增阻式一维弹道修正弹修正机构设计与修正能力研究

摘要

现代战争的作战模式和战场空间在很大程度上已发生改变，为满足一系列作战需求，要求弹箭在保证对目标精确打击的同时，最大程度降低对非军事设施和平民的附加毁伤。弹道修正弹作为常规制式弹药的一种，通过加装修正控制装置，对实际飞行弹道参数进行探测并加以修正，其命中精度高，成本低廉，已成为一种介于导弹与普通炮弹之间的新型精确打击弹药，相关技术的发展将成为主导未来战争成败的关键因素。
　　本文以安装有阻力片的一维弹道修正弹为研究对象，结合一维弹道修正技术，在分析研究阻力型一维弹道修正机构工作原理的基础上，重点设计并确定了一种用于提高弹箭飞行阻力的复合型双层八片式射程修正机构。借助动力学数值仿真软件对其工作可行性和可靠性进行验证分析，依靠流体力学仿真软件对其气动特性及射程修正能力进行定量分析与初步评估。具体研究工作主要体现为：
　　首先，针对一维弹道修正机构的工作原理与运动特性，提出修正机构的总体结构设计方案。以某155mm口径制式旋转稳定弹为研究平台，利用实体建模软件So lidwo rks对修正机构进行初步结构设计与建模，使用ADAMS动力学仿真软件建立机构的动力学模型，对机构在一定工况下的工作过程进行数值模拟，验证了机构在高速旋转并承受一定载荷时的动力学性能及工作可靠性。
　　其次，根据空气动力学及外弹道学理论，建立计算用一维弹道修正弹气动模型，利用FLUENT仿真软件对弹丸加装修正机构前后的绕流流场进行数值模拟，得出不同工况下弹丸的气动力参数，重点对修正机构的阻力片展开面积、展开时刻、开槽位置与开槽大小等参数对气动特性的影响规律进行研究。
　　最后，再次结合一维弹道修正技术及外弹道学相关理论，建立标准气象条件下的一维弹道修正弹质点运动模型。采用经典四阶定步长龙格—库塔法编写弹道程序，分析阻力片结构参数变化、展开面积、展开时刻等因素对弹丸纵向射程修正能力的影响。
　　通过以上研究表明，该修正机构展开迅速且工作稳定可靠，具有较强的一维弹道修正能力，可为一维弹道修正弹的进一步结构设计提供数据参考。

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1 绪论

1.1 课题研究背景及意义

1.2 弹道修正弹基本概念及工作原理

1.3 弹道修正弹国内外发展现状

1.4 典型一维弹道修正机构介绍

1.5 本论文的主要研究工作和结构安排

2 基于平面连杆机构的修正机构设计

2.1 平面连杆机构介绍

2.2 修正机构设计原则

2.3 修正机构方案设计

2.4 修正机构动作原理

2.5 修正机构设计

2.6 本章小结

3 修正机构动力学仿真研究

3.1 ADAMS软件介绍

3.2 ADAMS动力学数值求解基本理论

3.3 修正机构主要构件危险截面强度校核

3.4 修正机构动力学仿真结果及分析

3.5 本章小结

4 阻尼片结构参数对修正弹气动特性影响研究

4.1 流体力学软件简介

4.2 数值计算方法

4.3 数值仿真结果

4.4 气动特性分析

4.5 阻力片开槽对弹丸气动特性影响研究

4.6 本章小结

5 修正弹外弹道数值模拟研究

5.1 一维弹道修正控制方式

5.2 修正弹外弹道模型建立

5.3 弹道解算方法

5.4 修正弹修正能力分析

5.5 阻力片结构参数变化对修正能力影响分析

5.6 本章小结

6 总结与展望

6.1 工作总结

6.2 论文的创新点

6.3 未来工作研究方向

参考文献

攻读硕士学位期间所发表的论文

致谢