引信旋转式磁流变液延期解除保险机构研究

提出一种新型引信延期解除保险机构,它利用智能材料磁流变液的开关特性,基于引信液体阻尼机构的工作原理,通过永磁体产生的磁场使磁流变液处于固态保证引信平时安全性,发射后利用后坐环境力使磁场撤离.磁流变液转变为液体开始泄流,控制其泄流速度,可以实现延期解除保险时间的可调节.经仿真与试验验证,延期解除保险时间可以依据弹丸转速,通过改变泄流孔数量、泄流孔径等参数进行调整,又可以通过改变磁场强度使磁流变液粘度变化,从而实现延期解除保险时间的实时调整.磁流变液工作温度范围宽,机构结构简单可靠,经济实用,可以为引信安全系统实现提供新的手段.     

引信MEMS保险机构剪断式后坐卡销

为了提高引信MEMS保险机构的安全和可靠性能,并针对非剪断式后座卡销受后坐力影响,卡销解除保险行程减小,系统安全性降低等缺点,提出了一种剪断式后坐卡销。通过仿真,表明该剪断式后坐卡销在高g环境下沿后坐力方向上的位移几乎为零,在10000g后坐加速度发射条件下,后坐卡销被后坐滑块完全剪断并解除保险。验证了该剪断式后坐卡销解除保险行程较大,安全性较高,满足可靠性要求。     

小口径引信磁流变脂解除保险机构设计与延时特性

针对现代小口径炮弹引信作用性能要求高与体积小的矛盾,提出一种新型小口径引信延期解除保险机构。该机构利用智能材料磁流变脂在有/无磁场作用下的开关特性,基于黏弹性液体受挤压采用收缩孔泄流的工作原理,实现引信延期解除保险功能。通过流体动力学和磁场分析,推导出反映机构结构尺寸和流体黏度特性等因素的延期时间数学模型。仿真和试验结果表明：局部阻尼系数经修正后可有效降低模型计算误差,最大误差为6.7%;通过匹配不同泄流孔径、弹丸转速和颗粒体积比等参数,可实现机构延期时间可控范围为9~84 ms. 磁流变脂温度工作范围广且颗粒不易发生沉降,解除保险机构简单可靠,在中、小口径引信中具有潜在应用价值。     

引信经典后坐保险机构对过载时间的响应特性

为了优化设计引信后坐保险机构的保险和解除保险性能,应用刚体动力学理论和仿真软件ADAMS、LS-DYNA分析了引信经典弹性后坐保险机构和刚性后坐保险机构对不同后坐过载作用时间的响应特性,得到了不同后坐过载时间下两类后坐保险机构解除保险时间响应;两类后坐保险机构不同的解除保险时间表明两类保险机构对相同后坐环境响应特性不同;过载作用时间影响保险机构解除保险正确性;在后坐过载系数较大时,弹性保险机构和刚性保险机构均可能解除保险;在后坐过载系数较小时,无论过载作用时间如何变化,刚性保险机构均不能解除保险,而在过载作用时间较长时弹性保险机构会出现解除保险情况;因此,针对不同后坐过载作用时间应注意正确选择引信保险机构的类型。     

引信后坐保险机构斜置设计方案

针对引信后坐保险机构安全和可靠解除保险之间的矛盾,提出了引信后坐保险机构斜置设计方案。该方案是将传统的轴线与引信轴线平行或重合的后坐保险机构相对于引信轴线斜置一定角度设置。应用刚体动力学理论分析了引信后坐保险机构斜置设计动态特性,并给出了算例。仿真验证结果表明:后坐保险机构斜置设计有助于提高勤务处理弹丸和引信意外跌落时引信安全性,即有助于提高引信防止意外解除保险的性能,而正常解除保险性能不会受到影响。     

引信磁后坐发电机保险片后坐保险机构保险和解除保险特性

针对磁后坐发电机保险片后坐保险机构在跌落冲击下的安全性和在发射冲击下的解除保险可靠性问题,利用商业软件LS-DYNA仿真分析了保险片材料、磁芯与磁芯托间隙不同情况下的响应,得到了保险片材料、磁芯与磁芯托间隙不同情况下遭受两种冲击时的变形时刻或剪断时刻,即引信磁后坐发电机保险片后坐保险机构的保险特性和解除保险特性。在磁芯托直径较大(较小)情况下,磁后坐发电机保险片后坐保险机构在发射环境中解除保险时间较短(长),在跌落环境下凹陷程度较大(小)。在设计磁后坐发电机保险片后坐保险机构时,在保证跌落安全前提下,保险片材料屈服强度越小,磁芯托内径越大,发电机磁芯受过载落底时间越短,发电能量越多。可为引信磁后坐发电机保险片后坐保险机构设计提供参考。     

