CN110081783B - 一种低损伤炮射试验弹及其回收方法 - Google Patents
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Abstract
本发明公开的一种低损伤炮射试验弹及其回收方法，属于低损伤炮射试验弹领域。试验弹的外壳由制式弹壳改造而成，将原制式弹壳的尖头引信替换为平头阻力帽；通过小仰角发射实现延长飞行时间和飞行距离，通过平头阻力帽实现消耗炮射试验弹的动能，将试验弹的高发射初速度降低至满足回收需求的较低的速度；在发生撞击瞬间通过平头阻力帽发生变形减少撞击瞬间对药壳结构、测试系统的冲击；根据发射方向、发射小仰角和预估的发射初速度，实现对试验弹的落地点进行预判；在试验弹落地点设置回收池，将回收池中装入用于试验弹回收的缓冲材料，降低试验弹破损的风险，实现低损伤炮射试验弹回收，尤其适用于能够满足高过载炮射试验的试验弹的回收需求。
Description
技术领域
本发明涉及一种低损伤炮射试验弹及其回收方法，属于低损伤炮射试验弹领域。
背景技术
炮射导弹是一种由火炮发射，出膛后以火箭发动机助推增速的导弹。炮射导弹以其高初速，高效益，远射程等优点满足了现代战争的对弹药发展的新要求，并在近些年得以迅速发展。发射初期，在火炮膛压作用下，炮射导弹中推进剂药柱会承受高达上万g的轴向过载，对发动机药柱的结构完整性形成严峻的考验。为了研究炮射导弹发射瞬间药柱结构完整性和安全性，需要开展炮射试验对推进剂药柱的动态力学响应进行数据测量，同时也为仿真分析提供可供验证的试验数据。火炮发射能够很好地模拟炮射导弹发射过程中的过载环境，保证所复现的高过载(5000g～15000g)环境的真实性。在采用火炮发射手段的炮射试验中，采用弹载测试系统对试验弹的动态力学响应进行数据测量。为了确保试验后能够完整回收试验装置和数据，需要对试验弹设计回收方案。在确保试验弹和记录器完整的情况下使试验弹的速度尽快减为0，是回收方案设计的主要目标。
常规的一种炮射试验弹回收方法为：利用靶场现有的沙土靶，火炮近距离平射，击中沙土靶后采用挖掘机作业方式回收试验弹。一种改进的回收方法使用沙箱对试验弹进行减速：将沙与锯末以特定配比混合后装入立方体沙箱内，放置在火炮与沙土靶中间位置，以期试验弹击中沙箱后，速度能迅速降低，最终停留在沙箱内，或贯穿沙箱击中沙土靶且侵彻深度较浅，从而实现快速且完整的回收。但在模拟炮射导弹发射过程的炮射试验实施过程中，发现常规的炮射试验弹回收方法不适用于具有高发射速度的试验弹的回收。这是由于高速运动的试验弹若击中坡度较大的沙土靶，可能导致其受力不均匀而碎裂，而且挖掘机作业工作量大，耗时长。而对于改进的方法，由于试验弹质量和动能较大，且沙箱内混合物分布不均匀，试验弹高速击中沙箱后受力不均匀，速度发生变化。试验中试验弹在击中沙箱后，飞行方向大幅改变，向上飞出靶场无法寻回，且沙箱完全破损无法再次使用，试验弹回收失败。在进行炮射导弹推进剂药柱力学响应测试的炮射试验中，现有的回收方法无法保证炮射试验弹的顺利回收，因此需要一种有效的低损伤的炮射试验弹回收方法，确保炮射试验后能够完整回收试验装置和数据。
发明内容
针对现有的炮射试验弹无法满足高过载(5000g～15000g)炮射试验的回收需求，本发明公开的一种低损伤炮射试验弹及其回收方法要解决的技术问题是：实现对炮射试验弹的低损伤回收，且能够满足高过载炮射试验弹的回收需求。所述高过载炮射试验的试验弹具有高发射初速度。
本发明的目的是通过以下技术方案实现的。
本发明公开的一种低损伤炮射试验弹，外壳由制式弹壳改造而成，将原制式弹壳的尖头引信替换为平头阻力帽，通过平头阻力帽实现下述功能：一、增加飞行阻力实现消耗炮射试验弹的动能，将高过载炮射试验中试验弹的高发射初速度降低至满足回收需求的较低的速度；二、在发生撞击瞬间通过平头阻力帽发生变形吸收撞击能量，减少撞击瞬间对药壳结构、测试系统的冲击。
