某子母弹引信安全性关键技术研究 ——破片远程外弹道学与引信自毁技术研究

论文摘要

以某火炮反人员/反器材子母弹为研究背景,其全弹作用时可作为榴弹使用,起到杀伤爆破作用,涉及与引信延期解除保险有关的破片远程弹道学。而其子弹涉及与战场遗留物处理所有关的引信自毁问题。本文从这两方面进行研究某型子母弹引信的安全性问题。借鉴弹丸战斗部质点外弹道方法,以破片作为研究对象,建立了破片远程外弹道数学模型,并通过Matlab数值仿真得到了上述破片速度衰减规律,分析了影响速度衰减规律的因素。重力作用对破片速度有一定的影响；破片阻力系数CD与破片速度之间的关系确定是影响破片存速重要的因素；破片飞散距离相同的破片,破片质量越大,破片存速就越大。进而对弹底破片、自然破片的安全距离进行了讨论,得到以弹底破片为研究对象得到的安全距离比以自然破片为研究对象得到的安全距离小,为讨论引信延期解除保险性能提供依据。对子母弹引信安全性问题的研究,离不开对子弹引信自毁机构性能的分析。主要讨论离心臂驱动扭簧自毁机构、离心销自毁机构的发火性能,结果表明离心销自毁机构发火可靠性好,离心臂驱动扭簧自毁机构发火可靠性受扭簧刚度、离心臂密度设计和离心臂转轴半径、摩擦系数影响较大,受弹丸战斗部初始转速影响较小。

论文目录

• 摘要
• Abstract
• 目录
• 1 绪论
• 1.1 反人员/反器材多用途子母弹概述
• 1.2 国内外破片外弹道研究发展现状
• 1.3 子母弹在战场中的作用
• 1.3.1 解决哑弹采取的措施
• 1.3.2 增设自毁机构的必要性
• 1.4 国内子母弹子弹引信自毁机构
• 1.5 国外自毁型子弹引信专利介绍
• 1.5.1 美国某自毁型引信专利
• 1.5.2 带特殊装置LAOD的自毁引信
• 1.5.3 美国弹丸战斗部自毁引信
• 1.5.4 欧洲子弹弹头滑块引信简介
• 1.5.5 欧洲某一带侧击自毁功能装置的引信介绍
• 1.6 本文研究内容
• 2 弹丸战斗部安全距离分析
• 2.1 引言
• 2.2 质点外弹道方法
• 2.3 作用在子弹上的力
• 2.3.1 空气阻力
• 2.3.2 重力
• 2.4 弹丸质心运动方程
• 2.5 破片空中飞行运动情况
• 2.5.1 破片阻力特性分析
• 2.5.2 静爆破片初始速度
• α'>2.5.3 当地空气密度ρ_α
• 2.5.4 破片迎风面积的计算
• 2.6 建立破片远程外弹道数学模型
• 2.6.1 建立坐标系
• 2.6.2 破片运动初始状态
• 2.6.3 破片外弹道数学模型
• 2.6.4 解算弹道仿真模型的数值解法
• 2.7 破片长距离飞行时速度衰减规律
• 2.7.1 仿真条件
• 2.7.2 重力作用
• 2.7.3 破片迎风阻力系数
• 2.7.4 破片质量
• 2.7.5 小结
• 2.8 弹丸战斗部安全距离分析
• 2.8.1 破片安全距离判据
• 2.8.2 算例分析
• 2.9 本章小结
• 3 扭簧驱动离心臂针刺自毁机构性能分析
• 3.1 引言
• 3.2 离心臂针刺自毁机构工作原理
• 3.3 离心臂针刺自毁运动过程受力分析
• 3.4 离心臂针刺自毁运动动力学方程
• 3.5 离心臂针刺自毁运动初始条件
• 3.6 离心臂针刺自毁运动终止条件
• 3.7 扭簧驱动离心臂针刺自毁机构运动算例
• 3.7.1 计算条件
• 3.7.2 仿真结果
• 3.8 扭簧驱动离心臂针刺自毁机构发火作用正确性影响因素分析
• 3.8.1 弹丸战斗部初始转速的影响
• 3.8.2 扭簧刚度的影响
• 3.8.3 离心臂材料密度影响
• 3.8.4 离心臂转轴摩擦影响
• 3.8.5 结论
• 3.9 本章小结
• 4 子弹引信离心销自毁机构性能分析
• 4.1 离心销自毁机构工作原理
• 4.2 离心销自毁机构运动过程
• 4.3 离心销自毁运动动力学方程
• 4.4 离心销自毁机构运动算例分析
• 4.4.1 计算条件
• 4.4.2 仿真结果
• 4.5 本章小结
• 5 结论
• 5.1 本文总结
• 5.2 本文的创新点
• 5.3 需要进一步探讨的问题
• 致谢
• 参考文献