电视制导航弹安保装置设计(编辑修改稿)

电视制导航弹安保装置设计(编辑修改稿)内容摘要：

因此本方案采用减速轮系作为延期保险机构。 国内外引信采用减速轮系作为延期保险机构的代表引信有我国的即系列和美国的一弹尾引信。 延期保险机构的结构框图如图 ，结构见如图。 以迎面气流的压力作为解除保险的能源，可实现延期解除保险功能，该机构同时提供冗余保险，它与第二环境保险相结合，使在整个延期解保险距离内第二环境保险一直约束着滑块，一旦第二环境保险解除对滑块的保险，滑块就很快完成转正动作，滑块具有“锐启动 ”的特性，可以确保在安全距离内维持有较高的隔爆度水平。 并且采用加工参数和装配参数来控制延期解除保险的实际距离，既可以通过调整 齿轮 轮系的齿数改变速比，从而改变延期解除保险距离，又可以改变击针插入滑块的深度，通过改变解除保险所需的涡轮转数来改变保险距离 [26]，使得对引信实际延期解除保险距离的调整清华 大学 20xx 届毕业设计说明书 第 15 页 共 38 页 非常简单。 延期保险机构结构框图 A. 外观 B. 轮系 图 延期保险机构 瞬发触发机构的设计 靠引信发火机构中的击发体直接碰击目标而工作的发火机构，称为瞬发发火机构。 应用最多的是针刺式发火机构，是触发发火机构中的一种。 瞬发发火机构具有高灵敏度和高瞬发度两大特点。 它有两种结构，一种击针杆外露， 一般都设计有中间保险弹簧，在 击针碰击目标后，会损耗一部分戳击能量，从而导致机构的瞬发灵敏度和引信瞬发度降低，且因击针为活动件，不易密封；另一种引信又盖箔包住，击针不外露，可以不设置中间保险弹簧，且盖箔很薄，能量损耗少，不仅提高了机构的瞬发灵敏度而且还有利于引信密封。 旋翼 击 针 保 险 传动轮 清华 大学 20xx 届毕业设计说明书 第 16 页 共 38 页 航 弹初速低，为保证碰目标时其瞬发度与大着角发火的可靠性指标，必须在机构上采取特殊措施。 常用触发机构如图 所示，在约米秒的着速下，这种发火机构瞬发度达到设计要求将比较困难，因此本方案不予考虑这种机构。 在前苏联的苏一引信和我国的引信中，采用了如图 的高性能瞬发触发机构 ，该机构的结构复杂，质量较大，而在本设计中，引信质量要求较轻，而且苏一引信触发机构必须装在弹头，而由上文所述，延期保险机构采用迎面气压驱动，因此不能采用该机构作为本设计引信的瞬发机构。 图 常用触发机构 图 DRS87 触发机构 图 瞬发机构 基于以上认 识，本方案所设计的瞬发机构如图 所示。 该机构的特点是碰目标时，头部的整流罩作为一个运动部件与涡轮保险机构一起下行，而不是作为需要损耗能量的薄弱环节，因此，碰目标时瞬发度与大着角发火的可靠性指标均有较大的提高。 整流罩与引信体分体的设计使触发机构增加了一个导向带，提高了引信清华 大学 20xx 届毕业设计说明书 第 17 页 共 38 页 的作用可靠性。 隔爆机构 解除保险前将爆炸序列中的一个爆炸元件与下 二级 爆炸元件相隔离，一隔断爆炸序列的爆炸传递，解除保险后能可靠传递爆炸的机构，称为隔爆机构。 所以，隔爆机构的基本功能是在引信处于保险状态时能可靠隔爆，在预定条件 下又能可靠解除隔爆，并能满足起爆完全要求。 凡装有敏感起爆元件的引信均应设置隔爆机构，以防起爆元件提前作用所带来的危害。 要求隔爆机构在勤务处理过程中处于隔爆状态，待解除保险后，使隔爆件运动到解除隔爆状态。 隔爆机构有水平转子式、直转子式、转子式以及滑块式等，在本设计中，采用了弹簧滑块隔爆机构 [27]。 由弹簧或离心力推动滑块平衣移动运动的隔爆机构，称为滑块隔爆机构，如图。 图 弹簧滑块隔爆机构 如图 ， 击针 的故障卡子将其挡 住，假如 空气动力 保险先于 拔脱 保险而解除保险，此时转子与故障卡子形成互锁，使 拔脱 保险永远不能解除，引信处于绝火状态。 