火箭弹设计
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美国陆军APKWS制导火箭弹火箭弹用于空对地攻击始于20世纪60年代,当时人们发现这种武器由直升机的多管发射器发射时威力惊人,能形成强大的密集火力,有力支援地面部队的作战行动。
但是,由于没有采用制导技术,这些火箭弹普遍命中精度差,难以有效打击点目标,大多数情况下只能作为面杀伤武器使用。
因此,90年代以来精确制导武器日益风行之时,人们自然想到发展制导火箭弹。
正是在这一背景下,美国陆军于1996年提出“先进精确杀伤武器系统”(APKWS)概念。
十余年来,作为唯一公开报道的机载制导火箭弹项目,APKWS尽管在研制进度上一再拖延,以致至今也未“修成正果”,但其每一次进展都会引起武器专家的高度关注。
应运而生说到APKWS制导火箭弹,就不能不提广为人知的“九头蛇”-70非制导火箭弹,因为前者正是由后者加装制导组件而成。
“九头蛇”-70是美国通用动力公司研制的70毫米火箭弹,自70年代问世以来已经衍生了多种型号,均采用Mk66火箭发动机,区别在于配用不同的战斗部和引信。
到80年代中期,各种型号的“九头蛇”-70已经大量装备美国陆军、海军和海军陆战队的直升机,其中陆军的AH-64A“阿帕奇”和AH-64D“长弓阿帕奇”利用M261型19管发射架发射这种70毫米火箭弹,UH-60B“黑鹰”利用M200型19管发射架,AH-1F“眼镜蛇” 和OH-58D“基奥瓦勇士”则利用M260型7管发射架。
在90年代以来的多次局部战争及地区冲突中,“九头蛇”-70都曾登场亮相,被公认为美军使用最广泛的直升机机载武器。
但是,“九头蛇”-70与其他非制导火箭弹一样,也存在命中精度差的问题,其最大射程处(6000米)的圆概率偏差高达100米。
换句话说,如果想直接命中6000米处的一辆坦克,理论上需要发射100枚火箭弹。
在1990~1991年海湾战争期间,鉴于“九头蛇”-70无法有效打击伊军的士兵、简易掩体、轻型装甲车等点目标,美国陆军不得不动用“海尔法”反坦克导弹。
火箭弹增程技术研究摘要:随着科技的飞速发展,各型火箭弹武器的技术含量也在不断得到提升,实现了射程更远、精度更准、毁伤效果更狠的性能需求。
增程技术是未来火箭弹发展的趋势之一,实现射程增加,一方面是提升发动机性能,但不能过多损失其它性能指标;二是进一步减阻,配合滑翔弹道实现射程提升。
本文提出了一种大长细比滑翔增程火箭弹的总体设计方案,分析其气动特性,配合倾斜转弯(BTT)控制实现滑翔增程,仿真及分析表明设计方案可有效实现射程提升,可为后续火箭弹增程设计工作提供依据。
关键词:火箭弹增程总体方案大长细比中图分类号:文献标志码:Abstract: With the rapid development of science and technology,the technical content of various types of rocket weapons is also constantly improved, and the performance requirements of longer range, more accurate accuracy and more destructive effect are realized. Increasing range technology is one of the trends of rocket development in the future, to achieve increased range, on the one hang is to improve engine performance, but