器、組件等應(yīng)盡量集中布置，以減少電纜或?qū)Ч荛L度。6)應(yīng)便于使用維護(hù)和檢測。(2)設(shè)備布置方案3.2.2彈載設(shè)備的布置方案1）從設(shè)備的功嫩和用途考慮；2）從設(shè)備性能和安裝要求考慮；3）從使用要求考慮；4）從設(shè)備配套機(jī)械連接考慮控制系統(tǒng)主要電氣設(shè)備在彈上布置方案

1慣性穩(wěn)定平臺2二級變換放大器3速率陀螺儀4二級電池5一級變換放大器6一級電池

7一級副配電器8一級點(diǎn)火控制器9電阻盒10二級副配電器11計(jì)算機(jī)12主配電器3.2.3分離系統(tǒng)結(jié)構(gòu)方案按分離運(yùn)動特點(diǎn)分：縱向分離——通常在有翼戰(zhàn)術(shù)導(dǎo)彈（例如地空彈、海防彈）用，總的來說是在串聯(lián)使導(dǎo)彈長細(xì)比過于大時采用。橫向分離——通常在有翼戰(zhàn)術(shù)導(dǎo)彈和彈道導(dǎo)彈用2)按分離方式分：

熱分離——主要應(yīng)用于彈道式導(dǎo)彈。

冷分離——在戰(zhàn)術(shù)有翼導(dǎo)彈上應(yīng)用較多。

(1)級間分離方案3.2.3分離系統(tǒng)結(jié)構(gòu)方案(2)頭體分離方案單彈頭頭體分離方案：分彈射式分離和減速式分離（制動分離）兩種。分離裝置主要由解鎖裝置和分離沖量裝置組成。2)多彈頭頭體分離:要先完成母艙與彈體分離，再完成分彈頭與母艙分離兩項(xiàng)任務(wù)。

母艙與彈體末級發(fā)動機(jī)分離過程示意圖

1母艙2末級發(fā)動機(jī)3彈頭4反推火箭(3)頭罩分離系統(tǒng)結(jié)構(gòu)方案3.2.3分離系統(tǒng)結(jié)構(gòu)方案1)整體軸向分離

拋射頭罩的分離沖量裝置一般采用正推火箭，有兩種可能方案:

——

一個火箭方案

——二個火箭方案整體分離頭罩的沖量裝置示意圖

(a)裝有軸線傾斜的火箭(b)裝有工作時間不等兩火箭3.2.3分離系統(tǒng)結(jié)構(gòu)方案(3)頭罩分離系統(tǒng)結(jié)構(gòu)方案2)兩半罩對開側(cè)向平移分離

分離時首先軸向分離解鎖，緊接著橫向分離面分離，把頭罩切成兩半罩的同時，將兩半罩向外（側(cè)）推離開。

整體分離頭罩的沖量裝置示意圖

此種分離方案若用用無污染炸藥索推力分離系統(tǒng)（見左圖），作為橫向分離面的分離裝置，頭罩下端采用爆炸螺栓或包帶夾塊裝置作為分離裝置，分離時頭罩下端先分離。(3)頭罩分離系統(tǒng)結(jié)構(gòu)方案3.2.3分離系統(tǒng)結(jié)構(gòu)方案2)兩半罩對開側(cè)向平移分離1殼體蒙皮2炸藥蒙3壓環(huán)4柔性管或氣囊5連接件6槽形件7活塞8連接鎖釘3.2.3分離系統(tǒng)結(jié)構(gòu)方案3)對開側(cè)向轉(zhuǎn)動分離

(3)頭罩分離系統(tǒng)結(jié)構(gòu)方案

頭罩分離時，分離面解鎖后，彈簧力使兩個罩各自繞鉸鏈向外側(cè)轉(zhuǎn)動并獲得離心力，離心力增至某一值后，半罩就自動脫出鉸鏈，完全與彈體脫離。其結(jié)構(gòu)示意圖如下圖所示。

