CN215930696U - 一种微型制导子弹空间结构 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了一种微型制导子弹空间结构，本实用新型包括弹身、弹翼、舵面和舵轴。所述弹身包括弹身头部、弹身中段和弹身尾部，所述弹身头部采用球形和鼻锥设计，所述弹身中段采用圆柱体和过渡锥设计，所述弹身尾部采用抛物线型尾锥设计；所述弹翼和所述舵面采用“×”字形的空间配置方案，所述弹翼与所述弹身固联，所述舵面和所述舵轴固联，所述舵轴可绕其中心旋转。本实用新型可以在增大内部容积的基础上兼具低气动阻力的流畅外形，进而提高气动操纵效率。

Description

一种微型制导子弹空间结构

技术领域

本实用新型涉及微型制导子弹技术领域，尤其涉及一种微型制导子弹空间结构。

背景技术

随着微机电系统(MEMS)的发展，精确制导技术的精度在不断提高的同时制导武器体积也在不断缩小。针对单兵作战、定点清除、人质解救等任务，制导子弹与传统的子弹相比具有射击精度高、抗干扰能力强和效费比高的特点，这使得制导子弹成为弹药领域一个新的发展方向。

目前，有关制导子弹的专利，比如申请号为201710458065.4的《狙击步枪用激光制导子弹》、申请号为202011196083.8的《一种基于微系统的制导子弹》等。制导子弹现有研究主要集中在实现原理、系统组成、执行机构等，有关制导子弹的空气动力特性及空间结构布局尚未在子弹上有成功的应用。

由于微型制导子弹尺寸小，导致微型制导子弹容积有限，如果能够进一步增加微型制导子弹容积，必然能够实现制导子弹微型化及飞控计算机的功能。

同时，目前制导子弹的射程虽然较远，但在某些特殊情况，会影响其射程范围，如果制导子弹具有优良的气动外形、舵面的高操作效率，必然能大大提高其射程范围。

由于以上原因，本实用新型提供了一种低气动阻力且高气动操作效率的微型制导子弹空间结构布局，设计出一款能够解决上述问题的微型制导子弹空间结构。

实用新型内容

本实用新型的目的是为了解决现有技术中存在的微型制导子弹气动阻力高，弹身容积率低的缺点，而提出的一种微型制导子弹空间结构。

为了实现上述目的，本实用新型采用了如下技术方案：

一种微型制导子弹空间结构，包括弹身、弹翼、舵面和舵轴。弹身头部采用尖拱形(球形与锥形组合)，与锥形头部相比，尖拱形头部容积更大，结构强度大。弹翼和舵面采用“×”字形的空间配置方案，“×”字形的四个舵面都可以充当垂直舵和水平舵的双重功能，使微型制导子弹获得更高的气动操作效率,从而完成本实用新型。

较佳的，所述弹身为旋成体，包括弹身头部、弹身中段和弹身尾部。

其中，所述弹身头部由半球形和流线型“冯卡门”曲线绕中心轴旋转而成，球体直径为0.3-0.4D，过渡抛物线距旋转中心轴的距离为0.3-1D；半球型有利导引头的设计，流线型曲线符合冯卡门曲线，具有减小空气阻力和载荷影响的作用。

其中，所述弹身中段由圆柱体和过渡锥体组成，圆柱体直径为D，过渡直线段距旋转中心轴的距离为0.25-1D；所述弹身尾部圆柱体、过渡锥体和抛物线型尾椎组成，圆柱体直径为0.25-0.4D，抛物线距旋转中心轴的距离为0.5-1D。