not too much loss of other performance indicators; The second is to further reduce drag, with the glide trajectory to achieve range improvement. In this paper,an overalldesign scheme of glide extenged range rocket with large slengernessratio is proposed, and its aerodynamic characteristics are analyzed, and glide extended range is realized with BTT control. Simulation and analysis show that the design scheme can effectively achieve the range improvement, which can provide a basis for the subsequent design workof rocket extended range.Key words:Rocket The estenged range The overall plan With large slenderness ratio0引言火箭弹武器系统是国内外市场比较受欢迎的武器装备,具有反应时间短、火力猛、造价低、威力大等优点,充分利用现有装备,发展射程拓展弹种,可以实现一炮多弹,一弹多用,提高武器装备利用率和联勤保障的高效性。
2—4 小量火药、炸药及其制品危险性建筑设计安全规范WJ 2470-19971 范围1.1 主题内容本标准规定了从事火药、炸药、弹药、引信、火工品研究与应用的研究所、院校、试验场及工厂,在新建、扩建、改建小量火药、炸药及其制品危险性建(构)筑物时,应遵循的安全技术要求。
1.2 适用范围本标准适用于研究所、院校、试验场及工厂新建、扩建及改建的小量火药、炸药及其制品的各种危险性建(构)筑物的设计。
2 引用文件GB50154—92 地下及覆土火药炸药仓库设计安全规范GBJ87—85 工业企业噪声控制设计规范GJB2—82 常规兵器发射或爆炸时压力波对人体作用的安全标准《中华人民共和国环境噪声污染防治法》1996年10月29日中华人民共和国主席令,第七十七号《火药、炸药、弹药、引信及火工品工厂设计安全规范》1990年3月26日中国兵器工业总公司3 定义3.1 危险品研制、加工、试验、拆分、销毁和存放的各种火药、炸药、弹药、引信、火工品、氧化剂的成品和半成品及其有燃烧和爆炸危险性的原材料。
3.2 危险性建筑研制、加工、试验、拆分、销毁和存放危险品的场所,包括危险品研制实验室、研制工房、试验工房、生产工房、拆分工房、理化性能实验室、试验和销毁用构筑物及存放间(库)等。
3.3 小量火药、炸药及其制品危险性建筑物内(抗爆和抑爆间室除外)炸药及其制品的存药量不超过50kg(下述炸药质量均指TNT当量),火药及其制品的存药量不超过100kg。
抗爆和抑爆间室内炸药最大存药量不超过50kg。
3.4 整体爆炸全部危险品同时发生爆炸。
3.5 总药量危险性建筑内研制、加工、试验、拆分、销毁、运输和存放过程中危险品实际的存药量之和。
3.6 计算药量危险性建筑内研制、加工、试验、拆分、销毁、运输和存放过程中使用的,能一次同时爆炸或燃烧的危险品的最大药量。
用于计算危险性建筑的内部距离和外部距离。
3.7 设计药量危险品一次可能同时爆炸的最大药量。
69式火箭筒在军事武器装备领域中,有着许多具有威力和破坏力的武器,而其中一种备受瞩目的武器就是69式火箭筒。