1半罩2輔助彈簧組件3橫向連接解鎖裝置4主彈簧組件5活動鉸鏈6縱向連接解鎖裝置§

3.3導(dǎo)彈結(jié)構(gòu)總體協(xié)調(diào)與設(shè)計(jì)

主要任務(wù)：四大任務(wù)主要原則：六項(xiàng)原則3.3.1彈體與發(fā)動機(jī)的結(jié)構(gòu)協(xié)調(diào)

發(fā)動機(jī)是彈體的重要組成部段，在彈體長度上占很大比例。其噴管尺寸也影響艙段長度。發(fā)動機(jī)上還安裝有其他系統(tǒng)組件，并且與有關(guān)艙段有對接和接口關(guān)系等，因此，必須重視彈體與發(fā)動機(jī)結(jié)構(gòu)協(xié)調(diào)。主要重視三個方面的協(xié)調(diào)：（1）發(fā)動機(jī)與相鄰部段的結(jié)構(gòu)協(xié)調(diào)（2）對于多級彈道式導(dǎo)彈，用尾段和尾罩保護(hù)發(fā)動機(jī)尾部的情況，一級發(fā)動機(jī)噴管伸入尾罩內(nèi)長度應(yīng)與尾罩內(nèi)部空間協(xié)調(diào)，并保證噴管擺動不與尾罩相碰。（3）與相鄰艙段的連接協(xié)調(diào)3.3.1彈體與發(fā)動機(jī)的結(jié)構(gòu)協(xié)調(diào)例：發(fā)動機(jī)封頭和裙的形狀尺寸應(yīng)與相鄰艙段內(nèi)的結(jié)構(gòu)尺寸、設(shè)備安裝協(xié)調(diào)，在滿足設(shè)備與封頭間的間隙要求條件下，確定封頭外形尺寸界限H值（如圖）。1儀器艙2安裝板3設(shè)備4發(fā)動機(jī)封頭3.3.2彈體與彈載設(shè)備的結(jié)構(gòu)協(xié)調(diào)

（1）設(shè)備外形及尺寸界限與艙體結(jié)構(gòu)協(xié)調(diào)在協(xié)調(diào)確定設(shè)備的外形及尺寸界限時，對于一些大型設(shè)備，應(yīng)盡量縮短它在導(dǎo)彈縱軸方向的尺寸，如下圖中的設(shè)備長度尺寸等。若不能全部縮短時，則可將設(shè)備外形設(shè)計(jì)成與彈內(nèi)對應(yīng)空間形狀相類似或相適應(yīng)的形狀。1，8發(fā)動機(jī)2級間段3級間分離面4、5、6彈載設(shè)備7電連接器3.3.2彈體與彈載設(shè)備的結(jié)構(gòu)協(xié)調(diào)

（1）設(shè)備外形及尺寸界限與艙體結(jié)構(gòu)協(xié)調(diào)

在協(xié)調(diào)設(shè)備外形、尺寸與艙體結(jié)構(gòu)時，還要考慮它們工作時的變形問題。例如，采用復(fù)合材料殼體的發(fā)動機(jī)工作時，在很高內(nèi)壓下會產(chǎn)生膨脹變形，其中封頭的變形會減少與其鄰近設(shè)備的間隙，甚至?xí)霈F(xiàn)相碰或卡死現(xiàn)象。

又例如，應(yīng)考慮支撐設(shè)備的過渡件（構(gòu)架、隔板等）在飛行過載作用下的變形，有可能使其上安裝的設(shè)備與相鄰結(jié)構(gòu)相碰等。

對于中小型有翼戰(zhàn)術(shù)導(dǎo)彈，彈上的主要設(shè)備，例如導(dǎo)引頭、紅外引信、遙控應(yīng)答機(jī)、無線電引信和導(dǎo)引頭都是把彈體作為設(shè)備外殼。紅外引信則把彈體作為安裝元、部件的基座兼外殼，如下圖所示的某地空導(dǎo)彈紅外光學(xué)引信。3.3.2彈體與彈載設(shè)備的結(jié)構(gòu)協(xié)調(diào)（2）設(shè)備安裝方式、連接結(jié)構(gòu)與彈體協(xié)調(diào)紅外引信外形