本发明公开的一种低损伤炮射试验弹的回收方法，试验弹的外壳由制式弹壳改造而成，将原制式弹壳的尖头引信替换为平头阻力帽；炮射试验弹采用小仰角发射，通过小仰角发射实现延长飞行时间和飞行距离，通过平头阻力帽增加飞行阻力实现消耗炮射试验弹的动能，将高过载炮射试验中试验弹的高发射初速度降低至满足回收需求的较低的速度；在发生撞击瞬间通过平头阻力帽发生变形吸收撞击能量，减少撞击瞬间对药壳结构、测试系统的冲击；根据发射方向、发射小仰角和预估的发射初速度，实现对试验弹的落地点进行预判；在试验弹落地点设置回收池，将回收池中装入用于试验弹回收的缓冲材料，进一步降低试验弹破损的风险；在对落地点预判准确的情况下，试验弹以满足回收需求较低的速度落入回收池中，实现低损伤炮射试验弹回收，尤其适用于能够满足高过载炮射试验的试验弹的回收需求。
所述的小仰角发射指发射仰角为12°～15°；
所述缓冲材料优选沙与锯末。
本发明公开的一种低损伤炮射试验弹及其回收方法，包括如下步骤：
步骤一、将制式弹壳从预定位置剖开，分为前壳体和后壳体，内部空腔作为测试与存储系统安装空间，在其中安装相关测试零部件后，采用螺纹将前后壳体连接。使用平头阻力帽替换原尖头引信。试验弹由前壳体、前壳盖、测试与存储系统、药壳、后壳体、推进剂药柱、后端盖、阻力帽八部分组成。平头阻力帽用于增加飞行阻力，实现消耗炮射试验弹的动能。同时，在发生撞击瞬间通过平头阻力帽发生变形吸收撞击能量，减少撞击瞬间对药壳结构、测试系统的冲击；
步骤二、根据发射方向，发射小仰角，并通过对发射速度进行预估，对炮射试验弹的落地点进行预判；
相比于平射试验弹，通过小仰角发射实现如下目的：实现延长飞行时间和飞行距离，实现充分发挥阻力帽的减速作用，将高过载炮射试验中试验弹的高发射初速度降低至满足回收需求的较低的速度。
步骤三、在预判的落地点设置回收池，将回收池中装入用于试验弹回收的缓冲材料，进一步降低试验弹破损的风险。
步骤四、进行炮射试验，在对步骤三中落地点预判准确的情况下，试验弹以满足回收需求的较低速度落入回收池中。在落地处对试验弹进行回收，实现低损伤炮射试验弹回收，尤其适用于能够满足高过载炮射试验弹的回收需求。
有益效果
1、本发明公开的一种低损伤炮射试验弹及其回收方法，试验弹的外壳由制式弹壳改造而成，试验弹的外形面与制式炮弹基本一致。利用原有制式弹壳的方式避免了重新设计和加工弹壳，保证了试验弹与火炮之间的匹配性，实现节省时间，降低成本；
2、本发明公开的一种低损伤炮射试验弹及其回收方法，将原制式弹壳的尖头引信替换为平头阻力帽。平头阻力帽能够增加飞行阻力实现消耗炮射试验弹的动能；此外，在发生撞击瞬间通过平头阻力帽发生变形吸收撞击能量，减少撞击瞬间对药壳结构、测试系统的冲击。
3、本发明公开的一种低损伤炮射试验弹及其回收方法，采用小仰角发射能够实现延长飞行时间和飞行距离，充分发挥阻力帽的减速作用，将高过载炮射试验中试验弹的高发射初速度降低至满足回收需求的较低的速度；试验弹坠地对其结构和测试系统的冲击较小，能够提高完整性和回收率。
4、本发明公开的一种低损伤炮射试验弹及其回收方法，根据发射方向，发射小仰角和预估的发射初速度，对试验弹的落地点进行预判。通过试验弹落地点预判能够降低回收所需的人力和时间；在预判的试验弹落地点设置回收池，将回收池中装入用于试验弹回收的缓冲材料，进一步降低试验弹破损的风险。在对落地点预判准确的情况下，试验弹以满足回收需求的较低速度落入回收池中，实现低损伤炮射试验弹回收，尤其适用于能够满足高过载炮射试验弹的回收需求。
附图说明
图1为本发明公开的一种低损伤炮射试验弹(未安装阻力帽)的结构示意图；
其中：1—前壳体、2—前壳盖、3—测试与存储系统安装空间、4—药壳、5—后壳体、6—推进剂药柱、7—后端盖；
图2为本发明公开的一种低损伤炮射试验弹实物图，其中左侧为处于半装配状态的试验弹，右侧为前壳体和阻力帽；
图3为实施例1炮射试验发射方案；
图4为实施例1炮射试验回收后的试验弹。
具体实施方式
以下是本发明的具体实施例，但本发明并不限于这些实施例。
实施例1
如附图1、2所示，本实施例公开的一种低损伤炮射试验弹，将制式弹壳从预定位置剖开，分为前壳体1和后壳体5，在内部空腔安装相关测试零部件后，采用M49螺纹将前后壳体连接；使用平头阻力帽替换原尖头引信。试验弹由前壳体1、前壳盖2、测试与存储系统、药壳4、后壳体5、推进剂药柱6、后端盖7、阻力帽八部分组成。平头阻力帽用于增加飞行阻力，实现消耗炮射试验弹的动能。同时，在发生撞击瞬间通过平头阻力帽发生变形吸收撞击能量，减少撞击瞬间对药壳4结构、测试系统的冲击。