本文将对69式火箭筒的起源、特点和运用进行探讨,以展现其在现代战争中的重要性和影响。
一、69式火箭筒的起源与背景69式火箭筒是中华人民共和国自主研制的一种重型机械单兵武器,它在20世纪60年代诞生并开始投入使用。
当时,世界各国纷纷研发新型的火箭筒以满足现代战争的需求,中国也决定自主研制一种具有较高性能和强大杀伤力的火箭筒。
69式火箭筒的研发始于上世纪50年代,经过多年的努力和实验,于60年代初在中国成功问世。
它在短时间内获得广大军队的认可和使用,成为中国军队的主力重型火箭筒。
二、69式火箭筒的特点与设计1. 结构特点69式火箭筒采用一种管式结构设计,整体重量适中,便于单兵携带与操作。
其采用的火箭弹具备直射、贯甲能力强、弹道稳定等特点,在一定程度上可以克服远距离射程时的风力和其他因素的影响。
2. 技术指标69式火箭筒的口径为88毫米,整体长度为1.4米左右,重量在10至12千克之间。
它的最大射程为1.3千米,有效射程为500米。
火箭弹采用多种不同类型的弹头,如高爆、穿甲、燃烧等,以适应不同作战环境和目标。
3. 杀伤力与性能由于火箭弹的威力巨大,69式火箭筒具有强大的破坏力。
它可以有效地攻击敌方坦克、装甲车辆和工事阵地等目标,同时也适用于攻击敌方步兵、火力点和阵地。
火箭弹的爆炸威力能够产生杀伤范围较大的作战效果,为我军在战场上取得胜利提供了有力支持。
三、69式火箭筒的战术运用与实战效果1. 对于侧翼突击的支援69式火箭筒在战术运用上可以为我军进行侧翼突击提供强有力的支援。
它能够快速并准确地攻击敌方装甲力量,破坏敌方火力点,有效地推动突击部队的前进,提高战术成功率。
2. 防御性反击与反伏击作战在防御战或反伏击作战中,69式火箭筒可以被用作反制敌方坦克和装甲车辆的工具。
通过充分利用火箭弹的高爆破坏力,可以有效地打击敌方机械化力量,保护我军阵地和部队的安全。
TOS-1重型自行火箭炮
TOS-1是苏联在1970年代开发的一款重型自行火箭炮,它的主要任务是为部队提供直接火力支援。
TOS-1 布拉提诺(Bratinov)是苏联设计师在TOS-1基础上改进的一款改进型,主要改进了火箭弹的性能和作战效能。
TOS-1布拉提诺重型自行火箭炮的主要特点包括:
1. 大口径火箭弹:TOS-1布拉提诺使用220毫米口径的火箭弹,与TOS-1相同。
这种火箭弹射程较远,可以打击敌方前沿阵地、装甲目标、人员集结地等目标。
2. 独特的火箭弹设计:TOS-1布拉提诺的火箭弹设计独特,它采用了燃烧剂和化学药剂的组合。
火箭弹在命中目标时,会释放出大量的燃烧剂和化学药剂,产生高温、浓烟和毒气,对敌方人员和装备造成严重损害。
3. 高速射速:TOS-1布拉提诺的射速较高,能在短时间内对目标进行火力覆盖。
4. 高机动性:作为一款自行火箭炮,TOS-1布拉提诺具有较高的机动性,能够快速部署和撤离战场。
5. 全天候作战能力:TOS-1布拉提诺具有较强的全天候作战能力,能在各种恶劣天气条件下作战。
需要注意的是,由于其作战方式和使用的火箭弹对环境和人员具有较大的杀伤力,TOS-1布拉提诺在战场上受到了一定的限制。
在现代战争中,这类武器的使用也需要遵循国际法和人道主义原则。
火箭弹手枪的原理
火箭弹手枪是一种特殊的火器,它结合了火箭弹和手枪的原理。
它的工作原理可以简单地描述为以下几个步骤:
1. 发射装置:火箭弹手枪通常由一个发射装置组成,其中包括一个枪管和一个发射机构。
枪管是用来容纳火箭弹的管道,而发射机构则用来引发火箭弹的发射。
2. 火药点火:当扳动扳机时,发射机构会引发火药的点火。
火药点燃后产生的高温和高压气体会迅速膨胀,推动火箭弹向前发射。
3. 火箭弹发射:火药燃烧产生的气体通过枪管将火箭弹推出。