此項(xiàng)協(xié)調(diào)中必需考慮設(shè)備安裝中擰緊固定設(shè)備的連接件所必需的空間，檢測、維修設(shè)備所必需的操作空間。3.3.2彈體與彈載設(shè)備的結(jié)構(gòu)協(xié)調(diào)（3）電連接器與彈體結(jié)構(gòu)協(xié)調(diào)

有些設(shè)備安裝后，周圍空間不開敞，或者其鄰近的結(jié)構(gòu)件有相對運(yùn)動，則設(shè)備上與電纜有插接關(guān)系的電連接器位置，也需經(jīng)結(jié)構(gòu)協(xié)調(diào)后確定，以保證容易進(jìn)行插拔操作，并使連接器不被運(yùn)動的構(gòu)件碰壞。

在此項(xiàng)協(xié)調(diào)中，也必需考慮操作空間要求。

（4）協(xié)調(diào)的方法和手段

1.三維空間結(jié)構(gòu)協(xié)調(diào)圖2.模樣彈裝配制造3.3.3彈體結(jié)構(gòu)與地面設(shè)備的結(jié)構(gòu)協(xié)調(diào)

彈體與地面設(shè)備之間的結(jié)構(gòu)協(xié)調(diào)，有些內(nèi)容在選定導(dǎo)彈起吊、轉(zhuǎn)載、運(yùn)輸、停放等結(jié)構(gòu)總體方案時就已經(jīng)陸續(xù)進(jìn)行了，結(jié)構(gòu)總體方案確定后，則需要全面和系統(tǒng)的進(jìn)行更具體的結(jié)構(gòu)協(xié)調(diào)工作，并將有關(guān)的協(xié)調(diào)結(jié)果和相互要求寫入設(shè)計(jì)文件中，以作為有關(guān)系統(tǒng)進(jìn)行結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)時的依據(jù)和條件。3.3.4彈體開口及突起物布局安排協(xié)調(diào)彈體上的開口主要有如下幾種：

1設(shè)備安裝或更換艙口；

2發(fā)動機(jī)噴管、反向噴管通過口；艙段對接連接件安裝艙口；各彈載系統(tǒng)與地面設(shè)備間的機(jī)械、電器、氣路、液路等接口結(jié)構(gòu)安裝口或通過口；

5地面檢測、維修和發(fā)射準(zhǔn)備等使用操作艙口。3.3.4彈體開口及突起物布局安排協(xié)調(diào)

彈外突起物位置和外形尺寸協(xié)調(diào)確定時，還應(yīng)考慮盡量減少對彈體氣動特性的不利影響。為此可考慮采取如下設(shè)計(jì)措施：盡量減小突起物在彈體徑向和周向的結(jié)構(gòu)尺寸；突起物外形在導(dǎo)彈飛行方向前端應(yīng)制出斜角，盡量避免采取有與彈壁垂直的表面，如不妨礙使用功能，突起物之外盡量加整流罩；突起物應(yīng)分散地沿圓周對稱布置。3.3.5部段連接結(jié)構(gòu)協(xié)調(diào)

確定各分離面上與連接型式相協(xié)調(diào)的連接點(diǎn)的數(shù)量和位置精確度彈翼彈身連接結(jié)構(gòu)在結(jié)構(gòu)型式和受力傳力上相互協(xié)調(diào)對各艙段、各部件分別提出連接結(jié)構(gòu)協(xié)調(diào)技術(shù)要求