引信MEMS延期解除保险机构

针对传统引信延期解除保险机构结构尺寸大、保险距离短和延时时间散布大等问题,设计了根据弹道实时信息实现延期解除保险的MEMS指令锁延期保险机构。该机构由电推销器,金属簧片式柔性锁臂和活动腔组成,通过弹道实时信息控制电推销器发火,将柔性锁臂推入活动腔,实现延期解除保险的功能。分析了中大口径榴弹引信结构特征和发射内外弹道环境,模拟了电推销器的推力作用过程,利用ABAQUS有限元仿真软件对所设计结构进行仿真分析,对基于UV-LIGA工艺制作的原理样机进行了离心环境试验和电推销器配合试验。仿真和试验结果表明,该机构用于引信MEMS安全保险系统,可保证引信安全状态和可靠解除安全保险状态,且能够根据电路控制电推销器发火实现延期解除保险功能,可保证炮口安全距离和实现在弹道轨迹的不同点解除保险的功能。     

磁流变液保险机构延期解除保险时间模型

磁流变液保险机构延期解除保险时间还没有成熟的计算方法,因此通过建立合理的流体动力学模型,提出了磁流变液保险机构延期解除保险时间数学模型。该数学模型反映了弹丸转速、泄流孔孔径和磁流变液粘度,与延期解除保险时间的关系。仿真和试验结果表明:机构流体动力学模型和延期解除保险时间数学模型误差不大于15%,机构可以满足引信炮口安全距离要求,具有一定的推广应用价值。     

影响引信在高原地区发火可靠性的原因分析及改进设想

某引信是具有涡轮保险机构和双自由度后座保险机构的双环境力保险及解除保险功能的机械触发引信，同时具有膛内保险和炮口远距离保险功能，它不仅具有高安全性特点，而且还具有很高的作用可靠性，在海拔3500m以下对一般目标射击的作用可靠性都大于0.99，是迄今为止性能最好的机械触发引信。     

微旋弹引信爬行保险机构设计与分析

基于微旋弹引信双环境力冗余保险的要求,设计了应用爬行力作为第二环境力解除保险的爬行保险机构。通过将爬行机构、延期解除保险机构和滑块隔爆机构三者巧妙的结合,使引信具备了时间窗保险特性和故障保险特性;并对机构进行了安全性和可靠性分析;经试验验证,该设计符合要求。     

摩擦对引信后坐保险件解除保险特性的影响

针对引信单自由度直线运动后坐保险机构设计优化问题，开展不同摩擦条件下侧压簧对惯性筒动态响应特性的影响研究。运用刚体动力学理论和ADAMS刚体动力学仿真软件，研究侧压簧即被保险件预压簧作用于后坐保险件上的摩擦力对后坐保险件在发射和跌落时动态响应特性的影响。得到有侧压簧即被保险件预压簧作用时后坐保险件在多种不同冲击过载作用下的位移响应和速度响应。研究结果表明：被保险件对后坐保险件的摩擦缓释效应有利于提高后坐保险机构的跌落安全性，而对后坐保险机构发射时正常解除保险影响十分有限；通过优化被保险件预压簧的预压抗力和/或被保险件与后坐保险件之间的摩擦系数，可使引信后坐保险机构的跌落安全性得到改善。     

发射周期前引信解除保险故障树建模与定量计算研究

按照GJB373A－97《引信安全性设计准则》的要求，结合引信安全系统中延期解除保险机构所处的位置，分别建立了发射周期前引信解除保险故障树的三种基本结构。以某引信发射周期前解除保险故障为例，并结合该引信的结构、设计和工艺等因素，对其故障树底事件概率的确定方法进行了研究。发射周期前引信解除保险故障树建模与定量计算对引信的安全性分析具有重要的参考价值。     

电磁驱动的引信MEMS解除保险机构

针对现有引信MEMS安全系统仍依赖后坐和旋转环境解除保险,通用性受限制,提出一种微小型MEMS安全与起爆控制机构,它采用电磁驱动和弹簧回复力控制错位式MEMS保险与解除保险机构的动作,可综合利用通过传感器探测的弹道信息,并借助弹载计算机控制该机构实现引信的解除保险过程.该机构与常规装置相比可以大大减小引信安全与解除保险装置体积,同时该机构具有一定的通用性.     

