某航空火箭弹弹头触发引信相关技术研究：弹道环境与触发机构动态特性

【类型】学位论文

【作者】杨翔 

【关键词】 触发引信 动态特性 数值仿真 空气动力特性 外弹道 侧击发火机构 擦地炸 发火落角

【摘要】为了深入了解某设有侧击发火机构的小口径航空火箭弹触发引信大落角和擦地炸作用时的动态特性,评估其对设计指标的满足程度,为设计优化和试验设计提供参考,首先采用FLUENT和MATLAB软件对弹丸的外流场空气动力特性、多种环境下的外弹道特性进行数值仿真,得到引信设计与分析所需的基础参数,然后采用ANSYS软件研究目标和弹道环境对引信击针部件戳击运动的影响、引信擦地炸作用时侧击发火机构的动态特性,理论分析、数值仿真与试验相结合,得到引信在各种工况下的触发灵敏度、瞬发度和发火正确性。该火箭弹的平均弹形系数仿真值为2.522。火箭弹以亚音速飞行时,阻力系数随攻角增大呈二次函数增大规律,经最小二乘法拟合得攻角系数值。攻角系数是马赫数的函数,随马赫数的增大而增大,即马赫数越大攻角效应越强,取值范围为17.07-18.88,可以视为常量。首次提出并采用阻力系数拟合曲线解析式方法数值解算尾翼稳定弹的外弹道诸元,计算结果准确,与用经典的平均弹形系数方法计算的外弹道相比误差很小,在6.65%以内,两者在尾翼稳定弹的外弹道计算中均可应用。载机巡航速度对火箭弹弹道落点诸元的影响不大,弹道落点诸元主要由载机巡航高度和射角决定。弹丸零升阻力系数与海拔高度(5000m以下)无关,高原与平原上的外弹道区别主要是由空气重度函数引起的。火箭弹碰击薄目标时,引信头部针刺发火机构瞬发度和触发灵敏度均随靶板厚度增加而增高。靶板材质不同,击针部件相对于雷管的速度变化波动程度也不一样。碰击土壤时,击针部件均能戳击雷管,且戳击能量足以起爆雷管,保证引信头部针刺发火机构可靠发火。从击针是否能正向戳击雷管角度评估,加击针导向,有利于提高发火性能,但从触发灵敏度和作用正确性方面评估,却不能保证可靠发火。攻角的存在对引信发火性能有一定的影响,但能保证引信大落角可靠发火。适当增大侧击球质量、增大球盖/球座锥孔半锥角、减小弹簧平均抗力、减小弹簧击针系统等效质量、减小零件间摩擦系数均有利于提高引信小落角碰击目标时的触发灵敏度。引信侧击发火机构的瞬发度和触发灵敏度均随目标厚度增加而增高、随落角增大而增高。引信擦地炸最小发火落角为7。,且弹丸落速越大、目标越软越厚,最小发火落角越小。火箭弹擦地过程中其超口径尾翼对弹丸落地姿态及引信触发过程的影响不大,这可能与尾翼结构强度和刚度较低有关。

【学位名称】硕士

【学位授予单位】南京理工大学

【学位授予年度】2016

【导师姓名】王雨时

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