一种薄尾翼超高速制导炮弹制造技术

本发明专利技术公开了一种薄尾翼超高速制导炮弹，包括弹头、弹身和四片尾翼，四片尾翼采用轴对称设计，以

【技术实现步骤摘要】
一种薄尾翼超高速制导炮弹


[0001]本专利技术属于制导飞行器领域，具体是一种薄尾翼超高速制导炮弹。

技术介绍

[0002]超高速制导炮弹通常是指发射初速大于5Ma、低成本、通用化和可参与多任务作战的制导炮弹。与传统的常规炮弹相比，制导炮弹具有命中率高、精度高以及效费比高等优势，是后续炮弹发展的主要方向。
[0003]目前国内外有关对超高速制导炮弹外形的研究较少，我国对超高速制导炮弹的研究最早始于在上世纪八十年代对高超音速弹箭的研究，与各大世界主要军事强国走在了同一起跑线，然而，在研究的过程中，由于受到战术需求的限制，导致其发展较为缓慢。
[0004]超高速制导炮弹气动布局的设计目的为气动阻力小、机动性强。近年来，在电磁轨道技术的促进下，超高速炮弹被美国海军视为下一代通用化、大射程以及多任务的制导炮弹，可完成防空反导以及海军远程火力支援的任务，并适用于当前的火炮发射平台以及未来的电磁轨道炮发射平台。这种炮弹无论是从发射方式还是总体技术等方面，都与之前的炮弹有较大的区别。首先，采用次口径发射方式，可适用于127、155mm火炮以及电磁轨道炮等各种发射平台；其次，炮弹的初速较高，火炮发射初速可达到1300m/s，电磁发射初速可达2000m/s。
[0005]从弹丸总体技术来看，包括弹丸各个分系统的技术综合，将各部分进行有机整合，从而达到最佳作战效果。其两大核心分别为气动布局和弹道规划，由于气动布局是服务于弹丸飞行弹道的，故气动布局在弹丸总体技术中的位置可谓重中之重。
[0006]气动布局又称气动构型，是指空气动力面(包括弹翼、尾翼、操纵面等)在弹身周向、轴向互相配置的形式以及弹身(包括头部、中部、尾部等)构型的各种变化等等。制导兵器通常有五种气动布局形式：正常式布局、鸭式布局、全动弹翼布局、无尾式布局、无翼式布局。
[0007]超高速制导炮弹均采用轴对称设计，参照高超音速弹箭，其尾翼的作用主要是保证弹箭自由飞行阶段的稳定性与产生升力。由于尾翼在全弹道上都起关键作用，故在选择尾翼时，主要根据翼面的超音速恃性，对于超音速飞行时宜采用三角形或梯形尾翼。考虑到炮弹出炮口后通常速度较高，超音速飞行翼面会出现激波和膨胀波，使得翼面阻力明显增强，由线化理论可知，减小翼面相对厚度是减小波阻的有效途径。

