阅读《水下枪榴弹引信关键技术研究》引信设计部分笔记

目录

基本信息

一、理论基础研究

1.1 水下弹道方程推导

1.2引信水下环境力分析

二、引信系统总体设计

2.1基本要求确定

2.2总体方案设计

2.3主要机构设计

三、引信定距技术研究

3.1定距方案筛选：

3.2电子计时定距法研究

3.3加速度定距法研究

四、引信原理样机设计与试验

4.1原理样机设计

4.2引信相关试验

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基本信息

题名：水下枪榴弹引信关键技术研究

作者： 龚铂淳

来源：南京理工大学

发表时间：2019-03-01

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水下枪榴弹引信的设计过程如下：

一、理论基础研究

1.1 水下弹道方程推导

受力分析与模型假设：分析枪榴弹水下受力情况，借鉴鱼雷航行力学，假设海水无粘性等条件，对枪榴弹主动段弹道进行建模计算。

建立运动方程：考虑枪榴弹纵向运动，列出动力学和运动学方程组，包括抛射段和第二段弹道方程组，并计算附加质量参数。

数值计算分析：选取枪榴弹参数，采用龙格 - 库塔算法进行弹道计算，分析速度变化规律。

1.2引信水下环境力分析

可用环境力筛选：分析水下枪榴弹引信可用环境力，如发射后坐力、离心力等，筛选出爬行力、弹体压差和燃气压力进行深入研究。

环境力计算验证：分别对爬行力、燃气压力和水压差进行分析计算，验证它们作为解保环境力的可行性。

二、引信系统总体设计

2.1基本要求确定

分析水下枪榴弹特点：研究水下枪榴弹发射方式、毁伤原理等，考虑海水可压缩性小等因素对毁伤的影响。

提出引信设计要求：要求引信可靠工作于海水环境，具备冗余保险、远距离保险，能实现精准定距起爆等。

2.2总体方案设计

制定引信设计总体方案，包括保险机构和发火控制电路等主要结构。

2.3主要机构设计

爆炸序列设计：选择错位爆炸序列，确定其组成和起爆顺序，选择合适的起爆元件。

发火机构设计：设计发火机构，使其同时具备惯性开关和定距开关，满足对不同目标的打击需求。

隔爆机构设计：设计错位式隔离雷管型隔爆机构，确保敏感火工元件安全隔离和正常起爆。

引信电源设计：选择热电池作为引信电源，考虑其性能和适用场合。

保险机构设计：分别以燃气动力保险机构和爬行保险机构作为第一道和第二道保险，详细设计其结构并进行数值计算验证。

三、引信定距技术研究

3.1定距方案筛选：

分析现有引信定距方法，筛选出适用于水下枪榴弹引信的电子延时机构和传感器延时机构。

3.2电子计时定距法研究

MCU内部计时分析：研究MCU内部计时原理，分析其测量误差及产生原因。

硬件电路延时分析：分析RC延时电路原理和误差，对比两种电子延时方法的优缺点。

3.3加速度定距法研究

算法推导与优化：推导加速度积分定距的优化算法，分析算法误差并进行优化处理。

算法验证与应用：代入弹道方程进行实例计算验证算法精度，介绍算法在加速度传感器中的应用

四、引信原理样机设计与试验

4.1原理样机设计

控制系统设计：设计引信控制系统，采用惯性触发开关和加速度敏感开关复合控制电雷管发火，设计加速度存储电路。

各模块设计：包括加速度积分定距模块、加速度采集处理模块、稳压电源模块和引信发火电路等，分别进行详细设计。

引信原理样机制作：根据设计方案制作引信原理样机和引信电路板。

4.2引信相关试验

跌落试验：模拟引信装卸和搬运过程中的意外坠地情况，考察燃气动力保险机构的安全性。

震动试验：模拟引信运输过程中的颠簸，考察引信的安全性。

密封试验：模拟10米水深的海水环境，考察引信系统和弹体的密封性。

水下靶道动态试验：模拟枪榴弹发射过程，考察引信保险机构是否能成功解除保险。