彈藥工程設計復習重點朱煒本重點可能存在一些摘抄錯誤，慎用！重點源自于老師最后提及的“重點”，所以很多。建議：a） 先背下習題，再看其他的；b） 聯系咱們學過的其他門專業課，理解地記憶，明白知識點后，考試時能答上就行;c） 老師很隨意，大家背的時候也要放松一些。第一章概述戰術技術要求：1）威力要求彈道性能要求（主要指射程、射高.直射距離等）射擊精度要求（定義：在相同射擊條件下彈著點或炸點的密集程度；表示方法：通常采用平均彈著點的距離中間誤差來描述）4） 發射安全性、可靠性要求5） 長期儲存安定性要求生產經濟性要求：1） 彈藥結構工藝性2） 彈藥及其零件統一化3） 原材料資源豐富基本原則：在兼顧一般戰術要求的基礎上，充分滿足最主要的戰術指標要求。在此前提下,可著重考慮生產經濟性要求。一般說來，生產經濟性要求應服從戰術技術要求。彈藥工程設計過程的三大階段：戰術技術論證階段，彈藥方案和技術設計階段，試制、試驗與鑒定定型階段第二章彈藥總體設計彈藥總體方案選擇：1） 彈徑和彈種的選擇：增程技術途徑：a.通過增大火炮初速的'‘武器解決辦法”；b。通過增大彈丸飛行速度的“火箭助推解決辦法”；c.通過減小飛行阻力的"彈道解決辦法”2） 穩定方式的選擇：旋轉穩定彈（線膛、彈形好、空氣阻力小、射程遠，配有定心部、彈帶、閉氣環）超口徑尾翼穩定彈（滑膛、微族，彈形差、空氣阻力大，但飛行穩定性好，外形與族轉穩定彈丸類似，但配有膛呈合攏狀態的尾翼）桿形頭部尾翼穩定彈丸（滑膛或線膛，桿形頭部可以減小頭部阻力，提高飛行穩定性，穩定所需尾翼口徑小，攻角小，綜合阻力不大）滴狀同口徑尾翼彈（適用于亞、跨音速迫擊炮彈和無后座力彈，滴狀流線外形可減少阻力，增大射程）桿式尾翼彈（滑膛或線膛，配有彈托，初速高，飛行減加速度小，射程遠，比動能大）比較：族轉穩定彈阻力系數小，適用于遠程彈設計，是當前壓制兵器廣泛應用的彈形。其次是桿形尾曩彈，當前主要用于穿甲彈設計。滴狀尾翼彈在亞音速時阻力系數最小，廣泛用于迫擊炮彈設計。在超音速下，桿形頭部尾翼彈比超口徑尾翼彈阻力系數小，穩定力矩系數大，而且能使破甲彈具有很合理的結構，因此，超音速破甲彈大多數采用這種彈形。超口徑尾翼彈阻力雖然大，但穩定性好，而且穩定裝置形式多樣，在直瞄武器中多陪用于榴彈和破甲彈設計。3） 彈重選擇第一種情況：火炮已定，要求為此炮配用新彈，所設計的彈丸彈道條件必須適應該火炮的強度條件（炮管與炮身強度限制條件）第二種情況：設計新炮和新彈：既要滿足戰術技術要求，又能使火炮具有良好的機動性。4） 彈體材料、炸藥及引信選擇（除材料成本低，加工性能好，資源豐富等經濟性要求外，還應滿足彈丸威力要求、發射強度要求和各零部件特殊要求）第三章旋轉穩定彈結構設計外形結構對彈丸威力、彈道性能、飛行穩定性的影響1） 彈全長：彈丸愈長，空氣阻力翻轉力矩越大，彈壁越薄、強度不足，威力越大；2） 彈頭部：彈頭部增長，空氣阻力系數明顯降低；當彈丸裝藥量及射程都有一定要求時,可采用直線和圓弧形的組合曲線（其他形狀：拋物線、橢圓）3） 圓柱部：圓柱部越長，膛導引性能越好，出炮口后章動小，飛行穩定性好，可以提高射擊精度；圓柱部縮短，空氣阻力減小，過短時，導引阻力增加，存在最有利圓柱部長度4） 彈尾部：彈尾角增大，阻力系數先減小后增大；彈尾長增大，阻力系數先增大后減小。船尾角在6°、9。?較好，空氣阻力系數較小。彈丸速度很高時，彈尾形狀影響不大。