徑向管流擾動式旋轉穩(wěn)定彈丸氣動特性研究

崔思林,劉星,姜壽山,郭甲崇

(1.西北工業(yè)大學 機電學院,西安 710072;2.西安工業(yè)大學 電子信息工程學院,西安 710021)

近幾場局部戰(zhàn)爭表明精確打擊已經(jīng)成為現(xiàn)代戰(zhàn)爭的主要形式,制導彈藥的大量應用直接改變了戰(zhàn)爭的具體形態(tài)。由于復雜制導系統(tǒng)的制造成本較為昂貴,所以彈道修正技術成為了近年來智能彈藥領域的重點發(fā)展方向[1]。目前彈道修正彈主要采用的修正執(zhí)行機構有阻力傘、二維修正舵和爆震沖量發(fā)動機[2]。其中,阻力傘修正方式只能實現(xiàn)一維方向的修正;二維修正舵例如PGK(Precision guidance kit)的修正技術難度大;爆震沖量發(fā)動機主要應用在迫彈等低速彈領域。對于旋轉穩(wěn)定彈丸,由于其旋轉特性使彈道修正機構控制難度大,采用傳統(tǒng)的修正方法在低成本的條件下難以實現(xiàn)大范圍、高精度的修正,必須研究新方法才能突破此類彈丸修正技術的難關。

文獻[3]采用一種沖壓空氣控制機構應用于高速穿甲彈,將迎面氣流從彈丸頭部入口引入,從頭部側方四個出口引出,通過控制閥旋轉來控制氣流出口方向,實現(xiàn)彈丸修正。這種修正方式適用于靜穩(wěn)定性良好的尾翼穩(wěn)定彈丸。對于旋轉穩(wěn)定彈丸,這種修正方式的控制難度較大,修正沖量相對于質(zhì)心會產(chǎn)生翻轉力矩,易引起彈丸飛行過程中失穩(wěn)。因此,本文對文獻[3]的方法進行了改進,首先將氣流引入彈丸中部,并將氣流出口布置于彈丸質(zhì)心附近,采用內(nèi)部可控氣閥對修正方向進行控制。隨著彈丸旋轉,氣流可以分別通過具有均勻徑向分布的氣道導出,實現(xiàn)彈道的二維修正,從而使修正力主要用于實現(xiàn)彈丸在二維空間的平移,不會產(chǎn)生較大的翻轉力矩,保證彈丸穩(wěn)定飛行。……