協(xié)調(diào)內(nèi)容：3.3.6彈體結(jié)構(gòu)偏差的分析與控制（1）彈體結(jié)構(gòu)偏差類別與影響1）彈體軸線偏斜2）長度尺寸偏差3）各艙（部）段方位相對扭轉(zhuǎn)4）艙（部）段軸線相互錯移3.3.6彈體結(jié)構(gòu)偏差的分析與控制（2）艙（部）段結(jié)構(gòu)偏差及其控制1）端面垂直度偏差2）艙（部）段對接端面定位孔位置度及其控制3）艙體端面直徑偏差和圓度偏差及其控制4）端框端面平面度及其控制

5）艙（部）段長度偏差及其控制

……3.3.6彈體結(jié)構(gòu)偏差的分析與控制（3）彈體結(jié)構(gòu)偏差的計(jì)算

彎折偏差錯移偏差扭轉(zhuǎn)偏差總體偏差彎折偏差

將相互連接的兩艙（部）段的軸線投影到某一平面上，其交角稱為兩艙（部）段在該平面內(nèi)的彎折偏差（如下圖）。對于靠端面對合（對接）的艙段，造成彎折偏差的原因是艙段端面和它的基準(zhǔn)軸線不垂直，由此而形成的彎折偏差為：（5.3-2）

（5.3-3）

(5.3-4)

且彎折偏差式中、分別為兩結(jié)合面的最大跳動量，如下圖所示D為艙段直徑（m）

當(dāng)艙段間采用套接連接時，如果套接長度較短，連接所用的徑向螺釘與釘孔之間的間隙為（見下圖），則由此形成的彎曲偏差為：（5.3-5）

彎折偏差

由第結(jié)合面的彎折偏差在計(jì)算點(diǎn)處形成的對基準(zhǔn)面的偏移為：（5.3-6）式中——第結(jié)合面至計(jì)算點(diǎn)的距離。

由各結(jié)合面彎折偏差引起的計(jì)算點(diǎn)到同一基準(zhǔn)面的總偏移值為（5.3-7）

彎折偏差

圖表示有四個艙段結(jié)合面Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ、Ⅳ的情況下，計(jì)算點(diǎn)（頭部頂點(diǎn)）至基準(zhǔn)面Ⅳ間，由彎折偏差引起的頭部頂點(diǎn)的偏移量。彎折偏差對頭部頂點(diǎn)偏離量的示意圖

錯移偏差

相鄰艙（部）段的軸線在結(jié)合面上的錯移量稱為錯移偏差（如下圖）。顯然錯移偏差主要是由于結(jié)合面處，兩艙（部）段套接時的配合間隙或?qū)訒r的同心度誤差所造成的。

由于各結(jié)合面的錯移偏差引起的計(jì)算點(diǎn)至同一基準(zhǔn)面的總錯移值為：

錯移偏差

（5.3-8）

式中

——計(jì)算點(diǎn)至基準(zhǔn)面之間，艙（部）段的結(jié)合面總數(shù)。

下圖表示有四個艙（部）段結(jié)合面Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ、Ⅳ的情況下，頭部頂點(diǎn)至結(jié)合面Ⅳ之間，由錯移偏差和彎折偏差引起的軸線偏移量。艙段外形尺寸及連接偏差

扭轉(zhuǎn)偏差

相鄰艙（部）段剖面基準(zhǔn)線的相對扭角（如下圖）稱為扭轉(zhuǎn)偏差。扭轉(zhuǎn)偏差

造成扭轉(zhuǎn)偏差可能的原因有：①

加工制造誤差。例如兩個對接框用軸向螺栓連接時（如下圖），螺栓的位置和孔的位置相對基準(zhǔn)軸線有加工誤差，對合后就要形成艙段間的扭轉(zhuǎn)偏差。②由于裝配型架的誤差，使相鄰兩個艙段的連接框之間產(chǎn)生扭轉(zhuǎn)偏差。扭轉(zhuǎn)偏差

