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伸缩式双弹芯动能穿甲弹伸出结构研究

方清  
【摘要】:伸缩式双弹芯穿甲弹是动能穿甲弹的一个新概念。这一新概念研究涉及到发射、伸出方法及伸出机构的运动与强度、飞行稳定性和终点效应等问题。本文研究了其中的与伸缩式双弹芯穿甲弹新概念伸出结构相关的关键问题,在理论上为伸缩式双弹芯动能穿甲弹的工程实现提供有力的支撑。主要研究内容包括: 1.在膛内充气的弹上气室装置可以使伸缩式双弹芯穿甲弹作伸出运动。通过引入染色函数法建立了膛内弹上高压气室气流模型,给出了弹上气室参数,与静态模拟实验结果一致。此外还建立了伸缩式双弹芯圆杆体伸出的动力学模型和双弹芯体的气压闭锁模型。膛内弹上高压气室气流模型的动态实验,证实了这三个模型的正确性和实用性。只要选取适当的气室几何系数,弹上气室压力能够达到最大弹底压力;采用闭气技术,气室能够保持所需的工作压力;采用闭气技术并选取适当的体积展开比和气室几何系数,双弹芯体能够达成闭锁目的;模拟弹圆杆体伸出运动的飞行距离能够限定在距炮口16m以内;采用弹上充气装置、闭气和气压闭锁技术可以有效实现伸缩式双弹芯穿甲弹伸出结构。 2.发射时,只有圆管受到弹托作用的伸缩式双弹芯穿甲弹的飞行体,其发射强度问题被归结为动载圆壳圆杆体的接触面问题。在一定条件下,它属于“动不定”的基本弹性动力学问题。在圆杆杆身是理想弹性体、其余部分是刚性体假设下,建立了该问题的一维简化理论模型。该模型表明,第二接触面呈“双面支撑”的状况对发射强度更为有利。在圆管圆杆体均为理想弹塑性体假设下,建立了第二接触面双面支撑的圆壳圆杆体有限元模型,提出了圆壳圆杆体应力状态判定方法,给出了平均等效应力随第二接触面间隙变化的情况和满足双弹芯体发射强度的第二接触面间隙的变化范围。 3.提出了圆管、圆杆的初始撞击动能与各自弹坑体积之比相等的假设,建立了圆管垂直侵彻深度的简化模型,给出了影响圆管侵彻深度的相关参量。结合圆管和圆杆侵彻数据,给出了圆管外径与圆杆直径之比必须小于某个值(本文所给条件下为1.5)的伸缩式双弹芯侵彻体的结构约束。简化模型与实验数据符合的很好。 4.基于本文的研究成果,设计出25mm口径的伸缩式双弹芯模拟弹。该模拟弹采用了气压展开法、气压和摩擦角闭锁方式、弹上气室装置和“双面支撑”结构,此外还使用了闭气和闭锁技术,最终得到了验证。 5.根据模拟实验弹的正、斜侵彻实验,建立了伸缩式双弹芯侵彻体的侵彻模型。双弹芯体侵彻的弹坑形状表明,双弹芯圆管体在侵彻过程中存在自适应能力;不论是垂直侵彻还是斜侵彻,双弹芯体都有良好的侵彻形态;着靶速度为1.4km/s左右时,双弹芯基准杆侵彻深度增量为1.2~1.4。


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1 方清;伸缩式双弹芯动能穿甲弹伸出结构研究[D];南京理工大学;2005年
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