底凹彈的増程原理：增大彈底壓力，減小彈頭和彈尾的壓差，從而減小底阻彈帶1） 作用：在彈丸發射時將其嵌入膛線，賦予彈丸一定的轉速，密封火藥氣體，保證彈丸在膛的定位。2） 彈帶數目及寬度：一方面，彈丸初速增大，要求轉速增大，則要提高彈帶強度，對應的要彈帶寬度增大；另一方面，增大彈帶寬度會增大彈帶壓力和彈壁撓度，彫響彈帶頂部與炮彈壁之間的接觸，會產生飛邊，影響外彈道性能。所以，以兩條窄帶代替一條寬帶。3） 強制量：考慮三個方面：a） 保證彈丸在膛運動時，緊寒火藥氣體，避免火藥氣體對炮膛的燒蝕。b） 防止彈帶與彈體產生相對癥轉，使彈丸出炮口后有一定的轉速。c） 強制量不能太大，否則會增大對坡膛處的磨損，影響火鬼的壽命。4） 彈帶形狀：前斜面、后斜面、環形溝槽全膛遠程彈丸1） 組成：彈體、定心塊、彈帶、閉氣環、底凹裝置、引信2） 特點：a） 彈體外形基本由弧形部構成，以減小迎面阻力；b） 彈體大都無圓柱部，為在膛定心，彈丸質心處固定有與彈軸成一定角度的流線型定心塊；c）彈帶位置靠近彈體底部，以減小彈帶壓力對彈體強度的影響。定心塊的作用：保證彈丸在膛正確運動底排彈1） 增程原理：底部裝有專門的排氣裝置，其中的“排氣劑”在彈丸出炮口后或在膛開始點火并放出氣體，氣體進入彈丸后部低壓區，增大了彈底壓力，從而減小底阻，增大射程。2） 與火箭增程的區別：火箭増程是通過火箭發動機向后排出氣體并點燃，由于排出速度大,質量也不小，從而對火箭產生一個反作用力，提供推力，同時也有減小底阻的效果。3） 底牌裝置的組成及其功能：a） 殼體：外形構成彈丸的船尾，底部有排氣孔，中間部分構成燃燒室，彈丸飛行時從燃燒室排出氣體b） 排氣藥柱：做成多塊扇形結構，以增大燃燒面積，并用阻燃材料包覆藥柱兩端及表面，使藥柱減面燃燒c） 點火器：點燃排氣藥柱，以保證其正常燃燒，機械式還具有底部排氣裝置的密封作用。4） 排氣孔面積規律：a） 排氣孔面積太小，會使燃燒室壓增加，導致藥柱燃燒速度增加和底部排氣效果不佳。（為避免這種情況出現，燃燒面積應該是遞減的，使排氣藥柱燃燒結束時，燃燒面積與排氣面積比例應不超過20：10）。b） 排氣孔面積過大，由于燃燒室壓力減小，燃燒速度小，燃燒室外壓差小，從而無法保證足夠的排氣速率，甚至熄火。c） 適當的比例圍：15:1至45:1第四章尾翼彈結構設計迫擊炮彈1） 結構特點：a） 發射裝藥密度小，點火方式特殊b） 火藥氣體泄出c） 采用尾翼穩定方式2） 迫擊炮彈的發射裝藥結構及其原因：a） 迫擊炮彈的發射裝藥結構分成兩部分，一部分裝在以厚紙制成帶有底火的基本藥包,并插在迫擊炮彈的尾管；第二部分發射藥稱為輔助裝藥，質量較大，通常又分成數個藥包套在尾管上。b） 原因：采用這種裝藥結構是為使炮彈發射時能夠可靠點火和均勻燃燒。3） 彈炮間隙的影響：正面：能使膛被擠壓的氣體順利通過縫隙流出，且不會明顯影響下滑速度。負面：火藥氣體泄出，使膛壓降低，初速下降，射程減小，同時還會使炮彈初速或然誤差增大；此外縫隙存在也影響炮彈膛運動的定位作用，導致射擊精度降低。解決辦法：多采用閉氣環結構，使炮彈下滑時有合理的縫隙，而當炮彈發射向前運動時，閉氣環擴，消除縫隙，防止火藥氣體流出。開式尾翼彈1） 主要性能特點：彈丸飛行中空氣阻力大，但穩定性好，射擊精度高2） 設計特點：a）應確保尾翼在膛呈合攏狀態，彈出炮口后，尾翼能迅速開到位。