如附图1、2所示，本实施例公开的一种低损伤炮射试验弹的回收方法，试验弹的外壳由制式弹壳改造而成，将原制式弹壳的尖头引信替换为平头阻力帽；炮射试验弹采用小仰角发射，通过小仰角发射实现延长飞行时间和飞行距离，通过平头阻力帽增加飞行阻力实现消耗炮射试验弹的动能，将高过载炮射试验中试验弹的高发射初速度降低至满足回收需求的较低的速度；在发生撞击瞬间通过平头阻力帽发生变形吸收撞击能量，减少撞击瞬间对药壳4结构、测试系统的冲击；根据发射方向、发射小仰角和预估的发射初速度，实现对试验弹的落地点进行预判；在试验弹落地点设置回收池，将回收池中装入用于试验弹回收的缓冲材料，进一步降低试验弹破损的风险；在对落地点预判准确的情况下，试验弹以满足回收需求较低的速度落入回收池中，实现低损伤炮射试验弹回收，尤其适用于能够满足高过载炮射试验的试验弹的回收需求。
如附图1、2所示，本实施例公开的一种低损伤炮射试验弹及其回收方法，包括如下步骤：
步骤一、将制式弹壳从预定位置剖开，分为前壳体1和后壳体5，在内部空腔安装相关测试零部件后，采用M49螺纹将前后壳体连接；使用平头阻力帽替换原尖头引信。平头阻力帽用于增加飞行阻力，实现消耗炮射试验弹的动能。同时，在发生撞击瞬间通过平头阻力帽发生变形吸收撞击能量，减少撞击瞬间对药壳4结构、测试系统的冲击；
本实施例中炮射试验弹的实物图如附图2所示。
步骤二、根据发射方向，发射小仰角，并通过对发射速度进行预估，对炮射试验弹的落地点进行预判；
本实施例的试验采用130mm口径火炮，发射方案如附图3所示。由火炮中装填的火药量，以及试验弹的质量，预估出发射初速度，根据发射速度以及发射仰角，可以在发射竖直面内预测试验弹的运动轨迹，从而对试验弹落地点进行预判，本实施例中预估出试验弹的水平射程为5km。
步骤三、由于本实施例中试验条件的限制，未在落地点设置回收池。
步骤四、进行炮射试验，在落地处对试验弹进行回收，实现低损伤炮射试验弹回收。尤其适用于能够满足高过载炮射试验弹的回收需求。
本实施例回收后的试验弹如附图4所示，回收后的试验弹基本无破损，成功实现了低损伤回收。
以上所述，仅为本发明的较佳实施例而已，并非对本发明作任何形式上的限制；凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内；同时，凡依据本发明的实质技术对以上实施例所作的任何等同变化的更动、修饰与演变等，均仍属于本发明的技术方案的保护范围之内。
Claims (2)
1.一种低损伤炮射试验弹回收方法，其特征在于：包括如下步骤：
步骤一、将制式弹壳从预定位置剖开，分为前壳体(1)和后壳体(5)，内部空腔作为测试与存储系统安装空间，在其中安装测试零部件后，采用螺纹将前后壳体连接；使用平头阻力帽替换原尖头引信；试验弹由前壳体、前壳盖、测试与存储系统、药壳、后壳体、推进剂药柱、后端盖、平头阻力帽八部分组成；平头阻力帽用于增加飞行阻力，实现消耗炮射试验弹的动能；同时，在发生撞击瞬间通过平头阻力帽发生变形吸收撞击能量，减少撞击瞬间对药壳(4)、测试与存储系统的冲击；
步骤二、根据发射方向，采用小仰角发射，并通过对发射初速度进行预估，对炮射试验弹的落地点进行预判；所述的小仰角发射指发射仰角为12°～15°；
相比于平射试验弹，通过小仰角发射实现如下目的：实现延长飞行时间和飞行距离，实现充分发挥阻力帽的减速作用，将高过载炮射试验中试验弹的高发射初速度降低至满足回收需求的较低的速度；
步骤三、在预判的落地点设置回收池，将回收池中装入用于试验弹回收的缓冲材料，进一步降低试验弹破损的风险；
步骤四、进行炮射试验，在对步骤三中落地点预判准确的情况下，试验弹以满足回收需求的较低速度落入回收池中；在落地处对试验弹进行回收，实现低损伤炮射试验弹回收，适用于能够满足高过载炮射试验弹的回收需求。
2.如权利要求1所述的一种低损伤炮射试验弹回收方法，其特征在于：所述缓冲材料选沙与锯末。
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