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导电纤维弹主要是以导电纤维丝作为对电力系统进行毁灭性打击的软杀伤武器。导电纤维弹可以在多种武器平台上使用,例如:无人机、布撒器、导弹、火箭弹和炮弹,对应各种运载平台,导电纤维弹有多种名称。导电纤维弹为子母弹型,导电纤维丝就是其战斗部的最重要组成部分,为打击目标的最小作战单元。本文研究的导电纤维弹是通过火箭弹作为运载平台的二级子母弹,第一级子母弹为火箭弹本体,二级子母弹为纤维丝卷组成的子弹,因此在工作过程中存在两次子弹抛撒过程。在前期的试验过程中,总体发现子弹的二级抛撒系统无法正常工作,纤维丝强度、缠绕方式、引弧效应以及展开面积和均布情况均存在问题,需要进行设计改进。根据任务分工界面,子弹的优化改进工作交由工厂完成。 导电纤维弹从“两伊战争”首次使用以来虽然已有十多年的历史,但在国内还只是刚刚开始,除了纤维丝材料研究起步较早,现已较为完善外,对纤维弹子弹抛撒的研究还鲜有所闻,更无工程应用研究实例。随着我国航天型号的发展,对火工系统要求越来越高,结构复杂化和功能多样化的要求越来越多,传统意义的点火、传爆火工品已不能适应新的发展需要,本文的研究正好填补了工厂在复杂火工品研究领域的空白,开拓了火工品研究方向,对国防建设以及工厂的发展都具有重要的战略意义。因此,本文研究一方面需要解决文面临的抛撒机构不能正常工作的迫切问题,另一方面还需建立一套类似产品的设计流程,以方便后续产品的开发,提高研制效率。 根据文研制的实际需求,本文以分析国内外纤维弹子弹结构为基础,找出了一种最为合理的抛撒方案,建立理论分析模型,确定了抛撒诸元,分析了总体方案的可行性,为本文后续的抛撒机构设计优化和试验验证创造了理论条件,减少了不必要的重复验证环节,具有很强的指导性。研究工作的主要内容如下: ①结构分析 改进工作的基础是关键设计参数的复算和总体方案的复核,以便迅速找到设计改进的切入点。由于本文涉及的抛撒技术在厂内尚无成熟产品可供借鉴,因此首先对国内外现有的成熟抛撒方案进行详细的分析研究,比较了各方案的优缺点,确定抛撒机构的抛撒方式,进而确定抛撒机构的总体方案。 ②理论研究 为提高后续产品开发效率,在正式的试验验证前,建立仿真模型进行验证,提高了设计方案的可行性。本文运用经典内弹道理论和外弹道理论,建立了子母弹二次抛撒机构抛撒过程的静态和动态数学模型,从理论上研究了抛撒诸元设定对抛撒性能的影响,以及子弹外弹道运动规律和子弹散布特性,从而对抛撒机构诸元进行了优化设计。 ③方案优化和试验验证 根据技战术指标完成情况,对抛撒机构(中心爆管式抛撒)的结构进行了优化设计,分别对局部和全系统进行了试验,研究了各个参数的影响,最后通过对抛撒机构结构性能的试验,验证了抛撒机构改进方案和理论分析模型的正确性。 应用相关的仿真软件,通过计算和比较分析,得到了子弹的运动规律和散布落点。理论结果与试验均表明本文所提出的抛撒机构能较好的实现技战术指标要求。