③由測量基準(zhǔn)的誤差造成的扭轉(zhuǎn)偏差，如下圖所示。

和兩個剖面上各有兩個測量點(diǎn)和，由于裝配夾具本身存在有制造誤差，致使測量點(diǎn)標(biāo)記、之間會出現(xiàn)角度誤差。

扭轉(zhuǎn)偏差

例:某地-空導(dǎo)彈規(guī)定、點(diǎn)的制造誤差不大于±0.25mm，艙體半徑為250mm，折算成角度誤差為：

故總的最大可能的相對扭轉(zhuǎn)偏差（取、、的最大值疊加）為：實(shí)際上按均方根法計(jì)算比較合理故有：由于各結(jié)合面的扭轉(zhuǎn)偏差引起的計(jì)算點(diǎn)至同一基準(zhǔn)面的總偏差值為：（5.3-9）（5.3-10）總偏移量

彈體計(jì)算剖面軸線對基準(zhǔn)剖面軸線的總偏移量假設(shè)各艙（部）段對接后，其軸線在同一平面內(nèi)，軸線的傾斜方向是隨機(jī)的；而且對接面為剛性平面，引起各艙（部）段軸線偏斜的諸因素為獨(dú)立的隨機(jī)變量。則所計(jì)算的剖面軸線對基準(zhǔn)剖面軸線的總偏移量為：（5.3-11）

總偏移量

例已知：彈身各艙段的連接形式及有關(guān)的尺寸與允許偏差如右表所示。艙段的外形尺寸如圖所示，求：導(dǎo)彈頭部頂點(diǎn)對基準(zhǔn)剖面（第Ⅳ結(jié)合面）軸線的總偏離量。總偏移量

解：各結(jié)合面的錯移偏差直接形成頭部頂點(diǎn)的偏離，這些偏差的最大值可由表得出如下：

下面計(jì)算彎折偏差對頭部頂點(diǎn)偏離量，為清晰起見以上圖所示，基準(zhǔn)艙段的計(jì)算剖面（第Ⅳ結(jié)合面）的垂直度誤差所造成彎折偏差，其最大值為：總偏移量

而彎折偏差所造成的頭部頂點(diǎn)偏離量近似（因很?。椋和砜汕蟪銎溆嘟Y(jié)合面的彎折偏差所造成的頭部頂點(diǎn)偏離量如下：總偏移量

可以把所有的和加起來，看作頭部頂點(diǎn)離計(jì)算剖面軸線的極限偏離量，其值為：

但是，在合格制件中實(shí)際偏差的值和方向是隨機(jī)的，因而上式總偏離量用最大偏差值的代數(shù)和計(jì)算顯然偏大，按均方根法計(jì)算比較合理。按均方根法計(jì)算得到的頭部頂點(diǎn)偏離量為：3.3.6彈體結(jié)構(gòu)偏差的分析與控制（4）確定彈體結(jié)構(gòu)連接偏差的方法

目前，確定彈體結(jié)構(gòu)連接偏差的方法主要是靠經(jīng)驗(yàn)。具體方法有類比法、分析法兩種。（下面只介紹類比法）

根據(jù)總體設(shè)計(jì)的要求參考已有類似型號產(chǎn)品的資料，憑設(shè)計(jì)者的經(jīng)驗(yàn)與技術(shù)分析能力，確定結(jié)構(gòu)偏差。具體原則是：①確定的偏差與類似型號產(chǎn)品的數(shù)據(jù)基本一致；②偏差大小與生產(chǎn)單位的特點(diǎn)和技術(shù)水平一致，基本應(yīng)采用經(jīng)濟(jì)精度，例如尺寸精度多采用8-9級，形位公差采用7-8級；類比法③偏差大小應(yīng)與結(jié)構(gòu)型式、艙段剛度相適應(yīng)，整體結(jié)構(gòu)偏差小于蒙皮骨架結(jié)構(gòu)，剛度大的偏差小于剛度小的艙段。④偏差大小與艙段特性及其位置有關(guān)，頭部及其相鄰艙段精度要求高，作為測量基準(zhǔn)的艙段精度要求高。這種方法的優(yōu)點(diǎn)是簡便，易于操作實(shí)行；缺點(diǎn)是精度制定依據(jù)不充分，難以做到制定準(zhǔn)確，處理超差和生產(chǎn)中的問題時難于找到恰當(dāng)?shù)?、有根?jù)的解決辦法。3.3.6彈體結(jié)構(gòu)偏差的分析與控制（4）確定彈體結(jié)構(gòu)連接偏差的方法