b）對有炮口制退器的火炮，尾翼開時不應碰打炮口制退器。C）彈丸在飛行過程中，尾翼開狀態穩固。3）形式分類及開原理：a） 氣缸開式尾翼結構：其彈底有一氣室或氣缸，其的活塞上有小孔以進出氣體。平時活塞由剪切銷或緊塞圈固定，以阻止尾翼開。彈出炮口后，氣缸壓力使活塞切斷或擠壓緊塞圈而向下運動到位，并帶動尾翼呈開狀態。b） 微旋開式尾翼結構：利用旋轉彈帶設計使彈丸在膛產生微徙，彈丸出炮口時，在離心力作用下使尾翼開c） 渦輪開式尾翼結構：無座力炮在發射時，火藥氣體一面推動彈丸前進，一面向后噴流，并作用在彈丸尾桿的渦輪上，使彈丸產生旋轉。彈丸出炮口后，尾翼在離心力的作用下開。d） 火藥氣體直接作用開式尾翼結構：尾興裝置上部有一擋板，掙板上開有直槽，使尾翼插入其間。擋板與彈底之間形成一個高壓室，在膛時，高壓火藥氣體貯在氣室,彈丸出炮后效火藥氣體沖向擋板被反射，反射氣流進一步使尾翼加速開。尾翼一旦開便在空氣阻力作用下完全打開。桿形頭部尾翼彈1） 桿形頭部作用：a） 產生錐形激波和錐形分離區b） 減小法向力，使阻心后推2） 優點：a） 結構簡單、頭部阻力雖比流線型頭部的略大，但飛行穩定性好，精度高，還要減輕頭部無用質量。b） 桿形頭部也可裝彈頭引信，以保證破甲彈的有利炸高，特別適用于高初速的破甲彈結構設計。次口徑脫売尾翼彈彈托作用：a） 在膛對飛行部分起定心導引作用，并傳遞火藥燃氣壓力和火炮膛線對彈丸的導轉側力，使飛行部分獲得高初速和一定炮口轉速b） 彈丸出炮口后彈托立即脫離飛行部分，使飛行部分具有良好的起始外彈道性能。c） 彈帶裝在彈托上，以密封彈膛間隙，防止火藥氣體泄露。彈托類型：窄環形彈托、馬鞍形彈托、雙錐形彈托、混合型彈托第五章彈丸發射受載與膛運動彈丸發射安全性，是指各零件在膛運動中都能保證足夠的強度，不發生超過允許的變形；炸藥、火工品等零件不會引起自燃、爆轟等現象，使彈丸發射時處于安全狀態。彈丸運動正確性，即要有良好的運動姿態，這對射擊精度非常重要。要求：彈丸的導引部設計的較為合理，即彈炮間隙、彈帶尺寸形狀、定心部尺寸等都比較合理，使彈丸在膛運行較精確，出炮口瞬間初始偏量較小。彈丸及其零件發射時在膛所受到的載荷主要有：1） 火藥氣體壓力2） 慣性力分類：a）軸向慣性力：，式中，％為n-n斷面以上部分的彈丸質量b） 徑向慣性力：c） 切向慣性力：慣性力發射過程中隨時間變化的曲線見書104頁慣性力對彈體變形的影響：對于一般旋轉式榴彈，在軸向慣性力與火藥氣體壓力綜合作用下,使整個彈體均產生軸向壓縮變形；切向慣性力作用使彈丸產生軸向扭轉變形。但對某些尾翼炮彈（如迫擊炮彈，無座力彈），在軸向慣性力與火藥氣體壓力的綜合作用下，不一定會使整個彈體軸向都產生壓縮變形3） 裝填物壓力：軸向慣性力引起的+徑向慣性力引起的（可忽略）4） 彈帶壓力變化規律：彈帶剛嵌入膛線時，彈帶壓力隨之產生并迅速上升，至彈帶完全嵌入完畢而達到最大；但隨著膛壓升高，彈帶壓力下降，在最大膛壓時，彈帶壓力將減至最小；之后，彈帶壓力或緩慢上升、或緩慢下降，最后趨于穩定。5） 不均衡力不均衡因素：a） 彈丸質量不均性b） ，旋轉軸與彈軸不重合c） 火藥氣體合力偏斜d） 炮管彎曲與振動不均衡力對彈丸發射強度彩響不大，但對彈丸膛運動、彈丸出炮口的初始姿態彩響較大，并最終影響彈丸射擊精度。