坦克炮子母弹及其时间引信相关技术研究

发布时间：2020-05-29 15:42

【摘要】：配装于某坦克炮多功能子母弹的弹头时间引信要求能够在飞临目标上空时准确地抛出子弹,同时也要求在侵彻目标过程中,弹头时间引信不能作用,通过弹底引信引爆弹体内子弹药,从而形成高速破片,有效摧毁目标。为了为引信弹道环境分析提供参考,应用FLUENT和MATLAB软件分别对多功能子母弹在不同马赫数、不同攻角及不同大气环境情况下的空气动力特性进行了数值仿真和数据拟合,得到了多功能子母弹在不同情况下的空气动力特性参数。该弹丸的平均弹形系数仿真值为1.584。二次函数Cx=Cx0(1+Kα2)可用来描述弹丸阻力系数Cx随攻角α的变化,攻角系数K取值范围为13.0-16.8。在亚音速段和跨音速段,三次函数更适合用来描述升力系数和俯仰力矩系数随攻角α的变化,而在超音速段,一次函数和三次函数均适合。在不同大气环境下,随大气高度的增大,子母弹阻力系数增大,而阻力减小,弹头引信驻点温度也减小。为了为弹头时间引信外形设计优化提供参考,利用FLUENT软件分析了配有3种弹头引信结构外形子母弹对空气动力特性的影响,并利用MATLAB软件建立弹丸外弹道质心运动数学模型,分析3种引信结构外形对多功能子母弹外弹道的影响,得到3种弹头引信结构外形子母弹的空气动力特性参数及不同射角下的外弹道诸元。3种弹头引信结构外形对子母弹空气动力特性和不同射角下的外弹道诸元均有一定影响,但影响不是很大,其中弹头引信外形为截锥形的子母弹受影响最小。为了分析镀层对引信弹簧抗力的影响,应用弹塑性力学理论建立了引信弹簧抗力与镀层种类、厚度之间的数学模型,并用有限元方法和仿真软件仿真得到了引信弹簧镀层对抗力的影响关系曲线,还实测了3种各约100组电镀前后的弹簧抗力数据。镀层对引信弹簧抗力有较大的影响,弹簧设计时对此应予以特别关注,以防止影响引信解除保险正确性和其他性能。引信弹簧较小时,镀锡后其抗力变化约增加10%；对于同一镀层材料,镀层厚度是影响引信弹簧抗力的主要因素；对于不同镀层材料,镀层材料的屈服强度是影响引信弹簧抗力的主要因素。对于同一镀层材料和厚度,不同直径的弹簧镀后抗力变化不同,弹簧抗力变化率随着直径的增大而减小。为了研究弹头引信结构外形对多功能子母弹侵彻混凝土强度、性能和抛射药装药安全性影响,利用ANSYS/LS-DYNA有限元软件对多功能子母弹侵彻混凝土靶进行仿真,得到了不同引信结构外形下子母弹贯穿混凝土靶板后剩余速度、剩余动能曲线、弹丸破坏程度及抛射药局部最大应力和应变。弹头引信为截锥形的子母弹侵彻效果最好,弹头引信需采用高强度钢材并且弹体壁厚应增大才能有效保证抛射药装药侵彻安全性。随着着速增大,装药的安全性越来越差,大着角对抛射药装药侵彻安全性非常不利。
【图文】：

母弹,子弹,坦克炮,子母弹

逦坦克炮子母弹及其时间引信相关技术研究逡逑该子母弹结构如图１．１所示。弹丸懫用了子母式结构，母弹头部配装可实时感应装逡逑定的逡逑：邋ｉ邋＇Ｉ邋！逡逑底火邋发射药套筒尾翼弹底引信子弹药抛射药弹头引信逡逑图１．１以色列１２０邋ｍｍ坦克炮子母弹结构逡逑电子时间引信，母弹弹体内以成串方式装有６发短圆柱形子弹，子弹串与母弹头部的电逡逑子时间引信之间为抛射药，母弹抛撒子弹时采用剪断母弹底座的后抛形式。子弹串与母逡逑弹弹体同轴配置。子弹采用时间引信和预制破片战斗部。逡逑射击前坦克火控系统根据目标远近实时装定母弹引信工作时间。弹丸飞临目标上空逡逑（反步兵）或前方（反武装直升机）时母弹引信作用逐发抛出子弹，各发子弹在目标上逡逑空或前方按序逐发爆炸，形成沿射弹方向较长的杀伤区域，，对武装直升机和懫用人海战逡逑术的反坦克步兵实施毁伤，另外还可在城市作战中对建筑物内的敌人实施近距离攻击。逡逑该弹用于对轻型目标进行摧毁性攻击时，可用于攻击步兵掩体、工事，并能摧毁现逡逑有各种类型的装甲运兵车。此时懫用直射攻击，该母弹以非子母式单一弹丸形态使用。逡逑与传统棺弹相比

分布情况,坦克炮,子母弹,多功能

２．３．２网格划分及初始条件和边界条件设置逡逑流场计算要求弹丸附近布置足够密的网格，因此需要对计算域进行分层处理。靠近逡逑弹丸的部分网格布置较密，而远离弹丸的区域网格布置较为稀疏。对计算域采用自适应逡逑非结构化网格，并且懫用二阶迎风格式，来保证较高的计算精度。全场计算域的网格单逡逑元数为４３６２９７，分布情况如图２．４所示。弹丸表面网格分布情况如图２．５所示。逡逑
【学位授予单位】：南京理工大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2015
【分类号】：TJ413.3;TJ43

【参考文献】