小口徑引信磁流變脂解除保險(xiǎn)機(jī)構(gòu)設(shè)計(jì)與延時(shí)特性

鄭佳佳， 闞君武， 胡明， 張廣， 王炅

(1.浙江師范大學(xué) 工學(xué)院， 浙江 金華 321004； 2.南京理工大學(xué) 機(jī)械工程學(xué)院， 江蘇 南京 210094)

0 引言

小口徑機(jī)械引信具有體積小、質(zhì)量輕、抗干擾和精度好等優(yōu)點(diǎn)，使得彈藥在現(xiàn)代防空高炮中被大量裝備使用，推動(dòng)著引信向微小型化、靈巧化和智能化方向發(fā)展[1]。目前傳統(tǒng)小口徑炮彈引信延期解除保險(xiǎn)機(jī)構(gòu)主要有球轉(zhuǎn)子機(jī)構(gòu)、無(wú)返回力矩鐘表機(jī)構(gòu)和氣/液體阻尼機(jī)構(gòu)等幾種形式[2-4]。制約解除保險(xiǎn)機(jī)構(gòu)應(yīng)用發(fā)展的問(wèn)題主要在于炮口延期解除保險(xiǎn)距離過(guò)短、精度較低、延期時(shí)間不宜調(diào)節(jié)或通用性較差等；如何延長(zhǎng)隔爆機(jī)構(gòu)的解除保險(xiǎn)時(shí)間，即增大引信炮口解除保險(xiǎn)距離，是解決上述問(wèn)題的首要任務(wù)之一[5]。

新材料和新技術(shù)的出現(xiàn)和應(yīng)用往往會(huì)促進(jìn)引信技術(shù)及武器系統(tǒng)性能的進(jìn)一步提高。磁流變液(MRF)作為一種新型智能材料，能在外加磁場(chǎng)作用下實(shí)現(xiàn)液態(tài)和類固態(tài)之間毫秒級(jí)快速、可逆的連續(xù)轉(zhuǎn)換[6]。因此，以MRF為工作介質(zhì)的準(zhǔn)流體阻尼延期解除保險(xiǎn)機(jī)構(gòu)具備結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、延期時(shí)間可調(diào)、抗過(guò)載能力強(qiáng)、適用溫度范圍廣等優(yōu)點(diǎn)，在中、小口徑炮彈引信上有極大的應(yīng)用前景[7]。

然而，基于前期研究工作[7-9]發(fā)現(xiàn)，由于MRF中分散相粒子與載液之間存在巨大的密度差，極易引起磁性顆粒沉降問(wèn)題，導(dǎo)致MRF解除保險(xiǎn)機(jī)構(gòu)延期性能大幅度降低，甚至出現(xiàn)失效等現(xiàn)象。另外，針對(duì)彈藥長(zhǎng)期存貯、運(yùn)輸?shù)缺厝磺闆r，MRF液體的沉降與密封問(wèn)題日益凸顯，極大地影響了解除保險(xiǎn)機(jī)構(gòu)的精度，降低了解除保險(xiǎn)機(jī)構(gòu)運(yùn)行可靠性。而另一種新型磁流變智能材料——磁流變脂(MRG)以高黏度的脂類作為分散介質(zhì)，展現(xiàn)出了較強(qiáng)的磁流變效應(yīng)及良好的沉降穩(wěn)定性[10]。文獻(xiàn)[11]指出MRG在受擠壓作用下可連續(xù)無(wú)堵塞地通過(guò)孔徑僅為75～1 000 μm的微流道，表明了以MRG為機(jī)電耦合介質(zhì)的引信解除保險(xiǎn)機(jī)構(gòu)的可行性。

本文以小口徑炮彈引信為應(yīng)用場(chǎng)景，設(shè)計(jì)以MRG為工作介質(zhì)的小尺度延期解除保險(xiǎn)機(jī)構(gòu)。通過(guò)MRG在有/無(wú)磁場(chǎng)下的開(kāi)關(guān)特性及受擠壓收縮阻尼流動(dòng)特性，實(shí)現(xiàn)解除保險(xiǎn)機(jī)構(gòu)的有效延期功能。同時(shí)，基于流體動(dòng)力學(xué)與磁場(chǎng)仿真分析，建立延期解除保險(xiǎn)時(shí)間的數(shù)學(xué)模型，并利用離心模擬實(shí)驗(yàn)研究模型中不同物理參數(shù)對(duì)延期時(shí)間的可控性影響。

