《智能彈藥設計》主要介紹靈巧和智能彈藥設計中的一般共性問題,包括總體設計、結(jié)構(gòu)設計、引信設計、固體火箭發(fā)動機設計、發(fā)射安全性設計、飛行穩(wěn)定性設計及戰(zhàn)斗部威力設計。
《智能彈藥設計》將傳統(tǒng)的彈藥設計理論進行了知識拓展,適應了現(xiàn)代彈藥向智能化、精確化方向發(fā)展的需要。
《智能彈藥設計》可以作為高等院校和科研院所武器系統(tǒng)應用工程、彈藥工程與爆炸技術(shù)、飛行器設計等相關專業(yè)本科生、研究生的專業(yè)教材,也可供從事智能彈藥產(chǎn)品開發(fā)的科研技術(shù)人員學習和參考。
彈藥作為武器系統(tǒng)實現(xiàn)精確打擊和高效毀傷目標的終端環(huán)節(jié),是完成武器系統(tǒng)作戰(zhàn)使命和作戰(zhàn)任務的核心。從彈藥的發(fā)展來看,最初是無控彈藥。無控彈藥的最大缺點是射擊精度低,特別是彈著點散布較大,F(xiàn)代戰(zhàn)爭對命中精度提出了很高的要求,是武器系統(tǒng)重要的指標。精度的提高意味著要摧毀同一目標,彈藥的消耗量將大幅度減少,不僅能夠減輕后勤需求,加快戰(zhàn)爭的節(jié)奏,減少作戰(zhàn)平臺與人員的暴露,而且可以避免對平民和非軍事設施的附帶損毀。因此,提高彈藥的射擊精度一直是軍事部門、軍工部門和軍事工程技術(shù)人員最為關心的問題。第二次世界大戰(zhàn)期間,德國研制的V-2導彈就是在提高精度的軍事需求推動下產(chǎn)生的,并得到了迅速發(fā)展。近40年來,隨著現(xiàn)代光電技術(shù)、信息技術(shù)、控制和制導技術(shù)在兵器領域的應用和發(fā)展,為了提高炮彈、火箭彈和炸彈的射擊精度和射擊效果,出現(xiàn)了智能彈藥。
智能彈藥設計包括總體設計、結(jié)構(gòu)設計、安全性設計、飛行穩(wěn)定性設計及威力設計等。
為了適應智能彈藥技術(shù)的發(fā)展需要,進一步拓展教學和科學研究,編者在前期講義的基礎上編寫了本書。本書可作為武器系統(tǒng)與工程專業(yè)智能彈藥方向本科生的教材,也可以作為彈藥工程與爆炸技術(shù)、飛行器設計等相關專業(yè)本科生、研究生的教材,同時也作為供智能彈藥科研、設計、生產(chǎn)和使用部門的工程人員的參考用書。
本書共8章,第1章、第2章、第3章、第6章、第7章、第8章由郭銳副教授編寫,第5章由陳雄教授編寫,第4章由陳荷娟教授編寫。
本書在編寫過程中,參考了大量國內(nèi)外文獻資料和相關教材,在此表示衷心的謝意。此外,本書的插圖和文字稿由楊永亮、邢柏陽、陳亮、周昊、駱建華等研究生參與整理,也一并表示感謝。
由于編者水平有限,書中難免有失誤和不妥之處,歡迎讀者批評指正。
第1章 智能彈藥設計概論
1.1 概述
1.1.1 彈藥的分類
1.1.2 智能彈藥的組成
1.2 智能彈藥的研制程序
1.2.1 預先研究
1.2.2 型號研制
1.3 智能彈藥設計輸出文件
1.3.1 智能彈藥設計說明書
1.3.2 智能彈藥產(chǎn)品圖
1.4 智能彈藥的設計要求
1.4.1 戰(zhàn)術(shù)技術(shù)要求
1.4.2 生產(chǎn)經(jīng)濟要求
1.4.3 正確處理各要求間的關系
