一種模擬旋轉(zhuǎn)拋射實驗裝置的結(jié)構(gòu)設(shè)計
一種模擬旋轉(zhuǎn)拋射實驗裝置的結(jié)構(gòu)設(shè)計,一種模擬旋轉(zhuǎn)拋射實驗裝置的結(jié)構(gòu)設(shè)計,一種,模擬,摹擬,旋轉(zhuǎn),拋射,實驗,試驗,裝置,結(jié)構(gòu)設(shè)計
開題報告
學(xué) 生 姓 名：
學(xué) 號：
專 業(yè)：
設(shè)計(論文)題目：
一種模擬旋轉(zhuǎn)拋射實驗裝置的結(jié)構(gòu)設(shè)
計
指 導(dǎo) 教 師:
2010年 3 月 19 日
開題報告填寫要求
1．開題報告（含“文獻(xiàn)綜述”）作為畢業(yè)設(shè)計（論文）答辯委員會對學(xué)生答辯資格審查的依據(jù)材料之一。此報告應(yīng)在指導(dǎo)教師指導(dǎo)下，由學(xué)生在畢業(yè)設(shè)計（論文）工作前期內(nèi)完成，經(jīng)指導(dǎo)教師簽署意見及所在專業(yè)審查后生效；
2．開題報告內(nèi)容必須用黑墨水筆工整書寫或按教務(wù)處統(tǒng)一設(shè)計的電子文檔標(biāo)準(zhǔn)格式（可從教務(wù)處網(wǎng)頁上下載）打印，禁止打印在其它紙上后剪貼，完成后應(yīng)及時交給指導(dǎo)教師簽署意見；
3．“文獻(xiàn)綜述”應(yīng)按論文的格式成文，并直接書寫（或打?。┰诒鹃_題報告第一欄目內(nèi)，學(xué)生寫文獻(xiàn)綜述的參考文獻(xiàn)應(yīng)不少于15篇（不包括辭典、手冊）；
4．有關(guān)年月日等日期的填寫，應(yīng)當(dāng)按照國標(biāo)GB/T 7408—2005《數(shù)據(jù)元和交換格式、信息交換、日期和時間表示法》規(guī)定的要求，一律用阿拉伯?dāng)?shù)字書寫。如“2007年3月15日”或“2007-03-15”。
開 題 報 告
1．結(jié)合畢業(yè)設(shè)計（論文）課題情況，根據(jù)所查閱的文獻(xiàn)資料，每人撰寫2000字左右的文獻(xiàn)綜述：
文 獻(xiàn) 綜 述
子母彈是以均勻散布的子彈覆蓋目標(biāo)，提高有效的殺傷范圍的一類武器。子母彈的戰(zhàn)術(shù)技術(shù)要求決定了子彈在目標(biāo)區(qū)上空要呈現(xiàn)均勻的散布狀態(tài)，而能否達(dá)到要求的散布就離不開拋撒技術(shù)。子母彈拋撒技術(shù)是子母武器系統(tǒng)的關(guān)鍵技術(shù)之一。在子母彈技術(shù)研究基礎(chǔ)上，設(shè)計出一種靜態(tài)地面模擬試驗裝置（帶傳動或齒輪傳動機(jī)構(gòu)），并進(jìn)行結(jié)構(gòu)優(yōu)化設(shè)計，能夠滿足系統(tǒng)對該機(jī)構(gòu)的結(jié)構(gòu)強(qiáng)度，對子母彈拋撒技術(shù)研究的工程研制提供幫助。
1.彈藥拋撒技術(shù)的概念
彈藥拋撒技術(shù)是指將不帶制導(dǎo)或帶制導(dǎo)的子彈藥，從炮彈、火箭彈、炸彈和地地戰(zhàn)術(shù)彈道導(dǎo)彈等載彈中，按預(yù)定的作戰(zhàn)任務(wù)要求拋撒出來的技術(shù)。子彈藥的拋撒技術(shù)也就是子彈藥拋撒系統(tǒng)的有關(guān)技術(shù)彈藥拋撒技術(shù)是一項很復(fù)雜的技術(shù)，它涉及到機(jī)械學(xué)、理論力學(xué)、動力學(xué)、熱力學(xué)、流體力學(xué)等許多學(xué)科方面的問題。具體來說，它涉及到子彈藥在母彈中的安裝問題、如何從母彈中拋撒出來的問題、子彈藥的拋撒高度和拋撒時的初速度/角度、拋撒后彈藥的飛行姿態(tài)、子彈藥拋撒后的分布形狀和分布密度、以及子彈藥的拋撒方向和子彈藥下落路線等一系列技術(shù)問題。。
