ANSYS基于82mm迫击炮弹的脉冲发动机设计与研究(2)

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3.2.2 固定装置和燃烧室的设计 18

3.2.3 电磁阀的设计 19

3.3.4 导航与探测解算元件的设计 20

3.3 本章小结 20

4 脉冲发动机控制机构的强度仿真 21

4.1 ANSYS软件简介 21

4.2 脉冲控制机构发射强度仿真 22

4.3 本章小结 25

5 弹道仿真 26

5.1 脉冲修正方式 26

5.2 修正弹的六自由度刚体运动方程组 26

5.2.1 弹道坐标系上质心运动方程 26

5.2.2 弹轴坐标系上绕质心运动方程 27

5.2.3 方位角联系方程 29

5.2.4 弹丸的六自由度刚体弹道方程 29

5.3 弹道计算与分析 30

5.4 本章小结 33

结论 34

致谢 35

参考文献 36

附录弹道计算部分代码 37

1 绪论

1.1 课题背景

迫击炮弹作为常规武器，在过去的战争中发挥了重要的作用，其结构简单、机动性好等特点使其广受欢迎，但其散布大等缺点阻碍了它的应用和发展。现代武器弹药正朝着精确化方向发展，要求武器能精确高效地攻击目标。然而迫击炮弹在发射过程中，由于迫击炮及迫击炮弹的制造误差、炮口扰动和风向等原因影响了迫击炮弹的飞行轨迹，从而造成了较大的散布。因此我们需要一种装置来改善迫击炮弹命中精度低的特点，而以脉冲发动机为典型的弹道修正机制的发展和应用恰好符合我们的要求。把脉冲发动机应用到迫击炮弹上首先极大地减小了迫弹的散布，提高了其命中精度；其次，相对于精确制导的导弹来说，这种脉冲修正弹的造价要远远低于后者。所以迫击炮弹配置脉冲发动机的组合是迫击炮弹适应现代和将来战争的一种极其重要的途径。但不可否认的是，事物都有其两面性，有优点就有其缺点，由于脉冲控制机构占据了一部分炸药的空间，所以迫击炮弹的威力会有所降低。

1.2 脉冲发动机及弹道修正原理

脉冲发动机组技术是一种微型固体姿态轨道控制发动机组技术。它有序的在空间排列集成了一系列独立的、高质冲比的、短脉冲的固体火箭发动机，根据作战要求，由点火控制机构进行有序的点火控制，对指定位置上一定数量的发动机进行点火，利用脉冲发动机的反作用力，实现对弹丸弹道或姿态的控制[2]。脉冲发动机控制机制有以下特点：1）响应时间短，反应速度快；2）单个脉冲发动机总冲量有限且固定，因此，脉冲控制力的大小有限且相同；3）不能连续作用，具有离散性；4）结构简单成本较低。

弹道修正技术是常规弹药精确化改造的有效途径，目前主要修正机构有爆炸弹顶、阻力片、脉冲发动机和鸭舵等[3]。实现二维修正的脉冲发动机要周向安装在低速旋转的滚转弹丸的质心处或质心附近。论文网按照脉冲发动机安装在弹体上的位置不同可分为力操纵式和力矩操纵式。将脉冲发动机安装在质心处为力操纵式，安装在质心附近将同时具备力操纵和力矩操纵的能力，改变弹丸飞行速度的同时也改变弹体的飞行攻角，从而改变了作用在弹体上的气动力。