因此，该引信只有在正常的解除保险逻辑时序先后坐后弹道飞行下才能解除保险，提高了引信的保险系数。 滑块隔爆机构的可靠性，主要取决于雷管药量、雷管外壁至导爆药边的距离、隔板厚度、导爆药孔底隔板的厚度、隔板材料及装药方式等。 传爆序列 引信爆炸序列是指爆炸元件按敏感度递减、度递增的顺序排列的序列。 它的功能是把一个小的冲量有控制地放大到足以起爆弹药主装药的能量。 传爆序列最后 二级 爆炸元件 输出的是爆轰冲量，一般有火帽（或电点火头、电点火管）、雷管、导爆管（或导爆药柱）、传爆管（或导爆药柱）等组成。 清华 大学 20xx 届毕业设计说明书 第 18 页 共 38 页 传爆序列的选择在很大程度上影响着引信的结构，根据弹所要实现的功能及引信的结构，为保证弹的杀伤威力，采用的传爆序列利用爆炸产生的飞片动能，实现弹头触发、弹底起爆的传爆序列方式。 它可使引信具有高的瞬发度和有利的炸高，又不占用弹的装药空间。 采用该传爆序列可有效解决“全弹重量长度”与弹的多功能威力的问题，以实现新一代枪榴弹的多功能、小型化。 通过以上对各主要机构的选择与设计，引信总体结构图见图 [28]。 （为了保证引信平时勤务处理时的安全性和密封，平时在引信头部安装一保护帽部件，在发射时，保护帽部件需摘除。 ） 引信结构图 5 构造与作用原理 构造与作用 该引信结构如图 所示。 引信构造 引信主要由引信体部件、保护帽部件、机芯部件包括隔离机构和延期解除保险机构）及底螺部件、整流罩等零部件组成。 引信的保护帽部件在贮存及勤务处理过程中起密封、保护引信头部及防止祸 轮转动的作用，发射前需摘除。 该引信具有瞬发触发和惯性触发功能，由整流罩和延期解除保险机构构成瞬发触发机构，实现瞬发触发由隔离机构的惯性前冲实现。 该引信以发射时的直线惯性力和飞行时的迎面气流压力作为解除保险的能源，满足冗 余 保险的要求；利用 旋翼 — 二级 减速轮系机构来实现延期解除保险，延期保险与第二环境力保险相结合，能可靠满足保险距离大于 50m 的要求。 隔爆机构为滑块式，适合非旋转弹引信 [29]。 引信的传爆序列为雷管一导爆管传爆管弹的接力药柱 ，可实现弹头触发、弹底起爆，满足弹的最大杀伤要求。 作用原理 勤务时，保险件后坐筒部件和击针锁定滑块，使雷管处于隔离位置。 保险叉把清华 大学 20xx 届毕业设计说明书 第 19 页 共 38 页 旋翼与惯性体连接，使旋翼固定起来， 防止旋翼旋转造成不必要的事故。 发射前，去掉保护帽。 发射时， 由于航弹自身的重量比较重，会在重力的作用下产生拔脱力解除第一道保险 ；弹道中，在迎面气流的作用下， 旋翼带动 二级 减速轮系旋转，使击针缓慢地从滑块中拔出，在距枪口 50m 以后处释放滑块，滑块在滑块弹簧的作用下使雷管与击针对正，引信处于待发状态。 弹道簧确保引信在弹道中安全。 碰目标时，整流罩在目标反力的作用下，克服弹道簧抗力，压触发机构下行，同时，隔离机构在惯性力的作用下前冲，使击针刺雷管发火，通过传爆序列引爆弹丸。 结构、性能特点 具有自动定距功能，适应范围广 该引信保险距离的变化受弹初速的影响较小，当弹初速较大时， 旋翼 旋转速度较快，击针拔出时较短，当弹初速较小时， 旋翼 旋转速度较慢，击针拔出时较长。 因此它适应初速变化范围较大。 另外，可采用加工参数和装配参数来控制延期解除保险的实际距离，使得对引信实际延期解除保险距离的调整非常简单。 安全性高 由于第二环境力保险与延期解除保险相结合，隔爆机构具有“锐启动”特性，确保了在安全距离内维持有较高的隔爆度水平 [27]。 具有较高的瞬发度和大着角作用可靠性 因引信 旋翼 凸出于引信体之外，构成了外露式触发机构，特别是采用了外加分体式整流罩的结构设计，可有效提高引信的瞬发度和大着角作用可靠性。 