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。     

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。     

MEMS悬臂卡锁式后坐保险机构

针对与弹轴平行放置的MEMS安全系统对传爆序列设计带来不便的问题,提出了可用于垂直于弹轴放置的MEMS安全系统的悬臂卡锁式后坐保险机构。通过理论分析与仿真分析相结合的研究方法验证MEMS悬臂卡锁式后坐保险机构的可行性。仿真结果表明,悬臂卡锁式后坐保险机构可以实现两种加速度环境的区分,保证意外跌落时引信处于安全状态,正常发射时第一道保险可靠解除,且悬臂卡锁式后坐保险机构采用UV-LIGA工艺与基板一体化加工,减小了装配环节,结构简单易于实现。     

引信剪切销保险机构解除保险特性仿真方法

针对引信剪切销保险机构设计以经验为主的现状,提出了引信剪切销保险机构解除保险特性仿真方法。该方法采用LS-DYNA软件对引信剪切销保险机构解除保险特性进行了仿真研究,得到了结构尺寸和材料、过载大小和持续时间与剪切销剪断后轴向伸缩系数、径向伸缩系数的关系。仿真结果表明,在便于装配的前提下剪切销和保险销与支座间的间隙越小越好,在保险销和支座剪切销孔口棱角处去毛刺可制圆角但不可倒角,保险销、剪切销和支座的最优材料分别为45钢、HPb63-3Y铜合金和7A04铝合金,剪切销保险机构适用于过载持续时间较短的发射环境。     

极低过载引信无返回力矩擒纵后坐保险机构

针对极低发射过载下引信安全系统的环境利用和保险问题，采用一种无返回力矩钟表机构和质量重块相结合的后坐保险机构，通过结构参数优化和设计，对保险机构在勤务处理环境和发射环境下的运动特性进行了仿真分析。通过Adams动力学仿真表明，该机构在极低过载发射环境中效果良好，其勤务处理安全性和发射可靠性均能满足使用要求，解决了极低过载发射弹药使用后坐保险机构的适应性问题。     

引信后坐保险用截顶圆锥壳形支筒屈曲特性研究

美30 mm火炮引信M759以截顶圆锥壳形支筒作为后坐保险抗力件.这种刚性抗力件的破坏过程包括从屈曲破坏到压溃的过程.以紫铜带冲压成形的截顶圆锥壳为试件,用电子万能试验机研究了轴向静压屈曲现象,用锤击试验机和专门设计的试验装置研究了轴向准动态屈曲现象,用ANSYS/LS-DYNA有限元分析软件对准动态屈曲过程以及在引信正常工作环境下(包括发射冲击和跌落冲击)的动态屈曲过程进行了仿真.仿真结果与上述试验结果一致.紫铜带可以作为截顶圆锥壳形支简的冲压材料.截顶圆锥壳形支筒适用于高发射过载环境.其锥角至少应为60°.截顶圆锥壳形支筒的解除保险行程设计要为1.5 m跌落时可能出现的塑性位移留出裕量.     

MEMS后坐保险机构在高冲击环境下的失效模式

针对金属基MEMS后坐保险机构在高冲击环境下的作用可靠性问题,采用瞬态动力学方法对MEMS后坐保险机构在发射和跌落环境下的失效模式进行了仿真及马希特锤冲击试验。仿真和试验结果表明,在发射环境下,当MEMS后坐保险机构的卡头进入卡槽时,在卡头翼片的转弯处会产生较大的塑性变形,易造成卡头不能被可靠锁定的失效模式;在跌落环境下,由于弹簧上端拐角处发生了较大的塑性变形,使后坐滑块不能在弹簧回复力的作用下恢复原位,导致后坐滑块已实际解除对离心滑块的约束。最后,对MEMS后坐保险机构中易产生塑性变形的原因进行了分析。     

MEMS后坐保险机构存在的问题及解决方法

在模拟勤务处理跌落过程的锤击试验中,MEMS后坐保险机构已解除对离心滑块的约束,使后坐保险实际解除。为使问题再现,利用弹塑性非线性模型对后坐保险机构在跌落过程中的运动特性进行了仿真。仿真结果表明,在半正弦加速度脉冲作用下,弹簧上端拐角处发生了较大的塑性变形,导致弹簧伸长而使后坐滑块不能恢复至原位。针对此问题,通过对后坐保险机构的结构特点进行分析,提出了相应的解决方法,即后坐滑块须运动到位后才能完全解除对离心滑块的约束。     