变转动惯量球转子延期解除保险机构仿真分析

运用平行截面的方法建立了在准流体泄流过程中球转子主轴转动惯量随时间变化关系模型,并代入欧拉方程推导得出了转正力矩表达式,为变转动惯量球转子实现延期解除保险作用提供了理论依据。以采用了变转动惯量球转子的某引信为例进行了动态仿真分析,得出了球转子在各个阶段的运动特性。仿真结果表明变转动惯量球转子延期解除保险装置工作正常,延期保险距离能够达到预期的战术技术指标。     

西方国家大口径火炮榴弹弹头机械触发引信发展综述

为了给我国大口径火炮榴弹弹头机械触发引信设计和深入研究提供参考,详细介绍了20世纪40年代以来西方国家大口径火炮榴弹弹头机械触发引信的特点,并以M739系列引信为例,深入分析了其子系统结构性能。从M48A3引信至M739引信衍变史发现,传爆序列中针刺雷管趋向于高感度化和小型化;自调延期结构可自适应控制引信炸点位置;提高活击体表面加工质量和装配精度,击针座材料改用锌合金压铸可提高自调延期机构作用可靠性;后坐保险机构和离心保险机构的低阈值设计提高了引信通用性,适当增大后坐销质量和保险簧抗力可解决低阈值设计情况下的安全性问题;延期解除保险机构中使平衡摆轴线和擒纵轮轴线相对于引信旋转轴线按等距离或接近等距离的紧凑方式布置、降低平衡摆材料密度和减小装配误差能提高其起动可靠性;硼粉含量为16%时的硼系延期药燃速快、延期精度高;结构设计简化后的装定机构装定可靠性高;栅杆式防雨机构可防直径4mm的雨滴,防雨装置使引信瞬发度略有降低;M739系列引信与弹连接螺纹相同,引信外形尺寸一致。     

电磁轨道炮后坐过程研究

分析了电磁轨道炮发射时后坐运动的特征,将其运动分为3个时期：电枢膛内运动时期、电枢出膛后残余电能释放时期和惯性后坐时期;进一步将每个时期的后坐运动分为自由后坐运动与制退运动。分别分析3个时期身管后坐的运动特征,根据其运动方程与力平衡方程,结合内弹道计算结果与发射器总体设计参数求解各时期运动规律。以某口径电磁轨道炮为例,在初始后坐阻力10 kN,后坐总行程20 mm的前提下,计算得到后坐阻力常数为22.728 kN,后坐总时间为92.32 ms,获得了后坐运动曲线。计算方法及结果能够为电磁轨道炮制退机与复进机的设计提供一定的指导依据。     

低环境力引信机电保险机构

针对低环境力下引信保险机构在发射飞行过程中受到的环境力较小,机械式保险机构尺寸较大、检测精度低,弹丸旋转产生的离心力不足以使机械保险机构解除第二道保险,设计了一种低环境力下引信机电式保险机构。该机构采用加速度传感器作为检测元件,采用单片机作为控制元件,加速度传感器同时检测轴向加速度和离心加速度,两个加速度共同作为解除保险的条件。试验结果表明该引信保险机构可以在低环境力下可靠工作,具有体积小、安全性高等优点。     

引信钟表保险机构抗振动弧形槽结构驱动板

针对钟表保险机构类引信振动试验后不能解除保险的问题,提出了引信钟表保险机构采用具有弧形槽结构的驱动板。该结构能够改善惯性块的受力,消除驱动板部件造成的压力,使惯性块仅受支撑弹簧的抗力,能够较稳定地抵靠在盖板上,消除应力集中,减小了振动过程中的磨损,保证引信惯性保险能够可靠解除,同时引信的安全性也得到一定的提高。理论分析和试验验证表明,采用这种结构的钟表保险机构在振动试验前后均能正常解除保险,因此弧形槽结构驱动板能够有效提高钟表保险机构抗振动性能。     

准流体延期解除保险机构及其均匀设计

在准流体技术应用于新型延期解除保险机构的试验研究中。提出采用均匀设计方法，进行试验设计．得出了准流体延期解除保险机构结构参数的优化设计方案，试验结果表明。效果良好。     

具有延期解除保险性能的小口径引信隔爆装置

针对目前小口径引信延期解除保险距离过短的问题,设计变质心水平转子式隔爆装置:在水平转子内加入准流体,转子的质心位置随着准流体的排出而变化,准流体排出一定量以后转子才满足开始转动条件,从而延长完全解除保险时间,增大炮口延期解除保险距离.仿真结果表明该隔爆装置能够实现增大炮口解除保险距离至20米的设计要求.