火箭弹在发射过程中会继续燃烧,产生推力,使其加速并保持飞行。
4. 稳定和导航:火箭弹通常具有稳定的设计,以确保其在飞行过程中保持平衡。
一些火箭弹手枪还可能配备导航系统,以便在飞行过程中进行精确的定位和控制。
总的来说,火箭弹手枪利用火药的爆炸产生的高压气体推动火箭弹的发射,而火箭弹则继续燃烧产生推力,使其飞行。
这种设计使得火箭弹手枪具有较高的射程和威力,常用于军事和狩猎等领域。
火箭弹设计1.火箭弹由战斗部,火箭发动机,稳定装置组成。
2.战斗部是在弹道终点发挥作战效能的部件。
3.火箭发动机是使火箭弹能够飞行的推进装置。
4.稳定装置是使火箭弹能够按预定的姿态及弹道在空中稳定飞行的装置。
分为涡轮式稳定装置和尾翼式稳定装置。
5.射程指标包括最大射程和最小射程。
6.威力指标是体现战斗部对目标毁伤能力的指标。
7.密集度指标是体现火箭弹散布大小的指标,是影响毁伤效率主要因素之一。
8.可靠性指标分为安全可靠性指标,作用可靠性指标。
9.安全可靠性指标是体现火箭弹在生产,储存,运输及使用中安全程度的指标。
10.作用可靠性指标是是体现火箭弹作战中能够正常发挥战斗作用的指标。
11.效费比指标体是体现作战效率与作战费用的综合指标。
12.跟进火箭弹设计所提出的战斗部技术要求,确定火箭弹发动机合理的装药形状,尺寸及相应的质量称为固体火箭弹发动机的装药设计。
13.具有单个中心圆孔的圆柱形装药称为单孔管装药,它的形状有四个参数确定,即外径D、内径d、长度L和装药根数n,通常用D/d-L*n表示。
14.通气参量œ,在固体火箭发动机燃烧室所研究的,截面前的装药燃烧面积A,与该截面的燃气通道截面积A px之比。
15.充满系数ε是装药在燃烧室横截面上的充满程度,即装药横截面积与燃烧室内腔横截面积之比。
16.极限充满系数是装药外径为极限直径时所对应的充满系数。
17.装药的极限直径是指外径相等的多根单孔管状药对应于一定的装药根数和排列方式,所有装药都能装入燃烧室时,装药的最大外径,记为D1。
18.星孔装药(星形装药)可以利用不同的星孔几何尺寸获得恒面性,增面性和减面性的燃烧特性。
19.星孔装药三种形状,尖角星形,圆角星形,平角星形。
20.当v k、c k保持不变时,射程x1、随θk的变化曲线有一个极值点,此处x1为极大值,它对应的倾角θkmax叫做最大射程角。
21.外弹道设计任务是确定满足弹道诸元和射击密集度要求的炮弹系统综合性能最优的有关性能参数。
22.射程设计是首先必须完成的任务。
就是预先确定满足射程要求的一组最优弹道基本参数:弹丸质量,弹形系数,弹径及推力方案等。
23.燃烧室材料的要求材料强度高,制造工艺性好,耐热性好和资源广泛等。
24.压强温度系数是指在面喉比(装药燃烧面积与喉部面积之比)不变的条件下,装药初温变化1度,所引起的平衡压力变化百分数。
25.临界压强指推进剂在一定装填条件下在低温下完全燃烧的最低压强。
低于最低压强,会出现断断续续的燃烧或一次性不完全燃烧。
26.为了调节装药的燃烧面变化规律,通常在装药的部分表面包裹一层缓燃物质,这种物质称为包裹层。
27.火箭弹参量分为三类指标:任务指标,初选参量和基本参量。
28.火箭弹研制包括研究、设计、生产和试验四个方面的内容。
火箭弹设计包括总体设计,弹上各分系统设计,组成系统的各零部件设计。
火箭弹总体设计包括发明创造,工程分析和决策三部分。
29.战斗部的碰击作用是指在它爆炸之前,火箭弹以其碰击障碍物瞬间具有的动能,破坏障碍物的作用。
研究碰击作用的规律,不仅可以正确估计对目标的破坏结果,而且可用于校核碰击过程中战斗部壳体强度和确定引信延期时间。
30.战斗部的爆炸作用是指战斗部爆炸时,战斗部中炸药的势能和爆炸瞬间爆炸生成物具有的动能所造成的破坏作用。
