CN111174649B - 拖曳式二次起爆云爆弹二次起爆装置抛射初速计算方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种拖曳式二次起爆云爆弹二次起爆装置抛射初速计算方法，综合考虑拖曳式二次起爆云爆弹不确定条件，给出了拖缆最大受力正相关的最大速度差计算表达式，据此可确定出二次起爆装置最佳抛射初速范围，确保拖缆强度余量有尽可能大，以实现二次起爆，该方法为拖曳式二次起爆云爆弹引战配合中抛射初速的设计奠定了理论基础，该方法具有广阔的军事应用前景。

Description

拖曳式二次起爆云爆弹二次起爆装置抛射初速计算方法

技术领域

本发明属于二次起爆云爆弹技术领域，具体涉及一种拖曳式二次起爆云爆弹二次起爆装置抛射初速计算方法。

背景技术

传统的二次起爆云爆弹多采用分离后伞降减速和整体伞降减速方案，降低抛撒时刻弹速到60m/s以下，通过减速伞顶部安装二次起爆子弹的方式实现二次起爆型云爆弹的引战配合和起爆控制，该方式存在以下问题：1)应用场景多为航弹或精度不高的面杀伤弹药；2)云爆剂只能在60m/s以下抛撒才能形成最佳的云团形状；3)弹体分离会造成设计复杂和降低弹药命中精度；4)伞降减速抗风能力差，带来精度无法得到保证。

发明内容

有鉴于此，本发明的目的是提供一种拖曳式二次起爆云爆弹二次起爆装置抛射初速计算方法，可以精确计算次起爆装置最佳抛射初速。

一种拖曳式二次起爆云爆弹二次起爆装置抛射初速计算方法，包括如下步骤：

步骤1、确定影响拖缆受力的物理量，包括：在二次起爆装置与制导火箭云爆弹分离时刻，云爆弹的飞行速度V、海拔高度H、二次起爆装置相对于云爆弹的抛射初速V_mx0，二次起爆装置阻力系数C_x，期望的引战配合缆长dist_i；对该5个物理量进行网格划分；

步骤2、拖缆最大受力与二次起爆装置和云爆弹的最大速度差呈正相关，最大速度差|ΔV|^max按下式计算：

其中，二次起爆装置所受空气阻力X_A按下式计算：

其中，S_ref表示二次起爆装置参考面积；C_x表示二次起爆装置阻力系数；ρ(H)表示与海拔高度H有关的空气密度函数；

表示二次起爆装置惯性系下的速度大小；

(2)、将(1)中5个物理量网格划分后的取值进行遍历组合，得到5个物理量的组合；将每种组合代入式(2.a.1)，计算在每种参数组合下二次起爆装置与云爆弹的最大速度差；得到的所有速度差的最小值作为二次起爆装置的抛射初速范围。

本发明具有如下有益效果：

本发明方法综合考虑拖曳式二次起爆云爆弹不确定条件，给出了拖缆最大受力正相关的最大速度差计算表达式，据此可确定出二次起爆装置最佳抛射初速范围，确保拖缆强度余量有尽可能大，以实现二次起爆，该方法为拖曳式二次起爆云爆弹引战配合中抛射初速的设计奠定了理论基础，该方法具有广阔的军事应用前景。

附图说明

图1是拖曳式二次起爆云爆弹二次起爆装置抛射分离过程示意图。

图2是某条件下不同引战配合缆长、不同抛射初速最大速度差曲线。

具体实施方式

下面结合附图并举实施例，对本发明进行详细描述。

如图1所示，拖曳式二次起爆云爆弹的引战系统方案，采用“定高抛撒+延期起爆”的总体作用模式。云爆弹由地面火箭炮发射，到达目标上空一定高度时侧向抛出二次起爆装置，二次起爆装置通过拖缆与云爆弹固连，拖缆置于放缆装置中，二次起爆装置抛出后牵引拖缆放出到预定长度，待二次起爆装置与云爆弹相对运动稳定后，二者保持固定相对距离稳定下落。云爆弹距地一定高度时抛撒云爆剂，同时二次起爆装置开始延期起爆计时，二次起爆装置起爆延时为云爆剂形成最佳云团所需的时间，待云爆剂形成最佳起爆云团时，二次起爆装置在云团内部起爆云团，形成云雾爆轰效应对目标进行毁伤。

