【摘要】：為了加快引信研制周期和方便地進(jìn)行引信性能優(yōu)化,以某85 mm 口徑加農(nóng)炮身管為參考,研究設(shè)計(jì)了大口徑炮彈引信發(fā)射環(huán)境模擬試驗(yàn)系統(tǒng)。應(yīng)用空氣動(dòng)力學(xué)理論和外彈道學(xué)理論對新型試驗(yàn)彈進(jìn)行了飛行穩(wěn)定性計(jì)算,應(yīng)用內(nèi)彈道理論及函數(shù)擬合方法得出裝藥與后坐過載系數(shù)、炮口轉(zhuǎn)速的關(guān)系,使用數(shù)值仿真的方法研究了試驗(yàn)系統(tǒng)所配備的回收裝置及彈丸轉(zhuǎn)速對回收過程的影響。大口徑炮彈引信發(fā)射環(huán)境模擬試驗(yàn)系統(tǒng)的總體設(shè)計(jì)受啟發(fā)于引信電池的激活試驗(yàn)。該試驗(yàn)系統(tǒng)為試驗(yàn)引信提供后坐環(huán)境及旋轉(zhuǎn)環(huán)境,以此來驗(yàn)證引信設(shè)計(jì)是否滿足要求。所設(shè)計(jì)的發(fā)射環(huán)境模擬試驗(yàn)系統(tǒng)通過改變發(fā)射裝藥量改變所提供的后坐環(huán)境,通過線膛身管加電機(jī)調(diào)速裝置改變所提供的旋轉(zhuǎn)環(huán)境。為了便于回收,設(shè)計(jì)了輕質(zhì)量的試驗(yàn)彈丸,利用空氣動(dòng)力學(xué)基本理論及Fluent數(shù)值仿真計(jì)算了所設(shè)計(jì)的試驗(yàn)彈丸的飛行穩(wěn)定性能,結(jié)果得出在速度為0.1馬赫下,轉(zhuǎn)速為438 rad/s,攻角為1°～9°時(shí)試驗(yàn)彈丸的馬格努斯力矩系數(shù)導(dǎo)數(shù)為0.649～0.853,在速度為0.7馬赫下,轉(zhuǎn)速為3141 rad/s時(shí),攻角為1°～9°時(shí)試驗(yàn)彈丸的馬格努斯力矩系數(shù)導(dǎo)數(shù)為0.523～0.818,急螺穩(wěn)定因子均大于1,動(dòng)態(tài)穩(wěn)定因子滿足彈丸飛行穩(wěn)定性準(zhǔn)則,試驗(yàn)彈丸具有良好的急螺穩(wěn)定性及動(dòng)態(tài)穩(wěn)定性。使用靜力學(xué)軟件,驗(yàn)證了輕質(zhì)試驗(yàn)彈丸在膛壓作用下彈體強(qiáng)度的可靠性。通過理論計(jì)算,選擇適合于調(diào)速裝置的調(diào)速電機(jī),設(shè)計(jì)了調(diào)速裝置;使用matlab編寫內(nèi)彈道程序并在所設(shè)定的內(nèi)彈道條件中,得出了不同身管長度下試驗(yàn)彈的膛內(nèi)運(yùn)動(dòng)時(shí)間、后坐過載系數(shù)及炮口轉(zhuǎn)速,計(jì)算表明當(dāng)身管長度為810 mm時(shí),能為試驗(yàn)引信提供后坐過載系數(shù)為1874 g～20000 g的后坐環(huán)境及炮口轉(zhuǎn)速為4185 r/min～30000 r/min的旋轉(zhuǎn)環(huán)境。為使雙環(huán)境更為便捷地調(diào)節(jié),通過內(nèi)彈道計(jì)算并通過matlab曲線擬合手段得出試驗(yàn)彈質(zhì)量為1.5 kg時(shí)的內(nèi)彈道裝藥與后坐過載系數(shù)、炮口轉(zhuǎn)速的函數(shù)關(guān)系。為了測試引信的良好回收以便得到準(zhǔn)確的測試結(jié)果,使用LS-DYNA仿真得出試驗(yàn)彈丸碰靶特性,并研究了試驗(yàn)彈丸轉(zhuǎn)速對試驗(yàn)回收的影響,結(jié)果表明,在回收過程中,試驗(yàn)彈丸在彈體縱向?qū)ΨQ面上產(chǎn)生位移會(huì)遠(yuǎn)遠(yuǎn)大于橫向?qū)ΨQ面上的位移;具備轉(zhuǎn)速的試驗(yàn)彈丸在回收過程中所承受的表面壓力更小;試驗(yàn)彈丸在使用堆積粘土作為回收介質(zhì)時(shí),轉(zhuǎn)速為1480rad/s的彈丸在1000μs時(shí)速度由232m/s降為217m/s,表面壓力為168 MPa,堆積粘土可以作為回收介質(zhì)使用。
【圖文】：

