引信曲折槽后坐保险机构理论研究

论文摘要

引信曲折槽后坐保险机构结构简单、体积小,能够识别较大范围内的发射过载。曲折槽机构应用于发射过载较小的火箭弹、无后坐炮弹引信时,由于发射过载比跌落时的冲击过载小得多,所以能否保证勤务处理安全性与发射解除保险可靠性成了引信曲折槽后坐保险机构设计的难点。为了给引信曲折槽机构设计提供理论指导,详细分析了引信曲折槽后坐保险机构工作过程,应用刚体动力学理论建立了解除保险过程的数学模型,并利用龙格-库塔法对4种引信中的机构进行了数值解算。结果表明对引信曲折槽后坐保险机构所作的理论分析与工程实践中的试验结果一致。研究了在矩形脉冲作用下,机构运动完n段曲折槽而解除保险时,弹丸速度变化量与矩形脉冲的关系式。分别定量分析了该关系式中惯性筒簧刚度、惯性筒簧预压量、惯性筒质量、导向销与曲折槽间的摩擦系数、曲折槽角度等结构参数对结果的影响,得出了在小体积的条件下,改变惯性筒簧刚度、预压量和惯性筒质量对识别较小发射过载和延长解除保险时间较为有效的结论。数值模拟证实了引信曲折槽后坐保险机构应用于100g发射过载环境下是可行的。总结出了低发射过载环境下机构设计参数选取的原则,即在其它结构参数不变的情况下,适当减小惯性筒簧刚度、预压量、惯性筒质量可以使该机构应用于更低过载的发射环境。此外还设计了一种新型双自由度曲折槽后坐保险机构,能适用于导弹引信等极低发射过载环境,如在顺航向发射过载系数为10的场合。

论文目录

• 摘要
• Abstract
• 1 绪论
• 1.1 选题背景和意义
• 1.2 曲折槽保险机构介绍
• 1.3 国内外研究概况
• 1.3.1 曲折槽机构的现状及前景
• 1.3.2 制式引信产品中曲折槽保险机构的结构、工作原理和特点
• 1.3.3 引信曲折槽保险机构的研究情况
• 1.4 本文主要内容
• 2 曲折槽后坐保险机构解除保险过程动力学分析
• 2.1 单自由度系统物理模型
• 2.2 曲折槽后坐保险机构数学模型的建立
• 2.2.1 惯性筒下降阶段受力分析
• 2.2.2 惯性筒下沉运动的数学模型
• 2.2.3 惯性筒上升运动的数学模型
• 2.2.4 三种运动方式对比
• 3 曲折槽后坐保险机构解除保险过程数值分析
• 3.1 MATLAB软件介绍
• 3.2 求解常微分方程所用的数值解法
• 3.3 曲折懵后坐保险机构运动过程分析
• 3.3.1 第一段槽起始运动时刻求解和自锁问题讨论
• 3.3.2 惯性筒与导向销的碰撞过程
• 3.3.3 碰撞理论
• 3.3.4 碰撞后的速度及进入第二段槽的运动状态
• 3.3.5 惯性筒下降运动到解除保险位置时刻的判定
• 3.3.6 惯性筒上升起始时刻的判定
• 3.3.7 惯性筒上升运动过程分析
• 3.3.8 惯性筒上升运动数值解算结果分析
• 3.4 曲折槽后坐保险机构运动数值分析
• 3.4.1 机构参数
• 3.4.2 冲击加速度曲线
• 3.4.3 仿真结果及其分析
• 4 曲折槽后坐保险机构安全性影响因素分析
• 4.1 曲折槽后坐保险机构参数灵敏度定义
• 4.2 曲折槽后坐保险机构安全性特点
• 4.3 矩形脉冲作用下引信曲折槽机构动力学分析
• 4.3.1 矩形脉冲
• 4.3.2 矩形脉冲作用下的α-ν关系
• 4.3.3 矩形脉冲α的取值范围
• 4.3.4 机构最后槽段的运动情况及所能识别的最大速度变化
• 4.4 曲折槽段数对解除保险性能的影响
• 4.5 曲折槽结构参数对解除保险性能的影响
• 4.5.1 预压量λ的影响
• 4.5.2 惯性筒簧刚度R的影响
• 4.5.3 摩擦系数f的影响
• 0的影响'>4.5.4 惯性简惯性半径K₀的影响
• 4.5.5 惯性筒质量m的影响
• 4.5.6 曲折槽倾角α的影响
• 4.6 本章小结
• 5 低发射过载下引信曲折槽后坐保险机构研究
• 5.1 迫-6引信在低发射过载下解除保险性能仿真研究
• 5.2 应用于100g发射过载的火箭弹引信曲折槽后坐保险机构设计
• 5.3 迫-6引信曲折槽后坐保险机构低过载改进设计跌落安全性计算
• 5.4 本章小结
• 6 极低发射过载下引信曲折槽后坐保险机构研究
• 6.1 原理设计
• 6.2 解除保险运动过程数学模型的建立
• 6.2.1 运动方程建立
• 6.2.2 保险销合件下降运动不自锁的条件
• 6.2.3 判定保险销合件和后坐筒起始运动顺序
• 6.2.4 保险销合件的起始运动时刻
• 6.2.5 后坐筒触底后的运动状态
• 6.2.6 后坐筒和保险销合件碰撞前保险销合件的位移响应
• 6.3 数值仿真
• 6.3.1 发射时解除保险可靠性仿真
• 6.3.2 勤务处理安全性仿真
• 7 结论
• 7.1 工作总结
• 7.2 研究结论
• 7.3 需要进一步探讨的问题
• 致谢
• 参考文献
• 附录 A
• 附录 B
• 附录 C
• 附录 D