180mm森林消防火箭弹设计(2)
6.2 四阶RUNGE–KUTTA法介绍 42
6.3 零文内弹道计算步骤 42
6.4 后效段的计算 43
结 论 44
致 谢 45
参 考 文 献 46
1 引言
我国幅员辽阔林地面积比较大，自然地雨林和人工林地相对的集中，使得我国成为森林火灾频发的国度。森林火灾的地点通常在很难以人工扑救的地方，尤其是在密林中对于地面的情况无法预知时更加危险。同样，在明火扑灭，清理暗火时，消防人员更是时刻在无法预知的火场中一寸寸的寻找。这时就要有一个可以远程精确的灭火设备。众所周知，在森林中无法用普通消防车、水泵、水枪等在城市灭火中常用的设备。所以，利用火箭弹这种方式去灭火就会别提出。
1.1 国内外研究现状
.2 单兵火箭的优势
单兵火箭具有携带方便，瞄准精确等特点。以PF89单兵火箭为例，由于采用了单筒结构，既是发射筒也是包装筒。发射筒可分为筒体、击发机和折叠握把、保险插杆、点火组件、组合背带、瞄准镜座、瞄准镜、前后防护圈、提把等零部件。筒体由玻璃钢卷制成形。大量先进材料的采用使得PF89的重量大大减轻。整个PF89的全重尽为3.6公斤。的瞄具为一次性表尺内装定测瞄合一型全塑光学瞄准镜。在镜内分划板上有表尺分划、测距分划、对目标横向运动方向修正分划（用来测算提前量）和测速尺全塑镜。瞄准镜的放大倍率为2.5倍，视场12°，表尺最大射程400米。瞄准镜的结构件及光学件均采用ABS塑料和光学塑料，重量只有0.15公斤，而且注塑成形，生产工艺简单、价格低廉。瞄准镜利用瞄准镜座上的搭扣固定在发射筒上[23]。
2 参量预定
经过大量的制式火箭相关参数的收集对比，以“PF98”作为参考进行设计和计算。设计要求有弹径（ ）=180mm, 火箭战斗部重量≤13kg, 能够携带≥10kg 灭火剂；射程（ ）=200～500m。暂定 =15kg，设计燃烧室压强为 =30Mpa。
2.1 总体设计
参照大多数射程超过300m的单兵火箭弹，本火箭弹也采用后张式刀形尾翼。燃烧室外径 =180mm。
参考同类型火箭弹，燃烧室外壁选用35CrMnSiA，35CrMnSiA性能见表2-1：
表 2-1 35CrMnSiA的材料性能
材料性能 /MPa
/MPa
δ/% Ψ/ % /（ ）
35CrMnSiA >1618 >1275 >6 >40 7.76
根据公式 （2-1）
σ——火箭发动机燃烧室所用材料的许用应力；
——火箭发动机的计算应力。
——常温下p-t曲线上最低点的平衡压力；
——等温+50℃最大压力变动系数；
——高温下发动机实际存在的最大压强系数，一般 ＝1.1‐1.2。
取 =1.2； =1.34； =30Mpa。所以
＝1.2×1.34×30＝48.24Mpa
取 ＝１；
＝1275
＝0.96
因为 ＝180mm，所以预估 ＝172mm。
为了保证飞行的稳定性，火箭弹的长径比一般为 ≈8，取 =1400mm， =1440mm， =1480mm，三套方案。战斗部长度 跟药型罩口径 有关，一般情况取 =(2.4-4) ，因为药型罩大小与弹径相关，这里去 =180mm，所以 =480mm， =580mm， =680mm。考虑作战方式的需要，取发射筒长 =1560mm。
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