技术实现思路

[0008]本专利技术提出了一种薄尾翼超高速制导炮弹，拥有极薄厚度的
“×”
型尾翼，具有良好的空气动力学稳定性，可用于快速人工降雨。
[0009]实现本专利技术的技术解决方案为：一种薄尾翼超高速制导炮弹，包括弹头、弹身和四片尾翼，四片尾翼以
“×”
型固定在弹身的尾部，尾翼厚度在1.5～1.8mm之间。
[0010]本专利技术与现有技术相比，其显著优点在于：
[0011](1)在超高速制导炮弹发射后的空中飞行阶段中，由于高速飞行产生的各种不稳定因素，导致产生了炮弹偏移方案弹道、炮弹飞行速度降低等问题，而本专利技术中的四个薄尾翼，相当于一个低阻力稳定结构，由于炮弹出炮口后速度通常较高，在超高速飞行过程中，翼面会出现激波和膨胀波，使得翼面阻力明显增强，根据线性化理论可知，减小翼面的相对厚度是减小波阻的有效途径，起到保证弹丸自由飞行时的稳定性和产生升力的作用。
[0012](2)炮弹整体材料为钨合金，用于减少超高速制导炮弹在飞行过程中的烧蚀现象。由于薄尾翼的各个方向都可产生相似的机动过载，且在任一方向产生法向力都具有快速响应特性，故在控制系统设计方面也可以起到简化作用。
附图说明
[0013]图1为本专利技术一种薄尾翼超高速制导炮弹的主视图。
[0014]图2为本专利技术一种薄尾翼超高速制导炮弹的侧视图。
[0015]图3为本专利技术一种薄尾翼超高速制导炮弹的全弹视图。
具体实施方式
[0016]下面将结合本专利技术实施例中的附图，对本专利技术实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本专利技术的一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本专利技术中的实施例，本领域普通技术人员在没有创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本专利技术保护的范围。
[0017]需要说明，本专利技术实施例中所有方向性指示(诸如上、下、左、右、前、后
……
)仅用于解释在某一特定姿态(如附图所示)下各部件之间的相对位置关系、运动情况等，如果该特定姿态发生改变时，则该方向性指示也相应地随之改变。
[0018]在本专利技术中，除非另有明确的规定和限定，术语“连接”、“固定”等应作广义理解，例如，“固定”可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或成一体；“连接”可以是机械连接，也可以是电连接。对于本领域的普通技术人员而言，可以根据具体情况理解上述术语在本专利技术中的具体含义。
[0019]另外，本专利技术各个实施例之间的技术方案可以相互结合，但是必须是以本领域普通技术人员能够实现为基础，当技术方案的结合出现相互矛盾或无法实现时应当认为这种技术方案的结合不存在，也不在本专利技术要求的保护范围指内。
[0020]下面将结合本设计实例对具体实施方式、以及本次专利技术的技术难点、专利技术点进行进一步介绍。
[0021]结合图1～图3，本专利技术所述的一种薄尾翼超高速制导炮弹，包括弹头1、弹身2和四片尾翼3，四片尾翼3按
“×”
型固定在弹身2的尾部。
[0022]弹头1包括激光半主动导引头、控制舱和激光引信，控制舱呈尖拱形，作为激光半主动导引头的保护罩，其内设有激光半主动导引头和激光引信，以用于保护导引头，同时尖拱形头部可增大击中目标时的接触面积，又具有一定的穿透能力，与传统炮弹相比，大大提升了对目标的打击能力。
[0023]弹身2包括圆柱形壳体、战斗部和火箭发动机，战斗部和火箭发动机设置在圆柱形壳体，圆柱形壳体长径比f
B
：
[0024][0025]其中L
B
为弹身2总长度，D
B
为弹身2的直径，炮弹的穿透能力较强，飞行速度损失小。
[0026]弹头1的长径比f
n
：
[0027][0028]其中L
n
为弹头1的长度，弹头1的压差轴向力系数约为0.1，弹头1稳定。
[0029]按
“×”
型布置尾翼3，由于轴对称分布，尾翼3的各个方向都可产生相似的机动过载，且在任一方向产生的法向力都具有快速响应特性，故在控制系统设计方面也可以起到简化作用；根据北京航空航天大学的尾翼设计规范，尾翼3的前缘后掠角设计为40
°
，便于在高速飞行条件下，提高炮弹的航向稳定性以及速度；尾翼厚度c＝bc
r
，其中b为尾翼前、后缘的相对距离，c
r
为尾翼的相对厚度，通过实验得出尾翼厚度的设计范围在1.5～1.8mm之间，薄尾翼相当于一个低阻力稳定结构，在高速飞行时，可减少弹所受到的部分阻力，维持炮弹弹身和弹尾稳定性。
[0030]炮弹所采本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种薄尾翼超高速制导炮弹，其特征在于：包括弹头(1)、弹身(2)和四片尾翼(3)，四片尾翼(3)以
“×”
型固定在弹身(2)的尾部，尾翼厚度在1.5～1.8mm之间。2.根据权利要求1所述的薄尾翼超高速制导炮弹，其特征在于：弹头(1)包括激光半主动导引头、控制舱和激光引信，控制舱呈尖拱形。3.根据权利要求2所述的薄尾翼超高速制导炮弹，其特征在于：弹头(1)的长径比f
n
＝2.46，弹头(1)的压差轴向力系数为0.1。4.根据权利要求1所述的薄尾翼超高速制导炮弹，其特征在于：弹身(2)包括圆柱形壳体、战斗部和火箭发动机，战斗部和火箭发动机设置在圆柱形壳体，圆...

【专利技术属性】
技术研发人员：易文俊，严浩，
申请(专利权)人：南京理工大学，
类型：发明
国别省市：