某小口徑破甲彈氣動(dòng)特性及其引信機(jī)構(gòu)動(dòng)態(tài)特性研究.pdf

1、針對(duì)舊式榴彈射程偏小、引信安全性和可靠性低的問(wèn)題，以新研制的某35 mm口徑榴彈發(fā)射器破甲彈及其引信為研究對(duì)象，試圖從理論分析、數(shù)值模擬及試驗(yàn)驗(yàn)證角度對(duì)彈丸外形氣動(dòng)特性、引信后坐保險(xiǎn)機(jī)構(gòu)斜置設(shè)計(jì)動(dòng)態(tài)特性、離心力驅(qū)動(dòng)引信水平轉(zhuǎn)子質(zhì)心位置及離心球自毀機(jī)構(gòu)自毀錐面錐角設(shè)計(jì)進(jìn)行分析。
　　在原始彈丸頭部外形基礎(chǔ)上提出4種彈丸頭部外形優(yōu)化設(shè)計(jì)方案，利用FLUENT軟件對(duì)這亞音速?gòu)椡杩諝庾枇μ匦赃M(jìn)行仿真，并利用Origin Lab軟件對(duì)其阻力

2、系數(shù)進(jìn)行擬合，最后解算外彈道得到對(duì)應(yīng)各方案的彈丸最大射程。準(zhǔn)拋物面形彈丸優(yōu)化設(shè)計(jì)方案最大射程增幅最為明顯，增程約7.4％。
　　為解決引信后坐保險(xiǎn)機(jī)構(gòu)安全和可靠解除保險(xiǎn)之間的矛盾，基于彈丸和引信跌落沖擊的方位特性，提出了引信后坐保險(xiǎn)機(jī)構(gòu)斜置設(shè)計(jì)方案。該方案是將傳統(tǒng)的軸線與引信軸線平行或重合的后坐保險(xiǎn)機(jī)構(gòu)相對(duì)于引信軸線斜置一定角度設(shè)置。首先利用LS-DYNA軟件對(duì)彈丸進(jìn)行跌落沖擊仿真特性分析；然后應(yīng)用剛體動(dòng)力學(xué)理論分析了引信后坐保險(xiǎn)

3、機(jī)構(gòu)斜置設(shè)計(jì)動(dòng)態(tài)特性，并給出了算例。仿真結(jié)果表明，后坐保險(xiǎn)機(jī)構(gòu)斜置設(shè)計(jì)有助于提高勤務(wù)處理彈丸和引信意外跌落時(shí)引信安全性，即有助于提高引信防止意外解除保險(xiǎn)的性能，而正常解除保險(xiǎn)性能不會(huì)受到影響。
　　為解決引信離心力驅(qū)動(dòng)水平轉(zhuǎn)子轉(zhuǎn)動(dòng)正確性難以實(shí)現(xiàn)的問(wèn)題，提出水平轉(zhuǎn)子質(zhì)心位置設(shè)計(jì)優(yōu)化分析方法，通過(guò)建立引信水平轉(zhuǎn)子轉(zhuǎn)正過(guò)程動(dòng)力學(xué)方程，得到其質(zhì)心回轉(zhuǎn)半徑與初始方位角的最優(yōu)解關(guān)系式。利用ADAMS軟件進(jìn)行仿真驗(yàn)證并結(jié)合試驗(yàn)進(jìn)行分析研究。優(yōu)化

4、得到的最優(yōu)質(zhì)心位置使得水平轉(zhuǎn)子轉(zhuǎn)動(dòng)過(guò)程中的凈驅(qū)動(dòng)力矩值始終較大，從而有助于提高旋轉(zhuǎn)彈引信水平轉(zhuǎn)子轉(zhuǎn)正正確性。
　　為確保自毀可靠性，可以通過(guò)調(diào)整自毀錐面錐角α來(lái)增大自毀發(fā)火能量，但因此會(huì)改變自毀臨界角速度，繼而使自毀時(shí)間發(fā)生變化。為了平衡這種變化（即保證自毀時(shí)間恒定），可通過(guò)調(diào)整自毀簧剛度系數(shù)、自毀簧預(yù)壓量、離心球離心半徑、離心球質(zhì)量、離心球數(shù)量來(lái)實(shí)現(xiàn)。結(jié)果表明，錐角在40°～50°范圍內(nèi)變化時(shí)，自毀錐面錐角α每增加1°，對(duì)應(yīng)調(diào)整