某人工防雹增雨炮弹减阻及其引信机构动态特性研究

发布时间：2024-01-01 07:32

　　针对旧式炮弹射高偏低、引信瞎火率偏高的问题,以新研制的37mm口径人工防雹增雨炮弹及其引信为研究对象,借助有限元分析和动力学仿真手段并结合相关设计要求,对弹丸外形进行了气动特性优化设计,对弹丸起爆破碎性进行了仿真分析,对引信膛内点火机构动态性能进行了系统、深入的研究。在原榴-1引信外形基础上提出了4种外形优化方案,利用Fluent仿真软件对配用这5种外形方案引信的弹丸阻力系数进行仿真,并将所得数据拟合成有理式函数,再进行质心外弹道计算,得到各方案的最大射高。引信头部外形方案以抛物面方案减阻增高效果最佳,增高约4%。在弹头外形优化的基础上,依据底凹减阻和外形减阻原理提出了炮弹底部结构的6种减阻改进方案,借助Fluent软件对其进行气动特性分析并进行了质心外弹道计算。通过仿真和计算发现,底凹开孔并倒圆角方案与抛物线轮廓方案减阻效果接近,增高效果均可达9%以上。借助AUTODYN仿真软件对弹底外形优化后的弹丸进行起爆破碎性仿真分析,检验发现弹底结构气动优化后不能完全满足破碎性设计指标,需要进一步改进。结合ANSYS/LS-DYNA仿真所得引信(或弹丸)所受的冲击过载,利用DAMS软件对膛内点...

【文章页数】：105 页

【学位级别】：硕士

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摘要
Abstract
1 绪论
    1.1 课题的背景及意义
    1.2 人工影响天气概况
        1.2.1 国外人工影响天气发展概况
        1.2.2 我国人工影响天气发展概况
    1.3 高炮人工影响天气
        1.3.1 高炮作业优势
        1.3.2 国内现用的几种人工防雹增雨炮弹
        1.3.3 高炮人工防雹增雨炮弹引信
    1.4 某37mm人工防雹增雨炮弹及其引信技术系统简介
    1.5 国内外相关技术研究现状
        1.5.1 弹丸头部气动外形研究现状
        1.5.2 弹丸底部气动结构和外形研究现状
        1.5.3 弹丸起爆破碎性研究现状
        1.5.4 引信膛内点火机构研究现状
    1.6 本文主要研究内容
2 超音速炮弹弹丸头部外形优化设计仿真研究
    2.1 仿真建模
        2.1.1 模型方案
        2.1.2 仿真过程
    2.2 仿真结果
        2.2.1 模型验证
        2.2.2 阻力特性
        2.2.3 阻力系数拟合
    2.3 外弹道计算分析
    2.4 本章小结
3 超音速炮弹底部结构和外形优化设计仿真研究
    3.1 仿真建模
        3.1.1 模型方案
        3.1.2 仿真过程
    3.2 仿真结果
        3.2.1 阻力特性
        3.2.2 阻力系数拟合
    3.3 外弹道计算分析
    3.4 本章小结
4 弹丸起爆破碎性分析
    4.1 建模与仿真
        4.1.1 模型方案
        4.1.2 仿真过程
    4.2 仿真结果及分析
    4.3 本章小结
5 引信膛内惯性针刺火帽点火机构动态特性理论与仿真分析
    5.1 理论分析和数学模型
    5.2 仿真模型
    5.3 模型验证
        5.3.1 跌落试验验证
        5.3.2 震动试验验证
        5.3.3 发射过程验证
        5.3.4 锤击试验验证
        5.3.5 爆炸完全性试验投掷发火过程验证
    5.4 性能特性分析
        5.4.1 击针簧刚度系数的影响
        5.4.2 击针簧预压量的影响
        5.4.3 针刺火帽质量的影响
        5.4.4 过载峰值的影响
        5.4.5 过载持续时间的影响
    5.5 本章小结
6 总结与展望
    6.1 工作总结
    6.2 研究结论
    6.3 论文创新点
    6.4 需要进一步探讨的问题
致谢
参考文献
附录



本文编号：3876354