31.炸药爆炸后,壳体碎裂成许多具有一定动能的破片,这些破片对目标的破坏和杀伤称为杀伤作用。
32.杀伤性指战斗部在静止爆炸,产生破片总数及质量分布规律、破片飞散速度、破片在飞散范围内的分布规律等特性。
杀伤性与战斗部本身的结构有关。
破片飞散的有效杀伤区域远大于爆轰生成物及冲击波的杀伤区域,这是破片杀伤的重要特点。
33.破片杀伤目标必须具备的最小动能称为破片的杀伤能。
具有杀伤能的破片叫杀伤破片。
从炸点算起,破片保持杀伤动能的最大距离叫杀伤距离。
以炸点为中心的飞散范围内,单位球面上的破片数目叫破片密集度,这些量与杀伤作用有着密切的关系。
34.杀伤距离与破片质量、初始速度、弹道特性以及目标的抵抗能力有关。
35.装药一端的空心凹穴爆炸能量聚集的效应叫聚能效应。
射流与药型罩。
P10036.固体火箭发动机的结构设计主要包括燃烧室、喷管、装药支撑装置及点火装置。
37.燃烧室由燃烧室壳体,连接底(又称前封头)和内绝热层构成。
有的还有后封头。
38.燃烧室壳体按材料和加工方法可分为金属结构,纤维缠绕结构。
39.连接结构分为可拆卸连接,不可拆卸连接。
可拆卸连接有螺纹连接,螺柱连接,卡环连接。
不可拆卸连接有焊接,铆接,过盈配合和粘接。
40.比强度是指材料抗拉强度极限与密度之比。
41.连接底与燃烧室壳体构成火箭装药的封闭端。
它还具有连接战斗部或仪表舱以及调整全弹质量和成为杀伤破片的作用。
42.连接底设计主要任务是确定结构及根据强度计算连接底的厚度。
43.平板连接底的加工方便,轴向长度短,多用与中小型弹上。
但在相同条件下它的厚度和质量要比曲面连接底大。
44.喷管是火箭发动机能量转换重要部件,它把推进剂燃烧产生的高位高压燃气的热能和压强势能转变为高速排出气体动能,产生反作用力。
、45.喷管设计的主要任务是选择喷管的结构形式,设计内型面参数,确定热防护措施。
46.喷管型面设计主要是选择和确定喷管纵剖面上的母线形状和尺寸。
喷管型面由收敛段、临界段(喉部)和扩张段组成。
47.装药支撑装置是对装药进行固定、支撑、挡药和缓冲的重要部件。
装药支撑装置设计主要是确定支撑装置类型,选择支撑装置材料。
48.固体火箭发动机点火装置的作用是准确可靠地将发动机主要装药迅速的点燃。
它包括发火管,点火药,相应的连接部件。
49.设计点火装置的主要任务是选择点火装置的类型、发火管类型以及选择点火药型号、确定点火药量。
50.对中小型的火箭发动机用点火器,大型的用点火发动机。
51.空气动力的大小主要取决于火箭弹的外形结构,飞行速度,飞行姿态,环境大气条件。
52.尾翼式火箭弹靠尾翼产生的升力式全弹压力中心移到质心之后,产生稳定力矩保证火箭弹稳定飞行。
53.尾翼式火箭弹稳定储备量在8%~20%范围内,就可以满足在外弹道上静态稳定飞行的要求。
54.不旋转的尾翼弹若具有静稳定性,也具有动稳定性。
55.从尾翼本身的刚度看,可分为刚性尾翼和弹性尾翼。
从尾翼尺寸和弹径的关系看,可分为同口径尾翼和超口径尾翼。
另有固定式尾翼和张开式尾翼;矩形,梯形,三角形和刀行尾翼。
56.尾翼后掠角χ的主要作用是提高翼面临界马赫数,以延缓前沿波阻产生。
从而有效的降低尾翼系数的值。
后掠角越大临界M越大,火箭弹在低超音速飞行时,尾翼激波出现的可能性越小,从而使得阻力减小,射程增加。
57.翼片相对厚度(符号P189)主要影响尾翼阻力。
尾翼形状主要影响厚度波阻。
补:1.点火药:黑火药,用作双基或改性双基推进剂点火药。
烟火药,用作复合推进剂或高性能改性双基推进剂。
2.导向钮作用:使火箭弹绕纵轴作旋转运动,从而提高密集度。
3.燃烧室设计的主要任务:1.合理地选择结构形式和材料;2.根据所受载荷估算壳体壁厚及连接螺纹长度;3.进行强度验算确定壳体的强度储备量;4.进行受热分析和热防护设计。