1 引信解除保險(xiǎn)機(jī)構(gòu)設(shè)計(jì)

本文提出的MRG延期解除保險(xiǎn)機(jī)構(gòu)內(nèi)部結(jié)構(gòu)如圖1所示，主要由轉(zhuǎn)子、基座、液筒、鎖銷、后坐銷、限位銷、雷管、永磁鐵、MRG和T型活塞等零部件組成。圖1中：ω為彈丸旋轉(zhuǎn)角速度；L為液筒長(zhǎng)度，L=2.5 mm；l為收縮孔長(zhǎng)度，l=0.5 mm；a為活塞中心到旋轉(zhuǎn)軸距離，a=2.04 mm；b為活塞表面到旋轉(zhuǎn)軸距離，b=2.8 mm；e為轉(zhuǎn)子中心到旋轉(zhuǎn)軸距離，e=2.5 mm.

圖1 小口徑引信磁流變延期解除保險(xiǎn)機(jī)構(gòu)Fig.1 Magnetorheological S&A device for small-caliber fuze system

該機(jī)構(gòu)的工作原理為：在勤務(wù)處理時(shí)，MRG受永磁鐵產(chǎn)生的磁場(chǎng)作用呈現(xiàn)類固態(tài)(具有一定磁致剪切屈服應(yīng)力)，擋住活塞移動(dòng)，從而限制轉(zhuǎn)子的運(yùn)動(dòng)，此時(shí)雷管與導(dǎo)爆管沿彈丸旋轉(zhuǎn)軸方向轉(zhuǎn)角約為100°，引信處于隔爆安全狀態(tài)。彈丸發(fā)射后，解除保險(xiǎn)機(jī)構(gòu)在加速后坐力作用下釋放與環(huán)形彈簧相連接的后坐銷，便解除了引信第1道延期保險(xiǎn)；與此同時(shí)，永磁鐵在重力作用下切斷剪切銷并下落脫離機(jī)構(gòu)，使得MRG瞬間由類固態(tài)轉(zhuǎn)變成易流動(dòng)的液態(tài)；受到彈丸旋轉(zhuǎn)產(chǎn)生的自身離心力和活塞外加推力后從收縮孔中擠壓泄流，直至活塞全部撤出轉(zhuǎn)子槽，便解除了引信第2道延期保險(xiǎn)。最后，轉(zhuǎn)子去除約束后在自身離心力作用下快速轉(zhuǎn)正，使雷管和導(dǎo)爆管軸向?qū)φ藭r(shí)引信處于解除保險(xiǎn)的待發(fā)狀態(tài)。

由此可見(jiàn)，該引信MRG延期解除保險(xiǎn)機(jī)構(gòu)具有如下優(yōu)勢(shì)：1)MRG剪切應(yīng)力較大(見(jiàn)圖2)，且在長(zhǎng)時(shí)間存儲(chǔ)期間不會(huì)出現(xiàn)顆粒沉降、變質(zhì)及泄漏等失效情況，能保證機(jī)構(gòu)意外跌落時(shí)的勤務(wù)處理安全；2)機(jī)構(gòu)具備兩道延期保險(xiǎn)，可有效避免出現(xiàn)彈丸膛炸現(xiàn)象；3)延期時(shí)間可調(diào)、可控，結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單可靠。

圖2 不同磁感應(yīng)強(qiáng)度下MRG剪切特性Fig.2 Flow curves of MRG under different magnetic fields

1.1 開(kāi)關(guān)特性

本文引信機(jī)構(gòu)能夠?qū)崿F(xiàn)在指定時(shí)間或距離內(nèi)解除保險(xiǎn)，主要依賴于MRG受磁場(chǎng)作用呈類固態(tài)、撤掉磁場(chǎng)后變回液態(tài)的開(kāi)關(guān)特性。如圖3所示，當(dāng)施加縱向磁場(chǎng)時(shí)，MRG內(nèi)磁性顆粒沿磁場(chǎng)方向有序排列，形成鏈狀或柱狀，產(chǎn)生屈服應(yīng)力以抵抗活塞離心力；一旦撤去磁場(chǎng)，MRG瞬間表現(xiàn)為一種顆粒隨機(jī)分布的懸浮液。

圖3 MRG解除保險(xiǎn)機(jī)構(gòu)開(kāi)關(guān)特性示意圖Fig.3 On/Off characteristics of MRG S&A device