§3.4導(dǎo)彈結(jié)構(gòu)材料及其選用原則

導(dǎo)彈的結(jié)構(gòu)材料是導(dǎo)彈結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)必需的物質(zhì)基礎(chǔ)。先進(jìn)的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)必需要先進(jìn)結(jié)構(gòu)材料的支持。采用先進(jìn)的材料對減輕導(dǎo)彈質(zhì)量，提高導(dǎo)彈結(jié)構(gòu)工藝性，提高導(dǎo)彈的性能起著至關(guān)重要的作用。因此，要成功地完成導(dǎo)彈結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)，必須對現(xiàn)代導(dǎo)彈結(jié)構(gòu)材料性能、特點(diǎn)、最新成果、應(yīng)用情況及發(fā)展趨勢有全面的了解。本節(jié)僅介紹導(dǎo)彈結(jié)構(gòu)材料的現(xiàn)狀和選用原則，為彈體結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)提供相關(guān)的材料科學(xué)基礎(chǔ)。3.4.1導(dǎo)彈結(jié)構(gòu)材料的分類與現(xiàn)狀

導(dǎo)彈結(jié)構(gòu)使用的材料種類很多，按材料的功能可分為結(jié)構(gòu)材料和功能材料；按材料的性質(zhì)可分為金屬材料、非金屬材料和復(fù)合材料。

作用

材料選擇

結(jié)構(gòu)材料用來承受外載荷，保證結(jié)構(gòu)的強(qiáng)度和剛度機(jī)械性能較高的金屬、非金屬材料

功能材料著重利用其聲、光、電、熱、磁等項(xiàng)功能與效應(yīng)在比重、導(dǎo)電、透無線電波、耐磨、絕熱、防銹、彈性、吸振、粘結(jié)、涂敷、密封等方面有獨(dú)特性能的材料。這些材料常常是各種非金屬材料按功能分3.4.1導(dǎo)彈結(jié)構(gòu)材料的分類與現(xiàn)狀按材料的性質(zhì)分金屬材料鋁合金、鎂合金、鈦合金、高強(qiáng)度合金鋼和不銹鋼等非金屬材料樹脂基復(fù)合材料、金屬基復(fù)合材料、防熱材料、阻尼材料、密封材料、陶瓷材料、塑料、隱身材料、梯度材料3.4.2導(dǎo)彈結(jié)構(gòu)材料的選用原則（1）充分利用材料的機(jī)械性能（力學(xué)性能）、物理性能，使結(jié)構(gòu)質(zhì)量最小，剛度最好。因此，最基本的原則是在滿足強(qiáng)度、剛度條件下，使結(jié)構(gòu)質(zhì)量最小。

評判材料剛度——質(zhì)（重）量特性的判據(jù)是比剛度，即材料的彈性模量與材料密度之比（）。

評判材料強(qiáng)度——質(zhì)（重）量特性的判據(jù)是比強(qiáng)度。所謂比強(qiáng)度就是材料的強(qiáng)度極限與密度的比值（）。不同的受力形式，比強(qiáng)度的表達(dá)式是不一樣的，其中的值隨破壞形式而變化。3.4.2導(dǎo)彈結(jié)構(gòu)材料的選用原則（2）選用的材料應(yīng)能滿足結(jié)構(gòu)的技術(shù)要求（3）材料要滿足導(dǎo)彈結(jié)構(gòu)的環(huán)境適應(yīng)性要求，具有足夠的環(huán)境穩(wěn)定性。

