CN109696093A - 一种偏心炮弹的泄压式炮射姿态稳定装置 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种偏心炮弹的泄压式炮射姿态稳定装置，所述稳定装置由固定段和泄压段组成，所述泄压段与固定段为整体加工成型，且固定段与炮管通过螺栓连接，所述泄压段周向和轴向均匀布置若干贯穿的泄压孔，所述泄压孔开孔面积与泄压段内圆筒面积之比η为0.1～0.9。本发明通过泄压孔和泄压段长度的协调匹配设计的稳定装置，可以降低弹体底部压力，由此消除偏心炮弹发射时的偏心力矩，保证炮弹的正确着靶姿态。

Description

一种偏心炮弹的泄压式炮射姿态稳定装置

技术领域

本发明涉及弹体炮射试验技术领域，尤其涉及一种偏心炮弹的泄压式炮射姿态稳定装置。

背景技术

目前，随着导弹技术的发展，出现了非旋转对称的异形导弹结构。作为导弹的对目标作用的毁伤元素-战斗部，在设计中也随之出现了非旋转对称的异形特征。该特征带来的了战斗部质心“偏心”的问题。

在战斗部研究过程中，多采用火炮、平衡炮等炮射平台开展试验弹的穿靶性能研究。其原理是，通过发射药产生的高压气体在炮膛内对试验弹做工，从而使试验弹产生预定的速度飞行着靶。

对于偏心试验弹，采用炮射系统发射时，试验弹出炮口时由于还存在气体的作用，而其偏心的特征会导致气体推动作功过程产生偏转力矩，这个附加力矩会引起弹体姿态变化，并使弹体以较大攻角着靶，严重威胁弹体结构的完整性，导致试验失败。

发明内容

针对上述的诸多问题，本发明提出了一种偏心炮弹的泄压式炮射姿态稳定装置及方法，可消除弹体的着靶攻角，确保试验的正常进行。

本发明通过以下技术方案来实现上述目的：

一种偏心炮弹的泄压式炮射姿态稳定装置，所述稳定装置由固定段和泄压段组成，所述泄压段与固定段为整体加工成型，且固定段与炮管通过螺栓连接，所述泄压段周向和轴向均匀布置若干贯穿的泄压孔，所述泄压孔开孔面积与泄压段内圆筒面积之比η为0.1～0.9。

进一步的方案为，所述装置的材料采用35CrNi3MoV、30NiCrMoV、27NiCrMoV的Ni-Cr-Mo-V系炮钢中的一种。

进一步的方案为，所述固定段的内径与炮管外径相等，通过双排、周向均匀分布螺栓与炮身相连，与炮身的同轴度精度等级为3～6级。

进一步的方案为，所述泄压段内表面粗糙度为Ra0.32～Ra1.6；所述贯穿孔孔的形状为圆形、椭圆形或者矩形。

本发明另一方面提供上述的一种偏心炮弹的泄压式炮射姿态稳定装置的工艺步骤为：

第一步，由内弹道计算方法确定弹体出炮口时，炮管内的反应气体体积为V，压强为p₀，弹体初速为v₀；

第二步，由试验标准规定的着靶攻角、试验弹转动惯量、偏心距，炮口距靶板距离等确定试验弹弹底应受到的最大压力p_m；

第三步，由稳定器的强度和刚度要求，确定固定段长度及厚度，确定泄压段厚度及泄压孔的开孔面积与泄压段内圆筒面积之比η；

第四步，由下式确定泄压段最短长度L；

式中：C_D为泄压系数，取0.6～1.0，理想气体取1.0，d为稳定段内径，r为通过泄压孔的气流速度，通过下式确定：

式中：R为炮管内气体摩尔常数，T为炮管内反应气体温度，M是分子气体生成量，k取1.27；

第五步，由下式确定泄压段在距离炮口l处的厚度h，泄压段的厚度需不小于由据泄压段范围内不同l计算得到的最大厚度；

式中：δ为弹体在稳定器内允许的最大偏转角，d_e为弹体的偏心距，E是稳定器的弹性模量。

本发明的有益效果在于：

本发明的一种偏心炮弹的泄压式炮射姿态稳定装置，通过泄压孔和泄压段长度的协调匹配设计的稳定装置，泄压段约束弹体偏转并同时泄出炮管内高压气体，降低弹体离开泄压段时的弹体底部压力，由此消除偏心炮弹发射时的偏心力矩，保证炮弹的正确着靶姿态。

附图说明

为了更清楚地说明本发明实施例中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要实用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本实施例的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1为本发明一种偏心炮弹的泄压式炮射姿态稳定装置结构示意图。

图中：1.稳定装置；2.固定段；3.泄压段；11.炮管；33.泄压孔。

具体实施方式

为使本发明的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将对本发明的技术方案进行详细的描述。显然，所描述的实施例仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动的前提下所得到的所有其它实施方式，都属于本发明所保护的范围。

