发射装置导轨的挂装校核方法*
2020-07-09曹燎原
曹燎原，舒 陶
(中国空空导弹研究院， 河南洛阳 471009)
0 引言
导轨发射装置装有一条或一组引导导弹滑行轨道，导弹挂装在导轨上并在推进系统点火后沿导轨滑行然后分离。导轨发射装置悬挂的导弹滑块有T型内滑块和U型外滑块两种，典型的三滑块连接形式为“T-T-T”和“T-U-T ”[1]。随着导弹对静态悬挂精度[2]的要求越来越高，导弹挂装后，要求导轨对导弹的俯仰、偏航、滚转有严格约束，同时导轨尺寸的约束不能影响导弹的顺利挂装，对导轨的接口设计带来了新的要求。文中给出了导轨的挂装校核方法，对导轨设计具有一定的指导意义。
导轨发射装置的离轨方式有“同时离轨”和“顺序离轨”[3]。采用“同时离轨”方式的导轨，悬挂的导弹滑块一般为“T-T”和“T-U”两滑块形式，且只在相对重量较大的导弹上实施，有一定特殊性，文中不进行讨论。“顺序离轨”是指导弹前、中、后滑块依次离开导轨[4]，“顺序离轨”的导轨均采用典型的三滑块形式，分别为“T-T-T”导轨和“T-U-T ”导轨。
1 T-T-T导轨
导轨截面为“T”型截面，与所悬挂导弹的滑块截面相同，导轨在对应的滑块位置开有缺口，作为导弹挂装的初始安装位置，见图1。导弹的3个“T”型滑块对应装入导轨缺口(一般最后一个挂弹缺口为导轨末端)，然后推动导弹到达设定的悬挂位置，完成导弹挂装。
图1 “T-T-T”导轨挂弹缺口
导弹滑块挂装入导轨后，每个对应面均有间隙，典型配合截面如图2所示。
导弹静态挂装的俯仰、滚转精度与“T”型槽间隙S1值有关，偏航精度与滑块侧向间隙S2、S3有关[4]。
1.1 导轨参数
导轨参数主要是“T”型槽尺寸和挂弹缺口尺寸。图3为“T-T-T”三滑块悬挂进行的相关导轨参数，其中，后滑块挂弹缺口为导轨末端。
图2 “T-T-T”导轨典型挂装截面
图3 “T-T-T”导轨相关参数
图3中:E1、E2为前、中滑块挂弹缺口长度；M1、M2为前、中滑块挂弹缺口宽度；A1、A2为前中、前后挂弹缺口间距；D1、D2、D3为前、中、后滑块悬挂位置导轨顶部宽度；H1、H2、H3为前、中、后滑块悬挂位置导轨底部宽度；B1、B2、B3为前、中、后滑块悬挂位置导轨内腔高度。
1.2 导弹滑块参数
导弹滑块参数主要有滑块尺寸、滑块间距尺寸。图4为“T-T-T”三滑块相关参数。
图4 “T-T-T”导弹滑块相关参数
图4中：e1、e2、e3为前、中、后滑块长度；a1、a2为前中、前后滑块间距；d1、d2、d3为前、中、后滑块顶部宽度；h1、h2、h3为前、中、后滑块底部宽度；b1、b2、b3为前、中、后滑块厚度。
2 T-U-T导轨
导轨分为内外轨，其中内轨为“T”型截面，外轨为“U”型截面。导轨在对应的滑块位置开有缺口，作为悬挂物挂装的初始安装位置，见图5。导弹的两个“T”型滑块对应装入导轨前、后缺口(一般最后一个挂弹缺口为导轨末端)，“U”型滑块对应外轨的起始位置，然后推动导弹到达设定的悬挂位置，完成导弹挂装。
导弹挂装后，内、外轨与T型、U型滑块配合间隙见图6。
图6 “T-U-T”导轨典型挂装截面
导弹静态挂装的俯仰、滚转精度与挂装后的弹架间隙S4、S7值有关，偏航精度与弹架侧向间隙S6～S9有关。
2.1 导轨参数
导轨参数主要是“T”型、“U”型槽尺寸和挂弹缺口尺寸，图7为“T-U-T”三滑块悬挂进行的相关导轨参数，其中，中滑块挂弹缺口是“U”型导轨末端。
图7中:E4为前滑块挂弹缺口长度；M4、M5为前、中滑块挂弹缺口宽度；A3、A4为前中、前后挂弹缺口间距；D4、D5、D6为前、中、后滑块悬挂位置导轨顶部宽度；H4、H5、H6为前、中、后滑块悬挂位置导轨底部宽度；B4、B5、B6为前、中、后滑块悬挂位置导轨内腔高度。
