大口径旋转炮弹弹头机械触发引信弹道炸原因分析

摘要

为了找到大口径旋转炮弹弹头机械触发引信弹道炸的原因从而为大口径旋转炮弹弹丸及其引信改进设计提供参考，通过理论分析和仿真，并结合试验验证，研究了影响弹丸章动角的因素、弹丸动不平衡特性、引信轴向运动零部件在外弹道上的受力、引信轴向运动零部件在复杂环境力作用下的动态响应等与引信弹道炸密切相关的诸多因素。
　　通过对引起弹丸动不平衡角的制造误差的蒙特卡洛仿真，得到弹丸动不平衡角的分布服从瑞利分布和威布尔分布，分析发现影响弹丸动不平衡角的主要因素是底排装置及其接口的加工和装配误差，其次是弹体口部位的制造误差。
　　应用多元逐步回归分析法分析弹丸章动角的影响因素，发现弹丸偏心距、引信与弹丸之间装配间隙、弹丸上膛是否到位是增大弹丸章动角的显著性因素，弹丸上膛到位时，引信与弹丸之间的装配间隙是主要影响因素，而弹丸偏心距和船尾摆差是次要因素。
　　建立引信零部件外弹道初始段受力数学模型，分析发现除了现已认知的弹丸章动角、零部件旋转偏心是增大引信零部件惯性力的重要因素之外，弹丸的动不平衡角、引信几何轴线与弹丸旋转轴线的夹角也会导致引信零部件的惯性力大幅增加。
　　通过ADAMS软件仿真分析引信惯性触发机构在复杂环境力作用下的动态响应，发现在很大的间歇性摩擦力作用下，活机体仍然会继续向前运动，但其运动到解除保险位置的过程却不是瞬间完成的，活机体是否能够解除保险以及解除保险所需时间要受弹丸动不平衡角大小、引信几何轴线与弹丸旋转轴线夹角大小、弹丸章动角大小、活机体部件与延期装置壳的装配间隙、活机体部件质心相对于弹丸旋转轴线偏心距、摩擦系数等因素的综合影响。
　　理论研究、仿真计算和试验分析结果表明，弹道炸的原因是以上诸因素综合作用的结果。据此，提出了解决引信弹道炸需对弹丸和引信的初步设计改进意见。