某小口徑破甲彈氣動特性及其引信機構(gòu)動態(tài)特性研究.pdf

1、針對舊式榴彈射程偏小、引信安全性和可靠性低的問題，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象，試圖從理論分析、數(shù)值模擬及試驗驗證角度對彈丸外形氣動特性、引信后坐保險機構(gòu)斜置設(shè)計動態(tài)特性、離心力驅(qū)動引信水平轉(zhuǎn)子質(zhì)心位置及離心球自毀機構(gòu)自毀錐面錐角設(shè)計進行分析。
　　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)計方案，利用FLUENT軟件對這亞音速彈丸空氣阻力特性進行仿真，并利用Origin Lab軟件對其阻力

2、系數(shù)進行擬合，最后解算外彈道得到對應(yīng)各方案的彈丸最大射程。準拋物面形彈丸優(yōu)化設(shè)計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機構(gòu)安全和可靠解除保險之間的矛盾，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機構(gòu)斜置設(shè)計方案。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機構(gòu)相對于引信軸線斜置一定角度設(shè)置。首先利用LS-DYNA軟件對彈丸進行跌落沖擊仿真特性分析；然后應(yīng)用剛體動力學理論分析了引信后坐保險

3、機構(gòu)斜置設(shè)計動態(tài)特性，并給出了算例。仿真結(jié)果表明，后坐保險機構(gòu)斜置設(shè)計有助于提高勤務(wù)處理彈丸和引信意外跌落時引信安全性，即有助于提高引信防止意外解除保險的性能，而正常解除保險性能不會受到影響。
　　為解決引信離心力驅(qū)動水平轉(zhuǎn)子轉(zhuǎn)動正確性難以實現(xiàn)的問題，提出水平轉(zhuǎn)子質(zhì)心位置設(shè)計優(yōu)化分析方法，通過建立引信水平轉(zhuǎn)子轉(zhuǎn)正過程動力學方程，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軟件進行仿真驗證并結(jié)合試驗進行分析研究。優(yōu)化

4、得到的最優(yōu)質(zhì)心位置使得水平轉(zhuǎn)子轉(zhuǎn)動過程中的凈驅(qū)動力矩值始終較大，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，可以通過調(diào)整自毀錐面錐角α來增大自毀發(fā)火能量，但因此會改變自毀臨界角速度，繼而使自毀時間發(fā)生變化。為了平衡這種變化（即保證自毀時間恒定），可通過調(diào)整自毀簧剛度系數(shù)、自毀簧預壓量、離心球離心半徑、離心球質(zhì)量、離心球數(shù)量來實現(xiàn)。結(jié)果表明，錐角在40°～50°范圍內(nèi)變化時，自毀錐面錐角α每增加1°，對應(yīng)調(diào)整