4.喷管。
作用:见正44条。
设计参数:扩张半角,扩张比,收敛半角,喉部直径。
有限的损失:两相流损失,摩擦损失,散热损失和气流扩散损失等。
热防护原因:1.喷管内流动的高温燃气或一定量的熔融态颗粒流对壁面剧烈加热,冲刷及烧蚀,可能会使内型面遭到破坏;2.燃气热量通过壁面向外壁传导,使喷管壁面材料温度升高。
5.点火装置。
组成:见正48条。
点火药类型:见补1条。
6.尾翼主要参数。
展弦比λ,翼展l w与尾翼的几何平均翼弦b ac之比。
后掠角χ,尾翼前缘在xoz面内投影与oz轴夹角称为前缘后掠角。
根梢比η,翼根弦长b r与翼梢弦长b l之比。
相对厚度,最大厚度c与弦长b的比值。
翼片数。
剖面形状。
7.平衡转速。
当尾翼弹只靠斜置或斜切尾翼导转时,在飞行速度一定时,将存在一个转速,使导转力矩等于极抑制力矩,即该转速。
8.火箭弹稳定飞行具备的条件。
1.火箭弹的自由运动时稳定的。
2.不产生共振效应。
3.在重力作用下形成弯曲弹道的过程中,弹轴追随弹道切线方向变化,其攻角限制在允许范围内。
9.动态稳定性设计。
不旋转尾翼弹只满足静稳定性要求即可。
旋转尾翼弹要同时满足动、静稳定性要求。
10.共振效应。
共振条件,弹自转频率等于弹摆动频率。
为避免共振及确保攻角幅值较小,一般取两者比值大于1.4~4.11.追随稳定性。
动平衡角αps<[αp]动平衡角的允许值,一般取[αp]=2~4度,若超过,散布增大,射程减小。
12.尾翼常用基本类型。
弧形张开式,1.M不高,中等口径,4片。
2.M较高,小口径,3片。
3.M高,大口径,6片。
刀形张开式,1.后张式。
2.前张式。
4~8片13.尾翼几何参数选择展弦比λ:1.亚音速下,λ增加,不影响形阻,厚度波阻无变化,诱导阻力下降2.超音速下,λ增加,不影响形阻,厚度波阻上升,诱导阻力上升后掠角χ:1.低超音速,χ增加,波阻下降2.高超音速,χ增加,波阻变化较小根梢比η:η下降,阻力下降相对厚度:相对厚度下降,阻力下降剖面形状:尾翼片数量N:N增加,尾翼段阻力系数正比增加,升力系数增加较少。
一般2.3.4对尾翼14.射击精度。
准确度,指火箭弹炸点散布中心偏离射击指向点的程度。
密集度:指多发火箭弹炸点围绕散布中心分布的密集程度。
方向密集度,距离密集度。
.15.提高密集度措施。
1.微推偏喷管设计技术。
2.绕几何纵轴旋转技术。
3.动静不平衡度修正技术。
4.提高炮口速度技术。
5.尾翼延迟张开技术。
6.同时离轨技术。
问答:1.火箭弹优缺点。
优点a.全弹长及质量受限制小,可达较大速度与较远射程。
b.发射过载小,零部件设计比较容易。
c.发射时作用在发射装置上的力小,发射装置轻便灵活,使用寿命长。
D.火力密集,完成作战时间短。
缺点a.生产成本高。
b.密集度差.c.容易暴漏射击地点。
2.确定最小射程的主要因素。
A.发射装置可赋予的最小角。
B.引信能够可靠作用最小角。
C.不产生跳弹最小角。
D.引信解脱保险距离及战斗部威力。
3.选择推进剂要求A.能量尽量高,推进剂比冲量尽量大。
B.推进剂在燃烧室内燃烧的临界压强尽可能的底。
C.压强温度系数低。
D.物理化学性能安定性好,冲击摩擦感度小,强度好。
4.选用装药药型的原则。
A.足够的燃烧面,获得必要的炮口速度。
对非曾程反坦克火箭弹,还应该满足装药燃烧时间的要求。
B.对燃烧室壁传热小。
C.装药药柱在燃烧室内易固定。
D.装药余量小,利用率高。
E.装药有足够强度。
F.结构及工艺简单,便于大量生产。
5.包裹层主要功能A.控制燃烧面的变化规律,使之满足内弹道的性能要求。
B.可使装药与燃烧室牢固粘结,防止燃气对燃烧室壁的腐蚀。