130mm森林灭火弹总体设计(4)_毕业论文

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130mm森林灭火弹总体设计(4)

拉伸强度(屈服)极限(Mpa) 密度

(g/cm-3)

导热系数

(W/m/K)

比热容

(J/kg/K)

战斗部壳体 PET塑料 200Mpa 1.30

发动机壳体 铝合金6061-T651 310(276)   2.73

隔热层 配方A隔热材料 1.93 0.084 1050

   尾翼 铝合金6061-T651 310(276) 2.73

喷管 多晶石墨连接底 40Cr 980(785) 7.19

铝合金强度极限低于45钢、40Cr、40Mn2等金属,但是密度比上述都小,而且价格最便宜,鉴于燃烧室最高压强偏低,综合考虑用铝合金是适合的。战斗部没有较高强度耐热要求,而要求开仓容易,故选用塑料较为适合。尾翼要承受离心惯性力、剪切应力、轴向拉力、径向拉力,有一定强度要求,选用铝合金6061-T651较为合适。喷管要求耐热耐侵蚀,选用价格低廉且耐烧蚀的多晶石墨即能胜任。

燃烧室隔热层配方列于下表。

                       表 4  配方A隔热材料组分

组分 有机硅树脂 云母粉 滑石粉 二氧化钛 三氧化二铬 醋酸铅

百分比/% 34 34   17 11.8     3.4 0.3

2.1.3  基本参量预定

基本参量包括最大速度、弹长、弹重、通气参量[3]。壳体材料选定,就为估计弹体质量做好准备了。由于没有原型弹的参考,无法对比旧弹,弹长这个参量还需进行简单战斗部设计和发动机设计以及喷管、尾部的设计。

(1)最大速度 

根据射程 600m,发射仰角可选为 ,以保证弹飞行过程中不被树木阻挡。查地面火炮弹道表知 在110~120m/s之间。计算时可取110m/s。

(2)计算弹重m源]自=优尔-^论-文"网·www.youerw.com/

弹重包括了火箭弹外壳重、尾翼、干粉、推进剂,初步取弹重m=15kg。

(3)装药量 

由火箭质量与速度的公式[3]:       (2-1)

且已知选择的DB推进剂比冲2158N*s/kg, 为除发动机装药以外的火箭弹结构质量,包括干粉和弹体,约为15kg。解得 =0.784kg。

(4)侵蚀作用

查相关资料可知双基推进剂DB在p=10Mpa时产生侵蚀作用的界限流速为128m/s,而所设计的火箭弹最大飞行速度为110m/s,显然没有超过,根据侵蚀函数知,该情况下侵蚀比为1,即不产生侵蚀,则 取1即可[4]。

(5)燃烧时间

选择的推进剂燃速 30mm/s,根据指数燃速公式[4]:   (2-2)

将计算压强代入,可得 。

药厚e=(120-12.3)/2=53.85mm,则火药燃烧时间 =e/2 =0.9s(内外孔同时燃烧)。 (责任编辑:qin)