某坦克炮杀爆弹定距空炸引信相关技术研究

摘要

为了提高弹丸定距空炸精度，对某坦克炮杀爆弹定距空炸引信设计过程中定距空炸体制的分析与选择、电路的设计和电源的分析与选择进行了理论计算、仿真和试验研究。 为了选择一种对该弹更为合适的定距体制，对计转数定距和计时定距两种技术进行对比分析。在对比分析上，从弹道因素、计时误差、计转数误差和装定误差四个方面进行深入研究:针对弹道因素和装定因素，以外弹道学质点运动方程和斯列斯金公式为基础，通过MATLAB软件中的ode45函数解算微分方程组，得出初速、弹形系数、弹丸直径、弹丸质量及装定误差对两种定距体制炸点精度的影响;计算结果表明，初速对计时定距体制炸点精度影响较大，弹形系数、弹丸直径、弹丸质量及装定误差对两种定距体制的炸点精度影响较小。针对计时误差和计转数误差，从计时或计转数起点和电路两方面进行了分析研究。虽然在起点上计转数定距体制较计时定距体制炸点精度多受到一种因素的影响，即易受炮口燃干扰影响，但经计算分析此因素影响很小，可忽略不计。在电路方面，对频率精准度误差进行了计算分析，结果表明，频率精准度误差对计时定距体制炸点精度影响较大，对计转数定距体制几乎无影响。对比分析结果显示，计转数定距体制受初速影响较小，且电路几乎不受频率精准度的影响，在炸点精度上更有优势，最终确定选择计转数定距空炸体制。 确定计转数定距体制后，对其电路进行分析设计，主要包括装定电路、微处理器控制电路、稳压电路、信号调理电路及执行电路。利用Multisim软件对信号调理电路和执行电路进行了仿真，验证合格后进行制板，并在实验室进行静态联调试验，对电路设计进行进一步验证，结果表明，电路设计正确，满足引信功能技术要求。 电路设计工作完成后对供电电源进行分析选型，由于需要该电路出炮口瞬间就开始工作，且持续工作时间较长，因此对电源提出了严苛要求，经过对物理电源和化学电源的供电优缺点进行分析，选择热电池和磁后坐发电机组成的复合电源较为合适。经马歇特锤击试验验证，电源供能满足电路计转数工作和起爆输出的要求。 在马歇特锤击试验中发现，虽然磁后坐发电机可与热电池进行供电衔接，但衔接的裕度较小，为此通过Ansoft Maxwell软件对磁后坐发电机产生感应电动势进行仿真计算，得出气体间隙、磁芯高度、磁芯外壳厚度和磁芯行程变化对感应电动势的影响。为磁后坐发电机优化设计提供了参考。 为了验证定距空炸体制的分析与选择、电路的设计和电源的分析与选择是否正确，进行了电路回收试验和动态定距空炸试验，结果表明以上设计和选择原理性正确，能满足定距空炸引信功能的要求。

目录

声明

摘要

1绪论

1．1选题背景及意义

1．2定距空炸体制研究现状

1．3定距空炸电路研究现状

1．4引信电源研究现状

1．5本文的主要内容

2定距空炸体制的选择

2．1电子时间引信精度分析

2．1．1电子时间引信的组成、工作原理及特点

2．1．2电子时间引信精度影响因素分析

2．2计转数定距引信精度分析

2．2．1计转数定距引信的组成、工作原理及特点

2．2．2计转数定距精度影响因素分析

2．3本章小结

3引信电路设计

3．1电路作用原理

3．2装定电路的设计

3．3微处理器控制电路的设计

3．4稳压电路的设计

3．4．1稳压电路的选择

3．4．2稳压电路的设计

3．5信号调理电路的设计与仿真

3．5．1信号调理电路的设计

3．5．2信号调理电路的仿真

3．6执行电路的设计与仿真

3．6．1执行电路的设计

3．6．2执行电路的仿真

3．7静态联调试验

3．8本章小结

4引信电源分析

4．1电源选型分析

4．2热电池选型及实验室试验

4．3磁后坐发电机分析及实验室试验

4．3．1膛压曲线拟合

4．3．2实验室试验

4．4磁后坐发电机优化设计分析

4．4．2建立模型并定义材料

4．4．3边界条件及运动选项设置

4．4．4设置求解参量

4．4．5网格划分

4．4．6添加求解设置

4．4．7计算结果

4．4．8仿真结果分析

4．5本章小结

5动态试验验证

5．1电路回收试验

5．2定距空炸原理验证试验

5．3本章小结

6结束语

6．1工作总结

6．2本文创新点

6．3需要进一步探讨的问题

致谢

参考文献