57mm航空火箭弹改进设计(2)
5.2 内弹道计算 · 34
5.2.1 零文内弹道微分方程 34
5.2.2 微分方程参数选取 · 36
5.2.3 微分方程数值计算与分析 36
5.3 组件强度校核 · 39
5.3.1 燃烧室强度校核 40
5.3.2 螺纹强度校核 · 40
5.3.2 中间底强度校核 40
结 论 · 41
致 谢 · 42
参考文献 43
附录 A 44
附录 B 45
1 绪论 57mm 航空火箭弹是我国空中打击力量火力系统的重要弹种，在实际使用中主要用于对地面无装甲目标的攻击，主要为强击机和武装直升机提供地面打击火力。该型火箭弹自上个世纪五、优尔十年代开始列装以来已经经历了五十余年的历史。 随着历史的发展和技术水平的提高，现代战争的形态发生与之前相比发生了极大的改变，这对武器装备也提出了更高的要求。除了研制和发展新型的武器装备以外，对原有的武器装备进行改进，提高其性能，使其适应当前的使用需要也是至关重要的。与研制新型装备相比，改进设计具有成本低、周期短、能够充分利用原有装备等特点。作为武器设计中三个重要指标，射程、威力以及精度之中的首位，射程是评价武器装备性能最为重要的指标。虽然导弹等精确制导武器具有较高的制导精度，但是与火箭弹相比成本较高，因而火箭弹在当前环境下仍然有较强的生命力。目前，各国装备的火箭武器与之前相比射程已有了显著的提高。例如，美国以原有的“巨鼠”火箭弹为基础发展的“海蛇怪”-70 火箭弹通过发动机的改进，提高了射程和速度，增强了对远距离目标的攻击能力。原有的 57mm 航空火箭弹在现有的情况下已经不能满足现有的使用需求。 通过以原有的 57mm 航空火箭弹为原型对其进行改进设计，提高航空火箭弹的性能、增大火箭弹的实际使用范围。在保持 57mm 航空火箭弹低成本特点的前提之下，利用对火箭发动机的改进提高火箭弹的射程，增大攻击范围，适应实际使用要求，增强对远距离目标的打击能力。 1.1 概述 现代火箭武器最早起源于十九世纪初期英国人 W·康格里夫研制的火箭弹 [1]。 第一次世界大战结束后，火炸药和火箭发动机技术的发展为包括航空火箭弹在内的现代火箭武器奠定了发展的基础。在第二次世界大战中，火箭武器在战场中得到了广泛的使用并不断发展。现代火箭武器与传统身管火炮相比较具备射程远、威力大、机动性能好、密集度差等特点 [1]。 航空火箭弹，是一种由载机在飞行中，从发射器中发射，攻击空中或面目标的以火箭发动机为动力的非制导武器 [1,5]。 其主要特点是：威力大，可采用单发连射或多发齐射方式发射，能够在较短的时间内投送大量弹药对目标区域进行火力压制；成本低，可利用多种战斗部配合不同类型的引信，实现对多种不同目标的打击；构造简单，不易受干扰 [7]。 航空火箭弹具备射程远，威力大，发射时散布大、密集度低的特点，在攻击空中高速、高机动目标时这一问题尤为突出,依照其使用范围可分为空空、空地及空空、空地两用火箭弹 [7]。 空空火箭弹的弹径通常在 50 至 70 毫米范围内，可以对速度低于 750且距离大约为 1 km的空中目标进行攻击 [7]。空地火箭弹的弹径约为 35 至 70 毫米或 70 至 300 毫米 [7]。其中，弹径为 35 至 70 毫米的航空火箭弹主要用于对固定目标、装甲车辆、敌有生力量进行攻击，主要配备对地攻击机及武装直升机；弹径在 70 至 300 毫米范围的航空火箭弹，多用于打击桥梁、交通枢纽、码头等一些大型地面目标及坚固建筑物，此类航空火箭弹主要在歼击轰炸机上挂载使用 [7]。空空、空地火箭弹弹径普遍为 70 至 130 毫米，同时具有打击空中目标及地面目标的能力[7]。 由于航空火箭弹从载机上发射，火箭弹的速度为火箭弹发动机提供的速度与载机飞行速度之和，这两种速度之和大于单纯火箭发动机提供的速度，能获得较其他类型火箭弹更大的初速，这一特点在一定情况下提高了航空火箭弹的抗干扰能力 [1]。正是由于航空火箭弹的这一特点，在其飞行过程中发动机只需要提供一个较小的推力就可以满足航空火箭弹稳定飞行的要求。航空火箭弹发动机的设计要求火箭发动机的结构简单可靠、装填质量较小、装填密度较高、外形紧凑[1-4]。这样就能有效地减轻航空火箭弹的质量，在载机有限的结构尺寸和装载质量条件下，提高装弹量，增大载机的饱和打击能力。 1.2 国内外航空火箭弹的发展 航空火箭弹的第一次实际应用是法国于二十世纪初利用空空火箭弹攻击德国的侦察气球，并取得了明显的效果 [5]。在第二次世界大战中，美、英、苏、德等国都研制了各自的航空火箭弹，广泛用于对空中目标以及坦克、装甲车等其他硬目标的攻击。主要的航空火箭弹有苏联的 PC-82 82m 和 PC-132 132mm 火箭，英国的 RP 3 和 RP“60 磅”火箭，美国的 M-8 和“高速航空火箭”，德国的 R4M（图 1.1）和“坦克杀手”Ⅱ火箭弹等 [5,8]。 在第二次世界大战结束后，美国在德国 R4M 空对空火箭的基础上发展了一种 70 mm口径的“折叠式尾翼航空火箭弹”,命名为“巨鼠”，用于对付轰炸机[1,5,7-9]。随后通过一系列改进以适应陆军的作战需要，使其能够在直升机上发射，用于攻击野战防御工事、装甲车等地面目标 [5,10]。到了 20 世纪 90 年代，MK66 最新火箭发动机的发展将“巨鼠”的发展推向了新的阶段 [5]。“海蛇怪”70mm 机载火箭武器（如图 2所示）的射程、精度和威力相比之前都有了大幅的提高 [11]。美国陆军正在发展“先进精确杀伤武器系统”的“海蛇怪”70mm 激光制导型 [11]。 目前，美军作战载机主要装备的航空火箭弹是“巨鼠”（Mighty Mouse）、“诅尼”（Zuni）（如图 1.2所示）、和“海蛇怪”（Hydra）70（如图1.3 所示）系列 [5,10]。另外，目前美国正
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