如图1所示，本发明的一种偏心炮弹的泄压式炮射姿态稳定装置，所述稳定装置由固定段和泄压段组成，所述泄压段与固定段为整体加工成型，且固定段与炮管通过螺栓连接，所述泄压段周向和轴向均匀布置若干贯穿的泄压孔，所述泄压孔开孔面积与泄压段内圆筒面积之比η为0.1～0.9。

本实施例中，所述装置的材料采用35CrNi3MoV、30NiCrMoV、27NiCrMoV的Ni-Cr-Mo-V系炮钢中的一种。所述固定段的内径与炮管外径相等，通过双排、周向均匀分布螺栓与炮身相连，与炮身的同轴度精度等级为3～6级。所述泄压段内表面粗糙度为Ra0.32～Ra1.6；所述贯穿孔孔的形状为圆形、椭圆形或者矩形。

另外，本发明的一种偏心炮弹的泄压式炮射姿态稳定装置的工艺步骤为：

第一步，由内弹道计算方法确定弹体出炮口时，炮管内的反应气体体积为V，压强为p₀，弹体初速为v₀；

第二步，由试验标准规定的着靶攻角、试验弹转动惯量、偏心距，炮口距靶板距离等确定试验弹弹底应受到的最大压力p_m；

第三步，由稳定器的强度和刚度要求，确定固定段长度及厚度，确定泄压段厚度及泄压孔的开孔面积与泄压段内圆筒面积之比η；

第四步，由下式确定泄压段最短长度L；

式中：C_D为泄压系数，取0.6～1.0，理想气体取1.0，d为稳定段内径，r为通过泄压孔的气流速度，通过下式确定：

式中：R为炮管内气体摩尔常数，T为炮管内反应气体温度，M是分子气体生成量，k取1.27；

第五步，由下式确定泄压段在距离炮口l处的厚度h，泄压段的厚度需不小于由据泄压段范围内不同l计算得到的最大厚度；

式中：δ为弹体在稳定器内允许的最大偏转角，d_e为弹体的偏心距，E是稳定器的弹性模量。

以上所述，仅为本发明的具体实施方式，但本发明的保护范围并不局限于此，任何熟悉本技术领域的技术人员在本发明揭露的技术范围内，可轻易想到变化或替换，都应涵盖在本发明的保护范围之内。因此，本发明的保护范围应以所述权利要求的保护范围为准。另外需要说明的是，在上述具体实施方式中所描述的各个具体技术特征，在不矛盾的情况下，可以通过任何合适的方式进行组合，为了避免不必要的重复，本发明对各种可能的组合方式不再另行说明。此外，本发明的各种不同的实施方式之间也可以进行任意组合，只要其不违背本发明的思想，其同样应当视为本发明所公开的内容。

Claims (5)

1.一种偏心炮弹的泄压式炮射姿态稳定装置，其特征在于，所述稳定装置由固定段和泄压段组成，所述泄压段与固定段为整体加工成型，且固定段与炮管通过螺栓连接，所述泄压段周向和轴向均匀布置若干贯穿的泄压孔，所述泄压孔开孔面积与泄压段内圆筒面积之比η为0.1～0.9。

2.如权利要求1所述的一种偏心炮弹的泄压式炮射姿态稳定装置，其特征在于，所述装置的材料采用35CrNi3MoV、30NiCrMoV、27NiCrMoV的Ni-Cr-Mo-V系炮钢中的一种。

3.如权利要求1所述的一种偏心炮弹的泄压式炮射姿态稳定装置，其特征在于，所述固定段的内径与炮管外径相等，通过双排、周向均匀分布螺栓与炮身相连，与炮身的同轴度精度等级为3～6级。

4.如权利要求1所述的一种偏心炮弹的泄压式炮射姿态稳定装置，其特征在于，所述泄压段内表面粗糙度为Ra0.32～Ra1.6；所述贯穿孔孔的形状为圆形、椭圆形或者矩形。

5.如权利要求1-4任一项所述的一种偏心炮弹的泄压式炮射姿态稳定装置，其特征在于，所述稳定装置的工艺步骤为：

第一步，由内弹道计算方法确定弹体出炮口时，炮管内的反应气体体积为V，压强为p₀，弹体初速为v₀；

第二步，由试验标准规定的着靶攻角、试验弹转动惯量、偏心距，炮口距靶板距离等确定试验弹弹底应受到的最大压力p_m；

第三步，由稳定器的强度和刚度要求，确定固定段长度及厚度，确定泄压段厚度及泄压孔的开孔面积与泄压段内圆筒面积之比η；

第四步，由下式确定泄压段最短长度L；

式中：C_D为泄压系数，取0.6～1.0，理想气体取1.0，d为稳定段内径，r为通过泄压孔的气流速度，通过下式确定：

式中：R为炮管内气体摩尔常数，T为炮管内反应气体温度，M是分子气体生成量，k取1.27；

第五步，由下式确定泄压段在距离炮口l处的厚度h，泄压段的厚度需不小于由据泄压段范围内不同l计算得到的最大厚度；

式中：δ为弹体在稳定器内允许的最大偏转角，d_e为弹体的偏心距，E是稳定器的弹性模量。