MRG最大屈服應(yīng)力是MRG保險(xiǎn)機(jī)構(gòu)延期計(jì)時(shí)中的關(guān)鍵參數(shù)。在外部推力作用下，由磁性顆粒組成的鏈狀簇在某一臨界值角度θpB下開(kāi)始斷裂，而該角度閾值取決于所施加的磁場(chǎng)強(qiáng)度。高剪切屈服應(yīng)力將有效提高引信解除保險(xiǎn)機(jī)構(gòu)在較高彈丸轉(zhuǎn)速如大于50 000 r/min下的工作可靠性。當(dāng)體積分?jǐn)?shù)為50%、磁感應(yīng)強(qiáng)度為0.4 T時(shí)，MRG屈服應(yīng)力可達(dá)到54.3 kPa(見(jiàn)圖2)，從而可有效防止機(jī)構(gòu)在彈丸轉(zhuǎn)速小于35 000 r/min、剪切應(yīng)力≤53 kPa情況下開(kāi)始MRG泄流現(xiàn)象。

1.2 磁場(chǎng)分析

針對(duì)小口徑引信MRG解除保險(xiǎn)機(jī)構(gòu)的磁路設(shè)計(jì)，優(yōu)先考慮整體尺寸約束，其次考慮磁場(chǎng)方向及均勻性。選用永磁鐵作為磁場(chǎng)源，并沿彈丸軸向放置于液筒兩側(cè)，以實(shí)現(xiàn)機(jī)構(gòu)的開(kāi)關(guān)特性。該永磁鐵材料采用N45釹鐵硼，尺寸大小為1.0 mm×2.5 mm×4.0 mm，剩磁為1.37 T，矯頑力為876 kA/m，最大磁能積為358 kJ/m3.

簡(jiǎn)化磁路主要由永磁鐵、液筒、MRG和外界空氣組成。選擇非磁性銅作為液筒材料，以最大化穿透MRG介質(zhì)的電磁通量；然后利用有限元軟件COMSOL Multiphysics的AC/DC模塊進(jìn)行二維磁場(chǎng)仿真分析，獲得MRG有效區(qū)域磁場(chǎng)分布。選用文獻(xiàn)[12]中非線性磁感應(yīng)強(qiáng)度- 磁場(chǎng)強(qiáng)度曲線來(lái)描述MRG材料的磁化特性。其余非磁性介質(zhì)均采用恒定相對(duì)磁導(dǎo)率，即相對(duì)磁導(dǎo)率為1. 圖4所示為MRG區(qū)域內(nèi)磁感應(yīng)強(qiáng)度分布結(jié)果。由圖4可見(jiàn)，盡管流體區(qū)域內(nèi)磁感應(yīng)強(qiáng)度分布不均勻，但其平均值接近0.4 T. 結(jié)合圖2表明，所選用的N45釹鐵硼永磁鐵具備在彈丸最高轉(zhuǎn)速為35 000 r/min情況下使解除保險(xiǎn)機(jī)構(gòu)進(jìn)行延期計(jì)時(shí)的功能。

圖4 磁感應(yīng)強(qiáng)度分布模擬仿真結(jié)果Fig.4 Simulated distribution of magnetic field densities generated by two permanent amagnets

圖5 外加壓力下MRG孔口出流模型示意圖Fig.5 Schematic diagram of MRG orifice flow under impressed pressure

2 延期時(shí)間數(shù)學(xué)模型

由1.1節(jié)可知，延期時(shí)間作為引信機(jī)構(gòu)性能的重要指標(biāo)參數(shù)之一，主要取決于MRG泄流時(shí)間。為簡(jiǎn)化非牛頓流體MRG孔口出流數(shù)學(xué)模型(見(jiàn)圖5)，做如下假設(shè)：

1) MRG黏性流動(dòng)充分發(fā)展并在孔口處做層流運(yùn)動(dòng)，且在雷諾數(shù)<2 000及較高剪切速率(>20 000 s-1)下可被視為不可壓縮穩(wěn)定流動(dòng)；

2) 由于泄流過(guò)程極短(小于100 ms)，忽略溫度效應(yīng)對(duì)介質(zhì)MRG的流變特性影響；

3) 彈丸轉(zhuǎn)速始終保持恒定不變。

圖5中：p0為孔出口處(外部環(huán)境)壓力；p1為由活塞推力Fp和液體自身離心力Fc作用產(chǎn)生的外部壓力；p2為孔收縮處和孔出口處(外部環(huán)境)壓力；v1為區(qū)域1截面平均流速；v2為區(qū)域2截面平均流速；rh為液筒半徑；r0為區(qū)域2內(nèi)收縮半徑，r0=0.3 mm.