圖１．２．１引信雙環(huán)境模擬器中的旋轉(zhuǎn)管、電機(jī)系統(tǒng)和接收裝置逡逑該模擬系統(tǒng)的工作原理是利用輕氣炮，賦予搭載試驗(yàn)引信的載體以一確定初速。前載體由釋放銷固定在炮管尾部，炮口處由纖維薄膜密封，抽出炮管中間段的氣體真空。應(yīng)用數(shù)值為標(biāo)準(zhǔn)大氣壓的空氣作為推動(dòng)力。當(dāng)拔出釋放銷時(shí)，在尾部壓力的下，載體在身管內(nèi)運(yùn)動(dòng)，沖破炮口薄膜進(jìn)入旋轉(zhuǎn)管。進(jìn)入旋轉(zhuǎn)管后，載體與管內(nèi)膠塊碰撞，然后撞擊尾部的金屬塊，在此快速碰撞減速的過程中模擬引信的后坐環(huán)載體停留在旋轉(zhuǎn)管內(nèi)，，與旋轉(zhuǎn)管一起做旋轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)，達(dá)到模擬旋轉(zhuǎn)環(huán)境的目的。其工理如圖１．２．２所示。逡逑試驗(yàn)彈邐緩沖器邐動(dòng)量轉(zhuǎn)換塊逡逑／．邐Ｉｔ邐％逡逑發(fā)射管邐旋轉(zhuǎn)炮管邐回收管逡逑發(fā)射前逡逑

圖１．２．１引信雙環(huán)境模擬器中的旋轉(zhuǎn)管、電機(jī)系統(tǒng)和接收裝置逡逑模擬系統(tǒng)的工作原理是利用輕氣炮，賦予搭載試驗(yàn)引信的載體以一確定由釋放銷固定在炮管尾部，炮口處由纖維薄膜密封，抽出炮管中間段應(yīng)用數(shù)值為標(biāo)準(zhǔn)大氣壓的空氣作為推動(dòng)力。當(dāng)拔出釋放銷時(shí)，在尾部體在身管內(nèi)運(yùn)動(dòng)，沖破炮口薄膜進(jìn)入旋轉(zhuǎn)管。進(jìn)入旋轉(zhuǎn)管后，載體與，然后撞擊尾部的金屬塊，在此快速碰撞減速的過程中模擬引信的后停留在旋轉(zhuǎn)管內(nèi)，與旋轉(zhuǎn)管一起做旋轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)，達(dá)到模擬旋轉(zhuǎn)環(huán)境的目的。１．２．２所示。逡逑試驗(yàn)彈邐緩沖器邐動(dòng)量轉(zhuǎn)換塊逡逑
【學(xué)位授予單位】：南京理工大學(xué)
【學(xué)位級別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2018
【分類號】：TJ431.3

【參考文獻(xiàn)】

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本文編號：2681070