过度椎体和抛物线尾椎，经空气动力学仿真显示可以达到较好的气动特性。

较佳的，所述弹翼有4个，均布于弹体中段过渡锥体上，采用“×”字形的空间配置方案，所述弹翼与过渡锥体固联，厚度为0.8-1mm。

较佳的，所述舵面有4个，均布于弹体尾部过渡锥体上，采用“×”字形的空间配置方案，所述舵面与所述舵轴固联，厚度为0.8-1mm。

较佳的，所述舵轴有4个，均布于弹体小圆柱体上，采用“×”字形的空间配置方案，所述舵轴可绕其中心轴旋转，用以控制子弹飞行方形，直径为0.1D。

相比现有技术，本实用新型的有益效果为：

本实用新型制导子弹头部为球形和锥形的结合，使子弹头部容积大大提高，具有良好的工艺性。

本实用新型制导子弹尾部采用收缩设计，并设计有抛物线型尾椎，尾部压阻面积小，减少了尾部阻力，具有较低的空气阻力。

本实用新型制导子弹弹翼和舵面采用“×”字形的空间配置方案，具有较高的气动操纵效率。

附图说明

图1为本申请制导子弹外形的总体布局示意图。

图2为本申请弹身外形主视图。

图3为本申请弹翼纵截面图。

图4为本申请弹翼空间配置方案示意图。

图5为本申请舵面纵截面图。

图6为本申请舵面和舵轴空间配置方案示意图。

附图标记：1弹身、2弹翼、3舵面、4舵轴、5弹身头部、6弹身中段、7弹身尾部。

具体实施方式

下文结合附图和具体实施例对本实用新型的技术方案做进一步说明。

本实施例提供了一种低气动阻力且高气动操作效率的23mm制导子弹空间结构。该结构包括弹身1、弹翼2、舵面3和舵轴4。

弹身头部5采用尖拱形(球形和锥形)，与锥形头部相比，尖拱形头部容积更大，结构强度大。弹翼2和舵面3采用“×”字形的空间配置方案，“十”字形的舵面两个水平舵面充当水平舵，两个垂直舵面充当垂直舵；而“×”字形的四个舵面都可以充当垂直舵和水平舵的双重功能，使微型制导子弹获得更高的气动操作效率。依据上述设计进行气动仿真计算获得较低气动阻力的整体外形。

弹身1为旋成体，包括弹身头部5、弹身中段6和弹身尾部7，如图2所示。弹身头部5外形由半径为8mm的圆弧段AB和抛物线段 BC(由B、C两点确定的二次曲线而形成)绕中心轴旋转而形成；弹身中段6由直线段CD(CD距中心轴的距离为10.75mm)、直线段DE (DE与中心轴的夹角为5.5度)和直线段EF(EF距中心轴的距离为 6mm)绕中心轴旋转而形成；弹身尾部7由直线段FG(FG与中心轴的夹角为9度)、抛物线段GH(由G、H两点确定的二次曲线而形成)和直线段HI(HI的高度为5mm)绕中心轴旋转而形成。

弹身头部5可作为制导子弹的导引头舱段，进行电路板、导引装置、支架等组件的布置；弹身中段6的圆柱段可作为飞控舱段，进行电路板、电池、支架等组件的布置；弹身中段6的锥体过渡段可作为战斗舱段，进行火药、引信等组件的布置；弹身尾部7可作为舵机舱段，进行舵机、传动机构等组件的布置。

弹翼2沿弹身1纵截面的外形如图3所示，由直线段D1E1(D1E1 与弹身DE线段等长)、直线段E1F1(E1F1与D1E1的锐角为5.5度，其长度为14.5mm)、直线段P1F1(P1F1高度为4.75)和直线段P1D1 组成，厚度为0.8-1mm，其中D1E1、E1F1和弹身1母线DE、EF固联。实际加工中可一体加工而成；亦可分开加工，然后焊接或螺接。

如图4所示，4个弹翼2沿弹身呈“×”字形分布，其中弹翼2 与y轴的夹角为45°。弹翼2和舵面3采用“×”字形的空间配置方案，“十”字形的舵面两个水平舵面充当水平舵，两个垂直舵面充当垂直舵；而“×”字形的四个舵面都可以充当垂直舵和水平舵的双重功能，使微型制导子弹获得更高的气动操作效率。依据上述设计进行气动仿真计算获得较低气动阻力的整体外形。