2.拋撒技術(shù)國內(nèi)外研究現(xiàn)狀
20世紀(jì)80年代初期，美國波音公司，曾為美國國防高級研究計劃局的"突擊破壞者"計劃，發(fā)展了一種導(dǎo)彈用帶動力的子彈藥(子導(dǎo)彈)拋撒系統(tǒng)，即T-22地地戰(zhàn)術(shù)彈道導(dǎo)彈的子彈藥拋撒系統(tǒng)。美軍現(xiàn)役的ATACMS陸軍地地戰(zhàn)術(shù)彈道導(dǎo)彈的子母戰(zhàn)斗部，可能也是采用的這種拋撒系統(tǒng)。該系統(tǒng)是一種后向拋撒系統(tǒng)，它由發(fā)射管支撐體(一金屬園筒)、發(fā)射管、發(fā)射管與支撐體連接件、發(fā)射管控制桿(鉸鏈連接)、棘輪爪、作動機(jī)構(gòu)、活塞管、點火導(dǎo)線、熱氣發(fā)生器、活塞、活塞桿前平板、氣體發(fā)生器、棘輪裝置、作動器連桿(園柱形)圓形基座等部分組成。每一個發(fā)射管裝一枚子彈藥，其子彈藥可以是帶制導(dǎo)的，也可以是不帶制導(dǎo)的，但是，這種拋撒系統(tǒng)大多被用作帶制導(dǎo)子彈藥的導(dǎo)彈子母戰(zhàn)斗部的拋撒系統(tǒng)。
子彈藥的拋撒是由母彈彈上攜帶的微機(jī)自動控制的，它可以單發(fā)拋撒，也可一組子彈藥以齊射方式拋撒。不過，以齊射方式拋撒時，要注意盡量減少拋撒動作對母彈正常飛行的影響。
為了達(dá)到較好的毀傷效果, 子彈拋撒需滿足如下的基本要求:
(l)滿足合理的撒布范圍。根據(jù)毀傷目標(biāo)的要求和戰(zhàn)斗部攜帶子彈的總數(shù)量，從戰(zhàn)術(shù)使用上提出合理的子彈散布范圍，以保證子彈拋出后能覆蓋一定大小的面積。實際子彈拋射范圍的大小還與開艙的高度有關(guān)。
(2)達(dá)到合理的散布密度。在子彈散布范圍內(nèi)，子彈應(yīng)盡可能地均勻分布，至少不能出現(xiàn)明顯的子彈堆積現(xiàn)象。均勻分布有利于提高對集群裝甲目標(biāo)的命中概率。
(3)子彈相互間易于分離。在拋射過程中，要求子彈能相互順利分開。不允許出現(xiàn)重疊現(xiàn)象，如果子彈分離不開，尾帶張不起來，子彈引信就解脫不了保險，這將導(dǎo)致子彈失效。
(4)子彈作用性能不受影響。拋射過程中，子彈不得有明顯變形，更不能出現(xiàn)殉爆現(xiàn)象，力求避免子彈間的相互碰撞。此外，還要求子彈引信解脫保險可靠，發(fā)火率正常，子彈起爆完全性好。
3.國內(nèi)外拋撒技術(shù)的方法
(1)中心藥管式拋射
中心爆管拋撒技術(shù)是依靠位于母彈中心的爆炸管(裝有高裝填密度火藥或炸藥)來提供拋撒動能推動子彈運動的一種拋撒方式。中心爆管(或爆炸)拋撒一般為一次拋撒, 即母體切殼、拋殼、拋子彈一次完成, 子彈的空拋過程是復(fù)雜的, 包括了拋撒藥燃燒、中心管炸裂、子彈運動、倉體蒙皮破裂等多種現(xiàn)象。子母彈發(fā)射后, 到達(dá)預(yù)定目標(biāo)上空時, 由戰(zhàn)斗部前端裝定的時間引信起爆, 點燃點火具中的點火藥, 點火藥燃燒產(chǎn)生的高溫燃?xì)馀c熾熱的固體粒子經(jīng)過藥床中央傳火管上的各傳火孔噴入拋撒藥床, 點燃拋撒藥。