电磁炮用动能弹结构设计
时间:2018-11-15 11:02 来源:毕业论文 作者:毕业论文 点击:次
| 摘要本文设计了一种电磁轨道炮用的尾翼稳定脱壳穿甲弹。电磁炮的发射环境与传统火炮不一样，通过简化计算模型，对电流与力的关系进行了计算。然后通过杆式尾翼稳定脱壳穿甲弹在满足发射强度的前提下，针对炮管直径、极限穿透速度等条件，给出了电磁炮用动能弹丸的总体结构设计，包括弹芯、弹托和电枢。采用大长径比的钨合金弹芯，电枢和弹托采用铝合金，以减轻消极质量。通过理论计算对弹芯的拉伸强度和弹托的剪切强度进行校核。最终对设计出的弹丸进行威力估算。 30265 毕业论文关键词：电磁炮 动能弹 杆式 尾翼稳定 Title The structure design of Kinetic Energy Projectile launched by electromagnetic rail gun Abstract In this paper,a kind of APFSDS launched by electromagnetic rail gun was designed.The firing environment of rail gun is different from the traditional gun. The relationship between the current and the force is calculated by the simplified calculation model. Under restrictions of long rod type APFSDS launch strength, the structure design of Kinetic Energy Projectile launched by electromagnetic rail gun were studied in order to satisfy the caliber of rail gun and the necessary velocity of limiting penetration, including the projectile, the sabot and the armature. The large slenderness ratio projectile is made of tungsten alloy, the sabot and the armature are made of aluminium alloy. These are designed to reduce the negative quality. The tensile strength of the projectile and the shear strength of the sabot are checked by theoretical calculation. Finally, the power of the projectile was estimated. Keywords rail gun Kinetic Energy Projectile long rod type fin-stabilized 目录 1绪论.1 1.1课题的背景及意义.1 1.2发射技术的发展史.1 1.3本文主要工作.3 2电磁炮的作用原理4 2.1发射原理..4 2.2电磁轨道炮用弹丸组件.5 2.3电磁炮用弹丸介绍.6 2.4电枢介绍..6 2.5本章小结..7 3电磁炮用动能弹结构设计...8 3.1尾翼穿甲弹结构及作用原理8 3.2确定弹丸总体设计方案.8 3.2.1设计条件及目标.8 3.2.2弹丸总体结构.8 3.2.3弹芯设计..9 3.2.4弹托设计12 3.3绝缘材料13 3.4本章小结14 4弹丸的发射强度..15 4.1弹芯强度校核...15 4.2弹托强度校核...15 4.3本章小结16 5弹丸威力估算..17 结论.19 致谢.20 参考文献...21 1 绪论 1.1 课题的背景及意义 传统火炮的工作原理都是在筒状炮管内，依靠高温高压气体膨胀推动弹丸做功得到高初速的。尽管人们采用液体的、固体的、乃至低分子量的等等不同的火药和不同的结构，但由于受到火药燃气膨胀速度限制，炮弹的初速在理论上很难超过 2 千米/秒。未来战争的需求不断提高，现有的传统发射技术已经难以满足将来的军事作战要求，因此越来越多的人致力于研究超高速发射技术[1]。在此情况下，超高速电磁发射技术应运而生。电磁轨道炮是利用电磁发射技术制成的动能杀伤武器的发射平台[1]。与传统火炮利用火药燃气推动弹丸不同，电磁炮是利用电磁力来加速弹丸。 电磁炮的发射环境对其弹丸组件设计提出了一些极严格的约束条件，如弹丸组件一般要承受极高的加速度载荷，不稳定的磁场，高温环境等。对各种弹丸组件而言，结构载荷是最关键的问题，而磁场和温度则对带有电子器件的制导型弹丸更为重要[1]。由于目前电磁炮的一些关键技术还有待完善，因此目前采用较多的是动能弹，即穿甲弹。 电磁发射技术相对于传统火药发射技术有明显的优势[15]。电磁发射采用电能为推动力，能量可控，弹丸的稳定性好，比较经济。电磁炮在发射过程中不会产生火焰、烟雾等，隐蔽性好。电磁发射技术的用途十分广泛，主要是在军事上，可用于天基反导系统、防空系统、反装甲，还可以用于改装常规火炮，装备海军舰艇等。电磁发射技术以其无可比拟的优点，使人们对它的研究越来越重视，进一步优化和改进电磁发射装置的重要参数以提高单位的出口速度和延长装置的使用寿命将有划时代的意义[12]。 1.2 发射技术的发展史 在春秋时期，中国已经使用一种抛射武器——礮。10 世纪火药用于军事后，礮便用来抛射火药包、火药弹。在元代，中国已经制造出最古老的火炮——火铳。13 世纪中国的火药和火器西传之后，火炮在欧洲开始发展。14 世纪上半叶，欧洲制出发射石弹的火炮。早在1332年，中国的元朝就在部队中装备了最早的金属身管火炮——青铜火铳。 (责任编辑：qin) |