牵引二次起爆装置的拖缆，确立了云爆剂抛撒时刻，二次起爆装置与制导火箭的相对距离，决定了二次起爆装置作用时是否在云团内部。抛射装置为二次起爆装置赋予一定的初速，实现二次起爆装置与云爆弹的分离，拖缆最终确保二次起爆装置与制导火箭固定间距等速下落。如果抛射初速设计不合理，有可能造成拖缆受力过大而断裂，并最终导致云爆弹无法实现二次起爆，威力无法发挥。

对拖曳式二次起爆云爆弹飞行条件及其不确定性进行网格划分，按照与拖缆最大受力正相关的最大速度差表达式计算不确定条件下的最大速度差，按照最大速度差尽可能小的原则选取抛射初速最佳范围，具体处理步骤如下：

(1)影响拖缆受力的主要因素包括：在二次起爆装置与制导火箭云爆弹分离时刻，云爆弹的飞行速度V、海拔高度H、二次起爆装置相对于云爆弹的抛射初速V_mx0，二次起爆装置阻力系数C_x，期望的引战配合缆长dist等，对上述5个物理量进行网格划分：

a)飞行速度V_i,i＝1,…,m；

b)海拔高度H_i,i＝1,…,n；

c)抛射初速V_mx0i,i＝1,...,s；

d)二次起爆装置阻力系数C_xi,i＝1,…,p；

e)期望的引战配合缆长dist_i,i＝1,…,q；

拖缆最大受力与二次起爆装置和云爆弹的最大速度差呈正相关，最大速度差按(2.a.1)计算：

其中，|ΔV|^max表示二次起爆装置与云爆弹最大速度差，单位：米/秒；X_A表示二次起爆装置空气阻力，单位：牛顿；式中的给定条件包括：二次起爆装置质量m，期望的引战配合缆长dist，重力加速度常数g。二次起爆装置所受空气阻力X_A按(2.a.2)计算：

其中，S_ref表示二次起爆装置参考面积，单位：平方米；C_x表示二次起爆装置阻力系数；ρ(H)表示与海拔高度H有关的空气密度函数，单位：千克/立方米；由于二次起爆装置由云爆弹垂直弹轴方向抛出，其惯性系下的速度大小为

V是云爆弹的飞行速度，V_mx0是二次起爆装置相对于云爆弹的抛射初速；

(2)、将(1)中5个物理量的取值进行遍历组合，得到5个物理量的组合；将每种组合代入(2.a.1)给出的计算模型，计算在每种参数组合下二次起爆装置与云爆弹的最大速度差；得到的所有速度差的最小值作为二次起爆装置的抛射初速范围。

如图2所示，给出了某条件下不同引战配合缆长、不同抛射初速最大速度差曲线。

综上所述，以上仅为本发明的较佳实施例而已，并非用于限定本发明的保护范围。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。

Claims (1)

1.一种拖曳式二次起爆云爆弹二次起爆装置抛射初速计算方法，其特征在于，包括如下步骤：

步骤1、确定影响拖缆受力的物理量，包括：在二次起爆装置与制导火箭云爆弹分离时刻，云爆弹的飞行速度V、海拔高度H、二次起爆装置相对于云爆弹的抛射初速V_mx0，二次起爆装置阻力系数C_x，期望的引战配合缆长dist；对该5个物理量进行网格划分；

步骤2、拖缆最大受力与二次起爆装置和云爆弹的最大速度差呈正相关，最大速度差|ΔV|^max按下式计算：

其中，二次起爆装置所受空气阻力X_A按下式计算：

其中，S_ref表示二次起爆装置参考面积；C_x表示二次起爆装置阻力系数；ρ(H)表示与海拔高度H有关的空气密度函数；

表示二次起爆装置惯性系下的速度大小；

步骤3、将步骤1中5个物理量网格划分后的取值进行遍历组合，得到5个物理量的组合；将每种组合代入式(2.a.1)，计算在每种参数组合下二次起爆装置与云爆弹的最大速度差；得到的所有速度差的最小值作为二次起爆装置的抛射初速范围。

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