根據(jù)伯努利方程[13]，黏性液體經(jīng)過(guò)收縮孔時(shí)會(huì)引發(fā)機(jī)械能損失，孔上游(區(qū)域1)與收縮處(區(qū)域2)之間的機(jī)械能損失關(guān)系可描述為

(1)

(2)

為描述環(huán)形通道中MRG的受擠壓流動(dòng)，采用一個(gè)非牛頓流體的廣義模型，即Hershel-Bulkley模型，其剪切應(yīng)力與速率之間的關(guān)系[14]如下：

(3)

通過(guò)假設(shè)非牛頓液體泄流過(guò)程為沿壁無(wú)滑移的不可壓縮層流，區(qū)域2內(nèi)MRG體積流量與壓降的關(guān)系[14-15]可表示為

(4)

由于MRG泄流始于永磁鐵跌落后，外加磁場(chǎng)作用消失，使得MRG動(dòng)態(tài)屈服應(yīng)力τd趨于0. 因此(4)式可簡(jiǎn)化為

(5)

從而獲得區(qū)域2(L

(6)

另外，活塞推力Fp和液體自身離心力Fc可分別表示為

Fp(x)=mpω2(a+χ)，

(7)

(8)

因此，外部壓力p1可表示為活塞推力Fp和MRG自身離心力Fc的平均值

(9)

式中：Sp為活塞橫截面積。

圖6 延期時(shí)間測(cè)試裝置Fig.6 Experimental setup for delay time measurement

(10)

由此看出，引信解除保險(xiǎn)機(jī)構(gòu)延期時(shí)間長(zhǎng)短取決于MRG流變特性及器件結(jié)構(gòu)尺寸等因素。因此該機(jī)構(gòu)可利用不同流體介質(zhì)實(shí)現(xiàn)可調(diào)、可控的保險(xiǎn)時(shí)間和距離。

3 延期時(shí)間測(cè)量試驗(yàn)

3.1 離心環(huán)境模擬

在整個(gè)彈丸發(fā)射過(guò)程中，MRG泄流時(shí)受力方向始終沿著液筒軸向。若假定彈丸無(wú)旋轉(zhuǎn)，則可將原作用于MRG的合力(包括活塞推力Fp和自身離心力Fc)等效為1個(gè)等值軸向驅(qū)動(dòng)力。如圖6所示，解除保險(xiǎn)機(jī)構(gòu)延期時(shí)間測(cè)試裝置主要由控制與數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)、功率放大器、伺服測(cè)試單元等組成，其中伺服測(cè)試單元主要包括位移傳感器(靈敏度1 000 mV/mm)、力傳感器(靈敏度9.82 mV/N)、激振器、可編程電源等。試驗(yàn)測(cè)試前，需要通過(guò)設(shè)定不同輸入?yún)?shù)如結(jié)構(gòu)尺寸、流體密度和彈丸轉(zhuǎn)速模擬出理想的力- 位移曲線。一旦開(kāi)始泄流，基于系統(tǒng)反饋信號(hào)實(shí)時(shí)調(diào)節(jié)激振器實(shí)際輸出驅(qū)動(dòng)力，以逼近理想力- 位移曲線(見(jiàn)圖7)?？刂婆c數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)根據(jù)不同工況實(shí)時(shí)記錄每次測(cè)試的延期時(shí)間和活塞的力- 位移曲線。通過(guò)搭配不同泄流孔徑(0.26～0.34 mm)、彈丸轉(zhuǎn)速(50 000～90 000 r/min)及MRG顆粒體積分?jǐn)?shù)(分別為42.8%、46.7%、50.0%、52.9%和55.6%)等影響因素，測(cè)量各自工況下的延期時(shí)間，驗(yàn)證理論計(jì)算得到的泄流時(shí)間和修正局部阻力系數(shù)。

3.2 局部阻力系數(shù)修正

流體通過(guò)突然收縮管道時(shí)，由于流體慣性作用，主流和壁面發(fā)生分離并形成漩渦，引起局部阻力損失。目前通常利用流體力學(xué)相關(guān)文獻(xiàn)或手冊(cè)來(lái)查找局部阻力損失系數(shù)經(jīng)驗(yàn)值[16]。針對(duì)突然擴(kuò)張管道，壓力損失系數(shù)可作為關(guān)于雷諾數(shù)Re(10

(11)

上述經(jīng)驗(yàn)值只考慮了收縮比影響，未包含其他重要參數(shù)如平均流速和壓差等。為更精確地描述延期時(shí)間數(shù)學(xué)模型，根據(jù)(2)式修正局部阻力系數(shù)如下：