中心管內(nèi)拋撒藥燃燒釋放出高溫高壓氣體, 當(dāng)壓力超過管本身所具有的承壓強(qiáng)度極限時, 中心管爆裂, 拋撒藥的燃?xì)馐紫葔嚎s子彈周圍的填充物, 將子彈壓向四周的蒙皮, 蒙皮約束著子彈，蒙皮破裂，子彈解除約束后, 在中心爆管釋放的高溫、高壓、高速的燃?xì)庾饔孟卵刂鴱较蛳蛩闹苓\動, 最終拋撒出母體。中心爆管子母彈優(yōu)點就是結(jié)構(gòu)簡單、動作可靠、拋速高,可以使內(nèi)外層子彈間具有一定的速度梯度順序拋出,使內(nèi)、外層子彈散布均勻, 特別適合于多子彈的中、大彈徑的殺傷爆破子母彈使用, 但不足的是在爆炸拋撒過程中, 子彈承受的沖擊過載相當(dāng)高, 加速度一般為幾萬甚至十幾萬個g, 而且這種過載具有高峰值、短脈寬的特征, 如果過載問題得不到很好的解決, 那么將會嚴(yán)重的影響母彈內(nèi)子彈的強(qiáng)度, 使子彈發(fā)生明顯變形, 也可能沖擊引爆子彈中的裝藥, 甚至發(fā)生殉爆現(xiàn)象。
使用成功的典型結(jié)構(gòu)是美國MLRS火箭子母彈戰(zhàn)斗部，遠(yuǎn)程子母彈囊式拋撒結(jié)構(gòu)設(shè)計及計算機(jī)仿真技術(shù)每發(fā)火箭攜帶子彈644枚。一般子彈排列不多于兩圈。如圓柱部外圈排14枚子彈，內(nèi)圈排7枚子彈。戰(zhàn)斗部中心部位裝有藥管。時間引信作用引起中心藥柱爆燃后，沖擊波既使殼體沿全長開裂，又將子彈向四周拋出。
(2)燃?xì)饽覓伾?
燃?xì)饽覓伻黾夹g(shù)是利用氣囊充氣膨脹推動子彈運動的一種拋撒方式。主要是利用氣囊來延長燃?xì)鈱ψ訌椀挠行ё饔脮r間, 達(dá)到子彈平緩加載的目的, 其拋撒過載一般可以控制在不大于2000 個g 的范圍內(nèi)。它是一種較為理想的子母彈拋撒結(jié)構(gòu), 具有廣泛的應(yīng)用前景。囊式拋撒方式根據(jù)燃?xì)獍l(fā)生室在氣囊的內(nèi)外可分為內(nèi)燃式和外燃式兩種形式。
使用這種拋射結(jié)構(gòu)的典型產(chǎn)品是英國的BL755航空子母炸彈。共攜帶小炸彈147枚，分裝在7個隔艙中。小炸彈外緣用鋼帶束住，小炸彈內(nèi)側(cè)配有氣囊。當(dāng)燃?xì)饽页錃鈺r，子彈頂緊鋼帶，使其從薄弱點斷裂，解除約束。在燃?xì)饽覐椓Φ淖饔孟拢?47枚小炸彈以不同的方向，不同的名義速度拋出，以保證子彈散布均勻。
(3)母彈高速旋轉(zhuǎn)下的離心拋射。這種拋射方式，對于一切旋轉(zhuǎn)的母彈，不論轉(zhuǎn)速的高低，均能起到使子彈飛散的作用。特別是對于火炮子母彈轉(zhuǎn)速高達(dá)每分鐘數(shù)千轉(zhuǎn)，以至上萬轉(zhuǎn)時，則起到主要的乃至全部的拋射作用。
(4)機(jī)械式分離拋射
這種拋射方式是在子彈被拋出過程中，通過導(dǎo)向桿或撥簧等機(jī)構(gòu)的作用，賦予子彈沿戰(zhàn)斗部徑向分離的分力。導(dǎo)向桿機(jī)構(gòu)己經(jīng)成功的使用在122mm火箭子母彈上。
(5)燃?xì)鈧?cè)向活塞拋射
燃?xì)饣钊綊伻黾夹g(shù)是利用火藥在燃燒室燃燒產(chǎn)生的火藥氣體壓力推動活塞和子彈運動的拋撒方式。根據(jù)燃燒室的結(jié)構(gòu)可分為單燃燒室和雙燃燒室兩種形式。