1.5 智能彈藥設計的發(fā)展趨勢
1.5.1 系統(tǒng)工程方法
1.5.2 動態(tài)設計方法
1.5.3 優(yōu)化設計方法
1.5.4 可靠性設計方法
第2章 智能彈藥總體設計
2.1 智能彈藥總體設計概述
2.2 智能彈藥概念設計
2.2.1 目標分析
2.2.2 功能分析
2.2.3 環(huán)境因素分析
2.2.4 組成要素分析
2.2.5 要素篩選與集成
2.2.6 目標特性及作戰(zhàn)任務分析
2.3 智能彈藥技術(shù)方案設計
2.3.1 技術(shù)方案設計原則
2.3.2 初步戰(zhàn)術(shù)技術(shù)指標分解
2.3.3 初步技術(shù)方案設計
2.3.4 技術(shù)可行性分析
2.4 智能彈藥總體方案設計
2.4.1 總體方案選擇
2.4.2 總體外形及氣動布局設計
2.4.3 總體結(jié)構(gòu)設計
第3章 智能彈藥結(jié)構(gòu)設計
3.1 一般旋轉(zhuǎn)穩(wěn)定彈藥結(jié)構(gòu)設計
3.1.1 彈藥外形結(jié)構(gòu)
3.1.2 定心部、彈帶與閉氣環(huán)
3.1.3 彈藥內(nèi)腔結(jié)構(gòu)
3.1.4 低阻遠程形彈藥的結(jié)構(gòu)特點
3.1.5 底部排氣彈的結(jié)構(gòu)特點
3.1.6 底排一火箭復合增程彈的結(jié)構(gòu)特點
3.1.7 其他零部件
3.2 一般尾翼穩(wěn)定彈藥結(jié)構(gòu)設計
3.2.1 迫擊炮彈
3.2.2 張開式尾翼彈結(jié)構(gòu)特點
3.2.3 桿形頭部尾翼彈結(jié)構(gòu)特點
3.2.4 次口徑脫殼尾翼彈結(jié)構(gòu)特點
3.3 子母彈結(jié)構(gòu)設計
3.3.1 子母彈的結(jié)構(gòu)特點
3.3.2 子母彈的工作原理
3.3.3 開艙方式
3.3.4 子彈拋射方式
3.4 末敏彈結(jié)構(gòu)設計
3.4.1 末敏彈的工作原理
3.4.2 末敏彈的結(jié)構(gòu)特點
3.5 彈道修正彈結(jié)構(gòu)設計
3.5.1 彈道修正彈的工作原理
3.5.2 彈道修正彈的結(jié)構(gòu)特點
3.6 末制導炮彈結(jié)構(gòu)設計
3.6.1 半主動式末制導炮彈的工作原理
3.6.2 半主動式末制導炮彈的結(jié)構(gòu)特點
3.7 簡易制導炮彈的結(jié)構(gòu)設計
3.8 結(jié)構(gòu)特征數(shù)的計算
3.8.1 基本計算法
3.8.2 截錐體的計算公式
3.8.3 梯形平板單元的計算公式
3.8.4 彈藥總體結(jié)構(gòu)特征數(shù)的計算
第4章 引信設計
4.1 概述
4.1.1 現(xiàn)代引信功能和作用過程
4.1.2 引信安全性設計要求
4.1.3 引信環(huán)境
4.2 引信系統(tǒng)設計程序
4.3 發(fā)火控制基本原理和感知裝置
4.3.1 起爆方法
4.3.2 引信發(fā)火控制基本原理
4.3.3 引信感知裝置
4.3.4 定時器及其時間信息裝定
4.4 安全系統(tǒng)設計
4.4.1 后坐保險機構(gòu)
4.4.2 離心銷保險機構(gòu)
4.4.3 制動式曲折槽保險機構(gòu)
