磁流变引信解除保险距离评估方法研究(4)
1－转子轴 2－转子 3－活塞 4－液筒 5－挡板 6－离心子 7－离心簧 8－螺盖 9－磁流变液 10－永磁体 11－卡销 12－传爆管 13－后坐簧 14－后坐销 15－转子座 16－雷管
图2.3 MRF延期解除保险机构示意图
图2.4 MRF延期解除保险机构三文示意图
3 磁流变引信延期解除保险距离散布的理论计算
本论文主要采用王卫青所改进的横向离心式磁流变引信延期解除保险机构进行理论分析。该机构主要是针对中大口径火炮设计的，选用1959年式130毫米加农榴弹炮的内弹道参数进行设计。该机构需满足以下几方面的要求：
1、炮口安全距离要求： m；
2、延期解除保险距离可以调节；
3、30 g不解除后坐保险，40 g值解除后坐保险，18 r/s不解除离心保险，28 r/s解除离心保险。
4、引信空间设计尺寸为：
5、适用口径：
表3.1 1959年式130毫米榴弹炮内弹道参数
口径
弹丸种类 弹重
初速
130 杀伤爆破榴弹WB005P 33.4 930
虚拟系数
缠角
平均最大膛压
1.152 5.98 3150
3.1 磁流变液泄流公式推导
3.1.1 磁流变液运动特性分析
雷诺数是判定流体形态的依据，其计算公式为[7]：
(3.1)
其中： 为流体密度， 为流速， 管流直径， 为流体动力学粘度。
根据雷诺准则：当 时，流动为层流；当 时流动为湍流；当 时，流动可能是层流也可能是湍流。
根据流体参数和结构设计尺寸，取 ， ， ， ，则可得雷诺数：
(3.2)
所以本机构中磁流变液的流动属于层流范围。
3.1.2 建模前提及假设
磁流变液装载在液筒中，液筒的外部加工出特殊的表面用来与永磁体配合。而活塞杆用来限制转子的运动，活塞的大端在飞行过程中离心力的作用下对磁流变液施加推力。挡板则是用来挡住磁流变液，同时其上的小孔用来泄流。离心子平时由于弹簧施加的压力可以堵住泄流孔口，泄流开始时在离心力作用下打开泄流孔。离心簧用来保证勤务处理和泄流前离心子能够可靠堵住泄流孔，保证安全。此外还有支架等用来支撑离心子和离心簧，同时起到定位和限位的作用。
在实际应用过程中，磁流变液在延期解保过程中的流动环境很复杂，对泄流时间的计算及泄流时间的散布分析有影响，因此，需要适当的简化，并做出如下假设：
1、永磁体撤离后，磁流变液区域的磁场强度几乎为零，故而忽略磁场对流体的影响；
2、从弹丸发射到引信解除保险的过程中，磁流变液受离心力、活塞推力、切线惯性和擦力等各种外力的共同作用。但是在这些力中，离心力、活塞推力、泄流孔处离心子的压力起主导作用，其他力对磁流变液泄流的影响极小，故而可以忽略。
3、温度的改变会影响磁流变液的流动特性，但因为泄流时间较短，可以认为在磁流变液泄流过程中，流体不受温度的影响。
4、在外弹道上弹丸的角速度会因为空气阻力等的作用减小，因为泄流时间较短，也可以认为在泄流过程中弹丸转速不变，从而简化计算。
3.1.3 泄流时间公式推导
小孔出流根据孔径和孔长的相对大小，可以分为薄壁小孔、短孔和细长孔。