（4）所選用材料應(yīng)具有良好的工藝性能。

（5）選用的材料成本要低，來源要充足，供應(yīng)要方便。

（6）優(yōu)先選用已有型號導(dǎo)彈上已應(yīng)用成熟的材料，對所選用的新材料其質(zhì)量應(yīng)穩(wěn)定，應(yīng)有驗(yàn)收標(biāo)準(zhǔn)，有良好的供應(yīng)渠道，能為設(shè)計(jì)、制造提供有關(guān)性能文件，并經(jīng)試用合格。重要的零件還應(yīng)規(guī)定代用材料。3.4.3導(dǎo)彈結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)中常用的材料（1）黑色金屬材料（2）有色金屬材料1）鋁合金2）鎂合金3）鈦及鈦合金(3)結(jié)構(gòu)復(fù)合材料1)復(fù)合材料的分類復(fù)合材料的特點(diǎn)(3)結(jié)構(gòu)復(fù)合材料復(fù)合材料的特點(diǎn)密度低，比強(qiáng)度、比模量高具有各向異性和可設(shè)計(jì)性耐疲勞層間強(qiáng)度低，對沖擊損傷敏感對濕/熱環(huán)境較敏感復(fù)合材料構(gòu)件的制造特點(diǎn)某些復(fù)合材料有較高的使用溫度(3)結(jié)構(gòu)復(fù)合材料2）復(fù)合材料及其主要用途a.聚合物基復(fù)合材料（PMC）

PMC可用于導(dǎo)彈艙體、尾翼、導(dǎo)彈構(gòu)架、防熱隔板、口蓋以及固體發(fā)動機(jī)殼體等各種重要結(jié)構(gòu)部件，目前已成為固體導(dǎo)彈的基本結(jié)構(gòu)材料之一，其中應(yīng)用最廣的是玻璃鋼、炭/環(huán)氧、芳綸/環(huán)氧等熱固性樹脂基復(fù)合材料。它們具有復(fù)合材料的各種優(yōu)點(diǎn)，使用溫度中等，技術(shù)最成熟。b.金屬基復(fù)合材料（MMC）c.陶瓷基復(fù)合材料（CMC）d.碳/碳復(fù)合材料（C/C）C/C的主要特點(diǎn)是具有優(yōu)良的耐燒蝕、抗熱震和耐高溫性能。它強(qiáng)度高、質(zhì)量輕，經(jīng)防氧化處理后可在1650～2750℃的高溫下保持其性能。主要用作導(dǎo)彈彈頭燒蝕材料、發(fā)動機(jī)喉襯及其它要求耐高溫高速氣流燒蝕、沖刷的防熱結(jié)構(gòu)件。

采用夾層材料的主要目的是為提高構(gòu)件的彎曲剛度，充分利用材料的強(qiáng)度，減輕結(jié)構(gòu)質(zhì)量或消音、隔熱、常用于翼面、舵面、艙門、壁板、整流罩、雷達(dá)罩、導(dǎo)彈適配器等結(jié)構(gòu)中。e.夾層復(fù)合材料

(4)熱防護(hù)材料

熱防護(hù)材料一般是用噴涂、刮涂、包覆、粘接等方法使其附著于彈體結(jié)構(gòu)的表面，防止外界的熱量傳入結(jié)構(gòu)件從而起到保護(hù)作用。有的熱防護(hù)材料也能作為結(jié)構(gòu)材料的一部分,使防熱和結(jié)構(gòu)兩種功能兼顧。

彈體結(jié)構(gòu)的熱防護(hù)材料種類很多，按防熱的機(jī)理可分為燒蝕式、隔熱式、發(fā)汗冷卻式、熱沉式和輻射式。按材料的性質(zhì)形成可分為樹脂基增強(qiáng)塑料、防熱涂層、陶瓷基防熱材料、升華型碳基材料、非金屬隔熱材料、柔性防熱材料、防熱膩?zhàn)拥取?/p>