(12)

圖8所示為兩種不同阻力損失系數(shù)時(shí)延期時(shí)間理論模型和試驗(yàn)數(shù)據(jù)對(duì)比。由圖8可以看出，利用經(jīng)驗(yàn)系數(shù)計(jì)算的結(jié)果與試驗(yàn)測(cè)量數(shù)據(jù)存在一定的誤差。這是因?yàn)獒槍?duì)任何不同工況經(jīng)驗(yàn)系數(shù)ξ0都恒定約為0.5，嚴(yán)重影響了延期計(jì)時(shí)的準(zhǔn)確性和可靠性。而基于(16)式的修正系數(shù)ξ1，在不同顆粒含量及彈丸轉(zhuǎn)速下延期時(shí)間理論結(jié)果都更加逼近試驗(yàn)數(shù)據(jù)，其最大誤差減小為6.7%，有效提高了該延期時(shí)間數(shù)學(xué)模型的精確性。

為進(jìn)一步驗(yàn)證修正系數(shù)ξ1的可靠性，圖9給出了不同變量參數(shù)如顆粒含量、彈丸轉(zhuǎn)速及孔徑大小對(duì)該機(jī)構(gòu)延期時(shí)間的影響規(guī)律。結(jié)果表明：依據(jù)修正系數(shù)ξ1建立的理論模型和試驗(yàn)數(shù)據(jù)結(jié)果符合較好；只是在彈丸高轉(zhuǎn)速下，理論延期時(shí)間普遍小于試驗(yàn)數(shù)值，這種差異可能與平均流速的急劇增加有關(guān)。

圖8 延期時(shí)間理論模型與試驗(yàn)數(shù)據(jù)對(duì)比Fig.8 Comparison of theoretical and experimental data for delay time

圖9 延期時(shí)間隨孔徑變化規(guī)律(修正系數(shù)ξ1)Fig.9 Delay times under different orifice diameters (modified coefficient ξ1)

延期時(shí)間隨孔徑的增加而減小，而顆粒含量則與延期時(shí)間呈正比。這是因?yàn)镸RG表觀黏度隨磁性顆粒含量的增加而變稠，導(dǎo)致顆粒與顆粒之間的摩擦力急劇增加，從而延長(zhǎng)泄流時(shí)間。然而，僅通過(guò)提高M(jìn)RG黏度方式調(diào)整機(jī)構(gòu)的延期時(shí)間，其幅值會(huì)隨著顆粒含量增加而趨向某個(gè)飽和時(shí)間值，從而導(dǎo)致其可控性明顯減弱。而過(guò)稠的MRG也會(huì)造成機(jī)構(gòu)收縮孔堵塞，顆粒久放團(tuán)聚、甚至失效等后果。因此，基于孔口直徑對(duì)機(jī)構(gòu)延期時(shí)間具有較大的可調(diào)能力，建議采用調(diào)節(jié)孔口直徑來(lái)控制其延期時(shí)間。

4 延時(shí)特性分析

圖10所示為體積分?jǐn)?shù)50% MRG在預(yù)設(shè)定載荷作用下通過(guò)直徑為0.26 mm收縮孔時(shí)的高速攝影時(shí)間歷程。由圖10可見(jiàn)，在孔入口區(qū)域內(nèi)，由于MRG同時(shí)受到剪切和拉伸復(fù)合作用，呈現(xiàn)出復(fù)雜的混合流動(dòng)模式。具體而言，MRG沿管壁附近主要受剪切作用主導(dǎo)，而在中心線附近主要受拉伸作用并且基本無(wú)剪切運(yùn)動(dòng)。即使無(wú)磁場(chǎng)作用，黏彈性MRG需要克服其最小屈服應(yīng)力后才能流動(dòng)；因此，試驗(yàn)過(guò)程中MRG不會(huì)因自身重力而提前流出孔口，通常在給定軸向驅(qū)動(dòng)力作用下歷經(jīng)約21.9 ms后開(kāi)始泄流。另外發(fā)現(xiàn)，MRG受擠壓孔口出流過(guò)程中會(huì)出現(xiàn)不連續(xù)現(xiàn)象；這可能歸因于等效驅(qū)動(dòng)力(見(jiàn)圖7)隨時(shí)間持續(xù)減小；也可能歸因于固體與液體分離時(shí)引起的顆粒不均勻團(tuán)聚現(xiàn)象。