2.2 导弹滑块参数
导弹滑块参数主要有滑块尺寸、滑块间距尺寸。图8为“T-U-T”导弹三滑块相关参数。
图8 “T-U-T”导弹滑块相关参数
图8中：e4、e5、e6为前、中、后滑块长度；a3、a4为前中、前后滑块间距；d4、d5、d6为前、中、后滑块顶部宽度；h4、h5、h6为前、中、后滑块底部宽度。
3 校核方法
发射装置导轨要实现导弹顺利挂装，应满足以下条件：
1)导轨挂弹缺口长度、宽度尺寸应分别大于导弹相应滑块长度、宽度尺寸；
2)导轨挂弹缺口间距尺寸应涵盖导弹三滑块间距尺寸；
3)导轨(内腔)截面尺寸应大于导弹滑块(外廓)截面尺寸；
4)导轨容许最大轮廓应大于导弹三滑块最大轮廓。
下文对1)～4)条件分别进行判别。
3.1 导轨挂弹缺口宽度尺寸判别
导轨挂弹缺口宽度尺寸要大于滑块最大宽度；挂弹缺口长度尺寸要保证挂弹需求，每个缺口长度大于对应滑块长度尺寸，同时也要满足导弹发射后顺利离轨的安全性，保证中、后导弹滑块顺利通过导轨的前、中挂弹缺口。
对于“T-T-T”形式导轨，应满足：M1>d1;M2>d2;D3>d3；M1≥M2≥D3；E1>e1;E2>e2；e2>E1;e3>E2>E1。
对于“T-U-T”形式导轨，应满足：M4>d4;M5
3.2 缺口间距尺寸判别
导轨航向方向必须保证导轨缺口间距包容导弹滑块间距。
对于“T-T-T”形式导轨，应满足：a1>A1;A1+E2>a1+e2;a2>A2；A1+E2-min{(E1-e1);(E2-e2)}>a1+e2；a2>A2-min{(E1-e1);(E2-e2)}。
对于“T-U-T”形式导轨，应满足：a3>A3；a4>A4-(E3-e4)。
3.3 导轨截面尺寸与导弹滑块尺寸判别
导弹滑块进入挂弹缺口后，导轨内腔截面尺寸要包容导弹滑块尺寸，包括发射时保证所有滑块顺利通过导轨内腔。
对于“T-T-T”形式导轨，应满足：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。
对于“T-U-T”形式导轨，应满足：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 导轨容许最大轮廓判别
导弹三滑块在弹体上会存在滑块之间相对(绕弹体圆周)的扭转，需要校核导轨最大轮廓容许导弹的最大扭转量。导弹挂装入导轨内腔，三滑块最大轮廓(滑块最大扭转)一定为：前、后滑块贴同侧导轨，中滑块向另一侧导轨方向扭转。按此条件校核导轨能够允许导弹滑块的最大扭转量，可保证导弹顺利挂装。
“T-T-T”形式导轨和“T-U-T”形式导轨，计算模型与公式分别见图9、式(1)和图10、式(2)。 其中W为导轨最大包容轮廓；Z1、Z2、Z3为导弹在导轨中心线时，三滑块单边距导轨的最小距离；Z′2为前、后滑块贴同侧导轨时，中滑块被带向同侧导轨，导弹轴线偏航后中滑块距离前、中滑块所贴导轨的间隙；ΔZ即为导轨最大包容轮廓下，允许所悬挂导弹的滑块最大偏转量。
图9 “T-T-T”导轨最大轮廓计算模型
(1)
图10 “T-U-T”导轨最大轮廓计算模型
(2)
注意：以上计算没有考虑导轨三滑块挂装位置的形位公差，在具体计算时△Z应减去导轨形位公差值。
4 结论
发射装置导轨的挂装校核，关系到导弹的顺利挂装，也关系到导弹的挂装精度、分离安全等关键指标，设计时应充分考虑全寿命期间的磨损、变形等因素，在满足挂弹最小间隙的情况下留有一定余量，保证发射装置全寿命周期的正常使用。