(4)密封材料

密封材料是指用來防止流體介質(zhì)泄漏的材料，它在導(dǎo)彈上得到了廣泛的應(yīng)用。

橡膠密封材料是目前應(yīng)用最廣的一種密封材料。這是因?yàn)樗鼈兙哂袕椥院?、壽命長、耐腐蝕性好、制造工藝簡單、成本低等特點(diǎn)。用于制造密封元件的橡膠的品種很多。廣泛地應(yīng)用在彈體上的各種口蓋、殼段對接面、窗口、法蘭等處的密封。

(5)精密合金及功能材料自學(xué)內(nèi)容§

3.5導(dǎo)彈的電磁兼容設(shè)計(jì)和雷擊防護(hù)電磁兼容設(shè)計(jì)的定義：使被設(shè)計(jì)的系統(tǒng)最大限度地抑制和減少各種電磁干擾，使系統(tǒng)在規(guī)定的電磁環(huán)境中正常可靠地工作電磁兼容設(shè)計(jì)的必要性：電磁干擾有可能使設(shè)備或系統(tǒng)的工作性能下降、失靈，嚴(yán)重時會造成災(zāi)難性后果。所以電磁兼容設(shè)計(jì)特別是防雷擊設(shè)計(jì)已成為導(dǎo)彈現(xiàn)代設(shè)計(jì)的重要組成部分，具體要求和布置應(yīng)當(dāng)在防護(hù)系統(tǒng)總體設(shè)計(jì)中提出，并在結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)中實(shí)現(xiàn)。3.5.1導(dǎo)彈的電磁干擾

導(dǎo)彈飛行過程中的電磁干擾一般可分為外部干擾（靜電干擾）和內(nèi)部干擾（電氣和無線電干擾）兩種。3.5.2火花放電對導(dǎo)彈的危害1）強(qiáng)烈的無線電干擾，嚴(yán)重時會造成無線電設(shè)備不能正常工作；2）易引起火災(zāi)和爆炸；3）飛行中當(dāng)與帶異性電荷的大氣團(tuán)接近時，將發(fā)生雷擊現(xiàn)象。3.5.3電搭接電接法是解決上述問題的常用手段之一:(1)電搭接的要求：①凡面積超過0.2m2或長度超過0.5m的金屬零件如帶條、導(dǎo)管、屏蔽軟管等均應(yīng)電搭接；②安裝電搭接前要打磨接觸處，打磨范圍應(yīng)超過搭接線外緣2~3m，使之發(fā)出金屬光澤；凡零件表面有鍍錫、銀、鋅、鎘、鉻、鎳等金屬保護(hù)層者，均不必打磨，但要用酒精或汽油清洗和涂油；③電搭接線必須保證在安裝固定后，能承受振動、膨脹與收縮的影響。安裝位置應(yīng)便于地面檢查和更換，并裝在較大的零件上，且不得因此而減弱結(jié)構(gòu)的強(qiáng)度；④在滿足電搭接電阻和活動范圍要求的情況下，盡量選用截面小和長度短的電搭接線；⑤保證導(dǎo)彈在各種飛行狀態(tài)下，電搭接線均不得與操縱系統(tǒng)的活動構(gòu)件相碰。3.5.3電搭接(2)電搭接的一般方法：①利用結(jié)構(gòu)本身的連接（鉚接和螺接）進(jìn)行電搭接

②增設(shè)電搭接零件，如搭接線、搭接片、金屬搭接條（帶）以及利用卡箍、導(dǎo)管固定座等搭接。

搭接片和搭接線(2)電搭接的一般方法：帶可分離端子的搭接件

減震設(shè)備的電搭接

3.5.4雷擊防護(hù)1）雷擊對結(jié)構(gòu)的危害

2）雷擊防護(hù)原則

①雷擊放電必須限制在彈體的外表面，不得進(jìn)入彈體內(nèi)部。②彈體表面上應(yīng)有良好的電連接，低的阻抗，使電荷傳輸時電壓最小。彈體表面導(dǎo)電通道應(yīng)具有傳輸200KA的雷電峰值（雷電擊中時）電流和在1~2s

內(nèi)傳輸500C電荷能量的能力，且無高熱和起火