环境适应性好 由于该引信设有防风防尘装置，在风沙环境下，该武器系统能够正常使用，扩大了武器系统的使用环境范围。 功能集中，简化了结构 引信头部机构具有延期解除保险、触发、第二环境力保险功能及良好的环境适应性等。 6 主要机构的设计计算 清华 大学 20xx 届毕业设计说明书 第 20 页 共 38 页 旋翼的相关设计和验算 空气动力保险机构活塞式空气动力保险机构、旋翼式和涡轮式空气动力保险机构。 旋翼式空气动力保险机构 是利用弹丸飞行中迎面气流的作用使旋翼旋转而接触保险的机构。 它只适用于亚音速飞行的引信，通常用于航弹引信或火箭弹引信。 表 几种常用旋翼几何参数 旋翼参数 产品名称 航引 4 航引 8 航引 13 航引 17 叶片形状 片状 片状 片状 圆球状 旋翼最大外形尺寸 mm 70 100 100 80 叶片数 8 4 4 4 叶片工作面积 mm2 2072 225 157 叶片到转轴平均半径 mm 35 30 叶片对弹轴的倾角 50。 45。 30。 0。 叶片对弹轴的倾角越大，旋翼旋转的速度也就越大，暂且我们就研究航引 4的旋翼机构是否满足解除保险的要求。 翼片结构如下图所示： 图 根据空气动力学原理推导出投弹瞬间风翼启动力矩公式 : 清华 大学 20xx 届毕业设计说明书 第 21 页 共 38 页 Mt=nrsρ v2CL/2 风翼启动时静摩擦力矩公式 : Mf=(nsρ v2CD/2+ v2/2)rρ f 式中 n— 旋 翼叶片数。 r— 翼面几何中心到转轴的距离。 s— 翼片面积。 ρ — 空气密度。 SO— 风翼中央部份面积。 v— 投弹瞬间速度。 CL— 实验确定的升力系数。 CD— 实验确定的阻力系数。 rρ — 摩 擦半径。 f— 摩擦系数。 设计航弹引信的相关参数，确定旋翼是否能解除保险： 设航弹的投弹速度为 100m/s,为计算简化，可认为风翼 由四片翼片组成，但其风翼中央面积 S。 不变。 查 :航引 4 甲、乙引信风翼资料后计算得 : r=2 .7cm ， rρ =0 .88cm， v=100m/s， So l=， 附加限制圈面积 So2 = So=So+So2=,翼片面积 : S=2. 59cm2 因风翼保险筒螺纹规格是 M18 x ，故 f=tan(δ +Φ )=tan (1。 +30。 )=0 .25 当攻角 α 0=50。 时 查表 :CL= ,CD= 取 p=0. 123 * 108kg .s2/cm4 由 Mt=nrsρ v2CL/2 式得 Mt=4**** 108*1002*104* = Mf计算方法如下 : Mf=Mf1+Mf2 式中 Mf1一风翼保险筒螺纹间的摩擦力矩 ； 清华 大学 20xx 届毕业设计说明书 第 22 页 共 38 页 Mf2一保险钢珠压向风翼保险筒的摩擦力矩。 由 Mf=(nsρ v2CD/2+ v2/2)rρ f 式得 Mf1=（ 4**+*） ****108*1002*104/2 = Mf2=Ff`rρ 式中 rρ — 摩擦半径， rρ =。 f`— 保险钢珠与风 翼 保险筒间的 摩擦系数 ， f`= F计算如下 ，图示如图 ： 图 第二保险杆簧抗力 0 .22 0 .17kg 取上限 F= AB*tan 乙 ABO = *tan30。 =0. 13kg Mf2=0,13*1 .05* =. cm 因为 Mf=Mf1+ Mf2 =+ = 所以 MtMf，因 此风翼能够可靠解除保险。 故此旋翼的设计符合要求，设计合清华 大学 20xx 届毕业设计说明书 第 23 页 共 38 页 理。 发火可靠性计算 弹簧针刺发火机构的击针重 gPj  ；弹簧重 gPt  ；弹簧预压抗力为gR 40000  ，弹簧预压量 mm。