【摘要】：配裝于某坦克炮多功能子母彈的彈頭時間引信要求能夠在飛臨目標(biāo)上空時準(zhǔn)確地拋出子彈,同時也要求在侵徹目標(biāo)過程中,彈頭時間引信不能作用,通過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力特性參數(shù)。該彈丸的平均彈形系數(shù)仿真值為1.584。二次函數(shù)Cx=Cx0(1+Kα2)可用來描述彈丸阻力系數(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)更適合用來描述升力系數(shù)和俯仰力矩系數(shù)隨攻角α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。為了為彈頭時間引信外形設(shè)計優(yōu)化提供參考,利用FLUENT軟件分析了配有3種彈頭引信結(jié)構(gòu)外形子母彈對空氣動力特性的影響,并利用MATLAB軟件建立彈丸外彈道質(zhì)心運(yùn)動數(shù)學(xué)模型,分析3種引信結(jié)構(gòu)外形對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)外形對子母彈空氣動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抗力的影響關(guān)系曲線,還實測了3種各約100組電鍍前后的彈簧抗力數(shù)據(jù)。鍍層對引信彈簧抗力有較大的影響,彈簧設(shè)計時對此應(yīng)予以特別關(guān)注,以防止影響引信解除保險正確性和其他性能。引信彈簧較小時,鍍錫后其抗力變化約增加10%；對于同一鍍層材料,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。對于同一鍍層材料和厚度,不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射藥裝藥侵徹安全性。隨著著速增大,裝藥的安全性越來越差,大著角對拋射藥裝藥侵徹安全性非常不利。
【圖文】：

邐坦克炮子母彈及其時間引信相關(guān)技術(shù)研究逡逑該子母彈結(jié)構(gòu)如圖１．１所示。彈丸懫用了子母式結(jié)構(gòu)，母彈頭部配裝可實時感應(yīng)裝逡逑定的逡逑：邋ｉ邋＇Ｉ邋！逡逑底火邋發(fā)射藥套筒尾翼彈底引信子彈藥拋射藥彈頭引信逡逑圖１．１以色列１２０邋ｍｍ坦克炮子母彈結(jié)構(gòu)逡逑電子時間引信，母彈彈體內(nèi)以成串方式裝有６發(fā)短圓柱形子彈，子彈串與母彈頭部的電逡逑子時間引信之間為拋射藥，母彈拋撒子彈時采用剪斷母彈底座的后拋形式。子彈串與母逡逑彈彈體同軸配置。子彈采用時間引信和預(yù)制破片戰(zhàn)斗部。逡逑射擊前坦克火控系統(tǒng)根據(jù)目標(biāo)遠(yuǎn)近實時裝定母彈引信工作時間。彈丸飛臨目標(biāo)上空逡逑（反步兵）或前方（反武裝直升機(jī)）時母彈引信作用逐發(fā)拋出子彈，各發(fā)子彈在目標(biāo)上逡逑空或前方按序逐發(fā)爆炸，形成沿射彈方向較長的殺傷區(qū)域，，對武裝直升機(jī)和懫用人海戰(zhàn)逡逑術(shù)的反坦克步兵實施毀傷，另外還可在城市作戰(zhàn)中對建筑物內(nèi)的敵人實施近距離攻擊。逡逑該彈用于對輕型目標(biāo)進(jìn)行摧毀性攻擊時，可用于攻擊步兵掩體、工事，并能摧毀現(xiàn)逡逑有各種類型的裝甲運(yùn)兵車。此時懫用直射攻擊，該母彈以非子母式單一彈丸形態(tài)使用。逡逑與傳統(tǒng)棺彈相比

２．３．２網(wǎng)格劃分及初始條件和邊界條件設(shè)置逡逑流場計算要求彈丸附近布置足夠密的網(wǎng)格，因此需要對計算域進(jìn)行分層處理�？拷义蠌椡璧牟糠志W(wǎng)格布置較密，而遠(yuǎn)離彈丸的區(qū)域網(wǎng)格布置較為稀疏。對計算域采用自適應(yīng)逡逑非結(jié)構(gòu)化網(wǎng)格，并且懫用二階迎風(fēng)格式，來保證較高的計算精度。全場計算域的網(wǎng)格單逡逑元數(shù)為４３６２９７，分布情況如圖２．４所示。彈丸表面網(wǎng)格分布情況如圖２．５所示。逡逑
【學(xué)位授予單位】：南京理工大學(xué)
【學(xué)位級別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2015
【分類號】：TJ413.3;TJ43

【參考文獻(xiàn)】

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本文編號：2687137