6） 導轉側力7） 摩擦力產生膛線印痕的主要原因包括：a） 彈丸質量偏心較大，產生的不均衡力較大，使彈丸一側壓緊在膛壁上；b） 彈帶相對于彈丸軸線有傾斜，裝填時彈丸產生偏斜；c） 彈丸發射時，上定心部產生膨脹變形，如果膨脹變形過大，超過彈炮間隙，將產生整個圓周上膛線印痕。側方速度a） 由于彈丸上定心部與炮膛壁之間存在間隙，以及彈丸質心不通過其旋轉軸，在這種情況下，彈丸質心在膛的運動軌跡不再是一根理想的直線，而是一條螺旋線。因此，彈丸出炮口時，其質心因旋轉產生側方分速度稱為第一側方速度。b） 當彈丸定心部飛出炮口時，上定心部處不均衡力不再為膛壁所抵消。在彈丸繼續向前運動時，此力將使彈丸在子午面繞彈帶中心回轉。這種回轉致使彈丸質心產生第二側方速度。迫擊炮彈下滑運動的目的：在于保證迫彈有足夠的下滑速度，以保證發火能量。彈炮間隙對迫擊炮彈膛運動的影響：下滑運動：a） △增大，膛氣體容易排出，加速度較大；b） 當△足夠大時，甚至不出現等速度運動；c） △減小，膛氣體不容易泄出，氣體受壓縮后，下滑運動出現較明顯的振動現象膛擺動運動：△過大，彈丸擺動過大，出炮口有很大的側方速度，影響射擊精度。迫擊炮彈彈炮間隙確定：a）滿足發火可靠性的最小間隙b） 滿足一定射速的最小間隙e>滿足擺動要求的最大間隙最有利間隙應大于和△?,但同時小于△：「；當上述條件不能同時滿足時，首先滿足條件，因為這是保證迫彈發火的必要條件。膛擺動原因：a） 火藥氣體不均勻外泄b） 火藥氣體壓力作用不過質心，以及質心不在對稱軸上等原因，產生使迫彈朝某固定方向擺動的力矩。第六章彈丸發射安全性三向主應力圓柱形彈體：軸向應力、徑向應力和切向應力帶有卵形彈尾部的迫擊炮彈、無座力炮彈等：彈頭部與圓柱部與上述一致，彈尾部：徑向應力、子午應力、緯度應力受力與變形存在的三個危險臨界狀態線膛炮：1（彈帶壓力最大時刻）、11（膛壓最大時刻）、111（出炮口時彈丸速度最大時刻）滑膛炮（不存在彈帶）:II、III1） 第一臨界狀態：彈帶嵌入完畢，彈帶壓力最大時刻。a） 特點：火藥氣體壓力及彈上所受其他載荷都很小。b） 變形：整個彈體其他區域的應力和變形也都很小，唯彈帶區受較大徑向壓力，達到彈性或彈塑性變形。2） 第二臨界狀態：最大膛壓時刻。a） 特點：火藥氣體壓力、彈丸加速度以及由加速度引起的慣性力均達到最大。這時彈體各部分變形也達到最大。b） 線膛榴彈變形情況：彈頭部和圓柱部在軸向慣性力作用下產生徑向膨脹變形，軸向墩粗變形；彈帶區與彈尾部在彈帶壓力與火藥氣體壓力作用下，發生徑向壓縮變形;彈底部在彈底火藥氣體作用下，產生彎凹變形。在這些變形中彈尾部與彈底變形最大，甚至達到彈塑性變形。c） 尾翼彈變形情況：彈頭部發生徑向膨脹，彈尾部發生徑向壓縮變形，在彈尾部與圓柱部交界處變形較大，可能達到彈塑性變形3） 第三臨界狀態：出炮口時刻a） 特點：彈丸旋轉角速度達到最大，與角速度有關載荷達到最大，但與火藥氣體壓力有關的載荷均迅速減小，彈體變形也相應減小。b） 變形情況：大部分載荷突然卸載，使彈體材料因彈性恢復而產生振動，并引起拉伸應力和壓縮應力的相互交替作用。因此，對于某些抗拉強度遠低于抗壓強度的脆性材料，還必須考慮因突然卸載而產生的拉伸應力對彈體的影響。彈體發射強度計算兩類標準：a） 應力校核：按不同強度理論計算彈體各斷面的相當應力，然后與彈體材料的許用應力進行比較。b） 變形校核：按不同理論或經驗公式計算某些斷面上的變形和參與變形，然后與戰術要求的變形進行比較。