兵工学报 ›› 2024, Vol. 45 ›› Issue (12): 4554-4564.doi: 10.12382/bgxb.2023.0985
娄文忠1,2, 何博1,2, 袁勇3, 李志鹏1,2, 山亮1,2, 冯恒振1,2,*(), 张明荣3, 朱豪坤4
收稿日期:
2023-10-07
上线日期:
2024-01-11
通讯作者:
基金资助:
LOU Wenzhong1,2, HE Bo1,2, YUAN Yong3, LI Zhipeng1,2, SHAN Liang1,2, FENG Hengzhen1,2,*(), ZHANG Mingrong3, ZHU Haokun4
Received:
2023-10-07
Online:
2024-01-11
摘要:
面向全域机动作战愈加要求引信具有复杂终点弹道高发火可靠性需求,针对当前正向碰靶试验具有试验着角有限、发火信号不可实时采集以及试验周期长和成本高等问题,开展基于反目标法的引信复杂终点弹道等效模拟试验系统研究。基于有限元仿真,以30mm小口径炮弹引信为对象,对比正向碰靶与反目标法引信关键模块受到的轴向冲击特性的相似性,基于弹塑性力学建立了圆柱形靶板反向碰击引信产生冲击特性的理论模型,模型采用微面力法进行数值求解,并通过仿真结果对比验证,基于20mm轻气炮搭建了等效模拟试验系统模型,并对两种触发开关的响应特性进行实时采集研究。试验结果表明,现用于小口径炮弹引信的某触发开关对正碰2mm铝合金靶板的响应时间约为58.2μs,对比正向炮射试验引信碰击2mm铝合金靶板发生“表炸”的推算结果,验证了基于反目标法的等效模拟试验系统的可行性。
中图分类号:
娄文忠, 何博, 袁勇, 李志鹏, 山亮, 冯恒振, 张明荣, 朱豪坤. 基于反目标法的引信复杂终点弹道等效模拟试验系统[J]. 兵工学报, 2024, 45(12): 4554-4564.
LOU Wenzhong, HE Bo, YUAN Yong, LI Zhipeng, SHAN Liang, FENG Hengzhen, ZHANG Mingrong, ZHU Haokun. An Equivalent Simulation Test System for Complex Terminal Ballistics of Fuze Based on Counter Target Method[J]. Acta Armamentarii, 2024, 45(12): 4554-4564.
模型组成 | 材料 | 弹性模 量/GPa | 密度/ (kg·m-3) | 泊松比 |
---|---|---|---|---|
引信体 | 铝合金 | 69.35 | 2810.0 | 0.33 |
灌封材料 | 环氧树脂 | 3.39 | 1850.0 | 0.36 |
起爆模块 | 铝合金 | 69.35 | 2810.0 | 0.33 |
电源模块 | 铝合金 | 69.35 | 2810.0 | 0.33 |
安全系统 | 铝合金 | 69.35 | 2810.0 | 0.33 |
压螺 | 铝合金 | 69.35 | 2810.0 | 0.33 |
传爆管 | 铝合金 | 69.35 | 2810.0 | 0.33 |
战斗部装药 | 炸药柱 | 9.0 | 1740.0 | 0.30 |
战斗部壳体 | 45号钢 | 206.84 | 7833.4 | 0.29 |
表1 仿真模型组成以及材料关键参数
Table 1 Composition of simulation model and key material parameters
模型组成 | 材料 | 弹性模 量/GPa | 密度/ (kg·m-3) | 泊松比 |
---|---|---|---|---|
引信体 | 铝合金 | 69.35 | 2810.0 | 0.33 |
灌封材料 | 环氧树脂 | 3.39 | 1850.0 | 0.36 |
起爆模块 | 铝合金 | 69.35 | 2810.0 | 0.33 |
电源模块 | 铝合金 | 69.35 | 2810.0 | 0.33 |
安全系统 | 铝合金 | 69.35 | 2810.0 | 0.33 |
压螺 | 铝合金 | 69.35 | 2810.0 | 0.33 |
传爆管 | 铝合金 | 69.35 | 2810.0 | 0.33 |
战斗部装药 | 炸药柱 | 9.0 | 1740.0 | 0.30 |
战斗部壳体 | 45号钢 | 206.84 | 7833.4 | 0.29 |
碰撞速度/ (m·s-1) | af/ g | tf/ μs | as_t/ g | as_s/ g | 误差/ % |
---|---|---|---|---|---|
200 | 19150.2 | 7.2 | 97072.3 | 102000 | 4.8 |
300 | 26488.4 | 5.8 | 163114.2 | 179000 | 8.9 |
400 | 29412.2 | 4.4 | 220027.7 | 278000 | 20.9 |
表2 敏感件受到的冲击过载幅值对比
Table 2 Comparison of the amplitudes of impact overloads on sensitive components
碰撞速度/ (m·s-1) | af/ g | tf/ μs | as_t/ g | as_s/ g | 误差/ % |
---|---|---|---|---|---|
200 | 19150.2 | 7.2 | 97072.3 | 102000 | 4.8 |
300 | 26488.4 | 5.8 | 163114.2 | 179000 | 8.9 |
400 | 29412.2 | 4.4 | 220027.7 | 278000 | 20.9 |
工况 | 触发 开关 | 靶板 材料 | 靶板 质量/g | 等效引信 载体质量/g | 靶板速度/ (m·s-1) |
---|---|---|---|---|---|
1 | 1 | 硬橡胶 | 11.0 | 26.1 | 293 |
2 | 2 | 10.81 | 26.1 | 300 |
表3 试验工况
Table 3 Test conditions
工况 | 触发 开关 | 靶板 材料 | 靶板 质量/g | 等效引信 载体质量/g | 靶板速度/ (m·s-1) |
---|---|---|---|---|---|
1 | 1 | 硬橡胶 | 11.0 | 26.1 | 293 |
2 | 2 | 10.81 | 26.1 | 300 |
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