舵面3沿弹身1纵截面的外形如图5所示，由直线段P2P3(长度为9.5mm)、P3P4(P3P4与P2P3的锐角为9度，其长度与弹身FG 线段等长)、P4P5(高0.25mm)、P5P6、P6P2(高4.5mm)组成，厚度为0.8-1mm，其中P2P3、P3P4和母线EF、FG相对，舵面和尾部外轮廓的间隙为0.25mm。

如图6所示，4个舵面3和4个舵轴4沿弹身1呈“×”字形分布，舵面3通过螺接或铆接的方式与舵轴固联，其中舵面3与y轴的夹具为45°。

制导子弹的总体长度为220mm。经气动仿真计算，弹身头部5、弹身中段6、弹身尾部7的长度比例采用1:2:1时，在具有相对较大的空间容量的同时兼具保持更低的气动阻力。

该制导子弹头部5采用球形和鼻锥设计，弹身尾部7采用收缩式尾椎设计，中段采用圆柱体和过渡锥设计，弹翼2和舵面3采用“×”字形的空间配置方案。可在保证较大容积的基础上，具有低气动阻力和高操作效率。

本制导子弹通过调整尾部舵翼，从而改变气动力，进行姿态调节，从而击中目标。

以上所述，仅为本实用新型较佳的具体实施方式，但本实用新型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实用新型揭露的技术范围内，根据本实用新型的技术方案及其实用新型构思加以等同替换或改变，都应涵盖在本实用新型的保护范围之内。

Claims (7)

1.一种微型制导子弹空间结构，其特征在于，该子弹包括弹身(1)、弹翼(2)、舵面(3)和舵轴(4)，所述弹身(1)为旋成体，所述弹身(1)包括弹身头部(5)、弹身中段(6)、弹身尾部(7)，所述弹翼(2)与弹身中段(6)采用“×”字形的空间配置方案，所述舵面(3)与弹身尾部(7)采用“×”字形的空间配置方案，所述舵面(3)与舵轴(4)固联。

2.根据权利要求1所述的一种微型制导子弹空间结构，其特征在于，所述弹身头部(5)由半球形和流线型卡门曲线绕中心轴旋转而成，球体直径为0.3-0.4D，过渡抛物线距旋转中心轴的距离为0.3-1D。

3.根据权利要求1所述的一种微型制导子弹空间结构，其特征在于，所述弹身中段(6)由圆柱体和过渡锥体组成，圆柱体直径为D，过渡直线段距旋转中心轴的距离为0.25-1D。

4.根据权利要求1所述的一种微型制导子弹空间结构，其特征在于，所述弹身尾部(7)由圆柱体、过渡锥体和抛物线型尾椎组成，圆柱体直径为0.25-0.4D，抛物线距旋转中心轴的距离为0.5-1D。

5.根据权利要求1所述的一种微型制导子弹空间结构，其特征在于，所述弹翼(2)有4个，均匀分布于所述弹身中段(6)过渡锥体上，采用“×”字形的空间配置方案，所述弹翼(2)与过渡锥体固联，厚度为0.8-1mm。

6.根据权利要求1所述的一种微型制导子弹空间结构，其特征在于，所述舵面(3)有4个，均匀分布于所述弹身尾部(7)过渡锥体上，采用“×”字形的空间配置方案，所述舵面(3)与所述舵轴(4)固联，厚度为0.8-1mm。

7.根据权利要求1所述的一种微型制导子弹空间结构，其特征在于，所述舵轴(4)有4个，均匀分布于弹体小圆柱体上，采用“×”字形的空间配置方案，所述舵轴(4)可绕其中心轴旋转，带动舵面的转动，从而引起气动力的变化，用于控制子弹飞行方向。

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