布林克法a） 基本原理：彈體簡化為無限長厚壁圓簡，并將彈依分成若干個斷面，計算每個斷面表面處三向主應力，采用第二強度理論校核彈體表面的強度。b） 優點：計算簡單，對彈帶區以前的彈體強度計算與實際基本相符，因此目前仍被廣泛釆用。c） 缺點：簡化模型與彈尾部相差較大，彈尾部計算誤差較大。此外，也沒有考慮彈體材料的塑性變形，用材料屈服極限來限制應力，要求太苛刻。彈底強度計算主要從彎曲強度校核的角度來考慮第七章彈丸飛行穩定性設計飛行穩定性定義：彈丸飛行時其彈軸不過于偏離彈道切線的性能。旋轉彈丸的飛行穩定性1） 急螺穩定性a） 特點：用來衡量彈丸在直線段的飛行穩定性，通過彈丸繞自身軸線高速旋轉，從而克服蠡轉力矩的不利作用。b） 表征系數及其條件：穩定系數條件：。〉0且為實數2） 追隨穩定性a） 特點：用來衡量彈丸在曲線段的飛行穩定性，指的是彈丸跟隨彈道切線以同樣角速度向下轉動的特性；在彈道頂點處由于氣動力矩小于彈道曲率大，彈道追隨穩定性最差b） 表征系數及其條件：動態平衡角，條件：彈道頂點處6PS<[8P]3） 動態穩定性a） 特點：表示全彈道上的章動逐漸衰減b） 表征系數及其條件：動態穩定因子0,條件：1/S<1-S/尾翼彈丸飛行穩定a） 特點：主要是借助尾翼產生的升力使彈丸的阻力中心移至彈丸質心之后，因此，氣動力對彈丸產生的力矩，是一個迫使彈丸攻角不斷減小的穩定力矩，一旦彈丸出現由攻角產生的擾動時，就將阻止攻角的進一步増大，并使彈丸繞彈道切線作往返擺動。同時也應滿足追隨穩定性，甚至是動態穩定性。b） 重要參數：穩定儲備量（彈丸阻力中心與質心位置的相對距離）改善迫擊炮彈的飛行穩定性：在不削弱威力和不引起射程顯著下降條件下，主要通過對穩定裝置的修改達到穩定性要求。先加長穩定桿長度（僅引起空氣阻力中心后移，不會導致阻力增大）；未達標，再增加尾翼片數目（升力顯著増加，正面阻力有所増加）；還不行，增加尾翼片寬度（正面阻力顯著增大，射程下降）第八章彈丸威力設計爆破榴彈威力：爆炸裝藥質量和能量（裝藥當量）越高，爆破威力越大。殺傷榴彈威力設計參數及影響（考的可能性比笫九章的小）1）破片參數對殺傷面積的影響：a） 破片數、初速増加，殺傷面積增大b） 破片形狀系數H越大，殺傷面積越大2） 彈體金屬材料對破片性能影響：隨著材料塑性增加，彈丸破碎性變差，破片數減少，重量分布不均，破片平均重量偏大，但破片速度有所增大。3） 炸藥性能和質量對破片影響炸藥威力越大，質量越多，爆速和比沖量越大，進而破片愈碎，數愈多，飛散速度愈大。4） 傳爆系列對破片的影響a） 軸向爆轟相比幅向爆轟，破片破碎率高，稍微提高飛散速度。b） 起爆藥柱威力變大，破片變小，數目増大，速度提高。c） 采用空心凹陷傳爆藥，能增大破片的破碎性，提高飛散速度，減小飛散角。5） 彈丸口徑和彈殼幾何形狀a） 彈丸口徑增大，破片數増多，平均質量增大，單位質量破片數減小b） 彈壁薄，破片越小；彈壁厚，破片越大；彈壁各處厚薄不均，破片大小不均；突變過度促使彈體在該處破裂。第九章破甲威力設計設計參數對破甲威力的影響（相對于第八章為重點）1） 裝藥種類與形狀a） 炸藥密度和爆速大的炸藥，藥形罩變形速度和射流速度高。b） 帶隔板裝藥結構，主要密度可盡量大些，副藥柱密度不宜過大，應與引信起爆能量相匹配。易于起爆，使副主藥柱迅速達到爆轟，以保證破甲威力穩定性。c） 藥柱直徑增加，破甲深度和孔徑線性增加。d） 藥柱長度增加，破甲深度增加，但