双行程后坐-准流体延期保险机构

针对电磁轨道炮引信长时高过载的后坐环境特征以及后坐保险机构为保证膛内安全性所引起的结构尺寸偏大的问题,提出应用于电磁轨道炮引信的双行程后坐-准流体延期保险机构。该机构采用惯性筒式结构,通过卡环的塑性变形抗力识别发射和勤务处理环境,与典型双行程后坐保险机构相比极大地减小了结构尺寸。后坐保险完全解除后才打开准流体的泄流通道,延期保险机构启动,泄流方向与爬行力一致,有利于泄流流畅。仿真计算和实验表明,双行程后坐-准流体保险机构满足解除保险可靠性前提下既能够保证平时的安全性和膛内安全性,又具有延期功能保证炮口安全。     

冲击载荷下引信MEMS后坐保险机构动态响应过程表征方法

针对引信MEMS安全系统中后坐保险机构在正常发射载荷和勤务跌落载荷下的运动过程难以表征的问题，建立了一种基于瑞利商方法的后坐保险机构理论模型。该方法能够准确计算悬臂质量块式后坐保险机构的固有频率，并完整预测机构在冲击载荷作用下的位移-时间过程曲线。仿真分析和实验结果表明，所得机构的位移-时间曲线吻合度较高，其固有频率也具有一致性。因此该方法能够准确表征后坐保险机构在冲击载荷下的运动过程，为后坐保险机构的设计与研究提供理论指导。     

裸态平底榴弹底向下垂直跌落时弹丸和引信的冲击特性

针对引信后坐保险机构设计涉及的裸态平底榴弹底向下垂直跌落冲击特性问题,提出裸态平底榴弹底向下垂直跌落时弹丸和引信的冲击特性公式.根据弹塑性力学理论,在简化假设基础上,推导出普通平底弹丸垂直跌落碰撞地面目标过程的冲击加速度峰值和作用时间理论计算公式;利用有限元分析ANSYS/LS-DYNA软件,以152 mm口径平底榴弹...     

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。     

后坐机构平时安全性研究

本文对引信后坐机构(包括直线惯性保险机构与膛内发火机构)平时安全性的计算方法与运动特性进行了研究,指出机构在坠落时的运动行程与在引信体上测得的冲击加速度时间历程的积分——速度成线性关系,并给出了计算公式。本文还介绍了利用冲击加速度曲线,计算机构平时安全性的递归数字滤波法,并给出了计算机构位移响应谱的计算机FORTRAN程序(略)。     

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.     

一种新型深水炸弹引信解除保险机构设计

为了适应深水炸弹引信在深水中能够安全可靠的接触保险,设计了一种新型的多重引信保险机构,该机构具有投弹保险、限位保险和辅助保险的多重功能,发射保险利用投弹重力环境剪断剪切销解除投弹保险;限位保险利用水压力来实现水压机构的错位移动解除保险;辅助保险确保了引信在未正常工作的情况下的安全处理.通过试验验证了多重保险的可靠性,结果表明:该机构对于深弹引信的安全性和可靠性是可行的.     

小口径弹药引信远距离解除保险控制电路设计

为实现引信安全保险系统具有远距离解除保险状态的功能,分析小口径弹药引信结构特征和发射内外弹道环境,结合几类不同环境探测传感器的适用特点与范围,选择基于地磁环境信息的磁阻传感器,并针对磁阻传感器芯片的使用特性,设计了芯片的复位开关电路。弹丸发射出炮口后,磁阻传感器输出微弱电压信号,经信号调理后作为延时控制电路的控制开关指令信息。延时控制电路是实现远距离解除保险状态的关键部件,控制电路通过检测信息并延时后,输出电压信号指令给火工品拔销器,拔销器执行隔爆板限位销的拔销动作,解除保险系统的最后一道保险,实现了引信远距离解除保险的目的。     

不同温度下无后坐炮内弹道过程多维随机变量数值模拟

为了精确设计身管强度、弹体强度和精细分析引信解除保险性能,在不同温度的情况下,在考虑药厚、火药力、药量、药室容积和弹丸质量随机性的基础上,应用蒙特卡洛方法和无后坐炮经典内弹道学模型,随机模拟了不同随机因素对内弹道性能的影响,得到了不同随机影响因素下的某无后坐炮内弹道膛压曲线轮廓,高温、低温、常温条件下最大膛压附近的膛压跳动最大值分别为14.088 8 MPa,5.660 3 MPa,7.749 8 MPa。该解算结果能较好地反映出膛内射击过程的变化规律,可用于精确设计身管强度、弹体强度和精确分析引信解除保险性能。     

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。