4.4.4 隔爆機構(gòu)
4.4.5 引信開關
4.5 引信電源設計
4.5.1 引信化學電源
4.5.2 引信物理電源
4.5.3 引信定時器用電源要求
第5章 固體火箭發(fā)動機設計
5.1 概述
5.2 固體火箭發(fā)動機裝藥設計
5.2.1 推進劑的選擇
5.2.2 裝藥藥型的選擇
5.2.3 單孔管狀藥的裝藥設計
5.2.4 星孔(輪孔)裝藥的裝藥設計
5.3 燃燒室設計
5.3.1 燃燒室殼體設計
5.3.2 連接底設計
5.3.3 燃燒室內(nèi)壁的隔熱與防護
5.4 噴管設計
5.4.1 錐形噴管型面設計
5.4.2 噴管熱防護設計
5.5 裝藥支撐裝置設計
5.5.1 支撐裝置設計要求
5.5.2 支撐裝置結(jié)構(gòu)形式
5.5.3 支撐裝置材料選擇
5.6 點火裝置設計
5.6.1 點火裝置類型的選擇
5.6.2 發(fā)火管的分類及構(gòu)造
5.6.3 點火藥類型的選擇及點火藥量估算
5.7 導向鈕設計
5.8 提高火箭彈密集度的措施
5.8.1 微推偏噴管設計技術(shù)
5.8.2 繞幾何縱軸旋轉(zhuǎn)技術(shù)
5.8.3 動靜不平衡度修正技術(shù)
5.8.4 提高炮口速度技術(shù)
5.8.5 尾翼延遲張開技術(shù)
5.8.6 同時離軌技術(shù)
第6章 發(fā)射安全性設計
6.1 載荷分析
6.1.l火藥氣體壓力
6.1.2 慣性力
6.1.3 裝填物壓力
6.1.4 彈帶壓力
6.1.5 不均衡力
6.1.6 導轉(zhuǎn)側(cè)力
6.1.7 摩擦力
6.2 彈藥發(fā)射時的安全性分析
6.2.1 發(fā)射時彈體的應力與變形
6.2.2 彈藥發(fā)射時彈體強度計算
6.2.3 彈底強度計算
6.2.4 彈藥其他零件的強度計算
6.2.5 裝填物安全性計算
第7章 飛行穩(wěn)定性設計
7.1 空氣動力系數(shù)計算
7.1.1 旋轉(zhuǎn)穩(wěn)定彈藥的空氣動力系數(shù)
7.1.2 追擊炮彈空氣動力系數(shù)的計算
7.2 旋轉(zhuǎn)彈藥的飛行穩(wěn)定性
7.2.1 概述
7.2.2 急螺穩(wěn)定性
7.2.3 追隨穩(wěn)定性
7.2.4 彈藥飛行穩(wěn)定性的綜合解法
7.2.5 動態(tài)穩(wěn)定性
7.3 尾翼彈藥的飛行穩(wěn)定性
7.3.1 尾翼彈飛行穩(wěn)定性分析
7.3.2 追擊炮彈的飛行穩(wěn)定性計算
第8章 戰(zhàn)斗部威力設計
8.1 彈藥威力指標
8.1.1 基本概念
8.1.2 彈藥威力指標的確定
8.1.3 彈藥的威力設計
8.2 爆破威力的計算與設計
8.2.1 概述
8.2.2 空氣中爆炸計算
8.2.3 土壤中爆炸計算
8.2.4 水中爆炸計算
8.2.5 爆破榴彈的威力設計
8.3 殺傷威力的計算與設計
8.3.1 概述
8.3.2 殺傷面積的計算
8.3.3 殺傷榴彈的威力設計
8.4 破甲威力的計算與分析
8.4.1 金屬射流基本規(guī)律
8.4.2 破甲彈的威力設計
8.5 穿甲威力的計算與分析
8.5.1 穿甲概述
8.5.2 對金屬介質(zhì)的侵徹
8.5.3 對混凝土和巖石介質(zhì)的侵徹
8.6 碎甲威力的計算與分析
附表
參考文獻