圖10 MRG通過(guò)收縮孔(r0=0.13 mm)時(shí)高速攝影Fig.10 Images of MRG flow through abrupt contraction-expansion (r0=0.13 mm)

圖11所示為不同彈丸轉(zhuǎn)速下孔徑收縮比(rh/r0)和顆粒體積比對(duì)MRG延期時(shí)間的影響規(guī)律。由圖11可見(jiàn)，針對(duì)固定的顆粒濃度和孔徑大小，MRG泄流延期時(shí)間隨軸向驅(qū)動(dòng)力(彈丸轉(zhuǎn)速)的增加而減小。例如，顆粒體積比42.8%的MRG在彈丸轉(zhuǎn)速90 000r/min作用下，獲得的延期時(shí)間為11 ms；而當(dāng)彈丸轉(zhuǎn)速降低為50 000r/min時(shí)，其延期時(shí)間上升到29 ms. 根據(jù)(10)式可知，孔徑收縮比與延期時(shí)間的比例關(guān)系為t∝(rh/r0)2；這歸因于在具有較大收縮比的孔口附近，黏性剪切效應(yīng)將主導(dǎo)通道內(nèi)流體的壓降變化。上述分析結(jié)果表明，彈丸轉(zhuǎn)速和孔徑收縮比對(duì)調(diào)整MRG泄流延期時(shí)間起著關(guān)鍵作用。隨著入口壓力的增加，由拉伸產(chǎn)生的黏彈性阻力對(duì)延期時(shí)間影響逐漸凸顯。顆粒體積比55.6%的MRG在彈丸轉(zhuǎn)速50 000r/min作用下，整個(gè)泄流過(guò)程歷經(jīng)58 ms；而當(dāng)彈丸轉(zhuǎn)速大于90 000r/min時(shí)，MRG剪切稀化特性導(dǎo)致出現(xiàn)較顯著的計(jì)時(shí)飽和現(xiàn)象。同時(shí)，利用流體黏度來(lái)調(diào)節(jié)延期時(shí)間，應(yīng)盡量避免收縮孔處由顆粒沉團(tuán)聚或沉降引發(fā)的堵塞現(xiàn)象，以確保延期的計(jì)時(shí)精度。

圖11 不同彈丸轉(zhuǎn)速下延期時(shí)間隨孔收縮比及顆粒濃度的變化規(guī)律Fig.11 Change of delay time with increase in contraction ratio and CI particle volume fraction at four different spinning rates

5 結(jié)論

本文針對(duì)小口徑炮彈引信，提出了一種以MRG為工作介質(zhì)的新型小尺度延期解除保險(xiǎn)機(jī)構(gòu)，其大小為φ16.8 mm×18.0 mm. 利用MRG在有無(wú)磁場(chǎng)下的開(kāi)關(guān)特性及受擠壓收縮阻尼流動(dòng)，實(shí)現(xiàn)解除保險(xiǎn)機(jī)構(gòu)的有效延期功能。結(jié)合流體動(dòng)力學(xué)與磁場(chǎng)仿真分析，建立了延期解除保險(xiǎn)時(shí)間的數(shù)學(xué)模型。得到的主要結(jié)論如下：

1) 針對(duì)外加壓力下孔口出流，建立了MRG解除保險(xiǎn)機(jī)構(gòu)延期時(shí)間數(shù)學(xué)模型?？紤]到孔口收縮比、平均流速和壓差等因素，將傳統(tǒng)局部阻力系數(shù)進(jìn)行了修正。結(jié)果表明，在不同顆粒含量及彈丸轉(zhuǎn)速下，采用修正系數(shù)能夠更加逼近試驗(yàn)數(shù)據(jù)，使得最大誤差減小為6.7%.

2) 搭建了延期時(shí)間測(cè)試裝置來(lái)模擬彈丸發(fā)射產(chǎn)生的離心環(huán)境，并測(cè)試了各種工況下解除保險(xiǎn)機(jī)構(gòu)的延期時(shí)間。結(jié)果表明，通過(guò)匹配不同泄流孔徑、彈丸轉(zhuǎn)速和顆粒體積比等參數(shù)，可實(shí)現(xiàn)延期時(shí)間可控范圍為9～84 ms.

3) 孔口收縮比對(duì)機(jī)構(gòu)延期時(shí)間具有較大的決定性影響，建議在避免顆粒團(tuán)聚堵塞情況下，通過(guò)調(diào)節(jié)孔徑大小來(lái)控制機(jī)構(gòu)的延期時(shí)間。