坦克炮子母彈及其時(shí)間引信相關(guān)技術(shù)研究.pdf

1、配裝于某坦克炮多功能子母彈的彈頭時(shí)間引信要求能夠在飛臨目標(biāo)上空時(shí)準(zhǔn)確地拋出子彈，同時(shí)也要求在侵徹目標(biāo)過(guò)程中，彈頭時(shí)間引信不能作用，通過(guò)彈底引信引爆彈體內(nèi)子彈藥，從而形成高速破片，有效摧毀目標(biāo)。
　　為了為引信彈道環(huán)境分析提供參考，應(yīng)用FLUENT和MATLAB軟件分別對(duì)多功能子母彈在不同馬赫數(shù)、不同攻角及不同大氣環(huán)境情況下的空氣動(dòng)力特性進(jìn)行了數(shù)值仿真和數(shù)據(jù)擬合，得到了多功能子母彈在不同情況下的空氣動(dòng)力特性參數(shù)。該彈丸的平均彈形系數(shù)

2、仿真值為1.584。二次函數(shù)Cx=Cx0(1+Kα2)可用來(lái)描述彈丸阻力系數(shù)Cx隨攻角α的變化，攻角系數(shù)K取值范圍為13.0～16.8。在亞音速段和跨音速段，三次函數(shù)更適合用來(lái)描述升力系數(shù)和俯仰力矩系數(shù)隨攻角僅的變化，而在超音速段，一次函數(shù)和三次函數(shù)均適合。在不同大氣環(huán)境下，隨大氣高度的增大，子母彈阻力系數(shù)增大，而阻力減小，彈頭引信駐點(diǎn)溫度也減小。
　　為了為彈頭時(shí)間引信外形設(shè)計(jì)優(yōu)化提供參考，利用FLUENT軟件分析了配有3種彈頭

3、引信結(jié)構(gòu)外形子母彈對(duì)空氣動(dòng)力特性的影響，并利用MATLAB軟件建立彈丸外彈道質(zhì)心運(yùn)動(dòng)數(shù)學(xué)模型，分析3種引信結(jié)構(gòu)外形對(duì)多功能子母彈外彈道的影響，得到3種彈頭引信結(jié)構(gòu)外形子母彈的空氣動(dòng)力特性參數(shù)及不同射角下的外彈道諸元。3種彈頭引信結(jié)構(gòu)外形對(duì)子母彈空氣動(dòng)力特性和不同射角下的外彈道諸元均有一定影響，但影響不是很大，其中彈頭引信外形為截錐形的子母彈受影響最小。
　　為了分析鍍層對(duì)引信彈簧抗力的影響，應(yīng)用彈塑性力學(xué)理論建立了引信彈簧抗力與鍍

4、層種類、厚度之間的數(shù)學(xué)模型，并用有限元方法和仿真軟件仿真得到了引信彈簧鍍層對(duì)抗力的影響關(guān)系曲線，還實(shí)測(cè)了3種各約100組電鍍前后的彈簧抗力數(shù)據(jù)。鍍層對(duì)引信彈簧抗力有較大的影響，彈簧設(shè)計(jì)時(shí)對(duì)此應(yīng)予以特別關(guān)注，以防止影響引信解除保險(xiǎn)正確性和其他性能。引信彈簧較小時(shí)，鍍錫后其抗力變化約增加10％;對(duì)于同一鍍層材料，鍍層厚度是影響引信彈簧抗力的主要因素;對(duì)于不同鍍層材料，鍍層材料的屈服強(qiáng)度是影響引信彈簧抗力的主要因素。對(duì)于同一鍍層材料和厚度，不

5、同直徑的彈簧鍍后抗力變化不同，彈簧抗力變化率隨著直徑的增大而減小。
　　為了研究彈頭引信結(jié)構(gòu)外形對(duì)多功能子母彈侵徹混凝土強(qiáng)度、性能和拋射藥裝藥安全性影響，利用ANSYS/LS-DYNA有限元軟件對(duì)多功能子母彈侵徹混凝土靶進(jìn)行仿真，得到了不同引信結(jié)構(gòu)外形下子母彈貫穿混凝土靶板后剩余速度、剩余動(dòng)能曲線、彈丸破壞程度及拋射藥局部最大應(yīng)力和應(yīng)變。彈頭引信為截錐形的子母彈侵徹效果最好，彈頭引信需采用高強(qiáng)度鋼材并且彈體壁厚應(yīng)增大才能有效保證拋