多喷管火箭增程迫击炮弹结构设计及气动特性分析

发布时间：2020-09-11 07:23

　　 射程是武器系统的重要战术技术指标。随着精确制导技术的发展,迫击炮弹的射击精度大大提高,因此提高迫击炮的射程非常重要。而火炮射程的提高,无论在进攻还是防御中,都可以对敌方的有生力量进行有力的打击。因此,本文设计了四喷管固体火箭发动机增程迫击炮弹并对其进行了气动特性分析。主要研究内容如下:首先,对四喷管火箭增程迫击炮弹的外形、战斗部、发动机系统以及稳定装置进行了总体结构布局设计。其次,建立弹丸质量变化模型、发动机推力模型和质点弹道模型,运用ISIGHT优化设计软件分析了射角、发动机点火时间、发动机工作压力和推进剂质量对射程的影响规律,得到了发动机的最佳工作参数。然后,在上述参数的基础上对发动机装药进行具体设计,利用UG曲面偏置功能得到燃烧面积随已燃厚度的变化规律,进而建立火箭发动机内弹道方程组,解算得到压力-时间曲线,并与优化的结果进行对比分析;在考虑推进剂材料的粘弹性情况下,利用ABAQUS有限元仿真软件对弹丸膛内运动过程进行了仿真模拟,得到了发射过程推进剂药柱和其它主要零件的应力分布,同时用添加垫圈的方法很好的解决了药柱底部因受力不均而产生的应力过大的问题。最后,应用Fluent计算流体力学分析软件,对比分析了在有喷流和无喷流两种状态下火箭增程迫击炮弹的气动特性,分析结果表明:喷流使阻力增大,随着马赫数或攻角的增加喷流对阻力的影响有减小的趋势,喷流对升力和力矩的影响不明显。稳定性储备量的计算结果显示有喷流和无喷流的稳定性储备量都在12%以上,满足稳定性要求。
【学位单位】：中北大学
【学位级别】：硕士
【学位年份】：2017
【中图分类】：TJ31

【参考文献】

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本文编号：2816385