這種方式主要用于子彈直徑較大的情況，如美MLRS火箭末端敏感子母戰(zhàn)斗部所用的拋射機(jī)構(gòu)。前后相接的一對末敏子彈，在側(cè)向活塞的推動下，垂直彈軸沿相反方向拋出(互成130度)。每一對子彈的拋射方向又有變化，對整個戰(zhàn)斗部而言，子彈向四周各方向均有拋出。
(6)子彈氣動力拋射
通過改變子彈氣動力參數(shù)，使子彈之間空氣阻力有差異，以達(dá)到使子彈飛散的目的。這種方式已在國外的一些產(chǎn)品中使用。在國外的炮射子母彈上，就有意地裝入兩種不同長度尾帶的子彈;在航空殺傷子母彈中，采用由鋁瓦穩(wěn)定的改制手榴彈作的小殺傷炸彈，拋射后靠鋁瓦穩(wěn)定方位的隨機(jī)性，從而使子彈達(dá)到均勻散開的日的。
(7)微機(jī)控制程序拋射
應(yīng)用于大型導(dǎo)彈子母彈上。由單片機(jī)控制開艙與拋射的全過程，子彈按既定程序分期分批以不同的速度拋出，以得到預(yù)期的拋射效果。
參考文獻(xiàn)
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開 題 報 告
２．本課題要研究或解決的問題和擬采用的研究手段（途徑）：
2.1 本課題要求設(shè)計者設(shè)計出一種靜態(tài)地面模擬試驗裝置（帶傳動或齒輪傳動機(jī)構(gòu)），并進(jìn)行結(jié)構(gòu)優(yōu)化設(shè)計，能夠滿足系統(tǒng)對該機(jī)構(gòu)的結(jié)構(gòu)強(qiáng)度，對該型集束彈藥的工程研制提供幫助，要求設(shè)計者對機(jī)械結(jié)構(gòu)設(shè)計能力、計算機(jī)繪圖能力有較好的基礎(chǔ), 要進(jìn)行結(jié)構(gòu)設(shè)計、電機(jī)選擇、傳動系統(tǒng)設(shè)計、機(jī)械強(qiáng)度校核計算等。
2.2 電機(jī)是指依據(jù)電磁感應(yīng)電路實現(xiàn)電能的轉(zhuǎn)換或傳遞的一種電磁裝置。通過選擇電機(jī)來達(dá)到較好的模擬效果。通過選擇適當(dāng)?shù)碾姍C(jī)來滿足設(shè)計的需求。
機(jī)械強(qiáng)度是指指抗壓強(qiáng)度、抗折強(qiáng)度、抗拉強(qiáng)度。機(jī)械強(qiáng)度評價包括靜剛度評價、靜強(qiáng)度評價、疲勞強(qiáng)度評價、斷裂強(qiáng)度評價四部分內(nèi)容。 靜剛度評價包括等直桿件扭轉(zhuǎn)剛度評價、受彎梁的彎曲強(qiáng)度評價、薄板受彎曲載荷作用靜剛度評價、薄殼變形計算；
靜強(qiáng)度評價包括常規(guī)設(shè)計靜強(qiáng)度評價、極限設(shè)計靜強(qiáng)度評價、熱應(yīng)力強(qiáng)度評價；
疲勞強(qiáng)度評價包括名義應(yīng)力無限壽命設(shè)計、名義應(yīng)力有限壽命設(shè)計、名義應(yīng)力疲勞壽命估算、局部應(yīng)力－應(yīng)變法疲勞壽命估算；
斷裂強(qiáng)度評價包括線彈性斷裂強(qiáng)度評價、彈塑性斷裂強(qiáng)度評價、裂紋擴(kuò)展壽命估算。
開 題 報 告
指導(dǎo)教師意見：
1．對“文獻(xiàn)綜述”的評語：
2．對本課題的深度、廣度及工作量的意見和對設(shè)計（論文）結(jié)果的預(yù)測：
指導(dǎo)教師：
2010 年 3 月 25日
所在專業(yè)審查意見：
負(fù)責(zé)人：
2010 年 3 月 27 日
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